CN102145333A

CN102145333A - 双激振器同步锁相方法及其装置

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Publication number: CN102145333A
Application number: CN2010105663671A
Authority: CN
Inventors: 黎凡七
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2030-12-01
Also published as: CN102145333B

Abstract

一种双激振器同步锁相方法及装置，装置包括两台平行运行而运行方向相反的激振器，设置2n（n为10以内的正整数）个速比为1：1的外啮合正齿轮组成传动副，且传动副的第一个正齿轮通过第一弹性联轴器同第一台激振器的主轴连接，传动副的最后一个正齿轮通过第二弹性联轴器同第二台激振器的主轴连接；所述第一个正齿轮或最后一个正齿轮与该齿轮的轴之间装有锁相机构，锁相机构能调节该齿轮与该轴之间的在旋转方向的相对位置并锁定该相对位置。该装置利用齿轮强制两台激振器同步，消除激振器运转时的相位差，使激振力输出均衡，进行稳态激振。

Description

双激振器同步锁相方法及其装置

技术领域

本发明涉及振动技术，进一步是指使两台激振器产生的离心力只朝一个方向输出的同步锁相方法及其装置。

背景技术

激振器广泛应用于建筑构件及构筑物在建造时的夯实。两台激振器反向运行时，要达到两台激振器产生的离心力只朝一个方向输出，并作稳态激振，首先需保证两台激振器应同步。要做到这点，通常是利用两台电机自同步法。自同步法需满足同步性的要求以及满足相应同步状态下的稳定性条件，这些条件包括：两台电机的特性应相同或接近，电机转速，偏心质量矩、机体的质量分布需满足一定的要求以及激振器安装位置，各运动方向的阻尼系数的分布等。满足了这些条件就可以实现两台激振器的自同步。自同法影响的因素多，实现难度大，制造成本相应偏高。两台激振器自同步可以达到稳态激振，但在某些特定条件下，如要求两台激振器不论安装位置变化如何，均要求激振力输出方向为水平方向，而垂直方向就无力输出，单靠自同步就不能实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，提出一种双激振器同步锁相方法及其装置，能使两台激振器不论安装位置如何变化，激振器所产生的离心力将在某一固定方向合成一个按正弦波规律变化的简谐力，还使激振器的振动效率得到充分发挥，起到节能降耗作用。

本发明的技术方案之一是，所述双激振器同步锁相方法为：锁定两台激振器内的偏心质量块的初相位，强制两台运转方向相反的激振器同步运行并作稳态激振，使两台激振器所产生的离心力在某一固定方向合成一个按正弦波规律变化的简谐力。

进一步地，所述偏心质量块的初相位可在0⁰—180⁰范围内调整确定

本发明的技术方案之二是，所述双激振器同步锁相装置包括两台

平行运行而运行方向相反的激振器，其结构特点是，设置2n（n为10以内的正整数）个速比为1：1的外啮合正齿轮组成传动副，且传动副的第一个正齿轮通过第一弹性联轴器同第一台激振器的主轴连接，传动副的最后一个正齿轮通过第二弹性联轴器同第二台激振器的主轴连接；所述第一个正齿轮或最后一个正齿轮与该齿轮的轴之间装有锁相机构，锁相机构能调节该齿轮与该轴之间的在旋转方向的相对位置（即相位角）并锁定该相对位置。

以下对本发明做出进一步说明。

所述齿轮传动副保证两台激振器反向运转并同步，不作功率传输。

本发明中，激振器偏心质量块的0°相位是指，在它的旋转平面上，偏心质量块在无外力作用时，将在重力作用下自然垂直向下，此时过该偏心质量块重心的垂直线所处在等同于时钟面盘6时位置，定义为0°相位。其它的相位角度，则按普通数学中的圆周角度相关定义类推。

由装在箱体中的2n（n为10以内的正整数）个速比为1：1的外啮合正齿轮组成的传动副及所述锁相机构组成了同步锁相器，其锁相机构用于调整两台激振器偏心质量块的相位差，可在0^o或180^o任意选择。两台激振器的偏心质量块初相位为180^o时，无论激振器平躺安装，还是贴墙（或结构件）竖直安装，激振力输出方向均为水平向，垂直方向无力输出，调整两台激振器偏心质量块初相位为0^o时，只有垂直方向有激振力输出，而水平方向无力输出。同时，通过该装置，强制两台激振的同步运转，消除运行中的相位差，完全做到匀衡激振，不产生分力。锁定初相位后，激振器停止运转，两台激振器的偏心质量块由于惯性，它可停在任何位置，但初相位仍然保持不变，重新启动时，不再需要调整偏心质量块的相位。

由以上可知，本发明为双激振器同步锁相方法及其装置，能使两台激振器不论安装位置如何变化，激振器所产生的离心力将在某一固定方向合成一个按正弦波规律变化的简谐力，还使激振器的振动效率得到充分发挥，可缩短夯实时间30%以上，大大提高了生产效率，还起到节能降耗作用。

附图说明

图1为本发明一种实施例之取去上盖后的俯视结构示意图；

图2为图1中D—D向剖视结构；

图3为图1中A—A截面且装置安装在立墙侧面，两激振器偏心质量块均处在0⁰相位，相位差为0的相位示意图；

图4为图1中A—A截面且装置安装在立墙侧面，两激振器偏心质量块分别处在180⁰和0⁰相位，相位差为180⁰的相位示意图；

图5为图1中A—A截面且装置水平安装，两激振器偏心质量块均处在0⁰相位，相位差为0的相位示意图；

图6为图1中A—A截面且装置水平安装，两激振器偏心质量块分别处在0⁰和180⁰相位，相位差为180⁰的相位示意图；

图7为图2中弹性套8的主视图；

图8是图7中B—B向剖视结构。

在图中：

1，2—激振器， 3—同步锁相器箱体，4—底座，

5—第一个正齿轮， 6—联轴器， 7—最后一个正齿轮，

8—弹性套， 9—压套， 10—轴，

11—偏心质量块， 12—偏心质量块， 13—水泥基座，

m₀为偏心质量块质量，ω为角频率。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的双激振器同步锁相装置包括两台

平行运行而运行方向相反的激振器1、2，其结构特点是，设置2个速比为1：1的外啮合正齿轮组成传动副，且传动副的第一个正齿轮5通过第一弹性联轴器6同第一台激振器1的主轴连接，传动副的最后一个（第二个）正齿轮7通过第二弹性联轴器同第二台激振器2的主轴连接；所述第一个正齿轮5或第二个正齿轮与该齿轮的轴10之间装有锁相机构，锁相机构能调节该齿轮与该轴之间的在旋转方向的相对位置（即相位角）并锁定该相对位置。

进一步地，两台激振器1、2并联安装，并与同步锁相器一同安装在底板4上，同步锁相器外形为一个长方形箱形，箱体内用速比为1：1外啮合第一正齿轮5与一个带内锥的第二个正齿轮（即最后一个齿轮7）连接。外啮合齿轮数量需根据两台激振器大小及激振器两平行轴的间距来确定，其数量必须是偶数，最少为两个。

同步锁相器的一端装有一个如图2所示锁相机构。该锁相机构由带内锥孔的第二个正齿轮（即最后一个齿轮7）和带外锥并在圆周均匀开有二至四个宽度为1mm的槽子的弹性套8，以及压套9和轴10组成。第二个正齿轮装在轴10上，弹性套8装在第二个正齿轮的内锥孔中，压套9通过圆周均布的4个螺钉与第二个正齿轮端面连接。

第二个正齿轮内锥与弹性套8外锥锥度均为1：50，压套9通过圆周均布的4个螺钉与专用齿轮端面连接，均匀紧固4个螺钉，压套9将弹性套均匀压紧，使之与第二个正齿轮内锥紧密配合涨紧，以及弹性套8牢牢抱紧轴10而形成双保险，因而使锁定的初相位固定不变。为做到两锥面更好接触以及让弹套更紧密抱住轴10，在弹性套8底平面与第二个正齿轮内平面，以及压套9与第二个正齿轮端面需保持1—2mm间隙。

该套锁相机构根据需要可在0^o或180^o之间任意调节。该同步锁相装置，不仅可以锁定初相位，保证激振器所产生的离心力只朝一个固定方向输出，而且消除了激振器运行中的相位差，达到两台激振器同步运行，保障激振器输出的激振力均衡一致，并作稳定激振。

两台激振器1、2由中间的交流电机和两端防护罩、防护罩内装4块偏心质量块组成。在电机伸出轴每一端上装有一块固定质量块和一块活动质量块，调整两质量块的夹角，就可以调整激振力的大小，两偏心质量块保持夹角为180^o时，激振力为0，当两偏心质量块重叠，夹角为0时，激振力最大。激振器选用现有技术结构。

图3所示为同步锁相装置是贴墙（或结构件）竖直安装的，要求激振力输出为水平向，而垂直方向无力输出。从图中可以看出，两台激振器1、2并行安装在底板4上（同步锁相装置装在激振器另一侧，图上未显示出来）两电机转轴平行。

从图3中可以看出，两台激振器内的偏心质量块11、12由于自身重量，按自由落体的法则，都将朝向垂直方向，当两电机反向运行90^o时，两偏心质量块11、12将运行到图中所示虚线位置，此时，两偏心质量块11、12都处于水平位置，但方向相反，两质量块所产生的离心力正好抵销，故水平方向的离心力Px=0；要达到水平方向有激振力输出，两台激振器内的偏心质量块11、12初相位应该为180^o，如图4所示，偏心质量块11由于自身重量，它始终会下落，为此，需要增加一套锁相机构，将偏心质量块始终锁定如图4所示位置，与偏心质量块12始终保持180^o的相位，当两电机反向运行90^o时，两偏心质量块11、12将运行至图中所示虚线位置，此时两偏心质量块同处水平位置，方向相同，它们所产生的离心力Px=2m_oω²r 为最大，而垂直方向无力输出，Y向离心力Py=0。

图5、图6为两台激振器平躺垂直地面安装，安装位置改变了，但激振力方向仍要求为水平。

从图5可看出两偏心质量块11、12未锁定相位时，当两台电机反向运行90^o时，两偏心质量块11、12将运行至图中所示虚线位置，它们同处水平位置，但方向相对，此时水平方向离心力Px=0，图6为利用锁相机构事先锁定两偏心质量块11、12初相位为180^o，当两电机反向运行90^o时，两偏心质量块11、12运行在图中所示虚线位置，此时，两偏心质量块11、12同处水平位置，但方向一致，故水平方向离心（激振）力Px=2m。ω²r为最大，而垂直方向离心力Py=0。

同理，两台激振器内偏心质量块11、12锁定初相位为0^o时，无论激振器安装位置变化如何，此时，激振力输出方向为垂直向，Py=2m_oω²r为最大，而水平向的离心（激振）力Px=0。配上这套同步锁相装置应用在水泥制品的夯实，如地铁的管片，铁道枕木及其它水泥品上，减小混合物料的内摩擦力，增加物流的流动性，模腔充实性好，密实度高，无气孔，强度大，无分力产生，缩短夯实时间30%以上，大大提高了生产率。

同时，利用同步锁相装置应用在结构件激振及科学试验等方面，将获得无杂波的理想的按正弦波变化的简谐力。

m₀为编心块质量，ω为角频率。

Claims

1.一种双激振器同步锁相方法，其特征是，该方法为：锁定两台激振器内的偏心质量块的初相位，强制两台运转方向相反的激振器同步运行并作稳态激振，使两台激振器所产生的离心力在某一固定方向合成一个按正弦波规律变化的简谐力。

2.根据权利要求1所述双激振器同步锁相方法，其特征是，所述偏心质量块的初相位在0⁰—180⁰范围内调整确定。

3.一种双激振器同步锁相装置，其特征是，它包括两台平行运行而运行方向相反的激振器，其特征是，设置2n个速比为1：1的外啮合正齿轮组成传动副，且传动副的第一个正齿轮通过第一弹性联轴器同第一台激振器的主轴连接，传动副的最后一个正齿轮通过第二弹性联轴器同第二台激振器的主轴连接；所述第一个正齿轮或最后一个正齿轮与该齿轮的轴之间装有锁相机构，锁相机构能调节该齿轮与该轴之间的在旋转方向的相对位置并锁定该相对位置，其中n为10以内的正整数。

4.根据权利要求3所述双激振器同步锁相装置，其特征是，所述锁相机构由带内锥孔的正齿轮和带外锥并在圆周均匀开有二至四个槽子的弹性套（8），以及压套（9）、轴（10）组成，正齿轮装在轴（10）上，弹性套（8）装在正齿轮的内锥孔中，压套9通过螺钉与第二个正齿轮端面连接。

5.根据权利要求4所述双激振器同步锁相装置，其特征是，正齿轮的内锥孔内锥与弹性套（8）外锥锥度均为1：50。