CN102286968A - 可变行程分离式高速液压夯实机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变行程分离式高速液压夯实机，包括夯架、夯脚、夯锤和液压缸、液压控制回路、电气控制回路；所述夯锤的顶部设有一空腔，所述空腔内设有一套凸轮式锁紧与释放机构；所述凸轮式锁紧与释放机构包括一对偏心凸轮、两个扭簧和两个凸轮轴拨叉，液压缸活塞杆的底部设有一连接头，所述凸轮的外回转面上有一圈圆弧形沟槽，从而在所述凸轮之间形成一通道，所述通道与所述连接头在竖直方向对正；所述夯架上设有两个竖直方向上的拨叉顶杆，所述两个拨叉顶杆在竖直方向上与所述两个凸轮轴拨叉的触发端对齐。本发明中的液压驱动系统控制简单，在很大程度上简化了液压系统和整机结构，大大降低了整机成本，提高夯实机的可靠性和稳定性。

Description

可变行程分离式高速液压夯实机

技术领域

本发明涉及一种高速液压夯实机，尤其涉及一种可变行程分离式的新型高速液压夯实机。

背景技术

我国目前正在大力发展基础设施建设，包括高等级公路、高速铁路、机场、桥梁等，桥涵特别是涵洞构造物建筑量急剧增加；按照我国目前的施工工艺，桥台背、涵侧挡墙墙背的填筑是在这些构造物完工后进行的。在填筑时，既要保证不损坏构造物本身结构，又要求有足够的密实度。由于该填筑处比较狭窄，大型压实机械运行不便，小型夯实设备又难以达到规定的压实度，因此施工难度较大。

传统的液压夯实机采用强夯技术，为机电液一体化产品，由夯架、夯锤、夯脚、液压驱动系统和电气控制系统等组成。通常，夯架安装在挖掘机、装载机等工程机械机体上，由承载设备提供液压动力。液压夯实机的工作原理是：液压驱动系统的液压缸将夯锤提升至一定高度后释放，夯锤在重力和液压蓄能器的共同作用下加速降落，落下后，冲击静压在地面上带有缓冲垫的夯脚，再通过夯脚夯实底面。传统的液压夯实机的夯锤与液压缸铰接在一起，在夯锤下降过程中，液压缸活塞也必须快速运动，这一方面需要复杂的液压差动回路，辅以液压蓄能器来实现这个快速动作，由此，使得液压系统结构复杂，成本较高；另一方面液压缸的快速运动造成油封破损加快，极易导致泄漏故障；另外，夯实作业中夯实力是反向传递给液压缸的，易对液压缸产生较大冲击；这些不利因素使得液压系统故障率上升、可靠性降低。

因此，开发一种夯实能量高、动作灵活、整机结构简单、可靠性高而且液压提升系统简单、成本较低的多功能高速液压夯实机，具有广阔的市场前景和显著的工程意义。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种可变行程分离式高速液压夯实机，本发明高速液压夯实机具有夯实能量高、影响深度大、机动灵活的特点，特别适合在诸如桥台背、涵侧挡墙墙背的填筑等此类的狭小面积的夯实作业要求，为解决这类工程问题提供了基本设备保障。本发明的液压驱动系统控制简单，在很大程度上简化了液压系统和整机结构，大大降低了整机成本，提高夯实机的可靠性和稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明可变行程分离式高速液压夯实机予以实现的技术方案是：包括夯架、夯脚、夯锤和液压缸、液压控制回路、上行程开关、下行程开关、电气控制回路；所述夯锤的顶部设有一空腔，所述空腔内设有一套凸轮式锁紧与释放机构；所述凸轮式锁紧与释放机构包括一对偏心凸轮、两个扭簧和两个凸轮轴拨叉，所述一对偏心凸轮由左凸轮和右凸轮构成，左凸轮轴线与右凸轮轴线平行，两个扭簧分别套装在每个凸轮轴上，两个扭簧的一端分别与所在的凸轮轴固定，两个凸轮轴拨叉均呈V字型，两个凸轮轴拨叉的一端分别与两个扭簧的另一端固定，两个凸轮轴拨叉的另一端是分别位于一对偏心凸轮外侧上部的触发端；液压缸活塞杆的底部设有一连接头，所述左凸轮和右凸轮的外回转面上均分别设有在轴向上对正的一圈圆弧形沟槽，从而在所述左凸轮和右凸轮之间形成一竖直方向的通道，所述通道与所述连接头在竖直方向对正；所述夯架上设有两个竖直方向上的拨叉顶杆，所述两个拨叉顶杆在竖直方向上与所述两个凸轮轴拨叉的触发端对齐。

本发明可变行程分离式高速液压夯实机，其中，所述凸轮式锁紧与释放机构通过安装部件固定在所述夯锤上。所述两个拨叉顶杆均通过一支撑架固定在夯架上。所述的两个扭簧和所述的左凸轮及右凸轮在凸轮轴的轴向上的定位均是通过轴套结构来实现定位的。所述连接头在上下两个极限位置时分别触发所述的上行程开关和下行程开关。所述液压回路中还包括空载行程的增速液压回路。所述的所述凸轮式锁紧与释放机构与夯锤之间为可拆卸连接。所述的连接头与所述的活塞杆之间为可拆卸连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明中的凸轮式锁紧与释放机构工作时，夹紧动作快速可靠，释放动作简便；而且该机构独立于夯实机，可以实现快速更换安装。

(2)本发明中的拨叉顶杆安装在夯架上，改变拨叉在夯架上不同安装高度可实现了夯击能量的快速改变，完成不同等级的夯击任务和破碎任务，提高了设备的利用率和灵活性。

(3)本发明中的液压系统简单，无需蓄能器和差动油路等装置，极大地简化了液压回路。夯锤下落过程中，液压缸活塞无需实时跟随夯锤下降，液压回路没有冲击响应，完全解决了液压系统泄漏和故障率高的问题。

附图说明

图1是本发明可变行程分离式高速液压夯实机的整体结构示意图；

图2是本发明中凸轮式锁紧与释放机构的局部剖视的俯视图。

图3是本发明中凸轮式锁紧与释放机构处于自由状态的示意图；

图4是本发明中凸轮式锁紧与释放机构处于锁紧状态的示意图。

图5是本发明中凸轮式锁紧与释放机构处于解锁释放状态的示意图。

图中：

1——左凸轮                 2——右凸轮         3——扭簧

4——扭簧轴套               5——凸轮轴拨叉     6——凸轮轴套

7——连接头                 8——凸轮安装底座   9——拨叉顶杆

10——上盖板                11——凸轮安装板    12——液压缸

13——凸轮式锁紧与释放机构  14——夯脚          15——夯架

16——夯锤                  17——活塞杆

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

如图1所示，本发明的可变行程分离式高速液压夯实机，包括夯架15、夯脚14、夯锤16和液压缸12、液压控制回路、上行程开关、下行程开关、电气控制回路(附图中均未画出所述液压控制回路、上行程开关、下行程开关、电气控制回路)。

所述夯锤16的顶部设有一空腔，所述空腔内设有一套凸轮式锁紧与释放机构13，所述凸轮式锁紧与释放机构13通过安装部件固定在所述夯锤16上，如图2和图3所示，所述安装部件包括凸轮安装底座8、凸轮安装板11和上盖板10。

如图2所示，所述凸轮式锁紧与释放机构13包括一对偏心凸轮1、2、两个扭簧3和两个凸轮轴拨叉5，所述一对偏心凸轮由左凸轮1和右凸轮2构成，左凸轮轴线与右凸轮轴线平行，两个扭簧3分别套装在每个凸轮轴上，所述的两个扭簧3和所述的左凸轮1及右凸轮2在凸轮轴的轴向上的定位均是通过轴套结构(参见图2中的凸轮轴套6和扭簧轴套4)；如图2和图3所示，两个扭簧3的一端分别与所在的凸轮轴固定，两个凸轮轴拨叉5均呈V字型，两个凸轮轴拨叉5的一端分别与两个扭簧3的另一端固定，两个凸轮轴拨叉5的另一端是分别位于一对偏心凸轮外侧上部的触发端；

如图1所示，液压缸活塞杆17的底部设有一连接头7，如图2所示，所述左凸轮1和右凸轮2的外回转面上均分别设有在轴向上对正的一圈圆弧形沟槽，从而在所述左凸轮1和右凸轮2之间形成一竖直方向的通道，如图4所示，所述通道与所述连接头7在竖直方向对正，所述上盖板10上设有用于连接头7通过的通孔，如图4所示。所述连接头7在上下两个极限位置时分别触发所述的上行程开关和下行程开关。

如图1所示，所述夯架15上设有两个竖直方向上的拨叉顶杆9，所述两个拨叉顶杆9在竖直方向上与所述两个凸轮轴拨叉5的触发端对齐，所述上盖板10上设有用于拨叉顶杆9通过的通孔，如图5所示。所述两个拨叉顶杆9均通过一支撑架固定在夯架15上，拨叉顶杆9在夯架15上的安装位置决定了夯锤16的工作行程，因此，拨叉顶杆15的上下位置是可调的，通过调节拨叉顶杆9在夯架15上的安装高度可实现多吨位等级夯实能力。

所述凸轮式锁紧与释放机构与夯锤之间为可拆卸连接。所述的连接头7与所述的活塞杆17之间为可拆卸连接。由此形成本发明中的凸轮式锁紧与释放机构13以及连接头7均分别为一个独立机构，可以快速便利的进行更换维修，可以缩短因凸轮机构发生故障时的维修时间。

另外，考虑到液压缸12带动连接头7向下运动时是处于空载状态，故可以采用结构简单的增速液压回路来提高空载行程运动速度，缩短空载行程时间，提高工作效率。

本发明可变行程分离式高速液压夯实机的工作原理是：采用凸轮锁紧与释放机构实现液压缸12与夯锤16的锁止与释放，即在夯锤16的提升过程中，液压缸12与夯锤16是通过一对偏心凸轮锁紧位于活塞杆17底端的连接头7而连接在一起；在夯锤16降落过程中，由于该一对偏心凸轮张开，释放连接头而使液压缸12与夯锤16分离，夯锤16通过重力自由降落而冲击底面，完成单次夯击动作。根据施工的要求，通过调节拨叉顶杆9的安装位置，可以控制夯锤16的工作行程，从而实现在一台夯实机上输出不同夯击能量，完成不同吨位等级的夯击任务和不同吨位等级的破碎任务。

本发明可变行程分离式高速液压夯实机处于自由状态时，如图3所示，扭簧3带有一定的预紧力，两个偏心的左凸轮1和右凸轮2在扭簧3预紧作用下处于夹紧状态。

当活塞杆17带动该连接头7向下运动时，连接头7顶开两个偏心的左凸轮1和右凸轮2，并通过左凸轮1和右凸轮2中间的圆弧形沟槽定位，当活塞17带动连接头7插入到偏心的左凸轮1和右凸轮2之间的圆弧形沟槽一定位置后，触发下行程开关，液压系统油路换向，液压缸12带动连接头7向上运动，此时由于扭簧3的预紧作用，偏心设置的左凸轮1和右凸轮2夹紧连接头7，而且随着液压缸12带动连接头7向上运动，偏心的左凸轮1和右凸轮2与连接头7将发生自锁，实现夯锤16的提升，如图4所示。

当夯锤16和凸轮式锁紧与释放机构13一起被提升到一定高度时，凸轮轴拨叉5与安装在夯架15上的拨叉顶杆9发生接触，凸轮轴拨叉5带动偏心的左凸轮1和右凸轮2反向转动，使得两偏心的左凸轮1和右凸轮2之间的偏心间距变大，此时，自锁消除，如图5所示，左凸轮1和右凸轮2与连接头7分离，夯锤16则在重力的作用下降落夯击夯脚14，同时连接头7触发上行程开关，液压系统油路换向，液压缸12带动连接头7向下运动，开始下一个工作循环。

尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种可变行程分离式高速液压夯实机，包括夯架(15)、夯脚(14)、夯锤(16)和液压缸(12)、液压控制回路、上行程开关、下行程开关、电气控制回路；其特征在于：

所述夯锤(16)的顶部设有一空腔，所述空腔内设有一套凸轮式锁紧与释放机构(13)；

所述凸轮式锁紧与释放机构(13)包括一对偏心凸轮、两个扭簧(3)和两个凸轮轴拨叉(5)，所述一对偏心凸轮由左凸轮(1)和右凸轮(2)构成，左凸轮轴线与右凸轮轴线平行，两个扭簧(3)分别套装在每个凸轮轴上，两个扭簧(3)的一端分别与所在的凸轮轴固定，两个凸轮轴拨叉(5)均呈V字型，两个凸轮轴拨叉(5)的一端分别与两个扭簧(3)的另一端固定，两个凸轮轴拨叉(5)的另一端是分别位于一对偏心凸轮外侧上部的触发端；

液压缸活塞杆(17)的底部设有一连接头(7)，所述左凸轮(1)和右凸轮(2)的外回转面上均分别设有在轴向上对正的一圈圆弧形沟槽，从而在所述左凸轮(1)和右凸轮(2)之间形成一竖直方向的通道，所述通道与所述连接头(7)在竖直方向对正；

所述夯架(15)上设有两个竖直方向上的拨叉顶杆(9)，所述两个拨叉顶杆(9)在竖直方向上与所述两个凸轮轴拨叉(5)的触发端对齐。

2.根据权利要求1所述的可变行程分离式高速液压夯实机，其特征在于：所述凸轮式锁紧与释放机构通过安装部件固定在所述夯锤(16)上。

3.根据权利要求1所述的可变行程分离式高速液压夯实机，其特征在于：所述两个拨叉顶杆(9)均通过一支撑架固定在夯架(15)上。

4.根据权利要求1所述的可变行程分离式高速液压夯实机，其特征在于：所述的两个扭簧(3)和所述的左凸轮(1)及右凸轮(2)在凸轮轴的轴向上的定位均是通过轴套结构来实现定位的。

5.根据权利要求1所述的可变行程分离式高速液压夯实机，其特征在于：所述连接头(7)在上下两个极限位置时分别触发所述的上行程开关和下行程开关。

6.根据权利要求1所述的可变行程分离式高速液压夯实机，其特征在于：所述液压回路中还包括空载行程的增速液压回路。

7.根据权利要求1所述的可变行程分离式高速液压夯实机，其特征在于：所述的所述凸轮式锁紧与释放机构与夯锤之间为可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的可变行程分离式高速液压夯实机，其特征在于：所述的连接头(7)与所述的活塞杆(17)之间为可拆卸连接。

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