一種振動時效激振器的製作方法

2023-05-11 07:34:31 2

專利名稱：一種振動時效激振器的製作方法
技術領域：
本發明屬于振動時效技術。激振器是振動時效裝置的主要部分。振動時效技術主要應用於機械製造、鑄造、鍛造、焊接等行業。用振動方法消除或均化金屬構件的殘餘應力，以提高几何尺寸的穩定性。
目前國內外用于振動時效處理的激振器主要是機械式激振器。它是由電動機及其偏心塊組成，安裝在需要振動時效的金屬構件上。通過控制電路控制電動機的轉速，在構件的某一諧振頻率上振動，達到消除或均化殘餘應力的作用，保證構件的幾何尺寸穩定性。
國內外現有的激振器的電動機結構類似傳統直流電動機。有電刷和換向器。電動機由止口、聯軸節與偏心塊箱體聯接。參見1972年美國專利No.3677831、1982年美國專利No.8132388。聯邦德國專利U7005792、1987年「機械式振動時效裝置驗收技術條件」(國家機械工業委員會工具機工業局企業(聯合)標準JB/GQ3031-87)。上述結構的激振器共同存在著如下缺點1、這些激振器所用的直流電動機雖然經過特殊設計，但是都有電刷和換向器。在高轉速、強烈振動條件下，光花大、換向器發熱嚴重，並燒蝕換向器。因此，直流電動機壽命短。
2、偏心塊的箱體和電動機是由止口和聯軸節對接在一起的。偏心箱底腳與被振工件聯接，電動機安裝呈懸臂狀如圖1所示，於是電動機的換向器端振動振幅更大，使電機的工作環境更惡劣。
3、由於偏心箱與電動機為二體，在同樣技術要求條件下，激振器體積大、重量較重，這對操作者經常裝御搬運帶來不便。
4、穩速精度高的激振時效裝置都與電動機同軸裝有測速傳感器，不僅使結構複雜，而且在強烈振動情況下可靠性差。
5、由於存在上述缺點，有刷直流電動機很難製造高轉速，例如10000轉/分以上(美國馬丁公司和西德馬丁公司的激振器轉速均為5000轉/分)。而實用上，常常需要高轉速的激振器。
本發明的目的在於提高激振器的使用壽命，提高可靠性，提高激振的使用轉速，減小激振器的重量和體積。
1、本發明激振器包括直流電動機、電機控制電路及偏心塊，其特徵在於為了根本上克服有刷直流電動機由於換向器和電刷帶來的缺點，本發明的驅動電機為無刷直流電動機。為了減小激振器的重量和體積，本發明的偏心塊與電動機同軸並按重量分兩部分對稱安裝在電動機的兩軸端，構成電動機與偏心塊一體式結構。
2、為了進一步提高激振器的可靠性，本發明的直流無刷電動機驅動控制電路所必需的換向用位置信號取自電動機的各相繞組，這就省掉了專門的位置傳感器，簡化了結構，減少了從電機內部向外的引出線，增加了激振器的可靠性。電動機各相繞組的電勢信號還可用來作為電動機驅動控制電路所需要的速度反饋信號。
3、為了調節偏心量的大小，以便使激振器能夠適用於各種工件的時效處理。本發明進一步改進了偏心塊機構。分裝在電動機每軸端的偏心塊由靜止偏心塊〔5〕和可以繞電機軸〔9〕單方向轉動任意轉角的動偏心塊〔6〕組成，偏心塊為扇形，為了限止動偏心塊〔6〕按電動機旋轉方向轉動(例如順時針)，動偏心塊〔6〕上開有一個U型止推槽〔13〕，U型槽的兩個邊的長度不同，槽內裝有一顆滾球〔12〕，其直徑大於U型槽的左邊長、小於U型槽的右邊長，並且通過彈簧〔11〕自右向左壓緊滾珠〔12〕，顯然這一結構具有單方向止推作用，當動偏心塊相對轉軸順時針受力時，滾珠向逆時針方向運動，結果滾珠與軸的摩擦力大大增加。然而當動偏心塊相對轉軸逆時針受力時，滾珠向順時針方向運動，結果滾珠與軸的摩擦力減小，起到了單方向止推的作用。
由於本發明使用直流無刷電動機，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，而本發明無刷直流激振器的壽命可達2000-5000小時。由於採用反電勢作為換向信號，省掉了專門的位置傳感器，簡化了結構，提高了可靠性。由於本發明設計成電動機與偏心塊一體式結構，使激振器體積減小、重量減輕。本發明的使用轉速可達24000轉/分或更高，使得本發明能夠更好地適用於各種類型的被振工件。此外，本發明為時效裝置提供了一個速度反饋信號，省掉了裝置專門的速度傳感器。本發明全面提高了激振時效裝置的性能。


附圖1為已有技術中採用電動機與偏心塊二體式結構，結果使電動機在安裝上呈懸臂狀。其中〔20〕是聯軸節;〔21〕是聯接偏心箱和電機的止口;〔22〕是電刷;〔23〕是換向器;〔24〕是偏心塊;〔25〕是底腳;〔26〕是軸承;〔27〕是有刷電機的轉軸。
附圖2為本發明直流無刷電動機與偏心塊一體式結構。其中〔1〕為轉子;〔2〕為定子;〔3〕為端罩;〔4〕為端蓋;〔5〕為定偏心塊;〔6〕為動偏心塊;〔7〕為軸承;〔8〕為底腳;〔9〕為電機軸;〔10〕為電機軸位置調節螺釘〔10〕，用於無級調節激振力的大小。
附圖3是本發明動偏心塊〔6〕的詳細結構圖，其中〔11〕為彈簧;〔12〕為滾珠;〔13〕為止推槽;
〔9〕為電機軸;n為電機的旋轉方向。
附圖4是本發明驅動控制電路原理圖，其中〔14〕為直流無刷電動機，其中a、b、c分別為電機的三相繞組;
〔15〕為整形電路;
〔16〕為電動機驅動控制電路所必需的換向用位置信號;
〔17〕為換向控制電路;
〔18〕為驅動器;
〔19〕是供激振時效裝置使用的速度反饋信號。
實施例本激振器由直流無刷電動機本體和驅動控制電路兩部份組成。其中直流無刷電動機本體的結構如附圖2。由轉子〔1〕、定子〔2〕、端罩〔3〕、端蓋〔4〕、定偏心塊〔5〕、動偏心塊〔6〕、軸承〔7〕、底腳〔8〕、電機軸〔9〕、電機軸位置調節螺釘〔10〕等部件組成。偏心部分對稱地安裝在電動機兩軸伸端。每端都裝有靜偏心塊〔5〕和可以繞電機軸〔9〕單方向轉動任意轉角的動偏心塊〔6〕，偏心塊為扇形，動偏心塊如圖3所示，其上開有一個U型止推槽〔13〕，U型槽的兩個邊的長度不同，槽內裝有一顆滾珠〔12〕，其直徑大於U型槽的左邊長，小於U型槽的右邊長，並且通過彈簧〔11〕目右向左壓緊滾珠〔12〕。通過轉動電機軸位置調節螺釘〔10〕，可以無級調節定偏心塊〔5〕與動偏心塊〔6〕之間的夾角，即偏心距，以便無級調節激振力的大小。端罩〔3〕主要起防護作用。驅動控制電路如附圖4。驅動控制電路所必需的換向用位置信號取自電動機的a、b、c三相繞組，同時作為供整個激振時效裝置使用的速度反饋信號。
權利要求
1.振動時效用激振器，包括電機驅動控制電路及偏心塊，其特徵在於所述的直流電動機是無刷直流電動機；偏心塊與電動機同軸並按重量分兩部分對稱安裝在電動機的兩軸端，構成電動機與偏心塊一體式結構。
2.權利要求1所述的無刷直流電動機其特徵在於電動機驅動控制電路的位置信號取自電動機的各相繞組。
3.權利要求1所述的偏心塊按重量分成兩部分對稱安裝在電動機的兩軸端，其特徵在於為了調節偏心量的大小，每端的偏心塊由靜止偏心塊〔5〕和可以繞電機軸〔9〕單方向轉動任意轉角的動偏心塊〔6〕組成，偏心塊為扇形，為了限止動偏心塊〔6〕按電動機旋轉方向轉動(例如順時針)，動偏心塊〔6〕上開有一個U型止推槽〔13〕，U型槽的兩個邊的長度不同，槽內裝有一顆滾珠〔12〕，其直徑大於U型槽的左邊長，小於U型槽的右邊長，並且通過彈簧〔11〕自右向左壓緊滾珠〔12〕。
全文摘要
振動時效用激振器利用直流無刷電動機作為驅動部件，電動機與偏心塊採用一體式結構，採用相繞組的反電勢作為換向控制信號。省掉了專門的位置傳感器。因此，本發明具有可靠性高、重量輕、體積小、壽命長(可達2000小時以上)、工作轉速高(可達24000轉/分)，能夠更好地適用於各種類型的被振工件等多方面的優點。
文檔編號B06B1/16GK1041295SQ8810906
公開日1990年4月18日 申請日期1988年9月30日 優先權日1988年9月30日
發明者陸永平, 劉彥彬, 李鐵才, 婁躍龍 申請人:哈爾濱工業大學, 黑龍江省海倫振動時效設備廠