CN106703002A - 防后倾结构件、防后倾装置以及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防后倾结构件、防后倾装置以及工程机械，涉及工程机械技术领域。解决了现有技术存在减振效果较差的技术问题。该防后倾结构件包括座体以及减振颗粒，其中：座体设置有活动腔以及与活动腔连通的嵌入口；减振颗粒填充于活动腔内且其占据活动腔的部分空间，减振颗粒能至少通过与由嵌入口嵌入的伸缩移动件摩擦或减振颗粒之间的非弹性碰撞的方式耗散掉伸缩移动件上的振动能量。该防后倾装置包括伸缩移动件以及本发明提供的防后倾结构件。该工程机械包括臂架、转台、人字架以及本发明提供的防后倾装置。本发明用于提高防后倾结构件的减振效果。

Description

防后倾结构件、防后倾装置以及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种防后倾结构件、设置该防后倾结构件的防后倾装置以及设置该防后倾装置的工程机械。

背景技术

强夯机是一种频繁地将夯锤提升到指定高度，通过脱钩装置释放夯锤，夯锤自由下落后产生的巨大能量，对地基产生强大的振动与冲击，进而提高地基承载力、降低地基沉降量的大型工程机械施工设备，已被广泛应用于公路、铁路、机场、码头、围海造田、山区回填等地基处理中。

在脱钩装置的作用下，夯锤提升到一定高度后突然下落，存储于上车系统的能量瞬间得到释放，臂架在此能量的驱动下前后摆动，且幅度较大，极易引起强夯机薄弱部件的疲劳破坏，同时存在着整机倾翻的危险性。

为降低臂架摆动，提高整车安全性和使用寿命，专利号为201220276976.8的发明专利是在防后倾杆和人字架之间安装液压缸作为缓冲缸来缓冲夯锤释放后强夯机臂架的晃动。专利号为201210328124.3的发明专利是在防后倾杆上套设阻尼件，阻尼件与防后倾杆之间加装卡箍来调节摩擦力，此摩擦力用于消耗臂架晃动能量，有效降低臂架的振动和反弹。

现有强夯机的臂架减摆方式采用在防后倾装置的内管与外管之间安装钢质压簧或在防后倾外管与人字架之间安装液压缸的方式吸收夯锤脱钩后臂架后摆的部分能量，减小臂架摆动幅度，提高整机稳定性。但本申请人发现：现有技术至少存在以下技术问题：

1、现有技术中防后倾装置的外管依靠弹簧对内管进行减振，弹簧阻尼系数小，回弹频次多，增大了臂架回摆幅度和次数、减振效果较差，最终导致整机稳定性较差；

2、现有技术中液压缸方案成本较高，故障率较高，效果较差；

3、现有技术中阻尼缓冲装置在臂架后倾冲击力的作用下，阻尼件易导致疲劳破坏，卡箍松紧度变化易导致阻尼件与防后倾杆之间摩擦力的变化，当卡箍力较小时易出现防后倾杆被顶弯，臂架后倾翻的危险。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种防后倾结构件、设置该防后倾结构件的防后倾装置以及设置该防后倾装置的工程机械，解决了现有技术存在减振效果较差的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明实施例提供的防后倾结构件，包括座体以及减振颗粒，其中：所述座体设置有活动腔以及与所述活动腔连通的嵌入口；

所述减振颗粒填充于所述活动腔内且其占据所述活动腔的部分空间，所述减振颗粒能至少通过与由所述嵌入口嵌入的伸缩移动件摩擦或非弹性碰撞的方式耗散掉所述伸缩移动件上的振动能量。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述减振颗粒为球体或椭球体。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述减振颗粒所占据的所述活动腔的体积不大于所述活动腔容积的85％。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述减振颗粒的长度尺寸为1mm-35mm。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述减振颗粒为合金材质、金属材质、石块或沙子。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述座体为管体，所述管体轴向方向上的其中一端的端口形成所述嵌入口，所述管体轴向方向上的其中另一端封闭。

本发明实施例提供的防后倾装置，包括伸缩移动件以及本发明任一技术方案提供的防后倾结构件，其中：

所述伸缩移动件的至少其中一端穿过所述嵌入口并嵌于所述座体的活动腔内的所述减振颗粒之内。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述伸缩移动件嵌于所述座体的活动腔之内的一端设置有推挡部件，所述推挡部件能加大伸缩移动件端部与减振颗粒的接触面积且能阻挡所述减振颗粒从所述伸缩移动件与所述活动腔内壁之间的间隙渗透出所述活动腔。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述推挡部件为法兰。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述伸缩移动件为管体，且所述伸缩移动件的内腔与所述座体的活动腔彼此相连通。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述伸缩移动件与所述座体之间还设置有弹性件，所述弹性件施加的弹力能将所述伸缩移动件与所述座体弹开。

本发明实施例提供的工程机械，包括臂架、转台、人字架以及本发明任一技术方案提供的防后倾装置，其中：

所述防后倾装置的所述座体与所述伸缩移动件两者其中之一与所述人字架或所述转台相连接；所述座体与所述伸缩移动件两者其中另一与所述臂架相连接。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

本发明提供的防后倾结构件中，减振颗粒能至少通过与由座体上的嵌入口嵌入的伸缩移动件摩擦或非弹性碰撞的方式耗散掉伸缩移动件上的振动能量，由此本发明可以利用减振颗粒将伸缩移动件上的振动能量及时、有效地耗散掉，相对于现有技术中采用的弹簧、液压缸或阻尼缓冲装置而言，减振颗粒对振动能量的耗散效率更高，减振效果更为理想，所以解决了现有技术存在减振效果较差的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为本发明实施例所提供的防后倾装置应用于强夯机时，防后倾装置与其他部件之间的连接关系的示意图；

图2为图1所示A区域内座体的剖视放大示意图；

附图标记：1、固定板；2、防后倾上端铰接头；3、销轴；4、伸缩移动件；5、臂架；6、滑道；7、弹性件；8、座体；9、销轴；10、防后倾下端铰接头；11、人字架；12、转台；13、减振颗粒；14、推挡部件。

具体实施方式

下面可以参照附图图1～图2以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。

本发明实施例提供了一种减振效果更为理想的防后倾结构件、设置该防后倾结构件的防后倾装置以及设置该防后倾装置的工程机械。

下面结合图1～图2对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

如图1～图2所示，本发明实施例所提供的防后倾结构件包括座体(可以采用现有的防后倾外管)8以及减振颗粒(下文可以称为散体颗粒，也可以简称为颗粒)13，其中：座体8设置有活动腔以及与活动腔连通的嵌入口；减振颗粒13填充于活动腔内且其占据活动腔的部分空间，减振颗粒13能至少通过与由嵌入口嵌入的伸缩移动件4摩擦或非弹性碰撞的方式耗散掉伸缩移动件4上的振动能量。

本发明提供的防后倾结构件中，减振颗粒13能至少通过与由座体8上的嵌入口嵌入的伸缩移动件4摩擦或非弹性碰撞的方式耗散掉伸缩移动件4上的振动能量，由此本发明可以利用减振颗粒13将伸缩移动件4上的振动能量及时、有效地耗散掉，相对于现有技术中采用的弹簧、液压缸或阻尼缓冲装置而言，减振颗粒13对振动能量的耗散效率更高，减振效果更为理想。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，减振颗粒13为球体或椭球体。该结构的颗粒流动性强，有利于迅速将伸缩移动件4上的振动能量传导至颗粒上并通过颗粒之间的摩擦或非弹性碰撞等方式将振动能量消耗掉。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，减振颗粒13所占据的活动腔的体积不大于活动腔容积的85％，具体可以为20％-85％，优选为60％，也可以为20％、25％、70％、80％。

上述数值范围内可以确保较优的减振效果。当减振物质占据内腔容积过大时，减振物质的流动空间过小，不利于利用不同的颗粒之间、颗粒与内腔之间的摩擦、非弹性碰撞消耗振动能量，减振物质占据内腔容积过小时，减振物质之间、减振物质与座体内腔之间的摩擦、非弹性碰撞个数过少，所能吸收的来自于伸缩移动件4的振动能量较少，不利于提高减振效果。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，减振颗粒13的长度尺寸为1mm-35mm。优选为2mm-20mm，例如可以为3mm、8mm、15mm、18mm。如颗粒为球体时，该长度尺寸指代其直径。该尺寸的颗粒不仅容易制造，而且颗粒与活动腔之间的接触面积以及摩擦面积均较大，可以较好地将伸缩移动件4传导来的振动能量传导至其他颗粒并最终将该振动能量耗散掉。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，颗粒为合金材质(优选为铅合金)、金属材质(具体可以为铅、铜、钢)、石块或沙子。上述材质的颗粒取材方便，成本低廉，优选为采用铅材质，铅材质密度大，刚性弱，耗散振动能量的效率高。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，座体8为管体，管体轴向方向上的其中一端的端口形成嵌入口，管体轴向方向上的其中另一端封闭。上述结构不仅方便减振颗粒13的装载，而且可以对伸缩移动件4起到良好的限位、导向作用。座体8的具体结构可以采用现有的防后倾外管类似的结构。

本发明实施例所提供的防后倾装置，包括伸缩移动件4以及本发明任一技术方案提供的防后倾结构件，其中：伸缩移动件4的至少其中一端穿过嵌入口并嵌于座体8的活动腔内的减振颗粒13之内。

防后倾装置适宜采用本发明提供的防后倾结构件以提高其对伸缩移动件4的减振效果。伸缩移动件4的结构可以设计为类似现有的防后倾内管。伸缩移动件4可以一端穿过嵌入口并嵌于座体8的活动腔内的减振颗粒13之内，也可以两端均穿过嵌入口并嵌于座体8的活动腔内的减振颗粒13之内，其通过与减振颗粒13的摩擦以耗散其上的振动能量。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，伸缩移动件4嵌于座体8的活动腔之内的一端设置有推挡部件14，推挡部件14能加大伸缩移动件4端部与减振颗粒13的接触面积且能阻挡减振颗粒13从伸缩移动件4与活动腔内壁之间的间隙渗透出活动腔。推挡部件14不仅可以加大伸缩移动件4端部与减振颗粒13的接触面积，还可以避免减振颗粒13渗透至伸缩移动件4与活动腔的内壁之间而造成起减振作用的颗粒数量的减少和对活动腔内壁的严重磨损。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，推挡部件14为法兰。法兰便于实施连接作业，同时结构简单，方便批量生产。

本发明的上述结构具有结构简单、安装方便、制造成本低的优点，伸缩移动件(可以采用现有的防后倾内管)4其端面焊接法兰，增大了端面与减振颗粒的接触面积，防止减振颗粒13进入伸缩移动件4与座体8的活动腔之间的间隙(该间隙可以理解为内外管之间的腔体)中；当使用防后倾外管作为座体8时，给座体8的活动腔内添加一定数量的减振颗粒13，其外形尺寸没有变化；

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，伸缩移动件4为管体，且伸缩移动件4的内腔与座体8的活动腔彼此相连通。该结构可以利用伸缩移动件4的内腔壁面与减振颗粒13的摩擦进一步提高伸缩移动件4的减振效果。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，伸缩移动件4与座体8之间还设置有弹性件7(可以为弹簧或其他弹性元件，优选为钢弹簧)，弹性件7施加的弹力能将伸缩移动件4与座体8弹开。

伸缩移动件4延伸出座体8之外的部分设置有限位凸沿，座体8的嵌入口处设置有止位凸沿，弹性件7套设在伸缩移动件4上，且弹性件7的其中一端抵接在限位凸沿上，弹性件7的其中另一端抵接在止位凸沿上。该结构可以充分利用弹性件7的弹力，同时避免弹性件7从伸缩移动件4上脱出。弹性件7的结构与设置方式可以与现有的介于防后倾内管与防后倾外管之间的弹簧类似或相同。

由上可见，本发明具有应用范围广的优点，本发明座体8(可以采用现有的防后倾外管)的活动腔(或称：内腔)内添加减振颗粒13，此减振颗粒13不需要维护，将以附加刚度和附加阻尼的形式并联到原有防后倾装置中，在实现臂架5摆动耗能的同时，几乎不改变原有防后倾装置的固有特性。

本发明实施例所提供的工程机械，优选为强夯机，包括臂架5、转台12、人字架11以及本发明任一技术方案提供的防后倾装置，其中：防后倾装置的座体8与伸缩移动件4两者其中之一与人字架11或转台12相连接(座体8优选为与人字架11通过防后倾下端铰接头10相铰接)；座体8与伸缩移动件4两者其中另一与臂架5相连接(伸缩移动件4优选为与固设在臂架5上的滑道6以及固定板1通过防后倾上端铰接头2相抵接，防后倾上端铰接头2可以在臂架5上的滑道6上沿滑道6滑动)。本文中连接可以包括铰接、固定连接以及抵接。

工程机械尤其是强夯机的臂架5适宜应用本发明提供的防后倾装置以提高其减振效果。

本发明提供的优选技术方案除了具有以上优点之外，其还具有作用频带宽、耗能效果好的优点，当夯锤脱钩后，臂架5后倾，伸缩移动件4(可以理解为防后倾内管)的端面挤压减振颗粒13，减振颗粒13之间以及减振颗粒13与活动腔之间非弹性碰撞和相互摩擦，臂架5的摆动能量在减振颗粒13中进行传递和耗散，臂架5摆动幅度快速降低，臂架5趋稳时间快速缩短，整机稳定性得到大幅提高。

下文结合附图1和图2集中说明本发明提供的优选技术方案：

本发明实施例优选技术方案提供的工程机械具体优选为强夯机，与防后倾装置相关联的零部件有固定板1，防后倾上端铰接头2，臂架5，滑道6、防后倾装置的伸缩移动件(具体可以为防后倾内管)4、弹性件(具体可以为钢质压簧)7、座体(具体可以为防后倾外管)8，人字架11，转台12和减振颗粒13。

固定板1焊接于臂架5上，防后倾上端铰接头2可沿焊接在臂架5上的滑道6滑动，伸缩移动件4与防后倾上端铰接头2通过销轴3铰接在一起，伸缩移动件4和座体8之间安装弹性件7，座体8与焊接在人字架11上的防后倾下端铰接头10通过销轴9铰接固定，其中在座体8的腔体即活动腔内添加一定体积的减振颗粒(具体为钢球)，臂架5和人字架11均安装在转台12上。

夯锤脱钩后，臂架5后倾，焊接于臂架5上的固定板1后倾压紧防后倾上端铰接头2，防后倾上端铰接头2通过销轴3压紧伸缩移动件4，处于伸缩移动件4与座体8之间的弹性件7压缩，吸收臂架5后摆的部分能量，降低臂架5摆动幅度，伸缩移动件4下端面焊接小于座体8内腔直径的法兰14，座体8内腔与法兰14圆柱面之间的间隙小于减振颗粒13直径，起到增加伸缩移动件4与减振颗粒13的接触面积，同时防止减振颗粒13沿座体8内腔泄漏的作用，伸缩移动件4在座体8腔体内向下滑动，冲击挤压座体8腔体内减振颗粒13，引起减振颗粒13间力链逐渐增强，减振颗粒13之间以及减振颗粒13与伸缩移动件4、座体8的腔体之间非弹性碰撞和相互摩擦越加强烈，减振颗粒13重力势能和动能迅速增大，将夯锤脱钩后臂架5后摆能量转移到减振颗粒13中，通过减振颗粒13之间以及减振颗粒13与伸缩移动件4、座体8的腔体之间非弹性碰撞和相互摩擦进行耗散，进而实现了再次降低臂架5的后摆幅度；臂架5后倾到极限位置后，在惯性力作用下，臂架5前倾，伸缩移动件4从座体8的最低位置向最高位置运动的过程中，由于伸缩移动件4挤压力的降低，减振颗粒13间力链逐渐减弱，减振颗粒13在重力作用下逐渐恢复原位，两者往复进行最终实现快速降低臂架5摆动幅度，缩短摆动臂架5趋稳时间的目的，提高了工作状态下整机稳定性和安全性。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

在本发明的描述中如果使用了术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等，那么上述术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的防后倾结构件或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (12)

1.一种防后倾结构件，其特征在于，包括座体(8)以及减振颗粒(13)，其中：所述座体(8)设置有活动腔以及与所述活动腔连通的嵌入口；

所述减振颗粒(13)填充于所述活动腔内且其占据所述活动腔的部分空间，所述减振颗粒(13)能至少通过与由所述嵌入口嵌入的伸缩移动件(4)摩擦或减振颗粒(13)之间的非弹性碰撞的方式耗散掉所述伸缩移动件(4)上的振动能量。

2.根据权利要求1所述的防后倾结构件，其特征在于，所述减振颗粒(13)为球体或椭球体。

3.根据权利要求1所述的防后倾结构件，其特征在于，所述减振颗粒(13)所占据的所述活动腔的体积不大于所述活动腔容积的85％。

4.根据权利要求1所述的防后倾结构件，其特征在于，所述减振颗粒(13)的长度尺寸为1mm-35mm。

5.根据权利要求1所述的防后倾结构件，其特征在于，所述减振颗粒(13)为合金材质、金属材质、石块或沙子。

6.根据权利要求1所述的防后倾结构件，其特征在于，所述座体(8)为管体，所述管体轴向方向上的其中一端的端口形成所述嵌入口，所述管体轴向方向上的其中另一端封闭。

7.一种防后倾装置，其特征在于，包括伸缩移动件(4)以及权利要求1－6任一所述的防后倾结构件，其中：

所述伸缩移动件(4)的至少其中一端穿过所述嵌入口并嵌于所述座体(8)的活动腔内的所述减振颗粒(13)之内。

8.根据权利要求7所述的防后倾装置，其特征在于，所述伸缩移动件(4)嵌于所述座体(8)的活动腔之内的一端设置有推挡部件(14)，所述推挡部件(14)能加大伸缩移动件(4)端部与减振颗粒(13)的接触面积且能阻挡所述减振颗粒(13)从所述伸缩移动件(4)与所述活动腔内壁之间的间隙渗透出所述活动腔。

9.根据权利要求8所述的防后倾装置，其特征在于，所述推挡部件(14)为法兰。

10.根据权利要求7所述的防后倾装置，其特征在于，所述伸缩移动件(4)为管体，且所述伸缩移动件(4)的内腔与所述座体(8)的活动腔彼此相连通。

11.根据权利要求7所述的防后倾装置，其特征在于，所述伸缩移动件(4)与所述座体(8)之间还设置有弹性件(7)，所述弹性件(7)施加的弹力能将所述伸缩移动件(4)与所述座体(8)弹开。

12.一种工程机械，其特征在于，包括臂架(5)、转台(12)、人字架(11)以及权利要求7－11任一所述的防后倾装置，其中：

所述防后倾装置的所述座体(8)与所述伸缩移动件(4)两者其中之一与所述人字架(11)或所述转台(12)相连接；所述座体(8)与所述伸缩移动件(4)两者其中另一与所述臂架(5)相连接。