一种液压振捣棒机载硬棒结构的制作方法

1.本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种液压振捣棒机载硬棒结构。


背景技术：

2.目前在混凝土浇筑仓号内狭小的空间，大型的振捣设备不能够进入施工，及在仓号模板边缘大型振捣臂易振塌模板，目前都利用人工电振动棒施工振捣的区域。
3.电动振捣棒的自身结构设计及原理决定了电动振捣棒的震动完全取决于定子和转子之间的极性变换，正常的电动振捣棒内部的定子和转子间隙是固定不变的，但是，在实际施工过程中，由于电动振捣棒插入混凝土的力很大，棒体周围的压力也很大，这容易造成定子和转子的间隙变化，从而烧毁绕组线圈，使电动振捣棒不能正常工作。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种液压振捣棒机载硬棒结构，旨在解决现有技术中的电动振捣棒插入混凝土的力很大，棒体周围的压力也很大，这容易造成定子和转子的间隙变化，从而烧毁绕组线圈，使电动振捣棒不能正常工作的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的一种液压振捣棒机载硬棒结构，包括外套筒和振动装置；所述振动装置包括液压马达、联轴件、偏心轴、供能组件和支撑组件，所述液压马达与所述外套筒固定连接，并位于所述外套筒内，所述联轴件与所述液压马达的输出轴固定连接，并与所述外套筒转动连接，且位于所述外套筒靠近所述液压马达的一侧，所述偏心轴与所述外套筒转动连接，并与所述联轴件固定连接，且位于所述联轴件远离所述液压马达的一侧，所述供能组件与所述液压马达固定连接，所述支撑组件与所述液压马达固定连接，并与所述联轴件转动连接，且与所述偏心轴转动连接。
6.其中，所述供能组件包括油管和快换接头，所述油管与所述液压马达固定连接，并位于所述液压马达远离所述联轴件的一侧；所述快换接头与所述油管固定连接，并位于所述油管远离所述液压马达的一端。
7.其中，所述支撑组件包括上轴承、下轴承和轴承安装构件，所述上轴承与所述外套筒固定连接，并与所述偏心轴转动连接，且位于所述偏心轴靠近所述联轴件的一端；所述下轴承与所述外套筒固定连接，并与所述偏心轴转动连接，且位于所述偏心轴远离所述联轴件的一端；所述轴承安装构件与所述上轴承固定连接，并与所述下轴承固定连接。
8.其中，所述轴承安装构件包括上轴承座和下轴承座，所述上轴承座与所述外套筒固定连接，并与所述上轴承转动连接，且位于所述外套筒靠近所述上轴承座的一侧；所述下轴承座与所述外套筒固定连接，并与所述下轴承转动连接，且位于所述外套筒靠近所述下轴承的一侧。
9.其中，所述轴承安装构件还包括上垫片和上锁紧螺母，所述上垫片与所述偏心轴固定连接，并位于所述偏心轴靠近所述联轴件的一端；所述上锁紧螺母与所述上垫片转动连接，并与所述联轴件固定连接，且与所述上轴承座固定连接，所述锁紧螺母位于所述上垫
片远离所述联轴件的一侧。
10.其中，所述轴承安装构件还包括下垫片和下锁紧螺母，所述下垫片与所述偏心轴固定连接，并位于所述偏心轴远离所述联轴件的一端；所述下锁紧螺母与所述下垫片转动连接，并与所述外套筒固定连接，且与所述下轴承座固定连接，所述锁紧螺母位于所述下垫片远离所述联轴件的一侧。
11.其中，所述支撑组件还包括马达连接座，所述马达连接座与所述液压马达固定连接，并与所述外套筒固定连接，且位于所述液压马达和所述外套筒之间。
12.其中，所述支撑组件还包括o型密封圈，所述o型密封圈与所述液压马达抵接，并与所述外套筒抵接，且位于所述外套筒和所述液压马达之间。
13.其中，所述振动装置还包括中间连接套和硬棒棒尾，所述中间连接套与所述外套筒可拆卸连接，并与所述油管固定连接，且位于所述外套筒靠近所述油管的一侧；所述硬棒棒尾与所述中间连接套可拆卸连接，并与所述油管固定连接，且位于所述中间连接套远离所述外套筒的一侧。
14.本发明的一种液压振捣棒机载硬棒结构，通过外部的油液为所述液压马达提供驱动力，所述液压马达头部输出轴通过所述联轴件与所述偏心轴连接；所述液压马达驱动所述偏心轴使其高速旋转，由于所述偏心轴自身具有一定的重量，又因具有一定的偏心距和转动产生一定的转矩，导致所述偏心轴在所述液压马达的驱动下的具有巨大的离心力；所述偏心轴两端分别与所述上轴承和所述下轴承过盈配合，所述上轴承和所述下轴承分别装在所述上轴承座和所述下轴承座上，所述上轴承座和所述下轴承座与所述外套筒过盈配合，最终，所述偏心轴的离心力传动到棒体上，使振捣棒体高频震动。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本发明的液压振捣棒机载硬棒的主视图。
17.图2是本发明的液压振捣棒机载硬棒的左视图。
18.图3是本发明的振动装置的结构示意图。
19.图4是本发明的图3的a处放大图。
20.图5是本发明的图3的b处放大图。
21.图中：1-外套筒、2-振动装置、21-液压马达、22-联轴件、23-偏心轴、24-供能组件、25-支撑组件、26-中间连接套、27-硬棒棒尾、100-液压振捣棒机载硬棒结构、241-油管、242-快换接头、251-上轴承、252-下轴承、253-轴承安装构件、 254-马达连接座、255-o型密封圈、2531-上轴承座、2532-下轴承座、2533-上垫片、2534-上锁紧螺母、2535-下垫片、2536-下锁紧螺母。
具体实施方式
22.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
24.请参阅图1至图5，本发明提供了一种液压振捣棒机载硬棒结构100，包括外套筒1和振动装置2；所述振动装置2包括液压马达21、联轴件22、偏心轴 23、供能组件24和支撑组件25，所述液压马达21与所述外套筒1固定连接，并位于所述外套筒1内，所述联轴件22与所述液压马达21的输出轴固定连接，并与所述外套筒1转动连接，且位于所述外套筒1靠近所述液压马达21的一侧，所述偏心轴23与所述外套筒1转动连接，并与所述联轴件22固定连接，且位于所述联轴件22远离所述液压马达21的一侧，所述供能组件24与所述液压马达21固定连接，所述支撑组件25与所述液压马达21固定连接，并与所述联轴件22转动连接，且与所述偏心轴23转动连接。
25.进一步地，请参阅图1至图3，所述供能组件24包括油管241和快换接头 242，所述油管241与所述液压马达21固定连接，并位于所述液压马达21远离所述联轴件22的一侧；所述快换接头242与所述油管241固定连接，并位于所述油管241远离所述液压马达21的一端。
26.进一步地，请参阅图3至图5，所述支撑组件25包括上轴承251、下轴承 252和轴承安装构件253，所述上轴承251与所述外套筒1固定连接，并与所述偏心轴23转动连接，且位于所述偏心轴23靠近所述联轴件22的一端；所述下轴承252与所述外套筒1固定连接，并与所述偏心轴23转动连接，且位于所述偏心轴23远离所述联轴件22的一端；所述轴承安装构件253与所述上轴承251 固定连接，并与所述下轴承252固定连接。
27.进一步地，请参阅图4和图5，所述轴承安装构件253包括上轴承座2531 和下轴承座2532，所述上轴承座2531与所述外套筒1固定连接，并与所述上轴承251转动连接，且位于所述外套筒1靠近所述上轴承座2531的一侧；所述下轴承座2532与所述外套筒1固定连接，并与所述下轴承252转动连接，且位于所述外套筒1靠近所述下轴承252的一侧。
28.进一步地，请参阅图1，所述轴承安装构件253还包括上垫片2533和上锁紧螺母2534，所述上垫片2533与所述偏心轴23固定连接，并位于所述偏心轴 23靠近所述联轴件22的一端；所述上锁紧螺母2534与所述上垫片2533转动连接，并与所述联轴件22固定连接，且与所述上轴承座2531固定连接，所述锁紧螺母位于所述上垫片2533远离所述联轴件22的一侧。
29.进一步地，请参阅图4和图5，所述轴承安装构件253还包括下垫片2535 和下锁紧螺母2536，所述下垫片2535与所述偏心轴23固定连接，并位于所述偏心轴23远离所述联轴件22的一端；所述下锁紧螺母2536与所述下垫片2535 转动连接，并与所述外套筒1固定连接，且与所述下轴承座2532固定连接，所述锁紧螺母位于所述下垫片2535远离所述联轴件22的一侧。
30.进一步地，请参阅图3和图4，所述支撑组件25还包括马达连接座254，所述马达连接座254与所述液压马达21固定连接，并与所述外套筒1固定连接，且位于所述液压马达21
和所述外套筒1之间。
31.进一步地，请参阅图4，所述支撑组件25还包括o型密封圈255，所述o 型密封圈255与所述液压马达21抵接，并与所述外套筒1抵接，且位于所述外套筒1和所述液压马达21之间。
32.进一步地，请参阅图3，所述振动装置2还包括中间连接套26和硬棒棒尾 27，所述中间连接套26与所述外套筒1可拆卸连接，并与所述油管241固定连接，且位于所述外套筒1靠近所述油管241的一侧；所述硬棒棒尾27与所述中间连接套26可拆卸连接，并与所述油管241固定连接，且位于所述中间连接套 26远离所述外套筒1的一侧。
33.在本实施方式中，本产品的液压振捣棒直径只有重量为 16kg，离心力只有11kn，所以可以代替rbkj150l型液压振捣棒，振捣模板边缘区域；振捣频率为0-175hz，振捣频率范围大，使用范围更广，即可以振捣大骨料的3、4级配混凝土料，也可以施工小颗粒1、2级配混凝土浮浆，即可以振捣常态混凝土也可振捣变态混凝土。由于本产品的重量轻，所需搭载底盘的机器相对应体积也小，如小体积混凝土的浇筑，水垫塘、二道坝、进水口、地下厂房等；液压振捣棒主要由所述外套筒1、所述马达连接座254、所述液压马达21、所述中间连接套26、所述振捣棒尾部、所述o型密封圈255、所述上轴承座2531、所述下轴承座2532、所述上轴承251、所述下轴承252、所述偏心轴23、所述油管241及所述快换接头242组成。下面是振捣棒体内部的连接结构描述：
34.所述马达连接座254通过内螺纹与所述外套筒1的外螺纹紧密连接，两者联接处加有所述o型密封圈255，所述o型密封圈255的作用是防止棒体外面杂质进入振捣棒体内部，振捣棒的所述外套筒1内部从上到下依次装有所述上锁紧螺母2534、所述上垫片2533、所述上轴承座2531、所述上轴承251、所述偏心轴23、所述下轴承252、所述下垫片2535、所述下锁紧螺母2536；为防止在棒体震动过程中所述上轴承座2531的轴向串动，因此在所述偏心轴23两端分别用锁紧螺母固定其位置；所述上轴承座2531与所述下轴承座2532分别与两个轴承过度配合，四个轴承与一根所述偏心轴23过盈配合，轴端通过所述联轴件22与所述液压马达21头部转轴连接，所述液压马达21为转动轴提供动力，所述联轴件22起到缓冲连接的作用；所述液压马达21通过螺钉紧紧地固定在所述马达连接座254上；所述液压马达21尾部进出油口与外部的2根所述油管 241接入所述液压马达21。实现所述液压马达21头部转轴高速转动，通过所述连轴件带动所述偏心轴23做高速旋转，从而产生离心力和振幅，使其实现高频震动；振捣棒的工作装置是其外壳，主要由振捣棒所述外套筒1和棒壳体通过螺纹联成一体；液压振捣棒所述外套筒1、所述马达连接座254、所述中间连接套26、所述硬棒棒尾27都是通过左旋螺纹连接，使用左旋螺纹的好处在于振捣棒震动过程中会使各部件的连接越来越紧，防止各个部件由于施工过程中震动而松动。
35.液压振捣棒的工作原理是：外部的油液为所述液压马达21提供驱动力，所述液压马达21头部输出轴通过所述联轴件22与所述偏心轴23连接；所述液压马达21驱动所述偏心轴23使其高速旋转，由于所述偏心轴23自身具有一定的重量，又因具有一定的偏心距和转动产生一定的转矩，导致所述偏心轴23在所述液压马达21的驱动下的具有巨大的离心力；所述偏心轴23两端分别与所述上轴承251和所述下轴承252过盈配合，所述上轴承251和所述下轴承252分别装在所述上轴承座2531和所述下轴承座2532上，所述上轴承座2531和所述下轴承座2532与所述外套筒1过盈配合，最终，所述偏心轴23的离心力传动到棒体上，使
振捣棒体高频震动。
36.此型号液压振捣棒的主要技术参数详解：
37.振动频率
38.f＝n/60
39.式中：f—振动频率，hz；
40.n—转轴的转速，r/min.
41.振动器的振动频率是影响密实度的重要因数，只有振动器的振动频率与混凝土颗粒的共振频率相同或相近，才能达到最佳密实效果。由于颗粒的共振频率取决于颗粒的尺寸，大颗粒对低频起反应而小颗粒对高频起反应。对骨料颗粒大而光滑的混凝土，应选用低频、振幅大的插入式振捣器。干硬性混凝土则选用高频振动器，这有利于增加液化作用，扩大密实范围，缩短捣实时间，改善密实效果，但不适用流动性较大的混凝土，否则混凝土将产生离析现象。我们知道，所有的聚合物分子都有一个自带的振动频率来维持它们自身的颗粒大小，细小的颗粒引发高频振动而粗糙的颗粒则引发低频振动，事实上，它们根据各自的重量来做出自动反应，颗粒越粗，它们震动的反应越慢，频率越小。
42.常规rbkj150l型振捣棒专门为大型水泥混凝土浇筑施工工程而设计，它要求有一个相对的低频率(117-133hz)，适用于常态混凝土3、4级配大骨料的振捣施工。由于本产品选用本公司生产专用高速液压马达21，最高转速可达 10500rpm,控制输入流量0-15l/min时振动频率为0-175hz.本产品的振捣频率范围大，使用范围更广阔。既可以振捣大骨料的3、4级配混凝土骨料，也可以施工小颗粒1、2级配混凝土浮浆，即可以振捣常态混凝土也可振捣变态混凝土。
43.2、振捣棒振幅
44.当偏心式振动器工作时，由于混凝土阻尼对振动棒体或附着质量对机座的影响，每一个瞬间，振动器的振幅都处于变化中，着给定量分析带来不便。实际使用中，往往用空载振幅来代替瞬时振幅。振动器的空载振幅也叫最大振幅，其公式用下式表示：
45.a0＝me/m
46.式中：a0——最大振幅，m；
47.m——回转偏心质量，kg；
48.e——偏心距，m；
49.m——振动棒体(或振动机体)质量，kg.
50.对于相同的批量混凝土，振幅与频率成反比：振幅越小，混凝土的状况越良好，而大量的混凝土施工需要高振幅，从理论角度上来考虑，这取决于振捣棒重力矩比率的瞬间，这是对于一个真实的振捣器的功率的反映。
51.3、离心力
52.离心力是由于不平衡的偏心质量转轴作高速旋转时产生，通过轴承传递给棒体，从而使棒体产生剧烈震动。所述偏心轴23每转一周，棒体随之振动一次。新拌制的混凝土混合料，其内部存在摩擦力和气隙。为了密实混凝土，在混凝土内插入振动器，产生的振动力将消除内摩擦力及气隙缺陷，以便使混凝土在允许的方向上产生位移，液化的灰浆能填补气隙。
53.根据离心力的计算公式离心力f＝meω＝me4πf
54.式中：f——离心力(激振力)，n；
55.m——偏心轴23的质量，kg；
56.e——偏心距，m；
57.ω＝2πf,偏心轴23的旋转角速度，rad/s；
58.f——振动频率，hz.
59.目前在国内使用的直径150型液压振捣棒的离心力高达13.6-17.8kn，所以在靠近模板边缘的混凝土振捣时，不得不使用离心力更小的人工电振捣来代替机械化振捣。因为目前液压振捣机搭载液压振捣棒的型号均为150型的，离心力太大，在仓号靠近模板边缘振捣混凝土时，容易造成模板坍塌或移位，发生安全事故。
60.由公式计算所得本系列产品的最大离心力只有11kn,可以在靠近模板边缘振捣，不会发生震塌模板或使其移位的现象。
61.4、振捣棒长度
62.混凝土施工需要分成尽可能统一的层面以达到最好的抗振效果，而一般大坝混凝土浇筑坯层厚度在500mm可以最大限度地防止出现臃包现象，所以振捣棒有效振捣长度的设计需要达到或超过这个值；
63.本系列产品的振动器有效振捣长度均达到为580mm，超过大型水电站大坝的混凝土浇筑的坯层厚度要求，能够满足大型水电站混凝土浇筑的施工要求。
64.5.振捣棒的重量
65.对振捣棒重量的设计相对于其装配来说至关重要，其一，振捣棒装载在挖掘机上构成液压振捣车时，液压振捣棒重量轻便，对应的振捣车重量也轻，那么施工时其起吊装置要求条件也不用单一的缆机，塔吊或起重机也可以完成设备的起吊入仓任务，这样可以大大的降低了施工条件节省了施工成本；其二，振捣棒重量轻，相应的振捣机重量轻，在混凝土上行走时能够轻松自如，不容易下陷；其三，振捣棒重量轻，则棒体的振幅大，振捣效果越好；其四，振捣棒重量轻，对于人工振捣时，可减轻工人的负重，降低工人的疲劳强度。
66.对于本产品经过精密的设计，把棒体的重量控制在16kg，而常规rbkj150 型，单个振捣棒重量为66公斤左右，加长rbkj150l型的振捣棒的单个重量为 68公斤左右。
67.此型号液压振捣棒的特点：
68.1.体积小，占地面积小，不受空间限制，任何地方都可以使用。
69.2.重量轻，重量只有16kg,搭载机器质量轻，吊装不受限制。
70.3.机动灵活(自我行走自带动力)，效率高。
71.4.应用面积广。
72.5.振捣棒振捣能力强(单根21立方米/小时)
73.6.此棒内无润滑冷却油，可以直插斜插任意角度插入混凝土振捣。
74.7.液压振捣棒使用寿命长，是电振捣棒的10-20倍。
75.在实际工作中，70型液压振捣棒机载硬棒与挖掘机的底座装载在一起，组成一套总成，这套总成包括多个液压振捣棒总成、振捣棒架总成、自行液压挖掘机总成(为液压和电气控制有特殊要求)等组成。
76.其工作原理是将液压泵柴油机的机械能转换为液压能，通过所述油管241 到达前端分流阀，通过所述油管241输入到各个振动器的振捣棒棒体内，所述油管241连接到所述
液压马达21，所述液压马达21再将液压能转换为机械能，经所述联轴器使所述偏心轴23旋转，从而产生振动。
77.本产品主要针对大坝混凝土的浇筑后的振捣，振捣的目的是尽可能减少混凝土中的空隙以清除混凝土内部的孔洞并使混凝土及埋件紧密结合，从而保证混凝土的最大密实度提高混凝土质量。传统的混凝土浇筑方式为人工振捣，即由人携带一根重量较轻、直径较小的振动棒在混凝土中对混凝土振捣，这种振捣方式较为单一，而且工作量巨大。存在振捣效率低下、振捣后混凝土混合质量不易保证、施工不方便、工人劳动强度大等缺点。而采用本振捣器进行振捣将产生高频率的振动使混凝土在其振动的作用下内摩擦力和粘结力大大降低使干稠的混凝土获得了流动性，并在重力的作用下骨料互相滑动而紧密排列空隙由砂浆所填满空气被排出从而使混凝土密实并填满模板内部空间使其内部紧密结合。
78.以下为本产品在实际施工中的优点：
79.1、70型液压振捣棒机载硬棒主要通过油液驱动，多根振捣棒一起装在挖机上，挖机底盘随身携带油箱，整机不需要外接电源，可以随意开动到任何工作的环境，特别适合在荒郊野外、大山深处作业。
80.2、施工过程中，70型液压振捣棒机载硬棒不需要外接动力电，因此不需要拖着电缆行走，极大地降低了设备成本。
81.3、70型液压振捣棒机载硬棒在工作时，由于没有外接电缆，因此不会发生触电等安全事故。
82.4、本产品为70型液压振捣棒机载硬棒，主要是高速液压马达21为振捣棒体提供旋转动力，液压振捣棒的结构紧凑。转动轴的旋转依靠高速液压马达21 头部输出轴的转动，不存在定子与转子激磁极性变换的转动，因此，可以克服振捣棒体插入混凝土的力与棒体周围的压力，避免了像电动振捣棒那样由于插入混凝土时的力和棒体周围的压力过大而烧坏线圈现象。以保证现场工作顺利进行。
83.5、70型液压振捣棒机载硬棒与挖机连接在一起，挖机自身配带一套液压装置，可以为液压振捣棒提供足够的油液压力和流量，达到资源整合，资源充分合理利用，极大地节约了成本。
84.6、本70型液压振捣棒机载硬棒工作过程中产生的故障几乎为零，能够保证工期按期完成，后期的维修保养成本低。
85.7、液压振捣棒在水电站修建中非常实用，以大型水电站水泥混凝土浇筑600 万方至1000万方计算，建设周期可以缩短60％-80％。施工效率高，比运用电动振捣棒振捣后的混凝土质量高。
86.8、工作时只需要一个工人在驾驶室内操作，操作简便，劳动强度低，极大地解放了劳动力资源。
87.9、70型液压振捣棒机载硬棒在工作过程中插入拔出的速度快，并且插入角度不受限制，可以垂直插入也可倾斜任意角度插入，以免在混凝土中留下空隙，每次插入振捣的时间为10—15秒左右，并以混凝土不再显著下沉，不出现气泡，开始泛浆时为准。既增加了混凝土的浇筑效率，又提高了混凝土的浇筑质量。
88.10、由于本产品70型液压振捣棒机载硬棒的重量轻，所需搭载挖机底盘的机器相对应体积也小，可以代替大型振捣机受限制不能进入施工的混凝土振捣场所，如小体积混
凝土的浇筑，水垫塘、二道坝、进水口、地下厂房等
89.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。