一种振动电机的制作方法

1.本实用新型涉及筛分机械领域，特别是涉及一种振动电机。


背景技术：

2.振动电机作为一种提供激振力的动力源设备，广泛用于砂石骨料的筛分和物料分级行业。
3.根据所筛分的物料的差异性，振动电机一般需要根据不同种类的物料来设置不同的激振力。在传统的振动电机中，调节激振力的方法主要有两种，第一种是通过改变振动电机中偏心块的数量来改变激振力，该方法操作比较简单，但是其中激振力的调节幅度只能是偏心块质量的整数倍，无法对激振力进行无级的连续调节；第二种是通过调整振动电机中固定偏心块与可动偏心块的安装姿态，例如二者之间的夹角来调节激振力，该方法可以对激振力实现无级的连续调节，但是操作难度较高。而且这两种方法都需要拆装振动电机的外壳，但是筛分机械的工作环境一般比较恶劣，现场的机械安装位置通常也很紧凑，拆装振动电机外壳来调节激振力的操作极不方便，在拆装的过程中还可能造成外界杂质进入振动电机内部，降低振动电机的使用寿命。
4.另外，随着技术的进步，近年来相继也出现了一些能够在不拆装振动电机外壳的前提下调节振动电机的激振力的方法，但是这些方法都需要在电机上增设专用的液压激振力调节系统或电气激振力调节系统，会导致整体结构的复杂度和故障率明显增加，容易衍生出其他问题，而且普遍缺少能够准确地确定振动电机自身参数与激振力的具体对应关系的计算方法。


技术实现要素：

5.基于现有技术中的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种振动电机，其相比于现有技术能够以更为简便的方式实现对激振力进行无级的连续调节，且能够准确地确定控制参数与激振力的具体对应关系。
6.本实用新型的一个较佳实施方式提供一种振动电机，包括动力部分，所述动力部分包括电机主体和安装在所述电机主体中的电机轴，所述电机主体用于驱动所述电机轴旋转；所述振动电机还包括用于在所述电机轴驱动下产生激振力的调节部分，所述调节部分包括偏心块和调节块，所述偏心块固定在所述电机轴上，所述调节块可相对于所述偏心块移动地装设在所述偏心块上当所述电机轴旋转时，带动所述调节部分旋转以产生激振力，同时驱动所述调节块在旋转的离心力作用下相对于所述偏心块移动，从而改变所述调节部分的质心以改变所述激振力。
7.优选地，所述偏心块呈扇形板状，所述电机轴从所述偏心块的接近顶点的位置穿过，使得所述偏心块被套设在电机轴上并垂直于所述电机轴的轴向，并且所述偏心块的质量被不均衡地分配在所述电机轴两侧。
8.优选地，所述偏心块上开设有容置槽，所述容置槽的内壁上开设有滑槽，所述调节
块上形成有与所述滑槽对应的滑动部，所述滑动部可滑动地嵌入在所述滑槽内，以将所述调节块可移动地装设在所述容置槽内。
9.优选地，所述调节块可移动的方向与所述电机轴的轴向垂直。
10.优选地，所述调节部分还包括调节弹簧，所述调节弹簧为柱状弹簧，装设在所述调节块和所述容置槽的内壁之间，所述调节弹簧的两端分别抵顶所述调节块和所述容置槽的内壁。
11.优选地，所述调节弹簧的数量为至少两个，所述至少两个调节弹簧平行地装设在所述调节块和所述容置槽的内壁之间。
12.优选地，所述偏心块和所述调节块的质量相等，所述偏心块的密度小于所述调节块的密度。
13.优选地，所述振动电机还包括固定部分，所述固定部分包括电机键，所述电机键固定安装在所述电机轴上，用于对所述偏心块进行周向固定。
14.优选地，所述固定部分还包括挡圈，所述挡圈套设在所述电机上并置于所述偏心块的外侧，用于限制所述偏心块的轴向位移。
15.优选地，所述电机轴为双出轴，所述调节部分的数量为两个，所述两个调节部分分别装设在所述电机轴的两端。
16.相比于现有技术，本实用新型的上述较佳实施方式提供的振动电机在调节激振力时完全不需要改变其偏心块和调节块的数量和安装姿态，因此在调节激振力时无需停机，也不需要拆装其电机主体的外壳，更不需要增加专用的液压激振力调节系统或电气激振力调节系统，相比于现有技术明显结构更加简单，操作更加容易，成本更低，且能够准确地确定振动电机自身参数与激振力的具体对应关系，有效地解决了现有技术中存在的缺陷。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型的实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1是本技术的一个较佳实施方式提供的一种振动电机的立体示意图。
19.图2是图1所示的振动电机的结构分解示意图。
20.图3是图1所示的振动电机在调节激振力时形成的第一调节状态的示意图。
21.图4是图1所示的振动电机在调节激振力时形成的第二调节状态的示意图。
具体实施方式
22.下面将结合附图，对本实用新型的特定实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的描述，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.请参阅图1及图2、图3及图4，本技术的一个较佳实施方式提供一种振动电机，所述振动电机包括电机主体1、电机轴2、偏心块3、调节块4、调节弹簧5、挡圈6、电机键7。
24.所述电机主体1可以包括现有的电机机座、定子、转子等电动机的基本部件，用于将外部电源提供的电能转换为机械能，驱动转子旋转。所述电机机座、定子、转子等部件的具体特征、组装方式和动作原理都可以参照现有技术，因此本文中无需赘述，图1至图4也无需具体示出这些部件的细节，只要直接示出组装完成的电机主体1即可用以说明本实施方式的技术方案。在实际应用中，电机主体1作为振动力的受力主体通常可安装在筛分机械的振动装置的侧板上。
25.电机轴2穿设在电机主体1中，并且与电机主体1中的转子连接，能够在电机主体1的驱动下旋转，以对外界输出动力。在本实施方式中，电机轴2优选为双出轴，即其两端分别从电机主体1的相对两端穿出，都可以用于将电机轴2旋转产生的动力输出到外界。对应于电机轴2为双出轴的设计，偏心块3、调节块4、挡圈6和电机键7的数量优选地均设置为两个，调节弹簧5的数量优选地设置为至少四个，在电机轴2从电机主体1中穿出的每一端部上都分别设置有一个偏心块3、一个调节块4、至少两个调节弹簧5、一个挡圈6和一个电机键7。本实施方式中偏心块3、调节块4、调节弹簧5、挡圈6、电机键7在电机轴2的从电机主体1中穿出的两个端部上的组装结构都是相同的，以便在电机轴2旋转时可以在其两端产生平衡的激振力。
26.具体如图所示，在电机轴2从电机主体1中穿出的每一端部上设置有一个偏心块3、一个调节块4、至少两个调节弹簧5、一个挡圈6和一个电机键7。其中电机键7可以例如通过设置在电机轴2外侧的键槽而固定安装在电机轴2上，偏心块3呈扇形板状，电机轴2从偏心块3的接近顶点的位置穿过，并通过电机键7对偏心块3进行周向固定，这样使得偏心块3被固定地套设在电机轴2上并垂直于电机轴2的轴向，并且偏心块3的质量被不均衡地分配在电机轴2两侧，即电机轴2的一侧分配有偏心块3的绝大部分质量，而电机轴2的相对的另一侧仅分配有偏心块3的很小部分质量。
27.偏心块3上开有容置槽30，容置槽30的形状优选为矩形凹槽或通槽，其内壁包括顶壁、底壁和连接在所述顶壁和底壁之间的两个侧壁(图中未标号)，其中顶壁与底壁相互平行，优选地也都与电机轴2的轴向平行，顶壁与电机轴2之间的距离小于底壁与电机轴2之间的距离；两个侧壁相互平行且都与顶壁及底壁垂直，每个侧壁上开设有滑槽31，滑槽31的长度方向与电机轴2的轴向垂直。调节块4形状优选为长方体，其相对的两端凸出形成有与滑槽31对应的滑动部41；调节块4两端的滑动部41分别可滑动地嵌入在容置槽30的两个相对侧壁上的滑槽30中，从而将调节块4可移动地装设在容置槽30内，且调节块4能够移动的方向与电机轴2垂直，即调节块4可以沿着远离或者接近电机轴2的方向移动。
28.调节弹簧5优选为柱状弹簧，本实施方式中优选地将至少两个调节弹簧5平行地设置在调节块4和容置槽30的底壁之间，每个调节弹簧5的一端安装在容置槽30的底壁上，另一端安装在调节块4的朝向所述底壁的侧面上。本实施方式中，优选地在容置槽30的底壁和调节块4的朝向所述底壁的侧面上都形成有两个与调节弹簧5对应的柱状凸起(图中未示出)，每个调节弹簧5的两端可以分别套在容置槽30的底壁上的一个柱状凸起和调节块4的朝向所述底壁的侧面上的一个柱状凸起上，以将调节弹簧5稳定地安装在调节块4和容置槽30的底壁之间，其两端分别抵顶调节块4和容置槽30的底壁。挡圈6优选为弹性挡圈，套设在电机轴2上并置于偏心块3的外侧，用于限制偏心块3的轴向位移。
29.可以理解，本实施方式所述的振动电机根据上述结构可主要分为动力部分、调节
部分和固定部分，其中动力部分包括上述的电机主体1和电机轴2，用于作为筛分机械的激振源而提供动力，保证动力输出；调节部分包括上述的偏心块3、调节块4和调节弹簧5，用于在所述电机轴2的驱动下产生激振力以及调节激振力的大小；固定部分包括上述的挡圈6和电机键7，用于将所述动力部分和调节部分相互连接。显然，在本实施方式中，所述调节部分和固定部分的数量均为两个，电机轴2的两端各设有一个调节部分和一个固定部分。
30.当所述振动电机处于未工作的静止状态，且电机轴2未被锁定时，如图1及图3所示，偏心块3的主体部分会在重力作用下旋转到正下方，使偏心块3的顶点朝向正上方。此时调节块4在重力作用下对调节弹簧5产生向下的压力，但是被调节弹簧5的弹力抵消，从而使得调节块4被调节弹簧5支撑在靠近或接触容置槽30的顶壁的位置。
31.在实际应用时，电机主体1可以被安装在筛分机械的振动装置的侧板上，通电后电机主体1被启动，电机轴2开始旋转，通过电机键7带动偏心块3旋转，偏心块3的旋转进一步带动整个调节部分一起旋转。此时调节块4在旋转的离心力作用下产生朝向容置槽30的底壁方向移动的趋势，对调节弹簧5产生压力，而调节弹簧5在调节块4的压力下产生和所述离心力方向相反的弹力。当调节块4产生的压力超过了调节弹簧5的弹力时，调节块4就会沿着偏心块3上开设的滑槽31向远离电机轴2的轴线的方向移动，也就是从容置槽30的顶壁向容置槽30的底壁移动。在调节块4的移动过程中，调节弹簧5受到压缩的幅度不断增大，产生的弹力也随之不断增加；当调节弹簧5的弹力增加到与调节块4产生的压力平衡时，调节块4相对于偏心块3就会稳定在一个新的位置，不再继续移动。此时，由于调节块4相对于偏心块3的装设位置发生了改变，因此整个调节部分的质心位置相对于旋转轴线(即电机轴2的轴线)发生了改变，激振力因此也会发生变化，这样本实施方式就能够在无需拆装振动电机外壳及调节偏心块参数的前提下对振动电机的激振力进行调节。所述振动电机基于上述原理的具体作动状态可以参阅图3和图4，其中r表示调节块4分别处于不同位置的质心旋转半径，即其质心与电机轴2的轴线之间的距离；r表示的是偏心块3的质心旋转半径，即其质心与电机轴2的轴线之间的距离。其中r是定值，而r的变化则会引起整个调节部分质心位置的变化，进而导致激振力的变化。
32.另外，在本实施方式中，为了尽量扩大激振力的调节幅度，优选地分别采用不同的材料制造调节块4和偏心块3，其中调节块4的材料密度大于偏心块3的材料的密度，并将偏心块3的质量m1与调节块4的质量m2设置成相等或大致相等。
33.基于上述的激振力调节原理，在本实施方式中就可以通过比现有技术更加简便的手段来控制上述振动电机产生预期的激振力。具体的激振力调节技术方案详述如下。
34.依照现有技术，上述振动电机的电机主体1可以包括现有的变频器(图中未示出)，用于调节所述振动电机的频率。而本实施方式中就可以通过用上述振动电机的变频器来调节振动电机频率的手段来调节振动电机的激振力。
35.具体而言，电机转速n与频率f之间的关系可以表示为公式(1)：n＝k
·
f，其中k为依照本领域现有技术确定的转换系数，不同极数的电机k值不同。
36.激振力f与偏心块3的质量m1、调节块4的质量m2、偏心块3的质心位置r(具体可以定义为如前所述的偏心块3的质心旋转半径，即偏心块3的质心和电机轴2之间的距离)、调节块4的质心位置r(具体可以定义为如前所述的调节块4的质心旋转半径，即调节块4的质心和电机轴2之间的距离)、以及调节部分的旋转角速度w的关系可以表示为公式(2)：f＝
m1·
w2·
r m2·
w2·
r。
37.当调节部分旋转时，调节块4的质心位置r会在离心力的作用下发生变化，其变化情况可以表示为公式(3)：r＝r0 x；其中r0为调节块4的质心的初始位置(具体可以定义为调节块4的初始质心旋转半径，即在振动电机未启动的情况下，调节块4的质心和电机轴2之间的初始距离)，x为调节块4的质心在离心力作用下的移动距离。x可以通过公式(4)：或者公式(5)：计算出来，其中s为调节弹簧5的劲度系数。
38.另一方面，转速n与角速度w之间的关系可以表示为公式(6)：因此，激振力f与电机频率f之间的关系就可以表示为公式(7)：
39.通过上述公式(1)至(7)可以确定，由于m1、m2、r、r、k均为常数，因此根据电机频率f的具体数值就能够直接计算出激振力f的值。激振力f与频率f之间为非线性的对应关系。基于此原理，在本实施方式提供的振动电机中，只要通过变频器依照现有技术调节振动电机的频率f，就能够对应地把振动电机产生的激振力f调节到期望的数值，从而对激振力f实现无级的连续调节。另外，通过采用劲度系数不同的调节弹簧5也能够用于调节激振力f。
40.显然，基于上述激振力调节方法，上述实施方式提供的振动电机在调节激振力时完全不需要改变其偏心块3和调节块4的数量和安装姿态，因此在调节激振力时无需停机，也不需要拆装其电机主体1的外壳，更不需要增加专用的液压激振力调节系统或电气激振力调节系统，相比于现有技术明显结构更加简单，操作更加容易，成本更低，且能够准确地确定振动电机自身参数与激振力的具体对应关系。这样就能够通过显见的频率参数f来调节实时工作状态下的振动电机的激振力f，因此可以根据现场的物料筛分情况进行实时调整，提高筛分效率，从而在振动电机领域中大大降低工人的作业难度，避免了现有技术所需的现场拆卸振动电机这一复杂操作，同时还有助于解决现有技术中振动电机在启动过程中负载较大、达到额定转速时间较长等问题，提高了振动电机的使用寿命。
41.以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所附的权利要求为准。