CN107916608B

CN107916608B - 垂直振动压路机的激振装置

Info

Publication number: CN107916608B
Application number: CN201711136109.8A
Authority: CN
Inventors: 赵震; 王铁; 石晋宏; 李国兴; 王建军
Original assignee: Taiyuan University of Technology
Current assignee: Taiyuan University of Technology
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2019-08-30
Anticipated expiration: 2037-11-16
Also published as: CN107916608A

Abstract

本发明属于振动压路机技术领域，尤其涉及振动压路机上的激振器，具体为垂直振动压路机的激振装置。垂直振动压路机的激振装置，包括大钢轮、小钢轮、第一组激振器、行星换向机构、第二组激振器、第三组激振器、轴承、轴承座、轴承罩、连接板、花键轴、密封圈、振动马达、联轴器、减振器和幅板等。本发明使垂直振动压路机的激振装置结构相对简单、传动机构可靠性高、使用寿命长、加工制造方便、振动输出噪音小。

Description

垂直振动压路机的激振装置

技术领域

本发明属于振动压路机技术领域，尤其涉及振动压路机上的激振器，具体为垂直振动压路机的激振装置。

背景技术

传统的振动压路机振动轮在振动压实过程中，振动轮会在地面上产生前后上下的作用力，实际压实过程中只有上下的作用力才会对地面起到压实作用，达到压实的目的。前后方向的作用力使振动轮在水平面内产生振动扰动，影响压路机行走的平稳性，加速振动钢轮的磨损，增加振动压路机的功率消耗。垂直振动压路机钢轮只在垂直方向有作用力，具有压实高效率、低能耗和对环境污染小的特点，但由于垂直振动压路机的激振器结构复杂、传动机构可靠性低、使用寿命短、制造成本高、振动输出噪音大，使其在实际生产和应用过程中存在着诸多限制。

发明内容

本发明克服了现有垂直振动压路机激振机构中存在的不足，提供了一种新结构的激振装置，使垂直振动压路机的激振装置结构相对简单、传动机构可靠性高、使用寿命长、加工制造方便、振动输出噪音小。

本发明是采用如下的技术方案实现的：垂直振动压路机的激振装置，包括大钢轮和小钢轮，小钢轮内设置有行星换向机构，行星换向机构包括输入锥齿轮、上行星锥齿轮、下行星锥齿轮和输出锥齿轮，小钢轮左右两端分别通过轴承、轴承座、轴承罩和幅板支撑在大钢轮内，大钢轮和小钢轮同轴，左右两端的轴承座上都分别连接有连接板，右侧的连接板上固定有振动马达，振动马达通过联轴器和位于小钢轮内的第一花键轴右端连接，第一花键轴上固定有第一偏心块，第一花键轴与第一偏心块固定连接一起形成第一组激振器，第一花键轴的左端通过花键与行星换向机构的输入锥齿轮相连，行星换向机构的输出锥齿轮和空心花键轴右端连接，空心花键轴上固定有第二偏心块，空心花键轴和第二偏心块形成第二组激振器，空心花键轴左端转动支撑在小钢轮上，输入锥齿轮同时还与花键轴右端连接，花键轴左端从空心花键轴中穿过后与第三花键轴右端连接，第三花键轴上固定有第三偏心块，第三花键轴与第三偏心块形成第三组激振器，第三花键轴左端转动支撑在小钢轮上。

振动马达固定在连接板上，通过联轴器带动第一组激振器转动，第一组激振器与第三组激振器通过花键轴链接，二者转向相同；第一组激振器的花键轴同时又与行星换向机构输入端相连，转动经过行星换向机构变向后与第二组激振器链接，第二组激振器的花键轴为空心轴，其旋转方向与马达旋转方向和第一、三组激振器旋转方向相反。三根实心花键轴中心线、空心花键轴中心线、马达旋转中心线、联轴器中心线均与小钢轮的中心线重合。

当振动马达转动时，第一、三组激振器的旋转方向与马达旋转方向相同，第二组激振器旋转方向与马达转向相反，四者转速相同；第一、三组激振器产生的离心力之和与第二组激振器产生的离心力大小相同，三组激振器产生的离心力在水平方向的分力相互抵消，在垂直方向的分力相叠加；水平方向上没有力的作用，整个小钢轮只在垂直方向上有激振力，激振力通过轴承和轴承罩传递给大钢轮进行压实作业。连接板通过减振器与前机架相连，当压路机前进或者后退时，前机架通过减振器给钢轮施加水平方向的力，同时吸收钢轮垂直方向上的部分振动能量，减少垂直振动对整机的影响。

整个激振装置是通过花键连接和锥齿轮啮合进行动力传递的，传动性能稳定、效率高。行星换向机构的输入锥齿轮和输出锥齿轮中心线与小钢轮中心线重合；两行星锥齿轮中心线重合，与小钢轮中心线垂直相交，利用自转实现动力的传递和换向。

上述的垂直振动压路机的激振装置，输入锥齿轮和输出锥齿轮通过轴承分别安装在第一固定板和大幅板中，第一固定板还通过小幅板和小钢轮轮壁连接；上行星锥齿轮和下行星锥齿轮通过轴承、轴承套、定位套筒、定位螺母和定位垫片安装在小钢轮的轮壁上，上下两锥齿轮中心线重合，相邻两锥齿轮中心线互相垂直。

上述的垂直振动压路机的激振装置，密封圈安装在连接板和轴承罩所形成空间内，密封圈刚性侧紧贴连接板，弹性侧和轴承罩紧密接触。

上述的垂直振动压路机的激振装置，第一偏心块和第三偏心块的质量相等，且二者质量之和等于第二偏心块的质量。

与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明通过行星换向机构实现激振器转向的改变，行星换向结构采用锥齿轮啮合形式，结构上下对称、紧凑重量轻，高负荷承载力，使用寿命长，传动噪声小，易于加工安装。

(2)本发明通过三组激振器转动中心和行星换向机构输入输出中心的重合，使整个激振装置布置紧凑，简化了激振装置结构，有效缓解了由于结构复杂造成加工、安装和维修困难的情况。

附图说明

图1表示本发明的结构示意图。

图2表示本发明机构的运动简图。

图3表示本发明激振力变化示意图。

图4表示图1中行星换向机构放大图。

图5表示图1中的局部放大图。

图6表示图1中密封圈处的局部放大图。

图中：1-振动马达，2-减振器，3-大钢轮，4-连接板，5-联轴器，6-第一花键轴，7-第一偏心块，8-输入锥齿轮，9-下行星锥齿轮，10-小钢轮，11-上行星锥齿轮，12-输出锥齿轮，13-花键轴，14-空心花键轴，15-第二偏心块16-第三偏心块，17-第三花键轴，18-轴承，19-轴承罩，20-轴承座，21-第一固定板，22-幅板，23-小幅板，24-轴承套，25-定位套筒，26-定位螺母，27-定位垫片，28-大幅板，29-第二固定板，30-密封圈，31-第一组激振器，32-行星换向机构，33-第二组激振器，34-第三组激振器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

一种垂直振动压路机的激振装置，包括大钢轮3、小钢轮10、第一组激振器31、行星换向机构32、第二组激振器33、第三组激振器34、轴承、轴承座、轴承罩、连接板、花键轴、密封圈、振动马达、联轴器、减振器和幅板等。

具体装配关系如图1所示，小钢轮10的左右两端都分别通过轴承18、轴承座20、轴承罩19和幅板22与大钢轮3连接，大钢轮3以小钢轮的中心线为转动中心；左右两端的轴承座20上都固定连接有连接板4，连接板4上设置有减振器2，激振装置通过连接板4和减振器2与压路机的前机架进行装配。振动马达1安装在右端的连接板4上，在压路机工作行走过程中不发生转动，振动马达1通过联轴器5将转矩传递到第一花键轴6，如图2所示，第一花键轴6与第一偏心块7固定连接一起形成第一组激振器31，第一花键轴6的左端通过花键与行星换向机构输入锥齿轮8相连，转矩经过行星换向机构后从输出锥齿轮12端输出，换向后的转矩驱动空心花键轴14和第二偏心块15转动，转动方向与振动马达1输出转矩方向相反，空心花键轴14和第二偏心块15形成第二组激振器33，行星换向机构输入锥齿轮8同时也与花键轴13连接，花键轴13将未换向的转矩直接传递给第三花键轴17，驱动第三花键轴17与第三偏心块16转动，第三花键轴17与第三偏心块16形成第三组激振器34。第一偏心块7和第三偏心块16与驱动马达1的转向一致，第二偏心块15与振动马达1的旋转方向相反。第一花键轴6、花键轴13、空心花键轴14和第三花键轴17由小钢轮10内的固定板、幅板支撑。

如图3所示，三个偏心块的截面形状和材料相同，偏心距均为e，第一偏心块7的质量为m₁，第二偏心块15的质量为m₂，第三偏心块16的质量为m₃，偏心块以角速度ω转动时，产生激振力的大小如下：F＝meω²。

三组激振器的e和ω均相同，激振力的大小只与偏心块的质量有关，第一偏心块7和第三偏心块16产生的激振力之和为F_1、3，第二偏心块15的激振力为F₂，因为m₁＝m₃，m₂＝m₁+m₃，所以F_1、3、F₂的大小相等。当偏心块转过β°后，F_1、3和F₂在水平方向的分力F_1、3x、F_2x相抵消，在垂直方向上的分力F_1、3y和F_2y相叠加，故整个激振装置只在垂直方向上产生力的作用。

如图4所示，为行星换向机构结构图，输入锥齿轮8和输出锥齿轮12通过轴承18分别安装在第一固定板21和大幅板28中，第一固定板21还通过小幅板23与小钢轮10轮壁连接，大幅板28上下两端直接与小钢轮10轮壁连接，输入锥齿轮8和输出锥齿轮12中心线重合；上行星锥齿轮11和下行星锥齿轮9分别通过轴承18、轴承套24、定位套筒25、定位螺母26和定位垫片27安装在小钢轮10的轮壁上，上下两锥齿轮中心线重合，相邻两组锥齿轮中心线互相垂直。结合图2可以看出，当输入锥齿轮8在第一花键轴6的驱动下转动时，上行星锥齿轮11和下行星锥齿轮9同时转动，且二者旋转方向相反；上行星锥齿轮11和下行星锥齿轮9同时与输出锥齿轮12啮合，在二者作用下输出锥齿轮12发生转动，旋转方向与输入锥齿轮8旋转方向相反，输入锥齿轮8和输出锥齿轮12的转速比为1:1。

如图5所示，花键轴13从空心花键轴14中穿过，二者中心线重合；空心花键轴14和第三花键轴17通过轴承安装在第二固定板29两侧，第二固定板29通过小幅板23与小钢轮10轮壁连接，第二固定板29两侧孔的中心线重合，花键轴13通过花键与第三花键轴17连接，实现转矩的传递。

如图6所示，密封圈30安装在连接板4和轴承罩19所形成空间内，密封圈30刚性侧紧贴连接板4，弹性侧和轴承罩19紧密接触；压路机行驶时，大钢轮3和轴承罩19发生转动，连接板4与前机架相连不发生转动，只有相对于地面的水平运动，此时密封圈30、连接板4和轴承罩19组成密封腔，能够防止灰尘、异物进入，确保轴承润滑环境整洁、充分。

Claims

1.垂直振动压路机的激振装置，其特征在于包括大钢轮（3）和小钢轮（10），小钢轮（10）内设置有行星换向机构（32），行星换向机构（32）包括输入锥齿轮（8）、上行星锥齿轮（11）、下行星锥齿轮（9）和输出锥齿轮（12），小钢轮（10）左右两端分别通过轴承（18）、轴承座（20）、轴承罩（19）和幅板（22）支撑在大钢轮（3）内，大钢轮（3）和小钢轮（10）同轴，左右两端的轴承座（20）上都分别连接有连接板（4），右侧的连接板（4）上固定有振动马达（1），振动马达（1）通过联轴器（5）和位于小钢轮（10）内的第一花键轴（6）右端连接，第一花键轴（6）上固定有第一偏心块（7），第一花键轴（6）与第一偏心块（7）固定连接一起形成第一组激振器（31），第一花键轴（6）的左端通过花键与行星换向机构的输入锥齿轮（8）相连，行星换向机构的输出锥齿轮（12）和空心花键轴（14）右端连接，空心花键轴（14）上固定有第二偏心块（15），空心花键轴（14）和第二偏心块（15）形成第二组激振器（33），空心花键轴（14）左端转动支撑在小钢轮（10）上，输入锥齿轮（8）同时还与花键轴（13）右端连接，花键轴（13）左端从空心花键轴（14）中穿过后与第三花键轴（17）右端连接，第三花键轴（17）上固定有第三偏心块（16），第三花键轴（17）与第三偏心块（16）形成第三组激振器（34），第三花键轴（17）左端转动支撑在小钢轮（10）上。

2.根据权利要求1所述的垂直振动压路机的激振装置，其特征在于输入锥齿轮（8）和输出锥齿轮（12）通过轴承（18）分别安装在第一固定板（21）和大幅板（28）中，第一固定板（21）还通过小幅板和小钢轮（10）轮壁连接；上行星锥齿轮（11）和下行星锥齿轮（9）通过轴承（18）、轴承套（24）、定位套筒（25）、定位螺母（26）和定位垫片（27）安装在小钢轮（10）的轮壁上，上下两锥齿轮中心线重合，相邻两锥齿轮中心线互相垂直。

3.根据权利要求1或2所述的垂直振动压路机的激振装置，其特征在于密封圈（30）安装在连接板（4）和轴承罩（19）所形成空间内，密封圈（30）刚性侧紧贴连接板（4），弹性侧和轴承罩（19）紧密接触。

4.根据权利要求1或2所述的垂直振动压路机的激振装置，其特征在于第一偏心块（7）和第三偏心块（16）的质量相等，且二者质量之和等于第二偏心块（15）的质量。