一种偏心轴偏心距有级与无级调整装置及调整方法
【专利摘要】本发明公开了一种偏心轴偏心距有级与无级调整的装置，包括驱动轴、圆盘、轴盘以及偏心距有级定位装置和偏心距调整装置，通过圆盘上下对称设置的定位销孔内的两个弹簧销中的一个对准轴盘上某个偏心销孔插入实现有级偏心距定位，当弹簧销与偏心销孔非对准插入时即为偏心距无级调整。通过圆盘上矩形槽与轴盘的矩形凸台滑动配合导向及圆盘上的两条T型槽与轴盘通过T型螺母和紧固螺钉紧固连接或松开调整。利用弹簧销的偏心距有级定位可避免插拔定位销操作，操作简单快捷，偏心距调整精度由各定位销孔的位置和尺寸精度保证，重复性好，调整范围较大，可作为曲柄滑块机构、正弦激振机构的驱动或其它需要可调偏心距的应用。
【专利说明】
一种偏心轴偏心距有级与无级调整装置及调整方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种偏心距调整装置，尤其是一种偏心轴偏心距机械式有级与无级调整装置。
【背景技术】
[0002]在正弦激振装置中，正弦运动可采用液压伺服油缸或变频电机驱动偏心轴实现。当以液压伺服油缸作激振器时，通过位移传感器可实现油缸行程范围内无级调整振幅的能力。而采用偏心轴驱动时，偏心距调整相对麻烦，通常采用丝杆螺母机构并配置导轨和紧固螺钉通过偏心轴相对旋转轴心移动实现偏心无级调整，但调整精度和重复精度较低。发明专利“立式数控磨床加工偏心孔的偏心距调整方法及装置”(申请号:200910053872.3)提出了一种通过数字化伺服控制实现不同偏心距精确调整的方法，适用于较大偏心距的调整。但需要伺服电机驱动，机构复杂，成本较高，应用受到限制。发明专利“一种偏心轴偏心距有级调整装置”(ZL201110307143.3)，通过旋转偏心盘实现所需的偏心距调整，利用弹簧将拨销推入销孔，不用拆卸定位销和螺钉，避免人为因素影响，操作简单快捷且有级偏心距精度由加工保证，一致性好，但缺点是偏心距不可任意调整，当所需偏心距与结构预设偏心距不同时就不能满足要求。因此，有必要设计一种能同时具有预设常用有级偏心距和无级偏心距调整功能，满足在可调范围内既具有有级调整的精确、便捷，又能兼顾无级偏心距的调整需求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了克服上述现有技术所存在的缺陷，提供一种既能快速精确实现偏心距有级调整又能满足偏心距无级调整的装置。
[0004]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0005]—种偏心轴偏心距有级与无级调整装置，包括驱动轴1、圆盘2、轴盘7以及偏心距有级定位装置和偏心距调整装置，圆盘2中心处设有贯通的圆孔2a与驱动轴I配合连接，其特征在于:所述圆盘2外侧端面设有垂直于圆孔2a轴线的矩形槽2b，在矩形槽2b两侧对称设有两条与矩形槽2b平行的T型槽2c，在两条T型槽2c外侧并与矩形槽2b中心轴线对称处各设有一个直径相同的定位销孔2d;所述轴盘7沿轴线在外侧端面设有偏心轴7a，轴盘7圆盘部分的左右两侧对称平行切边形成削边盘7b，轴盘7内侧端面中心沿水平方向设有矩形凸台7d，在削边盘7b内侧端面距矩形凸台7d中心线距离相等的对称直线上分别设有若干大小直径阶梯形的偏心销孔7c，，在削边盘7b左切面中心垂直偏心轴7a轴线设有贯通的调节螺孔7e;所述偏心距有级定位装置包括两套各安装于圆盘2定位销孔2d内的弹簧销以及削边盘7b上设置的若干偏心销孔7c，弹簧销包括由外而内直径阶梯增大且大端设有盲孔的拨销4、设于圆盘2定位销孔2d内侧端面的端盖8和位于拨销4盲孔和端盖8之间弹簧3;所述偏心距调整装置包括调整驱动、调整导向及调整紧固三部分，所述调整驱动部分包括调节螺钉9、固定块11和限位挡块12及削边盘7b上的调节螺孔7e;所述固定块11为矩形结构，内侧设有与轴盘7同样的矩形凸台，通过螺钉固定于圆盘2外端面左侧，左端与削边盘7b调节螺孔7e同轴线处设有带沉孔的通孔;所述调节螺钉9自固定块11左端的通孔插入并旋入削边盘7b左端的调节螺孔7e内，调节螺钉9近左端处设有一矩形环槽9a;所述限位挡块12为矩形片结构，通过螺钉固定在固定块11的右端，其厚度小于调节螺钉9环槽9a的宽度，内侧边缘设有半圆孔，半圆孔卡入调节螺钉9的环槽9a内；所述调整导向部分通过圆盘2上的矩形槽2b与轴盘7上的矩形凸台7d滑动配合实现导向；所述调整紧固部分包括削边盘7b上的四个紧固螺钉6和位于圆盘2两条T型槽2c内的四个T型螺母5，通过紧固螺钉6使轴盘7与圆盘2固定或松开。
[0006]所述偏心轴7a的偏心距e可根据削边盘7b的宽度A、固定块11右端面距圆盘2中心距离B和固定块11右端面与削边盘7b左端面距离X得到，即有:e=A/2+x-B。
[0007]此外，圆盘2上的矩形槽2a设置成非贯通或贯通两种方式中的一种。
[0008]此外，削边盘7b左侧切面与中心对称处还各设有一个辅助螺纹孔及旋入的辅助螺栓10 O
[0009]本发明的一种偏心轴偏心距的有级与无级调整装置的调整方法，包括有级调整和无级调整两种方法:
[0010](I)偏心距的有级调整:先旋松盘轴7上的四个紧固螺钉6，然后利用杆状辅具插入偏心销孔7c内，将弹性拨销4头部压出定位销孔7c，同时采用内六角扳手旋转调节螺钉9移动轴盘7，当圆盘2内上下两个拨销4中的一个对准某个偏心销孔7c即偏心ei之一，这时拨销4的头部在弹簧3的作用下插入此偏心销孔7c，当插入的偏心销孔7c不是所需的偏心距，则将其压出继续移动轴盘7直至拨销4插入所需的偏心销孔7c后旋紧四个紧固螺钉6即实现偏心距的有级调整；
[0011](2)偏心距的无级调整:采用测量方法或借助位移传感器确定所需的偏心距，其中测量方法是:米用偏心距公式e = A/ 2+χ-Β，获得所需的任意偏心距e，则有X = B+e -A/ 2，其中A为轴盘7的宽度，B为固定快11右端面至圆盘中心的距离，A和B为固定不变的尺寸，X为随偏心距调整变化的尺寸，当测得X就对应所需的偏心距e，实现偏心距的无级调整。
[0012]上述所述杆状辅具为可插入偏心销孔7c改锥或其它的杆状工具。
[0013]本发明与现有技术相比较，其主要优点和有益效果是:
[0014]通过调节螺钉驱动轴盘沿圆盘矩形槽直线移动，既可实现偏心距有级精确调整，又能在调整范围内实现偏心距无级调整。偏心距有级调整通过圆盘上下对称设置的定位销孔内的两个弹簧销中的一个对准轴盘上某个偏心销孔插入实现有级偏心距定位，当弹簧销与偏心销孔非对准插入时即为偏心距无级调整。通过圆盘上矩形槽与轴盘的矩形凸台滑动配合导向及圆盘上矩形槽两侧对称设置的T型槽与轴盘通过T型螺母和紧固螺钉紧固连接或松开调整。采用弹簧销的偏心距有级定位可避免插拔定位销操作，避免人为因素影响，操作简单快捷，偏心距调整精度由各定位销孔的位置精度保证，精度保持性好。偏心距无级调整时亦可借助量具或位移传感器保证偏心调整精度。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的主视图；
[0016]图2是图1的A-A剖视图；
[0017]图3是图1的B-B剖视图；
[0018]图4是图1的左侧轴测图；
[0019]图5是图1的右侧轴测图；
[0020]图6是圆盘的轴测图。
[0021]图中:1、驱动轴，la、短轴颈，lb、轴肩，2、圆盘，2a、中心孔，2b、矩形槽，2c、T型槽，2d、定位销孔，2e、沉头螺孔，3、弹簧，4、拨销，5、T型螺母，6、紧固螺钉，7、轴盘，7a、偏心轴，7b、削边盘，7c、偏心销孔，7d、矩形凸台，7e、调节螺孔，8、端盖，9、调节螺钉，9a、环槽，10、辅助螺栓，11、固定块，12、限位挡块，13、连接螺钉。
【具体实施方式】
[0022]下面通过本发明用于车辆减振器试验台的偏心轴激振装置为具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0023]本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于装置本身而言，指向装置内部的方向为内，反之为外，而非对本发明的装置机构的特定限定。
[0024]本发明中所述的“上、下”的含义指的是:“上”是指位置在高处的，与“下”相对，即上边；“下”是指位置在低处的，与“上”相对，即下层。而非对本发明的装置机构的特定限定。
[0025]本发明中所述的“左、右”的含义指的是阅读者正对附图时，阅读者的左边即为左，阅读者的右边即为右，而非对本发明的装置机构的特定限定。
[0026]本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接
[0027]实施例:
[0028]如图1所示，是本发明的主视图，图2是图1的A-A剖视图，图3是图1的B-B剖视图。该装置包括驱动轴1、圆盘2、轴盘7(偏心轴7a)和偏心距调整组件。驱动轴I的外端短轴颈Ia与圆盘2的中心孔2a配合安装，短轴颈Ia的轴肩Ib端面圆周分布了四个螺孔与与圆盘2的四个沉头螺孔2e对准并通过连接螺钉13紧固连接。圆盘2外侧端面沿径向过中心孔2a中心轴线设有矩形槽2b，本实施例矩形槽2b为非完全贯通形式，这是由于本实施例偏心调整范围足够，根据需要矩形槽2b亦可采用全贯通结构进一步增加偏心距调整范围。
[0029]偏心距调整组件包括调整驱动、调整导向及调整紧固三部分，调整驱动由固定块
11、调节螺钉9和限位挡块12及削边盘7b上的调节螺孔7e构成，固定块11为矩形结构，内侧设有与轴盘7同样的矩形凸台，通过螺钉固定于圆盘2端面左侧(图1)，其左端设有带沉孔的通孔，安装后与削边盘7b调节螺孔7e对准，调节螺钉9采用内六角螺钉改制，在靠近左端加工出一矩形环槽9a，自固定块11左端沉头螺孔穿过并旋入削边盘7b左端的调节螺孔7e内，调节螺钉9限位挡块12为矩形片结构，内侧边缘设有半圆孔，通过两个螺钉固定在固定块11的右端，其位置正好与调节螺钉9上的环槽9a对齐，其厚度略小于环槽9a的宽度，半圆孔卡入调节螺钉9的环槽内9a内，起调节螺钉的轴向限位作用。调整导向是通过圆盘2上的矩形槽2b与轴盘7后部的矩形凸台7d滑动配合实现对轴盘7调整时的移动导向和限位。调整紧固是通过在矩形槽2b上下平行对称分布的两条T型槽2c内设置的四个T型螺母5，通过四个紧固螺钉6将轴盘7与圆盘2贴紧固定，旋松四个紧固螺钉6，通过旋转调节螺钉9即可使轴盘7沿矩形槽2b移动。
[0030]盘轴7上下平行位置设有多个不同偏心距的偏心销孔7c，本实施例为上部三个，下部四个，偏心销孔7c的中心各自与圆盘2上下对称分布的两个定位销孔2d水平轴线重合，分别对应七档偏心距(ei):e1、e2、e3、e4、e5、e6、e7，本实施例分别对应的偏心行程为:10mm、15mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm，如图1所示。当需调整偏心距时，适当旋松盘轴7上的四个紧固螺钉6(如1/2?I圈)，然后利用杆状辅具(如改锥)插入偏心销孔7c内，将弹性拨销4头部压出定位销孔7c，同时用内六角扳手旋转调节螺钉9移动轴盘7，当圆盘2内上下两个拨销4(见图2)中的一个对准某个偏心销孔7c(偏心ei之一)，这时拨销4的头部在弹簧3的作用下插入此偏心销孔7c，如果插入的偏心销孔7c不是所需的偏心距，则将其压出继续移动轴盘7直至拨销4插入所需的偏心销孔7c后旋紧四个紧固螺钉6即完成有级偏心距的调整。若所需调整的偏心距不是预设的有级偏心距，则两个拨销4无一个能插入偏心销孔7c，可采用简单的测量方法或借助位移传感器确定所需的偏心距。本实施例无级偏心距调整测量方法是:由图1所标注的尺寸A、B、x可知，A为轴盘7的宽度，B为固定快11右端面至圆盘中心的距离，A和B是固定不变的尺寸，X是随偏心距调整变化的尺寸，偏心距e = A/2+x-B，要获得所需的偏心距e，则有x = B+e_A/2。因此，只要测得X就对应所需的偏心距e。图1中，偏心距为e6 =50mm，所以，当圆盘2定位销孔2d内的拨销4与轴盘7某个偏心销孔7c对准插入时为有级偏心调整，当拨销4为非插入偏心销孔7c状态则为无级偏心调整。
[0031]为使轴盘7在旋转时保持稳定，在削边盘7b左侧切面与中心对称处各设置一个辅助螺孔及两个辅助螺栓10，当偏心调节完成并紧固后，将两个辅助螺栓旋至顶靠到固定块11的右端，使得在轴盘7随圆盘2转动时，沿矩形槽2b轴向力可以由调节螺钉9和辅助螺栓10传至固定块11承受。
[0032]图4和图5分别为从图1左右两侧看的轴测图，更直观表示外形结构和各部分的位置关系。
[0033]图6是圆盘2的轴测图，圆盘2外形类似飞轮结构，其可在驱动轴I输入转速时储存惯性能，为偏心轴7在激振过程所受负载波动提供平滑过渡。圆盘2集成了与驱动轴I配合安装所需的中心孔2a和四个沉头螺孔2e，与轴盘7连接、导向所需的矩形槽2d，提供有级偏心距调整弹性销安装所需的定位销孔2d，与轴盘7通过紧固螺钉6和T型螺母连接所需的T型槽2c，以及固定块的安装接口等重要结构要素。图中表示了中心孔2a、矩形槽2b、T型槽2c、定位销孔2d和沉头螺孔2e的结构形式和空间位置关系。矩形槽2b由圆盘2外部沿径向过中心孔2a中心一段距离而不贯通，矩形槽2b两侧平行对称设置的两条T型槽2c亦为非贯通结构，在T型槽2c末端设有退刀孔。在两T型槽2c外侧相对中心孔2a对称位置各设有一个定位销孔2d，定位销孔2d用于安装弹簧销组件，弹簧销组件包括弹簧3、拨销4和端盖8。由于圆盘2的矩形槽2b和T型槽2c占去了圆盘2中心孔2a周围的大部分空间，利用T型槽2c和矩形槽2b之间的剩余位置正好可以布置四个沉头螺孔2e，连接螺钉13通过这四个沉头螺孔2e将驱动轴I与圆盘2连接固定。圆盘2上的两个对称分布定位销孔2d与轴盘7上的若干有级偏心销孔7c采用加工中心加工以保证位置精度和尺寸精度。
[0034]本实施例给出的偏心轴有级与无级调整可适用于旋转偏心距调整范围较大的应用场合，可作为曲柄滑块机构、正弦激振机构的驱动或其它需要可调偏心距应用场合。
[0035]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，任何熟悉本技术领域的技术人员，当可根据本发明作出各种相应的等效改变和变形，都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种偏心轴偏心距有级与无级调整装置，包括驱动轴(I)、圆盘(2)、轴盘(7)以及偏心距有级定位装置和偏心距调整装置，所述圆盘(2)中心处设有贯通的圆孔(2a)与所述驱动轴(I)配合连接，其特征在于:所述圆盘(2)外侧端面设有垂直于圆孔(2a)轴线的矩形槽(2b)，在矩形槽(2b)两侧对称设有两条与矩形槽(2b)平行的T型槽(2c)，在两条T型槽(2c)外侧并与矩形槽(2b)中心轴线对称处各设有一个直径相同的定位销孔(2d);所述轴盘(7)沿轴线在外侧端面设有偏心轴(7a)，轴盘(7)圆盘部分的左右两侧对称平行切边形成削边盘(7b)，轴盘(7)内侧端面中心沿水平方向设有矩形凸台(7d)，在削边盘(7b)内侧端面距矩形凸台(7d)中心线距离相等的对称直线上分别设有若干大小直径阶梯形的偏心销孔(7c)，在削边盘(7b)左切面中心垂直过偏心轴(7a)轴线设有贯通的调节螺孔(7e);所述偏心距有级定位装置包括两套各安装于圆盘(2)定位销孔(2d)内的弹簧销以及削边盘(7b)上设置的若干偏心销孔(7c)，弹簧销包括由外而内直径阶梯增大且大端设有盲孔的拨销(4)、设于圆盘(2)定位销孔(2d)内侧端面的端盖(8)和位于拨销(4)盲孔和端盖(8)之间弹簧(3);所述偏心距调整装置包括调整驱动、调整导向及调整紧固三部分，所述调整驱动部分包括调节螺钉(9)、固定块(11)和限位挡块(12)及削边盘(7b)上的调节螺孔(7e);所述固定块(11)为矩形结构，内侧设有与轴盘(7)同样的矩形凸台，通过螺钉固定于圆盘(2)外端面左侧，左端与削边盘(7b)调节螺孔(7e)同轴线处设有带沉孔的通孔;所述调节螺钉(9)自固定块(11)左端的通孔插入并旋入削边盘(7b)左端的调节螺孔(7e)内，调节螺钉(9)近左端处设有一矩形环槽(9a);所述限位挡块(12)为矩形片结构，通过螺钉固定在固定块(11)的右端，其厚度小于调节螺钉(9)环槽(9a)的宽度，内侧边缘设有半圆孔，半圆孔卡入调节螺钉(9)的环槽(9a)内；所述调整导向部分通过圆盘(2)上的矩形槽(2b)与轴盘(7)上的矩形凸台(7d)滑动配合实现导向；所述调整紧固部分包括削边盘(7b)上的四个紧固螺钉(6)和位于圆盘(2)两条T型槽(2c)内的四个T型螺母(5)，通过紧固螺钉(6)使轴盘(7)与圆盘(2)固定或松开。2.根据权利要求1所述一种偏心轴偏心距的有级与无级调整装置，其特征在于:所述偏心轴(7a)的偏心距e根据削边盘(7b)的宽度A、固定块(11)右端面距圆盘(2)中心距离B和固定块(11)右端面与削边盘(7b)左端面距离X得到，即:e=A/2+x-B。3.根据权利要求1所述一种偏心轴偏心距的有级与无级调整装置，其特征在于:所述圆盘(2)上的矩形槽(2a)设置成非贯通或贯通两种方式中的一种。4.根据权利要求1所述一种偏心轴偏心距的有级与无级调整装置，其特征在于:在所述削边盘(7b)左侧切面与中心对称处还各设有一个辅助螺纹孔及旋入的辅助螺栓(10)。5.—种如权利要求1-4任一项所述偏心轴偏心距的有级与无级调整装置的调整方法，其特征在于包括有级调整和无级调整两种方法: (1)偏心距的有级调整:先旋松盘轴(7)上的四个紧固螺钉(6)，然后利用杆状辅具插入偏心销孔(7c)内，将弹性拨销(4)头部压出定位销孔(7c)，同时采用内六角扳手旋转调节螺钉(9)移动轴盘(7)，当圆盘(2)内上下两个拨销(4)中的一个对准某个偏心销孔(7c)即偏心ei之一，这时拨销(4)的头部在弹簧(3)的作用下插入此偏心销孔(7c)，当插入的偏心销孔(7c)不是所需的偏心距，则将其压出继续移动轴盘(7)直至拨销(4)插入所需的偏心销孔(7c)后旋紧四个紧固螺钉(6)即实现偏心距的有级调整； (2)偏心距的无级调整:采用测量方法或借助位移传感器确定所需的偏心距，其中测量方法是:米用偏心距公式e = A/2+x_B，获得所需的任意偏心距e，则有x = B+e_A/2，其中A为轴盘(7)的宽度，B为固定快(11)右端面至圆盘中心的距离，A和B为固定不变的尺寸，X为随偏心距调整变化的尺寸，当测得X就对应所需的偏心距e，实现偏心距的无级调整。6.根据权利要求5所述一种偏心轴偏心距的有级与无级调整装置的调整方法，其特征在于，所述的杆状辅具为可插入偏心销孔(7c)改锥或杆状工具。
【文档编号】B06B1/16GK106000851SQ201610515763
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】张冰蔚, 李宏斌, 周鑫
【申请人】江苏科技大学