CN107109814B - 用于振动压实机的无限可调偏心设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种通过偏心质量的旋转来产生振动的振动压实机，其包括：内偏心杆，该内偏心杆位于振动压实机的滚轮内且设有形成在内偏心杆的一侧上的齿条；与齿条啮合的小齿轮；可变偏心块，该可变偏心块与小齿轮接合，使得可变偏心块与内偏心杆的旋转轴线之间的距离随着小齿轮的旋转而改变，以及外偏心管，该外偏心管包括形成在外偏心管上的孔和形成在外偏心管上的支撑固定件，该孔用于引导齿条的前后移动，该支撑固定件用于固定小齿轮的轴而使得小齿轮与齿条啮合旋转，其中，当内偏心杆前后移动时，与齿条啮合的小齿轮与齿条的移动同样多地旋转，并且，随着可变偏心块的位置的改变，滚轮的振动幅度也发生改变。

Description

用于振动压实机的无限可调偏心设备

技术领域

本发明总体上涉及一种在道路的建造、建筑物、铁路、水坝和其他土或石基结构的地基压实过程中使用的压实机，更具体地，涉及一种具有振动辊的压实机，该振动辊具有多个可变振幅的设定。

背景技术

一些振动压实机被制造成具有可改变滚轮的振动幅度和频率的选项。振动幅度通过滚轮的一侧上的机械轮的旋转而改变。使这种机械轮旋转将改变滚轮内的偏心轴上的偏心质量之间的间距。布置在该轴的一侧上的偏心质量越多，施加到地面上的冲击力越大，且滚轮的振幅越大。这些偏心质量围绕该轴分布得越对称，施加到地面上的冲击力越小。通常，频率和振幅是成对设置的，以产生特定大小的力。所产生的力已知是压实过程中施加到表面上的偏心力或离心力。通过该压实机的滚轮内的偏心块的旋转而产生的离心力可表示为：

F_ec＝m_ecr_ecω_ec ²sin(ω_ect)＝A sin(2πft)

其中，m_ecr_ec为偏心质量的力矩，ω_ec为旋转角频率，A为振幅，f为频率。

市场上急需一种允许振动辊在压实机运行的同时改变振幅的装置。然而，为了利用两个偏心轴系统(彼此相对移动以改变振幅的内偏心轴和外偏心轴)，如果希望有两个以上的振幅设定，操作者须离开压实机并手动改变振幅。结果，这种不便利导致效率低，因此需要找到一种新的方式来调节和管理可变振幅的设定。

发明内容

根据本发明的压实机被设计为提供一种无限可调振幅偏心系统，它允许振动压实机(辊)的操作者从操作者的区域、通过借助于控制旋钮或其他类似装置提供输入信号来改变振幅，该控制旋钮或类似装置驱动用于使轴(内偏心杆)前后移动的装置。

根据本发明的压实机采用了如下布置结构。根据本发明的压实机通过根据齿条和小齿轮在滚轮内的移动来改变内偏心杆(旋转杆)上的可变偏心块(偏心质量)之间的间距，从而改变压实机的冲击力。随着内偏心杆前后移动，附到内偏心杆的齿条将驱动小齿轮，这将使可变偏心块相对于所述旋转轴线升高或降低，从而改变振幅和冲击力。

所述内偏心杆的移动可通过电磁场、电促动器或液压促动器来执行。

如果操作者能够在不离开压实机的情况下改变振动辊的振动幅度，这将为操作者提供方便，并使压实机在无任何物理人工介入的情况下改变其所有运行参数。

另外，通过对复杂结构的改进以调节滚轮中的振幅，能够通过用简化的机械操作改变滚轮中的偏心质量的位置来调节由滚轮产生的振动的幅度。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的滚轮内的可变偏心设备的第一示意图；

图2为根据本发明一实施例的滚轮内的可变偏心设备的第一截面图；

图3为根据本发明另一实施例的滚轮内的可变偏心设备的第二示意图；

图4为根据本发明另一实施例的滚轮内的可变偏心设备的第二截面图；

图5为根据本发明又一实施例的滚轮内的可变偏心设备的第三示意图；

图6为根据本发明又一实施例的滚轮内的可变偏心设备的第三截面图；并且

图7为沿图7中的a-a线截取的、滚轮内的可变偏心设备的剖视图。

具体实施方式

出于说明性目的，已介绍了对本发明实施例的前述说明，但它并非旨在是穷举性的或将本发明限制为所公开的具体形式。本领域技术人员可以理解，根据上述教导，许多修改和变型都是可能的。因此，本发明的范围不应限于这些具体实施方式，而是应由所附权利要求限定。

如上文在背景技术部分中所描述的，压实机的旋转滚轮可根据偏心质量、旋转角频率、振幅和频率而改变冲击力。其中，滚轮的振幅可根据位于滚轮内的偏心质量的位置而被不同地设定，结果，这对压实机的压实力产生影响。该压实机还可称为振动压实机。根据本发明的振动压实机在滚轮内设有可变偏心设备，使得操作者能够容易地改变由滚轮产生的振动的幅度。

图1为根据本发明实施例的滚轮内的可变偏心设备的第一示意图，而图2为根据本发明一实施例的滚轮内的可变偏心设备的第一截面图。

参照图1，根据本发明的可变偏心设备包括位于振动压实机的滚轮内的内偏心杆10以及形成在该内偏心杆的一侧上的齿条12。该内偏心杆绕旋转轴线旋转而在振动辊内产生离心力，并且，所产生的该离心力增大了使地面硬化的冲击力。形成在内偏心杆上的齿条12与稍后描述的小齿轮30啮合，并用于改变可变偏心块40的位置。可对应于所述小齿轮的锯齿的数量和锯齿的尺寸来确定所述齿条的长度、锯齿的数量和锯齿的尺寸。

在图1中，方向A和B是内偏心杆可沿其移动的方向。该内偏心杆可绕旋转轴线旋转并沿方向A或B移动。该杆在方向A和B(前后) 上的线性运动是与其旋转运动分开的，并且该线性运动改变所述齿条的位置。

现在，如图1所示，该可变偏心块与内偏心杆垂直，并且，该可变偏心块的块中心离内偏心杆最远。如果内偏心杆沿旋转轴线运动，那么，与内偏心杆垂直时的该可变偏心块旋转产生最大离心力。

依据根据本发明的可变偏心设备，该内偏心杆包括与齿条12啮合的小齿轮30。该小齿轮与形成在内偏心杆上的齿条12啮合，并用于移动可变偏心块40的位置。可对应于所述齿条的锯齿的数量和锯齿的尺寸来确定小齿轮30的锯齿的数量和锯齿的尺寸。

根据本发明的该可变偏心设备包括与小齿轮30接合的可变偏心块40。随着小齿轮30的旋转，可变偏心块40与所述内偏心杆的旋转轴线之间的距离发生改变。当内偏心杆线性移动时，所述可变偏心块在产生离心力方面起到重要作用，且尤其与可决定离心力水平的元件的振幅相关。

根据本发明的可变偏心设备包括外偏心管20，该外偏心管20上形成有孔22和支撑固定件24，该孔22用于引导以使所述齿条能够前后移动；该支撑固定件24用于固定所述小齿轮的轴，使得小齿轮30 能与所述齿条啮合旋转。

优选的是，形成在外偏心管上的所述孔具有与所述齿条的宽度相对应的宽度，使得：当内偏心杆沿方向A和B移动时，齿条能够在该齿条不与小齿轮脱离的状态下使小齿轮旋转。如果所述孔的宽度太宽，当内偏心杆沿方向A和B移动时，齿条可能左右晃动并且该齿条和小齿轮之间的啮合可能变得不匹配。

另外，优选的是，该容纳孔(hold)具有一定长度，使得：当内偏心杆沿方向A和B移动而改变可变偏心块的位置时，在所述小齿轮最大程度地旋转的状态下，即，在可变偏心块沿方向A和B最大程度地倾斜并处于与内偏心杆的旋转轴线最接近的位置的状态下，所述齿条不与小齿轮脱离而是保持与小齿轮的啮合。如果外偏心管的该孔被形成得过长，当内偏心杆沿方向A和B过多移动时，所述齿条和小齿轮可能彼此分离，因而该偏心体可能未被固定而随意移动。

因此，参照图1，优选的是，形成在外偏心管上的所述孔被形成为矩形的形式，该矩形具有足以引导所述齿条的移动的宽度和长度。

形成在外偏心管上的所述支撑固定件用于固定小齿轮的轴，使得小齿轮与齿条啮合旋转。当内偏心杆线性移动时，所述可变偏心块及小齿轮在该可变偏心块及小齿轮与齿条啮合并固定到齿条的状态下旋转，因此，优选所述支撑固定件具有足够的强度，以承受所述可变偏心块和小齿轮旋转时的离心力。另外，所述支撑固定件可包括小齿轮轴座，该小齿轮轴座固定所述小齿轮的轴，使得小齿轮能够与齿条啮合旋转。该小齿轮轴座固定所述小齿轮轴的位置并使小齿轮能够在齿条沿方向A和B执行线性运动时进行旋转运动，从而改变与小齿轮接合的所述可变偏心块的位置。结果，齿条的线性运动被转化为所述可变偏心块的连续圆形运动。

结果，依据根据本发明的可变偏心设备，当内偏心杆前后移动(沿图1中的方向A和B移动)时，与齿条啮合的小齿轮与齿条的移动同样多地旋转，并且，可变偏心块的位置被与小齿轮的旋转同样多地改变。随着所述可变偏心块的位置的改变，该振动压实机的振动幅度也发生改变。

图3为根据本发明另一实施例的滚轮内的可变偏心设备的第二示意图，而图4为根据本发明另一实施例的滚轮内的可变偏心设备的第二截面图。

与图1和2中所示的不同，参照图3和4，内偏心杆沿方向A移动，并且所述可变偏心块倾斜而与内偏心杆的旋转轴线成45°角。内偏心杆的小齿轮沿着外偏心管的所述孔移动与内偏心杆的移动距离同样长的距离，且小齿轮与所述齿条的移动距离成比例地旋转。因此，可变偏心块变得更靠近内偏心杆的旋转轴线，并且图3和4所示的可变偏心设备产生了与图1和2所示的可变偏心设备的振幅不同的振幅。

图5为根据本发明又一实施例的滚轮内的可变偏心设备的第三示意图；而图6为根据本发明又一实施例的滚轮内的可变偏心设备的第三截面图。

参照图5和6，与图3和4中所示的相比，内偏心杆沿方向A进一步移动，并且所述可变偏心块倾斜到几乎与内偏心杆的旋转轴线平行。内偏心杆的齿条沿着外偏心管的所述孔移动与内偏心杆的移动距离同样长的距离，且小齿轮与所述齿条的移动距离成比例地旋转。在这种情况下，外偏心管的所述孔引导齿条的移动，并且如前所述，该容纳孔具有一定长度，使得：在可变偏心块变得最接近内偏心杆的旋转轴线的状态下，所述齿条不与小齿轮脱离。

随着小齿轮的旋转，该可变偏心块变得更接近内偏心杆的旋转轴线，并且图5和6所示的可变偏心设备旋转而产生与图3和4所示的可变偏心设备的振幅不同的振幅，且更不同于图1和2所示的可变偏心设备的振幅。

图7是沿图1中的线a-a截取的、滚轮内的可变偏心设备的剖视图。图7示出了从内偏心杆的轴线方向上看到的、根据本发明的可变偏心设备的剖视图。参照图7，可以确认内偏心杆的齿条与小齿轮之间的啮合状态以及该小齿轮、可变偏心块和外偏心管的支撑固定件之间的连接关系。

由于根据本发明的可变偏心设备的内偏心杆需要同时执行旋转运动和线性运动，内偏心杆需要分别用于所述运动的驱动力。在内偏心杆旋转运动的情况下，可根据相关技术提供相应的驱动力，但在线性运动的情况下，可能需要单独的驱动力。

该内偏心杆可通过电磁场、电促动器或液压促动器的至少一种而前后移动(沿方向A和B移动)。根据一实施例，该内偏心杆可由使振动压实机的滚轮移动的驱动力驱动(或者由来自使滚轮移动的驱动力的辅助驱动力驱动)，或者根据另一实施例，由单独提供的驱动动力源驱动。

在又一实施例中，该可变偏心块可与小齿轮一体地成形。在此情况下，小齿轮的旋转角度可以与可变偏心块的旋转角度一致。

在又一实施例中，该可变偏心块可包括由连接至小齿轮的连接部构成的下端部以及由块构成的上端部，并且可变偏心块的块中心可定位成偏向上端部。例如，图1中的可变偏心块被设计成使得：连接至小齿轮的该下端部呈细长棒的形状，且上端部具有比下端部大的重量。可调整该可变偏心块的重心位置以满足相应的振动压实机所需的条件。

在又一实施例中，如果齿条移动而最大程度地旋转所述小齿轮，该可变偏心块可被放置成最接近内偏心杆的旋转轴线。在此情况下，通常可减小由于内偏心杆的旋转而产生的离心力的幅度。

在又一实施例中，如果齿条移动而使得可变偏心块与内偏心杆垂直，可变偏心块的块中心可定位成离内偏心杆最远。在此情况下，通常可增大由于可变偏心杆的旋转而产生的离心力的幅度。

在又一实施例中，根据本发明的可变偏心设备可包括：所述可变偏心杆的多个齿条、多个可变偏心块、所述外偏心管的多个孔、以及多个支撑固定件。作为示例，图1至7所示的可变偏心设备分别包括两对齿条、两对小齿轮、两对可变偏心块、外偏心管的两对所述孔、以及两对支撑固定件。如果根据本发明的可变偏心设备设有一个可变偏心块，应增加该可变偏心块的重量以产生足够的离心力。然而，如果一个内偏心杆内设有数对可变偏心块，则可减轻每个可变偏心块的重量，结果，对这些可变偏心块和小齿轮进行支撑的外偏心管的支撑固定件的耐久性能够长时间地得到维持。

如上所述，如果该可变偏心设备设置在振动压实机的滚轮内，操作者能够在不离开压实机的情况下、在工作空间内改变由压实机的滚轮产生的振动的幅度，从而提高工作效率。

Claims (7)

1.一种通过偏心质量的旋转来产生振动的振动压实机，包括：

内偏心杆，所述内偏心杆位于所述振动压实机的滚轮内并设有形成在所述内偏心杆的一侧上的齿条；

与所述齿条啮合的小齿轮；

可变偏心块，所述可变偏心块与所述小齿轮接合，使得所述可变偏心块与所述内偏心杆的旋转轴线之间的距离随着所述小齿轮的旋转而改变；以及

外偏心管，所述外偏心管包括孔和支撑固定件，所述孔用于引导所述齿条的前后移动，所述支撑固定件用于固定所述小齿轮的轴而使得所述小齿轮与所述齿条啮合旋转，

其中，当所述内偏心杆前后移动时，与所述齿条啮合的所述小齿轮与所述齿条的移动同样多地旋转，并且，随着所述可变偏心块的位置的改变，所述滚轮的振动幅度也发生改变。

2.根据权利要求1所述的振动压实机，其中，所述可变偏心块与所述小齿轮一体地成形。

3.根据权利要求1所述的振动压实机，其中，所述内偏心杆利用电磁场、电促动器和液压促动器中的任一种而前后移动。

4.根据权利要求1所述的振动压实机，其中，所述可变偏心块包括由连接至所述小齿轮的连接部构成的下端部以及由块构成的上端部，并且所述可变偏心块的块中心被定位成偏向所述上端部。

5.根据权利要求4所述的振动压实机，其中，如果所述齿条移动而最大程度地旋转所述小齿轮，则所述可变偏心块被放置成最接近所述内偏心杆的旋转轴线。

6.根据权利要求4所述的振动压实机，其中，如果所述齿条移动且所述可变偏心块与所述内偏心杆垂直，则所述可变偏心块的块中心被定位成离所述内偏心杆的旋转轴线最远。

7.根据权利要求1所述的振动压实机，其中设有多个所述可变偏心块、所述内偏心杆的多个所述齿条、以及所述外偏心管的多个所述孔。