在已经申请专利的文献中,机械式预压实机构有2种:一是凸轮式,二是曲柄滑块式,如图3和图4所示。这2种预压实机构结构相对比较简单,对控制技术方面的要求较低,采用普通的制造技术和金属材料可完全满足要求。
凸轮式预压实机构主要由驱动轴、多面凸轮、从动驱动杆、安装板、振动板、连接杆、复位弹簧、压实梁等组成,其中的安装板、振动板、连接杆、复位弹簧组成系统的弹性复位系统。驱动轴驱动多面凸轮旋转,多面凸轮旋转带动从动驱动杆上下运动,便可实现压实梁的高频振动。相比较液压式压实梁而言,机械式压实梁优点是结构相对比较简单、性能可靠,不存在复杂的液压和控制管理系统。缺点是对凸轮系统的耐磨性能要求比较高,且弹簧复位系统的刚度调节要合适,否则难以达到预压实机构高频率和高寿命之间的平衡。
曲柄滑块式预压实机构由偏心轴、连杆座、支撑座、铰接,压实梁连接座、限位装置、压实梁等组成,如图4所示。由曲柄滑块机构的运动原理可知,偏心轴高速转动时,压实梁便产生一个垂直方向的往复运动。
这种曲柄滑块式预压实机构优点是结构相对比较简单(取消了常见的弹簧复位系统),运动更加可靠,噪声更小,整体更加平稳。缺点是对曲柄滑块系统的制造精度和动平衡性能要求比较高,若二者不能满足规定的要求,系统易产生额外的干扰振动。
气动式预压实机构结构如图5所示,主要由偏心轮、连杆、气缸、活塞、下活塞、固定杆、弹簧、压实梁等组成。
气动式预压实机构工作原理如下:液压马达驱动偏心轮转动,进而带动连杆、活塞向下运动,将活塞与下活塞之间的密闭空气压缩,使之形成“气垫”。随着活塞向下推进,“气垫”压力迅速增加,推动下活塞向下运动。当下活塞向下越过正行程孔后,“气垫”压力消失,下活塞在弹簧的复位力作用下往回运动。与此同时活塞也完成一个行程,往回运动,从空行程孔进行空气补偿。活塞循环地将气缸内空气压缩,活塞及压实梁便产生一个“锤击”的压实动作。
气动式预压实机构优点是整体结构相对比较简单,技术很成熟,在电动工具中有较为广泛的运用,是比较理想的代替方案。缺点是对气密性要求比较高,必须控制好活塞和气缸间的合理间隙,否则难以达到密封性能和耐磨性能之间的平衡。
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