專利名稱：振動器與振動滾子的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及振動器和振動滾子。
背景技術：
振動滾子主要用于諸如高速路、壩或道路的瀝青路面之類的施工現場的路基壓實。
在振動一個振動滾子的同時進行使用振動滾子的壓實。因此，要壓實的地面被壓實成很密實的狀態(tài)。作為在振動滾子內設置一振動器使振動滾子振動的例子，已知通過旋轉設有偏心重量的振動軸造成振動的機構。
此處，作為振動滾子的振動狀態(tài)的一個例子，已知二種類型的振動狀態(tài)。其一是“標準振動”，該標準振動是振動滾子在其所有的徑向的振動。另一是“水平的振動”，該水平振動是振動滾子沿振動滾子的圓周的切向的振動。
在美國專利No.4,647,247中公開的機構中，設有一個使振動滾子的振動狀態(tài)從標準狀態(tài)變化到水平振動狀態(tài)或從水平振動狀態(tài)變化到標準狀態(tài)的轉換裝置。
在美國專利No.4,647,247的圖10A和10B中，在振動滾子里面設置總數為兩個的振動軸。兩個振動軸的一個相對于另一振動軸設置在橫跨振動滾子的中心的相對的位置處。每一振動軸設置一偏心重量，同時一個振動軸的偏心重量可轉動地連接在振動軸上。
在該美國專利中，如果在沿振動軸的一個方向旋轉的情形下在兩偏心重量之間的相對相位角以0°表示，則在沿振動軸的另一方向旋轉的情形下在兩偏心重量之間的相對相位角為180°。
當在標準振動或水平振動下振動該振動滾子時，振動滾子應對應相應的振動狀態(tài)在適當的振幅下振動。
圖4是表示在標準振動的情形下裝設有一對振動軸的振動滾子的振動的說明的視圖。
在此振動滾子中，一個相同形狀的偏心重量設置到相應的振動軸上，振動軸根據動力供給機構(未表示)供應的旋轉扭矩而轉動。因此，相應的偏心重量在相同的角位置處沿相同的方向旋轉。
在此情況下，產生遠離振動滾子中心指向的振動的力，同時其方向根據偏心重量的角位置而順序變化。此處，如果從各振動力的元件集中到垂直地面的元件上，則用以下公式表示振動力FF＝2·m·r·ω2·sinωt式中m是偏心重量的質量，r是振動軸中心與偏心重量的重心之間的距離，ω是振動軸的角速度。
此處，mr定義成偏心矩。此處m·r表示為mr。
因此，地面可表示成一個彈簧的模型，該彈簧具有預定的彈簧常數K，并且該彈簧在相對于振動滾子與地面之間的接觸表面的垂直方向起作用。
當振動力F周期地作用在其質量是M0的振動滾子上時，如果假設地面很松，則該彈簧常數K可認為是一個可忽略的小的值，則運動方程可表示如下2·mr·ω2·sinωt＝M0d2y/dt2式中y是沿上下方向的位移。
于是，從此式可得到下式y(tǒng)＝(-2·mr/M0)·sinωt因此，在標準振動的情形下沿振動滾子的上下方向的振幅a1可由下式(1)表示a1＝2·mr(標準振動)/M0……(1)在此式(1)中，“mr(標準振動)”是指在標準振動情形下的偏心矩。
圖5是表示在水平振動情形下裝有一對振動軸的振動滾子振動的說明視圖。
在振動滾子和振動滾子的框架(未表示)之間設置的一個防振橡膠可以表示為一個彈簧模型，該彈簧具有預定的彈簧常數K，并且該彈簧在水平方向相對于振動滾子的軸心O’起作用。
地面可表成一彈簧模型，該彈簧具有預定的彈簧常數K2，并且該彈簧在水平方向相對于振動滾子與地面之間的接觸表面起作用。
當一周期扭矩T作用到繞振動滾子軸心O’的慣性矩I上時，該振動滾子由彈簧常數為K1的彈簧和彈簧常數為K2的彈簧支撐，此時的運動方程如下。
P·2·mr·…ω2·sinωt＝Id2θ/dt2式中P是振動滾子的軸心O’與振動軸的中心之間的距離。
此處，通過假設各個彈簧為十分的松，各彈簧常數K1和K2被認為是可忽略的小值。
若以R表示振動滾子的半徑，則在水平方向相對于振動滾子與地面之間的接觸表面的位移y可表示為y＝Rθ，此時將θ看成小的角位移。因此，可獲得以下公式。
P·2·mr·ω2·sinωt＝(I/R)·d2y/dt2于是，通過基于y的方程變換，從此式可以得到下式y(tǒng)＝-[(R·P·2mr)/I]sinωt因此，在水平方向的相對于振動滾子和地面之間的接觸表面在水平振動情形下的振幅a2可由下式表示a2＝R·2·P·mr(水平振動)/I……(2)在此式中，“mr(水平振動)”是指在水平振動時的偏心矩。
此處，振動滾子的質量M0、振動滾子的半徑R、和繞振動滾子軸心O’的慣性矩I根據振動滾子的尺寸來確定。因此，需要可以自由地確定偏心矩mr(標準振動)以便把在標準振動情形下的振幅a1控制為要求值。
此外，要求距離p和偏心矩mr(水平振動)的至少一個可以自由地確定以便將水平振動情形下的振幅a2控制到要求的值。此處，距離p是振動滾子的軸心O’和振動軸的中心之間的距離。
然而，在振動滾子中，由于振動軸設置在振動滾子內，所以存在距離p(見圖5)的限制。因此，偏心矩mr(水平振動)對在水平振動情形下的振幅a2有大的影響。
因此，最好是，標準振動情形下的偏心矩不同于水平振動情形下的偏心矩，以便將標準振動的振幅a1和水平振動的振幅a2設定到各自的適當值。
在美國專利No.4,647,247的例子中，如上所述，各設有偏心重量的兩個振動軸設在振動滾子中，一個偏心軸的偏心重量可轉動地與振動軸連接，因此，偏心重量之間的角位置隨振動軸的旋轉方向而變化，但是在標準振動情形下的偏心矩與水平振動情形下的偏心矩相同。因此，就難以將偏心矩的振幅控制到用于標準振動與水平振動的相應合適振幅。
因此，就要求振動滾子能將振動滾子的振幅控制到標準振動的要求值或水平振動的要求值。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及振動器。該振動器包括振動軸，振動軸置于一滾子內并跨過該滾子的旋轉軸線對稱地設置；固定到各個振動軸上的固定的偏心重量；一個可旋轉地安裝到各自的振動軸上的可旋轉的偏心重量；一個旋轉控制器，控制可旋轉偏心重量的運動范圍；和一個偏心矩控制器，該控制器根據振動軸的旋轉方向改變繞振動軸的偏心矩。
在此振動器中，當各個振動軸在一個方向旋轉時滾子在所有的徑向振動，而當各個振動軸在相反方向旋轉時，該滾子在滾子圓周的切向振動。
在該振動器中，總數為兩個的振動軸，即，第一振動軸與第二振動軸置于滾子中，并且該第一振動軸相對于第二振動軸被設置在跨過滾子旋轉軸線的180°的相對的位置上。
在此振動器中，當第一振動軸與第二振動軸在一個方向旋轉時，繞第一振動軸的總偏心矩基本上與繞第二振動軸的總偏心矩相同。另外，當第一振動軸與第二振動軸在相反方向旋轉時繞第一振動軸的總偏心矩基本上與繞第二振動軸的總偏心矩相同。
此處，當第一振動軸與第二振動軸在一個方向旋轉時，繞第一振動軸的總偏心矩可以通過從可旋轉的偏心重量的偏心矩減去固定偏心重量的偏心矩而獲得。另外，繞第二振動軸的總偏心矩可以通過從固定偏心重量的偏心矩減去可旋轉偏心重量的偏心矩而獲得；而當第一振動軸與第二振動軸在相反方向旋轉時，繞第一振動軸的總偏心矩可以通過將固定偏心重量的偏心矩與可旋轉的偏心重量的偏心矩相加而獲得，以及繞第二振動軸的總偏心矩可以通過將可旋轉偏心重量的偏心矩與固定偏心重量的偏心矩相加而獲得。
在該振動器中，允許第一振動軸和第二振動軸的各個可旋轉的偏心重量分別繞第一振動軸和第二振動軸在0到180°的范圍內旋轉。在此振動器中，固定的偏心重量繞第一振動軸的偏心矩基本上與可旋轉的偏心重量繞第二振動軸的偏心矩相同，以及可旋轉的偏心重量繞第一振動軸的偏心矩基本上與固定的偏心重量繞第二振動軸的偏心矩相同。
本發(fā)明的振動器適合于用于振動滾子的滾動中。


圖1是設有根據本發(fā)明的振動器的振動滾子的軸向剖視圖。
圖2A是沿圖1中E-E線的剖視圖，其中振動滾子產生標準振動。
圖2B是沿圖1中E-E線的剖視圖，其中振動滾子產生水平振動。
圖3是側剖視圖，說明在水平振動下引起的振動力。
圖4是用于計算在標準振動情形下振動滾子的振幅的示意圖。
圖5是用于計算在水平振動情形下振動滾子的振幅的示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，一個振動滾子1可旋轉地支撐在支承板2上，該支承板被分別固定在振動滾子(未表示)的一框架上。
振動滾子1具有空心圓柱的形狀，并且設有中心孔3a的第一板3和設有中心孔4a的第二板4設置于其中。在該振動滾子1中，在第一板3與第二板4之間設置預定的間隔。
容納振動機構并具有空心圓柱形狀的外殼5被夾在其二側的各個中心孔3a和4a的邊緣之間，因此外殼5相對于振動滾子1的軸心被同軸地設置。
軸6使用螺釘8通過將軸6的法蘭6a固定到第一板3的邊緣上而安裝到第一板3上。軸7使用螺釘8通過將軸7的法蘭7a固定到第二板4的邊緣上而安裝到第二板4上。因而，中心孔3a和中心孔4a分別地被抽6和軸7緊靠。
處于軸承箱9內的軸承10(例如滾珠軸承等)的每一個可旋轉地將軸6支撐在軸承箱9上。該軸承箱9通過防振橡膠11和一安裝板12連接到支承板2上。
軸7通過安裝板13連接到驅動電機14的動力傳輸裝置14a上。驅動電機14的一個固定的零件14b通過安裝板15和防振橡膠16固定到支承板2上。在此實施例中，諸如液壓電動機之類的電動機用作驅動電機14。
一個用于在振動滾子上產生振動的換向電機18連接到軸承箱9上，并且電動機的旋轉軸通過一聯軸器19連接到齒輪軸20上。
處于軸6內的軸承21(例如滾珠軸承等)的每一個可旋轉地支撐齒輪軸20因此該齒輪軸20與振動滾子1的軸心平行與共軸。該齒輪軸20在其端部設有一主動齒輪23，如正齒輪，因此主動齒輪23位于外殼5中。
在此實施例中，電動機，如液壓電動機，用作換向電動機18，同時其旋轉軸允許在順時針和逆時針二個方向旋轉。
各個振動軸24和25的二端分別由軸承22支撐，因此振動軸24平行于振動軸25。振動軸24被放置在相對于振動軸25跨過振動滾子1的旋轉軸的相對著的位置處。
設置在振動軸24一端的從動齒輪26和設置在振動軸25一端的從動齒輪27與齒輪軸20的驅動齒輪23嚙合。此處，從動齒輪26的直徑與從動齒輪27的直徑相同，并且各個從動齒輪26和27設有相同數量的齒。
按照具有這些結構的振動滾子1，當驅動電動機14的動力傳輸裝置14a開始旋轉時，由于軸6由軸承箱9可旋轉地支撐，所以振動滾子1開始旋轉。
在這種情況下，如果可換向電動機18接通并工作，則就使主動齒輪23旋轉。因而，通過從動齒輪26和27將由可換向電動機18產生的旋轉力傳輸到振動軸24和25上，并且使振動軸24和25在相同方向同步旋轉。
根據本發(fā)明的振動器31包括振動軸24和25、分別固定到振動軸24和25上的固定的偏心重量32和33、分別可轉動地安裝到振動軸24和25上的可旋轉的偏心重量34和35，以及包括止動器36和37的旋轉控制器30，該二止動器與振動軸24和25一起旋轉，控制器30控制可旋轉的偏心重量34和35相對于各個固定的偏心重量32和33的角位置。
首先，將給出有關振動軸24的說明。該振動軸24設有兩個彼此隔開并由焊接等固定在振動軸24上的偏心重量32。
如圖2所示，該固定的偏心重量32由一個弧形部分32a和一個偏心部分32b構成。該弧形部分32a包圍振動軸24的周邊一部分并固定于其上。具有近似半圓形狀的偏心部分32b包圍振動軸24的周邊的其余部分并且偏心地固定于其上。
構成旋轉控制器30的止動器36是一個桿狀物體。此止動器36被插入到設置在各個固定的偏心重量32上的通孔中并焊接到其上。因而，如圖1所示，該止動器36(以虛線表示的)跨越固定的偏心重量32和32而設置，因此該止動器36平行于振動軸24。止動器36由焊接等固定到各自的固定的偏心重量32。
可旋轉的偏心重量34由一個弧形部分34a和一個偏心部分34b構成。該弧形部分34a包圍振動軸24的周邊一部分。具有半圓形的偏心部分34b包圍振動軸24的周邊其余部分，并且偏心地安裝在該振動軸24上。在此實施例中，可旋轉的偏心重量可旋轉地繞振動軸24安裝。
要與止動器36接觸的一個肩部分別設置在跨過偏心部分34b的振動軸24的相對端處。就是說，總共兩個肩部設置在偏心部分34b上。
在圖2A的情況中，可旋轉偏心重量34和止動器36的肩部之一接觸。因此，如果振動軸24從此狀態(tài)逆時針旋轉180°，則由于可旋轉的偏心重量34繞振動軸24轉動，所以肩部的另一個與止動器36接觸。
然后，將給出有關振動軸25的說明。如從圖1到圖2B所見到的，振動軸25具有幾乎與振動軸2A相同的結構。
也就是，振動軸25設有固定的偏心重量33，該偏心重量彼此分隔開。換言之，固定的偏心重量33的一個被固定到振動軸25上，并且放置在與另一個固定的偏心重量33分開的地方。
如圖2所示。固定的偏心重量33由一弧形部分33a和一偏心部分33b組成。該弧形部分33a包圍振動軸25的周邊一部分并固定于其上。該偏心部分33b具有近似半圓的形狀，且包圍振動軸25的周邊的其余部分，并偏心地固定于其上。
構成旋轉控制器30的止動器37是一個桿狀物體。此止動器37(由虛線所示)插入放置在各固定的偏心重量33上的通孔中。因而，如圖1所示，該止動器37(由虛線所示)跨越固定的偏心重量32和32而設置，因此止動器36平行于振動軸25。
可旋轉的偏心重量35由一弧形部分35a和一偏心部分35b組成。該弧形部分35a包圍振動軸25的周邊一部分。具有半圓形的偏心部分35b包圍振動軸25的周邊的其余部分，并偏心地安裝到振動軸25上。在此實施例中，可旋轉的偏心重量34可旋轉地繞振動軸25安裝。
與止動器36接觸的肩部分別設置在跨越偏心部分35b的振動軸25的相對端處。也就是，總共兩個肩部設置在偏心部分35b上。
在圖2A的情況中，可旋轉的偏心重量35的肩部之一和止動器37接觸。因此，如果振動軸25從此狀態(tài)反時針旋轉180°，由于可旋轉的偏心重量35繞振動軸25轉動，因此肩部的另一個進入與止動器37相接觸。
此處，固定的偏心重量32與33之間的位置關系將參照圖2A進行解釋，其中振動軸24相對于軸心O被設置在上側，而振動軸25相對于軸心O被放置在下側。
在此實施例中，各個固定的偏心重量32和33被固定到各個振動軸24和25上，因此如果固定的偏心重量32的偏心部分32b相對中心線38被放置在左側，則固定的偏心重量33的偏心部分33b相對于連接各個振動軸24和25的中心線38被放置在右側。
振動器31具有一個偏心矩控制器40，該控制器40根據各振動軸24和25的旋轉方向改變偏心矩。通過設置偏心矩控制器40，振動滾子1的振動模式可以在“標準振動”和“水平振動”之間轉換。
此處，在以下的解釋中，由固定的偏心重量32引起的繞振動軸24的總偏心矩用“m1r1”表示，由可旋轉的偏心重量34引起的繞振動軸24的偏心矩用“m2r2”表示，由固定的偏心重量33引起的繞振動軸25的總偏心矩用“m3r3”表示，以及由可旋轉的偏心重量35引起的繞振動軸25的一個偏心矩用“m4r4”表示。
此處，m1、m2、m3、和m4是各個偏心重量的質量，而r1和r2是從振動軸24到各個偏心重量32，34的質心的距離，r3和r4是從振動軸25到各個偏心重量33，35的質心的距離。
由旋轉控制器30(止動器36和止動器37)引起的偏心矩與由各偏心重量引起的偏心矩相比是小到趨于零。因此，在此實施例中，可以認為，由旋轉控制器30引起的偏心矩包括在由固定的偏心重量引起的偏心矩中。
因此，由止動器36和止動器37引起的各個偏心矩分別包括在由固定的偏心重量32引起的偏心矩(m1r1)和由固定重量33引起的偏心矩(m3r3)中。
如圖2A所示，當由于主動齒輪23的逆時針旋轉使振動軸24和25的每一個順時針旋轉時，止動器36和37的每一個分別地繞振動軸24和25旋轉，同時推動各個可移動偏心重量34和35的肩部的一個。
在這一情形下，固定的偏心重量32(33)的重心是處在相對于可轉動的偏心重量34(35)的中心跨越振動軸24(25)的相對一側。
反之，如圖2B所示，當振動軸24和25的每一個由于主動齒輪23的順時針旋轉而逆時針旋轉時，止動器36和37的每一個分別繞振動軸24和25旋轉，同時推動各個可轉動的偏心重量34和35的肩部的另一個。也就是，和圖2A的情形相比較，可轉動的偏心重量34(35)相對于固定的偏心重量的角位置32(33)相差180°。
在此情況下，如圖2B所示，當振動軸24(25)逆時針旋轉時，固定的偏心重量32(33)與可旋轉的偏心重量34(35)的相同的角位置旋轉。也就是，在固定的偏心重量32(33)與可旋轉的偏心重量34(35)之間的相位差為零。
在本實施例中，對于振動軸24，可轉動的偏心重量34的偏心矩(m2r2)大于固定的偏心重量32的偏心矩(m1r1)，(m2r2)＞(m1r1)。至于對振動軸25，可移動的偏心重量35的偏心矩(m4r4)小于固定的偏心重量33的偏心矩(m3r3)，(m3r3)＞(m4r4)。
在本實施例中，如從圖1見到的，通過改變各個偏心重量的厚度(在圖1中在左右方向的寬度)來實現這些條件。
在圖2A的情況下，偏心重量繞振動軸24的總偏心矩，也就是，由可轉動的偏心重量34和固定的偏心重量32引起的偏心矩，用“m2r2-m1r1”表示。因此，引起了在圖1A中，由向量所示的、從振動軸24到右側指向的振動力。
同樣，偏心重量繞振動軸25的總偏心矩，也就是，由于運動的偏心重量35和固定的偏心重量33所引起的偏心矩用“m3r3-m4r4”表示。因此，引起了在圖1A中，由向量所示的，從振動軸25到右側指向的振動力。
在圖2B的情況下，偏心重量對振動軸24的總偏心矩，也就是，由可轉動的偏心重量34和固定的偏心重量32引起的偏心矩，用“m1r1+m2r2”表示。因此，在振動軸24上引起了使振動滾子沿振動滾子的圓周向左側方向轉動的力。也就是在振動軸24上引起使振動滾子逆時針方向轉動的力。
另外，偏心重量對振動軸25的總偏心矩用“m3r3+m4r4”表示。因此，在振動軸25上引起使振動滾子沿振動滾子圓周向左側方向轉動的力。也就是在振動軸25上引起使振動滾子逆時針方向轉動的力。
在圖2A的情況下，如果繞振動滾子1的軸心O的矩存在，則相對于振動滾子沿圓周方向指向的力作用到振動軸24和25上。因而，引起小的水平振動。
在本實施例中，繞振動軸24的總偏心矩和繞振動軸25的總偏心矩應是相等的，以便消除繞振動滾子1的軸心O的偏心矩。也就是，(m2r2-m1r1)＝(m3r3-m4r4)。
因而，分別在振動軸24和25上引起同幅值的指向相同方向的振動力。
在本實施例中，由于各振動軸24和25同步地在相同方向旋轉消除了微小的水平振動。但是，由各振動軸的偏心旋轉引起的、即在常規(guī)振動滾子中引起的振動力作用到振動滾子上。
更準確地說，在本實施例中，各振動軸24和25在相同方向同步地旋轉。因此，由振動軸24引起的振動力的方向與由振動軸25引起的振動力的方向相同。也就是，如果由振動軸24引起的振動力的方向為向左，則由振動軸25引起的振動力的方向也向左。如果由振動軸24引起的振動力的方向是一個向上的方向和向下的方向，則由振動軸25引起的振動力的方向也分別是一個向上的方向和向下的方向。
因而，振動滾子1接受振動力，該力是由各振動軸24和25引起的并具有相同幅值的振動力的總和，并且振動滾子1在360°方向(在所有的徑向)振動。
在圖2B的情況下，如果繞振動滾子1的中心(軸)O的振動力的合力存在，則在振動滾子1上引起微小的標準振動。為了避免標準振動的出現，繞振動軸24的總偏心矩要以與繞振動軸25的總偏心矩相同的值建立。也就是，(m1r1+m2r2)＝(m3r3+m4r4)。
因而，如果假設在圖2B的下側存在地面，則在圖中從左到右指向的水平力被施加到在振動滾子與地面之間的接觸表面上。
圖3A到3D表示處于4個不同角位置的偏心重量。圖2B所示的角位置與圖3D中所示的相同。
當各振動軸24和25逆時針旋轉時，止動器36和37的每一個分別繞振動軸24和25旋轉，同時推動各個可移動偏心重量34和35的肩部的一個。在這種情況下，偏心重量的角位置按照圖3A、圖3B、圖3C和圖3D的順序變化。在每個角位置中，各偏心重量以相同的角位置旋轉。也就是，它們的相對相位角是0°。
在圖3A的情況下，在振動軸24上引起指向振動滾子1的中心的力，并且也在振動軸25上引起指向振動滾子1的中心的力，該振動軸25處于相對振動軸24跨越軸心O的相對的位置上。因此，如從圖3A可以看到的，由于這些力具有相同的幅值，所以這些力彼此抵消。
在圖3B的情況下，在振動滾子的頂部引起轉矩的沿振動滾子的圓周指向右側方向的力在振動軸24上產生。相反，在振動軸25上引起力，該力引起在振動滾子底部的轉矩指向沿振動滾子的圓周向左側方向，也就是在振動軸24，25上引起使振動滾子沿順時針方向轉動的力。
因而，如果假設在圖3B的下側存在地面，則在此圖中從右側指向左側的水平力作用到在振動滾子1與地面之間的接觸表面上。
在圖3C的情況下，遠離振動滾子1的中心指向的力作用到振動軸24上，并且遠離振動滾子1的中心指向的力作用到振動軸25上。因而這些力彼此抵消。
在圖3D的情況下，在振動滾子1的頂部引起轉矩的、并沿振動滾子1的圓周指向左側的力在振動軸24上產生。相反，在振動軸25上引起力，該力引起在振動滾子底部的轉矩指向沿振動滾子的圓周右側方向，也就是在振動軸24，25上引起使振動滾子沿逆時針方向轉動的力。
因此，假設地面在圖3D的下側，從圖中左側指向右側的水平力加到振動滾子1和地面之間的接觸表面。
因此，由于圖3B的以及圖3D的偏心重量之間的相對位置交替地重復，所以在水平方向指向的轉矩作用到在振動滾子1和地面之間的接觸表面上。
因此，偏心矩的關系由下式(3)和(4)表示。
M2r2-m1r1＝m3r3-m4r4…(3)M1r1+m2r2＝m3r3+m4r4…(4)
基于這些公式(3)和(4)，可得下式M2r2＝m3r3…(5)M1r1＝m4r4…(6)即，可轉動的偏心重量34的偏心矩等于固定的偏心重量33的偏心矩(見式(5))。此外，固定的偏心重量32的偏心矩等于可轉動的偏心重量35的偏心矩(見式(6))。
在本實施例中，如果在振動軸24在一個方向旋轉情形下(在標準振動情形下)繞振動軸24的總偏心矩用“M2r2-m1r1”表示，并且在振動軸24在另一方向旋轉情形下(在水平振動情形下)繞振動軸24的總偏心矩用“M1r1+m2r2”表示，則這就很大地擴展了振動滾子的振幅的選擇的可能性。這是因為以下的理由。
此處，如果在標準振動情形下繞振動軸24的總偏心矩用“mr(標準振動)”而不是“M2r2-m1r1”表示，而在水平振動情形下繞振動軸24的總偏心矩用“mr”(水平振動)而不是“M1r1+m2r2”來表示，則可獲得下式m2r2＝(mr(標準振動)+mr(水平振動))/2…(7)m1r1＝(mr(標準振動)-mr(水平振動))/2…(8)例子如圖1，如果假設振動滾子具有1米的尺寸和具有大約15毫米的厚度，則該鼓的重量M0是大約720公斤，及繞振動滾子1的中心軸O的偏心矩是大約155公斤·米。
此處，如果在振動滾子在標準振動情形下工作時在振動滾子1的上下方向的振幅a1確定為0.3毫米，該值相應于對瀝青混合料壓實合適的振幅之一則從式(1)可得下式0.0003＝(2·mr(標準振動))/720因此，可獲得mr的值(標準振動)是0.11公斤·米。
在美國專利4,647,247的情況下，在標準振動情形下由偏心重量引起的繞振動軸的偏心矩與在水平振動情形下的相同。因此，mr(水平振動)的值與mr(標準振動)的值相同。因而，0.11公斤·米的值也是mr(水平振動)的值。
于是，如果用“p”表示振動滾子1的旋轉軸O與各個振動軸24和25之間的距離，則由于因振動滾子1的尺寸的限制p的最大(極限)值為0.25米，所以在水平振動時的振幅a2可由式(2)獲得a2＝(0.5×2×0.25×0.11)/155＝0.18毫米即，a2的值是0.18毫米。
一般說，適合于在水平振動下壓實瀝青混合料的振幅a2為大約0.5毫米。但是，在美國專利4,647,247中公開的振動滾子的情況下，由于振動滾子的振幅a2的極限是0.18毫米，因此未得到適合于振動滾子的水平振動的振幅。
反之，在本發(fā)明中，在水平振動情形下的mr值不同于在標準振動情形下的值mr。如果在水平振動情形下的振幅被確定為0.5毫米，則從式(2)可獲得0.0005＝(0.5×2×0.25×mr(水平振動))/155＝0.31公斤·米因此，mr(水平振動)＝0.31公斤·米。
因此，基于這些計算值從式(7)計算出可旋轉的偏心重量34繞振動軸24的偏心矩。即，m2r2＝(0.11+0.31)/2＝0.21公斤·米。此外，基于這些計算值從式(8)計算出固定的偏心重量32繞振動軸24的偏心矩(m1r1)。即，m1r1＝(0.31-0.11)/2＝0.10公斤·米。因而，偏心重量34繞振動軸24的偏心矩(m2r2)是0.21公斤·米。偏心重量32繞振動軸24的偏心矩(m1r1)是0.10公斤·米。
此處，從式(5)和式(6)可以看出，如果可轉動的偏心重量34繞振動軸24的偏心矩m2r2以及固定的偏心重量33繞振動軸25的偏心矩m3r3被設定為0.21公斤·米，并且如果固定的偏心重量32繞振動軸24的偏心矩m1r1以及可轉動的偏心重量35繞振動軸25的偏心矩m4r4被設定為0.10公斤·米，則可得到適合于標準振動的0.3毫米的振幅和適合于水平振動的0.5毫米的振幅。
換言之，如果偏心矩m2r2和偏心矩m3r3是0.21公斤米和偏心矩m1r1和偏心矩m4r4為.10公斤米，使用公式(5)和(6)計算出適合于標準振動的振幅和適合于水平振動的振幅分別為0.3mm和0.5mm。
在本發(fā)明中，如上所述，振動器包括振動軸，各振動軸放置在一滾子里并對稱地安排成跨越滾子(振動滾子)的旋轉軸；一個固定到各振動軸上的固定的偏心重量；一個可旋轉地安裝在各振動軸上的可旋轉的偏心重量；一個旋轉控制器，控制可旋轉的偏心重量的運動范圍；以及一個偏心矩控制器，該控制器按照振動軸的旋轉方向改變繞振動軸的偏心矩。根據具有這些結構的此振動器，當各振動軸在一個方向旋轉時滾子在所有的徑向振動，而當各振動軸在相反方向旋轉時滾子在滾子圓周的切向振動。因而，對于在標準振動或水平振動中的使用，可以控制振動滾子的振幅。
在本發(fā)明中，如上所述，第一振動軸24和第二振動軸25放置在滾子(振動滾子1)中，并且該第一振動軸24安排在跨越滾子1的旋轉軸O相對于第二振動軸25的180°的相對的位置處。
在此情況中，當第一振動軸24和第二振動軸25在一個方向(例如，逆時針)旋轉時，繞第一振動軸24的總偏心矩基本上與繞第二振動軸25的總偏心矩相同，并且當第一振動軸24和第二振動軸25在反方向(例如，順時針)旋轉時，繞第一振動軸24的總偏心矩基本上與繞第二振動軸25的總偏心矩相同。
此處，當第一振動軸24和第二振動軸25在一個方向(例如，逆時針)旋轉時通過從可旋轉的偏心重量34的偏心矩(m2r2)減去固定的偏心重量32的偏心矩(m1r1)來獲得繞第一振動軸24的總偏心矩，以及通過從固定的偏心重量33的偏心矩(m3r3)減去可旋轉的偏心重量35的偏心矩(m4r4)來獲得繞第二振動軸25的總偏心矩，而當第一振動軸24和第二振動軸25在相反方向(例如，順時針)旋轉時，通過將固定的偏心重量32的偏心矩加到可旋轉的偏心重量34的偏心矩上來獲得繞第一振動軸24的總偏心矩，以及通過將可旋轉的偏心重量35的偏心矩加到固定的偏心重量33的偏心矩上來獲得繞第二振動軸25的總偏心矩。
根據具有這些結構的振動機構，可以用簡單的結構來實現設有一對振動軸的振動滾子的振幅的轉換。從而可以選擇適用于標準振動的振幅和適用于水平振動的振幅。
作為可移動的偏心重量的一個例子，可以列舉在日本未經審查的專利出版物No.S61-40905(相應于US4,586,847)中公開的機構。在此專利出版物中，公開了在其中設置內壁和液態(tài)重量的振動滾子。在此振動滾子中，液態(tài)重量相應于可旋轉的偏心重量，該液態(tài)重量旋轉在該振動滾子中并且該液態(tài)重量當振動滾子旋轉時沿滾子的內圓周運動。限制液態(tài)重量運動范圍的內壁對應于旋轉控制器。
在本發(fā)明中，如上所述，第一振動軸24和第二振動軸25的各個可旋轉的偏心重量34和35被允許分別地繞第一振動軸24和第二振動軸25旋轉，在0到180°的極限以內。
此處，固定的偏心重量32繞第一振動軸24的偏心矩m1r1基本上與可旋轉的偏心重量35繞第二振動軸25的偏心矩m4r4相同，并且可旋轉的偏心重量34繞第一振動軸24的偏心矩m2r2基本上與固定的偏心重量33繞第二振動軸25的偏心矩m3r3相同。
根據具有這些結構的振動器，可旋轉的偏心重量34和35的設計可以容易地實現。因而，可以選擇適合于標準振動的振幅和適合于水平振動的振幅。
如果設有根據本發(fā)明的振動器的振動滾子被用于振動滾子，則可以得到滿足壓實工作的各種需要的振動滾子。這是因為振動滾子的振幅可以調節(jié)到對標準振動和水平振動適合的幅值。
此處，根據要壓實的地面的質量(狀態(tài))可以在標準振動與水平振動之間適當地改變振動滾子的振動。
在上述實施例中，總共兩個振動軸設置在振動滾子以內。但是振動軸的數量并不局限于此。例如，可以采用包括總共四個振動軸的振動滾子。在這種振動滾子中，具有同樣結構的振動滾子以90°的相位差繞振動滾子的旋轉軸而設置。
此外，在本發(fā)明中，每個固定的偏心重量與振動滾子分離地設置。但此固定的偏心重量可以與振動軸一起作為單一裝置而設置。
根據本發(fā)明，由于振動滾子的振幅可以控制到適于標準振動和水平振動的幅值，所以可獲得滿意的壓實結果。
雖然已公開了本發(fā)明的實施例，但技術人員應該理解可以對它進行變型與修改而不偏離所附權利要求指出的本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種振動器包括數個振動軸，各振動軸放置在一滾子里面并跨越滾子的旋轉軸對稱地安排；固定到各振動軸上的一固定的偏心重量；可旋轉地安裝到各振動軸上的可旋轉的偏心重量；控制可旋轉的偏心重量的運動范圍的一旋轉控制器，以及一個偏心矩控制器，該控制器根據振動軸的旋轉方向改變繞振動軸的偏心矩，因而當各振動軸在一個方向旋轉時，該滾子在所有的徑向振動，而當各振動軸在相反方向振動時，該滾子在滾子的圓周的切向振動。
2.根據權利要求1所述的振動器，其特征在于，振動軸包括第一振動軸和第二振動軸，第一振動軸與第二振動軸放置在滾子內，并且第一振動軸設置在跨越滾子的旋轉軸相對于第二振動軸的180°的相對位置處，當第一振動軸與第二振動軸在一個方向旋轉時，對第一振動軸的總偏心矩基本上與對第二振動軸的總偏心矩相同，以及當第一振動軸與第二振動軸在相反方向旋轉時，對第一振動軸的總偏心矩基本上與對第二振動軸的總偏心矩相同，當第一振動軸與第二振動軸在一個方向旋轉時，通過從可旋轉的偏心重量的偏心矩減去固定的偏心重量的偏心矩獲得繞第一振動軸的總偏心矩，以及從固定的偏心重量的偏心矩減去可旋轉的偏心重量的偏心矩獲得繞第二振動軸的總偏心矩，以及當第一振動軸與第二振動軸在相反方向旋轉時，通過將固定的偏心重量的偏心矩加到可旋轉的偏心重量的偏心矩上獲得對第一振動軸的總偏心矩，并且通過將可旋轉的偏心重量的偏心矩加到固定的偏心重量的偏心矩上獲得對第二振動軸的總偏心矩。
3.根據權利要求2所述的振動機構，其特征在于，第一旋轉軸和第二旋轉軸的各個可旋轉的偏心重量被允許分別繞第一振動軸與第二振動軸在0到180°的極限以內旋轉，以及固定的偏心重量對第一振動軸的偏心矩基本上與可旋轉的偏心重量繞第二振動軸的偏心矩相同，并且可旋轉的偏心重量對第一振動軸的偏心矩基本上與固定的偏心重量繞第二振動軸的偏心矩相同。
4.一種振動器，包括第一振動軸和第二振動軸，第一振動軸和第二振動軸放置在滾子內，并且相互相對于滾子的旋轉軸對稱；一個第一固定偏心重量和一個第二偏心重量，分別固定到第一振動軸和第二振動軸；一個第一可轉動的偏心重量和一個第二可轉動的偏心重量，所述的第一可轉動的偏心重量和第二可轉動的偏心重量分別與第一振動軸和第二振動軸可轉動地連接；一個第一轉動控制器，設在第一固定偏心重量上和根據第一振動軸的振動方向控制第一固定偏心重量和第一可轉動的偏心重量之間的第一相位差；一個第二轉動控制器，設在第二固定偏心重量上和根據第二振動軸的振動方向控制第二固定偏心重量和第二可轉動的偏心重量之間的第二相位差。
5.根據權利要求4所述的振動器，其特片在于，當所述的第一振動軸和第二振動軸沿一個方向轉動時，所述第一轉動控制器和所述的第二控制器保持所述的第一相位差和所述的第二相位差分別為零，和當所述的第一振動軸和第二振動軸沿相反的方向轉動時，所述的第一轉動控制器和所述的第二控制器保持所述的第一相位差和所述的第二相位差分別為180°。
6.根據權利要求5所述的振動器，其征在于，所述的第一固定偏心重量對所述的第一振動軸的偏心矩與所述的第二可轉動偏心重量對所述的第二振動軸的偏心矩相等，所述的第一可轉動的偏心重量對所述的第一振動軸的偏心矩與所述的第二固定偏心重量對所述的第二振動軸的偏心矩相等。
7.一個振動滾子，設有按照權利要求1至6中任一項的振動器在滾子中。
全文摘要
一種振動器，它包括數個振動軸，各振動軸放置在一滾子內并跨越滾子旋轉軸線對稱地設置；一固定到各振動軸上的固定偏心重量；一可旋轉地安裝到各振動軸上的可旋轉的偏心重量；一控制可旋轉的偏心重量的運動范圍的旋轉控制器；以及一偏心矩控制器，該控制器根據振動軸的旋轉方向改變繞振動軸的偏心矩，從而可在標準振動與水平振動之間轉換滾子的振動狀態(tài)。
文檔編號E02D3/026GK1524633SQ20041000708
公開日2004年9月1日 申請日期2004年2月24日 優(yōu)先權日2003年2月24日
發(fā)明者三井晃 申請人:酒井重工業(yè)株式會社