CN104790281B - 一种多级振幅振荡轮及振荡压路机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多级振幅振荡轮及振荡压路机，多级振幅振荡轮包括轮子结构组件和安装在轮子结构组件内的行走驱动组件、振动驱动组件、行走固定组件以及两个激振器，两个激振器均为可调整静偏心矩的激振器，并以振荡轮几何中心轴对称的方式安装在轮子结构组件内，两个激振器的静偏心矩相等而相位差为180°。本多级振幅振荡轮可用于不同振幅的压实工况，改善路面集料压碎和防止过度压实方面的效果，提高了压实效率和适应性。振荡压路机配置上述多级振幅振荡轮，可采用大振幅使相对以前更大影响深度内的较厚被压实材料充分密实，采用小振幅替换现有的振荡压路机用于沥青上面层与桥面铺装等薄层压实，提高整个压路机的适应性和使用范围。

Description

一种多级振幅振荡轮及振荡压路机

技术领域

本发明涉及一种振荡轮和压路机，具体是一种多级振幅振荡轮及振荡压路机，属于振荡压路机技术领域。

背景技术

现有压路机常采用振动压实和/或振荡压实的方式进行压实，振动压实时，振动波在被压实材料中会沿着纵深方向持续扩散和传播，对深层有很好的压实效果，压实影响深度大，压实效率高，适合于厚铺层的压实。但由于振动力在纵深方向是逐渐衰减的，表层的力大于深层的力，所以可能会造成深层压实而表层集料压碎的现象。与振动压实相比，振荡压实时，振动波在被压实材料中会沿着水平方向传播，对表层有很好的压实效果但是影响深度不大，适合于薄层压实(因为振荡压实的振荡力受限于地面附着力，振荡力超过地面附着力时振荡轮会在地面上打滑，所以振荡压实在改善路面集料压碎和防止过度压实方面具有良好的效果)，90年代至今，振荡压路机一直被定位于沥青上面层与桥面铺装等薄层压实。但现有振荡压路机的整机重量小，常规产品中振荡轮只有一个振幅，使得整个振荡压路机适应的工况单一，使用范围窄，设备利用率低，从而使得相关产品一直未能得到大面积推广。

目前，就如何拓展振荡压力机的使用范围，国内外已经提出了如下两种解决思路：

第一种是将振荡压路机变型为振动/振荡压路机，即在压路机上安装可切换振荡、振动方式的振荡/振动轮，通过切换振荡、振动方式分别适应于不同厚度铺层，从而拓宽振荡压路机使用范围，提高设备利用率。如：1.于2007年01月31日公开的专利号为200520139709.6的实用新型专利带振荡及振动装置的压路机轮体，其采用传动机构驱动两根偏心轴作高速旋转，当两偏心轴初始偏心位置相对时(即相位差180°)实现振荡功能，当两偏心轴位置相同时(即相位相同)产生振动功能，通过轮子的振荡或振动功能实现对路基的振荡或振动作用。2.于2000年05月10日公开的专利号为99227285.8的实用新型专利压轮振动和振荡自动转换机构，其采用马达、中央轴、中间齿轮、齿形带等驱动短偏心块轴箱里的短偏心块轴和长偏心块轴箱里的长偏心块轴作高速旋转，利用马达的正反转控制短偏心块轴、长偏心块轴里的大偏心矩偏心块与小偏心矩偏心块的同相或反相实现振动和振荡的实时切换，发挥了振动和振荡作业各自的优点，弥补其缺点。

第二种是将振荡压路机变型为振动、振荡组合式压路机，即一轮振动、一轮振荡，通过使振动轮、振荡轮同时激振或振动轮、振荡轮单一激振的控制形式，拓宽产品使用范围，提高设备的利用率。如：1.HAMM公司在国内销售的12吨级振荡压路机产品HD+120VO使用了这一解决思路，其前轮为振动轮，采用双振幅0.89/0.49，后轮为振荡轮，采用单振幅1.46；2.与2013年03月13日公开专利号为201220149512.0的实用新型专利一种振荡压路机，其前车架内设有振动轮，后车架内设有振动轮。

上述两种解决思路均是通过对现有振荡压路机变型来拓宽振荡压路机的使用范围，但均存在不同的缺点。如解决思路一使用两种方式分别对应于薄层压实和较厚铺层压实，但使用振动方式压实时，已失去了振荡压实在改善路面集料压碎和防止过度压实方面的效果；解决思路二将两种方式集成在一台压路机上，用于压实薄层时，单独使用振荡轮压实效率偏低，而且单独使用振动轮或使用两个轮子压实会造成表层集料压碎；用于压实较厚铺层时，单独使用振荡轮无法满足压实要求，且单独使用振动轮则振荡轮没有被充分利用，同时使用两个轮子压实会因为振荡轮压实能力不足造成效率偏低。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种多级振幅振荡轮，能够实现不同振幅的压实工况，即可根据不同的压实环境采用多级振幅中的不同振幅进行压实操作，改善路面集料压碎和防止过度压实方面的效果，提高压实效率，从而满足薄层压实和较厚铺层压实的要求，提高振荡轮的适应性；提供的一种振荡压路机，其配置多级振幅振荡轮，可采用多级振幅中的大振幅使相对以前更大影响深度内的较厚被压实材料充分密实，采用多级振幅中的小振幅替换现有的振荡压路机用于沥青上面层与桥面铺装等薄层压实，提高整个压路机的适应性和使用范围。

为了实现上述目的，本发明采用的一种多级振幅振荡轮及振荡压路机，包括轮子结构组件和安装在轮子结构组件内的行走驱动组件、振动驱动组件、行走固定组件，行走驱动组件包括主减速机以及与主减速机连接的连接支座I；行走驱动组件和行走固定组件分别安装在轮子结构组件内侧的两端；还包括两个激振器，所述两个激振器均为可调整静偏心矩的激振器，并以振荡轮几何中心轴对称的方式安装在轮子结构组件内，两个激振器的静偏心矩相等而相位差为180°；所述轮子结构组件一端与主减速机固定连接，另一端与行走固定组件连接；所述振动驱动组件与行走固定组件、两个激振器连接，并可带动两个激振器旋转，使振荡轮绕其几何中心轴扭振产生振荡。

进一步，所述轮子结构组件内设有四个关于轮子几何中心轴对称的轴承座，两个激振器通过四个轴承II支撑在轮子结构组件的四个轴承座内。

进一步，所述振动驱动组件包括中间轴、传动轴和振动马达，中间轴通过传动轴与振动马达连接，所述中间轴通过轴承支撑在轮子结构组件上，并与两个激振器连接，带动两个激振器旋转；所述振动马达与行走固定组件固定连接。

进一步，所述轮子结构组件内侧右端设有轴承安装座I，所述行走固定组件包括连接支座II、马达连接盘、轴承安装座II、安装板以及安装在安装板上的减振器；轴承安装座II安装在轴承安装座I上，且与轴承安装座I之间装有轴承IV；安装板安装在轴承安装座II外部。

进一步，所述两个激振器为激振器A和激振器B，所述激振器A包括左轴承座、右轴承座A、外偏心体、内偏心体和调幅盘，所述左轴承座和右轴承座A分别位于外偏心体的左右两端，并与外偏心体固定连接；所述内偏心体安装在外偏心体的内部且与其同轴，并通过两个轴承支撑在左轴承座和右轴承座A上；内偏心体的左端穿过左轴承座并伸出；所述调幅盘上设有内花键和外花键，并通过内花键和外花键与内偏心体、左轴承座连接；所述右轴承座A上固定安装有同步带轮A；所述激振器B的组成件与激振器A相同，且激振器B中右轴承座B的轴向尺寸长于激振器A的右轴承座A的轴向尺寸；所述激振器A、激振器B与振动驱动组件连接，并在振动驱动组件的带动下旋转。

优选地，所述内偏心体左端端部固定安装有弹簧定位板，弹簧定位板与调幅盘之间安装有弹簧。

优选地，所述左轴承座、外偏心体、右轴承座A之间通过螺栓A连接。

优选地，所述同步带轮A通过平键和垫圈、锁紧螺母固定在右轴承座A上。

一种振荡压路机，包括车架、操纵系统、动力系统、前轮和后轮，所述前轮和后轮均采用上述的多级振幅振荡轮，振荡压路机发的总重量大于等于13吨。

与现有技术相比，本发明中的多级振幅振荡轮内安装有可调整静偏心矩的激振器，可根据不同的压实环境采用多级振幅中的不同振幅进行压实操作，即可通过改变两个激振器的静偏心距的大小来改变振荡轮的振幅，从而实现了振荡轮的多级振幅；当用于沥青上面层或桥面铺装等薄层压实时，可采用多级振幅中的小振幅进行振荡，此时借助振荡轮的振荡原理，即振动波在被压实材料中会沿着水平方向传播，对表层有很好的压实效果且影响深度不大，具有改善路面集料压碎和防止过度压实方面的效果；当对较厚层压实时，可采用多级振幅中的大振幅进行振荡，可使相对以前更大影响深度内的较厚被压实材料充分密实，同时可改善路面集料压碎、防止过度压实，避免了深层压实而表层集料压碎现象的发生；总的来说，该多级振幅振荡轮满足了薄层压实和较厚铺层压实的要求，具有改善路面集料压碎和防止过度压实方面的效果，提高了压实效率，提高了振荡轮的适应性。同时，本发明中的压路机通过增大振荡压路机整机重量并配备多级振幅的振荡轮，一方面依靠增大整机对地的静压力来增大影响深度，另一方面通过配备多级振幅的振荡轮，使用多级振幅中的大振幅使相对以前更大影响深度内的较厚被压实材料充分密实，使用多级振幅中的小振幅替换现有的振荡压路机用于沥青上面层与桥面铺装等薄层压实，既保留了振荡压路机改善路面集料压碎和防止过度压实方面的效果，又能实现不同铺层厚度压实，从而能将振荡压路机使用范围拓展到沥青中下面层甚至更厚铺层如路基的压实，改进现有振荡压路机的适应性，解决了现有压路机适用范围窄的问题，提高整个压路机的适应性、拓宽了使用范围。

附图说明

图1为本发明多级振幅振荡轮的结构示意图；

图2为本发明压路机的结构示意图。

图中：1、激振器A，，1-2、锁紧螺母，1-3、垫片，1-4、同步带轮A，1-5、平键，1-6、螺栓I，1-7、外偏心体，1-8、内偏心体，1-10、轴承A，1-11、调幅盘，1-12、指针，1-13、弹簧，1-14、弹簧定位板，1-15、螺栓II，2、行走驱动组件，2-1、主减速机，2-2、连接支座I，3、轮子结构组件，3-1、轮子焊接组件，3-1-1、焊接板I，3-1-2、焊接板II，3-2、中间轴左轴承座，3-3、轴承I，3-4、轴承II，3-5、轴承座，3-6、轴承III，3-7、中间轴右轴承座，3-8、轴承安装座I，3-9、驱动板a，3-10、减振器，3-11、驱动板b，3-12、螺栓III，4、激振器B，4-1、右轴承座B，4-2、同步带轮B，5、振动驱动组件，5-1、中间轴，5-2、同步带轮I，5-3、同步带，5-4、同步带轮II，5-5、压板，5-6、螺母，5-7、传动轴，5-8、振动马达，6、行走固定组件，6-1、连接支座II，6-2、马达连接盘，6-3、轴承压板，6-4、轴承IV，6-5、轴承安装座II，6-6、减振器，6-7、安装板，7、车架，8、操纵系统，9、动力系统，10、前轮，11、后轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种多级振幅振荡轮，包括轮子结构组件3和安装在轮子结构组件3内的行走驱动组件2、振动驱动组件5、行走固定组件6，行走驱动组件2包括主减速机2-1以及与主减速机2-1连接的连接支座I2-2；行走驱动组件2和行走固定组件6分别安装在轮子结构组件3内侧的两端；还包括两个激振器，所述两个激振器均为可调整静偏心矩的激振器，并以振荡轮几何中心轴对称的方式安装在轮子结构组件3内，两个激振器的静偏心矩相等而相位差为180°；所述轮子结构组件3一端与主减速机2-1固定连接，另一端与行走固定组件6连接；所述振动驱动组件5与行走固定组件6、两个激振器连接，并可带动两个激振器旋转，使振荡轮绕其几何中心轴扭振产生振荡。

本多级振幅振荡轮可根据不同的压实环境采用多级振幅中的不同振幅进行压实操作，即可通过改变两个激振器的静偏心距的大小来改变振荡轮的振幅，从而实现了振荡轮的多级振幅；当用于沥青上面层或桥面铺装等薄层压实时，可采用多级振幅中的小振幅进行振荡，此时借助振荡轮的振荡原理，即振动波在被压实材料中会沿着水平方向传播，对表层有很好的压实效果且影响深度不大，具有改善路面集料压碎和防止过度压实方面的效果；当对较厚层压实时，可采用多级振幅中的大振幅进行振荡，可使相对以前更大影响深度内的较厚被压实材料充分密实，同时可改善路面集料压碎、防止过度压实，避免了深层压实而表层集料压碎现象的发生；总的来说，该多级振幅振荡轮满足了薄层压实和较厚铺层压实的要求，具有改善路面集料压碎和防止过度压实方面的效果，提高了压实效率，提高了振荡轮的适应性。

优选地，所述轮子结构组件3内设有四个关于轮子几何中心轴对称的轴承座3-5，两个激振器通过四个轴承II3-4支撑在轮子结构组件3的四个轴承座3-5内。

优选地，所述振动驱动组件5包括中间轴5-1、传动轴5-7和振动马达5-8，中间轴5-1通过传动轴5-7与振动马达5-8连接，所述中间轴5-1通过轴承支撑在轮子结构组件3上，并与两个激振器连接，带动两个激振器旋转；所述振动马达5-8与行走固定组件6固定连接。

优选地，所述轮子结构组件3内侧右端设有轴承安装座I3-8，所述行走固定组件6包括连接支座II6-1、马达连接盘6-2、轴承安装座II6-5、安装板6-7以及安装在安装板6-7上的减振器6-6；轴承安装座II6-5安装在轴承安装座I3-8上，且与轴承安装座I3-8之间装有轴承IV6-4；安装板6-7安装在轴承安装座II6-5外部。

安装时，可将轮子结构组件3一端通过驱动板3-11固定在与行走驱动组件2的主减速机2-1上，另一端通过轴承安装座I3-8支撑在行走固定组件6的轴承IV6-4上。振动驱动组件5的振动马达5-8通过螺栓固定在行走固定组件6的马达连接盘6-2上，中间轴5-1通过两个轴承I3-3支撑在轮子结构组件上，同步带轮I5-2通过同步带5-3驱动同步带轮A1-4旋转，同步带轮II5-4通过另一根同步带5-3驱动同步带轮B4-2旋转，行走驱动组件2和行走固定组件6分别通过连接支座I2-2、连接支座II6-1固定在车架上。

优选地，所述两个激振器为激振器A1和激振器B4，所述激振器A1包括左轴承座1-9、右轴承座A1-1、外偏心体1-7、内偏心体1-8和调幅盘1-11，所述左轴承座1-9和右轴承座A1-1分别位于外偏心体1-7的左右两端，并与外偏心体1-7固定连接；所述内偏心体1-8安装在外偏心体1-7的内部且与其同轴，并通过两个轴承1-10支撑在左轴承座1-9和右轴承座A1-1上；内偏心体1-8的左端穿过左轴承座1-9并伸出；所述调幅盘1-11上设有内花键和外花键，并通过内花键和外花键与内偏心体1-8、左轴承座1-9连接；所述右轴承座A1-1上固定安装有同步带轮A1-4；所述激振器B4的组成件与激振器A1相同，且激振器B4中右轴承座B4-1的轴向尺寸长于激振器A1的右轴承座A1-1的轴向尺寸；所述激振器A1、激振器B4与振动驱动组件5连接，并在振动驱动组件5的带动下旋转。

使用时，因激振器A1和激振器B4相位差180°，旋向相同，转速相同，故能实现振荡功能。同时，可沿内偏心体1-8轴线向左移动调幅盘1-11使其内花键保持与内偏心体1-8的外花键啮合而其外花键与左轴承座1-9的内花键不再啮合，然后旋转调幅盘1-11，使内偏心体1-8与连接在左轴承座1-9上的外偏心体1-7的位置发生变化后再沿内偏心体1-8轴线移动调幅盘1-11使其内外花键与内偏心体1-8、左轴承座1-9的花键同时啮合，就可以使激振器A1的静偏心矩大小发生变化；同理，可调整激振器B4中的调幅盘来改变激振器B4的静偏心距，即调整激振器A1和激振器B4内内偏心体1-8相对外偏心体1-7至另一位置使静偏心距发生变化且保证两个激振器静偏心距相等，则可实现另一振幅；如上，内偏心体1-8和外偏心体1-7之间不同的位置可得到不同的振幅，最终形成多级振幅。

优选地，所述内偏心体1-8左端端部固定安装有弹簧定位板1-14，弹簧定位板1-14与调幅盘1-11之间安装有弹簧1-13，弹簧1-13和弹簧定位板1-14的设定可以限定调幅盘1-11的调幅范围，避免出现调幅盘1-11从内偏心体1-8左端脱落的情况发生。

优选地，所述左轴承座1-9、外偏心体1-7、右轴承座A1-1之间通过螺栓A1-6连接，这种连接方式更便于组装和拆卸。

优选地，所述同步带轮A1-4通过平键1-5和垫圈1-3、锁紧螺母1-2固定在右轴承座A1-1上。当然，同步带轮A1-4也可采用螺栓等固定方式固定在右轴承座A1-1上，当采用锁紧螺母1-2进行固定时，更利于右轴承座A1-1在同步带轮A1-4的转动下随之转动。此时，同步带轮A1-4和激振器B4中右轴承座B4-1上的同步带轮B4-2可分别通过同步带与振动驱动组件5中中间轴5-1上的同步带轮I5-2和同步带轮II5-4连接，同时，同步带轮A1-4、同步带轮B4-2、同步带轮I5-2和同步带轮II5-4的齿数相同。

如图2所示，一种振荡压路机，包括车架7、操纵系统8、动力系统9、前轮10和后轮11，所述前轮10和后轮11均采用上述的多级振幅振荡轮，振荡压路机发的总重量大于等于13吨。

由上述结构可见，本发明通过在大吨位振荡压路机(13吨及13吨以上)上配置多级振幅振荡轮，一方面通过增大振荡压路机整机重量，依靠增大整机对地的静压力来增大影响深度，另一方面通过配备多级振幅的振荡轮，使用多级振幅中的大振幅使相对以前更大影响深度内的较厚被压实材料充分密实，使用多级振幅中的小振幅替换现有的振荡压路机用于沥青上面层与桥面铺装等薄层压实，既保留了振荡压路机改善路面集料压碎和防止过度压实方面的效果，又能实现不同铺层厚度压实，从而能将振荡压路机使用范围拓展到沥青中下面层甚至更厚铺层如路基的压实，改进现有振荡压路机的适应性，解决了现有压路机适用范围窄的问题，提高整个压路机的适应性、拓宽了使用范围。

总的来说，该振荡压路机使用两个振荡轮，按振荡实现原理在振荡轮内以振荡轮几何中心轴对称配置两个静偏心矩相等而相位差180°的激振器，两个激振器以同步同向高速旋转形成一个周期性变化的激振力矩，使振荡轮绕其几何中心轴扭振而产生振荡，可通过同时改变两个激振器的静偏心距的大小实现振荡轮多级振幅。

Claims (7)

1.一种多级振幅振荡轮，包括轮子结构组件(3)和安装在轮子结构组件(3)内的行走驱动组件(2)、振动驱动组件(5)、行走固定组件(6)，行走驱动组件(2)包括主减速机(2-1)以及与主减速机(2-1)连接的连接支座I(2-2)；行走驱动组件(2)和行走固定组件(6)分别安装在轮子结构组件(3)内侧的两端；

其特征在于，还包括两个激振器，所述两个激振器均为可调整静偏心矩的激振器，并以振荡轮几何中心轴对称的方式安装在轮子结构组件(3)内，两个激振器的静偏心矩相等而相位差为180°；所述轮子结构组件(3)一端与主减速机(2-1)固定连接，另一端与行走固定组件(6)连接；所述振动驱动组件(5)与行走固定组件(6)、两个激振器连接，并可带动两个激振器旋转，使振荡轮绕其几何中心轴扭振产生振荡；

所述轮子结构组件(3)内设有四个关于轮子几何中心轴对称的轴承座(3-5)，两个激振器通过四个轴承II(3-4)支撑在轮子结构组件(3)的四个轴承座(3-5)内；

所述振动驱动组件(5)包括中间轴(5-1)、传动轴(5-7)和振动马达(5-8)，中间轴(5-1)通过传动轴(5-7)与振动马达(5-8)连接，所述中间轴(5-1)通过轴承支撑在轮子结构组件(3)上，并与两个激振器连接，带动两个激振器旋转；所述振动马达(5-8)与行走固定组件(6)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种多级振幅振荡轮，其特征在于，所述轮子结构组件(3)内侧右端设有轴承安装座I(3-8)，所述行走固定组件(6)包括连接支座II(6-1)、马达连接盘(6-2)、轴承安装座II(6-5)、安装板(6-7)以及安装在安装板(6-7)上的减振器(6-6)；轴承安装座II(6-5)安装在轴承安装座I(3-8)上，且与轴承安装座I(3-8)之间装有轴承IV(6-4)；安装板(6-7)安装在轴承安装座II(6-5)外部。

3.根据权利要求1所述的一种多级振幅振荡轮，其特征在于，所述两个激振器为激振器A(1)和激振器B(4)，所述激振器A(1)包括左轴承座(1-9)、右轴承座A(1-1)、外偏心体(1-7)、内偏心体(1-8)和调幅盘(1-11)，所述左轴承座(1-9)和右轴承座A(1-1)分别位于外偏心体(1-7)的左右两端，并与外偏心体(1-7)固定连接；所述内偏心体(1-8)安装在外偏心体(1-7)的内部且与其同轴，并通过两个轴承(1-10)支撑在左轴承座(1-9)和右轴承座A(1-1)上；内偏心体(1-8)的左端穿过左轴承座(1-9)并伸出；所述调幅盘(1-11)上设有内花键和外花键，并通过内花键和外花键与内偏心体(1-8)、左轴承座(1-9)连接；所述右轴承座A(1-1)上固定安装有同步带轮A(1-4)；所述激振器B(4)的组成件与激振器A(1)相同，且激振器B(4)中右轴承座B(4-1)的轴向尺寸长于激振器A(1)的右轴承座A(1-1)的轴向尺寸；所述激振器A(1)、激振器B(4)与振动驱动组件(5)连接，并在振动驱动组件(5)的带动下旋转。

4.根据权利要求3所述的一种多级振幅振荡轮，其特征在于，所述内偏心体(1-8)左端端部固定安装有弹簧定位板(1-14)，弹簧定位板(1-14)与调幅盘(1-11)之间安装有弹簧(1-13)。

5.根据权利要求3所述的一种多级振幅振荡轮，其特征在于，所述左轴承座(1-9)、外偏心体(1-7)、右轴承座A(1-1)之间通过螺栓A(1-6)连接。

6.根据权利要求3所述的一种多级振幅振荡轮，其特征在于，所述同步带轮A(1-4)通过平键(1-5)和垫圈(1-3)、锁紧螺母(1-2)固定在右轴承座A(1-1)上。

7.一种振荡压路机，包括车架(7)、操纵系统(8)、动力系统(9)、前轮(10)和后轮(11)，其特征在于，所述前轮(10)和后轮(11)均为权利要求1至6的任一项权利要求中的多级振幅振荡轮，振荡压路机发的总重量大于等于13吨。