[发明专利]一种具有激振力自调节功能的振动装置及其参数确定方法

说明书

一种具有激振力自调节功能的振动装置，属于振动机械技术领域，包括偏心转子，所述偏心转子内部中空，在中空部分装有滑块，滑块底端与偏心转子之间设有弹簧。一种具有激振力自调节功能的振动装置的参数确定方法，包括以下步骤：步骤1，建立振动装置运动的动力学平衡方程，确定弹簧刚度的取值范围；步骤2，设计滑块的高度h与宽度b。启动振动装置，其转速处于系统主共振区时，滑块靠近转动轴，振动装置激励力较小，振动装置仅需较小功率即可摆脱转速俘获；振动装置以额定频率工作时，滑块远离转动轴，振动装置与实心偏心块工作效果相同。与实心偏心块相比，该装置激振力可调，避免了转速经过共振区产生转速俘获，本申请可降低振动电机的额定功率。

技术领域

本发明属于振动机械技术领域，具体涉及一种具有激振力自调节功能的振动装置及其参数确定方法。

背景技术

振动电机驱动的振动机械，一般在超远共振状态下工作。当电动机从启动加速到额定转速的过程中，必然存在旋转频率与固有频率相接近的情况。由于振动电机都是只能提供有限动力的非理想源，所以在亚近共振区，非理想源电动机有可能出现索末菲尔德效应，导致电机的转速升不上去。实际上，该类振动系统工作在远共振区时，所需的电机功率是比较低的，而工作在近共振区时，为了防止电机出现索末菲效应，设备制造厂家只好选择功率更大的电机。由于上述现象的存在，使振动电机往往会出现“大马拉小车的现象”，即电动机额定功率要远高于振动机械正常工作时所需的功率。因此设计了一种具有激振力自调节功能的振动装置及其参数确定方法，避免出现索末菲效应，从而降低该类振动系统对振动电机额定功率的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有激振力自调节功能的振动装置及其参数确定方法。在不改变原有最大激励力的前提下，主要通过降低近共振区振动装置的质径积以及转动惯量，减小共振时的频率俘获力，避免发生索末菲效应。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有激振力自调节功能的振动装置，包括偏心转子，所述偏心转子为中空结构，且在中空部分安装有滑块，滑块底端与偏心转子之间设置有弹簧。

所述振动装置的主体部分由偏心转子及前端盖组成，所述偏心转子上加工有凹槽，偏心转子上通过螺栓安装有前端板形成中空结构的偏心转子。

所述凹槽的两端加工有滑槽，所述滑块两端包含与滑槽适配的凸起结构。

所述前端盖与偏心转子贴合面上开设有定位凹槽，偏心转子与前端盖的贴合面上设置有与定位槽配合的定位凸起，当偏心转子与前端盖贴合时，定位凸起嵌入定位凹槽内，安装时起定位作用。

一种具有激振力自调节功能的振动装置的参数确定方法，包括以下步骤：

步骤1，建立振动装置运动时的动力学平衡方程，确定弹簧刚度的取值范围：

设偏心转子质量为m₁，偏心转子的偏心半径r₁；滑块质量为m₂，滑块的偏心半径r₂；振动装置质量m₁₂＝m₁+m₂，振动装置偏心半径r₁₂＝(m₁r₁+m₂r₂)/m₁₂；弹簧刚度k₀，弹簧的压缩变形δ；系统总质量为m，系统刚度为k，系统阻尼为c，系统固有频率为振动装置的额定转速为n；

当振动装置正常工作时，滑块的激振力为：

F₂＝m₂(r₂+δ)ω²                                  (1)

此时滑块为了保持平衡，弹簧所提供的弹簧力为：