专利名称：一种振动时效激振器的制作方法
技术领域：
本发明属于振动时效技术。激振器是振动时效装置的主要部分。振动时效技术主要应用于机械制造、铸造、锻造、焊接等行业。用振动方法消除或均化金属构件的残余应力，以提高几何尺寸的稳定性。
目前国内外用于振动时效处理的激振器主要是机械式激振器。它是由电动机及其偏心块组成，安装在需要振动时效的金属构件上。通过控制电路控制电动机的转速，在构件的某一谐振频率上振动，达到消除或均化残余应力的作用，保证构件的几何尺寸稳定性。
国内外现有的激振器的电动机结构类似传统直流电动机。有电刷和换向器。电动机由止口、联轴节与偏心块箱体联接。参见1972年美国专利No.3677831、1982年美国专利No.8132388。联邦德国专利U7005792、1987年“机械式振动时效装置验收技术条件”(国家机械工业委员会机床工业局企业(联合)标准JB/GQ3031-87)。上述结构的激振器共同存在着如下缺点1、这些激振器所用的直流电动机虽然经过特殊设计，但是都有电刷和换向器。在高转速、强烈振动条件下，光花大、换向器发热严重，并烧蚀换向器。因此，直流电动机寿命短。
2、偏心块的箱体和电动机是由止口和联轴节对接在一起的。偏心箱底脚与被振工件联接，电动机安装呈悬臂状如图1所示，于是电动机的换向器端振动振幅更大，使电机的工作环境更恶劣。
3、由于偏心箱与电动机为二体，在同样技术要求条件下，激振器体积大、重量较重，这对操作者经常装御搬运带来不便。
4、稳速精度高的激振时效装置都与电动机同轴装有测速传感器，不仅使结构复杂，而且在强烈振动情况下可靠性差。
5、由于存在上述缺点，有刷直流电动机很难制造高转速，例如10000转/分以上(美国马丁公司和西德马丁公司的激振器转速均为5000转/分)。而实用上，常常需要高转速的激振器。
本发明的目的在于提高激振器的使用寿命，提高可靠性，提高激振的使用转速，减小激振器的重量和体积。
1、本发明激振器包括直流电动机、电机控制电路及偏心块，其特征在于为了根本上克服有刷直流电动机由于换向器和电刷带来的缺点，本发明的驱动电机为无刷直流电动机。为了减小激振器的重量和体积，本发明的偏心块与电动机同轴并按重量分两部分对称安装在电动机的两轴端，构成电动机与偏心块一体式结构。
2、为了进一步提高激振器的可靠性，本发明的直流无刷电动机驱动控制电路所必需的换向用位置信号取自电动机的各相绕组，这就省掉了专门的位置传感器，简化了结构，减少了从电机内部向外的引出线，增加了激振器的可靠性。电动机各相绕组的电势信号还可用来作为电动机驱动控制电路所需要的速度反馈信号。
3、为了调节偏心量的大小，以便使激振器能够适用于各种工件的时效处理。本发明进一步改进了偏心块机构。分装在电动机每轴端的偏心块由静止偏心块〔5〕和可以绕电机轴〔9〕单方向转动任意转角的动偏心块〔6〕组成，偏心块为扇形，为了限止动偏心块〔6〕按电动机旋转方向转动(例如顺时针)，动偏心块〔6〕上开有一个U型止推槽〔13〕，U型槽的两个边的长度不同，槽内装有一颗滚球〔12〕，其直径大于U型槽的左边长、小于U型槽的右边长，并且通过弹簧〔11〕自右向左压紧滚珠〔12〕，显然这一结构具有单方向止推作用，当动偏心块相对转轴顺时针受力时，滚珠向逆时针方向运动，结果滚珠与轴的摩擦力大大增加。然而当动偏心块相对转轴逆时针受力时，滚珠向顺时针方向运动，结果滚珠与轴的摩擦力减小，起到了单方向止推的作用。
由于本发明使用直流无刷电动机，因而使工作可靠性和寿命有很大提高，一般有刷直流激振器的寿命是300-400小时，而本发明无刷直流激振器的寿命可达2000-5000小时。由于采用反电势作为换向信号，省掉了专门的位置传感器，简化了结构，提高了可靠性。由于本发明设计成电动机与偏心块一体式结构，使激振器体积减小、重量减轻。本发明的使用转速可达24000转/分或更高，使得本发明能够更好地适用于各种类型的被振工件。此外，本发明为时效装置提供了一个速度反馈信号，省掉了装置专门的速度传感器。本发明全面提高了激振时效装置的性能。
附图1为已有技术中采用电动机与偏心块二体式结构，结果使电动机在安装上呈悬臂状。其中〔20〕是联轴节;〔21〕是联接偏心箱和电机的止口;〔22〕是电刷;〔23〕是换向器;〔24〕是偏心块;〔25〕是底脚;〔26〕是轴承;〔27〕是有刷电机的转轴。
附图2为本发明直流无刷电动机与偏心块一体式结构。其中〔1〕为转子;〔2〕为定子;〔3〕为端罩;〔4〕为端盖;〔5〕为定偏心块;〔6〕为动偏心块;〔7〕为轴承;〔8〕为底脚;〔9〕为电机轴;〔10〕为电机轴位置调节螺钉〔10〕，用于无级调节激振力的大小。
附图3是本发明动偏心块〔6〕的详细结构图，其中〔11〕为弹簧;〔12〕为滚珠;〔13〕为止推槽;
〔9〕为电机轴;n为电机的旋转方向。
附图4是本发明驱动控制电路原理图，其中〔14〕为直流无刷电动机，其中a、b、c分别为电机的三相绕组;
〔15〕为整形电路;
〔16〕为电动机驱动控制电路所必需的换向用位置信号;
〔17〕为换向控制电路;
〔18〕为驱动器;
〔19〕是供激振时效装置使用的速度反馈信号。
实施例本激振器由直流无刷电动机本体和驱动控制电路两部份组成。其中直流无刷电动机本体的结构如附图2。由转子〔1〕、定子〔2〕、端罩〔3〕、端盖〔4〕、定偏心块〔5〕、动偏心块〔6〕、轴承〔7〕、底脚〔8〕、电机轴〔9〕、电机轴位置调节螺钉〔10〕等部件组成。偏心部分对称地安装在电动机两轴伸端。每端都装有静偏心块〔5〕和可以绕电机轴〔9〕单方向转动任意转角的动偏心块〔6〕，偏心块为扇形，动偏心块如图3所示，其上开有一个U型止推槽〔13〕，U型槽的两个边的长度不同，槽内装有一颗滚珠〔12〕，其直径大于U型槽的左边长，小于U型槽的右边长，并且通过弹簧〔11〕目右向左压紧滚珠〔12〕。通过转动电机轴位置调节螺钉〔10〕，可以无级调节定偏心块〔5〕与动偏心块〔6〕之间的夹角，即偏心距，以便无级调节激振力的大小。端罩〔3〕主要起防护作用。驱动控制电路如附图4。驱动控制电路所必需的换向用位置信号取自电动机的a、b、c三相绕组，同时作为供整个激振时效装置使用的速度反馈信号。
权利要求
1.振动时效用激振器，包括电机驱动控制电路及偏心块，其特征在于所述的直流电动机是无刷直流电动机；偏心块与电动机同轴并按重量分两部分对称安装在电动机的两轴端，构成电动机与偏心块一体式结构。
2.权利要求1所述的无刷直流电动机其特征在于电动机驱动控制电路的位置信号取自电动机的各相绕组。
3.权利要求1所述的偏心块按重量分成两部分对称安装在电动机的两轴端，其特征在于为了调节偏心量的大小，每端的偏心块由静止偏心块〔5〕和可以绕电机轴〔9〕单方向转动任意转角的动偏心块〔6〕组成，偏心块为扇形，为了限止动偏心块〔6〕按电动机旋转方向转动(例如顺时针)，动偏心块〔6〕上开有一个U型止推槽〔13〕，U型槽的两个边的长度不同，槽内装有一颗滚珠〔12〕，其直径大于U型槽的左边长，小于U型槽的右边长，并且通过弹簧〔11〕自右向左压紧滚珠〔12〕。
全文摘要
振动时效用激振器利用直流无刷电动机作为驱动部件，电动机与偏心块采用一体式结构，采用相绕组的反电势作为换向控制信号。省掉了专门的位置传感器。因此，本发明具有可靠性高、重量轻、体积小、寿命长(可达2000小时以上)、工作转速高(可达24000转/分)，能够更好地适用于各种类型的被振工件等多方面的优点。
文档编号B06B1/16GK1041295SQ8810906
公开日1990年4月18日 申请日期1988年9月30日 优先权日1988年9月30日
发明者陆永平, 刘彦彬, 李铁才, 娄跃龙 申请人:哈尔滨工业大学, 黑龙江省海伦振动时效设备厂