振动锤可调偏心力矩驱动单元的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种振动锤可调偏心力矩驱动单元，包括由电机驱动的转动轴，转动轴上套设有同步转动的偏心块，偏心块包括周向排布的第一偏心块和第二偏心块，转动轴上还设置有调节第一偏心块和第二偏心块之间周向距离的距离调节机构。采用上述机构，本实用新型的目的在于提供一种启动速度快、启动负担小且避免机械共振的振动锤可调偏心力矩驱动单元。
【专利说明】振动锤可调偏心力矩驱动单元
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种振动锤，具体涉及一种振动锤可调偏心力矩驱动单元。
【背景技术】
[0002] 振动锤是利用电动机或液压马达带动成对偏心块作相反的转动，使它们所产生的 横向离心力相互抵消，而垂直离心力则相互叠加，通过偏心轮的高速转动使振动锤壳体产 生垂直的上下振动，从而达到沉桩的目的。
[0003] 传统的振动锤的驱动单元包括由电机驱动的转动轴，转动轴上固定设置有偏心 块，当振动锤启动时，电机需要提供提供足够大的扭矩来克服整个偏心块的重力及偏心扭 矩，增加了电机的启动负担且延缓了振动锤启动速度；其次，偏心块与转动轴之间存在共振 频率，其频率的数值受到形状及材质的影响，而偏心块与转动轴所构成的形状一般不会改 变，导致电机启动或者关闭时随着转速的逐渐提高或逐渐降低，在某一刻会触发共振带动 振动锤壳体产生剧烈的振动及噪声，对周围的工作环境及工作人员造成影响，也降低了振 动锤整体的安全性能。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种启动速度快、启动负 担小且避免机械共振的振动锤可调偏心力矩驱动单元。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：包括由电机驱动的转动轴，所 述的转动轴上套设有同步转动的偏心块，其特征在于：所述的偏心块包括周向排布的第一 偏心块和第二偏心块，所述的转动轴上还设置有调节第一偏心块和第二偏心块之间周向距 离的距离调节机构。
[0006] 通过采用上述技术方案，利用距离调节机构在转动轴启动之前，将其中一个偏心 块转移至转动轴上方与另一个转动轴相对设置，使两者的整体的重心与转动轴相重合，使 偏心扭矩消失，电机所需克服的扭矩大大减少，接近零启动状态，使其能够快速启动，也可 将偏心块转移至微向转动轴欲转动方向的一侧，给启动提供助力，进一步提高启动速度；而 在启动之后，距离调节机构将所控制的偏心块靠近另一个偏心块，直至两者合并为整体，达 到最大的垂直离心力来驱动振动锤的锤体对物体敲打，结束时被控制的偏心块回位至转动 轴上方，以准备下次工作；其次，在电机启动或者关闭时，分体设置的偏心块在距离调节机 构控制下其整体形状及整体内的相对位置关系一直在改变，导致其共振频率的数值也产生 改变，则可控制距离调节机构的转变时长、转变角度及转变频率来达到避免共振频率与逐 渐提高或逐渐降低的电机转速所产生的频率重合的目的，即避免共振现象的发生，避免剧 烈的振动及噪声给工作环境及工作人员造成影响。
[0007] 本实用新型进一步设置为：所述的距离调节机构设置于转动轴与电机配合的端 部，所述的转动轴包括与第一偏心块联动设置的中心轴及套设于中心轴且与第二偏心块联 动设置的套轴，所述的距离调节机构包括与套轴联动的调节壳体及穿设于调节壳体内且与 中心轴联动的调节轴，所述的调节壳体与调节轴之间设置有驱动调节壳体与调节轴相对转 动的调节组件。
[0008] 通过采用上述技术方案，距离调节机构作为安装于电机及转动轴之间的安装配 件，不管将电机与调节壳体或调节轴相对转动轴的另一端联动进行联动，两者均可带动另 一部件的同时来调节两者的周向相对角度，即调整套轴与中心轴之间的周向相对角度，也 就实现了调整第一偏心块和第二偏心块之间的周向距离的功能。
[0009] 本实用新型进一步设置为：所述的第一偏心块设有套设于中心轴的第一套环，所 述的第二偏心块设有套设于套轴的第二套环，所述的第二套环分为两部分且分别位于第一 套环的轴向两端，所述的第一套环上设置有限制第二偏心块活动范围的限位块。
[0010] 通过采用上述技术方案，设置于第一套环上的限位块用于限制第二套环上的第二 偏心块的转动范围，使其在转动到位时抵配于限位块上，防止其越程的同时给予其支撑，使 其在停止工作时能处于稳定状态。
[0011] 本实用新型进一步设置为：所述的限位块与第一偏心块相对的端面上设置有第一 缓冲块，所述的第一偏心块与第二偏心块相对的端面上设置有第二缓冲块。
[0012] 通过采用上述技术方案，限位块与第一偏心块或第一偏心块与第二偏心块在快要 接触时，端面上设置的缓冲块会预先接触，给予两者缓冲力的同时避免两者碰撞，保证整个 装置长时间稳定运行。
[0013] 本实用新型进一步设置为：所述的调节组件包括设置于调节壳体内的液压腔，所 述的液压腔包括分离腔及贴合腔，所述的分离腔及贴合腔与调节轴同轴设置且呈扇形状， 所述的调节轴周面上与分离腔及贴合腔分别对应设置有与分离腔及贴合腔径向截面相适 配的滑移块，所述的滑移块与调节轴上分别设置有与分离腔联通的分离油道及与贴合腔相 联通的贴合油道，所述的贴合油道与贴合腔联通的开口相对分离油道与分离腔联通的开口 周向朝向相反，所述的调节轴上分别设置有将分离腔及贴合腔与外界相联通的出油通道。
[0014] 通过采用上述技术方案，通过开口相反的贴合油道和分离油道给贴合腔及分离腔 供油，推动滑移块转动，由两个腔体不同的油量来调整调节壳体与调节轴的相对转动位置， 当一腔体的油挤压另一腔体的油时从可通过控制阀从出油通道排出，保证腔内的压力稳定 及正常转动。
[0015] 本实用新型进一步设置为：所述的调节轴与中心轴联动的另一端套设有管道安装 套，所述的分离油道、贴合油道、出油通道朝向管道安装套的端部延伸至调节轴外周面并与 外界联通，所述的管道安装套分别与分离油道、贴合油道、出油通道对应的位置分别设置有 安装口，所述的管道安装套与调节轴外周面之间环绕设置有分别将分离油道、贴合油道、出 油通道与安装口相联通的引流通道。
[0016] 通过采用上述技术方案，安装口便于外界管道的安装，将管道安装套固定于设备 的其他构件，不随调节轴转动，增加外界管道的安装稳定性，且配合引流管道使两者具有更 多的配合角度，可将分离油道、贴合油道及出油通道末端开口自由排布，不会由于过于密集 增加加工难度或使管道排布更复杂化。
[0017] 本实用新型进一步设置为：所述的中心轴及套轴与距离调节机构联通的另一端分 别设置有与相邻中心轴及套轴联动的传动齿轮。
[0018] 通过采用上述技术方案，传动齿轮的设置使相邻中心轴及套轴能够同步且反向运 动，两者节奏相同，保证发挥最大的垂直离心力。
[0019] 本实用新型进一步设置为：所述的中心轴及套轴上分别设置有滚动轴承。
[0020] 通过采用上述技术方案，滚动轴承往往设置于振动锤壳体与中心轴及套轴对应的 位置，在保证两者稳定转动的同时也能给予必要的支撑力。
[0021] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本实用新型【具体实施方式】的立体图；
[0023] 图2为本实用新型【具体实施方式】的爆炸图；
[0024] 图3为本实用新型【具体实施方式】中距离调节机构的剖视图；
[0025] 图4为图3中A向剖视图；
[0026] 图5为本实用新型【具体实施方式】的工作状态图。
【具体实施方式】
[0027] 如图1 一图5所示，本实用新型公开了一种振动锤可调偏心力矩驱动单元，包括由 电机驱动的转动轴1，转动轴1上套设有同步转动的偏心块2,偏心块2包括周向排布的第 一偏心块21和第二偏心块22,转动轴1上还设置有调节第一偏心块21和第二偏心块22之 间周向距离的距离调节机构3,如图5工作状态所示，利用距离调节机构3在转动轴启动之 前，将其中一个偏心块转移至转动轴1上方与另一个转动轴相对设置，使两者的整体的重 心与转动轴1相重合，使偏心扭矩消失，电机所需克服的扭矩大大减少，接近零启动状态， 使其能够快速启动，也可将偏心块转移至微向转动轴欲转动方向的一侧，给启动提供助力， 进一步提高启动速度；如图1工作状态所示，而在启动之后，距离调节机构将所控制的滑移 块靠近另一个滑移块，直至两者合并为整体，达到最大的垂直离心力来驱动振动锤的锤体 对物体敲打，结束时被控制的偏心块回位至转动轴1上方，如图5工作状态所示，以准备下 次工作；其次，在电机启动或者关闭时，分体设置的偏心块在距离调节机构控制下其整体形 状及整体内的相对位置关系一直在改变，导致其共振频率的数值也产生改变，则可控制距 离调节机构的转变时长、转变角度及转变频率来达到避免共振频率与逐渐提高或逐渐降低 的电机转速所产生的频率重合的目的，即避免共振现象的发生，避免剧烈的振动及噪声给 工作环境及工作人员造成影响。
[0028] 距离调节机构3设置于转动轴1与电机配合的端部，转动轴1包括与第一偏心块 21联动设置的中心轴11及套设于中心轴11且与第二偏心块22联动设置的套轴12,距离 调节机构3包括与套轴12联动的调节壳体31及穿设于调节壳体31内且与中心轴11联动 的调节轴32,调节壳体31与调节轴32之间设置有驱动调节壳体31与调节轴32相对转动 的调节组件，距离调节机构作为安装于电机及转动轴1之间的安装配件，不管将电机与调 节壳体31或调节轴32相对转动轴的另一端联动进行联动，两者均可带动另一部件的同时 来调节两者的周向相对角度，即调整套轴12与中心轴11之间的周向相对角度，也就实现了 调整第一偏心块21和第二偏心块22之间的周向距离的功能。
[0029] 第一偏心块21设有套设于中心轴11的第一套环211，第二偏心块22设有套设于 套轴12的第二套环221，第二套环221分为两部分且分别位于第一套环211的轴向两端，第 一套环211上设置有限制第二偏心块22活动范围的限位块212,设置于第一套环211上的 限位块212用于限制第二套环221上的第二偏心块22的转动范围，使其在转动到位时抵配 于限位块212上，防止其越程的同时给予其支撑，使其在停止工作时能处于稳定状态。
[0030] 限位块212与第一偏心块21相对的端面上设置有第一缓冲块23,第一偏心块2与 第二偏心块22相对的端面上设置有第二缓冲块24,限位块212与第一偏心块21或第一偏 心块21与第二偏心块22在快要接触时，端面上设置的缓冲块会预先接触，给予两者缓冲力 的同时避免两者碰撞，保证整个装置长时间稳定运行。
[0031] 调节组件33包括设置于调节壳体31内的液压腔331，液压腔331包括分离腔3311 及贴合腔3312,分离腔3311及贴合腔3312与调节轴32同轴设置且呈扇形状，调节轴32周 面上与分离腔3311及贴合腔3312分别对应设置有与分离腔3311及贴合腔3312径向截面 相适配的滑移块321，滑移块321与调节轴32上分别设置有与分离腔3311联通的分离油道 3211及与贴合腔3312相联通的贴合油道3212,贴合油道3212与贴合腔3312联通的开口 二32121相对分离油道3211与分离腔3311联通的开口一 32111周向朝向相反，调节轴32 上分别设置有将分离腔3311及贴合腔3312与外界相联通的出油通道323,通过开口相反的 贴合油道3212和分离油道3211给贴合腔3312及分离腔3311供油，推动滑移块321转动， 由两个腔体不同的油量来调整调节壳体31与调节轴32的转动位置，当一腔体的油挤压另 一腔体的油时从可通过控制阀从出油通道323排出，保证腔内的压力稳定及正常转动。
[0032] 调节轴32与中心轴11联动的另一端套设有管道安装套34,分离油道3211、贴合 油道3212、出油通道323朝向管道安装套34的端部延伸至调节轴32外周面并与外界联通， 管道安装套34分别与分离油道3211、贴合油道3212、出油通道323对应的位置分别设置有 安装口 341，包括分离安装口 3411、贴合安装口 3412、出油安装口 3413,管道安装套53与调 节轴52外周面之间环绕设置有分别将分离油道3211、贴合油道3212、出油通道323与安 装口 341联通的引流通道342，包括分离引流通道3421、贴合引流通道3422、出油引流通道 3423,安装口 341便于外界管道的安装，将管道安装套34固定于设备的其他构件，不随调节 轴32转动，增加外界管道的安装稳定性，且配合引流管道使管道安装套34与调节轴32具 有更多的配合角度，可将分离油道、贴合油道及出油通道末端朝向自由排布，不会由于过于 密集增加加工难度或使管道排布更复杂化。
[0033] 中心轴21及套轴22与距离调节机构3联通的另一端分别设置有与相邻中心轴21 及套轴联动22的传动齿轮25,传动齿轮25的设置使相邻中心轴21及套轴22能够同步且 反向运动，两者节奏相同，保证发挥最大的垂直离心力，为简化结构，与套轴联动22联动的 传动齿轮25直接与第二套环221相联动。
[0034] 中心轴21及套轴22上分别设置有滚动轴承26，滚动轴承26往往设置于振动锤壳 体与中心轴21及套轴22对应的位置，在保证两者稳定转动的同时也能给予必要的支撑力。
【权利要求】
1. 一种振动锤可调偏心力矩驱动单元，包括由电机驱动的转动轴，所述的转动轴上套 设有同步转动的偏心块，其特征在于：所述的偏心块包括周向排布的第一偏心块和第二偏 心块，所述的转动轴上还设置有调节第一偏心块和第二偏心块之间周向距离的距离调节机 构。
2. 根据权利要求1所述的振动锤可调偏心力矩驱动单元，其特征在于：所述的距离调 节机构设置于转动轴与电机配合的端部，所述的转动轴包括与第一偏心块联动设置的中心 轴及套设于中心轴且与第二偏心块联动设置的套轴，所述的距离调节机构包括与套轴联动 的调节壳体及穿设于调节壳体内且与中心轴联动的调节轴，所述的调节壳体与调节轴之间 设置有驱动调节壳体与调节轴相对转动的调节组件。
3. 根据权利要求2所述的振动锤可调偏心力矩驱动单元，其特征在于：所述的第一偏 心块设有套设于中心轴的第一套环，所述的第二偏心块设有套设于套轴的第二套环，所述 的第二套环分为两部分且分别位于第一套环的轴向两端，所述的第一套环上设置有限制第 二偏心块活动范围的限位块。
4. 根据权利要求3所述的振动锤可调偏心力矩驱动单元，其特征在于：所述的限位块 与第一偏心块相对的端面上分别设置有第一缓冲块，所述的第一偏心块与第二偏心块相对 的端面上分别设置有第二缓冲块。
5. 根据权利要求2或3或4所述的振动锤可调偏心力矩驱动单元，其特征在于：所述 的调节组件包括设置于调节壳体内的液压腔，所述的液压腔包括分离腔及贴合腔，所述的 分离腔及贴合腔与调节轴同轴设置且呈扇形状，所述的调节轴周面上与分离腔及贴合腔分 别对应设置有与分离腔及贴合腔径向截面相适配的滑移块，所述的滑移块与调节轴上分别 设置有与分离腔联通的分离油道及与贴合腔相联通的贴合油道，所述的贴合油道与贴合腔 联通的开口相对分离油道与分离腔联通的开口周向朝向相反，所述的调节轴上分别设置有 将分离腔及贴合腔与外界相联通的出油通道。
6. 根据权利要求5所述的振动锤可调偏心力矩驱动单元，其特征在于：所述的调节轴 与中心轴联动的另一端套设有管道安装套，所述的分离油道、贴合油道、出油通道朝向管道 安装套的端部延伸至调节轴外周面并与外界联通，所述的管道安装套分别与分离油道、贴 合油道、出油通道对应的位置分别设置有安装口，所述的管道安装套与调节轴外周面之间 环绕设置有分别将分离油道、贴合油道、出油通道与安装口相联通的引流通道。
7. 根据权利要求6所述的振动锤可调偏心力矩驱动单元，其特征在于：所述的中心轴 及套轴与距离调节机构联通的另一端分别设置有与相邻中心轴及套轴联动的传动齿轮。
8. 根据权利要求7所述的振动锤可调偏心力矩驱动单元，其特征在于：所述的中心轴 及套轴上分别设置有滚动轴承。
【文档编号】E02D7/18GK203866829SQ201420278420
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】林登, 林永安, 王栓让 申请人:浙江永安工程机械有限公司