CN102733294B - 调幅装置、振动钢轮和压路机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调幅装置、振动钢轮和压路机。该调幅装置包括：螺旋轴，其设有第一自由端和第一连接端，第一连接端用于与振动钢轮的活动偏心机构联动连接，第一自由端处套设有调幅弹性件限位部；传动套，螺接于螺旋轴；调幅弹性件，套设于螺旋轴，且，位于传动套和调幅弹性件限位部之间；传动外筒，套设于传动套；传动套设有第二自由端和第二连接端，第二连接端用于与振动钢轮的固定偏心机构联动连接；传动外筒通过滑动机构带动传动套同向转动，并使传动套沿螺旋轴的轴向滑动。使用上述调幅装置只需设置一个驱动装置，通过调节固定偏心机构的输入速度便可实现对钢轮振幅的调节，无需额外增加驱动装置，减低了设备的成本。
Description
技术领域
本发明涉及压路机机械领域，特别涉及一种调幅装置、振动钢轮和压路机。
背景技术
振动式压路机是公路施工的关键设备，被广泛用于高等级公路、铁路、机场跑道和大坝等的填方压实作业。
压路机的激振力是由其偏心块的高速转动产生的离心力作用而产生的，振动压路机的理论振幅与偏心距和偏心质量有关。现有的压路机通常为大、小两种振幅可调，其难以满足不同路面情况的压实要求，也难以适应铺层多样化的需求。压路机能够根据路面情况施加不同的激振力，实现振幅的多级调节是解决上述问题的重要途径之一。
为了能够实现压路机振幅的多级调节，现有技术还有采用通过外加驱动力实现振幅的调节的方法，具体如：设置多轴多偏心块异步驱动。具体如：固定偏心轴内套设有活动偏心轴活动偏心轴固定偏心轴，活动偏心轴和固定偏心轴均连有驱动机构，通过异步驱动实现振幅调节。上述方法虽能够实现的压路机振幅的多级调节，但是需要额外增加驱动装置，增加了压路机的成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种调幅装置、振动钢轮和压路机，以解决现有的振动钢轮进行多级振幅调节需要额外增加驱动装置的问题。
一方面，本发明提供一种调幅装置，用于压路机的振动钢轮，包括：
螺旋轴，其设有第一自由端和第一连接端，所述第一连接端用于与所述振动钢轮的活动偏心机构联动连接，所述第一自由端处套设有调幅弹性件限位部；
传动套，螺接于所述螺旋轴；
调幅弹性件，套设于所述螺旋轴，且位于所述传动套和所述调幅弹性件限位部之间；
传动外筒，套设于所述传动套；所述传动外筒有第二自由端和第二连接端，所述第二连接端用于与所述振动钢轮的固定偏心机构联动连接；所述传动外筒通过滑动机构带动所述传动套同向转动，并使所述传动套沿所述螺旋轴的轴向滑动。
进一步地，所述滑动机构包括：
设置于所述传动套外沿的第一滑动凸起部；
设置于所述传动外筒内壁的，可容纳所述第一滑动凸起部的第一滑动导向槽，所述第一滑动导向槽沿所述螺旋轴的轴向布置。
进一步地，所述滑动机构包括：
设置于所述传动外筒内壁的第二滑动凸起部，所述第二滑动凸起部沿所述螺旋轴的轴向布置；
设置于所述传动套外沿的，可容纳所述第二滑动凸起部的第二滑动导向槽。
进一步地，所述调幅弹性件限位部为连接法兰，且所述连接法兰与所述传动外筒的第二自由端固定连接。
进一步地，还包括：挡设于所述第一自由端端面的端盖，所述端盖与所述连接法兰固定连接。
进一步地，还包括：设置于所述连接法兰和所述螺旋轴之间的螺旋轴轴承。
进一步地，所述调幅弹性件为调幅弹簧。
本发明还提供一种振动钢轮，用于压路机，包括：
固定偏心机构、活动偏心机构和上述调幅装置；
所述固定偏心机构与所述调幅装置的传动外筒联动连接；
所述活动偏心机构与所述调幅装置的螺旋轴联动连接；
所述固定偏心机构由动力驱动装置驱动转动，并通过所述调幅装置带动所述活动偏心机构转动。
进一步地，还包括支撑密封套，所述支撑密封套与所述振动钢轮的支撑板密封连接，且，所述支撑密封套设有固定偏心机构通孔。
本发明还提供一种压路机，其设置有上述振动钢轮。
本发明提供一种调幅装置，其传动外筒用于与振动钢轮的固定偏心机构相连，螺旋轴用于与振动钢轮的活动偏心机构相连。当固定偏心机构转动时带动传动外筒转动，传动外筒通过滑动机构带动传动套同向转动，传动套在转动同时还沿着螺旋轴的轴向方向向调幅弹簧滑动，调幅弹簧被传动套压缩后对传动套施加的回复力使传动套和螺旋轴的螺纹连接处产生摩擦力，该摩擦力产生的扭矩使螺旋轴发生转动，当该摩擦力产生的扭矩与活动偏心机构的偏心部产生的扭矩平衡时，螺旋轴与传动外筒同速转动，螺旋轴处于稳定转动状态。此时，活动偏心机构和固定偏心机构同速转动，活动偏心机构的凸起部和固定偏心机构的凸起部之间的相对角度固定。由此，振动钢轮整个偏心机构的偏心力矩固定，产生固定的激振力，振动钢轮具有固定的振幅。进而，本领域技术人员可以通过该调幅装置建立起输入转速和振幅的对应关系，无需增加额外的驱动装置，只需通过调节输入速度便可实现对振幅的调节。
本发明提供的振动钢轮设有上述调幅装置，因此只需设有一个驱动装置，通过调节固定偏心机构的输入速度便可实现对钢轮振幅的调节。相对于现有的振动钢轮，无需额外增加驱动装置，减低了设备的成本。
本发明提供的压路机设有上述振动钢轮，由于上述的振动钢轮具有上述技术效果，因此，设有该振动钢轮的压路机也应具备相应的技术效果。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1提供的调幅装置的剖面示意图；
图2为本发明实施例1提供的调幅装置的结构分解示意图；
图3为本发明实施例2提供的调幅装置的剖面示意图；
图4为本发明实施例3提供的调幅装置的剖面示意图；
图5为本发明实施例4提供的调幅装置的剖面示意图；
图6为本发明实施例5提供的振动钢轮的剖面示意图。
附图标记说明：
1 调幅装置 11 螺旋轴
111 第一自由端 112 第一连接端
12 传动套 121 第一滑动凸起部
13 调幅弹簧 14 传动外筒
141 第二自由端 142 第二连接端
143 第一滑动导向槽 15 调幅弹簧挡圈
16 连接法兰 17 端盖
18 螺旋轴轴承 2 固定偏心轴
21 固定偏心块 3 活动偏心轴
31 活动偏心块 4 驱动马达
5 支撑密封套 6 支撑板
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1和图2示出了本发明实施例1提供的调幅装置的结构，该调幅装置包括：螺旋轴11、传动套12、调幅弹簧13、传动外筒14、调幅弹簧挡圈15和滑动机构；其中，
螺旋轴11设有第一自由端111和第一连接端112，第一连接端112用于与振动钢轮的活动偏心机构联动连接，调幅弹簧挡圈15套设于螺旋轴11的第一自由端111处；
传动套12螺接于螺旋轴11；
传动外筒14套设于传动套12，且传动外筒14设有第二自由端141和第二连接端142，第二连接端142用于与振动钢轮的固定偏心机构联动连接；
滑动机构包括：设置于传动套12外沿的第一滑动凸起部121，和设置于传动外筒14内壁的、可容纳第一滑动凸起部121的第一滑动导向槽143，第一滑动导向槽143沿螺旋轴11的轴线方向布置；第一滑动凸起部121卡设于第一滑动导向槽143内。
上述调幅装置1的工作过程如下：
振动钢轮中的固定偏心机构带动传动外筒14转动；
传动外筒14通过滑动机构带动传动套12转动，传动套12在转动的同时相对于螺旋轴11沿轴向靠近调幅弹簧13的方向滑动；
调幅弹簧13一端由调幅弹簧挡圈15限位，另一端被传动套12压缩；
处于压缩状态的调幅弹簧13向传动套12施加与传动套12滑动方向反向的回复力，用于传动套12的滑动；
在回复力的作用下，传动套12有背离调幅弹簧13的运动趋势，由于传动套12和螺旋轴11是螺纹副连接，处于转动状态的传动套12和螺旋 轴11的螺纹连接处会产生较大的摩擦力，该摩擦力产生的扭矩使螺旋轴11开始发生转动；螺旋轴11与活动偏心机构相连，由此螺旋轴11带动活动偏心机构随之开始转动，活动偏心机构的偏心部产生偏心力，该偏心力产生的扭矩抑制螺旋轴11的转动；
当螺旋轴11的转速小于传动套12的转速(即传动外筒14的转速)时，传动套12会进一步向调幅弹簧13的方向滑动，调幅弹簧13进一步被压缩，传动套12和螺旋轴11的螺纹连接处的摩擦力进一步增加，摩擦力产生的扭矩增加；
上述摩擦力产生的扭矩与偏心力产生的扭矩相平衡时，螺旋轴11处于稳定转动状态，其与传动外筒14同速转动；即此时活动偏心机构和固定偏心机构同速转动，活动偏心机构的凸起部和固定偏心机构的凸起部之间的相对角度(以下简称偏心部转动角度)固定；
由此，整个偏心机构的偏心力矩固定，产生固定的激振力，振动钢轮具有固定的振幅。由此可知，对于一个确定的输入转速，通过上述调幅装置，会产生一个固定的偏心部转动角度，进而产生一个确定的振幅。进而，本领域技术人员可以通过该调幅装置建立起输入转速和振幅的对应关系，通过调节输入速度来调节振幅。
本实施例中，滑动机构中第一滑动凸起部121为2个，对称的设置于传动套12的外沿；相应的，第一滑动导向槽143的个数也为2个，对称的设置于传动外筒14的内壁。但需要说明的是，上述第一滑动凸起部121的个数也可以为1个或多个，第一滑动导向槽143的个数也相应的可以为1个或多个，同样可以起到带动传动套12转动并沿螺旋轴11轴向滑动的效果。本领域技术人员可以理解，为了保证调幅弹簧13能为传动套12提 供足够大的回复力，第一滑动导向槽143的长度应不小于传动套12的最小滑动行程，所述最小滑动行程为：传动套12由初始位置，至螺旋轴11和传动外筒14同速转动时传动套12的位置。调幅弹簧13的材质优选为机械性能优异的铜镍合金、高弹性合金或恒弹性合金。由于传动套12在转动的过程中不断与调幅弹簧13发生摩擦，因此调幅弹簧13的工作温度较高，为了保证调幅弹簧13在较高的温度下仍保持较好的机械性能，调幅弹簧13的材质优选采用高弹性合金如Ni36CrTiAl，或恒弹性合金如：Ni42CrTi或Ni42Cr6Ti。
图3示出了本发明实施例2提供的调幅装置的结构，本实施例与实施例1的区别在于：调幅弹簧限位部采用连接法兰16，其套设于螺旋轴11的第一自由端111处，且该连接法兰16与传动外筒14的第二自由端141固定连接。
增设的连接法兰16一方面用于对调幅弹簧进行限位，另一方面还对传动外筒14起到轴向限位作用，防止传动外筒14在转动的过程中沿轴向滑动，提高调幅装置的可靠性。
连接法兰16和传动外筒14可以按照本领域技术人员熟知的方法连接，如螺栓相连等，本发明对此并无特别限制。
图4示出了本发明实施例3提供的调幅装置的结构，本实施例与实施例2的区别在于其还包括：端盖17，该端盖17挡设于螺旋轴11的第一自由端111的端面，且该端盖17与连接法兰16固定连接。
增设的端盖17主要对螺旋轴11起到轴向限位作用，防止螺旋轴11在转动过程中沿轴向滑动同时，同时还可防止外界杂质进入调幅装置内部影响传动套12和螺旋轴11之间的传动，进一步提高调幅装置的可靠性。
图5示出了本发明实施例4提供的调幅装置的结构，本实施例与实施例3的区别在于其还包括：设置于连接法兰16和螺旋轴11之间的螺旋轴轴承18。
增设螺旋轴轴承18的作用在于：防止螺旋轴11在转动过程中发生偏摆。
需要说明的是，上述实施例中，滑动机构的作用在于：带动传动套12同向转动的同时还能够使传动套12沿螺旋轴11的轴向滑动，进而使传动套12能够压缩调幅弹簧13。上述实施例中，滑动机构包括：设置于传动套12的第一滑动凸起部121和设置于传动外筒14的第一滑动导向槽143。作为上述方案的替代方案，滑动机构还可以为：设置于传动外筒14内壁的、沿螺旋轴11轴向布置的第二滑动凸起部，和设置于传动套12外沿的、可容纳所述第二滑动凸起部的第二滑动导向槽。为了保证调幅弹簧能为传动套提供足够大的回复力，第二滑动凸起部的长度应不小于传动套的最小滑动行程，所述最小滑动行程为：传动套由初始位置，至螺旋轴和传动外筒同速转动时传动套的位置。
需要说明的是，上述调幅弹簧作为一种调幅弹性件，其作用在于：为传动套12提供回复力，进而使传动套12和螺旋轴11之间产生摩擦力，由此带动螺旋轴11的转动。本领域技术人员可以采用其他的弹性元件实现上述功能。
综上所述，本发明提供的调幅装置的传动外筒用于与振动钢轮的固定偏心机构相连，螺旋轴用于与振动钢轮的活动偏心机构相连。当固定偏心机构转动时带动传动外筒转动，传动外筒通过滑动机构带动传动套同向转 动，传动套在转动同时还沿着其轴向方向向调幅弹簧滑动，调幅弹簧被传动套压缩后对传动套施加的回复力使传动套和螺旋轴的螺纹连接处产生摩擦力，该摩擦力产生的扭矩使螺旋轴发生转动，当该摩擦力产生的扭矩与活动偏心机构的偏心部产生的扭矩平衡时，螺旋轴与传动外筒同速转动，螺旋轴处于稳定转动状态。此时，活动偏心机构和固定偏心机构同速转动，活动偏心机构的凸起部和固定偏心机构的凸起部之间的相对角度固定。由此，振动钢轮整个偏心机构的偏心力矩固定，产生固定的激振力，振动钢轮具有固定的振幅。进而，本领域技术人员可以通过该调幅装置建立起输入转速和振幅的对应关系，无需增加额外的驱动装置，只需通过调节输入速度便可实现对振幅的调节。
图6示出了本发明实施5提供一种振动钢轮，其设有实施例4提供的调幅装置1，该调幅装置1的传动外筒14与振动钢轮的固定偏心轴2联动连接，螺旋轴11与活动偏心轴3联动连接；固定偏心轴2设有固定偏心块21，活动偏心轴3设有活动偏心块31，固定偏心轴2套设于活动偏心轴3；固定偏心轴2由驱动马达4驱动转动，并通过振动调节装置1带动活动偏心轴3转动。
其中，固定偏心轴2可以通过过渡法兰与传动外筒14联动连接；活动偏心轴3可以通过联轴器与螺旋轴11联动连接。
作为优选方案，上述振动钢轮还设有支撑密封套5，该支撑密封套5与振动钢轮的支撑板6密封连接，该支撑密封套5设有固定偏心轴通孔。固定偏心轴2穿过该固定偏心轴通孔与调幅装置1的传动外筒14联动连接。
上述支撑密封套5除具密封功能之外，还作为调幅装置1的支撑装置。 此外，该支撑密封套5还将调幅装置1与需要密封的部件进行隔离，由此便于对调幅装置1的部件进行更换或调整。
进一步地，上述支撑密封套5还可设有驱动装置安装口，用于安装驱动装置(如驱动马达)。为了便于对固定偏心轴2的转速进行调节，驱动装置还可通过齿轮传动系统与固定偏心轴2相连。齿轮传动系统的一级齿轮设置于支撑密封套5上，二级从动齿轮设置于2上。
上述振动钢轮中，固定偏心轴2可以为设为多段式，相邻两段之间通过固定螺栓连接；活动偏心轴3也可以设为多段式，相邻两段之间通过弹性连接装置连接。
本实施例提供的振动钢轮的工作过程为：
驱动马达4带动固定偏心轴2转动→传动外筒14转动并沿螺旋轴轴向滑动压紧调幅弹簧→调幅弹簧挤压传动套→传动套和螺旋轴之间产生摩擦力带动螺旋轴开始转动→摩擦力产生扭矩与活动偏心块31产生的扭矩相平衡，螺旋轴与传动外筒同速转动→固定偏心轴2和活动偏心轴3同速转动→固定偏心块21和活动偏心块31之间的相对角度固定→钢轮振幅固定。
本实施例提供的振动钢轮设有上述调幅装置，因此只需设有一个驱动装置，通过调节固定偏心轴的输入速度便可实现对钢轮振幅的调节。相对于现有的振动钢轮，无需额外增加驱动装置，减低了设备的成本。
需要说明的是：
本实施例提供的振动钢轮设有实施例4的调幅装置，其还可采用实施例1至3任一的调幅装置，同样可以实现只需一个驱动装置调节钢轮振幅的效果。
上述活动偏心轴和固定偏心轴作为偏心机构，其作用在于利用偏心部(偏心块)的运动产生激振力，使钢轮发生振动。偏心机构还可采用其它形式，具体如曲柄，曲轴等，同样可以达到产生激振力的效果。
本发明实施例6还提供一种压路机，其设有上述振动钢轮。由于上述的振动钢轮具有上述技术效果，因此，设有该振动钢轮的压路机也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种调幅装置，用于压路机的振动钢轮，其特征在于，包括：
螺旋轴(11)，其设有第一自由端(111)和第一连接端(112)，所述第一连接端(112)用于与所述振动钢轮的活动偏心机构联动连接，所述第一自由端(111)处套设有调幅弹性件限位部；
传动套(12)，螺接于所述螺旋轴(11)；
调幅弹性件，套设于所述螺旋轴(11)，且位于所述传动套(12)和所述调幅弹性件限位部之间；
传动外筒(14)，套设于所述传动套(12)；所述传动外筒(14)设有第二自由端(141)和第二连接端，所述第二连接端用于与所述振动钢轮的固定偏心机构联动连接；所述传动外筒(14)通过滑动机构带动所述传动套(12)同向转动，并使所述传动套(12)沿所述螺旋轴(11)的轴向滑动。
2.根据权利要求1所述的调幅装置，其特征在于，所述滑动机构包括：
设置于所述传动套(12)外沿的第一滑动凸起部(121)；
设置于所述传动外筒(14)内壁的，可容纳所述第一滑动凸起部(121)的第一滑动导向槽(143)，所述第一滑动导向槽(143)沿所述螺旋轴(11)的轴向布置。
3.根据权利要求1所述的调幅装置，其特征在于，所述滑动机构包括：
设置于所述传动外筒(14)内壁的第二滑动凸起部，所述第二滑动凸起部沿所述螺旋轴(11)的轴向布置；
设置于所述传动套(12)外沿的，可容纳所述第二滑动凸起部的第二滑动导向槽。
4.根据权利要求1所述的调幅装置，其特征在于，所述调幅弹性件限位部为连接法兰(16)，且所述连接法兰(16)与所述传动外筒(14)的第二自由端(141)固定连接。
5.根据权利要求4所述的调幅装置，其特征在于，还包括：挡设于所述第一自由端(111)端面的端盖(17)，所述端盖(17)与所述连接法兰(16)固定连接。
6.根据权利要求5所述的调幅装置，其特征在于，还包括：设置于所述连接法兰(16)和所述螺旋轴(11)之间的螺旋轴轴承(18)。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的调幅装置，其特征在于，所述调幅弹性件为调幅弹簧(13)。
8.一种振动钢轮，用于压路机，其特征在于，包括：
固定偏心机构、活动偏心机构和权利要求1～5任意一项所述的调幅装置(1)；
所述固定偏心机构与所述调幅装置(1)的传动外筒(14)联动连接；
所述活动偏心机构与所述调幅装置(1)的螺旋轴(11)联动连接；
所述固定偏心机构由动力驱动装置驱动转动，并通过所述调幅装置(1)带动所述活动偏心机构转动。
9.根据权利要求8所述的振动钢轮，其特征在于，还包括支撑密封套(5)，所述支撑密封套(5)与所述振动钢轮的支撑板(6)密封连接，且，所述支撑密封套(5)设有固定偏心机构通孔。
10.一种压路机，其特征在于，其设置有权利要求8或9所述的振动钢轮。
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