CN211815401U - 土路肩滑模施工一次成型振动冲击压实装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土路肩滑模施工一次成型振动冲击压实装置，包括底板和夯锤，夯锤包括夯头板、夯锤脚和夯锤转轴，底板上一侧设置有变频控制箱，变频控制箱一端与电源连接，另一端与三相电动机连接，三相电动机通过小皮带轮利用皮带与大皮带轮连接，大皮带轮设置在主转动轴上，主转动轴的两端分别设置在主转动轴支架上，主转动轴上还设置有渐变凸轮，渐变凸轮的渐变线的中点在正常状态下恰好接触夯头板的前端，夯头板通过夯锤转轴固定在设置在底板上的基座上，夯头板的后端连接有夯锤脚，夯锤的重心位于夯锤脚上，底板设置在牵引架上，牵引架与滑模成型机相连。本实用新型施工时可一次成型，不需要另外配置整平和压实机械，节省机械和人工。

Description

土路肩滑模施工一次成型振动冲击压实装置

技术领域

本实用新型涉及一种冲击压实装置，特别是涉及一种土路肩滑模施工一次成型振动冲击压实装置。

背景技术

土路肩是高速公路、一级公路路面结构层不可缺少的组成部分，它是指位于行车道外缘至路基边缘之间，具有一定宽度的带状部分，由表层路基土经摊铺整平压实而成，设计宽度一般为0.75m，横坡为3-6％；土路肩可起到保护路面和路基的作用，为路面结构层提供横向支撑，可供养护和紧急停车使用，承载护栏、防护网等道路安全设施，提供侧向余宽，改善水平视距等作用，因此，土路肩必须稳定密实，其压实度应满足设计要求；土路肩作为路面附属工程，其施工顺序一般是先做土路肩，后摊铺沥青混合料，由土路肩提供路面施工时的横向支撑，可以减少碾压时沥青混合料的向外推移，避免沥青混合料的浪费，有利于沥青混合料结构层边部的稳定和压实度的提高，节省路面结构层施工时使用的支撑模板，目前主要采用分层填筑、分层压实和专用机械一次成型两种施工方法，但施工时分层填筑和分层压实的工序多，需要推平和压实设备，施工周期长，功效低；专用机械一般但因路缘石滑模成型机重量较轻，且无振动压实装置，土路肩成型后的密实度差，压实度不能满足设计要求，不能给路面结构层的施工和安全设施的设置提供有效支撑；因此两种土路肩的施工方法，其成型后均要有后续的压实作业，施工时都需要压实机械和人工的配合。

土路肩的压实目前主要采取以下三种方法：1）钢轮压路机碾压：是由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的压力压实土壤，利用自重或垂直振动压实土层，用来压实粘性土壤效果好；2）夯实法：利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，适用于粘性较低的土、松散、粒状土壤、砂砾等，因夯锤作用时间短，土壤内的气体和水分来不及充分排出，影响压实效果，受虚铺厚度的影响，平整度欠佳，压实度不均匀，施工时至少需要二人配合；3）（小型振动压路机）振动法：利用振动设备的振动作用，使土壤颗粒发生相对位移，挤密排气达到紧密状态，此法用于非粘性土壤效果好，传统的三种压实方法：其原理分别由重力、冲击力、垂直振动作用于土层，实现对土层的压实，但各方法的适用范围、压实方式、压实厚度、效果均不相同，施工时存在一定的局限性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种土路肩施工可一次成型，加快施工进度，减少机械和人工配合，压实面平整度明显提高的土路肩滑模施工一次成型振动冲击压实装置。

本实用新型为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种土路肩滑模施工一次成型振动冲击压实装置，包括底板和夯锤，所述夯锤包括夯头板、夯锤脚和夯锤转轴，所述底板上一侧设置有变频控制箱，所述变频控制箱一端与电源连接，另一端与三相电动机连接，所述三相电动机一端设置有小皮带轮，所述小皮带轮通过其上的皮带与大皮带轮连接，所述大皮带轮设置在主转动轴上，所述主转动轴的两端分别设置在主转动轴支架上，所述主转动轴上还设置有渐变凸轮，所述渐变凸轮的渐变线的中点在正常状态下恰好接触所述夯头板的前端，所述夯头板通过所述夯锤转轴固定在设置在所述底板上的基座上，所述夯头板的后端连接有所述夯锤脚，所述夯锤的重心位于所述夯锤脚上，所述底板设置在牵引架上，所述牵引架与滑模成型机相连。

所述主转动支架包括A支架和B支架，所述A支架和B支架均通过其上的转动轴承与所述主转动轴连接，且所述A支架和B支架上的转动轴承上均设置有轴向限位块，所述B支架与所述大皮带轮之间设置有所述渐变凸轮，所述渐变凸轮与所述主转动轴固定连接。

所述夯头板能够绕所述夯锤转轴在垂直面内转动，所述夯锤转轴的基座位置能够通过所述底板上的调节螺丝调节其水平横向位置，所述三相电动机通过能减轻施工中振动对三相电动机影响的橡胶垫固定在所述底板上。

所述变频控制箱内部设置有正反转控制电路，所述大皮带轮与所述主转动轴固定连接，所述大皮带轮与所述小皮带轮组成减速传动机构。

正常状态下夯头板前端与渐变凸轮渐变线的中点恰好接触，主转动轴与夯锤相对位置固定不变，当主转动轴转动时，渐变凸轮半径逐渐增大，下压夯头板前端，带动夯锤绕夯锤转轴进行近似1/4圆周运动，当渐变凸轮转到终点即渐变凸轮半径最大时，释放夯头板，夯锤脚在重力作用下自由下落，夯击底板，实现对土层的压实，且在旋转的过程中，会产生垂直振动和水平振动，其工作原理实：当偏心结构旋转时，离心力会周期性的变化，当离心力向上时，主传动轴就会变成静压模式，当离心力向下时，就会给压实层一个很大的作用力，这种力量要比自身的重量大得多（rω²倍，F=mrω²），这也是振动结构对压实层的主要作用力。

主转动轴与渐变凸轮组成偏心机构，该偏心机构旋转产生振动，主频为垂直振动，夯锤绕固定在底座上的夯锤转轴旋转，由于离心力的作用，夯锤偏心旋转产生振动，主频为水平方向振动，二者都是由偏心机构旋转产生，同时由于重力作用，夯锤脚下落夯击底板，因此该装置在正常运行时，由其产生的垂直振动、水平振动、夯锤夯击三种因素共同作用于压实层，土壤颗粒在振动状态下，材料颗粒之间的摩擦力会明显减少，在振动作用下，材料颗粒互相挤压、重新排列，同时，材料颗粒的突出棱角受到振动冲击和挤压碰撞而脱落，软弱颗粒被压碎，而水平振动能够更好地消除土壤中较大颗粒在垂直振动和挤压作用下产生的棚架支撑作用，有效夯实压实层，而在夯锤夯击重力的作用下，土壤颗粒重心下移，特别是小颗粒迅速掺入大颗粒之间缝隙，挤出土壤颗粒之间的水分和气体，加速土壤固结，达到压实土层的目的。

本实用新型的积极有益效果是：

1、本装置在运行过程中由三相电动机的圆周运动，通过传动机构（由大、小皮带轮组成）带动主转动轴转动，主转动轴和夯锤运动转换为底板的垂直、水平振动、夯锤的夯击作用，三者通过底板共同作用于土层，实现对土层的挤密固结高效压实，且结构紧凑，布局合理，传力明确，操作简单，适用于粘性土和粘性较低的土、松散、粒状土壤及砂砾土。

2、本实用新型中的振频均可通过变频控制器进行无级调节，夯锤脚的冲击动能可通过增减配重进行调节，夯锤脚的冲击振幅可通过夯锤转轴的相对位置进行调节，能够满足不同压实材料、不同结构层厚度的需要，亦可根据需要选择其中之一或组合压实方式。

3、本实用新型适用范围广，施工时可一次成型，不需要另外配置整平和压实机械，减少机械和人工配合，节省了机械和人工，加快了施工速度，提高了施工效率，压实效果好，压实度由85%提高到93%以上，可有效控制土路肩的施工质量。

附图说明

图1是本实用新型土路肩滑模施工一次成型振动冲击压实装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的解释和说明：

参见图1：图中，1-底板，2-夯头板，3-夯锤脚，4-夯锤转轴，5-变频控制箱，6-电源，7-三相电动机，8-小皮带轮，9-皮带，10-大皮带轮，11-主转动轴，12-渐变凸轮，13-基座，14-牵引架，15- A支架，16-B支架。

实施例：一种土路肩滑模施工一次成型振动冲击压实装置，包括底板1和夯锤，夯锤包括夯头板2、夯锤脚3和夯锤转轴4，底板1上一侧设置有变频控制箱5，变频控制箱5一端与电源6连接，另一端与三相电动机7连接，三相电动机7一端设置有小皮带轮8，小皮带轮8通过其上的皮带9与大皮带轮10连接，大皮带轮10设置在主转动轴11上，主转动轴11的两端分别设置在主转动轴11支架上，主转动轴11上还设置有渐变凸轮12，渐变凸轮12的渐变线的中点在正常状态下恰好接触夯头板2的前端，夯头板2通过夯锤转轴4固定在设置在底板1上的基座13上，夯头板2的后端连接有夯锤脚3，夯锤的重心位于夯锤脚3上，底板1设置在牵引架14上，牵引架14与滑模成型机相连。

主转动支架包括A支架15和B支架16，A支架15和B支架16均通过其上的转动轴承与主转动轴11连接，且A支架15和B支架16上的转动轴承上均设置有轴向限位块，B支架16与大皮带轮10之间设置有渐变凸轮12，渐变凸轮12与主转动轴11固定连接。

夯头板2能够绕夯锤转轴4在垂直面内转动，夯锤转轴4的基座13位置能够通过底板1上的调节螺丝调节其水平横向位置，三相电动机7通过能减轻施工中振动对三相电动机7影响的橡胶垫固定在底板1上。

变频控制箱5内部设置有正反转控制电路，大皮带轮10与主转动轴11固定连接，大皮带轮10与小皮带轮8组成减速传动机构。

正常状态下夯头板2前端与渐变凸轮12渐变线的中点恰好接触，主转动轴11与夯锤相对位置固定不变，当主转动轴11转动时，渐变凸轮12半径逐渐增大，下压夯头板2前端，带动夯锤绕夯锤转轴4进行近似1/4圆周运动，当渐变凸轮12转到终点即渐变凸轮12半径最大时，释放夯头板2，夯锤脚3在重力作用下自由下落，夯击底板1，实现对土层的压实，且在旋转的过程中，会产生垂直振动和水平振动，其工作原理实：当偏心结构旋转时，离心力会周期性的变化，当离心力向上时，主传动轴就会变成静压模式，当离心力向下时，就会给压实层一个很大的作用力，这种力量要比自身的重量大得多（rω²倍，F=mrω²），这也是振动结构对压实层的主要作用力。

主转动轴11与渐变凸轮12组成偏心机构，该偏心机构旋转产生振动，主频为垂直振动，夯锤绕固定在底座上的夯锤转轴4旋转，由于离心力的作用，夯锤偏心旋转产生振动，主频为水平方向振动，二者都是由偏心机构旋转产生，同时由于重力作用，夯锤脚3下落夯击底板1，因此该装置在正常运行时，由其产生的垂直振动、水平振动、夯锤夯击三种因素共同作用于压实层，土壤颗粒在振动状态下，材料颗粒之间的摩擦力会明显减少，在振动作用下，材料颗粒互相挤压、重新排列，同时，材料颗粒的突出棱角受到振动冲击和挤压碰撞而脱落，软弱颗粒被压碎，而水平振动能够更好地消除土壤中较大颗粒在垂直振动和挤压作用下产生的棚架支撑作用，有效夯实压实层，而在夯锤夯击重力的作用下，土壤颗粒重心下移，特别是小颗粒迅速掺入大颗粒之间缝隙，挤出土壤颗粒之间的水分和气体，加速土壤固结，达到压实土层的目的。

使用时，电源6由路缘石滑模主机提供，路缘石滑模机前进时，三相电动机7经皮带9传动机构带动主转动轴11转动，主转动轴11与固定于其上的渐变凸轮12组成偏心结构，旋转时，主转动轴11上下振动引起底板1振动，同时渐变凸轮12下压夯头板2前端，带动夯锤以夯锤转轴4为轴心转动，作近似1/4圆周运动，当渐变凸轮12转到终点，夯头板2脱离，夯锤在其重力作用下自由下落，锤脚夯击底板1，在该装置产生的垂直振动、水平振动、锤击和自重综合作用下，压实土层。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种土路肩滑模施工一次成型振动冲击压实装置，包括底板和夯锤，其特征是：所述夯锤包括夯头板、夯锤脚和夯锤转轴，所述底板上一侧设置有变频控制箱，所述变频控制箱一端与电源连接，另一端与三相电动机连接，所述三相电动机一端设置有小皮带轮，所述小皮带轮通过其上的皮带与大皮带轮连接，所述大皮带轮设置在主转动轴上，所述主转动轴的两端分别设置在主转动轴支架上，所述主转动轴上还设置有渐变凸轮，所述渐变凸轮的渐变线的中点在正常状态下恰好接触所述夯头板的前端，所述夯头板通过所述夯锤转轴固定在设置在所述底板上的基座上，所述夯头板的后端连接有所述夯锤脚，所述夯锤的重心位于所述夯锤脚上，所述底板设置在牵引架上，所述牵引架与滑模成型机相连。

2.根据权利要求1所述的土路肩滑模施工一次成型振动冲击压实装置，其特征是：所述主转动支架包括A支架和B支架，所述A支架和B支架均通过其上的转动轴承与所述主转动轴连接，且所述A支架和B支架上的转动轴承上均设置有轴向限位块，所述B支架与所述大皮带轮之间设置有所述渐变凸轮，所述渐变凸轮与所述主转动轴固定连接。

3.根据权利要求1所述的土路肩滑模施工一次成型振动冲击压实装置，其特征是：所述夯头板能够绕所述夯锤转轴在垂直面内转动，所述夯锤转轴的基座位置能够通过所述底板上的调节螺丝调节其水平横向位置，所述三相电动机通过能减轻施工中振动对三相电动机影响的橡胶垫固定在所述底板上。

4.根据权利要求1所述的土路肩滑模施工一次成型振动冲击压实装置，其特征是：所述变频控制箱内部设置有正反转控制电路，所述大皮带轮与所述主转动轴固定连接，所述大皮带轮与所述小皮带轮组成减速传动机构。

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