用于调节压实机滚轮偏心轴偏心力矩的调节装置.pdf

摘要
申请专利号：	CN200410030138.2	申请日：	2004.03.19
公开号：	CN1532340A	公开日：	2004.09.29
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效\|\|\|公开
IPC分类号：	E01C19/28	主分类号：	E01C19/28
申请人：	麦特索迪纳帕克股份公司;
发明人：	尼尔斯－约兰·尼格洛夫
地址：	瑞典卡尔斯克鲁纳
优先权：	2003.03.21 SE 0300756－4
专利代理机构：	中国国际贸易促进委员会专利商标事务所	代理人：	朱德强
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内容摘要

调节装置(11)，用于借助于一力传动机构(12)，通过改变一回转装置(5)的轴向力而使偏心轴(2)转动，来调节一压实机滚轮(1)的偏心轴(2)的偏心力矩，其中所述力传动机构(12)与产生调节力的调节装置(11)为枢轴连接。调节装置(11)包括一驱动装置(20)、一变速器(19)、一管套(17)和一导螺杆(14)，所述导螺杆可转动地设于压实机滚轮(1)一轴枢(15)内侧的一螺纹孔(16)内，其中，驱动装置(20)通过变速器(19)与管套(17)相连，用于将一旋转运动传给所述管套(17)。导螺杆(14)由一键连接装置(18)置于管套(17)外侧，其中，当管套(17)转动时，所述导螺杆(14)沿轴向移动，由此将一轴向运动传给与所述导螺杆(14)枢轴连接的所述力传动机构(12)。

权利要求书

1.调节装置(11)，用于借助于一力传动机构(12)，通过使偏
心轴(2)转动的回转装置(5)的轴向力的作用，来调节一压实机滚
轮(1)的偏心轴(2)的偏心力矩，其中所述力传动机构(12)与产
生调节力的调节装置(11)为枢轴连接，其特征在于，所述调节装置
(11)包括一驱动装置(20)、一变速器(19)、一管套(17)和一导
螺杆(14)，所述导螺杆可转动地设于压实机滚轮(1)一轴枢(15)
内的螺纹孔(16)内，其中，所述驱动装置(20)通过所述变速器(19)
与所述管套(17)相连，用于将一旋转运动传给所述管套(17)，其中，
所述导螺杆(14)用一键连接装置(18)设置于所述管套(17)外侧，
当所述管套(17)转动时，所述导螺杆(14)沿轴向移动，由此将一
轴向运动传给与所述导螺杆(14)枢轴连接的所述力传动机构(12)。
2.根据权利要求1的调节装置(11)，其特征在于，所述变速器
(19)包含一齿轮变速器。
3.根据权利要求1-2之一的调节装置(11)，其特征在于，一
控制设备(23)对所述调节装置在调节范围(22)内的位置进行检测
及控制。
4.根据权利要求3的调节装置(11)，其特征在于，所述控制设
备(23)对轮齿通过的数量及运动方向进行监控。
5.用于调节一压实机滚轮(1)的偏心轴(2)的偏心力矩的装置，
包括一产生调节力的调节装置(11)、一回转装置(5)和一与所述调
节装置(11)枢轴连接的力传动机构(12)，其中调节过程通过用于使
偏心轴(2)回转的所述回转装置(5)的借助于力传动机构(12)的
来自所述调节装置(11)的轴向力的作用而进行，其特征在于，所述
调节装置(11)根据权利要求1-4之一进行设计。
6.根据权利要求5的装置，其特征在于，所述力传动机构(12)
包括两个或更多驱动杆(13)。
7.根据权利要求5-6之一的装置，其特征在于，一独立式驱动轴
(3)贯穿所述调节装置(11)的中心运转。
8.根据权利要求5-7之一的装置，其特征在于，一调节马达(21)
与一驱动马达(4)平行设置。

说明书

用于调节压实机滚轮偏心轴偏心力矩的调节装置

技术领域

本发明涉及一种用于调节压实机滚轮偏心轴的偏心力矩的装置，
目的在于改变压实机滚轮的振幅。该装置尤其适合用于对非粘结及粘
结的土层、石层、砂砾层、粘土层、碎石层及沥青层进行振动压实的
压实机。

背景技术

在道路、室外地坪和水坝的建造过程中，填方体或基层需压实至
一合适的密度和承载能力。如果该压实面为沥青铺面，则铺设的沥青
也必须被压实。在这类压实作业中，适于使用装配有一个或多个振动
滚轮的压实机。由具有某一重量级与振动体的压实机在一遍压实过程
中所提供的压实功主要取决于压实机的振动振幅以及振动发生频率。
实践证明，在使用振动压实机的压实作业过程中，通过将滚轮的振幅
调节至一固定频率来控制所提供的压实功量是有好处的。在最初几遍
压实过程中，建议采用极限振幅，而在最后一遍压实过程中，当路基
开始变得完成压实时，则采用较低振幅。如果差不多完成压实的坚实
路基用过高的振幅来振动，则压实机易于“反跳(bounce)”，这将对
其结构造成不利影响，并且也可能使得表层不合要求地疏松。如果差
不多完成压实的基层由沥青组成，则沥青将会有被压碎的危险，从而
使得沥青铺面的质量降低。

这些便是压实机制造商之所以希望将他们的压实机装备上滚轮的
原因，滚轮中的振幅可通过改变滚轮的偏心轴而被改变。最常见的方
法是给压实机安装偏心力矩可变的偏心轴。偏心力矩是指偏心轴的不
平衡质量与偏心轴的旋转中心距重心之间的距离的乘积。可变偏心轮
轴经常以两个同轴设置的管子为基础，并装有偏心锤，偏心锤相互之
间可通过偏心轴上的回转装置而被转动。当偏心锤彼此相抵时，可获
得一最小偏心力矩，而当偏心锤相互作用时，可获得一最大偏心力矩。
回转装置由轴向调节力驱动，而该轴向调节力则通过该回转装置被转
换成旋转运动。

为产生轴向调节力，需要一由调节装置及力传动机构组成的装置。
产生轴向调节力的调节装置位于滚轮的一端外侧。力传动机构的作用
在于将该调节力引导至位于滚轮内侧的回转装置上。本发明便涉及这
样一种装置。

在专利说明书AT 375845及SF 514877中所描述的可调偏心轴公
开了上述可调偏心轮轴。在AT 375845中描述了一种偏心轴，该轴具
有由一回转装置驱动的可回转偏心锤。该回转装置和调节装置彼此之
间以一定距离隔开设置，并由一杆件连接。该杆件据说可构成上述力
传动机构，只不过其一端形成单动式液压调节装置内的活塞，轴向调
节力由此而产生。回复力则由螺旋弹簧产生。

在实际试验中，申请人注意到，在这类液压调节装置中，液压中
通常出现的小变化导致调节力发生相当大的变化，结果便是振幅会不
符合要求地发生变化。另外，在有效区内为一足够强劲的螺旋弹簧提
供空间过于复杂。此外，寻找调节范围内液压调节装置瞬时位置的可
靠读数方法也是一个问题。现有技术偏心轴的力传动机构(杆件)通
过偏心轴的传动轴中心同轴运转。因此，须通过一复杂的方式将液压
由偏心轴的驱动部件供给致动装置。在SE 514877的现有技术中，可
调偏心轮轴以多个具体实施方式表明了可通过较为简单的方式供应液
压的方案。在该偏心轴中，传动轴被置于液压调节装置的中心内，而
力传动机构包括两个或更多平行驱动杆，该驱动杆绕偏心轴中心平行
对称设置。其中一个具体实施方式表明通过制造双动式液压调节装置，
可省却必需的所述螺旋弹簧。然而，在这些具体实施方式中，上述与
液压变化以及位置测定相关的问题仍未得到解决。在SE 514877的一
个具体实施方式中示出了可变液压的问题可通过改变成机械调节装置
而得以解决的方案。该机械调节装置以蜗轮为基准，并驱动仅包括一
驱动杆的力传动机构。偏心轴的传动轴贯穿通过调节装置的中心，并
已设有用于操纵调节装置的轴向槽。申请人本身已获知偏心轴的传动
轴所受疲劳应力极大这一实践经验。这种轴向沟槽周围会出现可能极
易导致疲劳破坏的应力集中现象。

发明内容

为此，申请人提出更为可取的一种独立式传动轴，该传动轴未设
置用于操纵调节装置的沟槽。需要非常规机械解决的另一问题是蜗杆
相对于偏心轴的垂直方向和位置。在此方向上，压实机滚轮上用于调
节装置调节马达的空间非常有限，而同时，调节马达所需的连接法兰
往往与偏心轴驱动马达的连接法兰相冲突。申请人认为，将调节马达
平行于驱动马达设置更为有利。

本发明的目的在于获得一与专利权利要求一致的装置，该装置解
决了与仅用一个操纵杆的现有技术的机械调节装置与力传动机构结合
的问题。根据本发明，机械调节装置的部件被设计成可驱动一包括两
个或更多驱动杆的力传动机构。尽管SE 514877描述了这种力传动
机构可与一液压调节装置相结合的方案，但并未描述具有机械调节装
置的装置应当怎样设计才可驱动这种力传动机构。

本发明中的机械调节装置被设计成一用于偏心轴的独立式驱动轴
可贯穿其中运转。本说明书中“独立式”是指驱动轴无需制作沟槽或
其他降低强度的适配装置来操纵调节装置。

机械调节装置被设计成其调节马达可平行于偏心轴驱动马达进行
安装。由于调节范围内的瞬时位置可由一合理可靠的方法测定，所以
位置确定的问题也得到了解决。

附图简要说明

参照附图将对本发明作更为详细的描述，其中：

图1示出了一具有振幅产生及调节设备的压实机滚轮的垂直断面
图；

图2示出了图1中某一区域的放大图，并示出了本发明的一调节
装置的设计图，该调节装置并入一用于调节压实机滚轮偏心轴的偏心
力矩的装置中；

图3示出了图1选取部分的透视图；以及

图4示出了图1与2选取部分的透视图。

具体实施方式

图1示出了用于振动压实机的压实机滚轮1。一具有可调偏心力
矩的偏心轴2安装于压实机滚轮中心内。当偏心轴2在一驱动马达4
的匀速情况下通过独立式驱动轴3转动时，振动产生。当偏心轴2转
动或静止时，其偏心力矩可通过其回转装置5的作用，由轴向调节力
6进行调节。回转装置5的驱动导致偏心轴2转动。偏心轴的转动是
这样一种操作过程，其中回转装置5在由于轴向调节力的影响而引起
的轴向位移过程中，分别沿内偏心轴和外偏心轴的沟槽7和8运动。
在所示具体实施方式中，外偏心轴沟槽8沿轴向具有一螺旋形节距，
而内偏心轴沟槽7则沿轴向延伸。沟槽与回转装置5轴向位移之间的
节距之差导致外偏心轴的偏心锤(eccentric weight)10相对于内偏心轴
的偏心锤9转动，从而导致偏心轴2的偏心力矩产生所期望的调节。

根据本发明，调节力通过一机械调节装置11产生，并通过一力传
动机构12被传送至回转装置5。力传动机构12与回转装置5之间的
连接被设置成可由轴向调节力6在不同方向对其进行改变。

图2示出了力传动机构12的两个驱动杆13与机械调节装置11的
导螺杆(guide screw)14被设置为枢接连接。在该具体实施方式中，驱
动杆13共有两个，但该数值可增加，例如当待传送的调节力很大，而
载荷必须分配给两个以上的杆时。驱动杆13绕偏心轴2的中心以平衡
方式对称设置，并且因为与导螺杆14为枢接连接，它们可相对于调节
装置11随偏心轴2的旋转而转动。同时，驱动杆13可在不同方向传
送轴向调节力。当导螺杆14受到轴枢15的螺纹孔16中的旋转作用，
轴向调节力便得以形成，而该螺纹孔中的旋转由于螺距导致导螺杆14
沿轴向移动。在螺纹孔16内及导螺杆14外围上的螺纹可有利地设计
成梯形螺纹(trapezoid screw)，但也可使用其他类螺纹。导螺杆14通
过一键连接装置(spline joint)18设置于管套17外侧，从而使得导螺杆
14可沿轴向移动，同时可传送旋转运动。键连接装置18的轴套(hub)
与轴(shaft)宜分别一体地设在导螺杆14的中心内及管套17的周边上。
键连接装置18的齿及齿槽按照合适的渐开线齿形标准进行设计。单凭
经验的方法，对于10千牛的轴向调节力而言可能宜使用十一个齿。管
套17与变速器19连接并由其转动，而变速器则又由驱动装置20驱动。
由于振动压实机上的分布力经常液压式出现，所以优选液压驱动调节
马达21作为驱动装置20，但也可使用电动或气动调节马达，同样也
可允许该驱动装置由手动曲柄组成。在所示具体实施方式中，变速器
19包括一具有两个齿轮的直齿齿轮变速器，其中一个齿轮与驱动装置
20连接，而另一个齿轮与管套17连接。所选取的齿轮节径使获得一
适当的齿轮中心之间的距离及减速比。由于齿轮箱内的马达连接件方
向定位成使马达轴彼此平行，齿轮与齿轮箱使得调节马达21与驱动马
达4平行设置，从而，也可使用具有两个以上齿轮的齿轮传动器，以
获得其他减速比、平行间距或旋转方向。

通过引起驱动装置20沿不同旋转方向转动，从而可使得导螺杆
14在机械调节装置11的调节范围22内采取不同的位置。从机械调节
装置的变速器壳24内的一固定点处，控制设备23在个数及方向上对
轮齿的通过进行监控。轮齿的通过是指当看着转动传动轮之一的周边
时所能观察到的轮齿的通过。调节装置11内的完全机械传动的运动确
保轮齿通过始终反映导螺杆14上的真实瞬时位置，由此确保该位置位
于机械调节装置的调节范围22内。也可允许变速器19包含一齿条或
链变速器，而非一齿轮变速器。运行过程可能与齿轮变速器基本上相
同。控制设备23可为电动，并以最简单的设计方案可将读取参数转换
为与滚轮的调节振幅有关的信息。这些信息可传送给压实机驾驶员，
然后驾驶员能通过控制设备改变该调节振幅。在一更为先进的设计方
案中，控制设备可检测出何时具有不利的压实情况，并由自动装置转
变成一更为适合的振幅。不管设计方案如何，控制设备23均影响着调
节装置11的驱动装置20的转动及转向。调节装置11被设计成偏心
轴2的独立式驱动轴3可贯穿其中心运转的形式。这可通过将管套17
设计成具有一用于独立式驱动轴3的内部间隙的方式得以实现。

图3示出了图1中的偏心轴2、回转装置5与力传动机构12的透
视图。图3同样分别示出了内偏心轴与外偏心轴的沟槽7和8，以及
分别示出了内偏心轴与外偏心轴的偏心锤9和10。外偏心轴及其偏心
锤(偏心配重)10在图3中示为透明部分。

图4示出了回转装置5、力传动机构12的驱动杆13、导螺杆14、
压实机滚轮轴枢15内的螺纹孔16、管套17及变速器19。同样，变速
器壳24为部分透明示出。变速器19内的齿轮圆周上的齿轮分布仅在
图4中部分示出。齿轮必须设有一覆盖整个齿轮圆周的均匀齿轮分布。
轴枢15在图4中示为透明。