專利名稱：電液激振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電液激振器，主要用于實(shí)現(xiàn)外部負(fù)載高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)的工程技術(shù)領(lǐng)域中。
背景技術(shù)：
激振器是附加在機(jī)械設(shè)備上，破壞被激物的原有存在狀態(tài)，對(duì)被激物產(chǎn)生一定形式和大小的擾動(dòng)或激勵(lì)作用的裝置，其廣泛應(yīng)用于地震模擬實(shí)驗(yàn)，汽車、航空航天、機(jī)電系統(tǒng)及其零部件等性能和壽命疲勞試驗(yàn)以及機(jī)械搗固、振動(dòng)破巖和鉆孔等重要工程技術(shù)領(lǐng)域。按照激振方式的不同，激振器主要分為機(jī)械式、電動(dòng)式、電致或磁致伸縮效應(yīng)式、 電液式激振器，其中電液激振器因功率大、推力大、操作方便等固有優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于重載、大功率場(chǎng)合。目前常用的電液激振主要是以換向閥或伺服閥控制流體的通斷而產(chǎn)生振動(dòng)，即在電液伺服閥控制信號(hào)輸入端輸入振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)，閥芯作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，閥口大小隨即周期性變化，控制液壓執(zhí)行元件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)。由于受到伺服閥工作結(jié)構(gòu)和頻響特性的限制，電液激振器高頻性能較差，期望振動(dòng)波形很難實(shí)現(xiàn)，且波形失真比電動(dòng)激振大，對(duì)負(fù)載動(dòng)態(tài)變化敏感，閥的穩(wěn)定性在很大程度上取決于負(fù)載動(dòng)態(tài)，容易產(chǎn)生不穩(wěn)定，整套系統(tǒng)復(fù)雜，成本較高，且抗污染性能也較差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種新的電液激振器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是本實(shí)用新型電液激振器包括步進(jìn)電機(jī)和激振裝置，其中，所述激振裝置包括設(shè)有容腔的殼體，所述容腔由隔板分隔成第一腔和第二腔；所述第一腔內(nèi)置有單作用活塞桿，第一腔由單作用活塞桿的活塞分隔成有桿腔和無(wú)桿腔；第二腔內(nèi)置有帶閥套的單臺(tái)肩閥芯，單臺(tái)肩閥芯通過(guò)聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)的主軸連接；第二腔由單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩分隔成第三腔和第四腔，其中，第三腔為單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩與所述隔板之間形成的空腔；第三腔的腔壁上開(kāi)有能使第三腔與油箱連通的回油口 ；第四腔的腔壁上開(kāi)有能使第四腔與供油系統(tǒng)連通的進(jìn)油口；所述容腔的腔壁內(nèi)開(kāi)有第一流道和第二流道，第一流道的一端開(kāi)口設(shè)于無(wú)桿腔的腔壁靠近隔板的位置處，第一流道的另一端開(kāi)口設(shè)于第二腔的腔壁上，無(wú)桿腔能通過(guò)所述第一流道與第二腔連通；第二流道的一端開(kāi)口設(shè)于有桿腔的腔壁上且靠近第一腔的遠(yuǎn)離隔板的一端；第二流道的另一端開(kāi)口設(shè)于第四腔的腔壁上，有桿腔能通過(guò)所述第二流道與所述進(jìn)油口連通；在單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩上，其一側(cè)沿圓周方向間隔地開(kāi)有能夠與第一流道連通的第一溝槽，其另一側(cè)沿圓周方向間隔地開(kāi)有能夠與第一流道連通的第二溝槽；第一溝槽和第二溝槽沿圓周方向交替錯(cuò)開(kāi)布置，且隨著單臺(tái)肩閥芯的旋轉(zhuǎn)，第一流道的所述另一端開(kāi)口交替地與第一溝槽、第二溝槽連通且第一流道的所述另一端開(kāi)口始終與第一溝槽、第二溝槽中的一個(gè)保持連通狀態(tài)。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述第一溝槽和/或第二溝槽沿單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的圓周方向均勻分布。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述閥套在第一溝槽和第二溝槽所在的位置處均開(kāi)有相應(yīng)的閥套窗口。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型第一溝槽和第二溝槽各自的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)壁為相互匹配的圓弧形凹面和圓弧形凸面，所述圓弧形凹面的朝向與單臺(tái)肩閥芯的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型第一溝槽的所述圓弧形凹面與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的外圓周面的交線為第一交線，第一溝槽的所述圓弧形凸面與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的外圓周面的交線為第二交線，第一溝槽的第一交線與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的第一橫截面的交點(diǎn)為第一交點(diǎn)，第一溝槽的第二交線與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的第一橫截面的交點(diǎn)為第二交點(diǎn)；第二溝槽的所述圓弧形凹面與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的外圓周面的交線為第三交線，第二溝槽的所述圓弧形·凸面與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的外圓周面的交線為第四交線，第二溝槽的第三交線與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的第二橫截面的交點(diǎn)為第三交點(diǎn)，第二溝槽的第四交線與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的第二橫截面的交點(diǎn)為第四交點(diǎn)；第一橫截面到單臺(tái)肩閥芯的位于第一溝槽一側(cè)的臺(tái)肩端面的距離同第二橫截面到單臺(tái)肩閥芯的位于第二溝槽一側(cè)的臺(tái)肩端面的距離相同；第一溝槽的第一交點(diǎn)同所述第一橫截面的圓心的連線為第一連線，第一溝槽的第二交點(diǎn)同所述第一橫截面的圓心的連線為第二連線，第二溝槽的第三交點(diǎn)同所述第二橫截面的圓心的連線為第三連線，第二溝槽的第四交點(diǎn)同所述第二橫截面的圓心的連線為第四連線；相鄰的兩個(gè)第一溝槽的第一連線之間的夾角的角度是單個(gè)第一溝槽的第一連線與第二連線之間的夾角的角度的4倍，相鄰的兩個(gè)第二溝槽的第三連線之間的夾角的角度是單個(gè)第二溝槽的第三連線與第四連線之間的夾角的角度的4倍；第一溝槽的第一連線與同其最鄰近的第二溝槽的第三連線的夾角的角度或者是單個(gè)第一溝槽的第一連線與第二連線之間的夾角的角度的2倍，或者是單個(gè)第二溝槽的第三連線與第四連線之間的夾角的角度的2倍。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型電液激振器具有的有益效果是功率大、流量大、推力大、高頻性能好，負(fù)載自適應(yīng)強(qiáng)，大大降低結(jié)構(gòu)尺寸，縮短液壓連接管路長(zhǎng)度，有效地減少沿程壓力損失；采用單臺(tái)肩閥芯結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單，成本低，抗污染性能好，閉環(huán)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)閥芯旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)電液激振器的高頻換向，控制精度高，能量利用率高。

圖I是含有本實(shí)用新型電液激振器的電液激振器液壓系統(tǒng)原理示意圖；圖2是本實(shí)用新型電液激振器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中的A部在電液激振器處于第一工作狀態(tài)時(shí)的放大圖；圖4是圖2中的A部在電液激振器處于第二工作狀態(tài)時(shí)的放大圖；圖5是本實(shí)用新型電液激振器激振裝置的殼體沿殼體容腔的中心縱截面剖開(kāi)取一半殼體的三維結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型電液激振器激振裝置的閥套的三維結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實(shí)用新型電液激振器激振裝置的單臺(tái)肩閥芯的三維結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本實(shí)用新型電液激振器處于單作用活塞桿向第一腔外運(yùn)動(dòng)(即第一工作狀態(tài))時(shí)，閥套窗口與臺(tái)肩溝槽軸向?qū)ㄊ疽鈭D。圖9是本實(shí)用新型電液激振器處于單作用活塞桿向第一腔內(nèi)運(yùn)動(dòng)(即第二工作狀態(tài))時(shí)，閥套窗口與臺(tái)肩溝槽軸向?qū)ㄊ疽鈭D。圖10是本實(shí)用新型電液激振器處于單作用活塞桿向第一腔外運(yùn)動(dòng)(即第一工作狀態(tài))時(shí)，閥套窗口與臺(tái)肩溝槽周向展開(kāi)導(dǎo)通示意圖。圖11是本實(shí)用新型電液激振器處于單作用活塞桿向第一腔內(nèi)運(yùn)動(dòng)(即第二工作狀態(tài))時(shí)，閥套窗口與臺(tái)肩溝槽周向展開(kāi)導(dǎo)通示意圖。圖中，I一冷卻器；2—液壓泵；3—節(jié)流閥；4一單向閥；5—流量計(jì)；6—壓力表；7—畜能器；8 —電磁溢流閥；9—過(guò)濾器；10—油箱；11—供油系統(tǒng)；12—步進(jìn)電機(jī)；13—聯(lián)軸器；14一殼體；15—單作用活塞桿；16—活塞；17—閥套；18—單臺(tái)肩閥芯；19、20—深溝球軸承；21—臺(tái)肩；22—隔板；23—第一腔；24—第二腔；25—有桿腔；26—無(wú)桿腔；27—第三腔；28—第四腔；29—第一溝槽；30—第二溝槽；31—第一流道；32—第二流道；33—第一閥套窗口 ；34—第二閥套窗口 ；35—負(fù)載質(zhì)量塊；36—直線導(dǎo)軌；37 — ICP加速度傳感器；38—數(shù)據(jù)采集與信號(hào)分析儀；39—計(jì)算機(jī)；40—頻率控制器；P—進(jìn)油口 ；T—回油口 ；01—第一流道的一端開(kāi)口 ；02—第一流道的另一端開(kāi)口 ；03—第二流道的一端開(kāi)口 ；04—第二流道的另一端開(kāi)口 ；AU A2、A3、A4—第一溝槽；B1、B2、B3、B4—第二溝槽；A11、A12、A13、A14—第一閥套窗口 ；B11、B12、B13、B14—第二閥套窗口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖I至圖7所示，本實(shí)用新型電液激振器包括步進(jìn)電機(jī)12和激振裝置。其中，.激振裝置主要由設(shè)有容腔的殼體14、隔板22、單作用活塞桿15、閥套17、單臺(tái)肩閥芯18等組成。殼體14的容腔由隔板22分隔成第一腔23和第二腔24，第一腔23內(nèi)置有單作用活塞桿15，并且第一腔23又由單作用活塞桿15的活塞16分隔成有桿腔25和無(wú)桿腔26。單作用活塞桿15向外伸出第一腔23，并可與外部的負(fù)載質(zhì)量塊35連接，從而帶動(dòng)負(fù)載質(zhì)量塊35在直線導(dǎo)軌36上作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。第二腔24內(nèi)置有帶閥套17的單臺(tái)肩閥芯18，閥芯18的軸頸的兩端分別與深溝球軸承19、20的內(nèi)圈形成同心配合，深溝球軸承19、20的外圈與第二腔24兩側(cè)的軸承座孔形成緊密配合。單臺(tái)肩閥芯18通過(guò)聯(lián)軸器13與步進(jìn)電機(jī)12的主軸連接。第二腔24進(jìn)一步由單臺(tái)肩閥芯18的臺(tái)肩21分隔成第三腔27和第四腔28，其中，第三腔27為單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩21與隔板22之間形成的空腔，第三腔27的腔壁上開(kāi)有與外部的油箱10連通的回油口 T，第四腔28的腔壁上開(kāi)有與外部的供油系統(tǒng)11連通的進(jìn)油口 P。殼體14的容腔的腔壁內(nèi)開(kāi)設(shè)有第一流道31和第二流道32。第一流道的31 —端開(kāi)口 01設(shè)于無(wú)桿腔26的腔壁上且靠近隔板22，第一流道的31另一端開(kāi)口 02設(shè)于第二腔24的腔壁上，無(wú)桿腔26能通過(guò)第一流道31與第二腔24連通。第二流道32的一端開(kāi)口 03開(kāi)設(shè)于有桿腔25的腔壁上，且第二流道32的開(kāi)口 03靠近第一腔的出口(即在第一腔的遠(yuǎn)離隔板22的那一端)。第二流道32的另一端開(kāi)口 04則開(kāi)設(shè)于第四腔28的腔壁上，并且有桿腔25能通過(guò)第二流道32與與進(jìn)油口 P連通。在單臺(tái)肩閥芯18的臺(tái)肩21上開(kāi)設(shè)有第一溝槽29和第二溝槽30，其中，第一溝槽29均位于臺(tái)肩21的一側(cè)，第二溝槽30則位于臺(tái)肩21的另一側(cè)；第一溝槽29沿臺(tái)肩21的圓周方向間隔分布，同樣，第 二溝槽30亦沿臺(tái)肩21的圓周方向間隔分布，且各第一溝槽29和第二溝槽30均能夠與第一流道31連通。此外，第一溝槽29和第二溝槽30沿圓周方向交替錯(cuò)開(kāi)布置，使得隨著單臺(tái)肩閥芯18的旋轉(zhuǎn)，第一流道31的另一端開(kāi)口 02能夠交替地與第一溝槽29、第二溝槽30連通且第一流道31的另一端開(kāi)口 02能夠始終與第一溝槽29、第二溝槽30中的一個(gè)保持連通狀態(tài)。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，第一溝槽29、第二溝槽30分別沿單臺(tái)肩閥芯18的臺(tái)肩21的圓周方向均勻分布。閥套17與單臺(tái)肩閥芯18相匹配，并且閥套17在第一溝槽29所在位置處開(kāi)有相應(yīng)的第一閥套窗口 33，閥套17在第二溝槽30所在位置處則開(kāi)有相應(yīng)的第二閥套窗口 34。圖6至11示出了本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施例，
以下結(jié)合附圖進(jìn)行具體的說(shuō)明。在圖6至圖11所示的實(shí)施例中，有Al、A2、A3、A4四個(gè)相同的第一溝槽，B1、B2、B3、B4四個(gè)相同的第二溝槽。與第一溝槽41、4233、八4分別對(duì)應(yīng)的第一閥套窗口 33相應(yīng)為All、A12、A13和A14，與第二溝槽30分別對(duì)應(yīng)的第二閥套窗口相應(yīng)為B11、B12、B13和B14。第一溝槽Al、A2、A3、A4在單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩21的左側(cè)沿臺(tái)肩21的圓周方向均勻地間隔分布，第二溝槽B1、B2、B3、B4在單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩21的右側(cè)沿臺(tái)肩21的圓周方向均勻地間隔分布。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，如圖7-11所示，第一溝槽29和第二溝槽30各自的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁為相互匹配的圓弧形凹面和圓弧形凸面，并且，圓弧形凹面的朝向與單臺(tái)肩閥芯18的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。這種結(jié)構(gòu)有利于激振器內(nèi)液壓油流場(chǎng)的連續(xù)，減少振動(dòng)和噪聲，提高其工作效率和動(dòng)態(tài)性能。如圖10和11所示，第一溝槽29的圓弧形凹面與單臺(tái)肩閥芯18的臺(tái)肩21的外圓周面的交線為第一交線M1N1，第一溝槽的圓弧形凸面與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩21的外圓周面的交線為第二交線M2N2 ;第二溝槽30的圓弧形凹面與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩21的外圓周面的交線為第三交線M3N3，第二溝槽30的圓弧形凸面與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩21的外圓周面的交線為第四交線M4N4。假設(shè)第一橫截面和第二橫截面是單臺(tái)肩閥芯18的臺(tái)肩21兩個(gè)橫截面，并且，第一橫截面到單臺(tái)肩閥芯18的位于第一溝槽29 —側(cè)的臺(tái)肩端面的距離同第二橫截面到單臺(tái)肩閥芯的位于第二溝槽一側(cè)的臺(tái)肩端面的距離相同；第一橫截面的圓心為O4，第二橫截面的圓心為05，04和O5均在單臺(tái)肩閥芯18的臺(tái)肩21的中軸線上。那么，第一溝槽29的第一交線M1N1與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩21的第一橫截面的交點(diǎn)為第一交點(diǎn)，第一溝槽29的第二交線M2N2與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩21的第一橫截面的交點(diǎn)為第二交點(diǎn)；第二溝槽30的第三交線M3N3與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩21的第二橫截面的交點(diǎn)為第三交點(diǎn)，第二溝槽30的第四交線M4N4與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩21的第二橫截面的交點(diǎn)為第四交點(diǎn)。第一溝槽29的第一交點(diǎn)同第一橫截面的圓心O4的連線為第一連線，第一溝槽的29第二交點(diǎn)同第一橫截面的圓心O4的連線為第二連線，第二溝槽30的第三交點(diǎn)同第二橫截面的圓心O5的連線為第三連線，第二溝槽30的第四交點(diǎn)同第二橫截面的圓心O5的連線為第四連線。在圖8和圖9中，O4和O5重合，為方便標(biāo)注，O4和O5均以O(shè)來(lái)表示。如圖9所示，任兩個(gè)相鄰的第一溝槽(如A2、A3)的第一連線01、OJ之間的夾角的角度4於是任一單個(gè)第一溝槽(如Al)的第一連線OA與第二連線OB之間的夾角的角度蘆的4倍。對(duì)于任兩個(gè)最鄰近的第一溝槽(如A4)和第二溝槽(如B4)而言，第一溝槽A4的第一連線OE與同其最鄰近的第二溝槽B4的第三連線OF的夾角的角度2及或者是任一單個(gè)第一溝槽(如Al)的第一連線OA與第二連線OB之間的夾角的角度於的2倍，或者是任一單個(gè)第二溝槽B3的第三連線OC與第四連線OD之間的夾角的角度於的2倍。如圖8所示，對(duì)任兩個(gè)相鄰的兩個(gè)第二溝槽(如B2、B3)而言，第二溝槽B2的第三連線OG與第二溝槽B3的第三連線OH之間的夾角的角度4,是任一單個(gè)第二溝槽(如BI)的第三連線OC與第四連線OD之間的夾角的角度彥的4倍。同樣，由圖8亦可以看出，對(duì)于任兩個(gè)最鄰近的第一溝槽(如A4)和第二溝槽(如B4)而言，第一溝槽A4的第一連線OE與同 其最鄰近的第二溝槽B4的第三連線OF的夾角的角應(yīng)-β或者是任一單個(gè)第一溝槽(如A1)的第一連線OA與第二連線OB之間的夾角的角度歲的2倍，或者是任一單個(gè)第二溝槽Β3的第三連線OC與第四連線OD之間的夾角的角度於的2倍。由此可以保證，當(dāng)臺(tái)肩21 —側(cè)的第一溝槽29剛好被閥套17完全遮蔽時(shí)，臺(tái)肩21另一側(cè)的第二溝槽30恰好剛開(kāi)始打開(kāi)，使第一流道31的開(kāi)口 02能夠始終與第一溝槽29、第二溝槽30中的一個(gè)保持連通狀態(tài)，從而使激振裝置始終保持在一個(gè)工作狀態(tài)下。假設(shè)單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩21的兩側(cè)間隔地均勻布置的第一溝槽29和第二溝槽30的數(shù)量均為ζ ;單臺(tái)肩閥芯18的轉(zhuǎn)速為n(r/min);單臺(tái)肩閥芯18每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)第一溝槽和第二溝槽各自與同其對(duì)應(yīng)的閥套窗口的連通次數(shù)為m;則電液激振器的工作頻率
f == ^。由上式可知，本實(shí)用新型通過(guò)改變單臺(tái)肩閥芯18的轉(zhuǎn)速(即步進(jìn)電
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機(jī)轉(zhuǎn)速)或第一溝槽29和第二溝槽30的數(shù)量這兩種方式，可以調(diào)節(jié)電液激振器的頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)液流方向的高速切換。本實(shí)用新型電液激振器的工作過(guò)程為當(dāng)單臺(tái)肩閥芯18轉(zhuǎn)到如圖3、圖8和圖10所示的位置時(shí)，電液激振器處于單作用活塞桿向左運(yùn)動(dòng)(即朝第一腔外運(yùn)動(dòng))的第一工作狀態(tài)，此時(shí)，由進(jìn)油口 P流進(jìn)第四腔28的液壓油通過(guò)處于導(dǎo)通狀態(tài)的第二溝槽30和第二閥套窗口 34，經(jīng)過(guò)第一流道的另一端開(kāi)口 02進(jìn)入第一流道31，然后經(jīng)第一流道的一端開(kāi)口 01進(jìn)入無(wú)桿腔26 ;同時(shí)，供油系統(tǒng)的液壓油通過(guò)進(jìn)油口 P、與進(jìn)油口 P連通的第二流道另一端開(kāi)口 04進(jìn)入第二流道32，然后經(jīng)第二流道的一端開(kāi)口 03進(jìn)入有桿腔25，此時(shí)，單作用活塞桿15的活塞16兩側(cè)的有桿腔25和無(wú)桿腔26同時(shí)通高壓油，構(gòu)成差動(dòng)連接。由于活塞兩側(cè)高壓油的作用面積不同，因而推動(dòng)單作用活塞桿15向左運(yùn)動(dòng)。當(dāng)單臺(tái)肩閥芯18轉(zhuǎn)過(guò)2#角度位于如圖4、圖9和圖11所示的位置時(shí)，電液激振器處于單作用活塞桿向右運(yùn)動(dòng)(即朝第一腔內(nèi)運(yùn)動(dòng))的第二工作狀態(tài)，供油系統(tǒng)的液壓油通過(guò)進(jìn)油口 P、與進(jìn)油口 P連通的第二流道另一端開(kāi)口 04進(jìn)入第二流道32，然后經(jīng)第二流道的一端開(kāi)口 03進(jìn)入有桿腔25，無(wú)桿腔26中的液壓油經(jīng)第一流道的一端開(kāi)口 Ol進(jìn)入第一流道31，然后再經(jīng)過(guò)第一流道的另一端開(kāi)口 02、處于導(dǎo)通狀態(tài)的第一閥套窗口 33和第一溝槽29進(jìn)入第三腔27，最后第三腔中的液壓油通過(guò)回油口 T流回油箱10。由于有桿腔25中通高壓油，無(wú)桿腔26中通低壓油，單作用活塞桿15的活塞16兩側(cè)的油液壓力不同，推動(dòng)單作用活塞桿15向右運(yùn)動(dòng)。由此，本實(shí)用新型電液激振器通過(guò)步進(jìn)電機(jī)12驅(qū)動(dòng)單臺(tái)肩閥芯18旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了液壓缸工作腔的流量大小及方向發(fā)生周期性變化，從而實(shí)現(xiàn)單作用活塞桿15作周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終帶動(dòng)負(fù)載質(zhì)量塊35在直線導(dǎo)軌36上作高頻往復(fù)振動(dòng)。另外，本實(shí)用新型電液激振器功率大、流量大、推力大、高頻性能好，負(fù)載自適應(yīng)強(qiáng)，大大降低結(jié)構(gòu)尺寸，縮短液壓連接管路長(zhǎng)度，有效地減少沿程壓力損失。另外，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，如圖I所示，本實(shí)用新型電液激振器的液壓供油系統(tǒng)11可由冷卻器I、液壓泵2、節(jié)流閥3、單向閥4、流量計(jì)5、壓力表6、蓄能器7、電磁溢流閥
8、過(guò)濾器9和油箱10組成。其中，節(jié)流閥3對(duì)液壓供油系統(tǒng)進(jìn)行旁路節(jié)流，調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量，通過(guò)電磁溢流閥8調(diào)定系統(tǒng)壓力，通過(guò)蓄能器7吸收高頻工況下系統(tǒng)壓力波動(dòng)，進(jìn)油口 P處 安裝的流量計(jì)5和壓力表6進(jìn)行系統(tǒng)部分流量和壓力的測(cè)定。如圖I所示，將本實(shí)用新型電液激振器應(yīng)用到電液激振器液壓系統(tǒng)時(shí)，將單作用活塞桿15與外部的負(fù)載質(zhì)量塊35連接，單作用活塞桿15能夠帶動(dòng)負(fù)載質(zhì)量塊35在直線導(dǎo)軌36上作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；ICP加速度傳感器37、數(shù)據(jù)采集與信號(hào)分析儀38、計(jì)算機(jī)39、頻率控制器40依次連接，且ICP加速度傳感器37與負(fù)載質(zhì)量塊35連接，頻率控制器40與步進(jìn)電機(jī)12連接。電液激振器液壓系統(tǒng)工作時(shí)，步進(jìn)電機(jī)12按照一定的轉(zhuǎn)動(dòng)速率帶動(dòng)單臺(tái)肩閥芯18旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)激振裝置的高頻換向。激振裝置因高頻換向而產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)，該振動(dòng)信號(hào)通過(guò)負(fù)載質(zhì)量塊35傳遞給加速度傳感器。加速度傳感器優(yōu)選使用ICP加速度傳感器37。加速度傳感器將測(cè)量得到的振動(dòng)信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集與信號(hào)分析儀38傳送到計(jì)算機(jī)39。計(jì)算機(jī)將所接收到的振動(dòng)信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的理想振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行比較。進(jìn)一步，計(jì)算機(jī)依據(jù)比較結(jié)果通過(guò)對(duì)頻率控制器40進(jìn)行調(diào)節(jié)，由此，計(jì)算機(jī)通過(guò)對(duì)頻率控制器40的控制來(lái)對(duì)步進(jìn)電機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)速率進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，從而帶動(dòng)單臺(tái)肩閥芯18以新的轉(zhuǎn)動(dòng)速率進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并相應(yīng)改變激振裝置的高頻換向頻率以及因高頻換向而產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)，最終使計(jì)算機(jī)39所接收到的振動(dòng)裝置產(chǎn)生的實(shí)際振動(dòng)信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的理想振動(dòng)信號(hào)一致，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)電液激振器液壓系統(tǒng)的閉環(huán)控制。通常在實(shí)際應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)可將所接收到的振動(dòng)裝置的實(shí)際振動(dòng)信號(hào)的峰值與預(yù)先設(shè)定的理想振動(dòng)信號(hào)的峰值進(jìn)行比較如果理想振動(dòng)信號(hào)的峰值大于實(shí)際振動(dòng)信號(hào)的峰值，則計(jì)算機(jī)39通過(guò)控制頻率控制器40使步進(jìn)電機(jī)12減速；如果理想振動(dòng)信號(hào)的峰值小于實(shí)際振動(dòng)信號(hào)的峰值，則計(jì)算機(jī)39通過(guò)控制頻率控制器40使步進(jìn)電機(jī)12加速；如果理想振動(dòng)信號(hào)的峰值等于實(shí)際振動(dòng)信號(hào)的峰值，則計(jì)算機(jī)39通過(guò)控制頻率控制器40使步進(jìn)電機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)速率保持不變。步進(jìn)電機(jī)12又進(jìn)一步通過(guò)聯(lián)軸器13帶動(dòng)單臺(tái)肩閥芯18旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)激振裝置的高頻換向，從而完成整個(gè)電液激振器液壓系統(tǒng)的閉環(huán)控制。本實(shí)用新型這種根據(jù)激振裝置因高頻換向而產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速率，進(jìn)而又依據(jù)步進(jìn)電機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)速率的改變來(lái)使單臺(tái)肩閥芯18的轉(zhuǎn)動(dòng)速率發(fā)生變化，從而改變激振裝置的高頻換向頻率并相應(yīng)改變激振裝置的振動(dòng)信號(hào)的閉環(huán)控制方法，具有控制精度高、能量利用率高的優(yōu)點(diǎn)。本說(shuō)明書(shū)實(shí)施陳述的內(nèi)容只是對(duì)實(shí) 用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為只局限于實(shí)施所示的具體方式，而應(yīng)當(dāng)涉及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠思考到的等同技術(shù)方式。
權(quán)利要求1.一種電液激振器，包括步進(jìn)電機(jī)和激振裝置，其特征在于所述激振裝置包括設(shè)有容腔的殼體，所述容腔由隔板分隔成第一腔和第二腔；所述第一腔內(nèi)置有單作用活塞桿，第一腔由單作用活塞桿的活塞分隔成有桿腔和無(wú)桿腔； 第二腔內(nèi)置有帶閥套的單臺(tái)肩閥芯，單臺(tái)肩閥芯通過(guò)聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)的主軸連接；第二腔由單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩分隔成 第三腔和第四腔，其中，第三腔為單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩與所述隔板之間形成的空腔；第三腔的腔壁上開(kāi)有能使第三腔與油箱連通的回油口 ；第四腔的腔壁上開(kāi)有能使第四腔與供油系統(tǒng)連通的進(jìn)油口 ； 所述容腔的腔壁內(nèi)開(kāi)有第一流道和第二流道，第一流道的一端開(kāi)口設(shè)于無(wú)桿腔的腔壁靠近隔板的位置處，第一流道的另一端開(kāi)口設(shè)于第二腔的腔壁上，無(wú)桿腔能通過(guò)所述第一流道與第二腔連通；第二流道的一端開(kāi)口設(shè)于有桿腔的腔壁上且靠近第一腔的遠(yuǎn)離隔板的一端；第二流道的另一端開(kāi)口設(shè)于第四腔的腔壁上，有桿腔能通過(guò)所述第二流道與所述進(jìn)油口連通； 在單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩上，其一側(cè)沿圓周方向間隔地開(kāi)有能夠與第一流道連通的第一溝槽，其另一側(cè)沿圓周方向間隔地開(kāi)有能夠與第一流道連通的第二溝槽；第一溝槽和第二溝槽沿圓周方向交替錯(cuò)開(kāi)布置，且隨著單臺(tái)肩閥芯的旋轉(zhuǎn)，第一流道的所述另一端開(kāi)口交替地與第一溝槽、第二溝槽連通且第一流道的所述另一端開(kāi)口始終與第一溝槽、第二溝槽中的一個(gè)保持連通狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電液激振器，其特征是所述第一溝槽和/或第二溝槽沿單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的圓周方向均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電液激振器，其特征在于所述閥套在第一溝槽和第二溝槽所在的位置處均開(kāi)有相應(yīng)的閥套窗口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電液激振器，其特征在于第一溝槽和第二溝槽各自的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)壁為相互匹配的圓弧形凹面和圓弧形凸面，所述圓弧形凹面的朝向與單臺(tái)肩閥芯的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電液激振器，其特征在于第一溝槽的所述圓弧形凹面與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的外圓周面的交線為第一交線，第一溝槽的所述圓弧形凸面與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的外圓周面的交線為第二交線，第一溝槽的第一交線與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的第一橫截面的交點(diǎn)為第一交點(diǎn)，第一溝槽的第二交線與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的第一橫截面的交點(diǎn)為第二交點(diǎn)；第二溝槽的所述圓弧形凹面與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的外圓周面的交線為第三交線，第二溝槽的所述圓弧形凸面與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的外圓周面的交線為第四交線，第二溝槽的第三交線與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的第二橫截面的交點(diǎn)為第三交點(diǎn)，第二溝槽的第四交線與單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩的第二橫截面的交點(diǎn)為第四交點(diǎn)；第一橫截面到單臺(tái)肩閥芯的位于第一溝槽一側(cè)的臺(tái)肩端面的距離同第二橫截面到單臺(tái)肩閥芯的位于第二溝槽一側(cè)的臺(tái)肩端面的距離相同； 第一溝槽的第一交點(diǎn)同所述第一橫截面的圓心的連線為第一連線，第一溝槽的第二交點(diǎn)同所述第一橫截面的圓心的連線為第二連線，第二溝槽的第三交點(diǎn)同所述第二橫截面的圓心的連線為第三連線，第二溝槽的第四交點(diǎn)同所述第二橫截面的圓心的連線為第四連線. 相鄰的兩個(gè)第一溝槽的第一連線之間的夾角的角度是單個(gè)第一溝槽的第一連線與第二連線之間的夾角的角度的4倍，相鄰的兩個(gè)第二溝槽的第三連線之間的夾角的角度是單個(gè)第二溝槽的第三連線與第四連線之間的夾角的角度的4倍； 第一溝槽的第一連線與同其最鄰近的第二溝槽的第三連線的夾角的角度或者是單個(gè)第一溝槽的第一連線與第二連線之間的夾角的角度的2倍，或者是單個(gè)第二溝槽的第三連 線與第四連線之間的夾角的角度的2倍。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種電液激振器。它包括步進(jìn)電機(jī)和激振裝置。激振裝置的殼體內(nèi)的容腔由隔板分隔成第一、第二腔；第一腔由單作用活塞桿的活塞分隔成有桿腔和無(wú)桿腔。第二腔內(nèi)置有帶閥套的單臺(tái)肩閥芯，它通過(guò)聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)的主軸連接；第二腔由單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩分隔成第三腔和第四腔，第三腔的腔壁上開(kāi)有回油口，第四腔的腔壁上開(kāi)有進(jìn)油口。容腔的腔壁內(nèi)開(kāi)有第一流道和第二流道，無(wú)桿腔能通過(guò)第一流道與第二腔連通，有桿腔能通過(guò)第二流道與進(jìn)油口連通；在單臺(tái)肩閥芯的臺(tái)肩上，其兩側(cè)分別沿圓周方向間隔地開(kāi)有能夠與第一流道連通的第一、第二溝槽；隨著單臺(tái)肩閥芯的旋轉(zhuǎn)，第一流道的所述另一端開(kāi)口始終與第一、第二溝槽中的一個(gè)保持連通。
文檔編號(hào)F15B21/12GK202690598SQ201220308048
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者龔國(guó)芳, 韓冬, 劉毅, 楊學(xué)蘭, 楊華勇 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)