CN108625258B - 定向振动轮和振动压路机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种定向振动轮和振动压路机，其中，定向振动轮包括压轮和变向组件，在压轮内设置有左振动室、右振动室以及中间振动室，左振动室通过回转支承支撑在压轮内且一端连接在变向组件上，左振动室的左激振器通过传动轴将动力传递给右振动室的右激振器实现同步同向旋转，且左激振器通过齿轮换向结构将动力传递给中间振动室的中间激振器实现同步反向旋转，变向组件能够作用于左振动室以使其相对于压轮转动，左振动室的转动能够使得齿轮换向结构转动继而带动激振器的转动，从而调整定向振动的方向，实现可变方向定向振动，可靠性较高。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种定向振动轮和振动压路机。
背景技术
压路机在工程机械中属于道路设备的范畴，广泛用于高等级公路、铁路、机场跑道、大坝、体育场等大型工程项目的填方压实作业，可以通过压实装置的滚动和/或振动压碎岩石、压实土壤、沥青混凝土或砾石。压实装置的振动方式包括圆周振动和定向振动，圆周振动压路机多数为双振幅调整机构,无法得到多个振幅,不能适应被压实材料所有压实阶段对振幅要求不同。定向振动压路机能够根据土质变化,配合控制系统,自动调节频率和振幅,振动方向能够无级的在垂直与水平之间得到调整,能够实现对不同铺层和不同材料所有压实阶段的压实。
在现有技术中，国外宝马格公司已掌握了定向振动技术，基于定向振动技术研发了可变方向定向振动轮结构，最终研发了智能压实振动压路机，号称代表当今压路机行业顶尖技术水平，走在了市场的最前沿。其装配了自行开发的全自动智能压实系统-智多星(BVC)系统，该系统中振动轮可变方向结构中定向振动调向时需要调整整个振动室组件的方向，负载较大，同时零部件数量极多，结构复杂，对制造和装配要求比较高，不适于大批生产。
国内多个厂家推出了垂直振动(定向振动的一种)压路机，但对可变方向定向振动轮并未进行推广。究其原因，主要是可变方向定向组件结构复杂，无法满足可靠性要求。
发明内容
为克服以上技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种定向振动轮和振动压路机，能够实现可变方向定向振动且具有较高的可靠性。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种定向振动轮，其包括压轮、左连接组件、变向组件以及右连接组件，在压轮内设置有中间振动室和传动轴，压轮在位于中间振动室的两端分别设有左振动室和右振动室，传动轴贯穿中间振动室连接左振动室和右振动室，左振动室通过回转支承支撑在压轮内且一端连接在变向组件上，变向组件通过左连接组件连接在车架上，右振动室通过右连接组件连接在车架上，左振动室的左激振器通过传动轴将动力传递给右振动室的右激振器实现同步同向旋转，且左激振器通过齿轮换向结构将动力传递给中间振动室的中间激振器实现同步反向旋转，变向组件能够作用于左振动室以使其相对于压轮转动，由此实现左振动室相对于压轮的安装角度可调。
进一步地，左振动室包括齿轮支撑轴承、右过渡齿轮、左过渡齿轮、左齿轮、左壳体、左振动轴承、左激振器，左激振器通过左振动轴承支撑在左壳体上，右过渡齿轮和左过渡齿轮通过齿轮支撑轴承支撑左壳体上，左齿轮装配在左激振器上；
中间振动室包括中间轴承座、中间振动轴承、中间激振器、中间壳体和右齿轮，中间激振器通过中间振动轴承支撑在中间轴承座和中间壳体上，右齿轮装配在中间激振器上；
右振动室包括右轴承座、右振动轴承、右激振器和右壳体，右激振器通过右振动轴承支撑在右轴承座和右壳体上；
齿轮换向结构包括依次啮合的左齿轮、左过渡齿轮、右过渡齿轮以及右齿轮。
进一步地，变向组件包括左轴承座、第一变向齿轮、第一轴承、第二轴承、第二变向齿轮、组件盖以及组件壳体，左轴承座通过第一轴承支撑在组件壳体上，第一变向齿轮与左轴承座连接，组件盖和组件壳体连接，第二变向齿轮通过第二轴承支撑在组件盖和组件壳体上，第一变向齿轮与第二变向齿轮啮合，左振动室与左轴承座连接，通过转动第二变向齿轮以带动第一变向齿轮转动，从而使左振动室相对于压轮转动。
进一步地，还包括锁定机构，用于锁定第二变向齿轮相对于组件盖的转动。
进一步地，第一变向齿轮的尺寸大于第二变向齿轮的尺寸。
进一步地，组件盖和第一变向齿轮之间形成有第一油封、第一变向齿轮和组件壳体之间形成有第二油封、左轴承座和组件壳体之间形成有第三油封，第一油封和第二油封封闭形成第一变向齿轮、第二变向齿轮以及第二轴承的润滑腔室，第二油封和第三油封封闭形成第一轴承的润滑腔室。
进一步地，左连接组件包括左安装板、左减振器以及左支座，左安装板与变向组件连接，左安装板通过左减振器装配在左支座上。
进一步地，右连接组件包括右减振器、驱动板、连接螺栓、减速机以及右连接板，驱动板通过连接螺栓连接在压轮上，右连接板通过减速机连接在驱动板上。
进一步地，中间振动室和右振动室固定设置在压轮内。
本发明还提供了一种振动压路机，其包括上述的定向振动轮。
由此，基于上述技术方案，本发明定向振动轮通过设置变向组件，利用变向组件将左振动室相对于压轮进行转动，左振动室的转动能够使得齿轮换向结构转动继而带动激振器的转动，从而调整定向振动的方向，实现可变方向定向振动，可靠性较高，且本发明定向振动轮结构简单，制造和装配要求较低。本发明提供的振动压路机相应地也具有上述有益效果。
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仅用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明定向振动轮实施例的整体剖视结构示意图；
图2为图1中画圈部分的放大结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明的具体实施方式是为了便于对本发明的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的说明。需要说明的是，对于这些实施方式的说明并不构成对本发明的限定。此外，下面所述的本发明的实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明定向振动轮一个示意性的实施例中，如图1所示，定向振动轮包括压轮1、左连接组件13、变向组件14以及右连接组件，在压轮1内设置有中间振动室9和传动轴8，优选地，压轮1由外圈1-1、左腹板1-2、内圈1-3、中腹板1-4、右腹板1-5焊接而成，具体地，如图1所示，压轮1包括共轴设置的外圈1-1和内圈1-3，内圈1-3的两端面通过左腹板1-2和右腹板1-5与外圈1-1相连，内圈1-3内设置有中间振动室9，中间振动室9通过中腹板1-4与内圈1-3相连。压轮1在位于中间振动室9的两端分别设有左振动室10和右振动室7，具体地或优选地，定向振动轮还包括花键套11，马达通过花键套11将动力传递给左激振器10-8，中间振动室9和右振动室7固定设置在压轮1内。传动轴8贯穿中间振动室9连接左振动室10和右振动室7，左振动室10通过回转支承12支撑在压轮1内且一端连接在变向组件14上，变向组件14通过左连接组件13连接在车架上，右振动室7通过右连接组件连接在车架上，左振动室10的左激振器10-8通过传动轴8将动力传递给右振动室7的右激振器7-3实现同步同向旋转，且左激振器10-8通过齿轮换向结构将动力传递给中间振动室9的中间激振器9-3实现同步反向旋转，变向组件14能够作用于左振动室10以使其相对于压轮1转动，由此实现左振动室10相对于压轮1的安装角度可调。
在该示意性的实施例中，定向振动轮通过设置变向组件14，利用变向组件14将左振动室10相对于压轮1进行转动，左振动室1的转动能够使得齿轮换向结构相应地发生随动，继而齿轮换向结构中的齿轮发生转动从而带动左振动室10的左激振器10-8的转动、而左激振器10-8的转动又可以带动中间振动室9的中间激振器9-3和右振动室7的右激振器7-3的转动，由此调整定向振动的方向，实现一个压轮多种振动方向的振动。而且这样的调整方式只需调整左振动室10一个部件，可靠性较高，且本发明定向振动轮结构简单，制造和装配要求较低。
作为对上述实施例的优选，在一个具体的实施例中，如图1所示，左振动室10包括齿轮支撑轴承10-1、右过渡齿轮10-2、左过渡齿轮10-3、盖10-4、左齿轮10-5、左壳体10-6、左振动轴承10-7、左激振器10-8，其中，盖10-4和左壳体10-6由螺栓装配组成左振动室10的空腔，左振动室10靠近中间振动室9的端部设置有盖10-4，与马达相连的左激振器10-8通过左振动轴承10-7支撑在左壳体10-6上，右过渡齿轮10-2和左过渡齿轮10-3通过齿轮支撑轴承10-1支撑在盖10-4和左壳体10-6上，左齿轮10-5装配在左激振器10-8上，具体地或优选地，左齿轮10-5通过螺栓装配在左激振器10-8上。左振动室10通过回转支承12支撑在压轮1上，回转支承12的外圈通过螺栓连接在压轮1上，回转支承12的内圈通过螺栓连接在左振动室10上。
中间振动室9包括中间轴承座9-1、中间振动轴承9-2、中间激振器9-3、中间壳体9-4和右齿轮9-5，其中，中间轴承座9-1和中间壳体9-4通过螺栓装配，中间激振器9-3通过中间振动轴承9-2支撑在中间轴承座9-1和中间壳体9-4上，右齿轮9-5装配在中间激振器9-3上，一般的，右齿轮9-5通过螺栓连接在中间激振器9-3上。中间振动室9通过螺栓连接在压轮1上。
右振动室7包括右轴承座7-1、右振动轴承7-2、右激振器7-3和右壳体7-4，其中，右轴承座7-1和右振动轴承7-2通过螺栓连接，右激振器7-3通过右振动轴承7-2支撑在右轴承座7-1和右壳体7-4上。
齿轮换向结构包括依次啮合的左齿轮10-5、左过渡齿轮10-3、右过渡齿轮10-2以及右齿轮9-5。左激振器10-8通过传动轴8将动力传递给右激振器7-3实现同步同向旋转，同时，左激振器10-8通过顺次啮合的左齿轮10-5、左过渡齿轮10-3、右过渡齿轮10-2、右齿轮9-5将动力传递给中间激振器9-3实现同步反向旋转。
在变向组件14作用于左振动室10的左壳体10-6以使左壳体10-6相对于压轮1转动时，由于右过渡齿轮10-2和左过渡齿轮10-3通过齿轮支撑轴承10-1支撑在盖10-4和左壳体10-6上，右过渡齿轮10-2和左过渡齿轮10-3随着左壳体10-6也绕着回转支承12的轴线发生公转，而左齿轮10-5与左过渡齿轮10-3啮合、右过渡齿轮10-2与右齿轮9-5啮合，右过渡齿轮10-2和左过渡齿轮10-3的公转会带动右过渡齿轮10-2和左过渡齿轮10-3的自传，从而使得左齿轮10-5和右齿轮9-5发生转动，继而使得左激振器10-8、中间激振器9-3以及右振动室7的右激振器7-3发生转动，由此调整定向振动的方向，实现一个压轮多种振动方向的振动。该结构形式的齿轮换向结构结构紧凑，易于装配，传动稳定性很高，具有较高的可实施性。
作为变向组件的一种优选实现方式，结合图1和图2所示，变向组件14包括左轴承座14-1、第一变向齿轮14-2、第一轴承14-4、第二轴承14-7、第二变向齿轮14-8、组件盖14-9以及组件壳体14-10，左轴承座14-1通过第一轴承14-4支撑在组件壳体14-10上，第一变向齿轮14-2与左轴承座14-1连接，组件盖14-9和组件壳体14-10连接，第二变向齿轮14-8通过第二轴承14-7支撑在组件盖14-9和组件壳体14-10上，第一变向齿轮14-2与第二变向齿轮14-8啮合，左振动室10与左轴承座14-1连接，通过转动第二变向齿轮14-8以带动第一变向齿轮14-2转动，从而使左振动室10相对于压轮1转动。该结构形式的变向组件14调节方便，传动可靠性较高，具有较高的可实施性。其中，第二变向齿轮14-8可通过借助例如手动、液压、气动等其他方式进行转动。优选地，如图1所示，第一变向齿轮14-2的尺寸大于第二变向齿轮14-8的尺寸，这样设计便于转动第二变向齿轮14-8，使得转动第二变向齿轮14-8不费力。
在上述实施例中，优选地，定向振动轮还包括锁定机构，用于锁定第二变向齿轮14-8相对于组件盖14-9的转动，在工作时，锁定机构锁定第二变向齿轮14-8相对于组件盖14-9的转动，左振动室相对车架不转动以进行定向振动；当需要调整振动方向时，锁定机构解锁第二变向齿轮14-8相对于组件盖14-9的转动，通过转动第二变向齿轮14-8来改变左振动室10相对于压轮1的安装角度，继而再利用锁定机构锁定第二变向齿轮14-8相对于组件盖14-9的转动，由此实现可变方向的定向振动。
为了保证变向组件14中各部件的工作可靠性，在一个具体的或优选的实施例中，如图1和图2所示，组件盖14-9和第一变向齿轮14-2之间形成有第一油封14-3、第一变向齿轮14-2和组件壳体14-10之间形成有第二油封14-5、左轴承座14-1和组件壳体14-10之间形成有第三油封14-6，第一油封14-3和第二油封14-5封闭形成第一变向齿轮14-2、第二变向齿轮14-8以及第二轴承14-7的润滑腔室，第二油封14-5和第三油封14-6封闭形成第一轴承14-4的润滑腔室。第一油封14-3、第二油封14-5以及第三油封14-6的设置提高了变向组件14的工作稳定性，具有较高的可实施性。
作为左连接组件的一种优选实现方式，如图1所示，左连接组件13包括左安装板13-1、左减振器13-2以及左支座13-3，左安装板13-1与变向组件14连接，左安装板13-1通过左减振器13-2装配在左支座13-3上，可实现振动轮稳定地驱动；作为右连接组件的一种优选实现方式，如图1所示，右连接组件包括右减振器2、驱动板3、连接螺栓4、减速机5以及右连接板6，驱动板3通过连接螺栓4连接在压轮1的减振器支座1-6上，右连接板6通过减速机5连接在驱动板3上，同理地实现振动轮稳定地驱动。
下面以图1所示的实施例为例来说明本发明定向振动轮的工作原理如下：
以垂直振动为例，在定向振动时，左振动室10相对车架不转动，马达通过花键套11将动力传递给左激振器10-8，假设马达旋转方向为正向，此时左激振器10-8旋转方向为正向。左激振器10-8通过传动轴8将动力传递给右激振器7-3，同步同向，右激振器7-3旋转方向为正向；同时，左激振器10-8通过左齿轮10-5(旋转正向)、左过渡齿轮10-3(旋转反向)、右过渡齿轮10-2(旋转正向)以及右齿轮9-5(旋转反向)将动力传递给中间激振器9-3(旋转反向)，中间激振器9-3旋转方向为反向。
假设初始状态下，第二变向齿轮14-8固定，左振动室10相对车架初始基准位置不动，设计时，三个激振器初始相位垂直向下，保证中间激振器9-3产生的离心力等于左激振器10-8和右激振器7-3产生的离心力的和，使三个激振器在垂直方向的力叠加，水平方向的力抵消，这样可实现垂直方向的定向振动。在工作时，旋转第二变向齿轮14-8，通过第一变向齿轮14-2调整左振动室10的方向，即调整激振器产生合力的方向，即可实现可变方向定向振动。
本发明还提供了一种振动压路机，其包括上述的定向振动轮。由于本发明定向振动轮能够实现可变方向定向振动且具有较高的可靠性，相应地，本发明振动压路机也具有上述的有益技术效果，在此不再赘述。
以上结合的实施例对于本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。例如，变向组件还可以是不同于齿轮的能够作用于左振动室10以使其相对于压轮1转动的结构。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、等效替换和变型仍落入在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种定向振动轮，包括压轮(1)，其特征在于，还包括左连接组件(13)、变向组件(14)以及右连接组件，在所述压轮(1)内设置有中间振动室(9)和传动轴(8)，所述压轮(1)在位于所述中间振动室(9)的两端分别设有左振动室(10)和右振动室(7)，所述传动轴(8)贯穿所述中间振动室(9)连接所述左振动室(10)和所述右振动室(7)，所述左振动室(10)通过回转支承(12)支撑在所述压轮(1)内且一端连接在所述变向组件(14)上，所述变向组件(14)通过所述左连接组件(13)连接在车架上，所述右振动室(7)通过所述右连接组件连接在车架上，所述左振动室(10)的左激振器(10-8)通过所述传动轴(8)将动力传递给所述右振动室(7)的右激振器(7-3)实现同步同向旋转，且所述左激振器(10-8)通过齿轮换向结构将动力传递给所述中间振动室(9)的中间激振器(9-3)实现同步反向旋转，所述变向组件(14)能够作用于所述左振动室(10)以使其相对于所述压轮(1)转动，由此实现所述左振动室(10)相对于所述压轮(1)的安装角度可调；所述变向组件(14)包括左轴承座(14-1)、第一变向齿轮(14-2)、第一轴承(14-4)、第二轴承(14-7)、第二变向齿轮(14-8)、组件盖(14-9)以及组件壳体(14-10)，所述左轴承座(14-1)通过所述第一轴承(14-4)支撑在所述组件壳体(14-10)上，所述第一变向齿轮(14-2)与所述左轴承座(14-1)连接，所述组件盖(14-9)和所述组件壳体(14-10)连接，所述第二变向齿轮(14-8)通过所述第二轴承(14-7)支撑在所述组件盖(14-9)和所述组件壳体(14-10)上，所述第一变向齿轮(14-2)与所述第二变向齿轮(14-8)啮合，所述左振动室(10)与所述左轴承座(14-1)连接，通过转动所述第二变向齿轮(14-8)以带动所述第一变向齿轮(14-2)转动，从而使所述左振动室(10)相对于所述压轮(1)转动。
2.根据权利要求1所述的定向振动轮，其特征在于，所述左振动室(10)包括齿轮支撑轴承(10-1)、右过渡齿轮(10-2)、左过渡齿轮(10-3)、左齿轮(10-5)、左壳体(10-6)、左振动轴承(10-7)、所述左激振器(10-8)，所述左激振器(10-8)通过所述左振动轴承(10-7)支撑在所述左壳体(10-6)上，所述右过渡齿轮(10-2)和所述左过渡齿轮(10-3)通过所述齿轮支撑轴承(10-1)支撑所述左壳体(10-6)上，所述左齿轮(10-5)装配在所述左激振器(10-8)上；
所述中间振动室(9)包括中间轴承座(9-1)、中间振动轴承(9-2)、所述中间激振器(9-3)、中间壳体(9-4)和右齿轮(9-5)，所述中间激振器(9-3)通过所述中间振动轴承(9-2)支撑在所述中间轴承座(9-1)和所述中间壳体(9-4)上，所述右齿轮(9-5)装配在所述中间激振器(9-3)上；
所述右振动室(7)包括右轴承座(7-1)、右振动轴承(7-2)、右激振器(7-3)和右壳体(7-4)，所述右激振器(7-3)通过所述右振动轴承(7-2)支撑在所述右轴承座(7-1)和所述右壳体(7-4)上；
所述齿轮换向结构包括依次啮合的所述左齿轮(10-5)、所述左过渡齿轮(10-3)、所述右过渡齿轮(10-2)以及所述右齿轮(9-5)。
3.根据权利要求1所述的定向振动轮，其特征在于，还包括锁定机构，用于锁定所述第二变向齿轮(14-8)相对于所述组件盖(14-9)的转动。
4.根据权利要求1所述的定向振动轮，其特征在于，所述第一变向齿轮(14-2)的尺寸大于所述第二变向齿轮(14-8)的尺寸。
5.根据权利要求1所述的定向振动轮，其特征在于，所述组件盖(14-9)和所述第一变向齿轮(14-2)之间形成有第一油封(14-3)、所述第一变向齿轮(14-2)和所述组件壳体(14-10)之间形成有第二油封(14-5)、所述左轴承座(14-1)和所述组件壳体(14-10)之间形成有第三油封(14-6)，所述第一油封(14-3)和所述第二油封(14-5)封闭形成所述第一变向齿轮(14-2)、所述第二变向齿轮(14-8)以及所述第二轴承(14-7)的润滑腔室，所述第二油封(14-5)和所述第三油封(14-6)封闭形成所述第一轴承(14-4)的润滑腔室。
6.根据权利要求1所述的定向振动轮，其特征在于，所述左连接组件(13)包括左安装板(13-1)、左减振器(13-2)以及左支座(13-3)，所述左安装板(13-1)与所述变向组件(14)连接，所述左安装板(13-1)通过所述左减振器(13-2)装配在所述左支座(13-3)上。
7.根据权利要求1所述的定向振动轮，其特征在于，所述右连接组件包括右减振器(2)、驱动板(3)、连接螺栓(4)、减速机(5)以及右连接板(6)，所述驱动板(3)通过所述连接螺栓(4)连接在所述压轮(1)上，所述右连接板(6)通过所述减速机(5)连接在所述驱动板(3)上。
8.根据权利要求1所述的定向振动轮，其特征在于，所述中间振动室(9)和所述右振动室(7)固定设置在所述压轮(1)内。
9.一种振动压路机，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的定向振动轮。
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