[发明专利]十字滑块离心式机械激振器

说明书

本发明属于离心式机械激振器，为一种机械振动发生装置。

现有的机械激振器主要由按装在外壳箱体中的带有偏心质量的旋转轴组成。利用偏心质量旋转时的离心力作为激振力，或者利用这种离心力在某一径向轴线上的投影作为简谐的激振力。偏心质量可以是固定在旋转轴上的，也可以是能够在旋转轴上作位置调整的，以便调整激振力幅值。激振的角频率值和轴旋转的角速度值相同。由于受到轴承、摩擦、噪声等方面的影响，最高激振频率受到限制，如需要在激振工作时调整激振力幅值，就需要在正在旋转的轴上调整偏心质量的位置，调整机构是复杂的。

国家机械委仪器仪表工业局出版的《仪器仪表环境技术和设备手册》（1988年9月第一版）在第4篇第3章第1节中介绍了两种用于振动试验台的离心式机械激振器。其中一种是用一螺旋套机构把直线运动变为旋转运动，从而改变二个扇形偏心质量的相对角度来调整激振力;另一种是采用回转的活塞油缸来代替扇形偏心块，利用油压控制活塞在油缸中的位置的方法来调整激振力。它们的激振角频率都和它们的驱动轴转动角速度相同。

C.H柯热尼柯夫等在《机构》（中译本，机械工业出版社，1985年3月北京第一版）下册第11章“振动器和振动防护装置”中介绍了很多种类的离心式机械激振器，但大部分机构的激振频率等于驱动轴的驱动角速度。其中图11、12所示机构能实现高频振动，但不能在工作时调整激振力，而且皮带传动的中心距有波动，几个激振器同时工作时，难以保持准确的同步关系。

本发明的目的在于提高离心式机械激振器的最高激振频率，扩大其工作频率范围，简化激振力幅值的调整机构。

本发明是以如下方式完成的：两根径向有距离的轴，沿轴向前后配置在激振器外壳箱体上。两轴之间有一个作为偏心质量的对称的十字滑块，滑块与两轴端部之间，通过两个正交的径向移动副，互相连接。

轴的支承位置可以是固定的，也可以是调节的，以调整两根轴之间的径向距离。

显然，驱动其中任一轴时，此三个构件以相同的角速度转动。如附图（1）所示，设两轴的轴线分别位于O₁O₂点，径向距离为2r，滑块质心位置为P，O₁P和O₂P为两移动副的移动轴线，以O₁O₂的中点为座标原点O。由于两移动副正交，即O₁P⊥O₂P，

可得：O₁P²＝X²+（r+Y）²

O₂P²＝X²+（r-Y）²

O₁P²+O₂P²＝（2r）²

X²+Y²＝r²

即P点的轨迹为一以O为园心，r为半径的园。作向径OP＝r，因为在三角形OPO₁中，OO₁＝OP＝r，故有θ₂＝2θ₁

及w₂＝θ′₂＝2w₁

如驱动任一轴使其以角速度w₁转动，则滑块质心P以w₂＝2w₁的角速度绕O点作半径为r的圆周运动，产生角频率为2w₁的离心激振力：

F＝mr（2w₁）²

其中m为滑块质量。改变2r值，即调节两轴之间的径向距离，就可以调整激振力的幅值。

本发明相比现有技术具有如下优点：在相同的驱动轴转动角速度下，本发明可获得两倍的激振频率的激振力，故可提高离心式机械激振器的最高激振频率，扩大其工作频率范围。或者在同样的激振频率下，减小工作噪声。需要调整激振力幅值时，仅需调整轴支承点的位置，不涉及高速转动机件上的机构调整，故调整机构大为简单。

附图（1）为质量块质心运动的原理图。在此轴向视图中，P为质量块质心，O₁O₂分别为两轴的轴线位置，O为O₁O₂的中点，也是P圆周运动的中心。