CN203007924U - 一种油缸驱动的强夯机变幅机构及强夯机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种油缸驱动的强夯机变幅机构及强夯机。该变幅机构包括第一油缸、第一定滑轮组、第一动滑轮组及第一绳索，其中：第一油缸的第一端用于连接强夯机的车体、第二端连接第一动滑轮组；第一绳索在第一定滑轮组和第一动滑轮组上卷绕后，其端部用于连接强夯机的臂头；第一油缸伸缩运动时，第一动滑轮组随第一油缸运动，第一动滑轮组和第一定滑轮组之间的距离增加或减小，用于驱动强夯机的臂架以其与车体的铰接点为中心摆动，实现臂架的起臂和落臂。本实用新型通过油缸驱动动滑轮组，并通过定动滑轮组来拓展行程，具有结构简单、维护方便、作业平稳、可靠性高等优点。

Description

一种油缸驱动的强夯机变幅机构及强夯机

技术领域

本实用新型主要涉及工程机械领域，具体地说，涉及一种油缸驱动的强夯机变幅机构，以及包括该强夯机变幅机构的强夯机。

背景技术

强夯机是一种用于对物料或地基进行冲击压实的工程机械，广泛应用于工业与民用建筑、仓库、堆场、码头、机场、公路和铁路路基、人工岛等的施工作业过程中。变幅机构是强夯机的重要组成部件，通过变幅机构改变强夯机臂架的俯仰角，实现臂架的起臂和落臂，进而将强夯机的夯锤吊到不同的高度。在释放夯锤使其自由下落时，可以给地基以强烈的冲击力和振动，破坏土体并对其进行压实，降低其压缩性，提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。

现有技术中，强夯机变幅机构一般为卷扬变幅机构，其包括马达（电动机或液压马达）、减速机、离合器、卷筒、制动器等结构。该结构的强夯机变幅机构，其制造成本高，控制系统复杂，制作调试难度大，不利于施工人员的日常调节和维护。

而且，在强夯机的夯锤下落过程中，会导致臂架、钢丝绳甚至整车晃动，这也会频繁地对卷扬变幅机构产生冲击，势必容易造成马达、离合器、制动器等部件的疲劳损坏或失效，提高了强夯机的维护成本。

此外，对于卷扬变幅机构而言，由于钢丝绳从卷筒上收放的过程中，其与卷筒的轴线之间具有一定的倾斜角度，因此容易造成卷筒晃动，严重时甚至会导致内部漏油等问题，降低了使用可靠性和安全性。

随着施工现场对强夯机的需求日益增多，对其性能的要求也越来越高。鉴于当前卷扬变幅机构生产制造成本高、维护成本大、体积大的缺陷，提供一种成本低、可靠性高、结构紧凑的强夯机变幅机构，以满足用户对强夯机日益增多的需求，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种油缸驱动的强夯机变幅机构，该变幅机构降低了生产制造成本，提高了可靠性，并且便于维修和维护。

本实用新型油缸驱动的强夯机变幅机构，包括第一油缸、第一定滑轮组、第一动滑轮组及第一绳索，其中：

所述第一油缸的第一端用于连接强夯机的车体、第二端连接所述第一动滑轮组；

所述第一绳索在所述第一定滑轮组和所述第一动滑轮组上卷绕后，其端部用于连接强夯机的臂头；

所述第一油缸伸缩运动时，所述第一动滑轮组随所述第一油缸运动，所述第一动滑轮组和第一定滑轮组之间的距离增加或减小，用于驱动所述强夯机的臂架以其与车体的铰接点为中心摆动，实现臂架的起臂和落臂。

进一步地，所述第一定滑轮组包括多个定滑轮，所述第一动滑轮组的动滑轮数量与所述定滑轮的数量相匹配，所述第一绳索的行程是第一油缸行程的N倍，其中N为大于1的整数。

进一步地，所述定滑轮和动滑轮均为X个，其中X为大于1的整数，所述第一绳索的首端固定设置，所述第一绳索交替绕过定滑轮和动滑轮，并在绕过最后一个动滑轮后向上连接臂头。

进一步地，所述定滑轮为Y个，所述动滑轮为Y+1个，其中Y为大于1的整数，所述第一绳索的首端固定设置，所述第一绳索绕过第一个动滑轮后，交替绕过其余的定滑轮和动滑轮，并在绕过最后一个动滑轮后向上连接臂头。

进一步地，各动滑轮均设置于同一个安装轴上，并以该安装轴的轴线为中心转动，所述安装轴设置于安装架上，所述第一油缸的第二端连接所述安装架。

进一步地，强夯机的上车平台上设置有支架，所述第一定滑轮组设置于所述支架上。

进一步地，所述第一动滑轮组仅连接1个第一油缸。

进一步地，所述第一油缸的活塞杆端连接所述第一动滑轮组，所述第一油缸的缸筒端连接所述车体。

本实用新型的另一个方面，还提供一种强夯机，该强夯机设置有前述任一项的强夯机变幅机构。

进一步地，所述强夯机还包括油缸驱动的强夯机提升机构，所述强夯机提升机构包括第二油缸、第二定滑轮组、第二动滑轮组、臂头导向滑轮及连接夯锤的第二绳索，其中：

所述第二油缸的第一端用于连接强夯机的车体、第二端连接所述第二动滑轮组；

所述第二绳索在所述第二定滑轮组和所述第二动滑轮组上卷绕后，绕过所述臂头导向滑轮，并转向至连接所述夯锤；

所述第二油缸伸缩运动时，所述第二动滑轮组随所述第二油缸运动，所述第二动滑轮组和第二定滑轮组之间的距离增加或减小，所述第二绳索的末端及所述夯锤相应地上提或下落。

进一步地，所述第二定滑轮组包括多个定滑轮，所述第二动滑轮组的动滑轮数量与所述定滑轮的数量相匹配，所述夯锤的行程是第二油缸行程的M倍，其中M为大于1的整数。

进一步地，所述强夯机的臂架为箱形结构或桁架结构，所述第二油缸的第一端设置于所述臂架上，所述第二油缸相对于所述臂架平行设置。

进一步地，所述臂头导向滑轮包括两个，所述第二绳索依次绕过两个臂头导向滑轮。

进一步地，所述第二油缸的无杆腔的缓冲区内设置有压力传感器，当所述压力传感器检测到缓冲压力大于或等于预设值时，则控制所述第二油缸的活塞杆停止动作。

进一步地，还包括编码器，所编码器的轴心与所述臂头导向滑轮的转轴连接，所述编码器用于检测所述臂头导向滑轮的转动角位移。

本实用新型的强夯机变幅机构改变了传统的卷扬驱动机构，利用油缸驱动力大的特点，改用油缸驱动动滑轮组，并通过定动滑轮组来拓展行程，实现臂架的起臂和落臂。与现有技术相比，本实用新型的驱动部件为液压油缸，其结构简单、易于维修，在保证变幅功能的同时，也极大地降低了生产制造成本。

此外，本实用新型的第一油缸并不直接拉动第一绳索，第一油缸的运动方向和动滑轮组的轴线之间可具有垂直关系，在起臂和落臂过程中，第一绳索的走向固定且单一，作业过程中各部件的损伤较小，具有可靠性高的优点。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的强夯机的结构示意图；

图2是图1所示实施例的强夯机变幅机构的原理图；

图3本实用新型一实施例的定动滑轮组的结构示意图；

图4是本实用新型另一实施例的强夯机的结构示意图；

图5是本实用新型一实施例的强夯机提升机构的原理图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例的限制。

图1所示是本实用新型一实施例的强夯机的结构示意图，图2是图1所示实施例的强夯机变幅机构的原理图。该强夯机变幅机构用于臂架俯仰角的调整，进而实现起臂和落臂的变幅作业。如图2所示，该强夯机变幅机构包括第一油缸11、第一定滑轮组21、第一动滑轮组31和第一绳索51。

其中，该第一油缸11的第一端连接强夯机的车体、第二端连接第一动滑轮组31。需要说明的是，由于第一油缸11的二力杆结构，本实用新型所指的第一油缸11的第一端既可以是其活塞杆端，也可以是其缸筒端；对应地，第一油缸11的第二端为缸筒端或活塞杆端。在图1和图2所示实施例中，第一油缸11的活塞杆端连接动滑轮组3，第一油缸11的缸筒端连接车体。更具体地，该第一油缸11的缸筒端连接强夯机的上车平台。优选第一动滑轮组31仅连接1个油缸，避免了多个油缸需要协同运动的问题。

第一油缸11伸缩运动时，第一动滑轮组31随第一油缸11运动，第一动滑轮组31和第一定滑轮组21之间的距离增加或减小，强夯机的臂架7以其与车体的铰接点为中心摆动。

在图2所示的方位中，第一油缸11在上下方向进行伸缩运动，当第一油缸11伸出时，第一油缸11整体长度变长，第一动滑轮组31向上运动，第一动滑轮组31和第一定滑轮组21之间的距离减小，臂架7相应地前倾；当第一油缸11缩回时，第一油缸11整体长度变短，第一动滑轮组31向下运动，第一动滑轮组31和第一定滑轮组21之间的距离增加，臂架7相应地后仰。

第一绳索51在第一定滑轮组21和第一动滑轮组31上卷绕后，优选从下向上连接强夯机的臂头。前述上下既可以是直上直下，也可以是倾斜一定角度的上下方向。该绳索5优选为钢丝绳，其也可以是如铁链，或者其它材料的抗拉部件，本实用新型并不受限于此。该第一绳索51可以直接连接臂头，也可以通过拉杆等受拉部件连接臂头。

应当清楚，在变幅作业中，第一绳索51的行程较大。鉴于油缸行程的局限性，本实用新型采用了第一定滑轮组21和第一动滑轮组31来扩展行程，从而使得第一油缸11的行程与第一绳索51的行程相匹配。采用不同的定动滑轮组配置时，第一油缸11的行程和第一绳索51的行程之间具有特定的倍率关系。

第一定滑轮组21可以包括一个或多个定滑轮，同样地，第一动滑轮组31也可以包括一个或多个动滑轮。为了增加倍率，本实用新型的第一定滑轮组21优选包括多个定滑轮，第一动滑轮组31的动滑轮数量与定滑轮的数量相匹配，第一绳索51的行程是第一油缸11行程的N倍，其中N为大于1的整数。

本实用新型还提供了具体的定动滑轮组布置方式。作为一种实施方式，定滑轮和动滑轮均为X个，其中X为大于1的整数，优选为2、3或4，第一绳索51的首端固定设置，第一绳索51交替绕过定滑轮和动滑轮，并在绕过最后一个动滑轮后向上连接臂头。在图2所示的实施例中，X=3，N=6，第一油缸11的行程可以保持在合理的范围，降低了生产制造难度，具有易于实施的优点。

作为另一种实施方式，定滑轮为Y个，动滑轮为Y+1个，其中Y为大于1的整数，优选为2、3或4，第一绳索51的首端固定设置，第一绳索51绕过第一个动滑轮后，交替绕过其余的定滑轮和动滑轮，并在绕过最后一个动滑轮后向上连接臂头。在图3所示的实施例中，Y=3，N=8，第一油缸11的行程同样也可以保持在合理的范围。

第一动滑轮组31的各动滑轮在进行转动的同时，要在第一油缸11的作用下进行平移。第一动滑轮组31和第一油缸11之间可以通过多种可能的连接部件进行连接，各动滑轮之间可以独立安装，也可以整体安装。在图3所示的实施例中，本实用新型的各动滑轮均设置于同一个安装轴61上，并以该安装轴61的轴线为中心转动，安装轴61设置于安装架62上，第一油缸11的第二端连接安装架62。第一油缸11伸缩运动的方向与该安装轴61的轴线方向垂直。

通过第一油缸11对安装架62的推拉作用，可以实现第一动滑轮组31整体的运动，从而改变第一动滑轮组31和第一定滑轮组21之间的距离，实现臂架7的变幅作业，整个过程中第一绳索51的走向固定且单一，不会出现现有技术因倾斜而造成卷筒晃动的现象，作业过程中各部件的损伤较小，具有可靠性高的优点。

第一定滑轮组21可以设置于强夯机车体上的多个固定部件上，优选地，在强夯机的上车平台上设置有支架，第一定滑轮组21设置于支架上。该支架可以是如人字形支架等结构。

图4所示是本实用新型另一实施例的强夯机的结构示意图，该强夯机也设置了包括前述第一油缸11、第一定滑轮组21、第一动滑轮组31和第一绳索51的强夯机变幅机构。与图1所示的卷扬提升机构不同的是，该强夯机还设置了一种油缸驱动的强夯机提升机构。

参考图5，该油缸驱动的强夯机提升机构包括第二油缸12、第二定滑轮组22、第二动滑轮组32、臂头导向滑轮4及连接夯锤G的第二绳索52。其中，第二油缸12的第一端连接强夯机的车体、第二端连接第二动滑轮组32。优选第二油缸12的活塞杆端连接第二动滑轮组32，第二油缸12的缸筒端连接车体。

该强夯机提升机构的原理与前述强夯机变幅机构相似，第二绳索52及其在定动滑轮组上的卷绕方式可以参考前述强夯机变幅机构，本文在此不再赘述。

在图5所示的方位中，第二油缸12在上下方向进行伸缩运动，当第二油缸12伸出时，第二油缸12整体长度变长，第二动滑轮组32向上运动，第二动滑轮组32和第二定滑轮组22之间的距离减小，夯锤G相应地下落；当第二油缸12缩回时，第二油缸12整体长度变短，第二动滑轮组32向下运动，第二动滑轮组32和第二定滑轮组22之间的距离增加，夯锤G相应地上提。

第二定滑轮组22可以包括一个或多个定滑轮，同样地，第二动滑轮组32也可以包括一个或多个动滑轮。为了增加倍率，第二定滑轮组22优选包括多个定滑轮，第二动滑轮组32的动滑轮数量与定滑轮的数量相匹配，夯锤G的行程是第二油缸12行程的M倍，其中M为大于1的整数。在上述技术方案的基础上，第二油缸12的行程可以保持在合理的范围，降低了生产制造难度，具有易于实施的优点。

进一步地，优选强夯机的臂架7为箱形结构或桁架结构，第二油缸12的第一端设置于臂架7上，第二油缸12相对于臂架7平行设置，从而可以优化空间布局，并可以使得整体外型美观。

臂头导向滑轮4设置于臂架7的端部的臂头上，可以根据臂头的结构设置一个或两个。在图4所示的实施例中，臂头导向滑轮4包括两个，第二绳索52依次绕过两个臂头导向滑轮4。

在臂头导向滑轮4上还可以安装编码器40，该编码器40的轴心与臂头导向滑轮4的转轴连接，编码器40用于检测臂头导向滑轮4的转动角位移。该转动角位移可以作为施工策略制定的依据。比如，可以根据该转动角位移，计算每次夯击的夯击深度，进而判断夯击是否达标。

此外，第二油缸12的无杆腔的缓冲区内设置有压力传感器，当压力传感器检测到缓冲压力大于或等于预设值时，则控制第二油缸12的活塞杆停止动作。该压力传感器可以保证第二油缸12每次夯击作业时均能缩回到位，将夯锤G提升至最高点，不会出现撞缸的情况，且编码器40均可在该点清零计算，从而实现无累计误差的测量。

综上所述，本实用新型的强夯机变幅机构改变了传统的卷扬驱动机构，利用油缸驱动力大的特点，改用油缸驱动动滑轮组，并通过定动滑轮组来拓展行程，实现臂架7的起臂和落臂。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1）结构简单、维护方便

本实用新型的强夯机变幅机构的驱动部件为液压油缸，相对于包括马达、减速机和制动器的卷扬驱动机构而言，其结构简单、易于维修，在保证变幅功能的同时，也极大地降低了生产制造成本。

2）作业平稳、可靠性高

本实用新型的第一油缸11并不直接拉动第一绳索51，第一油缸11的运动方向和动滑轮组的轴线之间可具有垂直关系，在起臂和落臂过程中，第一绳索51的走向固定且单一，不会出现现有技术因倾斜而造成卷筒晃动的现象，作业过程中各部件的损伤较小，具有可靠性高的优点。

因此，本实用新型的有益效果是显而易见的。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种油缸驱动的强夯机变幅机构，其特征在于，包括第一油缸（11）、第一定滑轮组（21）、第一动滑轮组（31）及第一绳索（51），其中：

所述第一油缸（11）的第一端用于连接强夯机的车体、第二端连接所述第一动滑轮组（31）；

所述第一绳索（51）在所述第一定滑轮组（21）和所述第一动滑轮组（31）上卷绕后，其端部用于连接强夯机的臂头；

所述第一油缸（11）伸缩运动时，所述第一动滑轮组（31）随所述第一油缸（11）运动，所述第一动滑轮组（31）和第一定滑轮组（21）之间的距离增加或减小，用于驱动所述强夯机的臂架（7）以其与车体的铰接点为中心摆动，实现臂架（7）的起臂和落臂。

2.根据权利要求1所述的强夯机变幅机构，其特征在于，所述第一定滑轮组（21）包括多个定滑轮，所述第一动滑轮组（31）的动滑轮数量与所述定滑轮的数量相匹配，所述第一绳索（51）的行程是第一油缸（11）行程的N倍，其中N为大于1的整数。

3.根据权利要求2所述的强夯机变幅机构，其特征在于，所述定滑轮和动滑轮均为X个，其中X为大于1的整数，所述第一绳索（51）的首端固定设置，所述第一绳索（51）交替绕过定滑轮和动滑轮，并在绕过最后一个动滑轮后向上连接臂头。

4.根据权利要求2所述的强夯机变幅机构，其特征在于，所述定滑轮为Y个，所述动滑轮为Y+1个，其中Y为大于1的整数，所述第一绳索（51）的首端固定设置，所述第一绳索（51）绕过第一个动滑轮后，交替绕过其余的定滑轮和动滑轮，并在绕过最后一个动滑轮后向上连接臂头。

5.根据权利要求2所述的强夯机变幅机构，其特征在于，各动滑轮均设置于同一个安装轴（61）上，并以该安装轴（61）的轴线为中心转动，所述安装轴（61）设置于安装架（62）上，所述第一油缸（11）的第二端连接所述安装架（62）。

6.根据权利要求1所述的强夯机变幅机构，其特征在于，强夯机的上车平台上设置有支架，所述第一定滑轮组（21）设置于所述支架上。

7.根据权利要求1-6任一项所述的强夯机变幅机构，其特征在于，所述第一动滑轮组（31）仅连接1个第一油缸（11）。

8.根据权利要求1-6任一项所述的强夯机变幅机构，其特征在于，所述第一油缸（11）的活塞杆端连接所述第一动滑轮组（31），所述第一油缸（11）的缸筒端连接所述车体。

9.一种强夯机，其特征在于，设置有权利要求1-8任一项所述的强夯机变幅机构。

10.根据权利要求9所述的强夯机，其特征在于，所述强夯机还包括油缸驱动的强夯机提升机构，所述强夯机提升机构包括第二油缸（12）、第二定滑轮组（22）、第二动滑轮组（32）、臂头导向滑轮（4）及连接夯锤（G）的第二绳索（52），其中：

所述第二油缸（12）的第一端用于连接强夯机的车体、第二端连接所述第二动滑轮组（32）；

所述第二绳索（52）在所述第二定滑轮组（22）和第二动滑轮组（32）上卷绕后，绕过所述臂头导向滑轮（4），并转向至连接所述夯锤（G）；

所述第二油缸（12）伸缩运动时，所述第二动滑轮组（32）随所述第二油缸（12）运动，所述第二动滑轮组（32）和所述第二定滑轮组（22）之间的距离增加或减小，所述第二绳索（52）的末端及所述夯锤（G）相应地上提或下落。

11.根据权利要求10所述的强夯机，其特征在于，所述第二定滑轮组（22）包括多个定滑轮，所述第二动滑轮组（32）的动滑轮数量与所述定滑轮的数量相匹配，所述夯锤（G）的行程是第二油缸（12）行程的M倍，其中M为大于1的整数。

12.根据权利要求10所述的强夯机，其特征在于，所述强夯机的臂架（7）为箱形结构或桁架结构，所述第二油缸（12）的第一端设置于所述臂架（7）上，所述第二油缸（12）相对于所述臂架（7）平行设置。

13.根据权利要求10所述的强夯机，其特征在于，所述臂头导向滑轮（4）包括两个，所述第二绳索（52）依次绕过两个臂头导向滑轮（4）。

14.根据权利要求10-13任一项所述的强夯机，所述第二油缸（12）的无杆腔的缓冲区内设置有压力传感器，当所述压力传感器检测到缓冲压力大于或等于预设值时，则控制所述第二油缸（12）的活塞杆停止动作。

15.根据权利要求10-13任一项所述的强夯机，其特征在于，还包括编码器（40），所编码器（40）的轴心与所述臂头导向滑轮（4）的转轴连接，所述编码器（40）用于检测所述臂头导向滑轮（4）的转动角位移。

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