CN101749364B - 一种新型振动压路机减振系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型振动压路机减振系统，包括两组对称布设在振动轴左右两侧的橡胶减振器组；橡胶减振器组包括竖直向减振器支撑板、位于减振器支撑板外侧且与减振器支撑板平行设置的上车架支撑板及沿圆周方向均匀布设在二者间的多个橡胶减振器；橡胶减振器包括安装在上车架支撑板与减振器支撑板间且内部通过减振器隔板分为两个结构相同的减振器腔的减振器外架、分别布设在两个减振器腔内侧中部的两个减振器芯以及均匀对称布设在减振器芯和减振器腔内壁间空隙中的多个隔振橡胶。本发明设计合理、性能可靠且使用效果好，将减振橡胶原有受剪切和拉伸的工作环境改为受压缩状态，在充分利用橡胶减振器性能的同时，也延长了减振器的使用寿命。

Description

一种新型振动压路机减振系统

技术领域

本发明属于振动压路机减振技术领域，尤其是涉及一种新型振动压路机减振系统。

背景技术

振动压路机是路面压实的主导机型，其工作对象对压实作业质量要求比较高。工作时，振动压路机利用钢轮的振动对路面进行有效压实。钢轮通过减振系统与车架连接，振动不可避免地会传递给上车架。若减振系统减振效果不好，一方面会使得本应作用于路面的振动能量大量散失，另一方面传递给车架的振动会使压路机驾驶员的操作舒适性变差。大量测试发现，现有国产振动压路机大都存在减振效果较差的问题。要解决振动压路机存在的这一问题，需要一种具有良好减振效果的减振系统。要求这种减振系统在能够保证压路机振动参数的基础上，有效提升振动压路机起步、停车时的平稳性，以及压路机在压实过程中振幅的均匀性，实现振动压路机的高质量作业；另一方面还要求这种减振系统能尽可能隔离钢轮振动对上车架的影响，提高驾驶员的操作舒适性。

目前绝大多数振动压路机减振系统都采用橡胶减振块。其主要优点如下：①橡胶易于成形，能够根据设计需求灵活地改变橡胶的形状，满足不同方向上的刚度要求；②橡胶能够有效缩短系统的启动和停机时间和超过共振区的时间，减小共振振幅；③相同的结构尺寸，橡胶的重量较小，能够根据安装需要采取不同布置形式，同时安装和拆卸方便。

实际应用中，振动压路机的减振系统是由一组橡胶减振块排布而成。工作时减振块中的橡胶主要受剪切力和驱动力矩的作用。由于橡胶材料本身强度不高，剪切和拉伸相对于压缩而言更容易使材料破坏，因此在减振系统的设计中除应按橡胶零件要求的承载能力选择适当的橡胶品种外，还应尽可能注意使橡胶处于受压状态，而不是受剪或拉伸状态。同时不要使橡胶零件承受的压力过高，以免减振块过早破坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种新型振动压路机减振系统，其设计合理、结构紧凑、性能可靠且使用效果好，将减振橡胶原有受剪切和拉伸的工作环境改为受压缩状态，在充分利用橡胶减振器性能的同时，也延长了减振器的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种新型振动压路机减振系统，其特征在于：包括两组对称布设在振动压路机振动钢轮上所设置的振动轴左右两侧的橡胶减振器组，所述振动轴的左右两端部分别通过轴承安装在左右两个轴座内，所述轴座通过支撑件固定安装在振动钢轮内；所述橡胶减振器组包括竖直向同轴安装在轴座上或通过轴承机构同轴安装在振动轴上的减振器支撑板、位于减振器支撑板外侧且用于支撑固定所述振动压路机上车架的上车架支撑板以及沿圆周方向均匀布设在减振器支撑板和上车架支撑板间的多个橡胶减振器，所述上车架支撑板与减振器支撑板平行设置；所述橡胶减振器包括分别安装在上车架支撑板与减振器支撑板之间且内部通过减振器隔板分为两个结构相同的减振器腔的减振器外架、分别布设在两个减振器腔内侧中部的两个减振器芯以及均匀对称布设在减振器芯和所述减振器腔内壁间空隙中的多个隔振橡胶，两个减振器芯均呈水平向设置且二者分别安装在上车架支撑板与减振器支撑板上，所述两个减振器芯为安装在上车架支撑板和减振器支撑板上的减振器芯一和减振器芯二，减振器隔板设置在减振器外架内侧中部；所述多个橡胶减振器中的多个减振器芯一和多个减振器芯二均沿圆周方向均匀布设，且均以振动轴的轴线为中心线进行布设，所述多个减振器芯一和多个减振器芯二分别布设在两个竖直面上。

所述减振器腔的形状为正方形，隔振橡胶的数量为四个，且四个隔振橡胶分别设置在所述减振器腔的四个顶角上；所述减振器芯为正四棱柱状钢质减振器芯，且所述减振器芯的四个侧壁与所述减振器腔内壁间的夹角均为45°。

所述两个减振器芯几何中心点间的连接线与竖直方向间的夹角为α且30°≤α≤60°。

所述两个减振器芯几何中心点间的连接线与竖直方向间的夹角为α＝45°。

所述减振器芯和所述减振器腔内壁间的空隙为三角形空隙，隔振橡胶为圆柱状结构且其直径大于所述三角形空隙的内切圆直径。

还包括分别安装在减振器支撑板和上车架支撑板内壁上的两个支撑垫板，所述两个减振器芯分别通过两个支撑垫板安装在上车架支撑板和减振器支撑板上。

所述减振器芯、支撑垫板与上车架支撑板和减振器支撑板间均通过安装螺栓和与安装螺栓配合使用的安装螺母进行连接。

所述多个橡胶减振器的数量为4个。

所述减振器外架由两个U字形架对装而成且所述减振器隔板夹紧固定在两个U字形架的连接处，所述两个U字形架和减振器隔板间通过连接螺栓和与连接螺栓配合使用的连接螺母进行连接。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构设计新颖合理且安装紧凑，安装布设方便。

2、橡胶减振器中的隔振橡胶的受力状态能由受剪切力状态自动灵活地变为受压缩力状态，充分发挥了隔振橡胶的良好性能，延长了橡胶减振器的使用寿命，同时提高了减振器的减振性能。具体而言：本发明改变了振动压路机现有上车架和钢轮之间的联接方式，同时将橡胶减振器中的隔振橡胶的作用方式由剪切作用变为压缩作用，橡胶作用方式的改变充分利用了橡胶抗压性能远高于抗剪切性能的特点，有效地提高了减振系统的减振性能，同时延长了橡胶减振器的使用寿命。

3、改善了振动压路机起步和停车时的平稳性，提高了振动压路机施工中起步和停车段的压实质量。

4、使振动压路机在工作行驶过程中的振幅更加均匀。

5、更加有效地避免了钢轮振动带给上车架的不利影响，进一步提高了驾驶员的操作舒适性。

6、工作性能稳定可靠且减振效果非常好，无论振动压路机处于静止状态，还是处于工作状态，本发明均能为振动压路机提供一个良好的减振平台，通过多个特殊结构且布设在适当位置上的橡胶减振器能够有效解决振动压路机工作过程中上车架和振动钢轮所产生的两种作用力的减振问题，因而能有效适用至直接对路面进行压实的振动钢轮和上车架之间的减振。

综上所述，本发明设计合理、结构紧凑、性能可靠且使用效果好，其改变了现有振动压路机减振系统中减振橡胶的受力状态，充分利用了橡胶抗压能力好的特点，将原有受剪切和拉伸的工作环境改为受压缩状态，在充分利用橡胶减振器性能的同时，也延长了减振器的使用寿命。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的使用状态参考图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为本发明所用橡胶减振器的结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为图4的右视图。

附图标记说明：

1-振动钢轮；    2-振动轴；        3-轴承；

4-轴座；        5-减振器支撑板；  6-上车架支撑板；

7-支撑垫板；      8-减振器外架；    9-减振器隔板；

10-1-减振器芯一； 10-2-减振器芯二； 11-隔振橡胶；

12-连接螺栓；     13-连接螺母；     14-液压马达；

15-安装螺栓；     16-安装螺母。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明包括两组左右对称布设在振动压路机振动钢轮1上所设置的振动轴2左右两侧的橡胶减振器组，所述振动轴2的左右两端部分别通过轴承3安装在左右两个轴座4内，所述轴座4通过支撑件固定安装在振动钢轮1内。所述橡胶减振器组包括竖直向同轴安装在轴座4上的减振器支撑板5、位于减振器支撑板5外侧且用于支撑固定所述振动压路机上车架的上车架支撑板6以及沿圆周方向均匀布设在减振器支撑板5和上车架支撑板6间的多个橡胶减振器，所述上车架支撑板6与减振器支撑板5平行设置。所述橡胶减振器包括分别安装在上车架支撑板6和减振器支撑板5之间且内部通过减振器隔板9分为两个结构相同的减振器腔的减振器外架8、分别布设在两个减振器腔内侧中部的两个减振器芯以及均匀对称布设在减振器芯和所述减振器腔内壁间空隙中的多个隔振橡胶11，两个减振器芯均呈水平向设置且二者分别安装在上车架支撑板6与减振器支撑板5上，所述两个减振器芯为安装在上车架支撑板6和减振器支撑板5上的减振器芯一10-1和减振器芯二10-2，减振器隔板9设置在减振器外架8内侧中部。所述多个橡胶减振器中的多个减振器芯一10-1和多个减振器芯二10-2均沿圆周方向均匀布设，且均以振动轴2的轴线为中心线进行布设，所述多个减振器芯一10-1和多个减振器芯二10-2分别布设在两个竖直面上。实际安装时，也可通过轴承机构将减振器支撑板5同轴安装在振动轴2上。

结合图3、图4及图5，本实施例中，所述多个橡胶减振器的数量为4个。并且所述减振器腔的形状为正方形，隔振橡胶11的数量为四个，且四个隔振橡胶11分别设置在所述减振器腔的四个顶角上。所述减振器芯为正四棱柱状钢质减振器芯，且减振器芯的四个侧壁与所述减振器腔内壁间的夹角均为45°。所述减振器芯和所述减振器腔内壁间的空隙为三角形空隙，隔振橡胶11为圆柱状结构且其直径大于所述三角形空隙的内切圆直径。所述两个减振器芯的几何中心点间的连接线与竖直方向间的夹角为α＝45°。实际使用过程中，根据实际具体需要，所述两个减振器芯的几何中心点间的连接线与竖直方向间的夹角可在30°≤α≤60°的范围内相应进行调整。

同时，本发明还包括分别安装在减振器支撑板5和上车架支撑板6内壁上的两个支撑垫板7，所述两个减振器芯分别通过两个支撑垫板7安装在上车架支撑板6和减振器支撑板5上。所述减振器芯、支撑垫板7与上车架支撑板6和减振器支撑板5间均通过安装螺栓15和与安装螺栓15配合使用的安装螺母16进行连接。所述减振器外架8由两个U字形架对装而成且所述减振器隔板9夹紧固定在两个U字形架的连接处，且所述两个U字形架和减振器隔板9间通过连接螺栓12和与连接螺栓12配合使用的连接螺母13进行连接。

综上，所述减振器隔板9、减振器外架8、两个减振器芯、隔振橡胶11、连接螺栓12和连接螺母13构成橡胶减振器，其中减振器隔板9、减振器外架8、连接螺栓12和连接螺母13组成用于安装和固定两个减振器芯和隔振橡胶11的整体安装固定结构。由于隔振橡胶11的直径大于所述三角形空隙的内切圆直径，因而安装完成后的隔振橡胶11具有一定的预压缩变形量。同时，利用隔振橡胶11的预压缩变形量所产生的作用力支撑和固定所述减振芯。实际使用时，橡胶减振器的刚度可通过改变隔振橡胶11的材料或是隔振橡胶11的尺寸(直径)来相应进行调整。

实际使用时，可根据振动压路机的具体结构需要，选择相应数量的橡胶减振器。所述橡胶减振器中的两个减振器芯一外一内分别安装在上车架支撑板6和减振器支撑板5上，具体而言：所述橡胶减振器外侧的一个减振器芯安装在上车架支撑板6上且所述橡胶减振器另一侧即内侧的一个减振器芯安装在减振器支撑板5上；并且一个橡胶减振器组的多个橡胶减振器中的多个减振器芯一10-1和多个减振器芯二10-2分别形成两个不同的安装定位圆，而减振器芯一10-1和减振器芯二10-2几何中心点间的连接线与竖直方向间的夹角为α＝45°。实际使用过程中，减振器芯一10-1和减振器芯二10-2几何中心点的连接线与二者所处对应安装定位圆上经过上述几何中心点的切线的夹角保持不变，夹角值根据减振结构实际情况进行合理选择。

所述振动压路机驱动侧和振动侧的减振系统相同，两侧的减振系统在振动压路机的工作行驶过程保持相对静止，振动轴2和振动钢轮1采用液压马达14直接驱动。

本发明的工作过程是：振动压路机在静止状态下时，其上车架的重力通过上车架支撑板6作用在橡胶减振器上，而振动钢轮1对上车架的作用力通过则减振器支撑板5作用在减振器上，上述两种作用力在竖直方向上达到平衡。另外，由于作用在橡胶减振器上的两种作用力在竖直方向上不共线，在力平衡的同时还对橡胶减振器产生了一个力矩，并且在此力矩的作用下，由减振器隔板9、减振器外架8、连接螺栓12和连接螺母13组成的整体安装固定结构与减振芯间发生相对转动，相应地橡胶减振器中的隔振橡胶11在预压缩量的基础上进一步压缩变形产生一个相反的力矩与上述作用在橡胶减振器上的力矩平衡。

振动压路机在工作状态下时，振动钢轮1和振动轴2处于转动状态，本发明中的整个减振系统保持相对静止。具体而言：振动压路机的振动钢轮1对减振器支撑板5的作用力除了平衡上车架的重力外，还要平衡方向随时间周期性变化的径向激振力。在振动周期中的每一个瞬时，在激振力的作用下由减振器隔板9、减振器外架8、连接螺栓12和连接螺母13组成的整体安装固定结构与减振芯间发生相对转动，所有橡胶减振器中的隔振橡胶11相应进行变形且所有隔振橡胶11变形后所产生的合力与激振力平衡。由于激振力沿径向不断变化，在不同的方向上激振力在橡胶减振器上所产生的力矩不同，因而所有橡胶减振器中隔振橡胶11变形量也不一样，但是减振芯几何中心点位于同一直径上的两个橡胶减振器的隔振橡胶11的变形量相同，反之则隔振橡胶11的变形量不同；而在静止状态下，每个橡胶减振器中的隔振橡胶11的变形量是相同的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种振动压路机减振系统，其特征在于：包括两组对称布设在振动压路机振动钢轮(1)上所设置的振动轴(2)左右两侧的橡胶减振器组，所述振动轴(2)的左右两端部分别通过轴承(3)安装在左右两个轴座(4)内，所述轴座(4)通过支撑件固定安装在振动钢轮(1)内；所述橡胶减振器组包括竖直向同轴安装在轴座(4)上或通过轴承机构同轴安装在振动轴(2)上的减振器支撑板(5)、位于减振器支撑板(5)外侧且用于支撑固定所述振动压路机的上车架的上车架支撑板(6)以及沿圆周方向均匀布设在减振器支撑板(5)和上车架支撑板(6)间的多个橡胶减振器，所述上车架支撑板(6)与减振器支撑板(5)平行设置；所述橡胶减振器包括安装在上车架支撑板(6)与减振器支撑板(5)之间且内部通过减振器隔板(9)分为两个结构相同的减振器腔的减振器外架(8)、分别布设在两个减振器腔内侧中部的两个减振器芯以及均匀对称布设在减振器芯和所述减振器腔内壁间空隙中的多个隔振橡胶(11)，两个减振器芯均呈水平向设置且二者分别安装在上车架支撑板(6)与减振器支撑板(5)上，所述两个减振器芯为安装在上车架支撑板(6)和减振器支撑板(5)上的减振器芯一(10-1)和减振器芯二(10-2)，减振器隔板(9)设置在减振器外架(8)内侧中部；所述多个橡胶减振器中的多个减振器芯一(10-1)和多个减振器芯二(10-2)均沿圆周方向均匀布设，且均以振动轴(2)的轴线为中心线进行布设，所述多个减振器芯一(10-1)和多个减振器芯二(10-2)分别布设在两个竖直面上。

2.按照权利要求1所述的一种振动压路机减振系统，其特征在于：所述减振器腔的形状为正方形，每个所述减振器腔内的隔振橡胶(11)的数量为四个，且四个隔振橡胶(11)分别设置在所述减振器腔的四个顶角上；所述减振器芯为正四棱柱状钢质减振器芯，且所述减振器芯的四个侧壁与所述减振器腔内壁间的夹角均为45°。

3.按照权利要求1或2所述的一种振动压路机减振系统，其特征在于：所述两个减振器芯几何中心点间的连接线与竖直方向间的夹角为α且30°≤α≤60°。

4.按照权利要求3所述的一种振动压路机减振系统，其特征在于：所述两个减振器芯几何中心点间的连接线与竖直方向间的夹角为α＝45°。

5.按照权利要求2所述的一种振动压路机减振系统，其特征在于：所述减振器芯和所述减振器腔内壁间的空隙为三角形空隙，隔振橡胶(11)为圆柱状结构且其直径大于所述三角形空隙的内切圆直径。

6.按照权利要求1或2所述的一种振动压路机减振系统，其特征在于：还包括分别安装在减振器支撑板(5)和上车架支撑板(6)内壁上的两个支撑垫板(7)，所述两个减振器芯分别通过两个支撑垫板(7)安装在上车架支撑板(6)和减振器支撑板(5)上。

7.按照权利要求6所述的一种振动压路机减振系统，其特征在于：所述减振器芯、支撑垫板(7)与上车架支撑板(6)和减振器支撑板(5)间均通过安装螺栓(15)和与安装螺栓(15)配合使用的安装螺母(16)进行连接。

8.按照权利要求1或2所述的一种振动压路机减振系统，其特征在于：所述多个橡胶减振器的数量为4个。

9.按照权利要求1或2所述的一种振动压路机减振系统，其特征在于：所述减振器外架(8)由两个U字形架对装而成且所述减振器隔板(9)夹紧固定在两个U字形架的连接处，所述两个U字形架和减振器隔板(9)间通过连接螺栓(12)和与连接螺栓(12)配合使用的连接螺母(13)进行连接。

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