專利名稱：一種同步諧振振動原動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種同步諧振振動原動機(jī)，它適用于礦山和石油開發(fā)、建筑以及顆粒物體輸送等，屬于一種振動動力源。
在礦山和石油開發(fā)、建筑以及顆粒物體輸送等工作中，都需要振動形態(tài)的動力機(jī)械，如礦山開采中的風(fēng)鎬、選礦中的振動分選篩、石油鉆井時的泥漿處理篩、建筑用的振動器以及在如象食品、藥品或礦物等顆粒狀物體在傳輸中使用的振動輸送帶等。而現(xiàn)在的振動原動機(jī)多是使用旋轉(zhuǎn)原動機(jī)(電動機(jī))帶動偏心或是連桿機(jī)構(gòu)得到振動能量和位移的。這種結(jié)構(gòu)形式的好處是可以使用現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品組合，但由于振動頻率是由外界輸入確定(如電動機(jī)的供電頻率)，不能隨振動設(shè)備的固有振動頻率的不同而變化，因而能量利用效率很低。同時，由于振動時的振幅由偏心或連桿確定，因而也不能工作在共振狀態(tài)。有少數(shù)振動機(jī)械，如風(fēng)鎬等風(fēng)動振動源，使用壓縮空氣作為能量輸入，雖然這種裝置的振動頻率由自身設(shè)備的固有振動頻率決定，工作在諧振狀態(tài)，但因使用壓縮空氣作為能量輸入時需要一套提供壓縮空氣的泵站，這在很多場合都是不實用的。而且使用時的噪聲很大。也有個別的振動原動機(jī)，如專利申請?zhí)枮镃N91109893的“推挽式激振器”，采用電磁直接推動的形式，雖然這種方法可以免去旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的限制，結(jié)構(gòu)簡單，但它的振動頻率仍然由輸入電流的頻率決定，是一種“受迫振動”。因每一臺設(shè)備的質(zhì)量、剛度、阻尼都不完全一樣，所以共振頻率也就有差別，要做到使激勵電流的頻率正好為共振頻率的要求是困難的。
本實用新型的目的是發(fā)明一種諧振振動原動機(jī)，它采用電磁直接推動的形式，結(jié)構(gòu)簡單。同時，它使用由自身振動反饋換向的方法，實現(xiàn)“自激”，保證所產(chǎn)生的振動頻率與該被驅(qū)動設(shè)備的共振頻率一致，達(dá)到最高的能量利用率。
本實用新型的結(jié)構(gòu)如附

圖1所示，它包括有U型鐵芯1、繞于U型鐵芯1上的線圈2、稀土永磁振子3和張力彈簧4，其特征在于線圈2輸入端接有電子換向開關(guān)5，在稀土永磁振子3和U型鐵芯1之間裝有換向傳感器6，換向傳感器6與電子換向開關(guān)5相連并對其換向進(jìn)行控制。
本實用新型在使用時，由裝在稀土永磁振子3和U型鐵芯1之間的換向傳感器6測量稀土永磁振子3和U型鐵芯1之間的距離，當(dāng)該距離達(dá)到最大(或最小)時，換向傳感器6輸出信號，觸發(fā)電子換向開關(guān)5使線圈2中的電流換向。這時，由于線圈2中的電流反向之后，使U型鐵芯1的磁極性相反，振子3向相反方向運動。由于磁力和彈簧4的彈性力的共同作用，振子3運動到使振子3和鐵芯1之間距離達(dá)到最小(或最大)。在振子3和鐵芯1之間距離達(dá)到最小(或最大)后，換向傳感器6再次輸出信號，觸發(fā)電子換向開關(guān)5再次使線圈2中的電流反向。此過程不斷反復(fù)，實現(xiàn)了由稀土永磁振子3和U型鐵芯1間位置來驅(qū)動激勵電流換向達(dá)到自激的目的。
本實用新型的工作原理與如專利申請?zhí)枮镃N91109893的“推挽式激振器”工作原理一樣，也是由電磁線圈產(chǎn)生的交變磁場推動稀土永磁振子振動，得到振動能量的輸出，所不同的是，本實用新型中的電驅(qū)動的交流頻率以及換向相位是由自身振動的位置產(chǎn)生的，因此它不僅有電磁直接驅(qū)動產(chǎn)生振動的結(jié)構(gòu)簡單、驅(qū)動力大、對源動機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求低等優(yōu)點，而且還因它的振動是“自激”的，屬于自激振動，因此它的振動頻率不論振動質(zhì)量、彈性系數(shù)、阻尼的差異，都始終等于諧振頻率，使該原動機(jī)有最高的能量利用效率。
在本實用新型中，還可以在稀土永磁振子3運動范圍的某一個位置加一個限幅開關(guān)7，如附圖2所示。限幅開關(guān)7也與電子換向開關(guān)5相連，當(dāng)稀土永磁振子3運動達(dá)到限幅開關(guān)7的位置時，發(fā)出信號，使電子換向開關(guān)5關(guān)閉，不輸出電流(不管是正向還是反向)，從而控制了線圈2通電脈沖的寬度，達(dá)到調(diào)節(jié)激勵能量的目的，防止振幅過大。限幅開關(guān)7可以是兩個，在上下位之間各有一個，也可以只有一個。限幅開關(guān)7的安裝位置應(yīng)有一定的提前量(在限幅開關(guān)7開始工作后，稀土永磁振子3的振動幅都將超過限幅開關(guān)7一定的量)。
本實用新型的電子換向開關(guān)5可以使用可控硅組成的橋式逆變器，也可以使用由大功率達(dá)林頓管組成的逆變器，還可以使用如專利號為CN89209067的“一種大功率數(shù)控調(diào)壓與變流裝置”。在本實用新型中，換向傳感器6可以使用普通光電或是磁性傳感器，通過光敏元件或磁敏元件測得的光強(qiáng)或磁通量的變化感知稀土永磁振子3的位置，也可以使用電容或超聲波位置傳感器來測量稀土永磁振子3的位置。本實用新型中，對稀土永磁振子3的位置測量精度要求不高，主要是測量位置的變化速度。當(dāng)速度為零時，就表示稀土永磁振子3達(dá)到極限位置(最大距離或最小距離)。
權(quán)利要求1.一種同步諧振振動原動機(jī)，它包括有U型鐵芯1、繞于U型鐵芯1上的線圈2、稀土永磁振子3和張力彈簧4，其特征在于線圈2輸入端接有電子換向開關(guān)5，在稀土永磁振子3和U型鐵芯1之間裝有換向傳感器6，換向傳感器6與電子換向開關(guān)5相連并對其換向進(jìn)行控制。
專利摘要一種同步諧振振動原動機(jī)，它適用于礦山和石油開發(fā)、建筑以及顆粒物體輸送等。它包括有U形鐵芯、線圈、稀土永磁振子和張力彈簧，其特征在于線圈輸入端接有電子換向開關(guān)，在稀土永磁振子和U形鐵芯之間裝有與電子換向開關(guān)相連并對其換向進(jìn)行控制的換向傳感器，使用交變磁場直接推動振子振動，并通過振子位置控制電子換向開關(guān)的換向，實現(xiàn)“自激”的作用，可以自動工作在驅(qū)動設(shè)備的諧振頻率上，結(jié)構(gòu)簡單，激振效率高。
文檔編號B06B1/04GK2107956SQ91230800
公開日1992年6月24日 申請日期1991年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月20日
發(fā)明者石行 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗廠