[發明專利]一種用于氣動高頻激振設備的耐磨振動環及其制備方法

在審

• 申請號: 201811305414.X
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109290162A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 張盼
• 申請（專利權）人: 張盼
• 主分類號: B06B1/18
• 分類號: B06B1/18;C21D1/26;C21D1/28;C21D1/18;C21D9/40
• 代理公司: 北京兆君聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11333
• 代理人: 劉俊玲

本發明提供一種用于氣動激振器的耐磨振動環，它是由氮化處理的合金調質鋼制備的環體，所述環體的內外徑比為5～8:6～10，環體高度與環面寬度的比為2～5:1～4。本發明所述的振動環具有理想的密度、硬度、韌性、耐磨性，能在氣體驅動下做高速旋轉從而提供高頻振動，而且比其他材料具有更長的使用壽命。本發明還提供制備所述耐磨振動環的方法。

技術領域

本發明涉及一種提供高頻振動的機械設備部件，尤其涉及一種氣動式激振設備的振動環。

背景技術

激振器是附加在某些機械和設備上用以產生激勵力的裝置，是利用機械振動的重要部件。激振器能使被激物件獲得一定形式和大小的振動量，激振器可作為激勵部件組成振動機械，用以實現物料或物件的輸送、篩分、密實、成型、攪拌和土壤砂石的搗固等工作。按激勵型式的不同，激振器分為慣性式電動式、電磁式、電液式、氣動式和液壓式等型式。

不論是哪種型式的激振器，其運行的目的都是產生和輸出機械振動，而機械振動的產生都會伴隨振動部件的磨損和消耗；同時，機械部件還會在高頻振動中摩擦生熱，導致核心部件發生熱脹冷縮。這些都是影響激振器使用壽命的重要因素。

目前氣動振動器中，產生振動的核心部件的制造材料很多，有碳鋼、鑄鐵、鋁合金、青銅、不銹鋼及擠壓鋁等。這些材料制作的振動核心部件在穩定性、韌性、硬度和耐磨性等方面都有各自的缺陷，不能夠長期、穩定地提供高頻振動，給使用帶來了局限。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種能在氣體驅動下做高頻振動的耐磨振動環及其制備方法，使所述的振動環作為激振器的核心振動部件具有理想的密度、硬度、韌性、耐磨性以及較長的使用壽命。

本發明的上述目的是通過以下方案實現的：

首先，提供一種用于氣動激振器的耐磨振動環，它是由氮化處理的合金調質鋼制備的環體，所述環體的內外徑比為5～8:6～10，環體高度與環面寬度的比為2～5:1～4。

振動環作為氣動激振器的核心部件，在工作中高速旋轉，同時產生強大的激振力，這就要求本發明的振動環由理想性能的材料制備而成。

首先是振動環的材質脆性不能過高，過高的脆性使振動環在高速旋轉和振動中容易損傷。因此本發明優選的方案中，所述的合金調質鋼是含碳量不高于0.40％的合金調質鋼；更優選含碳量在0.35～0.38％的合金調質鋼。

為了進一步改善所述振動環的機械性能，使振動環的硬度和韌性達到一個適合高速旋轉和高頻振動的理想程度，本發明優選的方案中，所述的合金調質鋼選擇了含有鋁(Al)元素的合金調質鋼；更優選進一步含有鉻(Cr)元素和鉬(Mo)元素的合金調質鋼。

經實驗驗證發現，能夠在氣流驅動下長期高頻旋轉提供激振力的本發明所述的振動環，其性能指標如下：屈服強度σs(MPa)：≥800，伸長率δ5(％)≥14，斷面收縮率ψ(％)≥40，沖擊功Akv(J)≥70，沖擊韌性值αkv(J/cm2)≥85，布氏硬度(HBS100/3000)≦320。

除了材料的選擇外，所述振動環的規格和形狀也會對氣動旋轉過程產生重要影響。

為了更加適合氣流驅動，本發明優選的方案中，所述的環體內外徑比為5～6:8～9；更優選內外徑比為5.5～5.6:8.4～8.5。

本發明優選的方案中，所述的環體高度與環面寬度的比為3～4:2～3；更優選3.8～4:2.5～2.8。

為了降低氣動激振器振動過程中的空氣阻力，本發明優選的方案中，所述的環體外側面分別在上下緣設有弧面；更優選的方案中，所述的弧面弧度在0.25～0.45rad范圍內。實驗證明，在所述優選弧度范圍內的弧面可為振動環在氣體驅動下帶來理想的振動效果。

此外，本發明還提供制備所述耐磨振動環的一種方法，包括以下步驟：