CN108385477B - 一种振动偏心机构、振动轮及压路机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动偏心机构、振动轮及压路机，振动轮包括：压轮以及中间轴；振动偏心机构的心轴转动安装于压轮内，两个心轴的端部与中间轴的一个端部通过花键连接。振动偏心机构包括：心轴；固定偏心块，固定安装于心轴上；活动偏心块，转动安装于心轴上；以及定位组件，安装于固定偏心块上以对活动偏心块形成阻挡；定位组件包括：挡销，安装于固定偏心块上；以及柔性定位部件，安装于挡销上。本发明具有的有益效果：利用柔性定位部件的吸振性能来实现换向时对活动偏心块与定位组件的撞击进行缓冲，延长撞击时间，减少系统冲击载荷。

Description

一种振动偏心机构、振动轮及压路机

技术领域

本发明属于道路施工工程机械技术领域，具体涉及一种振动偏心机构、振动轮及压路机。

背景技术

振动压路机是土方施工、路面建设的压实施工常用设备，利用压路机自身重力和振动的联合作用来增加土石填方及路面铺层混合物料等工作介质的密实度。作为振动压路机振动的来源，振动偏心机构高速旋转产生离心力，迫使振动轮振动。

传统振动偏心机构主要由两个固定偏心块、一个活动偏心块、挡销以及振动轴焊接而成。通过振动轴旋转方向的改变，活动偏心块在挡销的定位下与固定偏心块的相位差发生改变，产生两种不同的静偏心距，实现振动轮的大小振幅切换。这种振动偏心机构由于结构简单，制作方便，在振动压路机上得到普遍应用。但是由于活动偏心块与挡销间没有缓冲装置，在旋转方向改变时，活动偏心块在惯性作用下会高速撞击挡销，使偏心机构和轴承在瞬间承受很大的冲击载荷，带来挡销断裂、偏心块开裂的隐患，影响偏心机构和轴承的可靠性和使用寿命。同时，这种瞬间的冲击载荷也会使液压系统承受很大的峰值压力，影响整机系统的可靠性。另外产生尖锐的撞击噪声给驾驶员的身心健康也带来损害。

针对无冲击的功能需求，目前行业上存在两种无冲击振动偏心机构的解决方案。

解决方案

采用球形钢丸代替整体式的活动偏心块。原理是利用钢丸的流动性将很大的撞击力分解为无数微小的、方向各异的分力，延长撞击时间，减少冲击载荷。

申请号为“ZL201020516071.4”、名称为“无冲击激振器”的实用新型专利披露在固定偏心体内部的空腔内装有钢球组和润滑油，并由定位凸台实现钢球组的限位。润滑油的添加减少钢球间的摩擦力，使钢球更易流动。

申请号为“ZL201020162892.2”、名称为“振动压路机单腔流球激振器”的实用新型专利披露在多板焊接形成的封闭内腔中存放钢球组代替活动偏心块，通过上下挡板实现正反转时钢球组的限位。

上述方案中，利用封闭的腔体来放置钢球组和润滑油，这种构造需要相应的密封结构保证腔体的封闭性，振动偏心机构结构复杂；此外需要足够大的腔体来存放钢球组，同等偏心距下相比传统偏心机构，径向尺寸或者轴向尺寸较大，带来更大空间的振动室需求。

解决方案

滑块缓冲减振方案。通过在激振器偏心块空腔内加入缓冲液如硅油，利用缓冲液的阻尼吸振作用，衰减活动偏心块变向时产生的惯性冲击和振动，使活动偏心块撞击限位块时仅具有很小的动能。

申请号为“ZL201610240183.3”、名称为“一种应用于振动压路机的振动轮结构”的发明专利披露在整体偏心壳体中注满硅油，提高活动偏心块旋转阻尼，减小活动偏心块撞击滑块时的冲击。

上述方案中，封闭的偏心壳体中注满硅油并随心轴一同高速旋转，因而在偏心壳体与心轴间以及偏心壳体与壳盖间均需要安装适合高速使用且可正反方向旋转的动密封元件来保证硅油不得泄露，成本高；采用偏心壳体来代替固定偏心块，同等偏心距下径向和轴向尺寸较大，带来更大空间的振动室需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种振动偏心机构、振动轮及压路机，能够实现振动压路机柔性起振、停振，减小冲击载荷，消除撞击噪声，提升振动压路机的可靠性。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种振动偏心机构，包括：

心轴；

固定偏心块，固定安装于心轴上；

活动偏心块，转动安装于心轴上；以及

定位组件，安装于固定偏心块上以对活动偏心块形成阻挡；

定位组件包括：

挡销，安装于固定偏心块上；以及

柔性定位部件，安装于挡销上。

作为优选方案，柔性定位部件包括缓冲套和支撑套。

作为优选方案，活动偏心块具有两个能够与柔性定位部件形成曲面接触的弧面，弧面以活动偏心块的旋转轴线为对称轴对称设置。

作为优选方案，固定偏心块的数量为两个并且位于活动偏心块的两侧。

作为优选方案，固定偏心块上开设有具有限位台阶的安装孔，挡销的端部安装于安装孔中并通过限位台阶形成轴向限位。

作为优选方案，心轴具有定位轴肩，固定偏心块通过定位轴肩限位安装于心轴上。

本发明还公开了一种采用上述振动偏心机构的振动轮，还包括：

压轮；以及

中间轴；

振动偏心机构的心轴转动安装于压轮内，两个心轴的端部与中间轴的一个端部通过花键连接。

作为优选方案，中间轴上具有凸台，凸台的两侧与相应侧心轴的端部之间均设置有一个弹性部件。

作为优选方案，压轮包括轮圈和同轴安装于轮圈内的内圈，轮圈内还设置有一对封口板和位于封口板之间的一对支板，支板通过一内圈与封口板连接，每个振动偏心机构的心轴的两端分别与一个封口板和一个支板转动连接。

本发明还公开了一种采用上述振动轮的一种压路机。

本发明具有的有益效果：

1.利用柔性定位部件的吸振性能来实现换向时对活动偏心块与定位组件的撞击进行缓冲，延长撞击时间，减少系统冲击载荷。

2.柔性定位部件内添加多层芳纶等高强度支撑纤维，具有良好吸振，提升定位组件的强度和抗冲击能力，延长其使用寿命。

3.通过曲面接触增大柔性定位部件与活动偏心块的接触面积，进一步减少接触应力，减弱冲击载荷。

附图说明

图1为本发明中振动轮的结构示意图；

图2为本发明中振动偏心机构的轴测视图；

图3为本发明中振动偏心机构的剖面视图；

图4为本发明中定位组件的结构示意图；

图5为本发明中活动偏心块与定位组件的位置示意图。

附图标记：

1压轮；1-1左封口板；1-2支板；1-3右封口板；1-4轮圈；1-5减振器安装板；1-6内圈；2左轴承座；3振动轴承；4左振动偏心机构；4-1左心轴；4-2固定偏心块A；4-3活动偏心块；4-3-1弧面；4-4固定偏心块B；4-5定位组件；4-5-1挡销；4-5-2缓冲套；4-5-3支撑套；5内轴承座；6中间轴；7弹性部件；8右振动偏心机构；8-1右心轴；9右轴承座；10框架轴承座；11框架轴承；12马达连接盘；13轴承压板；14花键套。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明中的压路机采用了一种无冲击的振动轮，该振动轮包括压轮、中间轴以及一对振动偏心机构。如图1所示，压轮1包括左封口板1-1、两个支板1-2、右封口板1-3、轮圈1-4、减振器安装板1-5和内圈1-6，减振器安装板1-5用于安装减振器。左封口板1-1和右封口板1-3焊接在轮圈内部对其形成径向的支撑，内圈1-6的两端分别焊接在左封口板1-1和右封口板1-3上并与轮圈1-4同轴。

两个支板1-2焊接在内圈1-6中对其形成径向支撑，左轴承座2通过螺栓与左封口板1-1固定连接，两个内轴承座5通过螺栓与两个支板1-2固定连接，右轴承座9与右封口板1-3通过螺栓固定连接。框架轴承11的内圈安装于右轴承座9的轴头，外圈安装于框架轴承座10的座孔，并通过轴承压板13和马达连接盘12轴向限位。马达连接盘12与框架轴承座10通过螺栓连接，振动马达安装于马达连接盘12上，花键套14左侧与右心轴8-1的右端通过花键连接，花键套14的右端连接振动马达的主轴。

左振动偏心机构4通过两个振动轴承3支撑在左轴承座2和内轴承座5上，右振动偏心机构8通过两个振动轴承3支撑在右轴承座9和内轴承座5上。

如图2至5所示，左振动偏心机构4包括左心轴4-1、固定偏心块A4-2、活动偏心块4-3、固定偏心块B4-4以及定位组件4-5。固定偏心块A4-2和固定偏心块B4-4固定安装在左心轴4-1上，并通过定位轴肩在左心轴4-1上定位安装，中间设置有活动偏心块4-3和定位组件4-5。活动偏心块4-3转动安装在左心轴4-1上，在定位组件4-5的推动下绕着左心轴4-1的轴线旋转。定位组件4-5包括挡销4-5-1和柔性定位部件，柔性定位部件包括缓冲套4-5-2和支撑套4-5-3，柔性定位部件胶粘或通过其它形式固定设置在挡销4-5-1上。支撑套4-5-3以一定间距分层分布在缓冲套4-5-2上。左固定偏心块A4-2和右固定偏心块B4-4上均开设有具有限位台阶的安装孔，挡销4-5-1的两端分别安装于安装孔中并通过所述限位台阶形成轴向限位。活动偏心块4-3具有两个能够与所述柔性定位部件形成曲面接触的弧面4-3-1，弧面4-3-1以活动偏心块4-3的旋转轴线为对称轴对称设置。通过弧面4-3-1增大柔性定位部件与活动偏心块4-3的接触面积，从而进一步降低冲击载荷，延迟部件寿命。

右振动偏心机构8除右心轴8-1比左心轴4-1尺寸长且增加与马达连接的外花键外，其余组成件均与左振动偏心机构4相同，故不做赘述。

中间轴6左端与左心轴4-1构成花键连接，右端与右心轴8-1构成花键连接。中间轴6上具有凸台，凸台的左侧与左心轴4-1的端部之间设置有一个弹性部件，右侧与右心轴8-1的端部之间设置有一个弹性部件7，作为一种典型的实施例，弹性部件7可以是弹簧，也可以是橡胶套，旋转过程中，中间轴6轴间两侧的弹性部件7对振动偏心机构进行柔性限位，利用弹性部件的缓冲性能减少振动偏心机构轴向窜动对花键副的磨损，避免硬性接触所带来的轴向应力，减少工作时振动偏心机构与轴承的轴向负载，提升振动轮的可靠性。

通过以上结构，振动马达轴头逆时针旋转时，左心轴4-1以及与之固定的两固定偏心块、定位组件4-5绕左心轴4-1轴线逆时针旋转。在定位组件4-5推动下，活动偏心块4-3保持与两固定偏心块相位一致同步旋转，实现静偏心距的叠加。当振动马达轴头切换为顺时针旋转时，左心轴4-1以及与之固定的两固定偏心块、定位组件4-5绕左心轴4-1轴线顺时针旋转，旋转180°后，在离心力的作用下，定位组件撞击活动偏心块4-3，推动活动偏心块4-3保持与两固定偏心块相位差180°同向旋转，实现静偏心距的相减。由于氢化丁腈橡胶具有阻尼吸振作用，柔性定位块4-5-2对撞击过程进行缓冲，延长挡销4-5-1与活动偏心块4-3的撞击时间，减少撞击时左振动偏心机构4和振动轴承3所受到的冲击载荷，降低转向切换时液压系统的峰值压力，提升振动轮和液压系统的可靠性。

作为一种典型的实施例，支撑套4-5-3为芳纶纤维制成，具有较高的强度和抗老化性能，能够作为骨架提升柔性定位部件的强度和抗冲击能力，延长定位组件4-5的使用寿命。缓冲套4-5-2为氢化丁晴橡胶制成，具有良好的吸震能力。活动偏心块4-3上开设的弧面4-3-1与定位组件4-5的外圆弧对应，使活动偏心块4-3与定位组件4-5柔性曲面接触，进一步减少接触应力。

工作时，振动马达通过花键套14带动右振动偏心机构8旋转，并通过中间轴6将扭矩传递给左振动偏心机构4，带动左振动偏心机构4同向同步旋转。为保证振动轴承3不会轴向抱死，振动偏心机构预留轴向间隙。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种振动偏心机构，包括：

心轴；

固定偏心块，固定安装于所述心轴上；

活动偏心块，转动安装于所述心轴上；以及

定位组件，安装于所述固定偏心块上以对所述活动偏心块形成阻挡；

其特征在于：所述定位组件包括：

挡销，安装于所述固定偏心块上；以及

柔性定位部件，安装于所述挡销上；

所述活动偏心块具有两个能够与所述柔性定位部件形成曲面接触的弧面，所述弧面以所述活动偏心块的旋转轴线为对称轴对称设置；

所述柔性定位部件包括缓冲套和支撑套，柔性定位部件胶粘或通过其它形式固定设置在挡销上；支撑套以一定间距分层分布在缓冲套上；支撑套为芳纶纤维制成，缓冲套为氢化丁晴橡胶制成。

2.根据权利要求1所述的一种振动偏心机构，其特征在于：所述固定偏心块的数量为两个并且位于所述活动偏心块的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种振动偏心机构，其特征在于：所述固定偏心块上开设有具有限位台阶的安装孔，所述挡销的端部安装于所述安装孔中并通过所述限位台阶形成轴向限位。

4.根据权利要求1所述的一种振动偏心机构，其特征在于：所述心轴具有定位轴肩，所述固定偏心块通过所述定位轴肩限位安装于所述心轴上。

5.一种振动轮，包括：

压轮；

中间轴；以及

一对振动偏心机构；

其特征在于：所述振动偏心机构为权利要求1所述的一种振动偏心机构，所述振动偏心机构的心轴转动安装于所述压轮内，两个心轴的端部与所述中间轴的一个端部通过花键连接。

6.根据权利要求5所述的一种振动轮，其特征在于：所述中间轴上具有凸台，所述凸台的两侧与相应侧心轴的端部之间均设置有一个弹性部件。

7.根据权利要求5所述的一种振动轮，其特征在于：所述压轮包括轮圈和同轴安装于所述轮圈内的内圈，所述轮圈内还设置有一对封口板和位于所述封口板之间的一对支板，所述支板通过一内圈与所述封口板连接，每个振动偏心机构的心轴的两端分别与一个封口板和一个支板转动连接。

8.一种压路机，包括振动轮，其特征在于：所述振动轮为权利要求6所述的一种振动轮。