壓實機的振動隔離的製作方法

2023-09-22 15:57:45

本公開總體上涉及施工車輛，更具體地，涉及在道路施工中使用的具有振動輥的壓實機的主動式振動隔離(activevibrationisolation)。

背景技術：

振動壓實機具有由於包含偏心塊(eccentricweight)的軸的旋轉而使其振動的部件。希望將該振動與這種壓實機的結構的其餘部件適當地隔離。例如，圖1中示意性地示出了用於土壤和瀝青的振動壓實機的滾輪(drum)的振動隔離方法。

該滾輪與此機械的其餘部件(即，如圖1所示的框架)之間通常需要振動隔離。

通常，通過使用被構造成將振動部件連接到該機械的其餘部件的彈性材料(如橡膠或金屬彈簧)來實現振動隔離。圖1中示出在「滾輪和承載軸承」之間以及在「滾輪和驅動板」之間使用了橡膠隔離件。

更複雜的振動隔離方法採用了次級質量，這通常被稱為「兩級隔振」。如果正確選擇所述質量和隔離件，則這種兩級隔振系統能夠比前文所示的「單級隔振」系統產生更好的隔振。兩級隔振系統的目的是允許所述兩級隔振質量具有比滾輪更小振幅的振動，從而將更少的振動傳遞到框架。

過去，已經在英格索蘭(ingersoll-rand)瀝青壓實機上使用了這種兩級隔振系統的構思。圖2中示意性地示出了該兩級隔振系統。在「滾輪和承載軸承」之間以及「滾輪和驅動板」之間存在兩級隔振質量，並且每個部件都用隔離件進行緩衝。

技術實現要素：

根據本公開的主動隔振裝置採用兩級隔振系統，並且增加了改善隔振的機制。儘管兩級隔振質量的振動幅度小於滾輪的振動幅度，但傳統的兩級隔振質量仍具有一定的振動幅度。根據本公開的主動隔振裝置以如下方式向所述兩級隔振質量增加了偏心塊：該偏心塊抵消了由滾輪振動引起的所述兩級隔振質量的運動。

根據本公開的主動隔振裝置包括三個偏心塊；主偏心塊仍處於滾輪內，而兩個額外的偏心塊分別位於每個主動隔振質量中。(術語「主動隔振質量」用於將其自身與圖2中的常規兩級隔振系統中使用的被動隔振質量區分開)。還應注意，主動隔振偏心塊64和66與位於滾輪40內的主偏心塊62的相位不同。主動隔振偏心塊64和66將使主動隔振質量20和30在與滾輪振動所引起的運動方向相反的方向上移動。所有三個偏心塊62、64和66都位於由單個振動馬達50旋轉的公共軸上。在該軸中，可能需要一些接頭，以允許部件20、30和60之間的相對運動。所有這些接合的部件的旋轉將是共同的。

為了以不同的方式描述這種行為，假設所述滾輪以5mm的振幅振動。對於圖2所示的兩級系統，也假設所述兩級隔振質量以3mm的振幅振動。因此，所述框架將經受由該3mm振幅引起的振動。

在本公開中，我們假設所述主動隔振偏心塊被選擇成使得它導致主動隔振質量以3mm的振幅振動，並且所述主動隔振偏心塊被定向成使得該運動的方向與所述兩級情況中的運動相反。滾輪振動的影響和主動隔振偏心塊的影響將相互抵消。所述主動隔振質量的最終振動幅度為零。因此，無振動被傳遞到所述框架。

以上示例是理想的情況。在實踐中，預計所述主動隔振質量仍將存在一定的運動，但與沒有上述額外的偏心塊時的振動相比，預期該運動將非常小。

根據本公開的主動隔振裝置適用於具有偏心塊的旋轉軸引起振動的任何情況。為了簡化說明該構思，本公開的其餘部分假設振動壓實機的滾輪是需要隔振的部件。

附圖說明

圖1是示出了根據現有技術的、用於減少由振動壓實機產生的振動的振動隔離系統的一個實例的截面視圖。

圖2是示出了根據現有技術的、用於減少由振動壓實機產生的振動的振動隔離系統的另一個示例的截面視圖。

圖3是示出了根據本公開的實施例的、用于振動壓實機的主動隔振裝置的截面視圖。

具體實施方式

出於說明性目的，已呈現了對於本公開的實施例的上述描述；但該描述並非旨在是窮盡性的或將本發明局限於所公開的確切形式。本領域技術人員可以理解，根據上述教導，可以進行許多修改和變型。因此，本發明的範圍不限於本文的詳細描述，而是由所附權利要求限定。

如「背景技術」部分所描述的，振動壓實機的滾輪(rollerdrum)包括軸，該軸包含在旋轉的同時產生振動的偏心塊。在這種振動被傳遞到框架和該壓實機的其他元件的情況下，可能導致部件的斷裂或故障。因此，需要一種解決方案來減少在滾輪的偏心軸旋轉期間所產生的振動，使得該振動不能傳遞到壓實機的其它部件。

根據圖1所示的現有技術的單級隔振系統採用了將滾輪與框架隔離的隔離件以減少振動，並且，根據圖2所示的現有技術的兩級隔振系統在滾輪和承載軸承之間以及滾輪和驅動板之間採用了兩級隔振質量，以將滾輪與所述框架隔離。根據本公開的主動隔振裝置是對圖2的常規兩級隔振的改進。該主動隔振裝置採用了新的偏心塊，以產生與位於滾輪內的主偏心塊所產生的振動具有相反相位的振動，從而更有效地減少振動。

圖3是示出了根據本公開的、用于振動壓實機的主動隔振裝置的截面視圖。

根據本公開的主動隔振裝置包括滾輪40。該主動隔振裝置還可包括用於使滾輪旋轉的推進馬達16。該滾輪通常是旋轉的輥式滾輪。振動壓實機的滾輪和布置在該滾輪中的偏心塊62有效地壓實地面，並利用由偏心塊產生的振動和由滾輪自身的重量引起的力一起來產生用於將地面壓實的擠壓力。

在一個實施例中，所述推進馬達可供應有來自壓實機的發動機的動力，此發動機通過所述框架連接到該推進馬達。該推進馬達可連接到另一個動力源裝置。該推進馬達產生用於驅動所述滾輪的推進力。

根據本公開的主動隔振裝置包括驅動板，該驅動板位於所述推進馬達和滾輪之間，並且連接到所述推進馬達以將旋轉力傳遞到滾輪。

根據本公開的主動隔振裝置包括滾輪支撐件14。由於該振動壓實機中的滾輪布置在所述框架之間，需要在所述框架的一側處安裝一個部件以便可旋轉地支撐滾輪。滾輪支撐件14用於可旋轉地支撐滾輪。該滾輪支撐件連接到承載軸承12，以便滾輪可相對於所述框架旋轉。

根據本公開的主動隔振裝置包括第一主動隔振質量20和第二主動隔振質量30。第一主動隔振質量20布置在滾輪支撐件14和滾輪40之間，而第二主動隔振質量30布置在驅動板18和滾輪40之間。參考圖2，布置在所述滾輪和框架之間以及滾輪和驅動板之間的隔振質量是僅具有恆定重量和簡單結構的部件。該兩級隔振系統的隔振質量的缺點在於它不具有產生振動的結構或功能。相反，根據本公開的主動隔振裝置的每個主動隔振質量中都限定有空間，以允許每個主動隔振偏心塊64和66在該空間內旋轉。此外，每個所述主動隔振質量中形成有通孔，以允許偏心軸60以貫穿的形式裝配到所述主動隔振質量中。

根據本公開的主動隔振裝置包括偏心軸60和被構造成使偏心軸60旋轉的振動馬達50，該偏心軸60在穿過第一主動隔振質量20、滾輪40和第二主動隔振質量30的狀態下旋轉。在現有技術中，偏心軸以貫穿的形式僅裝配到滾輪中，並且僅用於在其旋轉期間在滾輪內產生振動。相反，在根據本公開的主動隔振裝置中，偏心軸被設計成在其旋轉期間、在所述主動隔振質量內以及滾輪內都產生振動。

參考圖3，已經示出了：儘管偏心軸60按如下順序以貫穿的方式裝配到第一主動隔振質量20、滾輪40和第二主動隔振質量30中，但這僅是一個示例，並且，取決於該振動壓實機的設計，偏心軸60也可按另外的順序以貫穿的方式裝配到第一主動隔振質量20、滾輪40和第二主動隔振質量30中。另外，參考圖3，振動馬達50布置在第一主動隔振質量20和滾輪支撐件12之間(即，布置在左框架附近)，但振動馬達50也可布置在第二主動隔振質量30和驅動板18之間(即，布置在右框架附近)。根據本公開的主動隔振裝置包括多個連接器100，所述多個連接器100布置在滾輪支撐件和第一主動隔振質量之間、在第一主動隔振質量和滾輪之間、在滾輪和第二主動隔振質量之間、以及在第二主動隔振質量和驅動板之間。

根據本公開的主動隔振裝置包括在滾輪內附接到偏心軸60的主偏心塊62和分別在第一主動隔振質量20和第二主動隔振質量30內附接到偏心軸60的一個或多個主動隔振偏心塊64和66。主偏心塊62隨著偏心軸60的旋轉一起旋轉，以在滾輪內產生振動。所述主動隔振偏心塊可布置在第一主動隔振質量20和第二主動隔振質量30內，並隨著偏心軸60的旋轉一起旋轉，以在所述主動隔振質量內產生振動。位於第一主動隔振質量20內的主動隔振偏心塊64可以稱為第一主動隔振偏心塊64，並且，位於第二主動隔振質量30內的主動隔振偏心塊66可以稱為第二主動隔振偏心塊66。

在根據本公開的主動隔振裝置中，所述主動隔振偏心塊和主偏心塊被構造成使得：當偏心軸旋轉時，由主動隔振偏心塊產生的振動的相位與由主偏心塊產生的振動的相位相反。參考圖3，主偏心塊62和兩個主動隔振偏心塊64、66在彼此不同的方向上附接到偏心軸60。為了減少在主偏心塊的旋轉期間產生的振動，所述主動隔振偏心塊優選在與主偏心塊附接到偏心軸60的方向相反的方向上附接到偏心軸60。但這是理想情況的假設，可以根據該振動壓實機來調整主偏心塊和主動隔振偏心塊附接到偏心軸60的方向。

此外，可調整所述主動隔振偏心塊的重量，以減少由主偏心塊產生的振動。可根據旋轉軸旋轉的速度範圍來調整主偏心塊和振動壓實機的重量。此外，應調整所述主動隔振偏心塊，以使其具有足以容納在每個主動隔振質量中的尺寸。所述主動隔振質量的內部空間的尺寸應形成得足夠大，以便所述主動隔振偏心塊基於偏心軸在其中旋轉的通孔而旋轉。

結果，通過上述構造，當偏心軸60旋轉時，由所述主動隔振偏心塊產生的振動能夠抵消由主偏心塊產生的振動，因此防止了由滾輪產生的振動被傳遞到該壓實機的框架。

根據本公開的另一個實施例的主動隔振裝置可包括至少一個隔離件，該至少一個隔離件布置在第一主動隔振質量20和滾輪40之間、在第一主動隔振質量20和滾輪支撐件14之間、在第二主動隔振件質量30和驅動板18之間、以及在第二主動隔振質量30和滾輪40之間。此外，所述連接器100中的至少一個可用作隔離件以減少振動。

該隔離件可在滾輪旋轉期間減少從滾輪40、第一主動隔振質量20和第二主動隔振質量30產生的振動。優選地，該隔離件可以由能夠吸收振動的彈性材料(例如橡膠)製成。

在一個方面，根據本公開的另一實施例的主動隔振裝置可被描述為包括振動壓實機的框架。

換句話說，根據本公開的另一實施例的主動隔振裝置可包括框架10，該框架10在一側設有承載軸承12和滾輪支撐件14以可旋轉地支撐滾輪，並在另一側形成有連接到驅動板18的推進馬達16。該承載軸承和滾輪支撐件允許滾輪在被所述框架之間的恆定軸(constantshaft)支撐的同時旋轉。

根據本公開的另一實施例的主動隔振裝置包括布置在滾輪支撐件和滾輪之間的第一主動隔振質量20、和布置在驅動板和滾輪之間的第二主動隔振質量30。此外，該主動隔振裝置包括：偏心軸60，該偏心軸60被構造成在穿過第一主動隔振質量20、滾輪和第二主動隔振質量30的同時旋轉；主偏心塊62，該主偏心塊62在滾輪內附接到偏心軸60；主動隔振偏心塊64和66，該主動隔振偏心塊64和66在第一主動隔振質量20和第二主動隔振質量30內分別附接到偏心軸60；以及振動馬達50，該振動馬達50被構造成使偏心軸60旋轉。

在根據本公開的另一實施例的主動隔振裝置中，當偏心軸旋轉時，由所述主動隔振偏心塊產生的振動的相位與由主偏心塊產生的振動的相位相反。由所述主動隔振偏心塊產生的振動抵消了由主偏心塊產生的振動。

本公開的主要優點如下：首先，防止了由於該機械的其他部件(例如滾輪框架、冷卻套、電池、翻轉保護裝置(rops))的振動導致的故障或斷裂，因而，可以預見到，由於故障而進行部件的維修和更換所需的費用將會減少。該機械的受到抑制的振動為操作者提供了增加的舒適度。此外，由於施加在該機械上的振動負荷將少得多，可以預見到能夠在工作期間抑制噪音。