一种低转动惯量激振器

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及一种低转动惯量激振器。

背景技术

振动压路机主要用于压实路基和路面材料，作业过程中需要来回压实，激振系统需要反复启停。激振器是钢轮内部的关键部件，其利用自身的偏心机构在高速旋转下产生激振力，结合本身的结构进行限位，完成大振作业和小振作业的切换，实现了大激振力和小激振力两档振幅。

如图1所示，目前主流激振器主要包括激振轴、四个固定偏心块、两个活动偏心块、两组限位装置，限位装置由圆柱形限位销和限位销安装孔组成，限位销安装孔是直接加工在固定偏心块的靠边缘的位置，限位销焊接安装于两固定偏心块上的限位销安装孔之间，两个固定偏心块焊接于激振轴的端部。活动偏心块置于两个固定偏心块中间，作业启动时，激振轴在激振马达的驱动下高速旋转，带动固定偏心块及限位销高速旋转，以较大的冲击载荷打到活动偏心块上，然后推动活动偏心块一起旋转，进而产生激振力进行作业。激振轴正转和反转时，固定偏心块和活动偏心块会呈现不同的相对位置，进而实现了大小振的切换。

这种激振器的转动惯量大、零件数量多、限位结构可靠性不强。首先，转动惯量大会带来两个缺点，一是整个激振系统能量消耗大，在高速旋转中，需要液压系统提供较多的能量才能保持其高速旋转。二是启动响应慢，启动等待的时间较长，若要减小启动时间，需要配备更大功率的振动马达，在启动的瞬间和切换瞬间提供足够的扭矩，但这样会增加车辆成本。其次，零件数量多，会导致工序相对较多，制造成本高。再次，限位结构可靠性不强，在大振和小振作业状态的切换及停振时，活动偏心块与限位销碰撞，产生较大的冲击力。以限位销进行限位的方式，一方面本身的限位接触面积小，另一方面限位销与固定偏心块的焊接区域，属于强度薄弱区，在冲击载荷的作用下，会产生大的接触应力，加剧结构的危险性，从而直接影响激振结构的可靠性及耐用性。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种低转动惯量激振器，解决了转动惯量大的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种低转动惯量激振器，包括激振轴、套设在激振轴上的活动偏心套和位于激振轴两端的限位块；所述活动偏心套位于所述限位块之间，所述活动偏心套的轴向长度远大于两个限位块的轴向长度之和，在振动状态下，所述限位块用于带动所述活动偏心套转动。

进一步的，所述活动偏心套的内侧壁接近于激振轴的外侧壁。

进一步的，所述活动偏心套包括套筒和设置在套筒两端的连接块，所述套筒的外周面上设置有凸块，所述连接块用于与所述限位块接触。

进一步的，所述凸块为圆弧形凸起结构。

进一步的，所述活动偏心套在所述凸块相对的外周面上设置有槽。

进一步的，所述连接块包括圆环和固定在圆环上的凸起，所述圆环与活动偏心套的套筒端部固定连接，所述凸起的两个侧部均设置有用于与限位块接触的接触面。

进一步的，两个接触面之间夹角为120°。

进一步的，所述限位块包括：固定部和与所述固定部连接的限位部，所述限位部的两个侧部均设置有用于与连接块接触的限位面。

进一步的，两个限位面之间夹角为120°。

进一步的，所述激振轴上设置有与所述限位块对应的第一凹槽，所述限位块上设置有与所述第一凹槽对应的第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽之间设置限位键。

本发明的有益效果：

本发明的活动偏心套的轴向长度远大于两个限位块的轴向长度之和，也就是活动偏心套的长度接近于激振轴的长度，使得活动偏心套的质量沿轴向均匀分布，偏心半径较小，在不改变激振力的情况下减小激振器的转动惯量，这样激振器在旋转过程中，一方面能量消耗就会减小，燃油消耗就会降低，另一方面，振动启振等待时间短，作业响应快；在激振轴两端设置的限位块，利用限位块本身的结构，对活动偏心套进行限位，不需要再单独增加限位结构，减小了零件数量，相应的加工工序和装配时间也会减小；而且限位块本身就可以为活动偏心套提供大的限位接触面积，减小了接触面的应力集中；

所述活动偏心套的内侧壁接近于激振轴的外侧壁，使得活动偏心套的内侧壁与激振轴外侧壁之间的间距无限小，进一步降低偏心半径，进一步降低转动惯量；

在活动偏心套的两端设置连接块，与限位块配合使用，活动偏心套的外周面上设置有凸块，保证了活动偏心套的偏心量；

活动偏心套在凸块相对的外周面上设置有槽，进一步的保证了活动偏心套的偏心量；

激振轴上设置有与所述限位块对应的第一凹槽，所述限位块上设置有与所述第一凹槽对应的第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽之间设置限位键，进一步加强了限位块的固定承载效果。

附图说明

图1是本发明实施例中激振器在大振作业状态的示意图；

图2是本发明实施例中激振器在小振作业状态的示意图；

图3是本发明实施例中激振器的激振轴示意图；

图4是本发明实施例中激振器限位键和激振轴装配示意图；

图5是本发明实施例中驱动侧限位块示意图；

图6是本发明实施例中振动侧限位块结构示意图；

图7是本发明实施例中活动偏心套结构示意图；

图8是本发明实施例中活动偏心套主视图；

其中，1-驱动侧限位块、2-活动偏心套、3-振动侧限位块、4-激振轴、5-驱动侧第一凹槽、6-振动侧第一凹槽、7-驱动侧限位键、8-振动侧限位键、9-驱动侧大振限位面、10-驱动侧第二凹槽、11-驱动侧小振限位面、12-振动侧大振限位面、13-振动侧第二凹槽、14-振动侧小振限位面、15-槽、16-驱动侧阶梯套、17-凸块、18-振动侧阶梯套、19-驱动侧阶梯套小振接触面、20-振动侧阶梯套小振接触面、21-驱动侧阶梯套大振接触面、22-振动侧阶梯套大振接触面、23-圆环、24-凸起、25-固定部、26-限位部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

如图1、2所示，一种低转动惯量激振器，包括：激振轴4、套设在激振轴上的活动偏心套2和位于激振轴两端的限位块，所述活动偏心套位于所述限位块之间，所述活动偏心套的轴向长度远大于两个限位块的轴向长度之和，在振动状态下，所述限位块用于带动所述活动偏心套转动。

两个限位块可以在同一激振轴上镜像布置；

所述活动偏心套2包括套筒和设置在套筒两端的连接块，所述连接块用于与所述限位块接触，这样在振动状态下，限位块带动连接块转动从而带动活动偏心套转动，所述活动偏心套2的外周面上设置有凸块17，用以保证活动偏心套的偏心质量，所述凸块与套筒的轴向长度可以相同，所述凸块17为圆弧形凸起结构，也可以为其它形状，在凸块相对侧的活动偏心套外周面上设置有槽15，优选的，槽设置在中部；所述槽为长条形，设置的槽可以进一步保证活动偏心套的偏心质量。可通过调节凸块和槽的大小，调节转动惯量与激振力的大小，以用于不同吨位的机型。两个连接块在活动偏心套上镜像设置。

活动偏心套的轴向尺寸远大于两个限位块的轴向尺寸之和，在小振状态下，静偏心距为活动偏心套的静偏心距减去两个限位块的静偏心距。

如图7和8所示，所述连接块为阶梯套，所述阶梯套包括圆环23和固定在圆环上的凸起24，所述圆环与活动偏心套的套筒端部固定连接，所述凸起24的两个侧部均设置有用于与限位块接触的接触面；

具体的，阶梯套包括：驱动侧阶梯套16和振动侧阶梯套18，驱动侧阶梯套16上具有驱动侧阶梯套大振接触面21和驱动侧阶梯套小振接触面19，振动侧阶梯套18上具有振动侧阶梯套大振接触面22和振动侧阶梯套小振接触面20。大振接触面之间的夹角和小振接触面之间的夹角均为120度。

如图5和6所示，所述限位块为类T形圆弧状，包括：固定部25和与所述固定部25连接的限位部26，所述限位部26的侧部设置限位面，在振动状态下，所述限位面与所述连接块的凸起24的接触面相接触，从而限位块带动活动偏心套转动。

具体的，限位块包括：驱动侧限位块1和振动侧限位块3，驱动侧限位块1的限位面包括：驱动侧大振限位面9和驱动侧小振限位面11；振动侧限位块3的限位面包括：振动侧大振限位面12和振动侧小振限位面14。驱动侧限位块1和振动侧限位块3焊接固定在激振轴4上。大振限位面之间的夹角和小振限位面之间的夹角均为120度。

大振限位面和小振限位面的作用是为处于大振状态和小振状态的偏心套进行限位，实现大振与小振的切换。这种结构的好处一是增加了限位接触面，减小了因冲击载荷造成的接触应力，二是直接利用限位块本身的结构限位，不需要再单独增加限位结构，减小了零件数量。

装配激振器的方法：将驱动侧限位块1焊接固定在激振轴4上，然后将活动偏心套从右端插入，之后再将振动侧限位块3焊接固定在激振轴4上。

如图1所示，大振时，激振轴4顺时针旋转，由于驱动侧限位块1和振动侧限位块3焊接固定在激振轴4上，因此激振轴4顺时针旋转也带动驱动侧限位块1和振动侧限位块3一同旋转，这时驱动侧限位块1的驱动侧大振限位面9，就会碰到驱动侧阶梯套16上的驱动侧阶梯套大振接触面21，振动侧大振限位面12就会碰到振动侧阶梯套18上的振动侧阶梯套大振接触面22。这时振动侧限位块3，驱动侧限位块1，活动偏心套2的圆弧形凸块17均在同一侧，此时激振器的偏心半径大，激振器产生较大的激振力，形成大振工作状态。如图2所示，小振时，激振轴4逆时针旋转，由于驱动侧限位块1和振动侧限位块3焊接固定在激振轴4上，因此激振轴4逆针旋转也带动驱动侧限位块1和振动侧限位块3一同旋转，这时驱动侧限位块1的小振限位面11，就会碰到驱动侧阶梯套16的小振接触面19，同时振动侧限位块3的小振限位面14，就会碰到振动侧阶梯套的小振接触面20，这时驱动侧限位块1和振动侧限位块3在同一侧，活动偏心套2的圆弧形凸块在对立侧，此时激振器的偏心半径减小，激振器产生的激振力较小，形成小振工作状态。

本发明能够完全满足振动钢轮的使用要求，一方面能够实现在激振力不变的情况下，达到低转动惯量的目的。这样，作业前的启动等待时间会减小，大振作业状态和小振作业状态之间的切换也更加的灵活轻便，同时在高速旋转过程中的能量消耗也会降低。另一方面可以利用限位块本身结构进行限位，不需要增加额外的限位销结构，减少了零件数量，减少了零件之间的连接副，避免了过多的连接副带来的不可靠性。同时也省去了限位销轴两端的焊缝，减少了加工工序，避免了焊缝内应力等焊缝缺陷带了不可靠性因素。最后限位块本身可以为活动偏心套提供大的限位接触面积，减小了接触面的应力集中。

实施例2：

在实施例1的基础上，进一步加强了限位块的固定承载效果。

激振轴4上设置有与所述限位块对应的第一凹槽，所述限位块上设置有与所述第一凹槽对应的第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽之间设置限位键，第一凹槽、第二凹槽和限位键过盈配合使用，使得限位键不仅可以起到定位限位块的作用，还可以分担一部分活动偏心套的冲击载荷，减少限位块焊缝的冲击应力，增强结构的可靠性。优选的，第二凹槽位于所述限位部26的与激振轴接触的接触面上，当然，也可以位于固定部25的与激振轴接触的接触面上；

具体的，如图3和4所示，第一凹槽包括：驱动侧第一凹槽5和振动侧第一凹槽6，第二凹槽包括：驱动侧第二凹槽10和振动侧第二凹槽13，限位键包括：驱动侧限位键7和振动侧限位键8；驱动侧第一凹槽5和振动侧第一凹槽6分别用以定位和固定驱动侧限位键和振动侧限位键；

装配激振器的方法：驱动侧限位键7装配在驱动侧第一凹槽5内，驱动侧第二凹槽10热装于驱动侧限位键7上，这样驱动侧限位块1就实现了定位，最后再将其焊接固定在激振轴4上，然后将活动偏心套从右端插入，将振动侧限位键8固定于振动侧第一凹槽6内，振动侧限位块3圆弧凹面侧的振动侧第二凹槽13热装在振动侧限位键8上，这样振动侧限位块3就实现了定位，之后再将其焊接固定在激振轴4上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。