一种振动振荡自动转换机构及振动振荡压路机的制作方法

本发明涉及一种振动振荡自动转换机构，以及涉及一种具有该机构的振动振荡压路机。

背景技术：

压路机是以增加工作介质(土石填方及路面铺层混合物料)的密实度为主要用途的施工机械。二十世纪八十年代，HAMM公司提出振荡压实原理并成功研发振荡轮，通过对地面施加水平振荡力实现振荡压实，如图1、图2。图2中HAMM公司振荡轮结构表明，最初的振荡轮采取了以中心驱动轴同时带动两根平行贯通偏心质量轴作高速旋转，激励滚轮振荡的结构形式，该结构仅具备振荡压实功能。

1990年，徐工工程机械厂在ZL902233.3《振动振荡压路机》中指出国内外研制的振荡压路机或模型轮“无法同时满足振动和振荡两种压实机理的不同要求”，因此提出一种振动振荡压路机，通过重新设计偏心质量轴的传动结构，使用带90°传动爪的传动套和带90°传动爪的同步齿形带轮使两组偏心质量轴在不同旋转方向时的偏心质量分别处于同相或反相位置，通过改变振动马达的旋向改变偏心质量轴的旋向实现了振动和振荡的实时切换。

1999年，徐工工程机械厂在ZL99227285.8《压轮振动和振荡自动转换机构》中指出国内、外振动压路机的振动和振荡转换装置的现有技术是“在振动轮体内有中间轴，中间轴的两端各联接一中间齿轮，中间轴的一端穿过中间齿轮，并通过花键套与振动马达联接，中间轴的两侧各联接一偏心块箱，中间齿轮通过齿形带与偏心块联接，偏心块为两组，两组偏心块采用相同的偏心结构形式，即采用大偏心矩偏心块为固定偏心块，带动小偏心矩偏心块旋转，当需要从振动工况转换至振荡工况时，必须使压路机停止作业然后由人工重新改变偏心轴偏心块的相位，该装置更换工况时必须停机，操作麻烦”，因此提出另外一种压轮振动和振荡自动转换机构，通过重新设计偏心质量轴，使用特殊的新型长短偏心块结构，使两组偏心质量轴在不同旋转方向时的偏心质量分别处于同相或反相位置，通过改变振动马达的旋向改变偏心质量轴的旋向实现了振动和振荡的实时切换。

2005年，江苏骏马压路机械有限公司在ZL200520139709.6《带振荡及振动装置的压路机轮体》提出了一种带链轮的压路机轮体，仍采用类似HAMM最初振荡轮的以中心驱动轴同时带动两根平行贯通偏心质量轴作高速旋转的结构， 切换振动、振荡的方式是通过“松开其中一根偏心轴的端盖，将偏心轴的偏心位置调整为同一方向时，则产生振荡功能”。切换振动、振荡工况时，仍需停机，未解决振动振荡的实时切换要求。

2012年，徐工道路ZL201210081266 《一种压路机、其压实装置及压实控制方法》提出一种振动振荡的切换方式，通过两个振动马达、转角传感器、控制元件、逻辑控制方法等实现两偏心轴相位差的调整。

综上研究成果表明：现有振动、振荡工况的切换方式均是通过切换偏心质量轴的偏心质量的相位来实现的，偏心质量同向时为振动，偏心质量反向时为振荡，实时切换振动振荡方式仍需较复杂的结构，如ZL902233.3《振动振荡压路机》中带90°传动爪的传动套和带90°传动爪的同步齿形带轮、ZL99227285.8《压轮振动和振荡自动转换机构》特殊的新型长短偏心块和ZL201210081266 《一种压路机、其压实装置及压实控制方法》中的转角传感器和逻辑控制方法。

其中，ZL99227285.8《压轮振动和振荡自动转换机构》提出的技术方案与本发明技术方案最为接近，均通过使用特殊的偏心装置并通过改变振动马达的旋向实现振动振荡功能切换，如图3-图5所示。该技术方案中，偏心装置装在箱体内，特殊的偏心装置为长、短偏心块结构，短偏心块结构由与轴固定在一起的两外侧大偏心块和相对轴可转动的中间小偏心块组成，长偏心块结构由于轴固定在一起的中间小偏心块和相对轴可转动的两外侧大偏心块组成。逆时针旋转时，两外侧大偏心块和中间小偏心块同相使合成静偏心矩同时达到最大，短偏心块结构与长偏心块结构相位差180°，实现振荡；顺时针旋转时，两外侧大偏心块和中间小偏心块反相使合成静偏心矩同时达到最小，短偏心块结构与长偏心块结构相位差为0，实现振动。但是，技术方案中特殊的偏心装置长、短偏心块结构均由两外侧大偏心块和中间小偏心块组成，结构复杂。

其次，ZL200520139709.6《带振荡及振动装置的压路机轮体》提出的技术方案与本发明技术方案结构较为接近，均采用类似HAMM最初振荡轮的以中心驱动轴同时带动两根平行贯通偏心质量轴作高速旋转的结构，如图6所示。该技术方案中，当两偏心轴的偏心位置相对时产生振荡功能，当两偏心轴的偏心位置相同时产生振动功能，“在使用时，当两根偏心轴上偏心位置相对时，通过中央传动轴的高速运转，带动两偏心轴高速运转产生振荡功能；松开其中一根偏心轴的端盖，将偏心轴的偏心位置调整为同一方向时，则产生振动功能”。但是，技术方案中切换振动、振荡功能时，需要松开一根偏心轴的端盖调整偏心轴的偏心位置，仍需停机，不能实现振动振荡的实时切换。

综上所述，亟需设计出新的振动振荡自动转换机构，以满足更高的需求。

技术实现要素：

针对上述现存的技术问题，本发明提供一种振动振荡自动转换机构及振动振荡压路机，配对使用两种不同结构的偏心装置，以实现通过改变振动马达的旋向改变其中一种偏心装置的偏心体与轴的位置，将振动和振荡功能集成于一体，同时实现振动和振荡的实时切换。

为实现上述目的，本发明提供一种振动振荡自动转换机构，主要由包括可滚动轮体的轮圈总成、偏心装置A、偏心装置B、中间轴、支撑板B、振动马达、支撑板A、传动机构以及驱动马达组成；所述轮体内的中部固定有偏心装置A、偏心装置B，两者与轮体旋转轴线平行、并中心对称布置于轮体旋转轴线的两侧，两者之间固定有位于轮体旋转轴线上的中间轴（3-3）。

本发明的振动振荡轮同样采用常用的以中心驱动轴同时带动两个平行偏心质量轴作高速旋转的结构形式，两个平行偏心质量轴的静偏心矩相等，切换振动、振荡工况的方式仍是通过切换偏心质量轴的偏心质量的相位来实现的，偏心质量同向时为振动，偏心质量反向时为振荡。与已有技术不同的是，为了简化偏心装置的结构，按本发明要求，配对使用的两个偏心装置中，偏心装置A的偏心体空套在旋转轴上，通过限位块限位限定偏心体能且只能在旋转轴上旋转最大180°，配对使用的偏心装置B采用常用的单幅偏心装置，即偏心体与旋转轴固定在一起的物体，两者位置保持不变。由此，根据旋向不同，偏心装置A的轴和偏心体具有两种相对位置，偏心装置B的轴和偏心体只有一种相对位置，在某一旋向下（如逆时针旋转），偏心装置A的偏心体位置与偏心装置B的偏心体位置相同时，实现振动；转换至另一旋向（如顺时针旋转），偏心装置A的偏心体位置与偏心装置B的偏心体位置相对时，两个偏心装置离心力相位差为180°，实现振荡；

所述的传动机构包括固定在中间轴上的中间同步带轮，及分别固定在偏心装置A和偏心装置B上的同步带轮，且中间同步带轮与同步带轮之间分别采用一同步带连接，中间轴通过两端的中间轴承支撑在中间轴承座A和中间轴承座B上。

所述轮体内的一侧设有与车架连接的支撑板B，所述的振动马达相对支撑板B不动而固定，并能驱动中间轴，再通过传动机构带动偏心装置A、偏心装置B以相同转速同向旋转；所述轮体内的另一侧设有与车架连接的支撑板A，其上固定有与轮体内壁连接的驱动马达，从而驱动轮体旋转滚动实现行走功能。

进一步，所述的轮圈总成还包括固定于轮体1-1内的两振动轴承座A、两振动轴承座B、位于两振动轴承座A之间的中间轴承座A、位于两振动轴承座B之间的中间轴承座B、以及位于中间轴承座A外侧的行走轴承内座；该中间轴承座A、中间轴承座B分别位于轮体旋转轴线上；该两振动轴承座A分别连接轮体关于轮体旋转轴线中心对称，该两振动轴承座B关于轮体旋转轴线中心对称；所述的偏心装置A、偏心装置B两端分别通过振动轴承安装在对应的振动轴承座A和振动轴承座B内，所述的中间轴两端分别通过中间轴承安装在中间轴承座A、中间轴承座B内。

进一步，还包括连接轮体内壁的行走轴承内座；行走轴承内圈通过行走轴承内座的轴肩和压板定位在该行走轴承内座上，其外圈通过行走轴承外座的轴肩和安装在行走轴承外座外侧的马达安装座定位在行走轴承外座内；该行走轴承外座关于轮体旋转轴对称的两端分别连接有联接板，且该两联接板与支撑板B之间分别安装有一减振器A；所述的振动马达固定安装在相对支撑板B不动的马达安装座上，通过贯穿行走轴承内座的花键套连接中间轴。

进一步，所述的驱动马达内侧还连接一驱动板，该驱动板内侧通过关于轮体旋转轴线对称的两个减振器B固定连接轮体内壁。

本发明又提供一种振动振荡压路机，包括上述的振动振荡自动转换机构。

综上所述，本发明具备如下优点：1、通过改变振动马达的旋向实时改变偏心装置A的偏心体位置，就可实现振动和振荡的实时切换；2、振动振荡功能集成于一体，实现振动/振荡方式的即时切换，无需停机；3、振动振荡轮内的偏心装置B为常用的单幅偏心装置，充分简化了两个偏心装置的结构。

附图说明

图1为HAMM公司提出振荡压实原理；

图2为HAMM公司提出的振荡轮结构图；

图3为专利压轮振动和振荡自动转换机构的结构图；

图4为专利压轮振动和振荡自动转换机构中的短偏心块结构图；

图5为专利压轮振动和振荡自动转换机构中的长偏心块结构图；

图6为专利带振荡及振动装置的压路机轮体的结构图；

图7为本发明振动振荡轮的结构示意图；

图8为图7中的偏心装置A顺时针旋转时的状态图；

图9为图7中的偏心装置A逆时针旋转时的状态图；

图10为图7中的偏心装置B的结构图；

图中：1、轮圈总成，1-1、轮体，1-2、振动轴承座A，1-3、振动轴承座B，1-4、中间轴承座A，1-5、中间轴承座B，1-6、行走轴承内座，2、减振器A，3、传动机构，3-1、同步带轮，3-2、同步带，3-3、中间轴，3-4、中间轴承，3-5、中间同步带轮，4、振动轴承，5、偏心装置A，5-1、偏心体，5-2、旋转轴，5-3、限位块，6、偏心装置B，7、减振器B，8、驱动板，9、驱动马达，10、支撑板A，11、行走轴承，12、行走轴承外座，13、联接板，14、马达安装座，15、花键套，16、振动马达，17、支撑板B。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明振动振荡轮自动转向机构，主要由轮圈总成1、偏心装置A5、偏心装置B6、中间轴3-3、支撑板B17、振动马达16、支撑板A10、传动机构3以及驱动马达9组成。

其中：轮圈总成1包括由通过螺栓固定在一起的可滚动的轮体1-1、固定于轮体1-1内的两振动轴承座A1-2、两振动轴承座B1-3、位于两振动轴承座A1-2之间的中间轴承座A1-4、位于两振动轴承座B1-3之间的中间轴承座B1-5、以及位于中间轴承座A1-4外侧的行走轴承内座1-6；该中间轴承座A1-4、中间轴承座B1-5分别位于轮体旋转轴线上；该两振动轴承座A1-2分别连接轮体1-1关于轮体旋转轴线中心对称，该两振动轴承座B1-3关于轮体旋转轴线中心对称；偏心装置A5、偏心装置B6两端分别通过振动轴承4安装在对应的振动轴承座A1-2和振动轴承座B1-3内，中间轴3-3两端分别通过中间轴承3-4安装在中间轴承座A1-4、中间轴承座B1-5内。

其次，本发明还包括位于轮体1-1一侧、连接轮体1-1内壁的行走轴承内座1-6，行走轴承11内圈通过行走轴承内座1-6的轴肩和压板定位在该行走轴承内座1-6上，其外圈通过行走轴承外座12的轴肩和安装在行走轴承外座12外侧的马达安装座14定位在行走轴承外座12内；该行走轴承外座12关于轮体旋转轴对称的两端分别连接有联接板13，且该两联接板13与支撑板B17之间分别安装有一减振器A2；振动马达16通过螺栓固定安装在相对支撑板B17不动的马达安装座14上，通过贯穿行走轴承内座1-6的花键套15连接中间轴3-3。

传动机构3的中间同步带轮3-5通过键径向、通过轴肩和螺母轴向固定在中间轴3-3上，同步带轮3-1通过键径向、通过压板和螺栓轴向分别固定在偏心装置A5和偏心装置B6上，且中间同步带轮3-5与同步带轮3-1之间分别采用一同步带3-2连接，中间轴3-3通过两端的中间轴承3-4支撑在中间轴承座A1-4和中间轴承座B1-5上。如此一来，振动马达16就能驱动中间轴3-3，再通过传动机构3带动偏心装置A5、偏心装置B6以相同转速同向旋转。

并且，偏心装置A5、偏心装置B6两者与轮体旋转轴线平行、并中心对称布置于轮体旋转轴线的两侧。该偏心装置A5的偏心体5-1空套在旋转轴5-2上，并通过限位块5-3限位，根据旋向不同，其旋转轴5-2和偏心体5-1具有两种相对位置。偏心装置A顺时针旋转时的状态如图8，偏心装置A逆时针旋转时的状态如图9，但两种位置下的静偏心矩相等。该偏心装置B6的旋转轴5-2和偏心体5-1只有一种相对位置，配对使用的偏心装置B6采用常用的单幅偏心装置，即偏心体与旋转轴固定在一起的物体，两者相对位置保持不变，如图10。并且偏心装置A5两种相对位置的静偏心矩与偏心装置B6的静偏心矩相同，偏心装置A的偏心体5-1位置与偏心装置B6的偏心体5-1位置相对时，实现振荡，偏心装置A的偏心体5-1位置与偏心装置B6的偏心体5-1位置相同时，实现振动。

再者，驱动马达9固定在位于轮体1-1另一侧且与车架连接的支撑板A10上，其内侧还连接一驱动板8，该驱动板8内侧通过关于轮体旋转轴线对称的两个减振器B7固定连接轮体1-1内壁，从而驱动轮体1-1旋转滚动实现行走功能。

装配时，首先保证偏心装置A5在如图8所示的限位状态下，偏心装置B6在图10所示的状态下，即保证偏心装置A5的偏心体5-1在图8所示限位状态时，其偏心质量与偏心装置B6的偏心质量处于反相位置。

通过以上安装后，使用时，驱动马达9左侧和右侧相对旋转时，驱动力矩由驱动板8、减振器B7传递至轮体1-1，驱动轮体1-1旋转滚动实现行走功能。振动马达16输出轴旋转时，驱动花键套15和中间轴3-3旋转，再通过中间同步带轮3-5、同步带3-2、同步带轮3-1驱动偏心装置A5和偏心装置B6以相同转速同向旋转。面向偏心装置A的动力输入端，振动马达16输出轴逆时针旋转时，偏心装置A5和偏心装置B6均逆时针旋转，实现振荡，振动马达16输出轴顺时针旋转时，偏心装置A5和偏心装置B6均顺时针旋转，实现振动。