CN102095563A - 机械式振动台及其防脱机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械式振动台及其防脱机构，公开的防脱机构包括作用于机械式振动台的滚轮组件的弹性组件，还包括调节弹性组件与滚轮组件之间距离的调节装置，该调节装置包括相互间距可调的固定端和自由端，固定端与机械式振动台的振动架固定连接，自由端与弹性组件固定连接。在相同振幅的情况下，如果振动频率较大，调节装置调整弹性组件靠近滚轮，确保滚轮在整个振动周期中，防脱机构都对滚轮组件有压紧力，保持滚轮一直沿偏心轮的外缘滚动，避免脱开；如果振动频率较小，滚轮不会脱离偏心轮，调节装置调整弹性组件远离滚轮组件，不对滚轮组件产生压紧力，使电机的负载减小，降低机械式振动台的能耗，延长电机的使用寿命。

Description

机械式振动台及其防脱机构

技术领域

本发明涉及试验用品领域，特别是涉及一种用于机械式振动台的防脱机构。此外，本发明还涉及一种包括上述防脱机构的机械式振动台。

背景技术

机械式振动台是一种偏心轮机构，其偏心轮在电机的带动下转动，与其相接触的滚轮沿着偏心轮的边缘滚动，与滚轮连接的滑柱会在导向机构的作用下做竖直往复运动。在实验过程中，机械式振动台需要提供不同的振动频率和不同的振幅，以模拟不同的工况，满足不同的试验需要。

偏心轮在转动过程中，滚轮沿着偏心轮的边缘滚动。在偏心轮的上止点，如果没有可以使滚轮始终与偏心轮保持接触状态的压紧力，偏心轮速度达到临界值的时候，如果振动频率较大，滚轮会因为惯性力的作用脱开偏心轮，落下时对偏心轮造成冲击，容易导致机构损坏，并且造成振动波形的失真，降低试验结果的可信度。因此，机械式振动台一般会设置防脱机构。

传统的防脱机构通过螺旋压缩弹簧等弹性元件对滚轮提供压紧力，以保证滚轮与偏心轮不脱开。机械式振动台的振幅通过改变偏心轮的偏心距来实现，对于相同振动频率、不同的振幅下，防脱机构提供的压紧力通过弹簧的压缩量来改变。振动台振动时，电机主要工作是克服整车或零部件以及滚轮滑柱机构的重力，因此，在大振幅的情况下弹簧压缩量相对小振幅时弹簧的压缩量会增大较多，弹簧提供的压紧力也会增大很多，增加了额外的振动阻力，造成电机负载加大，降低电机的使用寿命。

同时，当振动频率降到一定范围后，偏心轮在转动过程中，滚轮不会脱离偏心轮，此时不需要对滚轮提供压紧力，也能满足实验要求。但是防脱机构的压紧力仍会存在，电机仍会在大负载工况下工作，造成不必要的浪费。这种矛盾在大振幅、低频率的工况下尤其突出。

如何为滚轮提供合适的压紧力，在确保振动台正常工作的前提下，降低电机的负载，延长电机的使用寿命，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于机械式振动台的防脱机构，该防脱机构能根据不同工况为滚轮提供合适的压紧力，并在此基础上降低电机的负载，减小机械式振动台的能耗，延长电机的使用寿命。本发明的另一目的是提供一种包括上述防脱机构的机械式振动台。

为实现上述发明目的，本发明提供一种机械式振动台的防脱机构，包括作用于机械式振动台的滚轮组件的弹性组件，还包括调节所述弹性组件与所述滚轮组件之间距离的调节装置，该调节装置包括相互间距可调的固定端和自由端，所述固定端与所述机械式振动台的振动架固定连接，所述自由端与所述弹性组件固定连接。

优选地，所述调节装置包括驱动所述弹性组件的动力缸，该动力缸的缸筒与所述振动架固定连接，缸杆与所述弹性组件固定连接。

优选地，所述动力缸具体为气缸。

优选地，所述弹性组件包括弹簧和容纳所述弹簧的弹簧座，所述自由端与所述弹簧座固定连接；所述弹簧的顶端与所述弹簧座固定连接。

优选地，所述弹性组件还包括底端设有凸台的导向部件，所述弹簧环绕所述导向部件，其底端与所述凸台的上表面搭接。

优选地，所述导向部件的底端固定连接有弹性缓冲块，所述弹性组件通过所述弹性缓冲块与所述滚轮组件的表面搭接。

优选地，还包括调整部件和与所述调整部件配合的固定部件；所述调整部件穿透所述弹簧座的顶部、其延伸方向与所述导向部件的轴线平行且与所述导向部件滑动连接；所述固定部件设于所述弹簧座的外部，所述固定部件与所述调整部件具有多个固定连接位置。

优选地，所述调整部件具体为螺栓，所述固定部件具体为与所述螺栓配合的螺母。

优选地，所述导向部件为中空筒体，所述调整部件包括主体部和尺寸大于所述主体部的端部，所述主体部穿透所述导向部件的顶部，所述端部卡接于所述导向部件的内部。

本发明还提供一种机械式振动台，包括偏心轮和沿所述偏心轮的边缘滚动的滚轮，以及防止所述滚轮与所述偏心轮脱开的防脱机构，所述防脱机构为如上述任一项所述的防脱机构。

本发明提供一种防脱机构，用于防止机械式振动台的滚轮与偏心轮脱离。该防脱机构包括作用于滚轮组件的弹性组件，以及调节所述弹性组件与所述滚轮组件之间距离的调节装置，该调节装置包括相互间距可调的固定端和自由端，所述固定端与所述机械式振动台的振动架固定连接，所述自由端与所述弹性组件固定连接。机械式振动台工作时，需要面对不同振动频率和不同振幅，在相同振幅的情况下，如果振动频率较大，滚轮会脱离偏心轮，此时调整调节装置固定端和自由端的距离至较大状态，使弹性组件与振动架的距离也较大，即弹性组件靠近滚轮组件，确保滚轮在整个振动周期中，防脱机构仍对滚轮组件有压紧力，滚轮一直沿偏心轮的外缘滚动，避免脱开；如果振动频率较小，滚轮不会脱离偏心轮，则调整固定端和自由端的距离至较小状态，使弹性组件远离滚轮组件，不对滚轮组件产生压紧力，使电机的负载减小，降低机械式振动台的能耗，延长电机的使用寿命。

在一种优选的实施方式中，所述调节装置包括驱动所述弹性组件的动力缸，该动力缸的缸筒与所述振动架固定连接，缸杆与所述弹性组件固定连接。动力缸可以是液压缸或气缸，其缸筒为固定端，缸杆为自由端，且缸杆和缸筒之间的相对距离调节方便，只要控制无杆腔内的气体或液体的体积就能实现，使弹性组件与滚轮组件之间的距离调整也很方便。该结构简单，易于实现，且液压缸或气缸均是成熟的工业产品，性能稳定，易于采购，可以降低实现本发明的成本。

在另一种优选的实施方式中，所述弹性组件包括弹簧和容纳所述弹簧的弹簧座，所述自由端与所述弹簧座固定连接；所述弹簧的顶端与所述弹簧座固定连接。弹簧是常用的弹性部件，易于采购。调节装置的自由端与弹簧座固定连接，在自由端与固定端的距离调整时，弹簧座将带动弹簧，使弹簧的末端与滚轮组件的距离得到调整，直到达到预定的位置，实现不同振动频率的工况下的防脱要求。

在提供上述防脱机构的基础上，本发明还提供一种包括上述防脱机构的机械式振动台；由于防脱机构具有上述技术效果，具有该防脱机构的机械式振动台也具有相应的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供防脱机构一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1所示防脱机构的俯视图；

图3为图1所示防脱机构的侧视图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于机械式振动台的防脱机构，该防脱机构能根据不同工况为滚轮提供合适的压紧力，并在此基础上降低电机的负载，减小机械式振动台的能耗，延长电机的使用寿命。本发明的另一核心是提供一种包括上述防脱机构的机械式振动台。

本文所涉及的顶端、底端等方位词，是以防脱机构位于图1所示的工况为基准来定义的；同时定义弹性组件从滚轮组件的顶端作用于滚轮组件。应当理解，本文中所采用的方位词不应当限制本专利的保护范围。另外，本文所述的连接，包括直接连接，也包括间接连接。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供防脱机构一种具体实施方式的结构示意图。

本发明提供一种防脱机构，用于防止机械式振动台的滚轮组件1与偏心轮(图中未示出)脱离。该防脱机构包括作用于滚轮组件1的弹性组件2，以及调节弹性组件2与滚轮组件1之间距离的调节装置，该调节装置包括相互间距可调的固定端和自由端，固定端与机械式振动台的振动架固定连接，自由端与弹性组件2固定连接。机械式振动台工作时，需要面对不同振动频率和不同振幅，在相同振幅的情况下，如果振动频率较大，滚轮会脱离偏心轮，此时调整调节装置固定端和自由端的距离至较大状态，使弹性组件2与振动架的距离也较大，即弹性组件2靠近滚轮组件1，确保滚轮在整个振动周期中，防脱机构仍对滚轮组件1有压紧力，滚轮仍沿偏心轮的外缘滚动，避免脱开；如果振动频率较小，滚轮不会脱离偏心轮，则调整固定端和自由端的距离至较小状态，使弹性组件2远离滚轮组件1，不对滚轮组件1产生压紧力，使电机的负载减小，降低机械式振动台的能耗，延长电机的使用寿命。

以图1所示气缸为例，当振动台的振动频率较小时，气缸的缸杆不伸出，弹性组件2的下表面与滚轮组件1之间保持一定的距离，确保不会增加电机的负载，提高***的效率；当振动台的振动频率较大时，汽缸的缸杆伸出，带动弹性组件2向滚轮组件1的表面靠近，使偏心轮在旋转时，弹性组件2的底端均能与滚轮组件1表面搭接。

图1所示的防脱机构中，弹簧座22通过连接座23与气缸的缸杆固定连接。显然，如果连接座23与弹簧座22之间至少一者设置长圆孔，且长圆孔的长轴方向与弹簧21的轴向平行，使连接座23与弹簧座22之间的相对位置可调，同时也调整弹簧组件与滚轮组件1之间的相对位置，达到调整目的。

请参考图2和图3，图2为图1所示防脱机构的俯视图；图3为图1所示防脱机构的侧视图。

在一种具体的实施方式中，调节装置包括驱动弹性组件2的动力缸3，该动力缸3的缸筒与振动架固定连接，缸杆与弹性组件2固定连接。动力缸3可以是液压缸或气缸，其缸筒为固定端，缸杆为自由端，且缸杆和缸筒之间的相对距离调节方便，只要控制无杆腔内的气体或液体的体积就能实现，使弹性组件2与滚轮组件1之间的距离调整也很方便。该结构简单，易于实现，且液压缸或气缸均是成熟的工业产品，性能稳定，易于采购，可以降低实现本发明的成本。

如图2所示，图2所示的防脱机构中设有四个动力缸3。以滚轮为参考，其旋转轴的两端分别向滚轮的左侧和右侧延伸。滚轮组件1包括设于滚轮外部的滚轮支架11，滚轮支架11上设有两个压板12，两个压板12分别设于滚轮的左侧和右侧。弹性组件2的作用力作用在压板12上，并通过压板12传递给滚轮支架11，进而传递给滚轮，实现防脱功能。

同时，在滚轮组件1的左侧和右侧均设置有一对动力缸3，每一对动力缸3推动弹性组件2作用于与动力缸3同侧的压板12，使弹性组件2分别从滚轮组件1的左侧和右侧共同作用于滚轮，实现防脱功能。

显然，动力缸3的数量包括但不限于四个，只要其能驱动弹性组件2，使弹性组件2与滚轮组件1之间的距离能有效调节，就能实现本发明的目的，都应该在本发明的保护范围之内。

在进一种的实施方式中，弹性组件2可以包括弹簧21和容纳弹簧21的弹簧座22，自由端与弹簧座22固定连接；弹簧21的顶端与弹簧座22固定连接。弹簧21是常用的弹性部件，易于采购。调节装置的自由端与弹簧座22固定连接，在自由端与固定端的距离调整时，弹簧座22将带动弹簧21，使弹簧21的末端与滚轮组件1的距离得到调整，直到达到预定的位置，实现不同振动频率的工况下的防脱要求。

显然，弹簧21和弹簧座22是实现本发明的一种具体实施方式，能实现弹性变形和反弹力的弹性部件包括但不限于弹簧。

具体地，弹性组件2还可以包括底端设有凸台241的导向部件24，弹簧21环绕导向部件24，其底端与凸台241的上表面搭接。导向部件24可以有效防止弹簧21在使用过程中产生偏移，确保弹簧21在振动过程中能保持正常工作，提高防脱机构的可靠性。

进一步地，导向部件24的底端可以固定连接有弹性缓冲块25，弹性组件2通过弹性缓冲块25与滚轮组件1的表面搭接。弹性缓冲块25可以是弹性橡胶，凸台241可以是刚性板。弹性缓冲块25可以有效避免弹性组件2与滚轮组件1之间的刚性接触，降低机械式振动台的噪音。

在一种优选的实施方式中，本发明所提供的防脱机构还可以包括调整部件4和固定部件5。其中，调整部件4与导向部件24滑动连接，其延伸方向与导向部件24和弹簧21的轴向均平行，顶部穿透弹簧座22的顶部；导向部件24设在弹簧座22的外部，与调整部件4配合且具有多个固定连接位置。在机械式振动台工作时，其振幅也有多种不同的工况。当振幅发生改变时，由于固定部件5与调整部件4有多个固定连接位置，调整部件4与固定部件5的相对位置可以发生变化，并带动与调整部件4滑动连接的导向部件24，进而通过凸台241作用于弹簧21，使弹簧21的长度发生变化，进而改变弹簧21作用于凸台241的支反力，使弹性组件2作用于滚轮组件1上的压紧力发生变化，避免在大振幅时增大电机的负载，减少电机的能耗，延长电机的使用寿命。

显然，上文所述的滑动连接，系指弹簧21被压缩或反弹时，导向部件24在弹簧21的作用下，可以沿调整部件4滑动，以实现弹簧21在不同振幅下的长度变化。另外，固定部件5设于弹簧座22的外部可以方便调节操作，便于使用。显然，如果固定部件5设于其它地方也能实现调节功能。

具体地，上述的调整部件4可以为螺栓，固定部件5可以为与螺栓配合的螺母。螺栓螺母为常用工件，便于采购，易于实现，而且调整时易于操作，便于调整弹簧21的压紧力。

进一步地，导向部件24可以为中空筒体，调整部件4包括主体部41和尺寸大于主体部41的端部42，主体部41穿透导向部件24的顶部，端部42卡接于导向部件24的内部。调整部件4与导向部件24固定连接通过端部42卡在导向部件24的内部空间中实现，该结构简单，可以进一步降低防脱机构的成本。

除了上述防脱机构，本发明还提供一种包括上述防脱机构的机械式振动台，该机械式振动台包括偏心轮和沿偏心轮的边缘滚动的滚轮，防脱机构用于防止滚轮与偏心轮脱开。该机械式振动台其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的机械式振动台及其防脱机构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种机械式振动台的防脱机构，包括作用于机械式振动台的滚轮组件的弹性组件，其特征在于，还包括调节所述弹性组件与所述滚轮组件之间距离的调节装置，该调节装置包括相互间距可调的固定端和自由端，所述固定端与所述机械式振动台的振动架固定连接，所述自由端与所述弹性组件固定连接。

2.根据权利要求1所述的机械式振动台的防脱机构，其特征在于，所述调节装置包括驱动所述弹性组件的动力缸，该动力缸的缸筒与所述振动架固定连接，缸杆与所述弹性组件固定连接。

3.根据权利要求2所述的机械式振动台的防脱机构，其特征在于，所述动力缸具体为气缸。

4.根据权利要求1至3任一项所述的机械式振动台的防脱机构，其特征在于，所述弹性组件包括弹簧和容纳所述弹簧的弹簧座，所述自由端与所述弹簧座固定连接；所述弹簧的顶端与所述弹簧座固定连接。

5.根据权利要求4所述的机械式振动台的防脱机构，其特征在于，所述弹性组件还包括底端设有凸台的导向部件，所述弹簧环绕所述导向部件，其底端与所述凸台的上表面搭接。

6.根据权利要求5所述的机械式振动台的防脱机构，其特征在于，所述导向部件的底端固定连接有弹性缓冲块，所述弹性组件通过所述弹性缓冲块与所述滚轮组件的表面搭接。

7.根据权利要求4所述的机械式振动台的防脱机构，其特征在于，还包括调整部件和与所述调整部件配合的固定部件；所述调整部件穿透所述弹簧座的顶部、其延伸方向与所述导向部件的轴线平行且与所述导向部件滑动连接；所述固定部件设于所述弹簧座的外部，所述固定部件与所述调整部件具有多个固定连接位置。

8.根据权利要求7所述的机械式振动台的防脱机构，其特征在于，所述调整部件具体为螺栓，所述固定部件具体为与所述螺栓配合的螺母。

9.根据权利要求7所述的机械式振动台的防脱机构，其特征在于，所述导向部件为中空筒体，所述调整部件包括主体部和尺寸大于所述主体部的端部，所述主体部穿透所述导向部件的顶部，所述端部卡接于所述导向部件的内部。

10.一种机械式振动台，包括偏心轮和沿所述偏心轮的边缘滚动的滚轮，以及防止所述滚轮与所述偏心轮脱开的防脱机构，其特征在于，所述防脱机构为如权利要求1至9任一项所述的防脱机构。

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