多根偏心軸並聯安裝的同步驅動方法及典型同步驅動機構的製作方法

2023-04-24 08:02:11

專利名稱：多根偏心軸並聯安裝的同步驅動方法及典型同步驅動機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種多根(兩根或兩根以上)偏心軸並聯安裝的同步驅動方法及典型同步驅動機構，尤其是振動壓路機激振器中多根偏心軸並聯安裝的同步驅動方法及典型同步驅動機構，屬於築路機械領域。
本發明以兩根偏心軸並聯安裝的同步驅動方法及典型同步驅動機構為典型例來說明多根偏心軸並聯安裝的同步驅動方法及典型同步驅動機構。
目前，國內外廣泛應用的振動壓路機的激振機構都是單根偏心軸(或是兩根偏心軸串聯在一根軸線上)的激振器，其工作原理是利用激振器的偏心軸與偏心塊在高速旋轉時產生的離心力迫使振動輪作圓周方向的振動，即「圓振動」，由於這種「圓振動」存在水平方向的有害振動，使現有振動壓路機的壓實效能受到限制；並且，也存在一定的環境振動汙染，為了改善「圓振動」壓路機的性能缺陷，近年來，研究出了壓路機的垂直振動和振蕩振動技術，垂直振動是將兩根偏心軸在水平方向上並聯安裝在激振器殼體內，兩根偏心軸的偏心塊安裝時的初始相位角相等，兩根偏心軸的驅動是由直接安裝在偏心軸上的一對同步齒輪作同步反向旋轉來實現的，由於激振器殼體不旋轉，所以，兩隻相對安裝的偏心軸的偏心塊在水平方向上的離心力相互抵消，僅產生垂直方向上的激振力。而振蕩振動的激振機構則是在振動輪內並聯安裝兩根偏心軸，兩根偏心軸的偏心塊安裝時的初始相位角相差180°，兩根偏心軸由一根中心軸通過同步齒形帶驅動兩根偏心軸作同步同向旋轉，兩根偏心軸與偏心塊同步同向旋轉時僅產生相互平行但反向的離心力形成交變扭矩使振動輪體產生振蕩振動。但上述現有技術提供的垂直振動和振蕩振動壓路機難以進入應用階段，主要原因，是由於現有技術提供的垂直振動輪和振蕩振動輪的激振機構存在重要缺陷，確切地是激振機構中並聯安裝的兩根偏心軸的同步驅動的方法和同步驅動機構存在缺陷。由同步齒形帶驅動的振蕩振動輪內並聯安裝的兩根偏心軸，由於壓路機的工況惡劣，所以，同步齒形帶的工作可靠性及使用壽命較低；而垂直振動輪中並聯安裝的兩根偏心軸的同步驅動，由于振動軸承的徑向遊隙存在及偏心軸旋轉中產生的撓度變化，使得安裝在兩根偏心軸上的兩隻同步齒輪的傳動中心距在旋轉中作周期變化，從而導致兩隻同步齒輪使用壽命短甚至無法正常運行。
本發明的目的在於提供一種新的兩根或兩根以上偏心軸並聯安裝的同步驅動方法及典型同步驅動機構，避免在振蕩振動輪的激振機構中使用同步齒形帶而導致較低的工作可靠性和使用壽命；保證垂直振動輪的激振機構中偏心軸旋轉時兩隻同步齒輪的傳動中心距不作改變，使得垂直振動和振蕩振動壓路機能夠得到真正的工業應用。
本發明的目的是這樣實現的將振蕩振動輪中並聯安裝的兩根偏心軸的同步同向驅動機構由同步齒形帶驅動機構改為同步同向齒輪驅動機構，並且，同步齒輪避免直接安裝在偏心軸上；垂直振動輪中的並聯安裝的兩根偏心軸的兩隻同步齒輪也避免直接安裝在偏心軸上，具體的方法是設計同步齒輪箱，在同步齒輪箱內安裝同步齒輪和傳動齒輪，每隻同步齒輪的輸出端均通過聯軸器或其他結構緊湊、能定速傳遞扭矩、具有一定撓性的聯接器和對應的偏心軸的輸入端相連接，同步齒輪的傳動中心距與兩根偏心軸的軸間距完全相等；同步齒輪箱的安裝底板對應定位在兩根偏心軸輸入端的振動軸承座上並安裝在振動輪體內孔的兩端幅板上，同步齒輪箱的安裝底板和振動軸承座的定位方式可以是止口凸臺、也可以是定位套或其他方式定位、以保證兩隻同步齒輪與兩根偏心軸的裝配位置精度，由於每隻同步齒輪與其對應驅動的偏心軸之間聯接是通過具有撓性的聯軸器實現的，完全避免了兩根偏心軸在旋轉時由于振動軸承的徑向遊隙存在及偏心軸的撓度變化而改變同步齒輪的傳動中心距及嚙合狀態，使兩隻同步齒輪的傳動中心距及嚙合狀態保持初始安裝精度不變。
本發明的


如下圖1說明1—行走馬達 2—減振器 3—振動輪體 4—激振器殼體5—偏心軸 6—偏心塊 7—振動軸承 8—振動軸承座9—同步齒輪 10—同步齒輪 11—傳動齒輪 12—輸入齒輪13—振動馬達14—聯軸器 15—振動輸出軸承16—振動輸出軸承座 17—機架圖2是圖1在A-A處的剖視3說明f振動軸承7的徑向遊隙d兩根偏心軸5靜止狀態下的軸間距，也是兩隻同步齒輪9、10靜止狀態下的中心距β偏心軸5旋轉時產生的撓度引起偏心軸5的兩支承端的轉角
圖4說明21—振蕩馬達 22—中心軸 23—同步齒形帶25—中心軸軸承座圖5是圖4在B-B處的剖視1和圖2是現有技術提供的垂直振動輪的典型結構原理圖，行走馬達1安裝在機架17上，行走馬達1通過減振器2與振動輪體3相聯接，激振器殼體4的兩端軸頭上裝配振動輸出軸承15，振動輸出軸承15安裝在振動輸出軸承座16內，振動輸出軸承座16再裝配在振動輪體3的內孔的兩端幅板上，激振器殼體4的一端軸頭通過減振器2與機架17相聯，兩根固裝有偏心塊6的偏心軸5通過振動軸承7和振動軸承座8在水平方向上並聯相對安裝在激振器殼體4內，所謂相對安裝是指兩根固裝有偏心塊6的偏心軸5對稱布置在激振器殼體4的迴轉軸線兩側的水平方向上、兩根偏心軸5中的偏心塊6的初始相位角相等，同步齒輪9和同步齒輪10及傳動齒輪11(同步齒輪10和傳動齒輪11是雙聯齒輪)直接安裝在偏心軸5上，同步齒輪9和同步齒輪10的齒數相等，傳動齒輪11與輸入齒輪12嚙合，輸入齒輪12通過聯軸器14和振動馬達13相聯接。現有技術提供的垂直振動輪(附圖1所示)的工作過程是振動馬達13通過聯軸器14驅動輸入齒輪12旋轉，輸入齒輪12嚙合驅動傳動齒輪11和同步齒輪10旋轉、同步齒輪10又嚙合傳動同步齒輪9作和同步齒輪10的旋向相反的等速旋轉，即同步齒輪9和同步齒輪10驅動兩根偏心軸5作同步反向旋轉，由於兩根偏心軸5的偏心塊6在水平方向上的相對安裝，又由於激振器殼體4不旋轉，所以，兩根偏心軸5上的偏心塊6在水平方向上的激振力相互抵消，僅產生垂直方向上的激振力，該激振力經振動輸出軸承15、振動輸出軸承座16傳遞給振動輪體3，使振動輪體3僅作垂直方向上的振動。圖3是圖1中四隻振動軸承7、兩根偏心軸5和兩隻同步齒輪9、10初始安裝時的狀態和工作時的兩種典型工況示意圖。圖3(a)是四隻振動軸承7、兩根偏心軸5和兩隻同步齒輪9、10在靜止狀態下意圖，兩根偏心軸5的軸間距是d，由於兩隻同步齒輪9、10直接安裝在兩根偏心軸5上，所以，兩隻同步齒輪9、10的傳動中心距亦是d，振動軸承7的徑向遊隙f均勻對稱分布。圖3(b)是兩根偏心軸5的偏心塊6向外旋離到兩根偏心軸5上的偏心塊6的相位角相差180°時兩根偏心軸5的軸間距變化及其撓度和同步齒輪9、10嚙合狀態的工況示意圖，此時，由于振動軸承7的徑向遊隙f的偏置，兩根偏心軸5的軸間距由d增大到d+2f，兩根偏心軸5產生的撓度在安裝同步齒輪9、10的軸頭引起轉角β，而兩隻同步齒輪9、10的傳動中心距也增大到d+2f的同時，兩隻同步齒輪9、10的迴轉軸線也由平行狀態變為交叉狀態(向內轉角2β)。圖3(c)是兩根偏心軸5向內旋合到兩根偏心軸5上偏心塊6的相位角相差180°時兩根偏心軸5的軸間距變化及其撓度和同步齒輪9、10嚙合狀態的工況示意圖，此時，兩根偏心軸5的軸間距由d減小到d-2f，兩根偏心軸5產生的撓度在安裝同步齒輪9、10的軸頭引起轉角β，而兩隻同步齒輪9、10的傳動中心距也減小到d-2f的同時，兩隻同步齒輪9、10的迴轉軸線也由平行狀態變為交叉狀態(向外轉角2β)。
圖4和圖5是現有技術提供的振蕩輪的典型結構示意圖，中心軸22通過中心軸軸承座25安裝在振動輪體3的迴轉中心線上，兩根偏心軸5並聯對稱布置在中心軸22的兩側並通過振動軸承7和振動軸承座8安裝在振動輪體3的內腔幅板上，偏心塊6固裝在偏心軸5上，兩根偏心軸5上的偏心塊6初始安裝相位角相差180°，中心軸22的輸入端和振蕩馬達21聯接，兩條同步齒形帶23分別裝配在中心軸22和兩根偏心軸5上，機架17通過減振器2和振動輪體3的幅板相聯，現有技術提供的振蕩振動輪(圖4所示)的工作過程是振蕩馬達21驅動中心軸22旋轉，中心軸22通過同步軸形帶23帶動兩根偏心軸5作同步反向旋轉，由於兩根偏心軸5安裝時保證兩根偏心軸5上的偏心塊6的相位角相差180°，所以，兩根偏心軸5的偏心塊6產生的離心力是一對平行且反向的力偶，該力偶通過振動軸承7和振動軸承座8作用于振動輪體3使振動輪體3作繞中心軸22的來回擺動即振蕩振動。
圖6說明18—聯軸器 19—同步齒輪箱圖7是圖6在I處的局部放大圖，N同步齒輪箱19安裝底板上的定位凸臺，M振動軸承座8上的定位止口，圖8是圖6中的同步齒輪9、10通過聯軸器18驅動偏心軸5的傳動示意圖，圖9說明29—殼狀中央半軸 30—中央迴轉軸承 31—中央迴轉軸承座圖6是本發明提供的多根偏心軸並聯安裝的同步驅動方法及典型同步驅動機構的實施例垂直振動輪的典型結構原理圖，在並聯安裝的兩根偏心軸5的輸入端，設計並安裝一同步齒輪箱19，同步齒輪箱19內安裝有同步齒輪9、10和傳動齒輪11，同步齒輪9、10的傳動中心距等於兩振偏心軸5的安裝軸間距，同步齒輪箱19的安裝底板上加工有定位凸臺N，振動軸承座8上加工有定位止口M，同步齒輪箱19通過振動軸承座8上的定位止口和同步齒輪箱19安裝底板上的定位凸臺定位並安裝在振動輪體3的內孔的兩端幅板上，同步齒輪箱19的安裝底板和振動軸承座8的定位也可以採用其他方式，聯軸器18實現偏心軸5和同步齒輪9、10的傳動聯接，聯軸器18是結構緊湊、能定速傳遞扭矩、具有一定撓性的聯接器件，當聯軸器18為嚙合型齒式聯軸器或離合器時，聯軸器18的嚙合傳動副的間隙應根據振動軸承7的遊隙和偏心軸5在旋轉時撓度變化量來確定。圖6所示的多根偏心軸並聯安裝的同步驅動方法及典型同步驅動機構的實施例垂直振動輪的典型結構原理圖的其他結構和圖1所示現有技術提供的垂直振動輪的典型結構相同，不作贅述，本發明提供的多根偏心軸並聯安裝的同步驅動方法及典型同步驅動機構的實施例垂直振動輪的工作過程是振動馬達13通過聯軸器14使輸入齒輪12旋轉，輸入齒輪12嚙合驅動傳動齒輪11，使同步齒輪10旋轉，同步齒輪10嚙合驅動同步齒輪9作同步反向旋轉，同步齒輪9、10均通過對應的聯軸器18分別驅動兩根偏心軸5，使兩根偏心軸5作同步反向旋轉產生垂直振動力。圖8(u)是圖6中四隻振動軸承7、兩根偏心軸5、兩隻同步齒輪9、10、兩隻聯軸器18靜止狀態下的安裝聯接示意圖，在靜止狀態下或初始安裝時兩根偏心軸5的軸間距和兩隻同步齒輪9、10的中心距完全相等均等於d；圖8(v)是圖6中兩根偏心軸5的偏心塊6向外旋離到兩偏心塊6的相位角相差180°時，四隻振動軸承7的徑向遊隙變化狀況、兩隻同步齒輪9、10的嚙合狀態的示意圖，此時，由於兩隻偏心塊6離心力的作用，四隻振動軸承7的徑向遊隙出現單邊分布，兩根偏心軸5的軸間距由d增大到d+2f，同時，兩根偏心軸5產生撓度也引起軸頭產生轉角β，由於同步齒輪9、10通過聯軸器18和偏心軸5相聯，所以，兩隻同步齒輪9、10的傳動中心距d不變，嚙合狀態也保持不變；圖8(w)是圖6中兩根偏心軸5的偏心塊6向內旋合到兩偏心塊6的相位角相差180°時，四隻振動軸承7的徑向遊隙變化狀況、兩根偏心軸5的撓度變化及兩隻同步齒輪9、10的嚙合狀態的示意圖，此時，兩根偏心軸5的軸間距由d減小到d-2f，同時，兩根偏心軸5產生撓度也引起軸頭產生轉角β，但由於同步齒輪9、10是通過聯軸器18和偏心軸5相聯接，所以，兩隻同步齒輪9、10的傳動中心距d和嚙合狀態均保持不變。圖9是本發明提供的多根偏心軸並聯安裝的同步驅動方法及典型同步驅動機構的實施例振蕩振動輪的典型結構原理圖，兩根偏心軸5通過四隻振動軸承7並聯安裝在振動軸承座8內，兩根偏心軸5上的偏心塊6的初始相位角相差180°，振動軸承座8又安裝在振動輪幅板32內，在並聯安裝的兩根偏心軸5的輸入端，設計並安裝一同步齒輪箱19、兩隻同步齒輪9、10和輸入齒輪12均安裝在同步齒輪箱19內，同步齒輪9、10的齒數相等，同步齒輪箱19定位于振動軸承座8端部並緊固安裝在振動輪幅板32上，兩隻同步齒輪9、10均通過聯軸器18和兩根偏心軸5聯接，兩隻同步齒輪9、10的中心距等於兩根偏心軸5的軸間距，兩根殼狀中央半軸29定位並安裝在振動輪幅板32上，中央迴轉軸承座31通過中央迴轉軸承30安裝在殼狀中央半軸29上，中央迴轉軸承座31通過減振器2和機架17聯接，振蕩馬達21安裝在殼狀中央半軸29上，振蕩馬達21通過聯軸器14和輸入齒輪12相聯。圖9所示的多根偏心軸並聯安裝的同步驅動方法及典型同步驅動機構的實施例振蕩振動輪的工作過程是振蕩馬達21通過聯軸器14驅動輸入齒輪12旋轉，輸入齒輪12同時嚙合驅動兩隻同步齒輪9、10作同步同向旋轉，兩隻同步齒輪9、10又通過聯軸器18分別驅動兩根偏心軸5作同步同向旋轉，由於兩根偏心軸5的偏心塊6的初始相位角相差180°，所以，兩根偏心軸5僅產生一對力偶，該力偶通過振動軸承7、振動軸承座8傳遞到振動輪幅板32、使振動輪體3繞中央迴轉軸承座31作振蕩振動，由於兩隻同步齒輪9、10是通過聯軸器18和兩根偏心軸5進行傳動聯接，所以，兩根偏心軸5旋轉時軸間距的變化及撓度變化均不影響兩隻同步齒輪9、10以及輸入齒輪12之間的嚙合狀態。
本發明的實現設計同步驅動齒輪箱，注意兩隻同步齒輪的旋向關係，按照本發明提供多根偏心軸並聯安裝的同步驅動方法及典型同步驅動機構的實施例垂直振動輪(圖6和圖7所示)及振蕩振動輪(圖9所示)的典型結構原理圖，按現有技術及製造工藝，可以實現本發明實施例的製造工作。
本發明提供的實施例可以變換應用於兩根以上偏心軸的並聯安裝聯接的同步驅動方法及同步驅動機構。
本發明的優點本發明提供的多根偏心軸的同步驅動方法科學、實用、簡單可行，本發明提供的多根偏心軸的同步驅動典型結構機構簡單、緊湊、可靠、製造方便。
權利要求
1.多根偏心軸並聯安裝的同步驅動方法，其特徵在於在並聯安裝的多根偏心軸的驅動端，設計製造一同步齒輪箱，同步齒輪箱定位在並聯安裝的多根偏心軸的驅動端的振動軸承座上並安裝在振動輪體內孔兩端的幅板上，多隻同步齒輪間的中心距和其驅動的多根偏心軸之間對應的軸間距相等，同步齒輪和其對應驅動的偏心軸之間用聯軸器或其他結構緊湊、具有撓性、能定速傳遞轉扭的聯接器來實現傳動聯接，避免在兩根偏心軸上直接安裝同步齒輪驅動機構；避免用同步齒形帶驅動多根偏心軸。
2.一種多根偏心軸並聯安裝的典型同步驅動機構，主要有兩根並聯安裝的兩根偏心軸(5)、振動軸承(7)、振動軸承座(8)、同步齒輪(9)、(10)及驅動齒輪(11)組成，偏心軸(5)兩端裝有振動軸承(7)，振動軸承(7)安裝在振動軸承座(8)內，振動軸承座(8)安裝在振動輪體(3)的內孔兩端的幅板上，同步齒輪(9)、(10)分別驅動兩根偏心軸(5)，其特徵在於設計製造一同步齒輪箱(19)，將同步齒輪(9)、(10)和驅動齒輪(11)安裝在同步齒輪箱(19)內，同步齒輪箱(19)定位在振動軸承座(8)的端部並安裝在振動輪體(3)的內孔兩端的幅板上，同步齒輪(9)、(10)的中心距和兩根偏心軸(5)安裝時的軸間距相等，同步齒輪(9)、(10)和兩根偏心軸(5)之間的傳動聯接均是通過聯軸器(18)來進行的。
3.如權力要求2所述的一種多根偏心軸並聯安裝的典型同步驅動機構，其特徵在於聯軸器(18)是結構緊湊、能定速傳遞扭矩、具有一定撓性的聯接器件，當聯軸器(18)為嚙合型齒式聯軸器或離合器時，聯軸器(18)的嚙合傳動副的間隙應根據振動軸承(7)的遊隙和偏心軸(5)在旋轉時撓度變化量來確定。
全文摘要
一種多根偏心軸並聯安裝的同步驅動方法及典型同步驅動機構，主要有兩根並聯安裝的偏心軸、振動軸承、振動軸承座、同步齒輪箱、聯軸器等組成，偏心軸上裝有振動軸承，振動軸承安裝在振動軸承座內，振動軸承座安裝在振動輪體內孔兩端的幅板上，同步齒輪箱定位在振動軸承座上並安裝在振動輪體內孔兩端的幅板上，同步齒輪箱內安裝同步齒輪，同步齒輪通過聯軸器和其驅動的偏心軸相聯，本發明解決了並聯安裝的多根偏心軸同步驅動問題。
文檔編號B06B1/10GK1605680SQ20041009451
公開日2005年4月13日 申請日期2004年10月30日 優先權日2004年10月30日
發明者陳啟方 申請人:陳啟方