一种用于市政窨井施工的压力可调型垂直旋转压实机的制作方法

1.本发明属于市政窨井施工领域，特别涉及一种用于市政窨井施工的压力可调型垂直旋转压实机。


背景技术：

2.在市政路面施工中，窨井处的施工与维护一直是难点。城市道路窨井与井周路面结构刚度不一致，特别是沥青混凝土路面，它们之间会出现由刚到柔(或由柔到刚)的过渡段，而传统的压实机械行进方向和碾压轮转轴方向均与路面平行，这就导致窨井周围无法利用传统施工机械压实，否则会导致窨井井壁的变形，因而往往采用人工进行密实，容易造成窨井周围的回填土密实度不够、基础条件不良。当窨井受到车辆荷载后，荷载通过井盖、井体传到土基。如果井体下面的基础没有足够强度，土基就会被压缩而使井体和井盖整体下沉，从而导致周围路面出现局部的开裂和差异沉降。同时，刚性井盖与柔性路面的受力有差别，长时间经受汽车碾压，造成井周的路面发生开裂、剥落，导致窨井发生沉降，经长时间不断的累积，井周边路面容易产生收缩裂缝或发生不均匀沉降。
3.目前，针对道路窨井井周压实度不足导致后期病害等问题，现有的解决方案往往采用预制式高强度窨井的方式，如专利号为cn107460890 a的“一种城市沥青砼道路窨井施工方法”中提出在密井灰土层上的井周设置浇筑水稳基层，采用切割破除出腔室后，再分三层三次浇筑加固层，提高井周道路基层及该部位井筒的结构强度的技术方案。该方法虽然能提高窨井的强度，但是施工工艺较为复杂，并且增加了后期出现病害时的修补难度。而针对市政道路窨井施工的专用压实机械的研究却鲜见报端，目前还尚未出现能够对窨井井周进行有效压实的专用压实机械。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于市政窨井施工的压力可调型垂直旋转压实机，以解决上述问题。
5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种用于市政窨井施工的压力可调型垂直旋转压实机，包括碾压总成、驱动总成、推拉液压缸和支撑架；推拉液压缸设置在支撑架内顶部，推拉液压缸的输出端连接驱动总成，驱动总成连接碾压总成；
7.碾压总成包括碾压转盘和碾压轮；碾压轮安装在碾压转盘的底部平面，碾压轮的安装形式包括一组三轮和一组四轮两种，两种安装形式各四组，各组碾压轮径向排列，呈“米”字形间隔布置在碾压转盘底部。
8.进一步的，一组三轮的安装方式中三个碾压轮的安装位置分别对应一组四轮的安装方式中四个碾压轮之间的三个间隙；每一组碾压轮中各轮的转动均是独立的；所有碾压轮包络面的顶点在同一平面内；碾压轮为静碾钢轮。
9.进一步的，碾压转盘底部中心设置有定位环，定位环直径与窨井内径相同，在压实
机工作时定位环插入窨井中并与窨井井壁相配合；碾压总成通过法兰与驱动总成连接。
10.进一步的，驱动总成包括减速箱、主轴承、压紧环、液压马达和大齿圈；主轴承安装在减速箱内部，压紧环安装在减速箱底部，压紧环外径与减速箱相同，内径大于主轴承内径；压紧环、主轴承和变速箱之间通过长螺杆固定；液压马达设置在减速箱顶部，液压马达输出端连接齿轮，齿轮与齿圈啮合传动。
11.进一步的，主轴承包括轴承上圈、轴承中圈、轴承下圈、轴承内圈和滚子；轴承上圈安装在减速箱内部顶端，和轴承内圈之间设置有第一止推滚子；轴承中圈紧贴轴承上圈安装，和轴承内圈之间设置有滚动滚子；轴承下圈紧贴轴承中圈安装，和轴承内圈之间设置有第二止推滚子；轴承内圈内径与齿圈固接，下端与法兰通过长螺栓连接。
12.进一步的，液压马达共四组，在减速箱顶端呈“十”字形分布。
13.进一步的，支撑架包括支撑圆盘、限位环、支撑壁、立柱和支撑肋板；两个限位环上下对称设置在支撑壁上，两个限位环之间设置有立柱，顶部的限位环内设置有支撑圆盘；支撑肋板设置在支撑壁上。
14.进一步的，推拉液压缸沿减速箱径向对称布置，通过销轴与减速箱和支撑架上端支撑圆盘连接。
15.与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
16.本发明针对路面窨井的特殊结构导致无法使用传统压路机进行有效压实的问题，采用静力垂直旋转碾压的压实方式，能够对路面窨井井周进行有效压实。
17.本发明采用八组共计28个静碾钢轮对窨井井周进行碾压，一组三轮的安装方式中三个碾压轮的安装位置分别对应一组四轮的安装方式中四个碾压轮之间的三个间隙。每一组碾压轮中各碾压轮的转动均是独立的，所有碾压轮包络面的顶点在同一平面内，能够保证碾压面没有间隙，达到较好的碾压效果。
18.本发明所设计的碾压转盘下端设置有定位环，在碾压时定位环深入窨井中，用以确定碾压位置并防止碾压转盘的横向位移，定位环还对窨井井壁起到支撑作用，防止井周路面向窨井内挤压。
19.本发明所设计的主轴承功能集成性高，能够同时实现双向止推、周向滚动和动力传动功能。其轴承内圈与碾压转盘通过螺栓连接，其内径设置有大齿圈，能够同时实现动力的减速和传动；轴承内圈与轴承上圈之间的第一止推滚子、轴承内圈与轴承下圈之间的第二止推滚子可以保证轴承内圈在轴向方向的运动；轴承内圈与轴承中圈之间的滚动滚子可以保证轴承内圈在周向的旋转运动。
20.本发明采用液压马达提供动力，四组液压马达通过小齿轮带动大齿圈旋转，通过轴承内圈带动碾压转盘旋转。四组液压马达分布合理，动力强劲，能够提供宽阔的转速带宽，并能实现转速的无级调节。
21.本发明在减速箱下部设置有压紧环，压紧环外径与减速箱相同，内径小于轴承内圈内径，通过贯穿主轴承和减速箱的长螺杆连接整个驱动总成，保证了主轴承安装的紧密。
22.本发明使用两组对称布置的推拉液压缸连接驱动总成和支撑架。在工作时，液压缸伸长使碾压轮接触待压实面，在碾压转盘进行旋转压实时，液压缸可以继续对驱动总成施加推力，在原有的质量重力基础上增大压实力，提高压实效果，所增加的推力可动态调节，以适应不同压实对象；在不工作或机械转移时，液压缸收起使得碾压轮远离地面，以保
护工作装置。
23.本发明所设计的支撑架顶部为上支撑盘，能够对整个工作装置进行支撑，其中部设置有限位环，与减速箱外壳配合，能够防止工作装置的横向不良位移。
24.本发明集成性高，可以满足一般的市政路面窨井井周压实要求，便捷高效。
附图说明
25.图1是本发明的整体结构示意图；
26.图2是本发明的碾压总成结构示意图；
27.图3是本发明的碾压轮分布示意图；
28.图4是本发明的驱动总成结构示意图；
29.图5是本发明的支撑架结构示意图；
30.其中：1
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碾压总成，2
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驱动总成，3
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推拉液压缸，4
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支撑架，101
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定位环，102
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碾压轮，103
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碾压转盘，104
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法兰，201
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压紧环，202
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第二止推滚子，203
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轴承下圈，204
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滚动滚子，205
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轴承中圈，206
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轴承上圈，207
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减速箱，208
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长螺杆，209
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第一止推滚子，210
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液压马达，211
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齿轮，212
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齿圈，213
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轴承内圈，214
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长螺栓，401
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限位环，402
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支撑立柱，403
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上支撑盘，404
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支撑壁，405
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支撑肋。
具体实施方式
31.以下结合附图对本发明进一步说明：
32.请参阅图1
‑
5，本发明所述一种用于市政窨井施工的压力可调型垂直旋转压实机，包括碾压总成1、驱动总成2、推拉液压缸3、支撑架4。
33.参阅图2
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3，所述碾压总成1包括碾压转盘103和碾压轮102。所述碾压轮102安装在碾压转盘103的底部平面，所述碾压轮102为静碾钢轮，能够对窨井井周进行有效压实。所述碾压轮102的安装形式包括一组三轮和一组四轮两种，两种安装形式各四组，共计28个，各组碾压轮102径向排列，呈“米”字形间隔布置在碾压转盘103底部。所述一组三轮的安装方式中三个碾压轮102的安装位置分别对应一组四轮的安装方式中四个碾压轮102之间的三个间隙，能够保证碾压路径没有间隙。每一组碾压轮102中各轮的转动均是独立的。所有碾压轮102包络面的顶点在同一平面内。
34.所述碾压转盘103底部中心设置有定位环101。定位环101直径与窨井内径相同，在压实机工作时定位环101插入窨井中并与窨井井壁相配合，对所述压实机起到定位作用并防止碾压转盘103的横向位移，所述定位环101还对窨井井壁起到支撑作用，防止井周路面向窨井内挤压。所述碾压总成1通过法兰104与驱动总成2连接。
35.参阅图4，所述驱动总成2包括减速箱207、主轴承、压紧环201、液压马达210和大齿圈212。所述主轴承安装在减速箱207内部，压紧环201安装在减速箱207底部，其外径与减速箱207相同，内径大于主轴承内径。所述压紧环201、主轴承和变速箱207之间通过长螺杆208固定，保证了主轴承安装的紧密。所述液压马达210穿过减速箱207顶部，带动小齿轮211与大齿圈213啮合传动；所述液压马达210共四组，在减速箱207顶端呈“十”字形分布，动力强劲，能够提供宽阔的转速带宽，并能实现转速的无级调节。
36.所述主轴承功能集成性高，能够同时实现双向止推、周向滚动和动力传动功能，包
括轴承上圈206、轴承中圈205、轴承下圈203、轴承内圈213和滚子。轴承上圈206安装在减速箱207内部顶端，和轴承内圈213之间设置有第一止推滚子209；轴承中圈205紧贴轴承上圈206安装，和轴承内圈213之间设置有滚动滚子204；轴承下圈203紧贴轴承中圈206安装，和轴承内圈213之间设置有第二止推滚子202。所述第一止推滚子209、第二止推滚子202可以保证轴承内圈213在轴向方向的运动；所述滚动滚子204可以保证轴承内圈213在周向的旋转运动。所述轴承内圈213内径与大齿圈212固接，下端与法兰104通过长螺栓214连接。
37.参阅图1，所述驱动总成2与支撑架4之间设置有推拉液压缸3。所述推拉液压缸3沿减速箱径向对称布置，通过销轴与减速箱207和支撑架4上端支撑圆盘402连接。所述液压缸3在所述压实机工作时伸长使碾压轮102接触待压实面，在碾压总成1进行旋转压实时，液压缸3可以继续对驱动总成2施加推力，在原有的质量重力基础上增大压实力，提高压实效果，所增加的推力可动态调节，以适应不同压实对象；所述液压缸3在所述压实机不工作或转移时收起使得碾压轮102远离地面，以保护工作装置。
38.参阅图5，所述支撑架4能够对整个工作装置进行支撑。所述支撑架4顶部设置有支撑圆盘403，中部设置有限位环401，与减速箱207外壳配合，能够防止工作装置的横向不良位移；所述支撑圆盘403和限位环401固接在支撑壁404上，两者之间设置有立柱402，用以平衡支撑圆盘403所受推力；所述支撑架4后部设置有支撑肋板405，用以支撑整机并提供在自行式车体上的安装位置。
39.在本发明中，碾压位置的调整、压实装置的旋转、压实压力的调节等功能均可以由驾驶员在驾驶室中完成，大大降低了施工难度，节约了人力成本。