專利名稱：一種電磁可控式氣動(dòng)錘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氣動(dòng)錘，具體涉及一種電磁可控式氣動(dòng)錘，主要應(yīng)用于可靠性強(qiáng)化試 驗(yàn)設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域，也可用于其它對(duì)振動(dòng)環(huán)境要求較高的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氣動(dòng)錘活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)由活塞前后腔氣壓差產(chǎn)生，而活塞前后腔氣壓差與氣動(dòng)錘 特定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)有關(guān)，與進(jìn)氣口壓力相關(guān)性不大。現(xiàn)有的氣動(dòng)錘只能控制進(jìn)氣口壓力， 盡管氣動(dòng)錘能夠產(chǎn)生很大的能量，但其活塞的擊打頻率等參數(shù)不能得到有效控制，大大限 制了其在一些對(duì)振動(dòng)環(huán)境要求較高的領(lǐng)域的應(yīng)用。而電磁錘可控性較好，但其擊打產(chǎn)生的 能量相對(duì)較低的不足也很大程度上限制了它的應(yīng)用范圍。中國(guó)專利(專利公開(kāi)號(hào)CN 1625458A)公開(kāi)了 “帶有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)活塞的空氣彈簧沖 擊錘”，該空氣彈簧沖擊錘具有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分，但其活塞運(yùn)動(dòng)主要由空氣彈簧產(chǎn)生的壓力提 供，產(chǎn)生的擊打力度很小。為了滿足對(duì)氣動(dòng)錘打擊力度和打擊頻率都有較高要求的場(chǎng)合，有必要研制一種新 的氣動(dòng)錘。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有氣動(dòng)錘擊打頻率不可控的不足，提供一種電磁可控式氣 動(dòng)錘。該氣動(dòng)錘可增加氣動(dòng)錘沖擊活塞擊打頻率等參數(shù)的可控性，產(chǎn)生較佳的振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)電磁可控式氣動(dòng)錘包括氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分和電磁 驅(qū)動(dòng)部分，所述氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分包括一氣缸，氣缸內(nèi)設(shè)有沖擊活塞，汽缸內(nèi)沖擊活塞的前后部 分分別為汽缸前腔和汽缸后腔，氣缸的尾部連接有電磁驅(qū)動(dòng)部分；所述電磁驅(qū)動(dòng)部分包括 一套筒，套筒內(nèi)設(shè)有電樞活塞，套筒外設(shè)有線圈；汽缸后腔與套筒的內(nèi)腔連通組成一空氣彈
o本發(fā)明結(jié)合了氣動(dòng)錘以及電磁錘各自的特點(diǎn)，在氣壓控制產(chǎn)成較高活塞擊打力度 的基礎(chǔ)上，附加一可控的電磁力以增加活塞擊打頻率以及擊打行程的可控性。本發(fā)明沖擊活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)主要由氣體壓力產(chǎn)生，并且由于通入氣體壓力較大，電 樞活塞主要靠空氣彈簧體積的變化控制沖擊活塞后腔氣體填充時(shí)間，而現(xiàn)有技術(shù)空氣彈簧 沖擊錘中沖擊活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)則由空氣彈簧壓力直接控制，兩者工作原理截然不同。本發(fā)明 與現(xiàn)有技術(shù)比較，一是除了沖擊活塞擊打頻率等參數(shù)的可控性好，能產(chǎn)生較佳的振動(dòng)激勵(lì) 信號(hào)外，打擊力度更大；二是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組合方便，氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分和電磁驅(qū)動(dòng)部分相互獨(dú)立， 可以不同模塊相互組合；三是成本低廉。由于新式氣動(dòng)錘可以采用不同模塊之間組合，因此 加工制造靈活，成本較低。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的不同工作狀態(tài)示意圖。圖3是本發(fā)明在氣動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)上的安裝示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明電磁可控式氣動(dòng)錘的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分和電磁驅(qū)動(dòng)部 分。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分包括一氣缸4，氣缸4上設(shè)有進(jìn)氣口 12和出氣口 13，氣缸4內(nèi)前端設(shè)有 錘墊1，錘墊1的后面設(shè)有沖擊活塞3，氣缸4的內(nèi)壁在進(jìn)氣口處以及出氣口處設(shè)計(jì)有第一、 第二環(huán)形槽18、17，汽缸4內(nèi)沖擊活塞3的前后部分分別為汽缸前腔2和汽缸后腔91，沖擊 活塞3的前端有環(huán)狀的凸臺(tái)，從后端沿中心軸線設(shè)有不貫通的第一氣道19，沖擊活塞3的 側(cè)壁不同位置上設(shè)有第一氣孔14和第二氣孔15與第一氣道19連通，沖擊活塞3從前端沿 軸向還設(shè)有不貫通的第二氣道16，沖擊活塞3的側(cè)壁上設(shè)有第三氣孔11與第二氣道16連 通，氣缸4的尾部為開(kāi)口，上面用螺釘10固定有端蓋5，端蓋5上設(shè)有直徑小于沖擊活塞3 的直徑的通孔20 ；所述電磁驅(qū)動(dòng)部分包括一套筒6，套筒6的一端封閉，內(nèi)設(shè)有電樞活塞8， 電樞活塞8由圓柱體外套片狀層疊的電工鋼片組成，相當(dāng)于直線電機(jī)的電樞，套筒6外設(shè)有 線圈7 ；氣缸4尾部的端蓋5與電磁驅(qū)動(dòng)部分的套筒6連接形成一整體；汽缸后腔91與套 筒6的內(nèi)腔92連通組成一空氣彈簧9。工作原理壓力氣體經(jīng)進(jìn)氣口 12、汽缸內(nèi)壁上的環(huán)形槽18、通過(guò)沖擊活塞3上的第三氣孔11、 第二氣道16進(jìn)入汽缸前腔2，汽缸后腔91的氣體經(jīng)沖擊活塞3上的第一氣道19、第二氣孔 15、汽缸內(nèi)壁上的環(huán)形槽17從出氣口 13排出，汽缸前腔2壓力大大高于汽缸后腔91壓力， 形成的高壓氣體差迫使沖擊活塞3往后運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到一定的位置時(shí)，壓力氣體又經(jīng)進(jìn)氣 口 12、汽缸內(nèi)壁上的環(huán)形槽18通過(guò)沖擊活塞3上的第一氣孔14進(jìn)入汽缸后腔91 (參見(jiàn)圖 2)，汽缸后腔91壓力高于汽缸前腔2壓力，氣壓差迫使沖擊活塞3向前運(yùn)動(dòng)，沖擊活塞3向 前運(yùn)動(dòng)到撞擊錘墊1位置時(shí)，汽缸前腔2的氣體經(jīng)汽缸內(nèi)壁上的環(huán)形槽17從出氣口 13排 出。如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)，沖擊活塞3與錘墊1連續(xù)碰撞，產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)活塞8的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 通過(guò)改變沖擊活塞3與電樞活塞8之間空氣彈簧9的體積，可以控制汽缸后腔91的壓力， 進(jìn)而控制汽缸前、后腔2、91的氣壓差，實(shí)現(xiàn)沖擊活塞3往復(fù)運(yùn)動(dòng)的可控?？諝鈴椈?體積的改變是由電磁驅(qū)動(dòng)部分實(shí)現(xiàn)的。電樞活塞8在套筒6外線圈7 產(chǎn)生的電磁力的作用下前后運(yùn)動(dòng)改變空氣彈簧9的體積，使其壓力發(fā)生變化，改變汽缸前、 后腔2、91的氣壓差，進(jìn)而對(duì)沖擊活塞3與錘墊1的擊打頻率進(jìn)行控制。為了減少能量損失， 要保證活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)與氣缸4之間的潤(rùn)滑。套筒6與氣缸端蓋5的連接采取螺紋、墊圈保證空氣彈簧9的密封性，端蓋5通孔 20的直徑小于沖擊活塞3的直徑可以保證沖擊活塞3不會(huì)落入電樞活塞8的行程范圍內(nèi)。電樞活塞8的運(yùn)動(dòng)可以是由直線電機(jī)對(duì)附加在其上電樞的電磁力產(chǎn)生，也可以是 其它電機(jī)的作用。本發(fā)明實(shí)施例在電樞活塞8的行程內(nèi)布置一到三個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈7，采取直線 電機(jī)控制電樞活塞8的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖3為本發(fā)明在可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)設(shè)備-氣動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)上的應(yīng)用，本發(fā)明與振動(dòng)臺(tái) 面21成45°夾角安裝，產(chǎn)生三軸六自由度振動(dòng)信號(hào)，配套控制方式對(duì)氣錘的氣壓、電流分 別進(jìn)行控制，與階梯式氣錘相比，大大提高了振動(dòng)環(huán)境的可控性。
權(quán)利要求
一種電磁可控式氣動(dòng)錘，包括氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分，氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分包括一氣缸，氣缸內(nèi)設(shè)有沖擊活塞，汽缸內(nèi)沖擊活塞的前后部分分別為汽缸前腔和汽缸后腔，其特征是還包括電磁驅(qū)動(dòng)部分；所述氣缸的尾部連接有電磁驅(qū)動(dòng)部分；所述電磁驅(qū)動(dòng)部分包括一套筒，套筒內(nèi)設(shè)有電樞活塞，套筒外設(shè)有線圈；汽缸后腔與套筒的內(nèi)腔連通組成一空氣彈簧。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁可控式氣動(dòng)錘，其特征是氣缸上設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，氣 缸內(nèi)前端設(shè)有錘墊，錘墊的后面設(shè)有沖擊活塞；氣缸的內(nèi)壁在進(jìn)氣口處以及出氣口處設(shè)有 第一環(huán)形槽和第二環(huán)形槽；沖擊活塞的前端有環(huán)狀的凸臺(tái)，從后端沿中心軸線設(shè)有不貫通 的第一氣道，沖擊活塞的側(cè)壁不同位置上設(shè)有第一氣孔和第二氣孔與第一氣道連通，沖擊 活塞從前端沿軸向還設(shè)有不貫通的第二氣道，沖擊活塞的側(cè)壁上設(shè)有第三氣孔與第二氣道 連通；氣缸的尾部為開(kāi)口，上面固定有端蓋，端蓋上設(shè)有直徑小于沖擊活塞直徑的通孔。
3.如權(quán)利要求2所述的電磁可控式氣動(dòng)錘，其特征是所述電磁驅(qū)動(dòng)部分包括一套筒， 套筒的一端封閉，內(nèi)設(shè)有電樞活塞，電樞活塞由圓柱體外套片狀層疊的電工鋼片組成，套筒 外設(shè)有線圈；所述氣缸尾部的端蓋與電磁驅(qū)動(dòng)部分的套筒連接形成一整體。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電磁可控式氣動(dòng)錘，電磁可控式氣動(dòng)錘包括氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分和電磁驅(qū)動(dòng)部分，所述氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分包括一氣缸，氣缸內(nèi)設(shè)有沖擊活塞，汽缸內(nèi)沖擊活塞的前后部分分別為汽缸前腔和汽缸后腔，氣缸的尾部連接有電磁驅(qū)動(dòng)部分；所述電磁驅(qū)動(dòng)部分包括一套筒，套筒內(nèi)設(shè)有電樞活塞，套筒外設(shè)有線圈；汽缸后腔與套筒的內(nèi)腔連通組成一空氣彈簧。本發(fā)明既實(shí)現(xiàn)了較強(qiáng)的擊打力度，又增加了氣錘擊打的可控性，主要用于可靠性強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備-氣動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)環(huán)境的激勵(lì)，也可以用于其它對(duì)振動(dòng)環(huán)境要求較高的領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B25D13/00GK101863013SQ20101015823
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者易曉山, 蔣瑜, 鄭磊, 陸福乾, 陳循, 陶俊勇 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)