CN107109807A - 压实机的振动隔离 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种振动压实机，其包括主动隔振装置，用于减少在偏心轴的旋转期间产生的振动，该偏心轴具有附接到偏心轴的偏心块。该主动隔振装置包括：滚轮；推进马达，该推进马达被构造成使滚轮旋转；驱动板，该驱动板以如下方式布置在推进马达和滚轮之间，使得该驱动板连接到推进马达以向滚轮传递旋转力；和滚轮支撑件，该滚轮支撑件被构造成可旋转地支撑滚轮。该主动隔振装置还包括：第一主动隔振质量，该第一主动隔振质量布置在滚轮支撑件和滚轮之间；第二主动隔振质量，该第二主动隔振质量布置在驱动板和滚轮之间；偏心轴，该偏心轴被构造成在穿过第一主动隔振质量、滚轮和第二主动隔振质量的同时旋转；主偏心块，该主偏心块在滚轮内附接到偏心轴；主动隔振偏心块，该主动隔振偏心块在第一主动隔振质量和第二主动隔振质量内附接到偏心轴中的每一个；和振动马达，该振动马达被构造成使偏心轴旋转。根据本公开的主动隔振装置，当偏心轴旋转时，由主动隔振偏心块产生的振动的相位与由主偏心块产生的振动的相位相反，并且，由主动隔振偏心块产生的振动抵消由主偏心块产生的振动。

Description

压实机的振动隔离

技术领域

本公开总体上涉及施工车辆，更具体地，涉及在道路施工中使用的具有振动辊的压实机的主动式振动隔离(active vibration isolation)。

背景技术

振动压实机具有由于包含偏心块(eccentric weight)的轴的旋转而使其振动的部件。希望将该振动与这种压实机的结构的其余部件适当地隔离。例如，图1中示意性地示出了用于土壤和沥青的振动压实机的滚轮(drum)的振动隔离方法。

该滚轮与此机械的其余部件(即，如图1所示的框架)之间通常需要振动隔离。

通常，通过使用被构造成将振动部件连接到该机械的其余部件的弹性材料(如橡胶或金属弹簧)来实现振动隔离。图1中示出在“滚轮和承载轴承”之间以及在“滚轮和驱动板”之间使用了橡胶隔离件。

更复杂的振动隔离方法采用了次级质量，这通常被称为“两级隔振”。如果正确选择所述质量和隔离件，则这种两级隔振系统能够比前文所示的“单级隔振”系统产生更好的隔振。两级隔振系统的目的是允许所述两级隔振质量具有比滚轮更小振幅的振动，从而将更少的振动传递到框架。

过去，已经在英格索兰(Ingersoll-Rand)沥青压实机上使用了这种两级隔振系统的构思。图2中示意性地示出了该两级隔振系统。在“滚轮和承载轴承”之间以及“滚轮和驱动板”之间存在两级隔振质量，并且每个部件都用隔离件进行缓冲。

发明内容

根据本公开的主动隔振装置采用两级隔振系统，并且增加了改善隔振的机制。尽管两级隔振质量的振动幅度小于滚轮的振动幅度，但传统的两级隔振质量仍具有一定的振动幅度。根据本公开的主动隔振装置以如下方式向所述两级隔振质量增加了偏心块：该偏心块抵消了由滚轮振动引起的所述两级隔振质量的运动。

根据本公开的主动隔振装置包括三个偏心块；主偏心块仍处于滚轮内，而两个额外的偏心块分别位于每个主动隔振质量中。(术语“主动隔振质量”用于将其自身与图2中的常规两级隔振系统中使用的被动隔振质量区分开)。还应注意，主动隔振偏心块64和66与位于滚轮40内的主偏心块62的相位不同。主动隔振偏心块64和66将使主动隔振质量20和30在与滚轮振动所引起的运动方向相反的方向上移动。所有三个偏心块62、64和66都位于由单个振动马达50旋转的公共轴上。在该轴中，可能需要一些接头，以允许部件20、30和60之间的相对运动。所有这些接合的部件的旋转将是共同的。

为了以不同的方式描述这种行为，假设所述滚轮以5mm的振幅振动。对于图2所示的两级系统，也假设所述两级隔振质量以3mm的振幅振动。因此，所述框架将经受由该3mm振幅引起的振动。

在本公开中，我们假设所述主动隔振偏心块被选择成使得它导致主动隔振质量以3mm的振幅振动，并且所述主动隔振偏心块被定向成使得该运动的方向与所述两级情况中的运动相反。滚轮振动的影响和主动隔振偏心块的影响将相互抵消。所述主动隔振质量的最终振动幅度为零。因此，无振动被传递到所述框架。

以上示例是理想的情况。在实践中，预计所述主动隔振质量仍将存在一定的运动，但与没有上述额外的偏心块时的振动相比，预期该运动将非常小。

根据本公开的主动隔振装置适用于具有偏心块的旋转轴引起振动的任何情况。为了简化说明该构思，本公开的其余部分假设振动压实机的滚轮是需要隔振的部件。

附图说明

图1是示出了根据现有技术的、用于减少由振动压实机产生的振动的振动隔离系统的一个实例的截面视图。

图2是示出了根据现有技术的、用于减少由振动压实机产生的振动的振动隔离系统的另一个示例的截面视图。

图3是示出了根据本公开的实施例的、用于振动压实机的主动隔振装置的截面视图。

具体实施方式

出于说明性目的，已呈现了对于本公开的实施例的上述描述；但该描述并非旨在是穷尽性的或将本发明局限于所公开的确切形式。本领域技术人员可以理解，根据上述教导，可以进行许多修改和变型。因此，本发明的范围不限于本文的详细描述，而是由所附权利要求限定。

如“背景技术”部分所描述的，振动压实机的滚轮(roller drum)包括轴，该轴包含在旋转的同时产生振动的偏心块。在这种振动被传递到框架和该压实机的其他元件的情况下，可能导致部件的断裂或故障。因此，需要一种解决方案来减少在滚轮的偏心轴旋转期间所产生的振动，使得该振动不能传递到压实机的其它部件。

根据图1所示的现有技术的单级隔振系统采用了将滚轮与框架隔离的隔离件以减少振动，并且，根据图2所示的现有技术的两级隔振系统在滚轮和承载轴承之间以及滚轮和驱动板之间采用了两级隔振质量，以将滚轮与所述框架隔离。根据本公开的主动隔振装置是对图2的常规两级隔振的改进。该主动隔振装置采用了新的偏心块，以产生与位于滚轮内的主偏心块所产生的振动具有相反相位的振动，从而更有效地减少振动。

图3是示出了根据本公开的、用于振动压实机的主动隔振装置的截面视图。

根据本公开的主动隔振装置包括滚轮40。该主动隔振装置还可包括用于使滚轮旋转的推进马达16。该滚轮通常是旋转的辊式滚轮。振动压实机的滚轮和布置在该滚轮中的偏心块62有效地压实地面，并利用由偏心块产生的振动和由滚轮自身的重量引起的力一起来产生用于将地面压实的挤压力。

在一个实施例中，所述推进马达可供应有来自压实机的发动机的动力，此发动机通过所述框架连接到该推进马达。该推进马达可连接到另一个动力源装置。该推进马达产生用于驱动所述滚轮的推进力。

根据本公开的主动隔振装置包括驱动板，该驱动板位于所述推进马达和滚轮之间，并且连接到所述推进马达以将旋转力传递到滚轮。

根据本公开的主动隔振装置包括滚轮支撑件14。由于该振动压实机中的滚轮布置在所述框架之间，需要在所述框架的一侧处安装一个部件以便可旋转地支撑滚轮。滚轮支撑件14用于可旋转地支撑滚轮。该滚轮支撑件连接到承载轴承12，以便滚轮可相对于所述框架旋转。

根据本公开的主动隔振装置包括第一主动隔振质量20和第二主动隔振质量30。第一主动隔振质量20布置在滚轮支撑件14和滚轮40之间，而第二主动隔振质量30布置在驱动板18和滚轮40之间。参考图2，布置在所述滚轮和框架之间以及滚轮和驱动板之间的隔振质量是仅具有恒定重量和简单结构的部件。该两级隔振系统的隔振质量的缺点在于它不具有产生振动的结构或功能。相反，根据本公开的主动隔振装置的每个主动隔振质量中都限定有空间，以允许每个主动隔振偏心块64和66在该空间内旋转。此外，每个所述主动隔振质量中形成有通孔，以允许偏心轴60以贯穿的形式装配到所述主动隔振质量中。

根据本公开的主动隔振装置包括偏心轴60和被构造成使偏心轴60旋转的振动马达50，该偏心轴60在穿过第一主动隔振质量20、滚轮40和第二主动隔振质量30的状态下旋转。在现有技术中，偏心轴以贯穿的形式仅装配到滚轮中，并且仅用于在其旋转期间在滚轮内产生振动。相反，在根据本公开的主动隔振装置中，偏心轴被设计成在其旋转期间、在所述主动隔振质量内以及滚轮内都产生振动。

参考图3，已经示出了：尽管偏心轴60按如下顺序以贯穿的方式装配到第一主动隔振质量20、滚轮40和第二主动隔振质量30中，但这仅是一个示例，并且，取决于该振动压实机的设计，偏心轴60也可按另外的顺序以贯穿的方式装配到第一主动隔振质量20、滚轮40和第二主动隔振质量30中。另外，参考图3，振动马达50布置在第一主动隔振质量20和滚轮支撑件12之间(即，布置在左框架附近)，但振动马达50也可布置在第二主动隔振质量30和驱动板18之间(即，布置在右框架附近)。根据本公开的主动隔振装置包括多个连接器100，所述多个连接器100布置在滚轮支撑件和第一主动隔振质量之间、在第一主动隔振质量和滚轮之间、在滚轮和第二主动隔振质量之间、以及在第二主动隔振质量和驱动板之间。

根据本公开的主动隔振装置包括在滚轮内附接到偏心轴60的主偏心块62和分别在第一主动隔振质量20和第二主动隔振质量30内附接到偏心轴60的一个或多个主动隔振偏心块64和66。主偏心块62随着偏心轴60的旋转一起旋转，以在滚轮内产生振动。所述主动隔振偏心块可布置在第一主动隔振质量20和第二主动隔振质量30内，并随着偏心轴60的旋转一起旋转，以在所述主动隔振质量内产生振动。位于第一主动隔振质量20内的主动隔振偏心块64可以称为第一主动隔振偏心块64，并且，位于第二主动隔振质量30内的主动隔振偏心块66可以称为第二主动隔振偏心块66。

在根据本公开的主动隔振装置中，所述主动隔振偏心块和主偏心块被构造成使得：当偏心轴旋转时，由主动隔振偏心块产生的振动的相位与由主偏心块产生的振动的相位相反。参考图3，主偏心块62和两个主动隔振偏心块64、66在彼此不同的方向上附接到偏心轴60。为了减少在主偏心块的旋转期间产生的振动，所述主动隔振偏心块优选在与主偏心块附接到偏心轴60的方向相反的方向上附接到偏心轴60。但这是理想情况的假设，可以根据该振动压实机来调整主偏心块和主动隔振偏心块附接到偏心轴60的方向。

此外，可调整所述主动隔振偏心块的重量，以减少由主偏心块产生的振动。可根据旋转轴旋转的速度范围来调整主偏心块和振动压实机的重量。此外，应调整所述主动隔振偏心块，以使其具有足以容纳在每个主动隔振质量中的尺寸。所述主动隔振质量的内部空间的尺寸应形成得足够大，以便所述主动隔振偏心块基于偏心轴在其中旋转的通孔而旋转。

结果，通过上述构造，当偏心轴60旋转时，由所述主动隔振偏心块产生的振动能够抵消由主偏心块产生的振动，因此防止了由滚轮产生的振动被传递到该压实机的框架。

根据本公开的另一个实施例的主动隔振装置可包括至少一个隔离件，该至少一个隔离件布置在第一主动隔振质量20和滚轮40之间、在第一主动隔振质量20和滚轮支撑件14之间、在第二主动隔振件质量30和驱动板18之间、以及在第二主动隔振质量30和滚轮40之间。此外，所述连接器100中的至少一个可用作隔离件以减少振动。

该隔离件可在滚轮旋转期间减少从滚轮40、第一主动隔振质量20和第二主动隔振质量30产生的振动。优选地，该隔离件可以由能够吸收振动的弹性材料(例如橡胶)制成。

在一个方面，根据本公开的另一实施例的主动隔振装置可被描述为包括振动压实机的框架。

换句话说，根据本公开的另一实施例的主动隔振装置可包括框架10，该框架10在一侧设有承载轴承12和滚轮支撑件14以可旋转地支撑滚轮，并在另一侧形成有连接到驱动板18的推进马达16。该承载轴承和滚轮支撑件允许滚轮在被所述框架之间的恒定轴(constant shaft)支撑的同时旋转。

根据本公开的另一实施例的主动隔振装置包括布置在滚轮支撑件和滚轮之间的第一主动隔振质量20、和布置在驱动板和滚轮之间的第二主动隔振质量30。此外，该主动隔振装置包括：偏心轴60，该偏心轴60被构造成在穿过第一主动隔振质量20、滚轮和第二主动隔振质量30的同时旋转；主偏心块62，该主偏心块62在滚轮内附接到偏心轴60；主动隔振偏心块64和66，该主动隔振偏心块64和66在第一主动隔振质量20和第二主动隔振质量30内分别附接到偏心轴60；以及振动马达50，该振动马达50被构造成使偏心轴60旋转。

在根据本公开的另一实施例的主动隔振装置中，当偏心轴旋转时，由所述主动隔振偏心块产生的振动的相位与由主偏心块产生的振动的相位相反。由所述主动隔振偏心块产生的振动抵消了由主偏心块产生的振动。

本公开的主要优点如下：首先，防止了由于该机械的其他部件(例如滚轮框架、冷却套、电池、翻转保护装置(ROPS))的振动导致的故障或断裂，因而，可以预见到，由于故障而进行部件的维修和更换所需的费用将会减少。该机械的受到抑制的振动为操作者提供了增加的舒适度。此外，由于施加在该机械上的振动负荷将少得多，可以预见到能够在工作期间抑制噪音。

Claims (9)

1.一种振动压实机，包括：

滚轮；

推进马达，所述推进马达被构造成使所述滚轮旋转；

驱动板，所述驱动板以连接到所述推进马达以将旋转力传递到所述滚轮的方式布置在所述推进马达和所述滚轮之间；

滚轮支撑件，所述滚轮支撑件被构造成以可旋转方式支撑所述滚轮；

第一主动隔振质量，所述第一主动隔振质量布置在所述滚轮支撑件和所述滚轮之间；

第二主动隔振质量，所述第二主动隔振质量布置在所述驱动板和所述滚轮之间；

多个连接器，所述多个连接器布置在所述滚轮支撑件和所述第一主动隔振质量之间、在所述第一主动隔振质量和所述滚轮之间、在所述滚轮和所述第二主动隔振质量之间、以及在所述第二主动隔振质量和所述驱动板之间；

偏心轴，所述偏心轴被构造成在穿过所述第一主动隔振质量、所述滚轮和所述第二主动隔振质量的同时旋转；

主偏心块，所述主偏心块在所述滚轮内附接到所述偏心轴；

主动隔振偏心块，所述主动隔振偏心块在所述第一主动隔振质量和所述第二主动隔振质量内附接到所述偏心轴中的每一个；以及

振动马达，所述振动马达被构造成使所述偏心轴旋转，

其中，当所述偏心轴旋转时，由所述主动隔振偏心块产生的振动的相位与由所述主偏心块产生的振动的相位相反，并且，由所述主动隔振偏心块产生的振动抵消由所述主偏心块产生的振动。

2.根据权利要求1所述的振动压实机，

其中，所述多个连接器中的至少一个连接器用作隔离件，并且当所述滚轮旋转时，所述隔离件减少由所述第一主动隔振质量、所述滚轮和所述第二主动隔振质量产生的振动。

3.根据权利要求2所述的振动压实机，其中，所述隔离件由能够吸收振动的弹性材料制成。

4.一种振动压实机，包括：

滚轮；

推进马达，所述推进马达被构造成使所述滚轮旋转；

驱动板，所述驱动板以连接到所述推进马达以将旋转力传递到所述滚轮的方式布置在所述推进马达和所述滚轮之间；

滚轮支撑件，所述滚轮支撑件被构造成以可旋转方式支撑所述滚轮；

框架，所述框架在一侧设有承载轴承和所述滚轮支撑件，并在另一侧设有连接到所述驱动板的所述推进马达；

第一主动隔振质量，所述第一主动隔振质量布置在所述滚轮支撑件和所述滚轮之间；

第二主动隔振质量，所述第二主动隔振质量布置在所述驱动板和所述滚轮之间；

多个连接器，所述多个连接器布置在所述滚轮支撑件和所述第一主动隔振质量之间、在所述第一主动隔振质量和所述滚轮之间、在所述滚轮和所述第二主动隔振质量之间、以及在所述第二主动隔振质量和所述驱动板之间；

偏心轴，所述偏心轴被构造成在穿过所述第一主动隔振质量、所述滚轮和所述第二主动隔振质量的同时旋转；

主偏心块，所述主偏心块在所述滚轮内附接到所述偏心轴；

主动隔振偏心块，所述主动隔振偏心块分别在所述第一主动隔振质量和所述第二主动隔振质量内附接到所述偏心轴；以及

振动马达，所述振动马达被构造成使所述偏心轴旋转，

其中，当所述偏心轴旋转时，由所述主动隔振偏心块产生的振动的相位与由所述主偏心块产生的振动的相位相反，并且，由所述主动隔振偏心块产生的振动抵消由所述主偏心块产生的振动。

5.根据权利要求4所述的振动压实机，

其中，所述多个连接器中的至少一个连接器用作隔离件，并且当所述滚轮旋转时，所述隔离件减少由所述第一主动隔振质量、所述滚轮和所述第二主动隔振质量产生的振动。

6.根据权利要求5所述的振动压实机，其中，所述隔离件由能够吸收振动的弹性材料制成。

7.一种主动隔振装置，包括：

滚轮；

驱动板，所述驱动板使所述滚轮旋转；

滚轮支撑件，所述滚轮支撑件被构造成以可旋转方式支撑所述滚轮；

第一主动隔振质量，所述第一主动隔振质量布置在所述滚轮支撑件和所述滚轮之间；

第二主动隔振质量，所述第二主动隔振质量布置在所述驱动板和所述滚轮之间；

多个连接器，所述多个连接器布置在所述滚轮支撑件和所述第一主动隔振质量之间、在所述第一主动隔振质量和所述滚轮之间、在所述滚轮和所述第二主动隔振质量之间、以及在所述第二主动隔振质量和所述驱动板之间；

偏心轴，所述偏心轴被构造成在穿过所述第一主动隔振质量、所述滚轮和所述第二主动隔振质量的同时旋转；

主偏心块，所述主偏心块在所述滚轮内附接到所述偏心轴；

主动隔振偏心块，所述主动隔振偏心块在所述第一主动隔振质量和所述第二主动隔振质量内附接到所述偏心轴中的每一个；以及

振动马达，所述振动马达被构造成使所述偏心轴旋转，

其中，当所述偏心轴旋转时，由所述主动隔振偏心块产生的振动的相位与由所述主偏心块产生的振动的相位相反，并且，由所述主动隔振偏心块产生的振动抵消由所述主偏心块产生的振动。

8.根据权利要求1所述的主动隔振装置，

其中，所述多个连接器中的至少一个连接器用作隔离件，并且当所述滚轮旋转时，所述隔离件减少由所述第一主动隔振质量、所述滚轮和所述第二主动隔振质量产生的振动。

9.根据权利要求2所述的主动隔振装置，其中，所述隔离件由能够吸收振动的弹性材料制成。