用于壓緊機(jī)的偏心軸的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種用于壓緊機(jī)的偏心軸(1)，包括：第一轉(zhuǎn)子軸(3)和第二轉(zhuǎn)子軸(4)，該第一轉(zhuǎn)子軸和第二轉(zhuǎn)子軸布置有沿旋轉(zhuǎn)軸線(2)的長(zhǎng)度延伸部分；第一過(guò)渡軸(5)和第二過(guò)渡軸(6)；以及中間軸(7)，該中間軸在其一端處通過(guò)第一過(guò)渡軸而與第一轉(zhuǎn)子軸(3)連接，在它的另一端處通過(guò)第二過(guò)渡軸而與第二轉(zhuǎn)子軸(4)連接。中間軸(7)布置有沿與旋轉(zhuǎn)軸線相同方向的長(zhǎng)度延伸部分。中間軸的各截面都由具有直徑D的近似圓形曲線(8)來(lái)在外部限制。該曲線與在旋轉(zhuǎn)軸線和截面平面之間的相交點(diǎn)(9)重合，或者布置在離相交點(diǎn)的最小距離為0.2D或更短距離處。因此，在曲線(8)上最靠近相交點(diǎn)的點(diǎn)(P)與相交點(diǎn)之間的距離為0直到0.2D。
【專利說(shuō)明】用于壓緊機(jī)的偏心軸

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及用于壓緊機(jī)的偏心軸的設(shè)計(jì)，該壓緊機(jī)例如作為壓路機(jī)和振動(dòng)板。偏 心軸的偏心力矩固定，且它們?cè)O(shè)計(jì)成用于以低起動(dòng)力矩來(lái)起動(dòng)。后一特征有助于降低壓緊 機(jī)的燃料消耗。用于浙青壓緊的輥的偏心軸經(jīng)常在壓緊工作過(guò)程中起動(dòng)和停止。這是本發(fā) 明特別適用于這些類型的壓緊機(jī)的原因，但是本發(fā)明也適用于土壤壓緊器。偏心軸的較低 起動(dòng)力矩需求也能夠是使得較低功率燃燒機(jī)能安裝在壓緊機(jī)中的多個(gè)因素之一。較低起動(dòng) 力矩需求還能夠降低壓緊機(jī)的動(dòng)力分配系統(tǒng)的尺寸。這也降低了系統(tǒng)的制造成本。

【背景技術(shù)】
[0002] 美國(guó)專利US8206061的偏心軸46設(shè)計(jì)成用于最小重量和用于以低起動(dòng)力矩來(lái)起 動(dòng)（這與低質(zhì)量慣性矩的意思相同）。軸的偏心力矩和重量在起動(dòng)時(shí)為0. 21kgm和9kg，且 軸偏心力矩和它的質(zhì)量慣性矩之間的比率在起動(dòng)時(shí)為13. 4m'在該專利文獻(xiàn)中也提出了 軸的可能優(yōu)化（至16ΠΓ1的比率R)。軸46包括第一轉(zhuǎn)子軸48和第二轉(zhuǎn)子軸53、第一角度 軸49和第二角度軸52以及中間軸51。中間軸51的第一端通過(guò)第一角度軸49而與第一 轉(zhuǎn)子軸48連接，它的第二端通過(guò)第二角度軸52而與第二轉(zhuǎn)子軸53連接。中間軸51和角 度軸49、52設(shè)計(jì)成有I形截面。用于比率R的值的大小也能夠說(shuō)是你設(shè)法在比偏心力矩等 級(jí)（specific eccentric moment class)內(nèi)將偏心軸設(shè)計(jì)成多么"容易起動(dòng)"的措施。不 過(guò)，I形截面的選擇和將該截面引入中間軸51和角度軸49、52中降低了獲得最佳比率R的 可能性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是獲得一種偏心軸，該偏心軸有用于在軸偏心力矩和它的質(zhì)量慣性 矩之間的比率R的最佳（高）值。根據(jù)本發(fā)明，這通過(guò)一種偏心軸結(jié)構(gòu)和截面的新穎設(shè)計(jì) 來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的用于壓緊機(jī)的偏心軸包括：第一轉(zhuǎn)子軸和第二轉(zhuǎn)子軸，所述第一轉(zhuǎn)子軸和 第二轉(zhuǎn)子軸布置有沿旋轉(zhuǎn)軸線的長(zhǎng)度延伸部分；第一過(guò)渡軸和第二過(guò)渡軸；以及中間軸， 所述中間軸在其一端處通過(guò)第一過(guò)渡軸而與第一轉(zhuǎn)子軸連接，在它的另一端處通過(guò)第二過(guò) 渡軸而與第二轉(zhuǎn)子軸連接，且中間軸布置有沿與旋轉(zhuǎn)軸線相同方向的長(zhǎng)度延伸部分。本發(fā) 明的偏心軸的特征在于，中間軸的各截面都由具有直徑D的近似圓形曲線來(lái)在外部限制， 且所述近似圓形曲線與在旋轉(zhuǎn)軸線和截面平面之間的相交點(diǎn)重合，或者布置在離相交點(diǎn)的 最小距離A為0. 2D或更短距離處。因此，本發(fā)明的偏心軸的特征在于，中間軸的各截面都 由具有直徑D的近似圓形曲線來(lái)在外部限制，且在近似圓形曲線上最靠近旋轉(zhuǎn)軸線和截面 平面之間的相交點(diǎn)的點(diǎn)P與相交點(diǎn)之間的距離A為0直到0. 2D。此外，所述距離A可以從 0直到0. 1D。另外，所述距離可以從0直到0. 05D。根據(jù)本發(fā)明，理想截面只必須引入偏心 軸的中間軸。優(yōu)化能夠在偏心軸的重量沒(méi)有任何明顯增加的情況下獲得。本發(fā)明可用于所 有偏心力矩等級(jí)，并與較早的已知優(yōu)化軸相比使得質(zhì)量慣性矩減小高達(dá)44%。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0004] 下面將通過(guò)附圖1-7更詳細(xì)地介紹本發(fā)明。
[0005] 附圖1-2表示了偏心軸的等距視圖和側(cè)視圖。
[0006] 圖3表不了圖1-2的偏心軸的第一優(yōu)選實(shí)施例的放大剖視圖。
[0007] 圖4-5表示了圖1-2的偏心軸的第二和第三實(shí)施例的放大剖視圖。
[0008] 圖6表示了偏心軸的特征圖。
[0009] 圖7表示了措辭"近似圓形曲線"的范圍。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 圖1表示了偏心軸1，該偏心軸1布置成可繞浙青輥（未示出）的鼓筒中的旋轉(zhuǎn) 軸線2旋轉(zhuǎn)。偏心軸1的兩端具有用于軸承（未示出）的機(jī)械精加工表面，該軸承使得軸 1可旋轉(zhuǎn)。一個(gè)軸端部（右側(cè)端部）通過(guò)鍵槽和合適的機(jī)器元件而與液壓馬達(dá)（未示出） 連接。液壓馬達(dá)使得軸1繞旋轉(zhuǎn)軸線2旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)偏心軸1以預(yù)定方式使得鼓筒振動(dòng)和壓 緊浙青。偏心軸1由球墨鑄鐵來(lái)鑄造，但是也能夠以鍛鋼或可焊接鋼來(lái)制造該軸1。
[0011] 圖2中的偏心軸1包括：第一轉(zhuǎn)子軸3和第二轉(zhuǎn)子軸4,該第一轉(zhuǎn)子軸3和第二轉(zhuǎn) 子軸4布置有沿旋轉(zhuǎn)軸線2的長(zhǎng)度延伸部分；第一過(guò)渡軸5和第二過(guò)渡軸6 ;以及中間軸 7,該中間軸7在一端處通過(guò)第一過(guò)渡軸5而與第一轉(zhuǎn)子軸3連接，在它的另一端處通過(guò)第 二過(guò)渡軸6而與第二轉(zhuǎn)子軸4連接。中間軸7布置有沿與旋轉(zhuǎn)軸線2相同方向的長(zhǎng)度延伸 部分。第一轉(zhuǎn)子軸3和第二轉(zhuǎn)子軸4的功能是構(gòu)成用于前述軸承的座。如前所述，第一轉(zhuǎn) 子軸3的功能也用于使得偏心軸1通過(guò)鍵槽而與液壓馬達(dá)連接。在偏心軸1鑄造之后，軸 承座和鍵槽機(jī)械精加工至合適尺寸和公差。還能夠使用其它類型的連接，例如花鍵連接件。 第一過(guò)渡軸5和第二過(guò)渡軸6的功能是使得轉(zhuǎn)子軸3、4與中間軸7連接。軸5、6設(shè)計(jì)成用 作在轉(zhuǎn)子軸3、4和中間軸7的不同尺寸之間的過(guò)渡部分。尺寸過(guò)渡部分布置成使得中間軸 7從旋轉(zhuǎn)軸線2徑向位移。這種結(jié)構(gòu)將參考圖3-5更詳細(xì)介紹。軸5、6布置成有沿與旋轉(zhuǎn) 軸線2相同方向的長(zhǎng)度延伸部分，并布置成使得中間軸7的重心具有沿鼓筒的軸向方向的 合適位置。中間軸7的功能是產(chǎn)生偏心力矩。中間軸7和過(guò)渡軸5、6布置成分別有沿與旋 轉(zhuǎn)軸線2相同方向的長(zhǎng)度L1和L2、L3。軸1的優(yōu)選特征通過(guò)新穎地精心設(shè)置在長(zhǎng)度L1、 L2、L3之間的比例以及通過(guò)新穎地設(shè)計(jì)中間軸7截面而實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，中間軸7的長(zhǎng) 度L1必須布置成具有在軸5、6、7的總長(zhǎng)度（L1+L2+L3)中的、盡可能大的比例。對(duì)于所示 軸1，在中間軸7的長(zhǎng)度Ll(沿與旋轉(zhuǎn)軸線2相同方向）與中間軸7和過(guò)渡軸5、6的長(zhǎng)度 L2、L3(沿相同方向）的總和之間的比率為0.9。不過(guò)，一直下降到比率0.3都能夠獲得本 發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。后一比率例如能夠結(jié)合較短類型的偏心軸來(lái)獲得，該較短偏心軸用于40千克 振動(dòng)板的偏心系統(tǒng)中。中間軸7的截面將參考圖3-5和7更詳細(xì)介紹。
[0012] 圖3表示了中間軸7的截面（橫過(guò)中間軸7的長(zhǎng)度延伸方向）如何由近似圓形曲 線8來(lái)在外部限制。措辭"近似圓形曲線"將結(jié)合圖7來(lái)確定。在該優(yōu)選實(shí)施例中，曲線8 由圓（即閉合曲線）表示。中間軸7設(shè)計(jì)成使得曲線8與在旋轉(zhuǎn)軸線2和截面平面之間的 相交點(diǎn)9重合（S卩，使得點(diǎn)9位于曲線8上）。因此，中間軸7設(shè)計(jì)成使得在曲線8上、最靠 近在旋轉(zhuǎn)軸線2和截面平面之間的相交點(diǎn)9的點(diǎn)P與相交點(diǎn)9之間的距離A為0 (即使得 相交點(diǎn)9與點(diǎn)P重合）。因?yàn)榫嚯xA為0,因此在圖中未示出。中間軸7設(shè)計(jì)成使得它的各 截面有相同曲線8,相對(duì)于相交點(diǎn)9具有相同位置。這種設(shè)計(jì)使得偏心軸1有優(yōu)化特征，其 中在它的偏心力矩和質(zhì)量慣性矩之間的比率R為24ΠΓ1。軸1的重量為恰好9. 4kg。
[0013] 圖4表示了偏心軸1的第二實(shí)施例。在該實(shí)施例中，中間軸7的截面布置成使得 近似圓形曲線8 (具有直徑D)布置在離旋轉(zhuǎn)軸線2和截面平面之間的相交點(diǎn)9的最小距離 A為0. 2D (0. 2乘以D)處。因此，附圖示出了中間軸7的截面如何由近似圓形曲線8在外部 限制。中間軸7的截面設(shè)計(jì)成使得在曲線8上、最靠近在旋轉(zhuǎn)軸線2和截面平面之間的相 交點(diǎn)9的點(diǎn)P和相交點(diǎn)9之間的距離A等于0. 2D (0. 2乘以D)。該位置布置成使得相交點(diǎn) 9由曲線8包圍。在該實(shí)施例中，曲線8也由圓表示，中間軸7設(shè)計(jì)成使得它的各截面有相 同的曲線8,該曲線8有相對(duì)于相交點(diǎn)9的相同位置。偏心軸1也在該實(shí)施例中獲得良好 的特征。在它的偏心力矩和質(zhì)量慣性矩之間的比率R為21. 2ΠΓ1，但是曲線8的中心朝著旋 轉(zhuǎn)軸線2移動(dòng)，且曲線8的直徑需要增加，以便保持軸1的偏心力矩，從而導(dǎo)致它的重量增 加37% (與第一實(shí)施例的軸相比）。因此，很少希望將中間軸7設(shè)計(jì)成具有比0. 2D長(zhǎng)的距 離A，因?yàn)檫@將導(dǎo)致甚至更大地增加重量。不過(guò)，設(shè)計(jì)成具有比0. 2D短的距離A (特別是距 離A為0. 1D或更短）將導(dǎo)致良好的特征。后一距離能夠是用于根據(jù)圖3的第一實(shí)施例設(shè) 計(jì)的偏心軸1的較大制造公差的結(jié)果。
[0014] 圖5表示了偏心軸1的第三實(shí)施例。在該實(shí)施例中，中間軸7的截面也布置成使 得近似圓形曲線8 (具有直徑D)布置在離旋轉(zhuǎn)軸線2和截面平面之間的相交點(diǎn)9的最小距 離A為0. 2D處。因此，在該實(shí)施例中，中間軸7的截面也設(shè)計(jì)成使得在曲線8上、最靠近在 旋轉(zhuǎn)軸線2和截面平面之間的相交點(diǎn)9的點(diǎn)P和相交點(diǎn)9之間的距離A等于0. 2D。該位置 布置成使得相交點(diǎn)9在曲線8外部。在該實(shí)施例中，曲線8也由圓表示，中間軸7設(shè)計(jì)成使 得它的各截面有相同的曲線8,該曲線8有相對(duì)于相交點(diǎn)9的相同位置。偏心軸1也在該實(shí) 施例中獲得良好的特征。在它的偏心力矩和質(zhì)量慣性矩之間的比率R為22. 9ΠΓ1，但是在中 間軸7的長(zhǎng)度延伸部分的中部處的最大彎曲應(yīng)力比第一實(shí)施例中的相應(yīng)值高40%。因此， 很少希望將中間軸7設(shè)計(jì)成具有比0. 2D更長(zhǎng)的距離A，因?yàn)檫@將導(dǎo)致甚至更高的彎曲應(yīng)力。 不過(guò)，設(shè)計(jì)成具有比0. 2D短的距離A(特別是距離A為0. 1D或更短）將導(dǎo)致良好的特征。 后一距離能夠是用于根據(jù)圖3的第一實(shí)施例設(shè)計(jì)的偏心軸1的較大制造公差的結(jié)果。當(dāng)偏 心軸1的低重量?jī)?yōu)先于最佳比率R時(shí)，根據(jù)第三實(shí)施例的設(shè)計(jì)特別適合。根據(jù)第三實(shí)施例 的偏心軸1的重量比根據(jù)第一實(shí)施例的軸1低達(dá)17%。
[0015] 圖6表示了具有曲線R、曲線Μ和曲線S的曲線圖。曲線R表示了對(duì)于第一、第二 和第三實(shí)施例，在偏心軸的偏心力矩和質(zhì)量慣性矩之間的比率R怎樣根據(jù)距離Α而變化。如 前所述，距離A是在中間軸的截面中的近似圓形曲線與在旋轉(zhuǎn)軸線2和截面平面之間的相 交點(diǎn)9之間的最小距離。因此，如前所述，距離A為在近似圓形曲線上、最靠近在旋轉(zhuǎn)軸線 和截面平面之間的相交點(diǎn)的點(diǎn)和相交點(diǎn)之間的距離。該距離給出為近似圓形曲線的直徑D 的0-0.2份。曲線表示了對(duì)于第一實(shí)施例（圖3)怎樣獲得用于比率R的最佳和最高值，在 該第一實(shí)施例中，距離A = 0,即當(dāng)用于旋轉(zhuǎn)軸線的相交點(diǎn)處在近似圓形曲線上。
[0016] 曲線Μ表示了對(duì)于第一、第二和第三實(shí)施例，偏心軸的重量怎樣變化。如前所述， 當(dāng)根據(jù)第三實(shí)施例（圖5)來(lái)設(shè)計(jì)時(shí)獲得用于偏心軸的最低重量。
[0017] 曲線S表示了對(duì)于第一、第二和第三實(shí)施例，在偏心軸的長(zhǎng)度延伸部分的中部中 的最大彎曲應(yīng)力怎樣變化。
[0018] 圖7表示了不同中間軸7的截面和限制該截面的曲線G(直線和/或曲線）的示 例。還在各示例中表示了具有直徑D的最小圓C(該圓C包圍所有曲線G)。最小的包圍 圓C能夠與曲線G相切或重合。在任何示例中，在圓C和曲線G之間的最大距離B不大于 0.04D。根據(jù)上述示例或根據(jù)其它示例（具有類似形狀或滿足上述條件）的曲線G由措辭 "近似圓形曲線"來(lái)組成，且明顯必須考慮包含在本申請(qǐng)的權(quán)利要求中。在這些示例中，最小 包圍圓C和它的直徑D必須定義為具有直徑D的近似圓形曲線8。如前面結(jié)合圖3-6所述， 最佳曲線8是圓。根據(jù)上述示例的實(shí)施例能夠例如是過(guò)大公差或者用于方便偏心軸1制造 的結(jié)果。
[0019] 上述實(shí)施例由相同偏心力矩等級(jí)來(lái)組成，即具有0· 21kgm的比偏心力矩的偏心 軸。如前所述，用于在軸偏心力矩和它的質(zhì)量慣性矩之間的比率R的值的大小是關(guān)于在特 定偏心力矩等級(jí)中怎樣"容易起動(dòng)"軸的良好措施。R值只能夠用于在具有相同比偏心力矩 的軸之間比較。不過(guò)，在所有偏心力矩等級(jí)中，用于獲得良好R值的處理過(guò)程都相同。因此， 本申請(qǐng)必須考慮包括在所有偏心力矩等級(jí)內(nèi)的偏心軸。同樣,本申請(qǐng)也必須考慮包括這樣 的偏心軸，該偏心軸在不同中間軸截面中表示了變化的直徑和/或用于近似圓形曲線的變 化位置。偏心軸中間軸的這種"卷軸形"實(shí)施例能夠例如適用于降低軸中的彎曲應(yīng)力。不 過(guò)，軸的制造比圖1-5中所示的軸復(fù)雜得多。
[0020] 必須避免在偏心軸1中（特別是在它的中間軸中）形成孔，因?yàn)榭讓⒁饑?yán)重的 應(yīng)力集中，并降低軸的抗彎曲性。例如，在軸的機(jī)械精加工過(guò)程中在中間軸7中布置通孔或 螺紋盲孔（用于將平衡配重固定在軸上）似乎很吸引人（但是絕對(duì)不推薦）。在解釋本申 請(qǐng)權(quán)利要求的過(guò)程中不必考慮表示形成孔痕跡的中間軸7截面。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于壓緊機(jī)的偏心軸（1)，包括：第一轉(zhuǎn)子軸（3)和第二轉(zhuǎn)子軸（4)，所述第一 轉(zhuǎn)子軸（3)和第二轉(zhuǎn)子軸（4)布置有沿旋轉(zhuǎn)軸線（2)的長(zhǎng)度延伸部分；第一過(guò)渡軸（5)和 第二過(guò)渡軸（6);以及中間軸（7)，所述中間軸（7)在其一端處通過(guò)第一過(guò)渡軸（5)而與第 一轉(zhuǎn)子軸（3)連接，在它的另一端處通過(guò)第二過(guò)渡軸（6)而與第二轉(zhuǎn)子軸（4)連接，且中間 軸（7)布置有沿與旋轉(zhuǎn)軸線（2)相同方向的長(zhǎng)度延伸部分；其特征在于：中間軸（7)的各截 面都由具有直徑D的近似圓形曲線（8)來(lái)在外部限制，且所述近似圓形曲線（8)與在旋轉(zhuǎn) 軸線（2)和截面平面之間的相交點(diǎn)（9)重合，或者布置在離相交點(diǎn)（9)的最小距離（A)為 0. 2D或更短距離處。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏心軸（1)，其特征在于：距離（A)為0. 1D或更短。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏心軸（1)，其特征在于：距離（A)為0. 0?或更短。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的偏心軸（1)，其特征在于：在中間軸（7)沿與旋轉(zhuǎn) 軸線（2)相同方向的長(zhǎng)度（L1)與中間軸（7)的長(zhǎng)度（L1)和第一過(guò)渡軸（5)及第二過(guò)渡軸 (6)沿相同方向的長(zhǎng)度（L2、L3)的總和之間的比率為0.3-0. 9。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的偏心軸（1)，其特征在于：中間軸（7)的各截面具 有相同曲線（8)，所述曲線（8)相對(duì)于相交點(diǎn)（9)具有相同位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的偏心軸（1)，其特征在于：所述近似圓形曲線（8) 由圓表示。
【文檔編號(hào)】F16C3/20GK104121273SQ201410180678
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月29日
【發(fā)明者】A·佩爾松, L·比倫 申請(qǐng)人:迪納帕克壓緊設(shè)備股份公司