[发明专利]偏心距径向可调式惯性激振器及其应用

说明书

技术领域

本发明属于机械工程技术领域，具体涉及在机械工程、机械试验等过程中需要施加精密载荷或者一定频率载荷的机械装置中，为其施加一种周期性圆周交变激振力、单向的激振力、激振扭矩的偏心距径向可调式惯性激振器及其应用。

背景技术

现代工业生产和科学研究中，在机械加工制造、道路桥梁领域往往需要获得准确大小和方向的激振力，或者需要一定频率的激振力来确保产品的质量、性能和试验过程的准确性。所采用的方法就是利用惯性激振器给被激的试件施加一定形式和大小的振动量。在工程试验中，需要获得准确的激振效果，或者需要测得试件在不同的大小和频率的激振力作用下的应力或者强度，因此对于激振器施加的激振力的大小和频率有定性的要求，所以激振器自身要具备频率和惯性力大小的可调性。

激振器是附加在某些机械和设备上用以产生激励力的装置，是利用机械振动的重要部件。激振器能够给被激的试件施加一定的形式和大小的振动量，从而可以对物体进行振动和强度试验。目前，工程上应用的激振器按照激励形式的不同，可分为惯性式、电动式、电磁式、电液式、气动式和液压式等。

现有惯性激振器大多利用偏心块回转来调节偏心距，进而获得不同的激振力。单向激励惯性激振器一般由两根转轴和一对速度比为1的齿轮组成。两根转轴通过等速反向回转，回转轴上两个偏心块在Y向产生惯性力的合力。但是齿轮传动噪声大，磨损快，制造精度和安装精度要求很高，一旦有磨损就会产生传动失稳现象，同时齿轮传动机构必须要有密封装置，需要润滑，传动过程发热严重，拆卸不方便。

发明内容

本发明的目的在于提出一种偏心距径向可调式惯性激振器及其应用，实现了在径向方向上无级连续调节质量块的偏心距，进而调节激振力的大小；同时 激振器的组合使用可以获得不同的激振效果，如单向的交变激振力，交变的扭矩。

为实现上述目的，本发明的偏心距径向可调式惯性激振器包括：回转动力源、激振器壳体和回转体；所述回转动力源的动力输出轴和所述回转体的动力输入轴固定连接，所述激振器壳体安装在所述回转体外侧；

所述回转体内部包括支撑板、步进电机、丝杠、螺母和质量块；所述步进电机固定在支撑板上，支撑板安装在回转体内壁，所述步进电机输出轴和所述丝杠的一端同轴固定连接，所述丝杠的另一端和回转体连接，所述丝杠和所述螺母消隙后形成丝杠螺母副，所述质量块和所述螺母固定连接；所述丝杠中心轴线和回转体的回转轴中心线正交，并沿径向方向布置。

所述回转体内部还包括导向板、滑块、导轨和连接块；所述质量块沿X轴方向两侧分别和一个导向板的一端固定连接，两个导向板的另一端通过连接块固定连接，所述两个导向板的外侧均固定有一个滑块，两个所述导轨分别固定在所述回转体轴向两端的侧壁上，并与丝杠的轴向平行，两个滑块分别和两个导轨滚动配合。

所述导向板为菱形结构，质量块沿X轴方向两侧分别和一个导向板的一个角处固定连接，两个导向板竖直方向上和质量块相对位置通过连接块连接。

所述步进电机沿X轴方向的中心线和所述回转体的回转轴线重合，所述质量块的质心分布在丝杠的轴线上。

所述步进电机输出轴和所述丝杠的一端通过联轴器连接，所述丝杠的另一端通过轴承和所述回转体连接。

所述回转体为一端设置有端盖的圆筒状结构，回转体的另一端和回转体盖连接，所述端盖和回转体盖外侧中心位置均设置有空心回转轴，回转体的外伸空心回转轴作为动力输入轴，回转体盖的外伸空心轴回转轴作为接线轴；所述回转体的动力输入轴和接线轴分别通过一对角接触球轴承和激振器壳体连接，所述角接触球轴承外侧设置有轴承端盖，所述回转动力源的动力输出轴和所述动力输入轴固定连接。

所述激振器还包括固定在激振器壳体上的激振器后罩和设置在激振器后罩 内的接线结构，所述接线结构包括导电滑环、垫片、拧紧螺母、接线柱和接线柱支架；所述导电滑环套在接线轴上，轴向外侧依次设置有垫片和拧紧螺母，所述拧紧螺母和所述空心回转轴螺纹连接，所述接线柱通过接线柱支架固定在激振器壳体上，所述接线柱和所述导电滑环相连。

所述偏心距径向可调式惯性激振器还可以组合应用，两个激振器的回转轴线和回转动力源的输出轴线两两平行放置，所述回转动力源的输出轴和两个激振器的动力输入轴通过同步带装置连接实现同步运动。