[实用新型]带频率跟踪消振系统的电锤

说明书

本实用新型是一个带频率跟踪消振系统的电锤，属电锤领域。

电锤是广泛应用于房屋、桥梁、涵洞、矿山等修建工程中，以便在砖墙、岩石、混凝土等硬、脆性材料上打孔。其工作特点是钻头在旋转的同时伴有强烈的轴向冲击运动，以利于钻头的钻进。钻头的这种轴向冲击运动会导致电锤机身的剧烈振动，这不仅使工作环境大大恶化，有损于操作者的健康，还会大大降低电锤的使用寿命。苏联采用在机身与手把之间加隔振垫的办法来隔振，以期减轻手把上的振动，改善工人的劳动条件。实践证明，这种办法虽可使手把上的振动有所减轻，但效果并不理想，尤其是丝毫不会减轻机身的振动，对提高电锤的工作寿命不起作用。

本实用新型的目的是将频率可跟踪动力消振系统用于电锤，以便大幅度地减小电锤机身的振动，从而不仅可大大改善工人的劳动条件，还可大幅度提高电锤的使用寿命。

本实用新型的具体内容是：在普通的电锤上套装一个可变频动力消振器。由于电锤的工况是经常改变的，其振动频率随工作对象和负载大小的不同会有较大的变化，因此消振器的固有频率也必须自动地随之调节(即应具有频率跟踪功能)。为此，可变频消振器与测振传感器，(即测振线圈)、信号放大器、频率---电压转换器和功率放大器一起组成频率跟踪消振系统，见图2。

附图说明：

图1：普通电锤外形

图2：带频率跟踪消振系统的电锤

图3：带可变频消振系统的电捶外形

图4：可变频消振器原理图方案之一

图5：可变频消振器原理图方案之二

图6：弹性支承片

下面结合附图详细介绍发明内容。电锤由钻头1和锤身2组成。在锤身2上套装一个可变频消振器。在电锤工作过程中，由测振线圈5输出的机身振动信号，经信号放大器6放大后由监频器7分离出与钻头冲击运动同频率的分量，再经频率--电压转换器8变为与机身振动基频相适应的电压信号。经由功率放大器9放大后输给可变频消振器3的励磁线圈4励磁，以便改变消振器的固有频率，使之与振动基频相等。这样就可有效地消除电锤机身的振动(理论上可使机身完全不振)。由于机身的振动是由传感器随时进行监测的，故当电锤工况改变而引起冲击频率变化时，消振器也具有良好的频率跟踪性能，在变频振动时也能获得较好的消振效果。

在普通电锤机身外部套装上可变频消振器(见图3)。电锤的内部机械部分的结构和参数不作任何变动。为了适应套装可变频消振器(3)，电锤颈部外壳的外部形状和尺寸需作相应的修改。可变频消振器的原理见(图4)。定子10与电锤颈部外壳16固接。动子11借助于轴承12和弹簧13与定子形成可动联接。定子与动子的磁路部分用良导磁材料制成。在二者的工作表面之间留有一个微小的气隙。给励磁线圈4通电进行励磁后，磁通经由两个气隙构成封闭回路。由于在定子和动子的工作表面上沿轴向切有许多环形的齿和槽(矩形齿。定、动子上的齿宽、齿距和齿数均相等)，在励磁状态下，若定、动子的齿相互间有偏离(不完全对齐)，磁力线会在气隙附近形成不对称分布而在动、定子之间产生轴向拉力(称磁拉力)。磁拉力的大小和方向与定、动子的齿之间的偏离量大小和偏离方向有关。当二者的齿完全对准时，磁拉力为零，该位置即为稳定平衡位置。在±1/4个齿距范围内，磁拉力随偏离量的增加而增大，其方向则是力图消除定、动子齿的偏离量，使之回复到稳定平衡位置。这与机械弹簧的特性相仿，这里的磁拉力相当于机械弹簧的弹性恢复力，故称电磁弹簧。电磁弹簧的刚度可通过调节励磁电流来改变。

轴承12的作用是保证动子在振动过程中始终保持与定子同轴，维持气隙大小不变。并可减少定、动子之间的摩擦力，提高消振效果。

弹簧13的作用有两个：

1.当励磁线圈不通电时，使动子与定子的齿处于完全对准的位置上。

2.与电磁弹簧并联，一起构成消振器的总弹簧，以减小电磁弹簧的调整范围。防转销14的作用是防止动子相对于定子作旋转运动，从而避免扯断励磁线圈的引线。

测振线圈5的作用是监测电锤机身的振动频率。在励磁线圈4通电的情况下，动子相对于定子振动时，通过线圈5的磁通量会发生变化，从而会在线圈5中产生交变的感应电势，该感应电势的频率即为机身的振动频率。

可变频消振器的动子质量、齿数、齿距是根据电锤机身在不同工况下实测的最大振幅和最高振动频率经计算确定的。

弹簧的数量及其总的机械弹簧刚度是根据电锤的最低冲击频率确定的。

励磁线圈的最大励磁安数是根据电锤的最高冲击频率来确定的。