專利名稱：一種振動(dòng)時(shí)效激振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于振動(dòng)時(shí)效技術(shù)。激振器是振動(dòng)時(shí)效裝置的主要部分。振動(dòng)時(shí)效技術(shù)主要應(yīng)用于機(jī)械制造、鑄造、鍛造、焊接等行業(yè)。用振動(dòng)方法消除或均化金屬構(gòu)件的殘余應(yīng)力，以提高幾何尺寸的穩(wěn)定性。
目前國(guó)內(nèi)外用于振動(dòng)時(shí)效處理的激振器主要是機(jī)械式激振器。它是由電動(dòng)機(jī)及其偏心塊組成，安裝在需要振動(dòng)時(shí)效的金屬構(gòu)件上。通過(guò)控制電路控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，在構(gòu)件的某一諧振頻率上振動(dòng)，達(dá)到消除或均化殘余應(yīng)力的作用，保證構(gòu)件的幾何尺寸穩(wěn)定性。
國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的激振器的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)類似傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)。有電刷和換向器。電動(dòng)機(jī)由止口、聯(lián)軸節(jié)與偏心塊箱體聯(lián)接。參見(jiàn)1972年美國(guó)專利No.3677831、1982年美國(guó)專利No.8132388。聯(lián)邦德國(guó)專利U7005792、1987年“機(jī)械式振動(dòng)時(shí)效裝置驗(yàn)收技術(shù)條件”(國(guó)家機(jī)械工業(yè)委員會(huì)機(jī)床工業(yè)局企業(yè)(聯(lián)合)標(biāo)準(zhǔn)JB/GQ3031-87)。上述結(jié)構(gòu)的激振器共同存在著如下缺點(diǎn)1、這些激振器所用的直流電動(dòng)機(jī)雖然經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)，但是都有電刷和換向器。在高轉(zhuǎn)速、強(qiáng)烈振動(dòng)條件下，光花大、換向器發(fā)熱嚴(yán)重，并燒蝕換向器。因此，直流電動(dòng)機(jī)壽命短。
2、偏心塊的箱體和電動(dòng)機(jī)是由止口和聯(lián)軸節(jié)對(duì)接在一起的。偏心箱底腳與被振工件聯(lián)接，電動(dòng)機(jī)安裝呈懸臂狀如圖1所示，于是電動(dòng)機(jī)的換向器端振動(dòng)振幅更大，使電機(jī)的工作環(huán)境更惡劣。
3、由于偏心箱與電動(dòng)機(jī)為二體，在同樣技術(shù)要求條件下，激振器體積大、重量較重，這對(duì)操作者經(jīng)常裝御搬運(yùn)帶來(lái)不便。
4、穩(wěn)速精度高的激振時(shí)效裝置都與電動(dòng)機(jī)同軸裝有測(cè)速傳感器，不僅使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且在強(qiáng)烈振動(dòng)情況下可靠性差。
5、由于存在上述缺點(diǎn)，有刷直流電動(dòng)機(jī)很難制造高轉(zhuǎn)速，例如10000轉(zhuǎn)/分以上(美國(guó)馬丁公司和西德馬丁公司的激振器轉(zhuǎn)速均為5000轉(zhuǎn)/分)。而實(shí)用上，常常需要高轉(zhuǎn)速的激振器。
本發(fā)明的目的在于提高激振器的使用壽命，提高可靠性，提高激振的使用轉(zhuǎn)速，減小激振器的重量和體積。
1、本發(fā)明激振器包括直流電動(dòng)機(jī)、電機(jī)控制電路及偏心塊，其特征在于為了根本上克服有刷直流電動(dòng)機(jī)由于換向器和電刷帶來(lái)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。為了減小激振器的重量和體積，本發(fā)明的偏心塊與電動(dòng)機(jī)同軸并按重量分兩部分對(duì)稱安裝在電動(dòng)機(jī)的兩軸端，構(gòu)成電動(dòng)機(jī)與偏心塊一體式結(jié)構(gòu)。
2、為了進(jìn)一步提高激振器的可靠性，本發(fā)明的直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路所必需的換向用位置信號(hào)取自電動(dòng)機(jī)的各相繞組，這就省掉了專門的位置傳感器，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，減少了從電機(jī)內(nèi)部向外的引出線，增加了激振器的可靠性。電動(dòng)機(jī)各相繞組的電勢(shì)信號(hào)還可用來(lái)作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路所需要的速度反饋信號(hào)。
3、為了調(diào)節(jié)偏心量的大小，以便使激振器能夠適用于各種工件的時(shí)效處理。本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)了偏心塊機(jī)構(gòu)。分裝在電動(dòng)機(jī)每軸端的偏心塊由靜止偏心塊〔5〕和可以繞電機(jī)軸〔9〕單方向轉(zhuǎn)動(dòng)任意轉(zhuǎn)角的動(dòng)偏心塊〔6〕組成，偏心塊為扇形，為了限止動(dòng)偏心塊〔6〕按電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)(例如順時(shí)針)，動(dòng)偏心塊〔6〕上開(kāi)有一個(gè)U型止推槽〔13〕，U型槽的兩個(gè)邊的長(zhǎng)度不同，槽內(nèi)裝有一顆滾球〔12〕，其直徑大于U型槽的左邊長(zhǎng)、小于U型槽的右邊長(zhǎng)，并且通過(guò)彈簧〔11〕自右向左壓緊滾珠〔12〕，顯然這一結(jié)構(gòu)具有單方向止推作用，當(dāng)動(dòng)偏心塊相對(duì)轉(zhuǎn)軸順時(shí)針受力時(shí)，滾珠向逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，結(jié)果滾珠與軸的摩擦力大大增加。然而當(dāng)動(dòng)偏心塊相對(duì)轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針受力時(shí)，滾珠向順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，結(jié)果滾珠與軸的摩擦力減小，起到了單方向止推的作用。
由于本發(fā)明使用直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，因而使工作可靠性和壽命有很大提高，一般有刷直流激振器的壽命是300-400小時(shí)，而本發(fā)明無(wú)刷直流激振器的壽命可達(dá)2000-5000小時(shí)。由于采用反電勢(shì)作為換向信號(hào)，省掉了專門的位置傳感器，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，提高了可靠性。由于本發(fā)明設(shè)計(jì)成電動(dòng)機(jī)與偏心塊一體式結(jié)構(gòu)，使激振器體積減小、重量減輕。本發(fā)明的使用轉(zhuǎn)速可達(dá)24000轉(zhuǎn)/分或更高，使得本發(fā)明能夠更好地適用于各種類型的被振工件。此外，本發(fā)明為時(shí)效裝置提供了一個(gè)速度反饋信號(hào)，省掉了裝置專門的速度傳感器。本發(fā)明全面提高了激振時(shí)效裝置的性能。


附圖1為已有技術(shù)中采用電動(dòng)機(jī)與偏心塊二體式結(jié)構(gòu)，結(jié)果使電動(dòng)機(jī)在安裝上呈懸臂狀。其中〔20〕是聯(lián)軸節(jié);〔21〕是聯(lián)接偏心箱和電機(jī)的止口;〔22〕是電刷;〔23〕是換向器;〔24〕是偏心塊;〔25〕是底腳;〔26〕是軸承;〔27〕是有刷電機(jī)的轉(zhuǎn)軸。
附圖2為本發(fā)明直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)與偏心塊一體式結(jié)構(gòu)。其中〔1〕為轉(zhuǎn)子;〔2〕為定子;〔3〕為端罩;〔4〕為端蓋;〔5〕為定偏心塊;〔6〕為動(dòng)偏心塊;〔7〕為軸承;〔8〕為底腳;〔9〕為電機(jī)軸;〔10〕為電機(jī)軸位置調(diào)節(jié)螺釘〔10〕，用于無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)激振力的大小。
附圖3是本發(fā)明動(dòng)偏心塊〔6〕的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖，其中〔11〕為彈簧;〔12〕為滾珠;〔13〕為止推槽;
〔9〕為電機(jī)軸;n為電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。
附圖4是本發(fā)明驅(qū)動(dòng)控制電路原理圖，其中〔14〕為直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，其中a、b、c分別為電機(jī)的三相繞組;
〔15〕為整形電路;
〔16〕為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路所必需的換向用位置信號(hào);
〔17〕為換向控制電路;
〔18〕為驅(qū)動(dòng)器;
〔19〕是供激振時(shí)效裝置使用的速度反饋信號(hào)。
實(shí)施例本激振器由直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)本體和驅(qū)動(dòng)控制電路兩部份組成。其中直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)本體的結(jié)構(gòu)如附圖2。由轉(zhuǎn)子〔1〕、定子〔2〕、端罩〔3〕、端蓋〔4〕、定偏心塊〔5〕、動(dòng)偏心塊〔6〕、軸承〔7〕、底腳〔8〕、電機(jī)軸〔9〕、電機(jī)軸位置調(diào)節(jié)螺釘〔10〕等部件組成。偏心部分對(duì)稱地安裝在電動(dòng)機(jī)兩軸伸端。每端都裝有靜偏心塊〔5〕和可以繞電機(jī)軸〔9〕單方向轉(zhuǎn)動(dòng)任意轉(zhuǎn)角的動(dòng)偏心塊〔6〕，偏心塊為扇形，動(dòng)偏心塊如圖3所示，其上開(kāi)有一個(gè)U型止推槽〔13〕，U型槽的兩個(gè)邊的長(zhǎng)度不同，槽內(nèi)裝有一顆滾珠〔12〕，其直徑大于U型槽的左邊長(zhǎng)，小于U型槽的右邊長(zhǎng)，并且通過(guò)彈簧〔11〕目右向左壓緊滾珠〔12〕。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸位置調(diào)節(jié)螺釘〔10〕，可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)定偏心塊〔5〕與動(dòng)偏心塊〔6〕之間的夾角，即偏心距，以便無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)激振力的大小。端罩〔3〕主要起防護(hù)作用。驅(qū)動(dòng)控制電路如附圖4。驅(qū)動(dòng)控制電路所必需的換向用位置信號(hào)取自電動(dòng)機(jī)的a、b、c三相繞組，同時(shí)作為供整個(gè)激振時(shí)效裝置使用的速度反饋信號(hào)。
權(quán)利要求
1.振動(dòng)時(shí)效用激振器，包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路及偏心塊，其特征在于所述的直流電動(dòng)機(jī)是無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)；偏心塊與電動(dòng)機(jī)同軸并按重量分兩部分對(duì)稱安裝在電動(dòng)機(jī)的兩軸端，構(gòu)成電動(dòng)機(jī)與偏心塊一體式結(jié)構(gòu)。
2.權(quán)利要求1所述的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)其特征在于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路的位置信號(hào)取自電動(dòng)機(jī)的各相繞組。
3.權(quán)利要求1所述的偏心塊按重量分成兩部分對(duì)稱安裝在電動(dòng)機(jī)的兩軸端，其特征在于為了調(diào)節(jié)偏心量的大小，每端的偏心塊由靜止偏心塊〔5〕和可以繞電機(jī)軸〔9〕單方向轉(zhuǎn)動(dòng)任意轉(zhuǎn)角的動(dòng)偏心塊〔6〕組成，偏心塊為扇形，為了限止動(dòng)偏心塊〔6〕按電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)(例如順時(shí)針)，動(dòng)偏心塊〔6〕上開(kāi)有一個(gè)U型止推槽〔13〕，U型槽的兩個(gè)邊的長(zhǎng)度不同，槽內(nèi)裝有一顆滾珠〔12〕，其直徑大于U型槽的左邊長(zhǎng)，小于U型槽的右邊長(zhǎng)，并且通過(guò)彈簧〔11〕自右向左壓緊滾珠〔12〕。
全文摘要
振動(dòng)時(shí)效用激振器利用直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件，電動(dòng)機(jī)與偏心塊采用一體式結(jié)構(gòu)，采用相繞組的反電勢(shì)作為換向控制信號(hào)。省掉了專門的位置傳感器。因此，本發(fā)明具有可靠性高、重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)(可達(dá)2000小時(shí)以上)、工作轉(zhuǎn)速高(可達(dá)24000轉(zhuǎn)/分)，能夠更好地適用于各種類型的被振工件等多方面的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B06B1/16GK1041295SQ8810906
公開(kāi)日1990年4月18日 申請(qǐng)日期1988年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月30日
發(fā)明者陸永平, 劉彥彬, 李鐵才, 婁躍龍 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué), 黑龍江省海倫振動(dòng)時(shí)效設(shè)備廠