CN1948625A - 新型定向振动压路机的振动轮 - Google Patents
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Abstract
一种新型定向振动压路机的振动轮，包括机架、振动轮体、偏心轴、振动马达及其传动机构，分为两组偏心矩完全相等的多根偏心轴串联布置安装在振动轮的中心线上，在多根偏心轴的两端布置安装独立的两只同步反向驱动装置、该两只装置通过减振器和机架相联，两只同步反向驱动装置驱动两组偏心轴作同步反向旋转，两组偏心轴同步反向旋转时产生的离心力在选定的方向上叠加(在其余方向上抵消)形成定向激振力，使振动轮产生定向振动。
Description
技术领域：
本发明涉及一种新型定向振动压路机的振动轮，属于筑路机械领域。
背景技术：
现有的振动压路机，其工作装置是振动轮，在振动轮的中心线上安装有单根偏心轴或多根偏心轴串联连接同步同向高速旋转而产生的离心力，使振动轮产生振动，对土壤施加周期性的激振力，达到对土壤压实的目的，但这种压路机的振动轮实际上是在作周期性的圆振动，由于其振动方向是变化的，所以又称之为非定向振动压路机，这种压路机的振动轮对压实表层的抛甩作用，使被压实土壤的压实度难以提高，压实层表面的质量差，且产生表面振动波，造成环境污染。
发明内容：
本发明的目的是提供一种新型定向振动压路机的振动轮，该新型定向振动压路机的振动轮完全没有对压实表层的抛甩作用，提高被压实土壤的压实度，提高压实层表面的质量，提高压实效率，改善环境。
本发明提供的技术方案是：将多根(三根或三根以上)偏心轴串联布置安装在振动轮的中心线上，多根偏心轴分为两组偏心矩完全相等的偏心轴，在多根偏心轴的两端布置安装独立的两只同步反向驱动装置，两只同步反向驱动装置通过减振器和机架相联，两只同步反向驱动装置驱动两组偏心矩完全相等的偏心轴作同步反向旋转，两组偏心轴同步反向旋转时产生的离心力在选定的方向上叠加(在其余方向上抵消)形成定向激振力，使振动轮产生定向振动。
本发明具有结构简单，高效可靠，并可变换成多种布置形式和安装结构。
附图说明：
图1是本发明提供的新型定向振动压路机振动轮的激振器中齿轮式同步反向驱动装置典型结构原理示意图；
图2是本发明提供的新型定向振动压路机振动轮的激振器中类似行星齿轮式同步反向驱动装置典型结构原理示意图，图2所示结构实质上是图1所示结构的一种变换结构；
图3是本发明提供的新型定向振动压路机振动轮的激振器的典型结构原理示意图；
图4是图3中的左偏心轴13和右偏心轴15的旋转相位示意图；
图5是图3中的中间偏心轴14的旋转相位示意图；
图6是图3中的三根偏心轴旋转时产生的离心力的合力示意图；
图7是本发明提供的新型定向振动压路机振动轮的激振器的变换结构原理示意图；
图8、图9均是图7所示结构的变换结构原理示意图；
图10是本发明提供的新型定向振动压路机振动轮的典型结构实施例原理示意图；
图11是本发明提供的新型定向振动压路机振动轮的变换结构实施例原理示意图；
图12是齿轮箱与振动轴承座定位面的局部放大图。
图中：1-驱动齿轮；2-过渡齿轮；3、5-传动齿轮；4-同步反向齿轮；6-齿轮箱；7-齿圈；8-驱动太阳轮；9-过渡齿轮；10、12-类行星齿轮；11-同步反向太阳轮；I、II、III-传动轴；13-左偏心轴；14-中间偏心轴；15-右偏心轴；16-联轴器；17-振动马达；61-驱动齿轮箱；62-同步反向齿轮箱；18-振动轴承；19-振动轴承座；20-激振器安装管；21-轴承；22-连接板；23-减振器；24-机架；25-振动轮体；26-行走驱动机构；27-激振器壳体；28-振动输出轴承；29-振动输出轴承座；n1-左偏心轴13、右偏心轴15的旋转角速度；n2-中间偏心轴14的旋转角速度(n1和n2相等且反向)；p1-左偏心轴13、右偏心轴15旋转时的离心力；p2-中间偏心轴14旋转时的离心力；p-p1和p2的合力；β-三根偏心轴的相位角；h-齿轮箱与振动轴承座定位面的放大部位；M-齿轮箱6安装底板上的定位止口面；N-振动轴承座19上的定位凸台面。
具体实施步骤：
本发明提供的新型定向振动压路机的振动轮的核心机构是定向振动轮的激振器，定向振动轮的激振器的典型结构主要有两大部件组成，如图3所示，一是串联布置安装在振动轮中心线上的三根(可以是三根以上)偏心轴13、14、15；二是两只多根偏心轴串联连接的齿轮式(图1所示)或类似行星齿轮式(图2所示)同步反向驱动装置。
如图3、图4、图5、图10所示：三根偏心轴13、14、15的初始安装相位角相等，三根偏心轴分为两组且两组偏心轴的偏心矩完全相等，即右偏心轴15和左偏心轴13的偏心矩之和等于中间偏心轴14的偏心矩，中间偏心轴14可以制作成两根偏心轴，只要两根偏心轴的偏心矩之和等于偏心轴14的偏心矩，右偏心轴15、中间偏心轴14、左偏心轴13均是有偏心矩且带花键孔(或其他啮合齿)的轴，左偏心轴13、右偏心轴15分别和其对应端的齿轮式(或类似行星齿轮式)同步反向驱动装置中的传动轴II以花键副相连，中间偏心轴14和传动轴I以花键副相连。
在图1所示的多根偏心轴串联连接的齿轮式同步反向驱动装置中，驱动齿轮1、过渡齿轮2、传动齿轮3、5、同步反向齿轮4及传动轴I、II、III均安装在齿轮箱6内组成本发明提供的多根偏心轴串联连接的齿轮式同步反向驱动装置。驱动齿轮1、同步反向齿轮4均带花键孔，传动轴I、II为花键轴，传动轴II带外花键且为套状以便传动轴I穿过其中，驱动齿轮1和传动轴I以花键副相连，驱动齿轮1和过渡齿轮2啮合，过渡齿轮2和传动齿轮3啮合(驱动齿轮1、过渡齿轮2、传动齿轮3之间的传动可以用链传动或同步带传动)，传动齿轮3和传动齿轮5通过传动轴III连接为同轴齿轮作同速同向旋转，传动齿轮5和同步反向齿轮4啮合，同步反向齿轮4和传动轴II以花键副相连，传动轴I、II的输出是：传动轴II与传动轴I同步反向。在图2所示的多根偏心轴串联连接的类似行星齿轮式同步反向驱动装置中，齿圈7可以绕太阳轮回转轴线旋转，驱动太阳轮8和传动轴I以花键副相连，过渡齿轮9、类行星齿轮10、12均用销轴安装在齿轮箱6内，过渡齿轮9、类行星齿轮10、12只能绕自身的销轴旋转，驱动太阳轮8和过渡齿轮9啮合，过渡齿轮9和类行星齿轮10啮合，类行星齿轮10、12均和齿圈7啮合，类行星齿轮12和同步反向太阳轮11啮合，同步反向太阳轮11和传动轴II以花键副相连，传动轴I、II的输出是：传动轴II与传动轴I同步反向。
本发明提供的新型定向振动压路机振动轮的典型结构实施例如图10所示，三根偏心轴13、14、15串联布置在振动轮体25的中心线上并安装在振动轴承18中，振动轴承18安装在振动轴承座19上，振动轴承座19安装在激振器安装管20内，激振器安装管20安装在振动轮体25的幅板上，当然，振动轴承座19可以采用其他方式固定在振动轮体25内而在结构中省略激振器安装管20，轴承21定位安装在激振器安装管20的端部或振动轮体25的幅板上，连接板22定位装配在轴承21的内圈上，连接板22通过减振器23安装固定在机架24上，两只同步反向驱动装置定位安装在连接板22上，即当振动轮体25滚动时，同步反向驱动装置保持初始安装位置不变，振动马达17通过联轴器16带动驱动齿轮1，而驱动齿轮1一方面通过传动轴I驱动左端的同步反向驱动装置中的驱动齿轮1，使左端的同步反向驱动装置中的同步反向齿轮4及其对应的传动轴II驱动左偏心轴13旋转；同时，传动轴I又驱动中间偏心轴14作和左偏心轴13的同步反向旋转；另一方面，右端的同步反向驱动装置中的同步反向齿轮4及其对应的传动轴II驱动右偏心轴15作和左偏心轴13的同步同向旋转，三根偏心轴13、14、15产生的离心力在三根偏心轴的偏心矩重合的方向上叠加(在其余方向上抵消)形成定向激振力，使振动轮产生定向振动。
本发明提供的新型定向振动压路机振动轮的典型结构实施例中的齿轮式同步反向驱动装置可以用类似行星齿轮式同步反向驱动装置替换。
本发明提供的新型定向振动压路机振动轮的激振器(如图3所示)的激振力的方向调整至少有四种方式：一种方式是同时将传动轴I和两只驱动齿轮1之间(或同时将两根传动轴II和两只同步反向齿轮4之间)的花键副改成螺旋副啮合，则轴向移动传动轴I(或同时轴向移动两根传动轴II)，即可改变中间偏心轴14(或同时改变右偏心轴15和左偏心轴13)的相位角，达到调整激振力的方向的目的；第二种方式是同时将两根传动轴III和两只传动齿轮3(或两只传动齿轮5)之间制作成螺旋副传动；第三种方式是将传动轴I和中间偏心轴14之间的花键副改成螺旋副啮合；第四种方式是将两根传动轴II和右偏心轴15、左偏心轴13之间的花键副改成螺旋副啮合。
如图7及图11所示的本发明提供的新型定向振动压路机振动轮及其激振器的变换结构中，和图3及图10相比，如采用一只如图1(或图2)所示的齿轮式(或类似行星齿轮式)同步反向驱动装置，则必须将同步反向驱动装置布置在多根偏心轴的中间；为了使同步反向驱动装置保持初始安装位置不变，则必须增加激振器壳体27和振动输出轴承28。在图11中，三根偏心轴13、14、15串联布置在振动轮体25的中心线上并安装在振动轴承18中，振动轴承18安装在振动轴承座19上，振动轴承座19安装在激振器壳体27内，同步反向驱动装置布置在左偏心轴13和中间偏心轴14之间且定位安装在振动轴承座19端部(参见图12)，激振器壳体27安装在振动输出轴承28内，振动输出轴承28安装在振动输出轴承座29内，振动输出轴承座29安装在振动轮体25的幅板上，激振器壳体27又通过连接板22、减振器23和机架24连接，振动马达17定位安装在连接板22上，行走驱动机构26安装在机架24上并通过减振器23和振动轮体25连接。图7及图11所示的结构工作过程如下：振动马达17通过联轴器16驱动传动轴I，传动轴I同时驱动右偏心轴15和左偏心轴13及同步反向驱动装置中的驱动齿轮1作同步同向旋转、则同步反向驱动装置中的同步反向齿轮4通过传动轴II驱动中间偏心轴14作和左(右)偏心轴13(15)的同步反向旋转，三根偏心轴13、14、15产生的离心力在三根偏心轴的偏心矩重合的方向上叠加(在其余方向上抵消)形成定向激振力，该激振力通过激振器壳体27、振动输出轴承28、振动输出轴承座29传递给振动轮体25，使振动轮产生定向振动；行走驱动机构26通过减振器23驱动振动轮体25滚动，激振器壳体27保持初始安装位置不变。
图8、图9所示的结构均是图7所示结构的变换结构，其原理如对图7的描述相同。
本发明提供的定向振动压路机振动轮中的传动轴与其对应传动的齿轮及偏心轴之间的花键副联接方式可以是其他类型的啮合副联轴器或离合器。
本发明提供的定向振动轮的激振器的结构可以应用于定向振动夯。
本发明提供的定向振动压路机振动轮的结构简单且变化多样，制造方便。
Claims (7)
1、一种新型定向振动压路机的振动轮，包括机架、振动轮体、偏心轴、振动马达及其传动机构等，多根(三根或三根以上)偏心轴(13)、(14)、(15)分为两组且两组偏心轴的偏心矩完全相等、串联布置在振动轮体(25)的中心线上并安装在振动轴承(18)中，振动轴承(18)安装在振动轴承座(19)上，振动轴承座(19)固定安装在激振器安装管(20)内再固定安装在振动轮体(25)内，其特征是：在串联布置的偏心轴(13)、(14)、(15)的两端，各布置一只多根偏心轴串联连接的同步反向驱动装置，所述的同步反向驱动装置定位安装在连接板(22)上，连接板(22)定位装配在轴承(21)的内圈上，轴承(21)定位安装在激振器安装管(20)的端部或振动轮体(25)的幅板上，连接板(22)又通过减振器(23)安装固定在机架(24)上，所述的多根偏心轴串联连接的同步反向驱动装置为齿轮式或类似行星齿轮式同步反向驱动装置。
2、如权力要求1所述的一种新型定向振动压路机的振动轮，其特征是：所述的多根偏心轴串联连接的齿轮式同步反向驱动装置主要有驱动齿轮(1)、过渡齿轮(2)、传动齿轮(3)、(5)、同步反向齿轮(4)及传动轴(I)、(II)、(III)和齿轮箱(6)组成，驱动齿轮(1)、同步反向齿轮(4)均带花键孔，传动轴(I)、(II)为花键轴，传动轴(II)带外花键且为套状以便传动轴(I)穿过其中，驱动齿轮(1)和传动轴(I)以花键副相连，驱动齿轮(1)和过渡齿轮(2)啮合，过渡齿轮(2)和传动齿轮(3)啮合，传动齿轮(3)和传动齿轮(5)通过传动轴(III)连接为同轴齿轮作同速同向旋转，传动齿轮(5)和同步反向齿轮(4)啮合，同步反向齿轮(4)和传动轴(II)以花键副相连，传动轴(I)、(II)的输出是：传动轴(II)与传动轴(I)同步反向，所述的传动轴(I)和两只同步反向驱动装置中的驱动齿轮(1)及中间偏心轴(14)以花键副相连，所述的传动轴(II)分别将左偏心轴(13)、右偏心轴(15)和其对应的同步反向驱动装置中的同步反向齿轮(4)以花键副相连。
3、如权力要求1所述的一种新型定向振动压路机的振动轮，其特征是：所述的多根偏心轴串联连接的类似行星齿轮式同步反向驱动装置主要有齿圈(7)，驱动太阳轮(8)，过渡齿轮(9)，类行星齿轮(10)、(12)，同步反向太阳轮(11)，传动轴(I)、(II)，齿轮箱(6)组成，齿圈(7)可以绕太阳轮回转轴线旋转，驱动太阳轮(8)和传动轴(I)以花键副相连，过渡齿轮(9)、类行星齿轮(10)、(12)均用销轴安装在齿轮箱(6)内，过渡齿轮(9)、类行星齿轮(10)、(12)只能绕自身的销轴旋转，驱动太阳轮(8)和过渡齿轮(9)啮合，过渡齿轮(9)和类行星齿轮(10)啮合，类行星齿轮(10)、(12)均和齿圈(7)啮合，类行星齿轮(12)和同步反向太阳轮(11)啮合，同步反向太阳轮(11)和传动轴(II)以花键副相连，传动轴(I)、(II)的输出是：传动轴(II)与传动轴(I)同步反向，所述的传动轴(I)和两只同步反向驱动装置中的驱动太阳轮(8)及中间偏心轴(14)以花键副相连，所述的传动轴(II)分别将左偏心轴(13)、右偏心轴(15)和其对应的同步反向驱动装置中的同步反向太阳轮(11)以花键副相连。
4、如权力要求1所述的一种新型定向振动压路机的振动轮，其特征是：在串联布置的偏心轴(13)、(14)、(15)的中间，仅安装一只同步反向驱动装置，所述的振动轴承座(19)安装在激振器壳体(27)内，激振器壳体(27)安装在振动输出轴承(28)内，振动输出轴承(28)安装在振动输出轴承座(29)内，振动输出轴承座(29)安装在振动轮体(25)的幅板上，激振器壳体(27)又通过连接板(22)、减振器(23)和机架(24)连接，振动马达(17)定位安装在连接板(22)上，所述的同步反向驱动装置是齿轮式同步反向驱动装置或类似行星齿轮式同步反向驱动装置，所述的同步反向驱动装置中的传动轴(I)和左偏心轴(13)、右偏心轴(15)、驱动齿轮(1)以花键副相连，所述的同步反向驱动装置中的传动轴(II)和中间偏心轴(14)、同步反向齿轮(4)以花键副相连。
5、如权力要求1所述的一种新型定向振动压路机的振动轮，其特征是：所述的振动轮的振动方向的改变至少可以用下述四种方式实现：一种方式是同时将传动轴(I)和两只驱动齿轮(1)之间[或同时将两根传动轴(II)和两只同步反向齿轮(4)之间]的花键副改成螺旋副啮合，则轴向移动传动轴(I)[或同时轴向移动两根传动轴(II)]，即可改变中间偏心轴(14)[或同时改变右偏心轴(15)和左偏心轴(13)]的相位角，达到改变振动轮的振动方向的目的；第二种方式是同时将两根传动轴(III)和两只传动齿轮(3)[或两只传动齿轮(5)]之间制作成螺旋副传动；第三种方式是将传动轴(I)和中间偏心轴(14)之间的花键副改成螺旋副啮合；第四种方式是将两根传动轴(II)和右偏心轴(15)、左偏心轴(13)之间的花键副改成螺旋副啮合。
6、如权力要求1所述的一种新型定向振动压路机的振动轮，其特征是：所述的振动轮中的传动轴与其对应传动的齿轮及偏心轴之间的花键副联接方式可以是其他类型的啮合副联轴器或离合器。
7、如权力要求1所述的一种定向振动压路机的振动轮，其特征是：所述的的定向振动压路机的振动轮的激振器的结构可以应用于定向振动夯。
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