18T单钢轮全液压振动压路机工作执行机构设计【说明书+CAD】
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湖南农业大学全日制普通本科生 毕业论文（设计）开题报告 学生姓名 喻岳斌 学 号 200940614110 年级专业及班级 2009 级机械设计制造及其自动化 (1)班 指导教师及职称 全腊珍 教授 学 院 工学院 2013 年 1 月 7 日 毕业论文（设计）题目 18T 单钢轮全液压振动压路机工作执行机构设计 文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等，不少于 1000字） 课题研究意义： 随着我国经济发展，程项目在不断加速。在公路，桥梁，机场，港口等以及其他工程项目对压实机械的需求量不断增大，对压实机械的性能的要求也提出了更高的要求，设计出并制造高效，节能，优越的压实工程机械，是摆在各个工厂厂家以及研究人员面前的重要课题 。 压路机的发展历史 上世纪三十年代，德国人率先使用了振动压实技术，并于四十年代发明了拖式振动压路机。振动压实技术与振动压路机的出现，彻底改变了单纯依靠增加压实机械自身重量和线压力来增强压实效果的局面。随着振动压实理论的不断研究和深入，振动压路机产品的规格 和种类也越来越多。尤其是 20 世纪 70 年代静液压传动和液压控制技术在振动压路机上的应用，使得压路机的性能显著提升，并使振动压路机迅速地成为世界压路机市场上的主导产品 。 国外振动压路机的主要制造国家有德国、美国、日本、瑞典等国家，其中有一些非常著名的公司如：德国 司和 司、美国 司、瑞典 们的产品以规格品种齐全，功能先进而占领着国际主要市场。我国国内主要生产厂家有徐州工程机械公司、洛阳建筑机械厂、柳工集团以及湖南的三一重 工、中联重科等厂家。他们的产品也能够基本满足国内用户的需求，并有一定的出口量。但总体性能不如外国知名品牌优越。 振动压路机的发展概况 压路机是工程建设中非常重要的施工设备，它是以增加工作介质（土石填方及路面铺层混合物料）密度为主要用途的施工机械，是道路与工程结构物、堤坝及路面铺装工程的主要施工设备之一。压路机被广泛应用于道路工程、港口机场、水电工程及重矿工业区等的建设，是交通运输与能源开发的有力技术装备。近年来，由于我国工程建设的发展，公路行车密度与负荷量的增加，铁路机车的提速，大型堤坝的建设以及大型飞机对跑道与停机坪的高要求，促使建筑专家们对压实机械的重要性进行重新认识。 振动压路机的国外发展状况 在国外，振动压路机技术的起步比我国相对早很多，到如今已经取得了很多重大成果。压实技术在不断地发展，振动技术也在不断地创新。例如海帕克公司等通过对两轮振动压路机的改进提高了振动频率和激振力。操作者能舒适地、自动地控制振动轮的振动频率和振幅，实现在保证压水质量的同时提高工作速度。由于从高到低设置有多级频率和振幅，使得产品能够在高速状态下压实较多结构类型的土壤，从而提高施工范围和施工效率。德国宝马公司为了满足高密实 度精度的使用要求，研制出双钢轮自动控制压实系统 系统的特点是能自动判别和控制所需压实力的大小，也称自动调幅压实系统。其主要工作装置由两根反向旋转的轴组成，工作时旋转产生的离心力经几何叠加形成定向振动，定向振动系统是 基础。 统的独到之处是振动方向可以改变，它能自动调节定向振动的振动方向，在压实过程中可根据压实面刚度的变化或压路机的行驶方向的变化调节施振方向，从而达到调节振幅的目的。为了增强压实效果和提高压实效率，国外一些产品还普遍采用了超高频振动技术，振动频率超过了 压路机迅速达到所需压实力的高输出力，可有效提高压实速 。 在智能化、网络化的应用上，德国宝马公司已将网络传输和卫星定位系统（ 用于相应的产品上。通过此系统，压路机的位置可以被非常精确地记录下来，并能确定压实的位置和保证压实质量。它通过安装在压路机上的 冲装置，将整机的工作情况如整机的工作区域、工作轨迹、碾压密实度等 号，传输到空间卫星上进行处理，经过处理的信号重新发送到安装在压路机上的 受装置上并在 上显示；并可通过地面的 号装置向压路机发出指令，启动自动调幅机构，随时调节工作激 振力的大小，以达到路面规定的密实度要求。 振动压路机国内发展状况： 1961 年西安公路交通学院与西安筑路机械厂联合开发的 3t 自行式振动压路机是国内压路机的起点。目前我国有 70 多家厂家生产振动压路机，比如徐工，柳工，三一重工，中联重科等企业，并初步形成手扶系列，拖动系列，自行系列等产品。基本满足国内的需求，并有一定的出口能力，但是，整体水平与国外仍然具有较大的差距。表现在整体型号不全；重型和超重型压路机生产较少；专用压实设备匮乏；产品质量合可靠性和自动控制等方面仍然低于国外水平。积极引进国外先进生产技术，大胆创新，开发制造出具有独立知识产权的产品，缩小与国外先进技术的差距，仍然是摆在我们面前的重大课题。 主要参考文献 1徐灏主编 M机械工业出版社 ,1992 年 4 月 2刘苏主编 M科技出版社 ,2001 年 3 月 3王昆主编 M高等教育出版社 ,2001 年 6 月 4纪名刚 濮良贵主编 M (第六版 )高等教育出版社 , 2000 年 4 月 5孙恒 陈作模主编 M高等教育出版社 ,1996 年 5 月 6朱东梅 胥北谰主编 M高等教育出版社 ,2000 年 12 月 7温松明主编 M湖南大学出版社 ,1998 年 2 月 8白同朔主编 M上海科技文献出版社 ,1993 年 6 月 9孟宪源主编 M机械工业出版社 ,1994 年 10中国国家标准汇编 M第 3 分册 中国标准出版社 ,1993 年 11上海工业大学编 M上海科学技术出版社 12东南大学主编 M机械工业出版社 13齐晓杰主编 力与气压传动技术 M化学工业出版社 注：此表如不够填写，可另加页。 研究方案 （ 研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等） 研究目的 压路机被广泛应用于道路工程、港口机场、水电工程及重矿工业区等的建设，是交通运输与能源开发的有力技术装备。近年来，由于我国工程建设的发展，公路行车密度与负荷量的增加，铁路机车的提速，大型堤坝的建设以及大型飞机对跑道与停机坪的高要求，促使建筑专家们对压实机械的重要性进行重新认识。 研究内容与方法 随着我国经济发展，我国基础工程项目建设速度在加快，公路，港口，机场以及其他建筑的建设对压实机械的需求量不断加大，对压实机械的性能要求也提出了更高的要求。设计并制造性能优越高效节能环保的压实机械成为工程机械生产厂家和研究人员面前的重要课题。 本设计完成得主要内容有： （ 1） 振动压实系统设计 （ 2） 液压控制系统设计 振动压实系统 ： 振动压实系统的主要部分是振动轮，其设计和制造质量直接影响压路机的性能。振动轮总成由振动轮体、轴承支座、左右两个振动、振动轴承、调幅装置、左右连接支架和振动马达等组成。振动轴可绕其回转轴线自由转动。工作时，液压振动马达驱动振动轴高速旋转，组装在振动轴上的偏心块随振动轴的高速旋转而产生巨大的离心力，使钢轮产生强烈振动，从而达到压实土壤（也可为其他材料）的目的。偏心块在振动马达的带动下高速旋转产生巨大的离心力，离心力迫使振动轮产生振动从而压实土壤。偏心块每旋转一周，振动轮就按照一个振幅振动一次，偏心块的转速决定了 振动轮的振动频率 称安装在振动轴上。每组偏心块由两块固定偏心块和一块活动偏心块组成。两固定偏心块通过键与轴连接，活动偏心块布置在两固定偏心块之间，通过轴套空套在振动轴上，挡销和活动偏心块与两固定偏心块组装成一个部件后装入振动轮 振动轴用轴承外圈安装在振动轴承座上，振动轴安装在轴承内圈上。旋转动力由振动轴的带键端输入。当振动轴旋转时，带动偏心块一起旋转。所产生的离心力的方向就是固定偏心块与活动偏心块的合力方向。由于轴承内圈是在振动轴上，当振动轴旋转时，轴承内圈也跟着同步旋 转。当旋转稳定时，偏心块相对于轴承内圈没有位置变化，所以对于轴承内圈来说，偏心块产生的离心力只作用于轴承内圈轨道的局部，在轴承内圈上受的是局部负荷 安装在振动轴承座孔上，它有两种工况，一种是随振动轮 1 的停止转动而静止，另一种是随振动轮的前进、倒退而转动。振动轮 1 与振动轴的转动速度相比，相对较慢。分析这两种工况，偏心块产生的离心力基本是顺序作用在轴承外圈轨道的整个圆周上，所以在轴承外圈上所受的是循环负荷。振动轴旋转一周内，轴承外圈上所受的力有所不同。如图所示。当活动偏心块和固定偏心块同时到达最高点时 ，由于振动轮设计中，振动轮在振动工况下要有一定振幅，所以要求偏心块产生的离心力大与振动的整个质量。所以当偏心块同时到达最高点时 ,由于离心力作用，能将振动轮整个提高地面；儿当固定偏心块和活动偏心块同时转到最低点 b 时，真个振动轮被大地托住，所以轴承外圈上 b 点受到的力大于 a 点。 振动轴受力分析图 液压控制系统 ： 18T 单钢轮全液压型振动压路机采用液压转向系统，主要由转向齿轮泵、全液压转向器、转向油缸和压力油管组成。液压转向系统安装在后车架上，后车架通过中心铰接架与前车架连接，通过转向油缸的伸缩控制整车的转向 。采用液压控制在压实质量，压实速度，驱动性能操作舒适性与可靠性都明显强于机械控制，而且最大的特点，液压控制能实现无极调速，并且很好的解决拥土与表面裂纹等问题，因此
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