專利名稱：分離式行程可調高速液壓夯實機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高速液壓夯實機，尤其涉及一種可變行程分離式的新型高速液壓夯實機。
背景技術：
我國目前正在大力發展基礎設施建設，包括高等級公路、高速鐵路、機場、橋梁等， 橋涵特別是涵洞構造物建筑量急劇增加；按照我國目前的施工工藝，橋臺背、涵側擋墻墻背的填筑是在這些構造物完工后進行的。在填筑時，既要保證不損壞構造物本身結構，又要求有足夠的密實度。由于該填筑處比較狹窄，大型壓實機械運行不便，小型夯實設備又難以達到規定的壓實度，因此施工難度較大。傳統的液壓夯實機采用強夯技術，為機電液一體化產品，由夯架、夯錘、夯腳、液壓驅動系統和電氣控制系統等組成。通常，夯架安裝在挖掘機、裝載機等工程機械機體上，由承載設備提供液壓動力。液壓夯實機的工作原理是液壓驅動系統的液壓缸將夯錘提升至一定高度后釋放，夯錘在重力和液壓蓄能器的共同作用下加速降落，落下后，沖擊靜壓在地面上帶有緩沖墊的夯腳，再通過夯腳夯實底面。傳統的液壓夯實機的夯錘與液壓缸鉸接在一起，在夯錘下降過程中，液壓缸活塞也必須快速運動，這一方面需要復雜的液壓差動回路，輔以液壓蓄能器來實現這個快速動作，由此，使得液壓系統結構復雜，成本較高；另一方面液壓缸的快速運動造成油封破損加快，極易導致泄漏故障；另外，夯實作業中夯實力是反向傳遞給液壓缸的，易對液壓缸產生較大沖擊；這些不利因素使得液壓系統故障率上升、可靠性降低。因此，開發一種夯實能量高、動作靈活、整機結構簡單、可靠性高而且液壓提升系統簡單、成本較低的多功能高速液壓夯實機，具有廣闊的市場前景和顯著的工程意義。
實用新型內容針對上述現有技術，本實用新型提供一種分離式行程可調高速液壓夯實機，本實用新型高速液壓夯實機具有夯實能量高、影響深度大、機動靈活的特點，特別適合在諸如橋臺背、涵側擋墻墻背的填筑等此類的狹小面積的夯實作業要求，為解決這類工程問題提供了基本設備保障。本實用新型的液壓驅動系統控制簡單，在很大程度上簡化了液壓系統和整機結構，大大降低了整機成本，提高夯實機的可靠性和穩定性。為了解決上述技術問題，本實用新型分離式行程可調高速液壓夯實機予以實現的技術方案是包括夯架、夯腳、夯錘和液壓缸、液壓控制回路、上行程開關、下行程開關、電氣控制回路；所述夯錘的頂部設有一空腔，所述空腔內設有一套凸輪式鎖緊與釋放機構；所述凸輪式鎖緊與釋放機構包括一對偏心凸輪、兩個扭簧和兩個凸輪軸撥叉，所述一對偏心凸輪由左凸輪和右凸輪構成，左凸輪軸線與右凸輪軸線平行，兩個扭簧分別套裝在每個凸輪軸上，兩個扭簧的一端分別與所在的凸輪軸固定，兩個凸輪軸撥叉均呈V字型，兩個凸輪軸撥叉的一端分別與兩個扭簧的另一端固定，兩個凸輪軸撥叉的另一端是分別位于一對偏
3心凸輪外側上部的觸發端；液壓缸活塞桿的底部設有一連接頭，所述左凸輪和右凸輪的外回轉面上均分別設有在軸向上對正的一圈圓弧形溝槽，從而在所述左凸輪和右凸輪之間形成一豎直方向的通道，所述通道與所述連接頭在豎直方向對正；所述夯架上設有兩個豎直方向上的撥叉頂桿，所述兩個撥叉頂桿在豎直方向上與所述兩個凸輪軸撥叉的觸發端對齊。本實用新型分離式行程可調高速液壓夯實機，其中，所述凸輪式鎖緊與釋放機構通過安裝部件固定在所述夯錘上。所述兩個撥叉頂桿均通過一支撐架固定在夯架上。所述的兩個扭簧和所述的左凸輪及右凸輪在凸輪軸的軸向上的定位均是通過軸套結構來實現定位的。所述連接頭在上下兩個極限位置時分別觸發所述的上行程開關和下行程開關。所述液壓回路中還包括空載行程的增速液壓回路。所述的所述凸輪式鎖緊與釋放機構與夯錘之間為可拆卸連接。所述的連接頭與所述的活塞桿之間為可拆卸連接。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是(1)本實用新型中的凸輪式鎖緊與釋放機構工作時，夾緊動作快速可靠，釋放動作簡便；而且該機構獨立于夯實機，可以實現快速更換安裝。(2)本實用新型中的撥叉頂桿安裝在夯架上，改變撥叉在夯架上不同安裝高度可實現了夯擊能量的快速改變，完成不同等級的夯擊任務和破碎任務，提高了設備的利用率和靈活性。(3)本實用新型中的液壓系統簡單，無需蓄能器和差動油路等裝置，極大地簡化了液壓回路。夯錘下落過程中，液壓缸活塞無需實時跟隨夯錘下降，液壓回路沒有沖擊響應， 完全解決了液壓系統泄漏和故障率高的問題。
圖1是本實用新型分離式行程可調高速液壓夯實機的整體結構示意圖；圖2是本實用新型中凸輪式鎖緊與釋放機構的局部剖視的俯視圖。圖3是本實用新型中凸輪式鎖緊與釋放機構處于自由狀態的示意圖；圖4是本實用新型中凸輪式鎖緊與釋放機構處于鎖緊狀態的示意圖。圖5是本實用新型中凸輪式鎖緊與釋放機構處于解鎖釋放狀態的示意圖。圖中1——左凸輪2——右凸輪3——扭簧4——扭簧軸套5——凸輪軸撥叉6——凸輪軸套7——連接頭8——凸輪安裝底座 9——撥叉頂桿10——上蓋板11——凸輪安裝板12——液壓缸13——凸輪式鎖緊與釋放機構14——夯腳15——夯架16——夯錘17——活塞桿
具體實施方式
下面結合具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細地描述。如圖1所示，本實用新型的分離式行程可調高速液壓夯實機，包括夯架15、夯腳 14、夯錘16和液壓缸12、液壓控制回路、上行程開關、下行程開關、電氣控制回路(附圖中均未畫出所述液壓控制回路、上行程開關、下行程開關、電氣控制回路)。所述夯錘16的頂部設有一空腔，所述空腔內設有一套凸輪式鎖緊與釋放機構13， 所述凸輪式鎖緊與釋放機構13通過安裝部件固定在所述夯錘16上，如圖2和圖3所示，所述安裝部件包括凸輪安裝底座8、凸輪安裝板11和上蓋板10。如圖2所示，所述凸輪式鎖緊與釋放機構13包括一對偏心凸輪1、2、兩個扭簧3 和兩個凸輪軸撥叉5，所述一對偏心凸輪由左凸輪1和右凸輪2構成，左凸輪軸線與右凸輪軸線平行，兩個扭簧3分別套裝在每個凸輪軸上，所述的兩個扭簧3和所述的左凸輪1及右凸輪2在凸輪軸的軸向上的定位均是通過軸套結構(參見圖2中的凸輪軸套6和扭簧軸套 4)；如圖2和圖3所示，兩個扭簧3的一端分別與所在的凸輪軸固定，兩個凸輪軸撥叉5均呈V字型，兩個凸輪軸撥叉5的一端分別與兩個扭簧3的另一端固定，兩個凸輪軸撥叉5的另一端是分別位于一對偏心凸輪外側上部的觸發端；如圖1所示，液壓缸活塞桿17的底部設有一連接頭7，如圖2所示，所述左凸輪1 和右凸輪2的外回轉面上均分別設有在軸向上對正的一圈圓弧形溝槽，從而在所述左凸輪 1和右凸輪2之間形成一豎直方向的通道，如圖4所示，所述通道與所述連接頭7在豎直方向對正，所述上蓋板10上設有用于連接頭7通過的通孔，如圖4所示。所述連接頭7在上下兩個極限位置時分別觸發所述的上行程開關和下行程開關。如圖1所示，所述夯架15上設有兩個豎直方向上的撥叉頂桿9，所述兩個撥叉頂桿 9在豎直方向上與所述兩個凸輪軸撥叉5的觸發端對齊，所述上蓋板10上設有用于撥叉頂桿9通過的通孔，如圖5所示。所述兩個撥叉頂桿9均通過一支撐架固定在夯架15上，撥叉頂桿9在夯架15上的安裝位置決定了夯錘16的工作行程，因此，撥叉頂桿15的上下位置是可調的，通過調節撥叉頂桿9在夯架15上的安裝高度可實現多噸位等級夯實能力。所述凸輪式鎖緊與釋放機構與夯錘之間為可拆卸連接。所述的連接頭7與所述的活塞桿17之間為可拆卸連接。由此形成本實用新型中的凸輪式鎖緊與釋放機構13以及連接頭7均分別為一個獨立機構，可以快速便利的進行更換維修，可以縮短因凸輪機構發生故障時的維修時間。另外，考慮到液壓缸12帶動連接頭7向下運動時是處于空載狀態，故可以采用結構簡單的增速液壓回路來提高空載行程運動速度，縮短空載行程時間，提高工作效率。本實用新型分離式行程可調高速液壓夯實機的工作原理是采用凸輪鎖緊與釋放機構實現液壓缸12與夯錘16的鎖止與釋放，即在夯錘16的提升過程中，液壓缸12與夯錘 16是通過一對偏心凸輪鎖緊位于活塞桿17底端的連接頭7而連接在一起；在夯錘16降落過程中，由于該一對偏心凸輪張開，釋放連接頭而使液壓缸12與夯錘16分離，夯錘16通過重力自由降落而沖擊底面，完成單次夯擊動作。根據施工的要求，通過調節撥叉頂桿9的安裝位置，可以控制夯錘16的工作行程，從而實現在一臺夯實機上輸出不同夯擊能量，完成不同噸位等級的夯擊任務和不同噸位等級的破碎任務。本實用新型分離式行程可調高速液壓夯實機處于自由狀態時，如圖3所示，扭簧3 帶有一定的預緊力，兩個偏心的左凸輪1和右凸輪2在扭簧3預緊作用下處于夾緊狀態。當活塞桿17帶動該連接頭7向下運動時，連接頭7頂開兩個偏心的左凸輪1和右凸輪2，并通過左凸輪1和右凸輪2中間的圓弧形溝槽定位，當活塞17帶動連接頭7插入到偏心的左凸輪1和右凸輪2之間的圓弧形溝槽一定位置后，觸發下行程開關，液壓系統油路換向，液壓缸12帶動連接頭7向上運動，此時由于扭簧3的預緊作用，偏心設置的左凸輪 1和右凸輪2夾緊連接頭7，而且隨著液壓缸12帶動連接頭7向上運動，偏心的左凸輪1和右凸輪2與連接頭7將發生自鎖，實現夯錘16的提升，如圖4所示。當夯錘16和凸輪式鎖緊與釋放機構13 —起被提升到一定高度時，凸輪軸撥叉5 與安裝在夯架15上的撥叉頂桿9發生接觸，凸輪軸撥叉5帶動偏心的左凸輪1和右凸輪2 反向轉動，使得兩偏心的左凸輪1和右凸輪2之間的偏心間距變大，此時，自鎖消除，如圖5 所示，左凸輪1和右凸輪2與連接頭7分離，夯錘16則在重力的作用下降落夯擊夯腳14，同時連接頭7觸發上行程開關，液壓系統油路換向，液壓缸12帶動連接頭7向下運動，開始下一個工作循環。盡管上面結合圖對本實用新型進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本實用新型的保護之內。
權利要求1.一種分離式行程可調高速液壓夯實機，包括夯架(15)、夯腳(14)、夯錘(16)和液壓缸(12)、液壓控制回路、上行程開關、下行程開關、電氣控制回路；其特征在于所述夯錘(16)的頂部設有一空腔，所述空腔內設有一套凸輪式鎖緊與釋放機構(13)；所述凸輪式鎖緊與釋放機構(1 包括一對偏心凸輪、兩個扭簧C3)和兩個凸輪軸撥叉 (5)，所述一對偏心凸輪由左凸輪(1)和右凸輪(2)構成，左凸輪軸線與右凸輪軸線平行，兩個扭簧C3)分別套裝在每個凸輪軸上，兩個扭簧C3)的一端分別與所在的凸輪軸固定，兩個凸輪軸撥叉( 均呈V字型，兩個凸輪軸撥叉(5)的一端分別與兩個扭簧(3)的另一端固定，兩個凸輪軸撥叉(5)的另一端是分別位于一對偏心凸輪外側上部的觸發端；液壓缸活塞桿(17)的底部設有一連接頭(7)，所述左凸輪(1)和右凸輪O)的外回轉面上均分別設有在軸向上對正的一圈圓弧形溝槽，從而在所述左凸輪(1)和右凸輪(2)之間形成一豎直方向的通道，所述通道與所述連接頭(7)在豎直方向對正；所述夯架(1 上設有兩個豎直方向上的撥叉頂桿(9)，所述兩個撥叉頂桿(9)在豎直方向上與所述兩個凸輪軸撥叉(5)的觸發端對齊。
2.根據權利要求1所述的分離式行程可調高速液壓夯實機，其特征在于所述凸輪式鎖緊與釋放機構通過安裝部件固定在所述夯錘(16)上。
3.根據權利要求1所述的分離式行程可調高速液壓夯實機，其特征在于所述兩個撥叉頂桿(9)均通過一支撐架固定在夯架(1 上。
4.根據權利要求1所述的分離式行程可調高速液壓夯實機，其特征在于所述的兩個扭簧C3)和所述的左凸輪(1)及右凸輪( 在凸輪軸的軸向上的定位均是通過軸套結構來實現定位的。
5.根據權利要求1所述的分離式行程可調高速液壓夯實機，其特征在于所述連接頭 (7)在上下兩個極限位置時分別觸發所述的上行程開關和下行程開關。
6.根據權利要求1所述的分離式行程可調高速液壓夯實機，其特征在于所述液壓回路中還包括空載行程的增速液壓回路。
7.根據權利要求1所述的分離式行程可調高速液壓夯實機，其特征在于所述的所述凸輪式鎖緊與釋放機構與夯錘之間為可拆卸連接。
8.根據權利要求1所述的分離式行程可調高速液壓夯實機，其特征在于所述的連接頭(7)與所述的活塞桿(17)之間為可拆卸連接。
專利摘要本實用新型公開了一種分離式行程可調高速液壓夯實機，包括夯架、夯腳、夯錘和液壓缸、液壓控制回路、電氣控制回路；所述夯錘的頂部設有一空腔，所述空腔內設有一套凸輪式鎖緊與釋放機構；所述凸輪式鎖緊與釋放機構包括一對偏心凸輪、兩個扭簧和兩個凸輪軸撥叉，液壓缸活塞桿的底部設有一連接頭，所述凸輪的外回轉面上均有一圈圓弧形溝槽，在所述兩凸輪之間形成一通道，所述通道與所述連接頭在豎直方向對正；所述夯架上設有兩個豎直方向上的撥叉頂桿，所述兩個撥叉頂桿在豎直方向上與所述兩個凸輪軸撥叉的觸發端對齊。本實用新型的液壓驅動系統控制簡單，在很大程度上簡化了液壓系統和整機結構，降低了整機成本，提高夯實機的可靠性和穩定性。
文檔編號E02D3/046GK202139585SQ20112025121
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月18日 優先權日2011年7月18日
發明者何柏巖, 崔國敏, 陳寺專 申請人:天津大學