專利名稱：一種激振式機(jī)械振動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械振動(dòng)臺(tái)，特別是一種激振式機(jī)械振動(dòng)裝置。它可廣泛應(yīng)用于汽車零部件、電子元器件、組件、醫(yī)藥、食品、家具、禮品、陶瓷、包裝等行業(yè)實(shí)驗(yàn)室及生產(chǎn)線上對(duì)樣品進(jìn)行相關(guān)振動(dòng)試驗(yàn)。
背景技術(shù)：
振動(dòng)臺(tái)是一種利用電動(dòng)、電液壓、壓電或其他原理獲得機(jī)械振動(dòng)的裝置，是現(xiàn)代工程技術(shù)領(lǐng)域中不可缺少的重要實(shí)驗(yàn)設(shè)備之一。它廣泛應(yīng)用于汽車零部件、電子元器件、組件、醫(yī)藥、食品、家具、禮品、陶瓷、包裝等行業(yè)實(shí)驗(yàn)室及生產(chǎn)線上對(duì)樣品進(jìn)行相關(guān)振動(dòng)試驗(yàn)。如環(huán)境接收試驗(yàn)，品質(zhì)鑒定試驗(yàn)，可靠性鑒定試驗(yàn)，耐久試驗(yàn)，振動(dòng)模擬分析，材料特性試驗(yàn)，疲勞試驗(yàn)，振動(dòng)防止改善等。模擬產(chǎn)品在制造、組裝、運(yùn)輸及使用過程中所遭受的振動(dòng)環(huán)境，以評(píng)定其結(jié)構(gòu)的耐振性、可靠性和完好性。振動(dòng)臺(tái)作為振動(dòng)試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，其性能好壞、技術(shù)水平的高低直接影響到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，同時(shí)也是衡量一個(gè)國(guó)家的工業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有相當(dāng)重要的地位。由于振動(dòng)臺(tái)關(guān)系到航空航天等高科技領(lǐng)域的發(fā)展，所以高頻響、大噸位的振動(dòng)臺(tái)在許多國(guó)家實(shí)施禁運(yùn)政策。因此，對(duì)振動(dòng)臺(tái)的研究是非常重要的基礎(chǔ)研究，世界各國(guó)都很重視振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)和振動(dòng)測(cè)試技術(shù)的研究開發(fā)工作。按照工作原理的不同，目前市場(chǎng)上普遍使用的振動(dòng)臺(tái)主要分為機(jī)械式、電液式、電動(dòng)式。隨著振動(dòng)臺(tái)向大負(fù)載、高頻率、高性能、大幅值等方向的發(fā)展，市場(chǎng)上現(xiàn)有振動(dòng)臺(tái)在滿足其特定工作狀況下，各自取長(zhǎng)補(bǔ)短，在綜合性能上發(fā)揮了最大作用，但普遍還存在以下問題。傳統(tǒng)機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)造價(jià)比較低，壽命長(zhǎng)，使用和維修方便，但它工作噪聲大、波形不理想、振動(dòng)頻率低、負(fù)載較小、振幅不易調(diào)節(jié)，整體控制性能差。電液式振動(dòng)臺(tái)則能產(chǎn)生很大的激振力和位移，比能產(chǎn)生相同推力的電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)價(jià)格便宜,但其局限性在于高頻性能較差，上限工作頻率低，小型失真較大。而電動(dòng)式的頻率范圍寬，波形較好，適合產(chǎn)生隨機(jī)波，但受其振動(dòng)機(jī)理限制，其振動(dòng)幅度和負(fù)載能力都比較小。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)的技術(shù)缺點(diǎn)，提供一種能夠產(chǎn)生較高額定頻率以及額定負(fù)載，同時(shí)整體控制性能也較好的機(jī)械式振動(dòng)裝置。本實(shí)用新型目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種激振式機(jī)械振動(dòng)裝置，包括動(dòng)力傳輸組件、激振組件和主體支架三部分；主體支架包括限位套筒、主支架和支撐底座；動(dòng)力傳輸組件包括皮帶輪和主軸；激振組件包括上振動(dòng)臺(tái)、激振圓柱或圓錐滾子和滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤；從上到下主軸分別與滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤、主支架、皮帶輪和支撐底座連接，滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤上方設(shè)有上振動(dòng)臺(tái)；滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤由推力軸承支撐，推力軸承設(shè)置在主支架上；上振動(dòng)臺(tái)為圓盤狀，中心為圓形凸臺(tái)，周邊設(shè)有卡槽；上振動(dòng)臺(tái)底面從圓形凸臺(tái)到周邊設(shè)有放射狀均勻分布曲面凹槽；滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤中心的圓臺(tái)上設(shè)有帶花鍵槽，與主軸通過花鍵連接，滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤的上表面從中心圓臺(tái)到周邊設(shè)有放射狀均勻分布曲面凹槽；一個(gè)或者多個(gè)激振圓柱或圓錐滾子活動(dòng)設(shè)置在滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤和上振動(dòng)臺(tái)形成的半圓柱或半圓錐形凹槽中，在滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤上鉆有高壓油孔；皮帶輪與主軸連接；所述主軸與主支架和支撐底座之間分別設(shè)有第一角接觸球軸承和第二角接觸球軸承；上振動(dòng)臺(tái)、激振圓柱或圓錐滾子和滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤設(shè)置在限位套筒內(nèi)，限位套筒與主支架固連；上振動(dòng)臺(tái)周邊分布的卡槽與限位套筒的內(nèi)凸緣連接。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，所述的滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤中優(yōu)選每個(gè)凹槽設(shè)有高壓油孔。所述的推力軸承包括推力軸承上支撐蓋、推力軸承圓錐滾子和推力軸承底座，推力軸承設(shè)置在保持架內(nèi)。所述的皮帶輪與主軸優(yōu)選采用花鍵連接。所述的皮帶輪到第一角接觸球軸承之間的主軸的外周設(shè)有套筒。所述的上振動(dòng)臺(tái)上方優(yōu)選開有螺栓孔。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):1、本實(shí)用新型機(jī)械裝置是由圓柱或圓錐滾子繞主支架中心軸旋轉(zhuǎn)，利用上振動(dòng)臺(tái)底部的凹凸曲面形狀，使其在滾子的驅(qū)動(dòng)下做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)；輸出的振動(dòng)波形和幅值可由上振動(dòng)臺(tái)的底部凹 槽曲面形狀控制，輸出波形良好穩(wěn)定；2、激振滾子的數(shù)量η決定了振動(dòng)臺(tái)的單位振動(dòng)頻率，即滾子數(shù)目越多，其振動(dòng)頻率越高，為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的η倍；3、為滿足較高的振動(dòng)頻率，隨著滾子數(shù)量的增加，支撐面積進(jìn)一步擴(kuò)大，該振動(dòng)臺(tái)的負(fù)載能力也相應(yīng)增加，具有大負(fù)載能力；4、滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤底部鉆有高壓油孔，工作中輸出高壓油使圓柱或圓錐滾子浮動(dòng)，減少轉(zhuǎn)動(dòng)接觸過程帶來的摩擦，同時(shí)可為上振動(dòng)臺(tái)底面提供潤(rùn)滑，有效的降低了噪音，并采用端面推力軸承卸去軸向載荷，避免了主軸角接觸軸承處的應(yīng)力集中，提高振動(dòng)臺(tái)效率和壽命;5、與主軸連接的動(dòng)力傳輸部位均采用花鍵連接，有效提高了動(dòng)力傳輸能力，滿足大噸位的設(shè)計(jì)要求。6、裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，零部件加工難度低，裝配簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)。

圖1是激振式機(jī)械振動(dòng)裝置的沿中心縱向剖切的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是激振式機(jī)械振動(dòng)裝置的繞中心周向剖切的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是激振式機(jī)械振動(dòng)裝置的上振動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中示出:上振動(dòng)臺(tái)1、限位套筒2、激振圓柱或圓錐滾子3、滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤4、推力軸承上支撐蓋5、保持架6、推力軸承圓錐滾子7、推力軸承底座8、第一角接觸球軸承9、主支架10、套筒11、皮帶輪12、主軸13、第二角接觸球軸承14、支撐底座15。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但是本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限如此。如圖1-3所示，一種激振式機(jī)械振動(dòng)裝置，包括動(dòng)力傳輸組件、激振組件和主體支架三部分；主體支架包括限位套筒2、主支架10和支撐底座15 ;動(dòng)力傳輸組件包括皮帶輪12和主軸13 ;激振組件包括上振動(dòng)臺(tái)1、激振圓柱或圓錐滾子3和滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤4 ;從上到下主軸13分別與滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤4、主支架10、皮帶輪12和支撐底座15連接，滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤4上方設(shè)有上振動(dòng)臺(tái)I ;滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤4由推力軸承支撐，推力軸承設(shè)置在主支架10上；上振動(dòng)臺(tái)I為圓盤狀，中心為圓形凸臺(tái)，周邊設(shè)有卡槽；上振動(dòng)臺(tái)I底面從圓形凸臺(tái)到周邊設(shè)有放射狀均勻分布曲面凹槽，凹槽優(yōu)選為半圓柱或半圓錐形凹槽；滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤4中心的圓臺(tái)上設(shè)有帶花鍵槽，與主軸13用花鍵連接，滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤4的上表面從中心圓臺(tái)到周邊設(shè)有放射狀均勻分布曲面凹槽，凹槽優(yōu)選為半圓柱或半圓錐形凹槽，I個(gè)或者多個(gè)激振圓柱或圓錐滾子3活動(dòng)設(shè)置在滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤4和上振動(dòng)臺(tái)I形成的半圓柱或半圓錐形凹槽中，可自由滾動(dòng)，在滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤4上鉆有高壓油孔，優(yōu)選在每個(gè)凹槽中設(shè)有高壓油孔；工作中輸出高壓油使圓柱或圓錐滾子3浮動(dòng)，在滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤4激勵(lì)作用下，激勵(lì)圓柱或圓錐滾子3在上振動(dòng)臺(tái)I底部作圓周運(yùn)動(dòng)，使與其嚙合的上振動(dòng)臺(tái)I產(chǎn)生垂直方向上的振動(dòng)響應(yīng)。主軸13與主支架10和支撐底座15之間分別設(shè)有第一角接觸球軸承9和第二角接觸球軸承14 ;皮帶輪12與主軸13由花鍵連接，皮帶輪12到第一角接觸球軸承9之間的主軸13外周設(shè)有套筒11，通過套筒11對(duì)皮帶輪12進(jìn)行軸向定位；上振動(dòng)臺(tái)1、激振圓柱或圓錐滾子3和滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤4設(shè)置在限位套筒2內(nèi)，限位套筒2與主支架10固連；推力軸承包括推力軸承上支撐蓋5、推力軸承圓錐滾子7和推力軸承底座8，推力軸承設(shè)置在保持架6內(nèi)；上振動(dòng)臺(tái)I周邊分布的卡槽與限位套2筒的內(nèi)凸緣連接。滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤4和皮帶輪12與主軸13之間分別采用花鍵連接。限位套筒2通過螺栓固連到主支架10上，并與上振動(dòng)臺(tái)I通過卡槽連接，對(duì)振動(dòng)過程中產(chǎn)生的切向力進(jìn)行平衡。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤所承受的軸向載荷，經(jīng)過圓錐滾子軸承卸載到主支架10上，主軸13、皮帶輪12、套筒11等各零部件重量由支撐底座15支撐，支撐底座15和主支架10按尺寸精度要求分別固定到地面上。上振動(dòng)臺(tái)I作為振動(dòng)源，其上方開有螺栓孔，可與振動(dòng)夾具進(jìn)行螺栓連接，方便夾具及其他連接設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)。電機(jī)將動(dòng)力傳輸?shù)街鬏S13上，主軸13通過花鍵與滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤4的配合，通過激振圓柱或圓錐滾子3的接觸支撐，將回轉(zhuǎn)扭矩分解成上振動(dòng)臺(tái)I的垂直振動(dòng)激勵(lì)作用力和切向分力。本實(shí)用新型激振式機(jī)械振動(dòng)裝置可廣泛應(yīng)用于汽車零部件、電子元器件、組件、醫(yī)藥、食品、家具、禮品、陶瓷、包裝等行業(yè)實(shí)驗(yàn)室及生產(chǎn)線上對(duì)樣品進(jìn)行相關(guān)振動(dòng)試驗(yàn)。應(yīng)用時(shí)，先通高壓油讓設(shè)備進(jìn)行自潤(rùn)滑，并讓設(shè)備在空載運(yùn)行一定時(shí)間使設(shè)備各零部件徹底潤(rùn)滑。使用電動(dòng)機(jī)經(jīng)動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從徑向傳遞動(dòng)力至主轉(zhuǎn)動(dòng)軸和滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤。在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下，滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤4帶動(dòng)激振圓柱或圓錐滾子3轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)盤上的圓柱或圓錐滾子在高壓油作用下浮動(dòng)且能自由旋轉(zhuǎn)，在滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤的旋轉(zhuǎn)激勵(lì)作用下，圓柱或圓錐滾子在上振動(dòng)臺(tái)底部的凹槽之間逐一滾動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)上振動(dòng)臺(tái)在垂直方向上上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)激勵(lì)功能。當(dāng)各激振圓柱或圓錐滾子3到達(dá)上振動(dòng)臺(tái)I底部環(huán)形分布凹槽的曲面的最高點(diǎn)時(shí)，上振動(dòng)臺(tái)I達(dá)到其振動(dòng)幅值的正的極值點(diǎn)；當(dāng)各激振圓柱或圓錐滾子3到達(dá)上振動(dòng)臺(tái)I底部環(huán)形分布凹槽的曲面的最低點(diǎn)時(shí)，上振動(dòng)臺(tái)I達(dá)到其振動(dòng)幅值的負(fù)的極值點(diǎn)，由此振動(dòng)臺(tái)經(jīng)歷一次完整的振動(dòng)行為。若滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤4持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，各激振圓柱或圓錐滾子3則不間斷地在上振動(dòng)臺(tái)I底部的帶凹槽曲面上交替滾過，進(jìn)而產(chǎn)生一系列的振動(dòng)波。本實(shí)用新型的軸向推力旋轉(zhuǎn)滾子激振式機(jī)械振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)頻率不完全由驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)頻率決定，圓柱或圓錐滾子的數(shù)量對(duì)振動(dòng)頻率也有重要的影響。在相同的驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下，滾子的數(shù)量越多，其振動(dòng)頻率越高，同時(shí)其承載能力也越高。在一定程度解決了傳統(tǒng)機(jī)械振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)頻率無法達(dá)到較高水平的問題。
權(quán)利要求1.一種激振式機(jī)械振動(dòng)裝置，其特征在于:包括動(dòng)力傳輸組件、激振組件和主體支架三部分；主體支架包括限位套筒、主支架和支撐底座；動(dòng)力傳輸組件包括皮帶輪和主軸；激振組件包括上振動(dòng)臺(tái)、激振圓柱或圓錐滾子和滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤；從上到下主軸分別與滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤、主支架、皮帶輪和支撐底座連接，滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤上方設(shè)有上振動(dòng)臺(tái)；滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤由推力軸承支撐，推力軸承設(shè)置在主支架上；上振動(dòng)臺(tái)為圓盤狀，中心為圓形凸臺(tái)，周邊設(shè)有卡槽；上振動(dòng)臺(tái)底面從圓形凸臺(tái)到周邊設(shè)有放射狀均勻分布曲面凹槽；滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤中心的圓臺(tái)上設(shè)有帶花鍵槽，與主軸通過花鍵連接，滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤的上表面從中心圓臺(tái)到周邊設(shè)有放射狀均勻分布曲面凹槽；一個(gè)或者多個(gè)激振圓柱或圓錐滾子活動(dòng)設(shè)置在滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤和上振動(dòng)臺(tái)形成的半圓柱或半圓錐形凹槽中，在滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤上鉆有高壓油孔；皮帶輪與主軸連接；所述主軸與主支架和支撐底座之間分別設(shè)有第一角接觸球軸承和第二角接觸球軸承；上振動(dòng)臺(tái)、激振圓柱或圓錐滾子和滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤設(shè)置在限位套筒內(nèi)，限位套筒與主支架固連；上振動(dòng)臺(tái)周邊分布的卡槽與限位套筒的內(nèi)凸緣連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激振式機(jī)械振動(dòng)裝置，其特征在于:所述的滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤中在每個(gè)凹槽設(shè)有高壓油孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激振式機(jī)械振動(dòng)裝置，其特征在于:所述的推力軸承包括推力軸承上支撐蓋、推力軸承圓錐滾子和推力軸承底座，推力軸承設(shè)置在保持架內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激振式機(jī)械振動(dòng)裝置，其特征在于:所述的皮帶輪與主軸采用花鍵連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激振式機(jī)械振動(dòng)裝置，其特征在于:所述的皮帶輪到第一角接觸球軸承之間的主軸的外周設(shè)有套筒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激振式機(jī)械振動(dòng)裝置，其特征在于:所述的上振動(dòng)臺(tái)上方開有螺栓 孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種激振式機(jī)械振動(dòng)裝置，該裝置的滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤上方設(shè)有上振動(dòng)臺(tái)；上振動(dòng)臺(tái)為圓盤狀，中心為圓形凸臺(tái)，周邊設(shè)有卡槽；上振動(dòng)臺(tái)底面從圓形凸臺(tái)到周邊設(shè)有放射狀均勻分布曲面凹槽；滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤中心的圓臺(tái)上設(shè)有帶花鍵槽，與主軸通過花鍵連接，滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤的上表面從中心圓臺(tái)到周邊設(shè)有放射狀均勻分布曲面凹槽；一個(gè)或者多個(gè)激振圓柱或圓錐滾子活動(dòng)設(shè)置在滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤和上振動(dòng)臺(tái)形成的半圓柱或半圓錐形凹槽中，在滾子轉(zhuǎn)動(dòng)盤上鉆有高壓油孔。本實(shí)用新型利用上振動(dòng)臺(tái)底部的凹凸曲面形狀，使其在滾子的驅(qū)動(dòng)下做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，輸出的振動(dòng)波形和幅值可由上振動(dòng)臺(tái)的底部凹槽曲面形狀控制，輸出波形良好穩(wěn)定。
文檔編號(hào)G01M7/04GK203155502SQ20132009367
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者吳上生, 胡安濤, 陸振威, 林曉蒙, 黃澤星 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)