复合振动装置及其振动方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种复合振动装置及其振动方法，旨在克服振动部件惯性力对振动过程的影响，其技术方案是在施力油缸（２）的施力油腔Ａ（５）和施力油腔Ｂ（６）两侧分别设置谐振油腔Ａ（１０）和谐振油腔Ｂ（１１）组成复合油缸（８），复合油缸（８）中心的隔板（９）将复合油缸（８）一分为二，活塞杆（３）上连接有活塞（４－１）和活塞（４－２），隔板（９）、活塞（４－１）和活塞（４－２）将复合油缸（８）分成四个油腔。这种复合振动装置，在连接蓄能器的情况下，形成两个对称的气液压弹簧结构，以改变振动系统谐振频率，利用谐振效应提高系统振幅和输出力。在相同条件下，系统振幅Ａ从０．０３ｍｍ提高到０．０９ｍｍ，振幅提高了两倍。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合振动装置，还涉及这种复合振动装置的振动方法，可用于振动实验台或线性摩擦焊机液压振动系统。
技术介绍
参照图1，现有的液压振动系统由伺服阀1控制施力油缸2上的施力油腔A5、施力油腔B6的油压，从而控制活塞4的运动，带动工件7的振动。当工件7和活塞4等振动部件的质量较大，振动加速度较高时，施力油腔A5和施力油腔B6压差产生的液压驱动力绝大部分消耗在克服振动部件的惯性力上，使得高频时输出的振幅很小，振动系统的效率低。
技术实现思路
要解决的技术问题为了克服振动部件惯性力对振动过程的影响，本专利技术提供一种谐振油腔，在连接蓄能器的情况下，形成两个对称的气液压弹簧结构，以改变振动系统谐振频率，使其同工作频率接近，利用谐振效应达到提高系统振幅和输出力的目的。本专利技术还提供这种谐振油腔的振动方法。技术方案一种复合振动装置，包括施力油缸2和伺服阀1，其特征在于在施力油缸2的施力油腔A5和施力油腔B6两侧分别设置谐振油腔A10和谐振油腔B11组成复合油缸8，复合油缸8中心的隔板9将复合油缸8一分为二，活塞杆3上连接有活塞4-1和活塞4-2，隔板9、活塞4-1和活塞4-2将复合油缸8分成四个油腔，即施力油腔A5、施力油腔B6、谐振油腔A10以及谐振油腔B11，施力油腔A5与伺服阀1的A腔相通，施力油腔B6与伺服阀1的B腔相通，谐振油腔A10和谐振油腔B11分别与蓄能器A12和蓄能器B13相连。谐振油缸14与施力油缸2分离，活塞杆与施力油缸2中的活塞杆为一体，位于谐振油缸14的活塞杆上有活塞4-3。一种上述复合振动装置的振动方法，其特征在于下述步骤1)通过油泵17、减压阀23、两位两通换向阀B25、两位两通换向阀A24，给谐振油腔A10和谐振油腔B11分别充压，并通过两位三通换向阀A27、两位三通换向阀B28给蓄能器A12和蓄能器B13分别充压；2)当谐振油腔和蓄能器组压力达到设定值后，断开两位两通换向阀A24和两位两通换向阀B25；3)通过伺服阀1控制施力油腔A5和施力油腔B6的压力，驱动活塞杆3以及工件7振动，当伺服阀1控制施力油腔A5的压力升高，施力油腔B6的压力降低时，活塞杆3上升，谐振油腔A10中油液的压强增大，谐振油腔B11中油液的压强减小，活塞3受到一个向下的恢复力；当伺服阀1控制施力油腔A5的压力降低，施力油腔B6的压力升高时，活塞杆3下降，谐振油腔A10中油液的压强减小，谐振油腔B11中油液的压强增大，活塞3受到一个向上的恢复力。本专利技术相比现有技术的优点在于由于采用了复合振动装置，在相同的液压驱动力下，可以提高系统振动的振幅。油缸活塞截面积A＝0.01m2，油腔体积Vt＝0.005m3，液压缸泄漏系数c＝8.5×10-6m3Pa/s，活塞及负载总质量M＝50kg，液体体积弹性系数β＝7×104MPa，采用MOOG D792S80伺服阀，系统压力P＝30MPa，流量Q＝800l/min，液压弹簧弹性系数kh＝1×108N/m，在谐振频率H＝193Hz下，振幅A＝0.09mm；而相同条件下，现有技术的振幅A只有0.03mm，振幅提高了两倍。附图说明图1是振动系统示意图，为现有技术2是本专利技术实施例一示意3是本专利技术实施例二示意4是本专利技术在振动系统中示意中，1-伺服阀，2-施力油缸，3-活塞杆，4-活塞，5-施力油腔A，6-施力油腔B，7-工件，8-复合油缸，9-隔板，10-谐振油腔A，11-谐振油腔B，12-蓄能器A，13-蓄能器B，14-谐振油缸，15-油箱，16-吸油过滤器，17-油泵，18-电动机，19-高压过滤器，20-两位两通电磁阀，21-溢流阀，22-蓄能器，23-减压阀，24-两位两通电磁阀A，25-两位两通电磁阀B，26-压力表，27-两位三通换向阀A，28-两位三通换向阀B。具体实施例方式实施例1参照图2，在施力油缸2的施力油腔A5和施力油腔B6两侧增加谐振油腔A10和谐振油腔B11，共同组成复合油缸8，其中心有隔板9，活塞杆3上连接有两个活塞。隔板9与两个活塞将复合油缸8分成四个油腔，即施力油腔A5、施力油腔B6、谐振油腔A10以及谐振油腔B11。施力油腔A5与伺服阀1的A腔相通，施力油腔B6与伺服阀1的B腔相通，由伺服阀1控制施力油腔A5和施力油腔B6的压力。谐振油腔A10和谐振油腔B11分别与蓄能器A12和蓄能器B13相连。振动之前，根据振动频率需要，先使谐振油腔A10和谐振油腔B11及相连的蓄能器A12和蓄能器B13内压力升高到设定值。当伺服阀1控制施力油腔A5的压力升高，施力油腔B6的压力降低时，活塞向左移动。由于谐振油腔和蓄能器内液体与气体具有可压缩性，故谐振油腔A10中油液的压强增大，谐振油腔B11中油液的压强减小，作用在活塞上后使活塞受到一个向右的恢复力。该恢复力力图使活塞恢复到平衡位置。反之依然。该作用过程类似于弹簧的作用，故称之为气液压弹簧。通过调节蓄能器体积和谐振油腔中油压，即可改变恢复力大小，使系统的谐振频率发生变化。当谐振频率与工作频率相等时，气液压弹簧可完全抵消惯性力的影响，使液压驱动力完全转换为输出驱动力。在相同液压驱动力作用下，频率相同时，产生的振幅最大。在系统振动频率、振幅相同的条件下，驱动系统振动所需的推力最小，效率最高。故称本专利技术为谐振振动。因此，只要通过调节气液压弹簧的弹性系数，调节系统谐振频率与所需的工作频率相同或相近，就能够实现高频、大幅振动。实施例2参照图3，是谐振油腔的另一种连接方式。谐振油缸14与施力油缸2分离，施力油腔A5与伺服阀1的A腔相通，施力油腔B6与伺服阀1的B腔相通，由伺服阀1控制施力油腔A5和施力油腔B6的压力，输出驱动力。谐振油腔A10和谐振油腔B11分别与蓄能器A12和蓄能器B13相连，组成气液压弹簧。根据所需气液压弹簧弹性系数的大小，蓄能器可以采用纯液压式，也可以采用气囊式。所需气液压弹簧弹性系数较大时，蓄能器采用纯液压式。弹簧弹性系数的大小与蓄能器容积和液体压力有关。所需气液压弹簧弹性系数较小时，蓄能器采用气囊式。弹簧弹性系数的大小与蓄能器气体压力、容积相关。蓄能器可以用一个，也可以用一组。应用实施例参照图4，第一步启动电动机18，带动油泵17向系统供油。第二步接通与减压阀23相连的两位两通换向阀A24、两位两通换向阀B25，及两位三通换向阀A27、两位三通换向阀B28。第三步通过油泵17、减压阀23、两位两通换向阀B25，给谐振油腔A10充压，并通过两位三通换向阀A27给蓄能器A12充压。充压压力根据工作频率及所需的气液压弹簧弹性系数设定。第四步通过油泵17、减压阀23、两位两通换向阀A24，给谐振油腔B11充压，并通过两位三通换向阀B28给蓄能器B13充压。充压压力根据工作频率及所需的气液压弹簧弹性系数设定。第五步当谐振油腔和蓄能器组压力达到设定值后，断开两位两通换向阀A24、两位两通换向阀B25。第六步开始振动后，通过伺服阀1控制施力油腔A5和施力油腔B6的压力，驱动活塞杆3以及工件7振动。当伺服阀控制施力油腔A5的压力升高，施力油腔B6的压力降低时，活塞向上移动。由于谐振油腔和蓄能器内液体与气体具有可压缩性，故谐振油腔A10中油液的压强增大，谐振油腔B11中油液的压强减小，作用在活塞上后使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合振动装置，包括施力油缸（２）和伺服阀（１），其特征在于：在施力油缸（２）的施力油腔Ａ（５）和施力油腔Ｂ（６）两侧分别设置谐振油腔Ａ（１０）和谐振油腔Ｂ（１１）组成复合油缸（８），复合油缸（８）中心的隔板（９）将复合油缸（８）一分为二，活塞杆（３）上连接有活塞（４－１）和活塞（４－２），隔板（９）、活塞（４－１）和活塞（４－２）将复合油缸（８）分成四个油腔，即施力油腔Ａ（５）、施力油腔Ｂ（６）、谐振油腔Ａ（１０）以及谐振油腔Ｂ（１１），施力油腔Ａ（５）与伺服阀（１）的Ａ腔相通，施力油腔Ｂ（６）与伺服阀（１）的Ｂ腔相通，谐振油腔Ａ（１０）和谐振油腔Ｂ（１１）分别与蓄能器Ａ（１２）和蓄能器Ｂ（１３）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜随更，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]