CN104831603A - 一种压路机用振动冲击圆形钢轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压路机用振动冲击圆形钢轮，包括主轴和钢轮主体，钢轮主体包括开口筒、左密封板和右密封板，主轴通过左连接轴承与左密封板连接，左连接轴承与主轴之间安装有左偏心套，主轴通过右连接轴承与右密封板连接，右连接轴承与主轴之间安装有右偏心套，主轴上安装有左偏心块和右偏心块，左偏心套与右偏心套、左偏心块与右偏心块的偏心方向相同，左偏心套与左偏心块、右偏心套与右偏心块的偏心方向反向，左偏心套和右偏心套的偏心距均为A，左偏心块和右偏心块的偏心距均为e，左偏心块和右偏心块的质量之和与偏心距e的乘积，与钢轮主体的质量与偏心距A的乘积相等。本发明能兼顾压实度、压实效率、压实均匀性和压实平整度。

Description

一种压路机用振动冲击圆形钢轮
技术领域
本发明涉及一种振动压路机用钢轮，尤其是涉及一种压路机用振动冲击圆形钢轮。
背景技术
压路机是一种公路工程施工中常见的工程机械，其主要功能是使公路路基或路面达到国标规定的平整度及压实度要求。按照压实原理的不同，可以将市场上现有的压路机分为静碾压路机、振动压路机、冲击压路机等，这些压路机被广泛应用于公路施工的各个阶段。然而由于其自身结构的限制，静碾压路机、振动压路机和冲击压路机在作业过程中仍存在一定的不足之处。
静碾压路机依靠自身重力对路面进行压实，压实影响深度较差，为了达到路面的压实度要求，需要采用大吨位压路机进行多遍压实，因而压实效果差，工作效率低。振动压路机采用振动压实技术，它依靠振动轮中主轴上安装的偏心块的转动产生一定频率及振幅的振动，带动钢轮振动，作用到被压实材料上，降低颗粒间内摩擦力，有利于物料颗粒位置的重新分布，从而实现更好的压实效果。振动虽然在一定程度上降低了压路机的吨位需求，但是振动的振幅较小，振动频率单一，向下传播的深度较浅，对于距地面较深处的物料压实效果较差。为了实现较深处物料的压实度，就需要进行多遍振动压实，从而影响了作业效率。另外，振动压路机的钢轮与地面相互作用过程中会因激振力大于钢轮重力而脱离地面，这种跳振现象不仅影响了压实效果，而且降低了压路机的使用可靠性，需增设橡胶减振装置。冲击压路机是依靠多边形或凸块形等非圆形冲击钢轮滚动，对物料进行冲击及碾压作用，因而作用深度较大，但这种多边形或凸块形的间断冲击的工作原理，冲击压实的均匀性不高，压实之后仍需要进行后续的平整作业。因此，普通静碾压路机、振动压路机和冲击压路机的钢轮均存在不足之处，不能兼顾压实效率、压实深度与平整度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其结构简单、易于实现且安装方便，能兼顾压实度、压实效率、压实均匀性和压实平整度的同时，还能兼顾压实力的影响深度，达到快速完成路面压实作业的目的。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：包括主轴和套设在主轴外的钢轮主体，所述钢轮主体包括开口筒以及固定安装在开口筒内的左密封板和右密封板，所述开口筒的形状为圆柱形，所述主轴的左端穿过左密封板，所述主轴的右端穿过右密封板，所述主轴通过左连接轴承与左密封板转动连接，所述左连接轴承与主轴之间安装有左偏心套，所述主轴通过右连接轴承与右密封板转动连接，所述右连接轴承与主轴之间安装有右偏心套，所述主轴上安装有左偏心块和右偏心块，所述左偏心套和右偏心套对称设置，所述左偏心块和右偏心块对称设置，所述左偏心套和右偏心套的偏心方向相同，所述左偏心块和右偏心块的偏心方向相同，所述左偏心套和左偏心块的偏心方向反向，所述右偏心套和右偏心块的偏心方向反向，所述左偏心套和右偏心套的偏心距相等且均为A，所述左偏心块和右偏心块的偏心距相等且均为e，所述钢轮主体的质量M与偏心距A的乘积为W1，所述左偏心块和右偏心块的质量之和m与偏心距e的乘积为W2，所述W1＝W2。
上述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述开口筒的左端设置有左支撑架，所述开口筒的右端设置有右支撑架，所述主轴的左端穿过左支撑架，所述主轴的右端穿过右支撑架，所述主轴通过左轴承与左支撑架转动连接，所述主轴通过右轴承与右支撑架转动连接。
上述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述左密封板和右密封板对称设置，所述左支撑架和右支撑架对称设置。
上述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述左轴承、右轴承、左连接轴承和右连接轴承均为滚动轴承。
上述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述左偏心块和右偏心块均位于左密封板与右密封板之间。
上述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述左支撑架设置在开口筒的左端上部，所述右支撑架设置在开口筒的右端上部。
上述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述左密封板和右密封板均通过螺栓固定安装在开口筒内。
上述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述左偏心块和右偏心块均通过螺栓固定安装在主轴上。
上述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述主轴的右端固定安装有带轮。
上述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述右支撑架的外侧安装有振动冲击马达，所述振动冲击马达的输出轴与主轴的右端固定连接。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明易于实现，本发明通过带有左偏心套和右偏心套的主轴旋转实现了圆形钢轮的振动与柔性冲击的复合作用，由于主轴上圆形钢轮产生的激振力和力矩，与反向安装的左偏心块、右偏心块产生的离心力和力矩构成了平衡力系，主轴受振动钢轮重力不会发生跳振，免去了橡胶减振装置，整体结构部件较少，结构简单。
2、本发明压实深度较大，压实效率较高，由于采用圆形钢轮振动与柔性冲击复合作用的工作原理，每次压实相当于同吨位振动压路机与冲击压路机作业效果的复合，因而比振动压实具有较深的压实深度和较高的压实效率。
3、本发明能量利用较充分，工作过程中钢轮不离地，不需要减振装置，免除了减振装置造成的振动能量损失，减少了振动能量向机架传播造成的浪费，振动与柔性冲击产生的能量利用得较充分。
4、本发明压实平整度好，振幅稳定，能使压路机能够在充分利用自身重力作为静压实力的同时，通过圆形钢轮的振动与柔性冲击的复合作用达到较好的压实效率和压实均匀性，并利用柔性冲击作用增加压实作业的影响深度，从而在保证较好的压实度、压实效率、压实均匀性和压实平整度的同时，还能兼顾压实力的影响深度，达到快速完成路面压实作业的目的。
综上所述，本发明结构简单、使用操作简便、作业效率高且使用效果好、实用价值高，具有广阔的市场应用前景和技术推广价值，能有效解决现有压路机上的多边形或凸块形等非圆形钢轮冲击压实时均匀性差的问题，也能有效解决现有压路机振幅较小的圆形振动钢轮的压实力影响深度不够的问题，能兼顾压实均匀性和压实力。
下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明第一种具体实施方式的结构示意图。
图2为本发明第一种具体实施方式中左偏心块、右偏心块的结构示意图。
图3为本发明第一种具体实施方式中主轴的结构示意图。
图4为本发明第一种具体实施方式的使用状态图。
图5为图4的A向局部视图。
图6为本发明第二种具体实施方式的结构示意图。
附图标记说明:
1—左支撑架；     2—右支撑架；   3—振动冲击马达；
4—螺栓；         5—第一带轮；   6—钢轮主体；
7—主轴；         8—左轴承；     9—开口筒；
10—左密封板；    11—右密封板；  12—左连接轴承；
13—右连接轴承；  14—左偏心套；  15—右偏心套；
16—右轴承；      17—带轮；      18—皮带；
19—左偏心块；    20—右偏心块。
具体实施方式
实施例1
如图1至图3所示的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，包括主轴7和套设在主轴7外的钢轮主体6，所述钢轮主体6包括开口筒9以及固定安装在开口筒9内的左密封板10和右密封板11，所述开口筒9的形状为圆柱形，所述主轴7的左端穿过左密封板10，所述主轴7的右端穿过右密封板11，所述主轴7通过左连接轴承12与左密封板10转动连接，所述左连接轴承12与主轴7之间安装有左偏心套14，所述主轴7通过右连接轴承13与右密封板11转动连接，所述右连接轴承13与主轴7之间安装有右偏心套15，所述主轴7上安装有左偏心块19和右偏心块20，所述左偏心套14和右偏心套15对称设置，所述左偏心块19和右偏心块20对称设置，所述左偏心套14和右偏心套15的偏心方向相同，所述左偏心块19和右偏心块20的偏心方向相同，所述左偏心套14和左偏心块19的偏心方向反向，所述右偏心套15和右偏心块20的偏心方向反向，所述左偏心套14和右偏心套15的偏心距相等且均为A，所述左偏心块19和右偏心块20的偏心距相等且均为e，所述钢轮主体6的质量M与偏心距A的乘积为W1，所述左偏心块19和右偏心块20的质量之和m与偏心距e的乘积为W2，所述W1＝W2。实际制作时，左偏心块19的质量、右偏心块20的质量、左偏心块19的偏心距e和右偏心块20的偏心距e的大小，可以根据钢轮主体6的质量M、左偏心套14的偏心距A和右偏心套15的偏心距A进行调整，但是必须保证M×A＝m×e。
其中，主轴7由a轴段、b轴段、c轴段、d轴段、e轴段、f轴段、g轴段和h轴段多个轴段组成，与左密封板10通过左连接轴承12连接的g轴段上键连接有左偏心套14，与右密封板11通过右连接轴承13连接的e轴段上键连接有右偏心套15。左偏心块19和右偏心块20均固定安装在f轴段上，左偏心块19和右偏心块20通过主轴7的转动带动转动。
如图1所示，所述开口筒9的左端设置有左支撑架1，所述开口筒9的右端设置有右支撑架2，所述主轴7的左端穿过左支撑架1，所述主轴7的右端穿过右支撑架2，所述主轴7通过左轴承8与左支撑架1转动连接，所述主轴7通过右轴承16与右支撑架2转动连接。其中，h轴段通过左轴承8与左支撑架1连接，d轴段通过右轴承16与右支撑架2连接，左支撑架1和右支撑架2起到支撑压路机上部结构的作用。
如图1所示，所述左密封板10和右密封板11对称设置，所述左支撑架1和右支撑架2对称设置。
本实施例中，所述左轴承8、右轴承16、左连接轴承12和右连接轴承13均为滚动轴承，当振动冲击圆形钢轮用于小吨位压路机时，左轴承8、右轴承16、左连接轴承12和右连接轴承13的润滑均可采用脂润滑方式；当振动冲击圆形钢轮用于较大吨位压路机时，左轴承8、右轴承16、左连接轴承12和右连接轴承13的润滑均可采用油润滑方式。
如图1所示，所述左偏心块19和右偏心块20均位于左密封板10与右密封板11之间。
如图1所示，所述左支撑架1设置在开口筒9的左端上部，所述右支撑架2设置在开口筒9的右端上部。
本实施例中，所述左密封板10和右密封板11均通过螺栓固定安装在开口筒9内。
本实施例中，所述左偏心块19和右偏心块20均通过螺栓固定安装在主轴7上。
如图1所示，所述主轴7的右端固定安装有带轮17，实际安装时，带轮17安装在主轴7的b轴段上。
使用时，将左支撑架1和右支撑架2与压路机的机架连接，以将本发明振动冲击圆形钢轮安装在压路机上，带轮17通过振动冲击马达3带动转动，振动冲击马达3通过螺栓4安装在压路机的机架上，振动冲击马达3的输出轴固定安装有第一带轮5，第一带轮5和带轮17通过皮带18连接形成皮带传输(如图4和图5所示)。将安装本发明振动冲击圆形钢轮的压路机运输到被压实路面处后将其开动，在压路机后轮驱动力的作用下，振动冲击圆形钢轮向前运动，在与地面接触位置的摩擦阻力的作用下，振动冲击圆形钢轮会向前滚动。同时，振动冲击马达3通过皮带18和振动冲击马达3动力输出轴上安装的第一带轮5将动力传递到带轮17上，从而带动主轴7旋转，主轴7的转动还会带动左偏心套14和右偏心套15绕主轴7的轴心转动，进而通过左连接轴承12和右连接轴承13使得钢轮主体6绕主轴7偏心转动，对被压实材料产生周期性的振动与柔性冲击的复合作用。与此同时，主轴7的转动还会带动左偏心块19和右偏心块20绕主轴7的轴心转动，由于主轴7上安装的左偏心套14、右偏心套15、左偏心块19和右偏心块20具有以下特点，即左偏心套14和右偏心套15对称设置，左偏心块19和右偏心块20对称设置，左偏心套14和右偏心套15的偏心方向相同，左偏心块19和右偏心块20的偏心方向相同，左偏心套14和左偏心块19的偏心方向反向，右偏心套15和右偏心块20的偏心方向反向，左偏心套14和右偏心套15的偏心距相等且均为A，左偏心块19和右偏心块20的偏心距相等且均为e，钢轮主体6的质量M与偏心距A的乘积为W1，左偏心块19和右偏心块20的质量之和m与偏心距e的乘积为W2，且W1＝W2。因此，主轴7上安装的左偏心块19和右偏心块20产生的离心力之和与钢轮主体6偏心产生的激振力大小相等且方向相反，左偏心块19和右偏心块20产生的力矩之和与钢轮主体6偏心产生的力矩大小相等且方向相反，它们在主轴上构成了平衡力系，即左偏心块19和右偏心块20与钢轮主体6在主轴7上产生的空间力系的合力为0，左偏心块19和右偏心块20与钢轮主体6在主轴7上产生的空间力系的合力矩也为0，主轴7不受振动与冲击力的作用，振动冲击圆形钢轮不会因发生跳振而离地。
实施例2
如图6所示，本实施例与实施例1不同的是：所述右支撑架2的外侧安装有振动冲击马达3，所述振动冲击马达3的输出轴与主轴7的右端固定连接。实际安装时，振动冲击马达3的输出轴可以通过花键直接与主轴7的右端连接传递动力。
本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。
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换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：包括主轴(7)和套设在主轴(7)外的钢轮主体(6)，所述钢轮主体(6)包括开口筒(9)以及固定安装在开口筒(9)内的左密封板(10)和右密封板(11)，所述开口筒(9)的形状为圆柱形，所述主轴(7)的左端穿过左密封板(10)，所述主轴(7)的右端穿过右密封板(11)，所述主轴(7)通过左连接轴承(12)与左密封板(10)转动连接，所述左连接轴承(12)与主轴(7)之间安装有左偏心套(14)，所述主轴(7)通过右连接轴承(13)与右密封板(11)转动连接，所述右连接轴承(13)与主轴(7)之间安装有右偏心套(15)，所述主轴(7)上安装有左偏心块(19)和右偏心块(20)，所述左偏心套(14)和右偏心套(15)对称设置，所述左偏心块(19)和右偏心块(20)对称设置，所述左偏心套(14)和右偏心套(15)的偏心方向相同，所述左偏心块(19)和右偏心块(20)的偏心方向相同，所述左偏心套(14)和左偏心块(19)的偏心方向反向，所述右偏心套(15)和右偏心块(20)的偏心方向反向，所述左偏心套(14)和右偏心套(15)的偏心距相等且均为A，所述左偏心块(19)和右偏心块(20)的偏心距相等且均为e，所述钢轮主体(6)的质量M与偏心距A的乘积为W1，所述左偏心块(19)和右偏心块(20)的质量之和m与偏心距e的乘积为W2，所述W1＝W2。
2.按照权利要求1所述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述开口筒(9)的左端设置有左支撑架(1)，所述开口筒(9)的右端设置有右支撑架(2)，所述主轴(7)的左端穿过左支撑架(1)，所述主轴(7)的右端穿过右支撑架(2)，所述主轴(7)通过左轴承(8)与左支撑架(1)转动连接，所述主轴(7)通过右轴承(16)与右支撑架(2)转动连接。
3.按照权利要求2所述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述左密封板(10)和右密封板(11)对称设置，所述左支撑架(1)和右支撑架(2)对称设置。
4.按照权利要求2所述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述左轴承(8)、右轴承(16)、左连接轴承(12)和右连接轴承(13)均为滚动轴承。
5.按照权利要求1所述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述左偏心块(19)和右偏心块(20)均位于左密封板(10)与右密封板(11)之间。
6.按照权利要求1所述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述左支撑架(1)设置在开口筒(9)的左端上部，所述右支撑架(2)设置在开口筒(9)的右端上部。
7.按照权利要求1所述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述左密封板(10)和右密封板(11)均通过螺栓固定安装在开口筒(9)内。
8.按照权利要求1所述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述左偏心块(19)和右偏心块(20)均通过螺栓固定安装在主轴(7)上。
9.按照权利要求1所述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述主轴(7)的右端固定安装有带轮(17)。
10.按照权利要求1所述的一种压路机用振动冲击圆形钢轮，其特征在于：所述右支撑架(2)的外侧安装有振动冲击马达(3)，所述振动冲击马达(3)的输出轴与主轴(7)的右端固定连接。
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