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用于压实机的振动系统

阅读:609发布:2020-05-12

专利汇可以提供用于压实机的振动系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于 压实 机的振动系统。该振动系统具有第一偏心装置、第二偏心装置以及 驱动轴 。第二偏心装置相对于第一偏心装置可旋转地并且共轴地 定位 。驱动轴可旋转地联接到第二偏心装置,并且通过 螺纹 花键 可旋转地联接到第一偏心装置。,下面是用于压实机的振动系统专利的具体信息内容。

1.一种用于压实机的振动系统,包括:
第一偏心装置;
相对于所述第一偏心装置可旋转地并且共轴地定位的第二偏心装置;以及可旋转地联接到所述第二偏心装置并可旋转地联接到所述第一偏心装置的键轴。
2.根据权利要求1所述的振动系统,其特征在于,所述键轴包括:
轴向花键部分;
螺纹花键部分;
其中,所述第二偏心装置通过所述螺纹花键部分可旋转地联接到所述第一偏心装置。
3.根据权利要求2所述的振动系统,其特征在于,该振动系统还包括:
致动器,所述致动器具有延伸行程和缩回行程并联接到所述键轴;
其中,所述第二偏心装置在所述延伸行程相对于所述第一偏心装置沿第一方向旋转,在所述缩回行程相对于所述第一偏心装置沿与所述第一角方向相反的第二角方向旋转。
4.根据权利要求3所述的振动系统,其特征在于,该振动系统还包括:
将所述致动器联接到所述键轴的连接器,所述连接器包括至少一个轴承
5.根据权利要求2所述的振动系统,其特征在于,所述第二偏心装置定位在所述第一偏心装置内。
6.根据权利要求5所述的振动系统,其特征在于,所述键轴的轴向部分滑动到所述第二偏心装置内。
7.根据权利要求5所述的振动系统,其特征在于,该振动系统还包括:
致动器,所述致动器具有延伸行程和缩回行程并且联接到所述键轴;
其中,所述第二偏心装置在所述延伸行程相对于所述第一偏心装置沿第一角方向旋转,在所述缩回行程相对于所述第一偏心装置沿与所述第一角方向相反的第二角方向旋转;并且
所述第一偏心装置和所述第二偏心装置各自具有径向对准孔,当所述第一偏心装置和所述第二偏心装置同相时,所述径向对准孔的轴线对齐。
8.根据权利要求5所述的振动系统,其特征在于,该振动系统还包括:
致动器,所述致动器具有延伸行程和缩回行程并且联接到所述键轴;
其中,所述第二偏心装置在所述延伸行程相对于所述第一偏心装置沿第一角方向旋转,在所述缩回行程相对于所述第一偏心装置沿与所述第一角方向相反的第二角方向旋转;并且
所述第一偏心装置和所述第二偏心装置各自具有径向对准孔,当所述第一偏心装置和所述第二偏心装置以180度异相时,所述径向对准孔的轴线对齐。
9.根据权利要求2所述的振动系统,其特征在于,所述第一偏心装置具有螺纹孔,并且该振动系统还包括:
螺纹部,所述螺纹部位于所述螺纹孔中并与所述键轴相联接,螺纹花键定位在所述螺纹部上。
10.根据权利要求2所述的振动系统,其特征在于,该振动系统还包括:
联接到所述第一偏心装置并构造成使所述第一偏心装置绕轴线旋转的达。
11.根据权利要求2所述的振动系统,其特征在于,该振动系统还包括:
联接到所述第二偏心装置并构造成使所述第二偏心装置绕轴线旋转的马达。
12.一种压实机,包括:
具有筒轴线的筒;和
绕所述筒轴线可旋转地定位在所述筒中的振动系统,所述振动系统具有:
第一偏心装置;
相对于所述第一偏心装置可旋转地并且共轴地定位的第二偏心装置;以及可旋转地联接到所述第二偏心装置并通过螺纹花键可旋转地联接到所述第一偏心装置的键轴。
13.根据权利要求12所述的压实机,其特征在于,所述键轴包括:
轴向花键部分;
螺纹花键部分;
其中,所述第二偏心装置通过所述螺纹花键部分可旋转地联接到所述第一偏心装置。
14.根据权利要求13所述的压实机,其特征在于,所述振动系统还包括:
致动器,所述致动器具有延伸行程和缩回行程并且联接到所述键轴;
其中,在所述延伸行程所述第二偏心装置相对于所述第一偏心装置沿第一角方向旋转,并且在所述缩回行程所述第二偏心装置相对于所述第一偏心装置沿与所述第一角方向相反的第二角方向旋转。
15.根据权利要求12所述的压实机,其特征在于,所述振动系统还包括:
将致动器联接到所述键轴的连接器,所述连接器包括至少一个轴承。
16.根据权利要求12所述的压实机,其特征在于,所述第二偏心装置定位在所述第一偏心装置内。
17.根据权利要求16所述的压实机,其特征在于,所述键轴的轴向部分滑动到所述第二偏心装置内。
18.根据权利要求16所述的压实机,其特征在于,所述振动系统还包括:
致动器,所述致动器具有延伸行程和缩回行程并且联接到所述键轴;
其中,所述第二偏心装置在所述延伸行程相对于所述第一偏心装置沿第一角方向旋转,在所述缩回行程相对于所述第一偏心装置沿与所述第一角方向相反的第二角方向旋转;并且
所述第一偏心装置和所述第二偏心装置各自具有径向对准孔,当所述第一偏心装置和所述第二偏心装置同相时,所述径向对准孔的轴线对齐。
19.根据权利要求16所述的压实机,其特征在于,所述振动系统还包括:
致动器,所述致动器具有延伸行程和缩回行程并且联接到所述键轴;
其中,所述第二偏心装置在所述延伸行程相对于所述第一偏心装置沿第一角方向旋转,在所述缩回行程相对于所述第一偏心装置沿与所述第一角方向相反的第二角方向旋转;并且
所述第一偏心装置和所述第二偏心装置各自具有径向对准孔,当所述第一偏心装置和所述第二偏心装置以180度异相时,所述径向对准孔的轴线对齐。
20.根据权利要求13所述的压实机,其特征在于,所述第一偏心装置具有螺纹孔,并且所述振动系统还包括:
螺纹部,所述螺纹部位于所述螺纹孔中并联接到所述键轴,螺纹花键定位在所述螺纹部上。
21.根据权利要求13所述的压实机,其特征在于,所述振动系统还包括:
联接到所述第一偏心装置并构造成使所述第一偏心装置绕所述筒轴线旋转的马达。
22.根据权利要求13所述的压实机,其特征在于,所述振动系统还包括:
联接到所述第二偏心装置并构造成使所述第二偏心装置绕所述筒轴线旋转的马达。
23.一种提供用于压实机的振动系统的方法,包括:
提供第一偏心装置、第二偏心装置和键轴;
使所述第二偏心装置相对于所述第一偏心装置可旋转地并且共轴地定位;
将所述键轴可旋转地联接到所述第二偏心装置;以及
将所述键轴可旋转地联接到所述第一偏心装置。
24.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述键轴包括:
轴向花键部分;
螺纹花键部分;
其中,将所述键轴可旋转地联接到所述第一偏心装置的步骤通过所述螺纹花键部分来完成。
25.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,该方法还包括:
将马达联接到所述第一偏心装置,所述马达构造成使所述第一偏心装置绕轴线旋转;
以及
将致动器联接到所述键轴,所述致动器具有延伸行程和缩回行程,其中,所述第二偏心装置在所述延伸行程相对于所述第一偏心装置沿第一角方向旋转,在所述缩回行程相对于所述第一偏心装置沿与所述第一角方向相反的第二角方向旋转。
26.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,该方法还包括:
将马达联接到所述第二偏心装置,所述马达构造成使所述第二偏心装置绕轴线旋转;
以及
将致动器联接到所述键轴,所述致动器具有延伸行程和缩回行程,其中,所述第二偏心装置在所述延伸行程相对于所述第一偏心装置沿第一角方向旋转,在所述缩回行程相对于所述第一偏心装置沿与所述第一角方向相反的第二角方向旋转。

说明书全文

用于压实机的振动系统

技术领域

[0001] 本发明涉及用于压实机机器的振动系统,更具体地,涉及用于压实机机器的可变振幅(或幅度)的振动系统。

背景技术

[0002] 振动式压实机机器通常用于压实新铺的沥青土壤和其它可压实材料。这些压实机机器可包括板式压实机或具有一个或多个筒的转筒式压实机。筒式压实机压实机器在其上行驶的材料。为了压实材料,筒组件包括振动机构,该振动机构包括设置在筒的内腔中的可旋转轴上的内偏心重物和外偏心重物,以引起筒的振动。
[0003] 振动的幅度和频率决定了材料的压实程度以及压实过程的速度和效率。通过改变一对重物相对彼此的位置来改变振动力的幅度。通过控制压实机的筒中驱动达的速度来控制振动力的频率。
[0004] 所需的振动力幅度可根据所压实材料的特性而改变。例如,高幅度对厚的隆起部或软材料作用最好,而低幅度对薄的隆起部或干硬性混合物作用最好。振幅变化是重要的,因为不同的材料需要不同的压实程度。此外,单个压实过程可需要不同的振幅级别,因为在压实过程开始时可能需要较大的振幅,随着压实过程的完成,振幅可能要逐渐减小。
[0005] 传统的振动式压实机机器是存在问题的,因为振动力的幅度和频率仅能设定到预定级别,或者用于调节振动幅度的机构较复杂。在1982年9月21日授予Lynn A.Schmelzer等人并转让给Hyster公司的美国专利No.4,350,460中公开了一种这样的振动机构。
[0006] 本发明旨在克服上文提到的一个或多个问题。

发明内容

[0007] 在本发明的一个方面,提供一种用于压实机的振动系统。该振动系统具有第一偏心装置、第二偏心装置和驱动轴。第二偏心装置相对于第一偏心装置可旋转地且共轴地定位。驱动轴可旋转地联接到第二偏心装置,并且该驱动轴可旋转地联接到第一偏心装置。
[0008] 在本发明的另一方面,提供一种压实机。该压实机具有筒和振动系统。该筒具有筒轴线。振动系统绕筒轴线可旋转地定位在筒中,并具有第一偏心装置、第二偏心装置和驱动轴。第二偏心装置相对于第一偏心装置可旋转地并共轴地定位。驱动轴可旋转地联接到第二偏心装置,并且该驱动轴可旋转地联接到第一偏心装置。
[0009] 在本发明的第三方面,提供一种为压实机提供振动系统的方法。该方法包括提供第一偏心装置、第二偏心装置以及驱动轴的步骤。该方法还包括相对于第一偏心装置可旋转地并共轴地定位第二偏心装置的步骤,以及将驱动轴可旋转地联接到第二偏心装置的步骤。该方法包括将驱动轴可旋转地联接到第一偏心装置的步骤。附图说明
[0010] 图1是体现了本发明的机器的侧视正视图;
[0011] 图2示出沿穿过图1所示机器的压实筒的线2-2所作的轴向剖视图,该图示出本发明的一个实施例
[0012] 图3是图2所示振动机构的细部视图,其中偏心装置被示出为处于最大振幅(或最大幅度)位置;以及
[0013] 图4是图2所示振动机构的细部视图,其中偏心装置被示出为处于最小振幅(或最小幅度)位置。

具体实施方式

[0014] 图1示出用于增大可压实材料或垫12(例如土壤、沙砾或沥青混合物)的密度的机器10。该机器10例如是双筒型振动式压实机,该振动式压实机具有前或第一压实筒14和后或第二压实筒16,该前压实筒和后压实筒绕筒轴线19可旋转地安装在主框架18上(见图2),但在不脱离本发明的情况下也可以使用仅具有单个筒的压实机。主框架18还支承发动机20,该发动机向至少一个动力源22、24提供动力。发电机流体例如可变排量流体泵可用作动力源22、24的可替换的选择,这不会脱离本发明。
[0015] 由于前筒14和后筒16的构造和操作类似,因此下面详细讨论有关前筒14的描述、结构和元件,这些描述、结构和元件可等同地应用于后筒16。
[0016] 从图2中可以看到,前筒14以拼合筒/可拆分筒的构型示出。本领域技术人员可以认识到,前筒14也可以是实心筒构型,这不会脱离本发明的范围和精神。前筒14包括:将前筒14分成第一和第二筒部段30、32的拆分部15;第一和第二推进马达42、44;一对偏置的变速箱(齿轮箱)46;支承装置50;以及振动系统90。第一和第二筒部段30、32都由外壳34构成,所述外壳由卷曲并在结合接缝处被焊接板制成。第一隔板36通过焊接固定地连接到第一筒部段30的外壳34的内径,第二隔板38以相同的方式固定地连接到第二筒部段32的外壳34的内径。第一和第二筒部段30、32通过橡胶支座(未示出)与主框架18隔离振动。
[0017] 第一和第二推进马达42、44分别定位在主框架18与第一和第二筒部段30、32之间。例如,第一和第二推进马达42、44各自与安装板(未示出)相连接,所述安装板经由橡胶支座(未示出)固定到主框架18上。第一和第二推进马达42、44的输出通过一对偏置的变速箱46分别连接到第一和第二隔板36、38。偏置的变速箱46允许第一和第二推进马达42、44定位成偏离筒轴线19。利用不同的安装构型或马达装置,第一和第二推进马达可直接连接到第一和第二隔板36、38,从而不需要偏置的变速箱46。第一和第二推进马达42、44可操作地连接到动力源22、24,该动力源将加压的操作流体或电流供应到第一和第二推进马达42、44,以推进第一和第二筒部段30、32。
[0018] 支承装置50使第一筒部段30与第二筒部段32可旋转地连接,并将振动系统90的振动机构100容纳在壳体58中。支承装置50可旋转地连接在第一和第二隔板36、38之间,以使第一和第二筒部段30、32能够相对于彼此旋转。支承装置50包括第一支承件52和第二支承件54。第一支承件52连接到第一隔板36,而由两个通过固件连接的单独的构件组成的第二支承件54连接到第二隔板38。虽然在该实施例中示出的第二支承件54由两个单独的构件组成,但该第二支承件也可以是一个完整的构件。第一支承件52可旋转地定位在第二支承件54内侧,并通过轴承装置56可旋转地相连接。在这种情况下,轴承装置由锥形滚柱轴承组成。支承装置50允许第一推进马达42使第一筒部段30绕筒轴线19旋转,其旋转的速率与第二推进马达44使第二筒部段32绕筒轴线19旋转的速率相同或不同。
[0019] 当然,这只是支承装置50可采用的众多结构中的一个。例如,第二支承件54可以可旋转地定位在第一支承件52的外侧。第一支承件52也可以可旋转地定位在第二支承件54的外侧。另一个示例可使第一和第二支承件52、54在轴承装置56处并拢,在这种情况下,第一和第二支承件在轴承装置处可以可旋转地连接而没有第一和第二支承件52、54的任何交叠。另外,在任何一个实施例中可看到的轴承装置56可包括但不限于锥形滚柱轴承、滚珠轴承以及衬套。
[0020] 振动系统90包括振动机构100、振动马达110、驱动轴118以及线性致动器150。振动机构100利用多个轴承170绕筒轴线19可旋转地支承在壳体58内。轴承170可以是滚柱轴承,但也可以使用其它类型的轴承或衬套。为了对振动机构100提供润滑和冷却,壳体58可以填充有润滑油。在壳体58的端部可定位有唇形密封件176以将润滑油保持在壳体58内,并将灰尘和碎片保持在壳体58外。
[0021] 现在参见图3-4,振动机构100通过驱动轴118由振动马达110驱动,并包括外偏心装置(偏心轮)120、内偏心装置(偏心轮)130以及键轴140。振动马达110可以是液压马达电动机,并且可以通过安装板(未示出)安装到机器10上,该安装板经由橡胶支座(未示出)固定到主框架18上。或者,振动马达110可以通过本领域已知的一些其它方式——例如通过法兰112将振动马达110安装到偏置变速箱46中的一个上——安装到主框架上。振动马达110通过具有速度传感器116的连接器114可旋转地联接到驱动轴118。速度传感器116是转速计,可包括带齿的环及传感器(捡拾器)、磁传感器或本领域已知的任何其它技术。振动马达110可由动力源22、24中的一个驱动,或由另一动力源(未示出)驱动。
[0022] 外偏心装置120被示出为具有驱动侧柱轴121、螺纹侧柱轴122以及瓣轮(lobe)126的三件式组件。驱动轴118经由花键连接结构或本领域已知的其它技术手段连接到驱动侧柱轴121。轴承170可连接到柱轴121、122的外侧。驱动侧柱轴121和螺纹侧柱轴122经由螺栓或一些其它已知的技术手段连接到瓣轮126。瓣轮126可形成为中空的半圆柱、或具有旋转轴线并且在一个径向侧比在另一个径向侧具有更多重量的瓣形铸件。螺纹侧柱轴122还包括螺纹孔124,这将在下文进行详细的描述。
[0023] 内偏心装置130定位在外偏心装置120内,并且通过一对轴承172绕筒轴线19可旋转地支承,该一对轴承可以是锥形滚柱轴承、滚珠轴承或衬套(例如青铜衬套)。轴承172定位在柱轴121、122中。内偏心装置130可以是实心的半圆柱、或在一个径向侧比在另一个径向侧具有更多重量的瓣形铸件。内偏心装置130还包括孔132。孔132形成有平行于筒轴线19轴向延伸的一个或多个花键。或者,孔132可形成有沿轴向延伸的键槽(未示出)。
[0024] 键轴140具有位于一端的轴向花键部分142、位于中间的平滑部分144以及位于另一端的螺纹花键部分146。轴向花键部分142与内偏心装置130的孔132接合成使得内偏心装置130和键轴140相对于彼此可旋转地固定。但是,键轴140也可以轴向滑动到内偏心装置130的孔132中。在一个实施例中,轴向花键部分142可包括18个直的花键齿,但根据应用也可以使用其它数量的齿。螺纹花键部分146与外偏心装置120的螺纹孔124接合,以将键轴140的线性运动转变成键轴140和内偏心装置130两者的旋转运动。螺纹花键部分146和螺纹孔124可包括螺纹花键,所述螺纹花键的自筒轴线19起的花键为约60度至略小于90度,但也可以使用允许将键轴140的线性运动转变成键轴140的旋转运动的任意花键角。
[0025] 线性致动器150具有与键轴140接合的轴向延伸杆152。线性致动器150具有在杆152从线性致动器150伸出时的延伸行程,以及在杆152缩回到线性致动器150中时的缩回行程。随着杆152沿筒轴线19伸出,该杆沿筒轴线19推动键轴140。然后,利用在螺纹孔124和螺纹花键部分146之间的螺纹花键连接装置,该线性运动被转换成键轴140和内偏心装置130的旋转运动。线性致动器150可以是液压或电致动器,并可以通过安装板(未示出)安装到机器10,该安装板经由橡胶支座(未示出)固定到主框架18上。或者,线性致动器150可通过现有技术已知的一些其它方式——例如通过法兰154将线性致动器150安装到偏置变速箱46中的一个上——安装到主框架18上。线性致动器150可由动力源22、24中的一个或由其它动力源(未示出)驱动。杆152可通过连接器180接合键轴
140。连接器180可通过轴承174安装到键轴140上,并可包括用于轴承174的外环和/或杆152的机械/物理止挡件,例如定位螺钉或键(未示出)。机械止挡件用于防止杆152以与键轴140相同的速率旋转,其中键轴与振动马达110以相同的速率旋转。线性致动器150的密封件可能不能承受振动马达110的高速率,该振动马达的速度可超过每分钟3800转。
线性致动器150还包括位置传感器156,该位置传感器感测杆152沿筒轴线19的线性延伸。
[0026] 图3示出振动机构100,其中外偏心装置120和内偏心装置130绕筒轴线19彼此同相(相位相同)。当外偏心装置和内偏心装置120、130同相并且由振动马达110驱动旋转时,筒14产生最大振幅。图4示出振动机构100,其中外偏心装置120和内偏心装置130绕筒轴向19以180度异相(相位不同)。当外偏心装置和内偏心装置120、130以180度异相并且由振动马达110驱动旋转时,筒14产生最小振幅。
[0027] 当外偏心装置和内偏心装置120、130如图4所示以180异相时,外偏心装置120的瓣轮126中的径向对准孔128与内偏心装置130中的类似径向对准孔138对齐。由于振动机构100制造过程中的公差累积,这些对准孔128、138与紧固螺母160一起允许对振动机构100进行校准。当外偏心装置和内偏心装置120、130彼此异相时,可将一杆(未示出)插入两个径向对准孔128、138。然后将紧固螺母160安放在键轴140上、使其抵接螺纹侧柱轴122并且定在键轴140上。如果杆152的最小延伸位置用于限定最大振幅(如图3所示),则紧固螺母160提供针对最小振幅的杆152的延伸的机械止挡。应注意,对准孔128、138也可以在外偏心装置和内偏心装置120、130中定位成使得当外偏心装置和内偏心装置同相、处于最大振幅时所述对准孔对齐。在这种情况下,紧固螺母160对螺纹侧柱轴122的机械阻碍将指示最大振幅,杆152的最小延伸将代表最小振幅。
[0029] 本发明的用于机器的振动机构和筒可提供用于任何压实机机器的从最大到最小可变化地调节的振幅。在一个示例性实施例中,振动机构用于振动压实机,例如双拆分型筒式沥青压实机。
[0030] 在操作中,当机器10被驱动经过可压实材料12时,振动系统90的频率和振幅可通过操作员手动控制或通过智能压实系统自动控制。冲击的频率可利用从速度传感器116得到的反馈通过增大或降低振动马达110的速度来控制。冲击的幅度可通过使内偏心装置130与外偏心装置120同相或异相来控制。从图3所示的最大振幅位置开始,可使线性致动器150的杆152伸出。当杆152伸出时,可旋转地固定在内偏心装置130上的键轴140沿筒轴线19被推入内偏心装置130的孔132的直花键中。螺纹孔124和螺纹花键部分146之间的螺纹花键连接装置将键轴140和杆152的线性运动转换成内偏心装置130相对于外偏心装置120的旋转运动。当内偏心装置130和外偏心装置120以180度彼此异相时,便达到了最小振幅位置,紧固螺母160为杆152的进一步延伸提供机械止挡。类似地,可通过使杆152退回线性致动器150、从图4的位置运动到图3所示的位置来减小振动系统90的振幅。可通过设定内偏心装置130关于外偏心装置120的介于0与180度之间的相角而获得小于最大振幅或大于最小振幅的中间振幅。位置传感器156可用于通过显示器向操作者提供反馈,或将反馈提供给智能压实系统。
[0031] 虽然已结合所示实施例的细节描述了本发明,但这些细节并非用于限制本发明的范围,该范围由所附的权利要求限定。例如,振动马达可联接到内偏心装置,线性致动器可联接到外偏心装置。可通过对附图、说明书和所附权利要求的研究获得本发明的其它方面、目的和优点。
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