CN1524633A - 振动器与振动滚子 - Google Patents

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Abstract

一种振动器，它包括：数个振动轴，各振动轴放置在一滚子内并跨越滚子旋转轴线对称地设置；一固定到各振动轴上的固定偏心重量；一可旋转地安装到各振动轴上的可旋转的偏心重量；一控制可旋转的偏心重量的运动范围的旋转控制器；以及一偏心矩控制器，该控制器根据振动轴的旋转方向改变绕振动轴的偏心矩，从而可在标准振动与水平振动之间转换滚子的振动状态。

Description

振动器与振动滚子
技术领域
本发明涉及振动器和振动滚子。
背景技术
振动滚子主要用于诸如高速路、坝或道路的沥青路面之类的施工现场的路基压实。
在振动一个振动滚子的同时进行使用振动滚子的压实。因此，要压实的地面被压实成很密实的状态。作为在振动滚子内设置一振动器使振动滚子振动的例子，已知通过旋转设有偏心重量的振动轴造成振动的机构。
此处，作为振动滚子的振动状态的一个例子，已知二种类型的振动状态。其一是“标准振动”，该标准振动是振动滚子在其所有的径向的振动。另一是“水平的振动”，该水平振动是振动滚子沿振动滚子的圆周的切向的振动。
在美国专利No.4,647,247中公开的机构中，设有一个使振动滚子的振动状态从标准状态变化到水平振动状态或从水平振动状态变化到标准状态的转换装置。
在美国专利No.4,647,247的图10A和10B中，在振动滚子里面设置总数为两个的振动轴。两个振动轴的一个相对于另一振动轴设置在横跨振动滚子的中心的相对的位置处。每一振动轴设置一偏心重量，同时一个振动轴的偏心重量可转动地连接在振动轴上。
在该美国专利中，如果在沿振动轴的一个方向旋转的情形下在两偏心重量之间的相对相位角以0°表示，则在沿振动轴的另一方向旋转的情形下在两偏心重量之间的相对相位角为180°。
当在标准振动或水平振动下振动该振动滚子时，振动滚子应对应相应的振动状态在适当的振幅下振动。
图4是表示在标准振动的情形下装设有一对振动轴的振动滚子的振动的说明的视图。
在此振动滚子中，一个相同形状的偏心重量设置到相应的振动轴上，振动轴根据动力供给机构(未表示)供应的旋转扭矩而转动。因此，相应的偏心重量在相同的角位置处沿相同的方向旋转。
在此情况下，产生远离振动滚子中心指向的振动的力，同时其方向根据偏心重量的角位置而顺序变化。此处，如果从各振动力的元件集中到垂直地面的元件上，则用以下公式表示振动力F：
F＝2·m·r·ω2·sinωt
式中
m是偏心重量的质量，
r是振动轴中心与偏心重量的重心之间的距离，
ω是振动轴的角速度。
此处，mr定义成偏心矩。此处m·r表示为mr。
因此，地面可表示成一个弹簧的模型，该弹簧具有预定的弹簧常数K，并且该弹簧在相对于振动滚子与地面之间的接触表面的垂直方向起作用。
当振动力F周期地作用在其质量是M0的振动滚子上时，如果假设地面很松，则该弹簧常数K可认为是一个可忽略的小的值，则运动方程可表示如下：
2·mr·ω2·sinωt＝M0d2y/dt2
式中
y是沿上下方向的位移。
于是，从此式可得到下式
y＝(-2·mr/M0)·sinωt
因此，在标准振动的情形下沿振动滚子的上下方向的振幅a1可由下式(1)表示：
a1＝2·mr(标准振动)/M0……(1)
在此式(1)中，“mr(标准振动)”是指在标准振动情形下的偏心矩。
图5是表示在水平振动情形下装有一对振动轴的振动滚子振动的说明视图。
在振动滚子和振动滚子的框架(未表示)之间设置的一个防振橡胶可以表示为一个弹簧模型，该弹簧具有预定的弹簧常数K，并且该弹簧在水平方向相对于振动滚子的轴心O’起作用。
地面可表成一弹簧模型，该弹簧具有预定的弹簧常数K2，并且该弹簧在水平方向相对于振动滚子与地面之间的接触表面起作用。
当一周期扭矩T作用到绕振动滚子轴心O’的惯性矩I上时，该振动滚子由弹簧常数为K1的弹簧和弹簧常数为K2的弹簧支撑，此时的运动方程如下。
P·2·mr·…ω2·sinωt＝Id2θ/dt2
式中
P是振动滚子的轴心O’与振动轴的中心之间的距离。
此处，通过假设各个弹簧为十分的松，各弹簧常数K1和K2被认为是可忽略的小值。
若以R表示振动滚子的半径，则在水平方向相对于振动滚子与地面之间的接触表面的位移y可表示为y＝Rθ，此时将θ看成小的角位移。因此，可获得以下公式。
P·2·mr·ω2·sinωt＝(I/R)·d2y/dt2
于是，通过基于y的方程变换，从此式可以得到下式
y＝-[(R·P·2mr)/I]sinωt
因此，在水平方向的相对于振动滚子和地面之间的接触表面在水平振动情形下的振幅a2可由下式表示：
a2＝R·2·P·mr(水平振动)/I……(2)
在此式中，“mr(水平振动)”是指在水平振动时的偏心矩。
此处，振动滚子的质量M0、振动滚子的半径R、和绕振动滚子轴心O’的惯性矩I根据振动滚子的尺寸来确定。因此，需要可以自由地确定偏心矩mr(标准振动)以便把在标准振动情形下的振幅a1控制为要求值。
此外，要求距离p和偏心矩mr(水平振动)的至少一个可以自由地确定以便将水平振动情形下的振幅a2控制到要求的值。此处，距离p是振动滚子的轴心O’和振动轴的中心之间的距离。
然而，在振动滚子中，由于振动轴设置在振动滚子内，所以存在距离p(见图5)的限制。因此，偏心矩mr(水平振动)对在水平振动情形下的振幅a2有大的影响。
因此，最好是，标准振动情形下的偏心矩不同于水平振动情形下的偏心矩，以便将标准振动的振幅a1和水平振动的振幅a2设定到各自的适当值。
在美国专利No.4,647,247的例子中，如上所述，各设有偏心重量的两个振动轴设在振动滚子中，一个偏心轴的偏心重量可转动地与振动轴连接，因此，偏心重量之间的角位置随振动轴的旋转方向而变化，但是在标准振动情形下的偏心矩与水平振动情形下的偏心矩相同。因此，就难以将偏心矩的振幅控制到用于标准振动与水平振动的相应合适振幅。
因此，就要求振动滚子能将振动滚子的振幅控制到标准振动的要求值或水平振动的要求值。
发明内容
本发明涉及振动器。该振动器包括：振动轴，振动轴置于一滚子内并跨过该滚子的旋转轴线对称地设置；固定到各个振动轴上的固定的偏心重量；一个可旋转地安装到各自的振动轴上的可旋转的偏心重量；一个旋转控制器，控制可旋转偏心重量的运动范围；和一个偏心矩控制器，该控制器根据振动轴的旋转方向改变绕振动轴的偏心矩。
在此振动器中，当各个振动轴在一个方向旋转时滚子在所有的径向振动，而当各个振动轴在相反方向旋转时，该滚子在滚子圆周的切向振动。
在该振动器中，总数为两个的振动轴，即，第一振动轴与第二振动轴置于滚子中，并且该第一振动轴相对于第二振动轴被设置在跨过滚子旋转轴线的180°的相对的位置上。
在此振动器中，当第一振动轴与第二振动轴在一个方向旋转时，绕第一振动轴的总偏心矩基本上与绕第二振动轴的总偏心矩相同。另外，当第一振动轴与第二振动轴在相反方向旋转时绕第一振动轴的总偏心矩基本上与绕第二振动轴的总偏心矩相同。
此处，当第一振动轴与第二振动轴在一个方向旋转时，绕第一振动轴的总偏心矩可以通过从可旋转的偏心重量的偏心矩减去固定偏心重量的偏心矩而获得。另外，绕第二振动轴的总偏心矩可以通过从固定偏心重量的偏心矩减去可旋转偏心重量的偏心矩而获得；而当第一振动轴与第二振动轴在相反方向旋转时，绕第一振动轴的总偏心矩可以通过将固定偏心重量的偏心矩与可旋转的偏心重量的偏心矩相加而获得，以及绕第二振动轴的总偏心矩可以通过将可旋转偏心重量的偏心矩与固定偏心重量的偏心矩相加而获得。
在该振动器中，允许第一振动轴和第二振动轴的各个可旋转的偏心重量分别绕第一振动轴和第二振动轴在0到180°的范围内旋转。在此振动器中，固定的偏心重量绕第一振动轴的偏心矩基本上与可旋转的偏心重量绕第二振动轴的偏心矩相同，以及可旋转的偏心重量绕第一振动轴的偏心矩基本上与固定的偏心重量绕第二振动轴的偏心矩相同。
本发明的振动器适合于用于振动滚子的滚动中。
附图说明
图1是设有根据本发明的振动器的振动滚子的轴向剖视图。
图2A是沿图1中E-E线的剖视图，其中振动滚子产生标准振动。
图2B是沿图1中E-E线的剖视图，其中振动滚子产生水平振动。
图3是侧剖视图，说明在水平振动下引起的振动力。
图4是用于计算在标准振动情形下振动滚子的振幅的示意图。
图5是用于计算在水平振动情形下振动滚子的振幅的示意图。
具体实施方式
如图1所示，一个振动滚子1可旋转地支撑在支承板2上，该支承板被分别固定在振动滚子(未表示)的一框架上。
振动滚子1具有空心圆柱的形状，并且设有中心孔3a的第一板3和设有中心孔4a的第二板4设置于其中。在该振动滚子1中，在第一板3与第二板4之间设置预定的间隔。
容纳振动机构并具有空心圆柱形状的外壳5被夹在其二侧的各个中心孔3a和4a的边缘之间，因此外壳5相对于振动滚子1的轴心被同轴地设置。
轴6使用螺钉8通过将轴6的法兰6a固定到第一板3的边缘上而安装到第一板3上。轴7使用螺钉8通过将轴7的法兰7a固定到第二板4的边缘上而安装到第二板4上。因而，中心孔3a和中心孔4a分别地被抽6和轴7紧靠。
处于轴承箱9内的轴承10(例如滚珠轴承等)的每一个可旋转地将轴6支撑在轴承箱9上。该轴承箱9通过防振橡胶11和一安装板12连接到支承板2上。
轴7通过安装板13连接到驱动电机14的动力传输装置14a上。驱动电机14的一个固定的零件14b通过安装板15和防振橡胶16固定到支承板2上。在此实施例中，诸如液压电动机之类的电动机用作驱动电机14。
一个用于在振动滚子上产生振动的换向电机18连接到轴承箱9上，并且电动机的旋转轴通过一联轴器19连接到齿轮轴20上。
处于轴6内的轴承21(例如滚珠轴承等)的每一个可旋转地支撑齿轮轴20因此该齿轮轴20与振动滚子1的轴心平行与共轴。该齿轮轴20在其端部设有一主动齿轮23，如正齿轮，因此主动齿轮23位于外壳5中。
在此实施例中，电动机，如液压电动机，用作换向电动机18，同时其旋转轴允许在顺时针和逆时针二个方向旋转。
各个振动轴24和25的二端分别由轴承22支撑，因此振动轴24平行于振动轴25。振动轴24被放置在相对于振动轴25跨过振动滚子1的旋转轴的相对着的位置处。
设置在振动轴24一端的从动齿轮26和设置在振动轴25一端的从动齿轮27与齿轮轴20的驱动齿轮23啮合。此处，从动齿轮26的直径与从动齿轮27的直径相同，并且各个从动齿轮26和27设有相同数量的齿。
按照具有这些结构的振动滚子1，当驱动电动机14的动力传输装置14a开始旋转时，由于轴6由轴承箱9可旋转地支撑，所以振动滚子1开始旋转。
在这种情况下，如果可换向电动机18接通并工作，则就使主动齿轮23旋转。因而，通过从动齿轮26和27将由可换向电动机18产生的旋转力传输到振动轴24和25上，并且使振动轴24和25在相同方向同步旋转。
根据本发明的振动器31包括振动轴24和25、分别固定到振动轴24和25上的固定的偏心重量32和33、分别可转动地安装到振动轴24和25上的可旋转的偏心重量34和35，以及包括止动器36和37的旋转控制器30，该二止动器与振动轴24和25一起旋转，控制器30控制可旋转的偏心重量34和35相对于各个固定的偏心重量32和33的角位置。
首先，将给出有关振动轴24的说明。该振动轴24设有两个彼此隔开并由焊接等固定在振动轴24上的偏心重量32。
如图2所示，该固定的偏心重量32由一个弧形部分32a和一个偏心部分32b构成。该弧形部分32a包围振动轴24的周边一部分并固定于其上。具有近似半圆形状的偏心部分32b包围振动轴24的周边的其余部分并且偏心地固定于其上。
构成旋转控制器30的止动器36是一个杆状物体。此止动器36被插入到设置在各个固定的偏心重量32上的通孔中并焊接到其上。因而，如图1所示，该止动器36(以虚线表示的)跨越固定的偏心重量32和32而设置，因此该止动器36平行于振动轴24。止动器36由焊接等固定到各自的固定的偏心重量32。
可旋转的偏心重量34由一个弧形部分34a和一个偏心部分34b构成。该弧形部分34a包围振动轴24的周边一部分。具有半圆形的偏心部分34b包围振动轴24的周边其余部分，并且偏心地安装在该振动轴24上。在此实施例中，可旋转的偏心重量可旋转地绕振动轴24安装。
要与止动器36接触的一个肩部分别设置在跨过偏心部分34b的振动轴24的相对端处。就是说，总共两个肩部设置在偏心部分34b上。
在图2A的情况中，可旋转偏心重量34和止动器36的肩部之一接触。因此，如果振动轴24从此状态逆时针旋转180°，则由于可旋转的偏心重量34绕振动轴24转动，所以肩部的另一个与止动器36接触。
然后，将给出有关振动轴25的说明。如从图1到图2B所见到的，振动轴25具有几乎与振动轴2A相同的结构。
也就是，振动轴25设有固定的偏心重量33，该偏心重量彼此分隔开。换言之，固定的偏心重量33的一个被固定到振动轴25上，并且放置在与另一个固定的偏心重量33分开的地方。
如图2所示。固定的偏心重量33由一弧形部分33a和一偏心部分33b组成。该弧形部分33a包围振动轴25的周边一部分并固定于其上。该偏心部分33b具有近似半圆的形状，且包围振动轴25的周边的其余部分，并偏心地固定于其上。
构成旋转控制器30的止动器37是一个杆状物体。此止动器37(由虚线所示)插入放置在各固定的偏心重量33上的通孔中。因而，如图1所示，该止动器37(由虚线所示)跨越固定的偏心重量32和32而设置，因此止动器36平行于振动轴25。
可旋转的偏心重量35由一弧形部分35a和一偏心部分35b组成。该弧形部分35a包围振动轴25的周边一部分。具有半圆形的偏心部分35b包围振动轴25的周边的其余部分，并偏心地安装到振动轴25上。在此实施例中，可旋转的偏心重量34可旋转地绕振动轴25安装。
与止动器36接触的肩部分别设置在跨越偏心部分35b的振动轴25的相对端处。也就是，总共两个肩部设置在偏心部分35b上。
在图2A的情况中，可旋转的偏心重量35的肩部之一和止动器37接触。因此，如果振动轴25从此状态反时针旋转180°，由于可旋转的偏心重量35绕振动轴25转动，因此肩部的另一个进入与止动器37相接触。
此处，固定的偏心重量32与33之间的位置关系将参照图2A进行解释，其中振动轴24相对于轴心O被设置在上侧，而振动轴25相对于轴心O被放置在下侧。
在此实施例中，各个固定的偏心重量32和33被固定到各个振动轴24和25上，因此如果固定的偏心重量32的偏心部分32b相对中心线38被放置在左侧，则固定的偏心重量33的偏心部分33b相对于连接各个振动轴24和25的中心线38被放置在右侧。
振动器31具有一个偏心矩控制器40，该控制器40根据各振动轴24和25的旋转方向改变偏心矩。通过设置偏心矩控制器40，振动滚子1的振动模式可以在“标准振动”和“水平振动”之间转换。
此处，在以下的解释中，由固定的偏心重量32引起的绕振动轴24的总偏心矩用“m1r1”表示，由可旋转的偏心重量34引起的绕振动轴24的偏心矩用“m2r2”表示，由固定的偏心重量33引起的绕振动轴25的总偏心矩用“m3r3”表示，以及由可旋转的偏心重量35引起的绕振动轴25的一个偏心矩用“m4r4”表示。
此处，m1、m2、m3、和m4是各个偏心重量的质量，而r1和r2是从振动轴24到各个偏心重量32，34的质心的距离，r3和r4是从振动轴25到各个偏心重量33，35的质心的距离。
由旋转控制器30(止动器36和止动器37)引起的偏心矩与由各偏心重量引起的偏心矩相比是小到趋于零。因此，在此实施例中，可以认为，由旋转控制器30引起的偏心矩包括在由固定的偏心重量引起的偏心矩中。
因此，由止动器36和止动器37引起的各个偏心矩分别包括在由固定的偏心重量32引起的偏心矩(m1r1)和由固定重量33引起的偏心矩(m3r3)中。
如图2A所示，当由于主动齿轮23的逆时针旋转使振动轴24和25的每一个顺时针旋转时，止动器36和37的每一个分别地绕振动轴24和25旋转，同时推动各个可移动偏心重量34和35的肩部的一个。
在这一情形下，固定的偏心重量32(33)的重心是处在相对于可转动的偏心重量34(35)的中心跨越振动轴24(25)的相对一侧。
反之，如图2B所示，当振动轴24和25的每一个由于主动齿轮23的顺时针旋转而逆时针旋转时，止动器36和37的每一个分别绕振动轴24和25旋转，同时推动各个可转动的偏心重量34和35的肩部的另一个。也就是，和图2A的情形相比较，可转动的偏心重量34(35)相对于固定的偏心重量的角位置32(33)相差180°。
在此情况下，如图2B所示，当振动轴24(25)逆时针旋转时，固定的偏心重量32(33)与可旋转的偏心重量34(35)的相同的角位置旋转。也就是，在固定的偏心重量32(33)与可旋转的偏心重量34(35)之间的相位差为零。
在本实施例中，对于振动轴24，可转动的偏心重量34的偏心矩(m2r2)大于固定的偏心重量32的偏心矩(m1r1)，(m2r2)＞(m1r1)。至于对振动轴25，可移动的偏心重量35的偏心矩(m4r4)小于固定的偏心重量33的偏心矩(m3r3)，(m3r3)＞(m4r4)。
在本实施例中，如从图1见到的，通过改变各个偏心重量的厚度(在图1中在左右方向的宽度)来实现这些条件。
在图2A的情况下，偏心重量绕振动轴24的总偏心矩，也就是，由可转动的偏心重量34和固定的偏心重量32引起的偏心矩，用“m2r2-m1r1”表示。因此，引起了在图1A中，由向量所示的、从振动轴24到右侧指向的振动力。
同样，偏心重量绕振动轴25的总偏心矩，也就是，由于运动的偏心重量35和固定的偏心重量33所引起的偏心矩用“m3r3-m4r4”表示。因此，引起了在图1A中，由向量所示的，从振动轴25到右侧指向的振动力。
在图2B的情况下，偏心重量对振动轴24的总偏心矩，也就是，由可转动的偏心重量34和固定的偏心重量32引起的偏心矩，用“m1r1+m2r2”表示。因此，在振动轴24上引起了使振动滚子沿振动滚子的圆周向左侧方向转动的力。也就是在振动轴24上引起使振动滚子逆时针方向转动的力。
另外，偏心重量对振动轴25的总偏心矩用“m3r3+m4r4”表示。因此，在振动轴25上引起使振动滚子沿振动滚子圆周向左侧方向转动的力。也就是在振动轴25上引起使振动滚子逆时针方向转动的力。
在图2A的情况下，如果绕振动滚子1的轴心O的矩存在，则相对于振动滚子沿圆周方向指向的力作用到振动轴24和25上。因而，引起小的水平振动。
在本实施例中，绕振动轴24的总偏心矩和绕振动轴25的总偏心矩应是相等的，以便消除绕振动滚子1的轴心O的偏心矩。也就是，(m2r2-m1r1)＝(m3r3-m4r4)。
因而，分别在振动轴24和25上引起同幅值的指向相同方向的振动力。
在本实施例中，由于各振动轴24和25同步地在相同方向旋转消除了微小的水平振动。但是，由各振动轴的偏心旋转引起的、即在常规振动滚子中引起的振动力作用到振动滚子上。
更准确地说，在本实施例中，各振动轴24和25在相同方向同步地旋转。因此，由振动轴24引起的振动力的方向与由振动轴25引起的振动力的方向相同。也就是，如果由振动轴24引起的振动力的方向为向左，则由振动轴25引起的振动力的方向也向左。如果由振动轴24引起的振动力的方向是一个向上的方向和向下的方向，则由振动轴25引起的振动力的方向也分别是一个向上的方向和向下的方向。
因而，振动滚子1接受振动力，该力是由各振动轴24和25引起的并具有相同幅值的振动力的总和，并且振动滚子1在360°方向(在所有的径向)振动。
在图2B的情况下，如果绕振动滚子1的中心(轴)O的振动力的合力存在，则在振动滚子1上引起微小的标准振动。为了避免标准振动的出现，绕振动轴24的总偏心矩要以与绕振动轴25的总偏心矩相同的值建立。也就是，(m1r1+m2r2)＝(m3r3+m4r4)。
因而，如果假设在图2B的下侧存在地面，则在图中从左到右指向的水平力被施加到在振动滚子与地面之间的接触表面上。
图3A到3D表示处于4个不同角位置的偏心重量。图2B所示的角位置与图3D中所示的相同。
当各振动轴24和25逆时针旋转时，止动器36和37的每一个分别绕振动轴24和25旋转，同时推动各个可移动偏心重量34和35的肩部的一个。在这种情况下，偏心重量的角位置按照图3A、图3B、图3C和图3D的顺序变化。在每个角位置中，各偏心重量以相同的角位置旋转。也就是，它们的相对相位角是0°。
在图3A的情况下，在振动轴24上引起指向振动滚子1的中心的力，并且也在振动轴25上引起指向振动滚子1的中心的力，该振动轴25处于相对振动轴24跨越轴心O的相对的位置上。因此，如从图3A可以看到的，由于这些力具有相同的幅值，所以这些力彼此抵消。
在图3B的情况下，在振动滚子的顶部引起转矩的沿振动滚子的圆周指向右侧方向的力在振动轴24上产生。相反，在振动轴25上引起力，该力引起在振动滚子底部的转矩指向沿振动滚子的圆周向左侧方向，也就是在振动轴24，25上引起使振动滚子沿顺时针方向转动的力。
因而，如果假设在图3B的下侧存在地面，则在此图中从右侧指向左侧的水平力作用到在振动滚子1与地面之间的接触表面上。
在图3C的情况下，远离振动滚子1的中心指向的力作用到振动轴24上，并且远离振动滚子1的中心指向的力作用到振动轴25上。因而这些力彼此抵消。
在图3D的情况下，在振动滚子1的顶部引起转矩的、并沿振动滚子1的圆周指向左侧的力在振动轴24上产生。相反，在振动轴25上引起力，该力引起在振动滚子底部的转矩指向沿振动滚子的圆周右侧方向，也就是在振动轴24，25上引起使振动滚子沿逆时针方向转动的力。
因此，假设地面在图3D的下侧，从图中左侧指向右侧的水平力加到振动滚子1和地面之间的接触表面。
因此，由于图3B的以及图3D的偏心重量之间的相对位置交替地重复，所以在水平方向指向的转矩作用到在振动滚子1和地面之间的接触表面上。
因此，偏心矩的关系由下式(3)和(4)表示。
M2r2-m1r1＝m3r3-m4r4           …(3)
M1r1+m2r2＝m3r3+m4r4           …(4)
基于这些公式(3)和(4)，可得下式：
M2r2＝m3r3             …(5)
M1r1＝m4r4             …(6)
即，可转动的偏心重量34的偏心矩等于固定的偏心重量33的偏心矩(见式(5))。此外，固定的偏心重量32的偏心矩等于可转动的偏心重量35的偏心矩(见式(6))。
在本实施例中，如果在振动轴24在一个方向旋转情形下(在标准振动情形下)绕振动轴24的总偏心矩用“M2r2-m1r1”表示，并且在振动轴24在另一方向旋转情形下(在水平振动情形下)绕振动轴24的总偏心矩用“M1r1+m2r2”表示，则这就很大地扩展了振动滚子的振幅的选择的可能性。这是因为以下的理由。
此处，如果在标准振动情形下绕振动轴24的总偏心矩用“mr(标准振动)”而不是“M2r2-m1r1”表示，而在水平振动情形下绕振动轴24的总偏心矩用“mr”(水平振动)而不是“M1r1+m2r2”来表示，则可获得下式：
m2r2＝(mr(标准振动)+mr(水平振动))/2            …(7)
m1r1＝(mr(标准振动)-mr(水平振动))/2            …(8)
例子
如图1，如果假设振动滚子具有1米的尺寸和具有大约15毫米的厚度，则该鼓的重量M0是大约720公斤，及绕振动滚子1的中心轴O的偏心矩是大约155公斤·米。
此处，如果在振动滚子在标准振动情形下工作时在振动滚子1的上下方向的振幅a1确定为0.3毫米，该值相应于对沥青混合料压实合适的振幅之一则从式(1)可得下式：
0.0003＝(2·mr(标准振动))/720
因此，可获得mr的值(标准振动)是0.11公斤·米。
在美国专利4,647,247的情况下，在标准振动情形下由偏心重量引起的绕振动轴的偏心矩与在水平振动情形下的相同。因此，mr(水平振动)的值与mr(标准振动)的值相同。因而，0.11公斤·米的值也是mr(水平振动)的值。
于是，如果用“p”表示振动滚子1的旋转轴O与各个振动轴24和25之间的距离，则由于因振动滚子1的尺寸的限制p的最大(极限)值为0.25米，所以在水平振动时的振幅a2可由式(2)获得：
a2＝(0.5×2×0.25×0.11)/155＝0.18毫米
即，a2的值是0.18毫米。
一般说，适合于在水平振动下压实沥青混合料的振幅a2为大约0.5毫米。但是，在美国专利4,647,247中公开的振动滚子的情况下，由于振动滚子的振幅a2的极限是0.18毫米，因此未得到适合于振动滚子的水平振动的振幅。
反之，在本发明中，在水平振动情形下的mr值不同于在标准振动情形下的值mr。如果在水平振动情形下的振幅被确定为0.5毫米，则从式(2)可获得
0.0005＝(0.5×2×0.25×mr(水平振动))/155＝0.31公斤·米
因此，mr(水平振动)＝0.31公斤·米。
因此，基于这些计算值从式(7)计算出可旋转的偏心重量34绕振动轴24的偏心矩。即，m2r2＝(0.11+0.31)/2＝0.21公斤·米。此外，基于这些计算值从式(8)计算出固定的偏心重量32绕振动轴24的偏心矩(m1r1)。即，m1r1＝(0.31-0.11)/2＝0.10公斤·米。因而，偏心重量34绕振动轴24的偏心矩(m2r2)是0.21公斤·米。偏心重量32绕振动轴24的偏心矩(m1r1)是0.10公斤·米。
此处，从式(5)和式(6)可以看出，如果可转动的偏心重量34绕振动轴24的偏心矩m2r2以及固定的偏心重量33绕振动轴25的偏心矩m3r3被设定为0.21公斤·米，并且如果固定的偏心重量32绕振动轴24的偏心矩m1r1以及可转动的偏心重量35绕振动轴25的偏心矩m4r4被设定为0.10公斤·米，则可得到适合于标准振动的0.3毫米的振幅和适合于水平振动的0.5毫米的振幅。
换言之，如果偏心矩m2r2和偏心矩m3r3是0.21公斤米和偏心矩m1r1和偏心矩m4r4为.10公斤米，使用公式(5)和(6)计算出适合于标准振动的振幅和适合于水平振动的振幅分别为0.3mm和0.5mm。
在本发明中，如上所述，振动器包括：振动轴，各振动轴放置在一滚子里并对称地安排成跨越滚子(振动滚子)的旋转轴；一个固定到各振动轴上的固定的偏心重量；一个可旋转地安装在各振动轴上的可旋转的偏心重量；一个旋转控制器，控制可旋转的偏心重量的运动范围；以及一个偏心矩控制器，该控制器按照振动轴的旋转方向改变绕振动轴的偏心矩。根据具有这些结构的此振动器，当各振动轴在一个方向旋转时滚子在所有的径向振动，而当各振动轴在相反方向旋转时滚子在滚子圆周的切向振动。因而，对于在标准振动或水平振动中的使用，可以控制振动滚子的振幅。
在本发明中，如上所述，第一振动轴24和第二振动轴25放置在滚子(振动滚子1)中，并且该第一振动轴24安排在跨越滚子1的旋转轴O相对于第二振动轴25的180°的相对的位置处。
在此情况中，当第一振动轴24和第二振动轴25在一个方向(例如，逆时针)旋转时，绕第一振动轴24的总偏心矩基本上与绕第二振动轴25的总偏心矩相同，并且当第一振动轴24和第二振动轴25在反方向(例如，顺时针)旋转时，绕第一振动轴24的总偏心矩基本上与绕第二振动轴25的总偏心矩相同。
此处，当第一振动轴24和第二振动轴25在一个方向(例如，逆时针)旋转时通过从可旋转的偏心重量34的偏心矩(m2r2)减去固定的偏心重量32的偏心矩(m1r1)来获得绕第一振动轴24的总偏心矩，以及通过从固定的偏心重量33的偏心矩(m3r3)减去可旋转的偏心重量35的偏心矩(m4r4)来获得绕第二振动轴25的总偏心矩，而当第一振动轴24和第二振动轴25在相反方向(例如，顺时针)旋转时，通过将固定的偏心重量32的偏心矩加到可旋转的偏心重量34的偏心矩上来获得绕第一振动轴24的总偏心矩，以及通过将可旋转的偏心重量35的偏心矩加到固定的偏心重量33的偏心矩上来获得绕第二振动轴25的总偏心矩。
根据具有这些结构的振动机构，可以用简单的结构来实现设有一对振动轴的振动滚子的振幅的转换。从而可以选择适用于标准振动的振幅和适用于水平振动的振幅。
作为可移动的偏心重量的一个例子，可以列举在日本未经审查的专利出版物No.S61-40905(相应于US4,586,847)中公开的机构。在此专利出版物中，公开了在其中设置内壁和液态重量的振动滚子。在此振动滚子中，液态重量相应于可旋转的偏心重量，该液态重量旋转在该振动滚子中并且该液态重量当振动滚子旋转时沿滚子的内圆周运动。限制液态重量运动范围的内壁对应于旋转控制器。
在本发明中，如上所述，第一振动轴24和第二振动轴25的各个可旋转的偏心重量34和35被允许分别地绕第一振动轴24和第二振动轴25旋转，在0到180°的极限以内。
此处，固定的偏心重量32绕第一振动轴24的偏心矩m1r1基本上与可旋转的偏心重量35绕第二振动轴25的偏心矩m4r4相同，并且可旋转的偏心重量34绕第一振动轴24的偏心矩m2r2基本上与固定的偏心重量33绕第二振动轴25的偏心矩m3r3相同。
根据具有这些结构的振动器，可旋转的偏心重量34和35的设计可以容易地实现。因而，可以选择适合于标准振动的振幅和适合于水平振动的振幅。
如果设有根据本发明的振动器的振动滚子被用于振动滚子，则可以得到满足压实工作的各种需要的振动滚子。这是因为振动滚子的振幅可以调节到对标准振动和水平振动适合的幅值。
此处，根据要压实的地面的质量(状态)可以在标准振动与水平振动之间适当地改变振动滚子的振动。
在上述实施例中，总共两个振动轴设置在振动滚子以内。但是振动轴的数量并不局限于此。例如，可以采用包括总共四个振动轴的振动滚子。在这种振动滚子中，具有同样结构的振动滚子以90°的相位差绕振动滚子的旋转轴而设置。
此外，在本发明中，每个固定的偏心重量与振动滚子分离地设置。但此固定的偏心重量可以与振动轴一起作为单一装置而设置。
根据本发明，由于振动滚子的振幅可以控制到适于标准振动和水平振动的幅值，所以可获得满意的压实结果。
虽然已公开了本发明的实施例，但技术人员应该理解可以对它进行变型与修改而不偏离所附权利要求指出的本发明的范围。

Claims (7)

1.一种振动器包括：
数个振动轴，各振动轴放置在一滚子里面并跨越滚子的旋转轴对称地安排；
固定到各振动轴上的一固定的偏心重量；
可旋转地安装到各振动轴上的可旋转的偏心重量；
控制可旋转的偏心重量的运动范围的一旋转控制器，以及
一个偏心矩控制器，该控制器根据振动轴的旋转方向改变绕振动轴的偏心矩，
因而当各振动轴在一个方向旋转时，该滚子在所有的径向振动，而当各振动轴在相反方向振动时，该滚子在滚子的圆周的切向振动。
2.根据权利要求1所述的振动器，其特征在于，
振动轴包括第一振动轴和第二振动轴，第一振动轴与第二振动轴放置在滚子内，并且第一振动轴设置在跨越滚子的旋转轴相对于第二振动轴的180°的相对位置处，
当第一振动轴与第二振动轴在一个方向旋转时，对第一振动轴的总偏心矩基本上与对第二振动轴的总偏心矩相同，以及
当第一振动轴与第二振动轴在相反方向旋转时，对第一振动轴的总偏心矩基本上与对第二振动轴的总偏心矩相同，
当第一振动轴与第二振动轴在一个方向旋转时，通过从可旋转的偏心重量的偏心矩减去固定的偏心重量的偏心矩获得绕第一振动轴的总偏心矩，以及从固定的偏心重量的偏心矩减去可旋转的偏心重量的偏心矩获得绕第二振动轴的总偏心矩，以及
当第一振动轴与第二振动轴在相反方向旋转时，通过将固定的偏心重量的偏心矩加到可旋转的偏心重量的偏心矩上获得对第一振动轴的总偏心矩，并且通过将可旋转的偏心重量的偏心矩加到固定的偏心重量的偏心矩上获得对第二振动轴的总偏心矩。
3.根据权利要求2所述的振动机构，其特征在于，
第一旋转轴和第二旋转轴的各个可旋转的偏心重量被允许分别绕第一振动轴与第二振动轴在0到180°的极限以内旋转，以及
固定的偏心重量对第一振动轴的偏心矩基本上与可旋转的偏心重量绕第二振动轴的偏心矩相同，并且
可旋转的偏心重量对第一振动轴的偏心矩基本上与固定的偏心重量绕第二振动轴的偏心矩相同。
4.一种振动器，包括：
第一振动轴和第二振动轴，第一振动轴和第二振动轴放置在滚子内，并且相互相对于滚子的旋转轴对称；
一个第一固定偏心重量和一个第二偏心重量，分别固定到第一振动轴和第二振动轴；
一个第一可转动的偏心重量和一个第二可转动的偏心重量，所述的第一可转动的偏心重量和第二可转动的偏心重量分别与第一振动轴和第二振动轴可转动地连接；
一个第一转动控制器，设在第一固定偏心重量上和根据第一振动轴的振动方向控制第一固定偏心重量和第一可转动的偏心重量之间的第一相位差；
一个第二转动控制器，设在第二固定偏心重量上和根据第二振动轴的振动方向控制第二固定偏心重量和第二可转动的偏心重量之间的第二相位差。
5.根据权利要求4所述的振动器，其特片在于，
当所述的第一振动轴和第二振动轴沿一个方向转动时，所述第一转动控制器和所述的第二控制器保持所述的第一相位差和所述的第二相位差分别为零，和
当所述的第一振动轴和第二振动轴沿相反的方向转动时，所述的第一转动控制器和所述的第二控制器保持所述的第一相位差和所述的第二相位差分别为180°。
6.根据权利要求5所述的振动器，其征在于，
所述的第一固定偏心重量对所述的第一振动轴的偏心矩与所述的第二可转动偏心重量对所述的第二振动轴的偏心矩相等，
所述的第一可转动的偏心重量对所述的第一振动轴的偏心矩与所述的第二固定偏心重量对所述的第二振动轴的偏心矩相等。
7.一个振动滚子，设有按照权利要求1至6中任一项的振动器在滚子中。
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