[发明专利]具有电力驱动装置的振动压实辊压机

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种振动压实机，例如，该振动压实机用于在铺设管道之后压实回填沟槽或用于压实沟槽的地面或用于压实沥青或较大的区域，并且更具体地，涉及一种具有电力驱动装置的上述类型的振动压实机。

背景技术

振动压实机使用在各种地面压实和地面平整的应用中。大多数振动压实机具有板或辊，该板或辊停靠在将要被压实的表面上并且被激励振动以压实并且平整工作表面。通用的振动压实机——本发明所非常适合的压实机——为振动沟槽辊压机。

典型的振动沟槽辊压机包括通过一个或多个旋转辊轮组件支撑在将要被压实的表面上的底盘。通常设置有两个辊轮组件，所述辊轮组件中的每个均可在沟槽辊压机为铰接式沟槽辊压机的情形下支撑底盘的相应副支架。副支架可通过枢轴连接装置彼此铰接。辊轮组件中的每个均包括固定轴壳以及安装在轴壳上并通过专用液压马达驱动旋转的辊轮。两个液压马达通过来自泵的加压液压流体供应，其中泵通过安装在副支架中的一个上的内燃机提供动力。另外，每个辊轮组件均受专用激励器组件的激励而振动，其中专用激励器组件位于相关副支架内并由连接至泵的液压马达提供动力。激励器组件通常包括安装在可旋转轴上的一个或多个偏心体，其中可旋转轴定位在副支架内。偏心轴的旋转将振动给予副支架并且传递给辊轮组件的其余部分。整个机器构造成尽可能的窄以允许机器装配在地面紧实的沟槽内。机器宽度通常小于3英尺(1米)。例如，在Artzberger的美国专利No.4,732,507、Polacek的美国专利No.5,082,396、以及Geier et al.的美国专利No.7,059,802中公开了这种基本类型的振动沟槽辊压机，这些专利的整个内容于此通过引用明确地并入本文。

本领域中通常已知的种类的振动沟槽辊压机的液压系统构造成控制其以下功能：前行和后退、转向、以及振动激励。液压动力由连接至发动机的液压泵产生。来自泵的加压流体通过液压集成装置分配至液压马达和气缸以控制机器的运作。低速液压马达通过齿轮减速驱动辊轮组件，并且振动激励通过以高速对偏心轴进行驱动的液压马达来产生。在返回储液器之前，通常为油的液压流体流经热交换器和过滤器，以保持系统性能并且减小液压部件上的磨损。

尽管常规的液压系统能合乎要求地操作并且执行机器的功能，但其表现出一些缺点和劣势。首先，如在任何液压系统中那样，在沿着系统的任何连接点处存在渗漏的可能性。在文中提供的沟槽辊压机中存在的振动激励的量只会加剧这个问题。久而久之，经历的振动可导致液压配件松动以及软管在与其它部件和/或软管的磨损中失灵。在液压流体渗漏的情况下，辊压机可停止操作和/或液压流体可渗漏到周围的土壤上并污染周围的土壤。

另外，与其它类型的动力传输装置相比较，液压装置是低效率的。这种系统低效率导致通过流体传递至系统中的其它液压部件的所不希望的发热量。该热量必须予以消除以防止损坏机器的部件，这增加了整个系统的复杂性、成本和低效率。

此外，控制液压流体流经系统所需的液压阀是非常昂贵的。需要许多不同的阀来执行振动沟槽辊压机所需的功能，因此很大程度上增加了与该机器的生产相关联的成本。另外，简单的液压控制以开-关的方式执行。因此，通常非常快地开始和停止液压流体到部件的流动。减压阀插入到系统中以限制由这些快速变化而产生的压力流。如先前所指出的，阀是相当昂贵的。附加的减压阀增加了机器的成本。另外，多个例如减压阀的部件的添加仅增加了能够失效且需要维护或更换的元件的数目。液压功能可以通过使用比例阀从而以受控程度更高的方式来激活。然而，这种阀更加昂贵并且需要更复杂的控制系统来驱动这种阀，所以对于振动沟槽辊压机和类似的机器而言，这种阀一般不会节省成本。

如上所述，简单的液压装置以开-关方式操作并且在传输期间产生高压峰值。高压条件虽然仅持续较短的时间(少于2秒)，但是给液压系统提供动力的发动机的尺寸则必须确定成使得发动机不会在 最大功率消耗(power draw)下停顿，这种现象例如会出现在与激励器在上坡行驶的情形下接合时。如果机器很少在这些条件下操作——作为振动沟槽辊压机的常见情况，则发动机绝大多数时间在峰值效率以下运作。换句话说，发动机需要相当过大的尺寸以能够满足相对少见但在要求的动力中急剧变化的峰值。当然，大的发动机同样成本更高且需要更多燃料。

最后，液压软管必须根据系统的流量需求来确定尺寸。可以使这些软管的直径测量成超过一英寸。软管的盖通常构造成抵抗磨损，这使得难以弯曲或以其它方式操纵软管。这样，在相对有限的空间中布置多个软管是相当困难的。