通过电源逆变重新定位工业偏心配重振动器的轴承磨损的方法及其振动器

摘要

一种振动装置包括转子和偏心配重。偏心配重安装到轴并且具有从轴线偏移的质心。振动装置被构造使得，偏心配重在轴绕轴线沿第一方向旋转时相对于轴沿第一旋转取向并且与轴一起旋转，并且使得偏心配重在轴绕轴线沿相反第二方向旋转时相对于轴沿第二相反取向。振动装置还被构造使得，偏心配重在轴从第一方向的旋转切换到第二方向的旋转时自动从第一旋转取向转变成第二旋转取向。

说明书

交叉专利申请

本国际专利申请主张2013年5月6日申请的美国专利申请No.13/888,043 的优先权，其通过引用而全文并入本申请。

关于联邦资助研发的声明

不适用

附录

不适用

技术领域

本发明涉及一种用于散装材料处理工业以及其他工业类型的工业振动 器。更具体而言，本发明涉及一种具有可重新定位的偏心配重的旋转工业振 动器装置以及延长这种旋转振动器装置的使用寿命的方法。偏心配重可以简 单地通过逆转(invert)或改变(shift)供应到振动器的电源的相位或电压而 相对于转子的轴重新定位。重新定位配重改变最大轴承磨损的位置并且由此 延长振动器的寿命。

背景技术

出于不同目的，工业振动器在散装材料处理工业中遍及使用。这样的工业 振动器经常附接到散装材料转载溜槽和散装材料储存料斗上，以防止散装材料 粘附到这些溜槽和料斗的壁上。工业振动器也用在细分筛上，以防止更大的材 料堵塞细分筛并且加速材料穿过筛的流动。

普通型振动器装置是旋转振动电机，其中偏心配重经由电动机旋转驱动并 且绕轴线旋转，以由此产生震荡力。其他类型的振动装置包括但不限于声学震 荡装置、气动旋转振动器和线性振动器。本发明具体涉及一种电驱动偏心配重 振动器。

在旋转振动器装置中，通过旋转偏心配重所产生的力经由支撑转子的轴的 轴承传递到电机壳体。鉴于配重的偏心，作用在旋转子的轴上的轴承力在轴承 轴(bearingshaft)上最靠近偏心配重的质心的一侧最大，而转子的轴的相反侧 上如果有的话也是很小的轴承负载。因此，轴的轴承表面上最靠近偏心配重的 质心的部分以最大速率磨损。

发明内容

本发明的发明人已经意识到，旋转振动装置的使用寿命可以通过绕转子的 轴沿圆周方向周期性地改变轴承表面最大磨损速率的位置而延长。发明人也已 经开发出这样的旋转振动装置，其被构造适于允许仅付出极少的努力而周期性 地改变轴承表面最大磨损速率的位置。

在本发明的一个方面中，振动装置包括转子和第一偏心配重。转子具有轴 和旋转限位器。轴具有轴线，转子被构造为绕轴线旋转。第一偏心配重可枢转 地安装到轴上并且具有从轴线偏移的质心。第一偏心配重包括旋转限位器，其 与转子的旋转限位器以此方式配合，使得偏心配重能够绕轴线相对于轴枢转仅 通过小于360°的旋转弧。这样，转子可以绕轴线旋转驱动偏心配重，并且配重 在转子的旋转方向反向(flip)时能够绕轴线枢转通过弧。因此，通过简单地反 向转子的旋转方向，可以绕轴沿圆周方向重新定位轴承表面最大磨损速率的位 置。

在本发明的另一方面中，振动装置包括转子和偏心配重。转子具有轴，而 轴具有轴线，转子构造为绕轴线旋转。偏心配重安装到轴并且具有从轴线偏移 的质心。振动装置被构造使得，偏心配重在轴绕轴线沿第一方向旋转时相对于 轴沿第一旋转取向并且与轴一起旋转，并且使得偏心配重在轴绕轴线沿相反的 第二方向旋转时相对于轴沿第二旋转取向。振动装置进一步被构造使得，偏心 配重在轴从沿第一方向的旋转切换到沿第二方向的旋转时从第一旋转取向自动 地转变成第二旋转取向。

本发明的又一方面涉及一种调整振动装置的方法。振动装置包括转子和偏 心配重。转子具有轴，而轴具有轴线，转子构造为绕轴线旋转。偏心配重安装 到轴并且具有从轴线偏移的质心。振动装置被构造使得，偏心配重在轴绕轴线 沿第一方向旋转时相对于轴沿第一旋转取向并且与轴一起旋转，并且使得偏心 配重在轴绕轴线沿相反的第二方向旋转时相对于轴沿第二相反取向。该方法包 括以此方式逆转转子的轴和偏心配重绕轴线旋转的方向，使得偏心配重从第一 旋转取向移动到第二旋转取向。

下面参考附图详细描述本发明的其他特征和方法以及本发明的操作。

附图说明

图1示出旋转振动装置的立体图。

图2示出图1的振动装置的立体图，其一个端盖被移除，以示出偏心配重 和转子。

图3示出振动装置的部分组装的立体图。

图4示出振动装置的部分组装的另一个立体图，其中偏心配重处于中间位 置。

图5示出振动装置的部分组装的又一个立体图，其中，偏心配重处于反转 位置。

图6示出振动装置的一些部件的分解立体图。

说明书和附图中的相同标号表示对应物件。

具体实施方式

图1中示出根据本发明的工业偏心配重振动器的优选实施例。振动器10包 括具有可移除端盖14的壳体12。在内部，振动装置10包括具有轴18的转子16。 多个偏心配重20安装在转子16的轴18上，以与其旋转。

虽然一些旋转振动装置可以仅仅包括一个偏心配重或仅在转子的轴的一端 上具有偏心配重，但是根据本发明的旋转振动装置10的优选实施例在转子的轴 18的相对端部22的每个处包括至少一个偏心配重20。优选地，平衡配重20， 使得作用在轴18的每一端部上的力彼此相等并且沿相同方向作用。

如图3-6中所示，转子16包括电枢24，其居中定位在轴18上。转子16还 包括多个轴承26，轴承26将转子附接到壳体12用于旋转(以及将振动力传递 到壳体12)。一个或多个轴衬28安装到轴18的相对端部22的每个上。一个轴 衬28包括旋转限位器30和一个或多个键槽32。旋转限位器30优选为从轴18 沿径向向外远离延伸的凸起。轴18还优选包括一个或多个键槽34。轴18的每 端上的偏心配重20中的一个包括旋转限位器36，其构造成与轴衬28的旋转限 位器30配合。偏心配重20的旋转限位器36优选为弓形槽或通道，其允许偏心 配重局部地绕轴衬28枢转通过仅仅大致180°的弧。偏心配重20还优选包括一个 或多个螺纹锁定孔38，其允许第二偏心配重40可旋转地链接到主偏心配重20。 锁定轴环42优选安装到转子16的轴18，以沿轴向卡住轴衬28和配重20、40。

如图6所示，具有旋转限位器30的轴衬28的键槽32中的一个与转子16 的轴18经由定位在轴衬的键槽32中以及轴的键槽34的一个中的键44在旋转方 面优选锁定。因此，具有旋转限位器30的轴衬28可旋转地锁定到轴18，但是 可以通过切换键槽32、34的对准而可进行旋转重新定位。这样，旋转限位器30 还可旋转地锁定到转子16的轴18上。转子16的旋转限位器30与主偏心配重 20的旋转限位器36以此方式配合，使得偏心配重自由地绕转子的轴18枢转通 过优选180°的弧。第二偏心配重40安装到一个轴衬28，并且经由螺纹结合到主 配重20的锁定孔38中的一个中的螺栓48而与主偏心配重20旋转锁定。因此， 两个配重20、40能够绕转子16的轴18枢转通过仅180°的弧。

当操作工业振动器10时，转子16沿特定方向旋转。图2和3示出振动器 10当转子16的轴18顺时针(如图所示)旋转时的构造。转子16的旋转限位器 30与主偏心配重20的旋转限位器36之间的配合引起转子绕转子的轴18的轴线 旋转驱动配重20、40。由于配重20、40的偏心特性，产生震荡径向负载并通过 振动器的轴承26将其传递到振动器10的壳体12。应当意识到，偏心配重20、 40偏移的轴承26的内圈46的一侧承载大部分径向负载。因此，随着时间的推 移，该部分内圈46以比其他部分的轴承座圈更大的速率磨损。但是，当该部分 内圈46完全磨损时，径向负载通过切换转子16的旋转方向而转移到内圈的相反 侧上。切换转子16的旋转方向可以简单地通过逆转驱动振动器10的电源的相位 和/或极性来实现。由于配重20、40和转子16的轴18之间的限位枢转连接，配 重在电源已经反向后然后相对于轴枢转180°。如图5中所示，轴衬28的旋转限 位器30然后与主配重20的旋转限位器36配合，以逆时针驱动配重。因此，轴 承26的内圈46的相反侧然后将承载偏心配重20、40所产生的径向负载。这使 得振动器在必须更换轴承26之前可以运行的时间变成双倍。此外，振动器10 不需要拆卸，以切换主轴承位置。但是如需要，振动器10的端盖14可以移除， 并且主轴承可以通过旋转调整装置的键32、34而在转子16的轴18上重新旋转 定位。因此，通过提供键32、34使得轴衬28可以相对于轴90°重新定位，内 圈上的最大负载的位置可以改变至少三次(两次经由电源逆转，一次经由键槽 重新定位)。

有鉴于此，应当意识到，本发明相对于现有技术具有几个优点。

因为在不偏离本发明的范围的情况下，基于这里描述和图示的结构和方法， 可以作出不同的变动，因此包含在上述说明书和在附图中所示的所有主题应作 为示例性而非限制性的解释。因此，本发明的宽度和范围不应局限于任何上述 的示例性实施例，而应当仅由权利要求及其等同来限定。

还应当意识到，当在本发明的权利要求和示例性实施例的上述描述中引入 本发明的元件时，术语“包括”、“包含”以及“具有”应为开放式的，其是指 除了所列元件之外，还可以具有额外的元件。另外，术语“部”应该解释为符 合要求的一些或所有物件或元件。另外，诸如第一、第二和第三的标识符不应 当以在限制条件之间插入任何相对位置或顺序的方式来解释。此外，任何方法 权利要求中的步骤所跟随的顺序应当以限定这些步骤必须进行的顺序来解释， 除非这样的顺序是固有的。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种构造成产生震荡负载的电动振动装置，所述振动装置包括：

转子，具有轴和旋转限位器，所述轴具有轴线，所述转子构造为绕所述轴线 旋转；

第一偏心配重，可枢转地安装到所述轴上，所述第一偏心配重具有从所述轴 线偏移的质心，所述第一偏心配重包括旋转限位器，其与所述转子的所述旋转 限位器以此方式配合，使得所述第一偏心配重能够绕所述轴线相对于所述轴枢 转仅通过小于360°的旋转弧；

所述振动装置构造适于使得所述轴与所述第一偏心配重一起可以通过切换 供应到所述振动装置的电源的极性而绕所述轴线沿相反方向旋转驱动，并使得 所述第一偏心配重响应于切换的所述电源的极性而枢转通过所述弧，所述振动 装置进一步构造适于使得切换供应到所述振动装置的所述电源的极性不改变所 述振动装置所产生的震荡负载。

2.根据权利要求1所述的振动装置，其中，所述转子包括轴衬，所述轴衬包 括所述旋转限位器，并且所述第一偏心配重安装在所述轴衬上并且可相对于所 述轴枢转通过所述弧。

3.根据权利要求2所述的振动装置，其中，所述轴衬的所述旋转限位器沿径 向向外凸出。

4.根据权利要求2所述的振动装置，其中，所述轴衬可以沿圆周方向重新定 位并且锁定到所述轴用于与其一起旋转。

5.根据权利要求4所述的振动装置，其中，所述轴衬和所述轴每者包括键槽 并且所述振动装置包括定位在所述键槽中的键。

6.根据权利要求1所述的振动装置，其中，所述振动装置包括第二偏心配重， 所述第二偏心配重以此方式连接到所述第一偏心配重，使得所述第二偏心配重 经由所述第一偏心配重旋转驱动。

7.一种振动装置，包括转子和偏心配重，所述转子具有轴，所述轴具有轴线， 所述转子被构造成绕所述轴线旋转，所述偏心配重安装到所述轴并且具有从所 述轴线偏移的质心，所述振动装置被构造使得所述偏心配重在所述轴绕所述轴 线沿第一方向旋转时相对于所述轴沿第一旋转取向并且与所述轴一起旋转，并 且使得所述偏心配重在所述轴绕所述轴线沿相反的第二方向旋转时相对于所述 轴沿第二旋转取向，所述振动装置进一步被构造使得所述偏心配重在所述轴从 沿所述第一方向的旋转切换到沿所述第二方向的旋转时自动地从所述第一旋转 取向转变到所述第二旋转取向，所述振动装置又进一步构造使得所述振动装置 在所述轴沿第一方向以某一速度旋转时产生震荡负载并且在所述轴沿第二方向 以相同速度旋转时产生相同震荡负载。

8.根据权利要求7所述的振动装置，其中，所述转子包括轴衬，并且所述第 一偏心配重安装在所述轴衬上并且可相对于所述轴衬绕所述轴线仅枢转限定量。

9.根据权利要求8所述的振动装置，其中，所述轴衬可以沿圆周方向重新定 位并且锁定到所述轴用于与其一起旋转。

10.根据权利要求9所述的振动装置，其中，所述轴衬和所述轴每者包括键 槽并且所述振动装置包括定位在所述键槽中的键。

11.根据权利要求7所述的振动装置，其中，所述振动装置包括第二偏心配 重，所述第二偏心配重以此方式连接到所述第一偏心配重，使得所述第二偏心 配重经由所述第一偏心配重旋转驱动。

12.一种用于调整振动装置的方法，所述振动装置包括转子和偏心配重，所 述转子具有轴，所述轴具有轴线，所述转子被构造成绕所述轴线旋转，所述偏 心配重安装到所述轴并且具有从所述轴线偏移的质心，所述振动装置被构造使 得所述偏心配重在所述轴绕所述轴线沿第一方向旋转时相对于所述轴沿第一旋 转取向并且与所述轴一起旋转，并且使得所述偏心配重在所述轴绕所述轴线沿 相反的第二方向旋转时相对于所述轴沿第二旋转取向，所述方法包括：

以此方式操作所述振动装置，使得所述第一偏心配重沿所述第一旋转取向， 所述轴沿所述第一方向以某一速度旋转并且所述振动装置产生震荡负载；

以此方式逆转所述转子的所述轴和所述偏心配重绕所述轴线旋转的方向，使 得所述偏心配重从所述第一旋转取向移动到所述第二旋转取向，所述轴沿第二 方向以相同速度旋转并且所述振动装置产生相同震荡负载。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述转子包括轴衬，并且所述第一 偏心配重安装在所述轴衬上并且可相对于所述轴衬绕所述轴线仅枢转限定量。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述轴衬可以沿圆周方向重新定位 并且锁定到所述轴用于与其一起旋转，并且所述方法还包括：绕所述轴线相对 于所述轴沿圆周方向重新定位所述轴衬。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一旋转取向与所述第二旋 转取向成180°。