专利名称：压实辊的制作方法
背景技术：
本发明涉及一种压实辊。
传统上，土体压实借助具有很大质量的圆辊或振动辊来实现。最近，例如，在2909106号美国专利说明书中所述的冲击压实机已经用于土体压实工作。已经证实在地表下一定深度，冲击压实机可获得高水平的土体压实，但在一些情况下，在必须压实较浅地表区域的土体的位置，对于压实地层工程，它们可能并不十分有效。根据土体条件，冲击压实机的冲击辊具有可能仅对地表层产生扰动而不能有效地将其压实的趋势。
传统的冲击压实机的冲击辊还可能具有在土体表面内产生局部沉陷从而需要随后对其进行整平操作的趋势。它们还可能在牵引拖拉机和土体上产生冲击荷载，并具有较低的工作速度。
而且，根据本发明，提供一种土体压实辊，它包括多面非圆外周压实面，该压实面可在待压实的土体表面上辊压，该压实面由多个成角度隔开的折点和中间的压实工作面限定，每个压实工作面的形状向外凸出，并在折点之间延伸，当压辊工作时，压实面在土体表面上辊压，压辊在每个折点上依次上升，存储势能，然后压辊下落到随后的压实工作面上，从而将存储的势能传递到土体表面上，以便将土体表面压实，在辊压期间，在压实面与土体表面接触的位置，压实面的转动瞬时中心围绕压实面的基本上整个范围连续移动。
压辊的几何形状最好使得折点围绕压辊的中心轴线等角度隔开，并与该轴线保持等距离，每个压实工作面绕两个折点的径向等分线对称，压实工作面在该两个折点之间延伸。压实工作面可以是平滑弯曲的，或由多个小平面组成，该小平面结合形成向外凸出的形状。
本发明的另一方面提供了一种土体压实机，该土体压实机包括上述土体压实辊。该压实机可具有一对相互并排布置的压辊。
在双压辊构造中，存在各种可能性。例如，土体压实辊可以ZA80/2099(＝EP0017511)中的冲击式压实辊所述的方式安装在一个共同的轴上。或者，压辊可根据PCT/IB99/00906中的冲击式压实辊所述独立悬挂在分离的轴上。该压实机可以是如PCT/GB96/01708(WO97/04179)中的冲击压实机所述为自推进的，或者，它可包括连接装置，以便将其与牵引车辆例如拖拉机连接。该压实机还可采用辅助驱动设备，以便将辅助旋转驱动力传递到PCT/GB98/01400(WO98/51866)中的双辊冲击式压实机的所述压辊上。
压实面16的折点20和工作面22由弯曲的耐磨板26和28形成，该弯曲的耐磨板26和28分别安装到辐条18的端部。耐磨板26和28由肋30加强装配，该肋定位在耐磨板的侧边缘上，并与耐磨板和辐条18的横向末端连接。
在压实辊10操作时，毂12安装到一个轴上，该轴由一个车架支承，该车架由适当的牵引车辆例如拖拉机(未表示)牵引。实际上，可能存在两个类似的并排布置的压实辊。在这种情况下，压实辊可安装到一个共同的轴上，或者它们可独立悬挂。
南非专利ZA80/2099(＝EP0017511)的说明书描述了一种设备，其中两个冲击式压实辊并排安装到同一个轴上。类似的安装机构可用来将压实辊10安装到同一个轴上。
PCT/IB99/00906描述一种设备，其中两个冲击式压实辊以并排构造独立悬挂，另外，类似的安装机构用于双压实辊10，这如图5所示。
仅有一个压实辊10也在本发明的范围内，在这种情况下，压实辊可以美国专利2909106的说明书中描述的方式安装。
构成自推动压实机的零件的一个或多个压实辊10也在本发明的范围内，例如该自推动压实机可以是PCT/GB96/01708(WO97/04179)的说明书中所描述的类型。
EP0017511，PCT/IB99/00906，US2909106和WO97/04179描述了冲击式压实机，其中当每个压实体在待压实的土体表面上辊压时，该压实体依次在一个折点上上升，存储势能，然后向前并向下落，从而将存储的势能传递到土体表面上，以便通过折点后的压实工作面冲击土体表面。如前所述，尽管该压实技术已经证实可有效地在土体表面下的显著深度产生高水平的土体压实，但它们至少在一些应用中存在一些缺点。
压实辊10不以冲击式压实辊的方式作用。当它在土体表面上辊压时，它在每个折点20上上升，然后向前并向下辊压并下落到随后的压实工作面22上。当压辊在随后工作面22上辊压时，压辊在折点上上升所存储的势能作用到土体表面上，但这以一种较平滑的方式发生，而不是在冲击式压实辊的情况下发生。因为，这由侧面22的凸出形状产生，当随后的工作面22的凸出表面在土体表面上辊压时，这允许从每个上升的存储势能位置平滑传递到随后的较低位置。旋转的瞬时中心，即压实表面16与土体表面线接触的点，和压辊相对于土体表面绕该点瞬间旋转的点，基本上绕表面16的整个范围连续地移动。
压辊10的作用可比作连续的揉搓作用，这与冲击式压实辊的周期冲击作用相反。
这种效果在于土体表面在压辊10的整个旋转过程中即在压辊的所有有角度位置承受压实力。当压辊在折点22上上升时，由于压辊作用到土体表面上的反作用力，从而承受压实力，当压辊随后向前并向下辊压到压实工作面22上时，由于传递到土体表面上的所存储的势能，因而承受压实力。
这种作用与冲击式压实辊的作用相反。在具有平坦侧面的冲击式压实辊的情况下，旋转的唯一中心在压辊的折点或角上。
围绕压辊的外周压实面旋转的瞬时中心不会连续地运动。当冲击式压实辊在每个折点和随后的压实工作面之间具有凹入的凹槽情况下，旋转中心从折点转移到压实工作面上的有角度分隔点。因此，围绕外周压实面的整个范围旋转的瞬时中心仍然没有连续地平滑运动。
与利用压辊10将压实力平滑且连续地作用到土体表面上相反，两种类型的上述冲击式压辊将突变的不连续压力峰值作用到土体表面上，从而导致与土体表面相邻的土体受到干扰，这几乎不能有效地压实该土体。
另一方面，由于压辊10将平滑和连续的压力作用到土体表面上，该压辊已经证实在初始试验中能够实现有效地将土体的表面压实。这使压辊10出乎寻常地适合用来压实地层工程。
此外，用压辊10平滑施加压实力导致较平滑的压实的土体表面。这也与冲击式压实辊的操作相反，在后一种操作中，在土体表面内产生局部凹口，通常通过推平而使土体表面基本上平整。
利用图示的压辊10也可实现适当程度地土体压实，同时在冲击式压实辊操作时不会承受显著的冲击荷载。这依次导致压实机本身和周围的设备和结构磨损降低。
当例如与ZA96/6036的说明书中所示的冲击式压实辊相比，图示的压辊10的另一个优点源于侧面22的对称形状，其使压辊为双向的，即在土体表面上它可在任一方向上通常以比冲击式压辊高的转速旋转。在压辊10用于可反向自推动压实机中的情况下，这特别重要。
在优选的压辊10中，压实工作面是平滑和凸出地弯曲的，但在本发明的范围内，这些工作面由大量的窄的小平面组成，这些小平面结合限定了大体凸出的表面。
PCT/GB98/01400(WO98/51866)描述了一种冲击压实机，它采用一种辅助的驱动机构，以便将辅助的旋转驱动作用在压实机的冲击压实体或压辊上。当例如压辊的折点具有挖掘进入到土体表面中或在土体表面上滑动的趋势时，这可能是必须的。辅助驱动机构操作以便恢复用以连续正常操作的压辊的角速度。与WO98/51866中所述的类似，在压实机中采用的辅助驱动机构也在本发明的范围内。
在本发明的范围内可进行许多其它修改。例如，尽管可将压力基本上连续地作用到土体表面上并围绕压实面的整个范围使旋转的瞬时中心基本上连续地运动，可容许在压实面内存在较小的局部变形、例如凹陷，同时仍能获得理想水平的表面压实。
权利要求
1.一种土体压实辊，该土体压实辊包括多面非圆的外周压实面，该压实面可在待压实的土体表面上辊压，该压实面由多个成角度隔开的折点和对应的多个压实工作面限定，每个压实工作面的形状向外凸出，并在两个相邻的折点之间连续延伸。
2.一种土体压实辊，它包括多面非圆外周压实面，该压实面可在待压实的土体表面上辊压，该压实面由多个成角度隔开的折点和中间的压实工作面限定，每个压实工作面的形状向外凸出，并在折点之间延伸，从而当压辊工作时，压实面在土体表面上辊压，压辊在每个折点上依次上升，存储势能，然后压辊下落到随后的压实工作面上，从而将存储的势能传递到土体表面上，以便将土体表面压实，在辊压期间，在压实面与土体表面接触的位置，压实面的转动瞬时中心围绕压实面的基本上整个范围连续移动。
3.根据前述任一权利要求所述的土体压实辊，其特征在于折点围绕压辊的中心轴线等角度隔开，并与轴线保持等距离。
4.根据权利要求3所述的土体压实辊，其特征在于每个压实工作面相对于两个折点的径向等分线对称，压实工作面在该两个折点之间延伸。
5.根据前述任一权利要求所述的土体压实辊，其特征在于每个压实工作面是平滑弯曲的。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的土体压实辊，其特征在于每个压实工作面包括多个小平面，该小平面结合形成向外凸出的形状。
7.根据前述任一权利要求所述的土体压实辊，其特征在于它包括限定了折点的第一组耐磨板，和限定了压实工作面的第二组耐磨板。
8.根据权利要求7所述的土体压实辊，其特征在于它包括一个中心毂和多个辐条，该辐条将第二组耐磨板与毂连接。
9.根据权利要求8所述的土体压实辊，其特征在于它包括在耐磨板的横向边缘处定位在耐磨板内部的加强肋，加强肋与耐磨板和辐条连接。
10.一种土体压实机，它包括根据前述任一权利要求所述的土体压实辊。
11.根据权利要求10所述的土体压实机，其特征在于它包括相互并排布置的一对土体压实辊。
12.根据权利要求11所述的土体压实机，其特征在于土体压实辊安装到一个共同的轴上。
13.根据权利要求11所述的土体压实机，其特征在于土体压实辊独立悬挂在分离的轴上。
14.根据权利要求11所述的土体压实机，其特征在于它是自推动的。
15.根据权利要求11所述的土体压实机，其特征在于它包括连接装置，该连接装置将压实机与牵引车辆连接。
16.根据权利要求11所述的土体压实机，其特征在于它包括用于将辅助的旋转驱动力传递到每个压辊上的装置。
全文摘要
本发明涉及一种土体压实辊(10)和包括该压实辊(10)的土体压实机。压辊(10)包括多面非圆外周压实面(16),该压实面可在待压实的土体表面上辊压。该压实面(16)由一组成角度隔开的折点(20)和对应的一组压实工作面(22)限定。每个压实工作面(22)的形状向外凸出,并在两个相邻的折点(20)之间连续延伸,当压辊(10)工作时,压实面(16)在土体表面上辊压,压辊在每个折点(20)上依次上升,存储势能,然后压辊下落到随后的压实工作面(22)上,从而将存储的势能传递到土体表面上,以便将土体表面压实,在辊压期间,在压实面与土体表面接触的位置,压实面(16)的转动瞬时中心围绕压实面的基本上整个范围连续移动。
文档编号E02D3/02GK1332823SQ99815437
公开日2002年1月23日 申请日期1999年11月8日 优先权日1998年11月9日
发明者E·J·库克, C·A·米布尔赫 申请人:土地压实技术有限公司