CN102561303B - 用于夯实底土的振动夯机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于夯实底土的振动夯机(1)，包括上部结构(2)和下部结构(3)，上部结构包括马达(5)和由该马达驱动的偏心盘(7)。连杆(8)偏心地安装在偏心盘上，该连杆将旋转运动转化为线性运动。下部结构包括带有夯板(13)的夯脚(25)，该夯板由连杆的线性运动所驱动而沿夯机轴线(9)做夯击运动。由于连杆的弯曲部，夯机轴线(9)所处的平面(28)在与振动夯机推进方向的反向上平行于由偏心盘上的连杆轴承(18)展开的平面。

Description

用于夯实底土的振动夯机

技术领域

本发明涉及一种用于夯实底土的振动夯机，包括上部结构和下部结构，上部结构基本上包括：带有马达的壳体；输出轴；在壳体中用于偏心盘的轴承，该偏心盘与输出轴相接合；和用于连杆的轴承，连杆偏心地设置在偏心盘上且向下部结构传递马达的机械功，其中，所述下部结构基本上包括沿着夯机轴线延伸的并带有夯板的夯脚壳。

背景技术

这种振动夯机用于夯实底土，尤其用于沟渠作业、河道和管道作业或园艺及景观工程中的回填作业。在交通道路作业中，振动夯机主要用于对路肩的夯实作业以及修复作业。

由于振动夯机的结构的缘故，振动夯机在工作方向上具有推进运动。夯机处理的表面不是点状的，而是平坦的且位置不固定的。夯机推进运动的方式与夯机振动质量的定向直接相关，尤其是与振动质量相对于激振装置的中心轴线或下部结构的夯机轴线的定向直接相关。

除了对推进运动的形式产生影响以外，振动质量相对于中心轴线的定向还会使控制杆产生不希望的激振，从而对操作舒适度产生负面的影响。因此，振动质量相对于中心轴线的定量调准会对整个夯机的运动行为、操作舒适度以及夯实性能产生相当大的影响。

就前面所提到的那种现有技术中已知的振动夯机而言，特别是在壳体中必须设置平衡质量，以便减小特别是作用在连杆轴承和偏心盘轴承上的载荷。这就大大增加了振动夯机的总质量。此外，现有技术中已知振动夯机的重心偏向于后部设置，这对于推进运动行为而言是不利的，但也通过设置平衡质量来改善。这种方式也对整个设备产生不利的影响。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种如前所述类型的振动夯机，其不仅总重量得到减小，还改善了夯实性能并且特别是提供了更高的操作舒适度，而且特别是减小了作用在夯机驱动装置的轴承上的张力。

上述目的通过前述类型振动夯机的如下设计方式实现：连杆包括弯曲部分，该弯曲部分逆着振动夯机的推进方向避开了偏心盘，从而夯机轴线朝着马达的方向偏移。

本发明优选的其它改进在从属权利要求中描述。

根据本发明的夯机轴线布置方式导致的结果是：连杆的轴向运动并且特别是由此产生的沿夯机轴线作用在夯板上的夯实冲击对偏心盘轴承和偏心盘本身仅仅产生非常小的影响，尤其是以弯曲力矩的形式所产生的影响非常小。

特别地，偏心盘中连杆轴承的设置方式和夯机轴线的设置方式或连杆的设置方式是使得夯机轴线穿过偏心盘中的该连杆轴承延伸，这种方式所导致的结果是：连杆轴承所受的弯曲张力几乎被完全消除了，并且偏心盘轴承所受的载荷也被大大减小了。

夯机轴线的设置方式是使得夯机轴线在由连杆轴承展开的平面和由偏心盘轴承展开的平面之间延伸，这种方式所导致的结果是：连杆轴承中的弯曲张力被大大减小了，并在偏心盘支承点处显著减小。该实施例尤其适用于连杆轴承设置在连杆上的情况，这意味着在连杆内设置支承点。

为了以一种技术简单且操作可靠的方式来实现满足上述条件的夯机轴线设置方式，夯机轴线优选设置为朝着马达的方向偏移。这是通过将连杆以曲柄方式朝着马达方向设置的简单方式来实现的。相关的重点是：在这种偏移式夯机轴线的情况下，可省略大部分的平衡质量。另外，引入到各轴承和传动系中的张力将会进一步被减小。

优选地，连杆在朝着输出轴轴线的方向设计为曲柄。结果是，对相对于最终夯机轴线以偏移方式设置的质量的平衡产生很大的影响。

连杆优选借助十字头来向下部结构传递马达的机械功。这种设置方式使得上部结构和下部结构中装置几何关系的布置获得了决定性的自由度。

在一个具体的实施例中，偏心盘设置在夯机轴线上。偏心盘中的连杆轴承通过轴颈与连杆相连，与这种设置方式相结合，获得了振动夯机中的质量平衡，其特征是非常低的弯曲力矩。

为了尽可能最大程度地减小振动质量，连杆由金属或轻金属或二者的合金制成。

当输出轴相对于夯机轴线垂直定向时，将会得到一个特殊的低振动实施方式。就此而言，夯机轴线特别优选是设置为与输出轴相交。

在一个实施例中，提供了一种具有最少振动的振动夯机配置，在这种配置中，上部结构的质量和下部结构的质量之比相对于夯机轴线是平衡的。

本发明的优选实施例在从属权利要求中提供。

附图说明

下面将通过参考附图中所示的两个实施例来更详细地阐述本发明，附图示意性示出：

附图1示出了振动夯机的第一实施例的侧视图；

附图2以局部剖面状态示出了附图1中第一实施例的等轴详细视图；

附图3是附图2详细图示的侧视剖视图；

附图4是根据附图3图示方式的振动夯机的第二实施例。

下面，相同的部件或以相似功能起作用的部件将使用相同的附图标记。

具体实施方式

附图1示出了振动夯机1的第一实施例。它包括上部结构2和相邻的下部结构3。上部结构2包括马达5和带有激振装置12(见附图2)的变速箱壳4。下部结构3包括：具有夯脚壳10的夯脚25；夯板13；弹簧系统26(见附图2)，弹簧系统的弹簧被部分示出；和部分示出的用于弹簧系统26的导向筒27(见附图2)。上部结构2进一步包括供操作员操作的把手22。当夯板13开始振动时，底土21就可以被振动夯机1夯实。

振动夯机1被设置成：处于静止状态时，振动夯机相对于底土21的垂线向前倾斜。这种倾斜由虚拟的夯机轴线9提供，该夯机轴线基本上决定了向底土施加的夯实力的合力R的方向，并且与夯脚壳10的中心轴线相对应。振动夯机1的这种结构导致了在振动夯机1工作方向上的推进方向F上起作用的推进运动。因此，所处理的表面是非点状的并且在位置上是不固定的。振动夯机1的部件，尤其是马达5所驱动的质量，被设置为使得：减小了作用在各轴承、驱动元件和传动元件上的张力，同时大大减小了设备的总重量。

附图2以局部剖面的立体图示出了根据附图1的振动夯机1的变速箱壳4以及筒状夯脚壳10。夯脚壳10固定到上部结构2的变速箱壳4上。激振装置12包括偏心盘7，偏心盘7具有外齿并与设置在马达5的输出轴6上的小齿轮23相啮合。偏心盘7用来驱动连杆8，连杆8将马达5提供的旋转运动转换为振动运动传递给弹簧系统26以及用于弹簧系统26的导向筒27，导向筒27操作性地与夯板13相连接。导向筒27以纵向可移动的方式容纳在夯脚壳10中，并且在导向筒27端部带有夯板13。

连杆8具有弯曲部15，弯曲部15避开偏心盘7和小齿轮23并逆着推进方向F延伸。这样，与夯板13相连的第二部分9b相对于第一偏心部分9a在朝向马达5的方向上逆着推进方向F向后部偏移。在示出的例子中，弯曲部15置于变速箱壳4内部；并且，在偏心盘侧的偏心部分9a尽可能短，且长度仅仅使得在偏心盘7转动时弯曲部15不会阻挡连杆8的运动即可。

马达5利用输出轴6和小齿轮23而操作性地与偏心盘7相接合，使得轴的转动通过输出轴6传递给偏心盘7。用于连杆8的曲柄销11以相对于偏心盘7偏心的方式设置在偏心盘7上，曲柄销与连杆轴承18相接合或与连杆8上的轴承孔相接合。连杆8的另一个自由端以已知的铰接方式安装在导向筒27内的导向活塞(未示出)上，导向活塞操作性地与弹簧系统26相连。在偏心盘7转动过程中，连杆8的自由端沿夯机轴线9做震荡线性运动。这种轴向运动通过弹簧系统26和导向筒27传递到夯板13上，使得夯板13沿夯机轴线9做夯击运动。

附图3示出了附图2所示振动夯机1的等轴局部图的纵向剖视图。示出了上部结构2的最相关部件、下部结构3的上部以及夯板13。

偏心盘7包括在马达侧的中心轴承轴颈24，该轴承轴颈平行于马达5的输出轴6安装在变速箱壳4位于马达侧的壁上。为此目的，两个相互隔开的偏心轴承17、19设置在变速箱壳4中。第一偏心轴承17布置在轴承轴颈24的基点区域，第二偏心轴承19布置在轴承轴颈24的靠近马达5的自由端区域。在变速箱壳4中的这种转动支承确保了在变速箱壳4和偏心盘7之间力的可靠释放。

连杆8的连杆轴承18通过设在偏心盘7上的偏心曲柄销11作用在偏心盘7上，从而将偏心盘7的旋转运动转换为连杆8自由端沿夯机轴线9的线性运动。

振动夯机1的推进运动一方面直接与上部结构2相对于夯机轴线9的质量布置相关联，尤其与激振装置12的振动质量相关联；另一方面与下部结构3的质量相关联，尤其与夯板13、夯脚壳10中的弹簧系统26和导向筒27的振动质量相关联。此外，受到振动质量的影响，把手22会有不希望出现的激振。因此，与夯机轴线9相关的振动质量的定量调准会对整个振动夯机1的运动行为、夯实效果以及操作舒适度产生很大的影响。

连杆轴承18和连杆8在偏心盘侧的第一部分8a均位于与输出轴6和轴承轴颈24相垂直的第一竖直平面14中。第一平面14相对于推进方向F位于由偏心盘7展开的平行的第二竖直平面28以及由第二偏心轴承19展开的平行的第三平面16的前面。连杆8的第二部分8b可以大体上处于第二平面28或第三平面16中或处于这二个平面之间的平行平面中。连杆8的第二部分8b所处的平面决定了下部结构3的与连杆8自由端操作性连接的振动质量的位置，从而也决定了夯机轴线9的位置。

由于下部结构3的振动质量通过弯曲部15而相对于上部结构2的振动质量逆着推进方向朝后部偏移，因此弯曲部15改善了上部结构2和下部结构3的振动质量相对于夯机轴线9的定向，并改善了推进行为、夯实效果以及操作员的手臂振动，从而下部结构的振动质量逆着振动夯机的推进方向朝后部偏移。

在所示的实施例中，连杆8的第二部分8b设置在第二平面中。夯机轴线9相应地在所示实施例中位于第二平面28中。

因此，偏心盘7在所示实施例中位于夯机轴线9上，从而使得在偏心螺栓11和连杆轴承18的区域内的弯曲张力保持在相对低的水平。

如果弯曲部15扩大，则下部结构3的振动质量就能以偏移的方式进一步朝向后部设置。以这种方式，就能优化推进行为、夯实效果以及操作舒适度。不需要更多另外的平衡质量，或仅需要很少的平衡质量，以确保振动夯机的低振动操作。另外，当偏心轴承17、19均位于夯机轴线9上或相对于夯机轴线9彼此相对时，就能大大减小作用在偏心盘7的偏心轴承17、19上的弯曲力。

附图4示出了根据附图3实施例的振动夯机1的第二实施例。在这个例子中也示出了上部结构2和下部结构3。通过偏心驱动装置(在这个例子中由偏心盘7和连杆8构成)把马达5和输出轴6的旋转运动转化为沿夯机轴线9的轴向运动。

按照本发明，连杆轴承18直接设置在偏心盘7中，以便使连杆8以枢轴偏心连接的方式连接到偏心盘7。与根据附图3所示的第一实施例相比，偏心盘7包括有在偏心盘7中的连杆轴承18。因此，夯机轴线9穿过连杆轴承18延伸，或者布置在由连杆轴承18所展开的平面14中。连杆8具有接合在连杆轴承18中的轴颈30。如同第一实施例中那样，借助偏心轴承17、19来安装偏心盘7，偏心轴承17、19分别设置在设于上部结构2的变速箱壳4上的相应轴承槽20中。

在该实施例中，通过设置在夯机轴线9两侧的质量基本上完全消除了作用在连杆轴承18上的弯曲张力，然而通过弯曲连杆8的布置也大大减小了作用在偏心盘7的支承点上的弯曲载荷。

Claims (5)

1.一种用于在沿推进方向(F)运动过程中夯实底土的振动夯机，包括上部结构(2)和下部结构(3)，上部结构(2)包括马达(5)、偏心盘(7)和用于偏心盘(7)的轴承(17、19)，连杆(8)通过连杆轴承(18)而以偏心的方式设置在偏心盘(7)上；下部结构(3)包括夯板(13)，夯板操作性地与连杆(8)的自由端连接并从而被驱动沿夯机轴线(9)做线性夯击运动，其特征在于，所述连杆包括：第一部分(8a)，其处于竖直的第一平面中；第二部分(8b)，其处于由偏心盘展开并且平行于第一平面的第二平面中、处于由用于偏心盘的所述轴承展开并且平行于第二平面的第三平面中、或处于平行于第二平面和第三平面并且位于第二平面和第三平面之间的一平行平面中；弯曲部(15)，该弯曲部逆着振动夯机(1)的推进方向避开偏心盘(7)，并且该弯曲部将连杆的第一部分和第二部分连接起来，第一部分和第二部分通过弯曲部而在横向和竖向上彼此偏移，使得夯机轴线(9)朝马达(5)的方向偏移。

2.如权利要求1所述的振动夯机，其特征在于，所述连杆轴承(18)设置在偏心盘(7)中。

3.如权利要求1所述的振动夯机，其特征在于，所述连杆(8)的弯曲部(15)设置成使得夯机轴线(9)处于第二平面(28)中，该第二平面逆着振动夯机的推进方向(F)相对于第一平面(14)平行地偏移，该第一平面由连杆(8)在偏心盘侧的第一部分(8a)展开，第二平面(28)布置在第一平面(14)和由偏心盘(7)的轴承(17、19)展开的第三平面(16)之间。

4.如权利要求1所述的振动夯机，其特征在于，夯机轴线(9)设置在由偏心盘(7)所展开的第二平面中。

5.如权利要求1所述的振动夯机，其特征在于，上部结构(2)的质量和下部结构(3)的质量之比相对于夯机轴线(9)是平衡的。