（机械工程专业论文）yz16单钢轮振动压路机设计.pdf

v 6 5 45 3 y z l6 单钢轮振动压路机设计 机械工程领域 工程硕士王世良指导教师姚进、朱佩和 摘要 本文以成都工程机械( 集团) 公司新产品丌发项目为背景，对y z l 6 振动压 路机振动参数设计、振动轮及振动轴承可靠性设计、整机稳定性分析、振幅差 异分析、振动参数测试等进行了设计研究，其研究成果已应用于y z 系列振动 压路机设计。本文的主要成果如下： 1 对整机工作质量、振动频率、振幅、激振力、发动机功率等压路机压 实作业中重要的振动性能参数及振动轮等关键技术结构进行研究及确定，综合 分析了目前有关振动压路机总体及振动轮理论，为研究工作提供坚实的理论基 础。 2 对作为y z 系列压路机振动轮设计平台的1 4 t 压路机振动轮存在的振动 轮故障率较高的质量故障进行统计分析，把提高振动轴承寿命、避免振动轴承 过早失效作为重点技术攻关课题加以研究分析，并对作为设计平台的y z l 4 振 动压路机振动轮部件的结构和技术进行改进研究。 3 根据弹性流体动力润滑理论对振动轴承润滑状态计算分析，选择合适 的运动粘度及抗氧化稳定性好的润滑油，调整润滑油粘度或使用合适的添加 剂改善润滑，较好解决了振动轴承座温升高时润滑油膜建立困难的问题，保证 滚动体和滚道接触面间能够形成足够薄的油膜。 4 将振动轮整体焊接式结构改为可拆卸式激振室结构( 即独立激振室) ， 有效提高振动轴承使用寿命。 5 采用有限元分析软件对压路机振动轮两侧存在的振幅差异所产生的危 害和原因进行计算和分析，得到振动轮本身质量的偏心是振幅差异产生的主要 原因。 6 通过对振动压路机振动轮振动参数的测试研究，得出测试方法、测试 j ，况、数据处理和振动信号性质的判断依据，并通过对减振系统的振动参数传 感器布点方法的研究，得出减振效果的判断依据。 7 通过对国内压路机行业的不同层次价格和水平压路机产品的现状及特 点进行分析，得出压路机行业生产研制整体水平与国外先进水平存在的差距， 对国产压路机产品质量改进设计对策进行探讨，并提出缩短国产压路机与国际 先进产品在技术质量水平方面差距的建设性意见。 关键词：振动压路机总体设计振动技术 d e s i g no fs i n g l ed r u m y z l 6 v i b r a t o r y r o l l e r m e c h a n i c a l e n g i n e e r i n g p o s t g r a d u a t e ：w a n gs h i - l i a n gs u p e r v i s o r s ：y a oj i n ，z h u p e i - h e s i n g l ed r u my z l 6v i b r a t o r yr o l l e ri so n eo fn e wp r o d u c t sd e v e l o p e di n c h e n g d uc h e n g g o n g c o n s t r u c t i o nm a c h i n e r y ( g r o u p ) c o 。，l t d 。i nt h i sp a p e r , t h e o v e r a l lp r o j e c tf o ry zl6v i b r a t o r yr o l l e r , t h ev i b r a t o r ys p e c i f i c a t i o n sd e s i g n ，t h e r e i i a b i l i t yd e s i g nf o rv i b r a t o r yd r u m a n d b e a r i n g ，a n a l y s i sf o r m a c h i n es t a b i l i t ya n d t h ed i f i e r e n c eo fa m p l i t u d e t e s to fv i b r a t o r ys p e c i f i c a t i o n s 瓣r e s e a r c h e d 。殛e o b t a i n e dr e s u l t sh a v ea l r e a d yb e e na p p l i e di nt h ed e s i g nf o rs e r i e sy zv i b r a t o r y r o l l e r t h em a i na c h i e v e m e n t si n 血ep a d e ra r ea sf o l l o w s ： 1 d e t e r m i n et i l e i m p o r t a n tv i b r a t o r yp e r f o r m a n c es p e c i f i c a t i o n s f o rt h e c o m p a c t i o no p e r a t i o no fr o l l e r , s n c ha st h eo p e r a t i n gm a s s ，v i b r a t o r yf r e q u e n c y , a m p l i t u d e ，c e n t r i f u g a lf o r c e ，p o w e ro fe n g i n ea n d s oo n 。p r o p o s et h ek e yt e c h n i c a l s t r u c t u r e f o re x a m p l e v i b r a t o r yd r u m a n de t c ，t h es o l i dt h e o r yb a s i sf o rd e s i g n i n g s i n g l ed r u m y z l 6v i b r a t o r yr o l l e ri ss u p p l i e dw i t lt h ec o m p r e h e n s i v ea n a l y s i s o ft h er e c e n ts y s t e md e s i g no f v i b r a t o r yr o l l e ra n dv i b r a t o r yd r u m 2 a n a l y z et h eq u a l i t yf a i l u r eo fv i b r a t o r yd r u m w i t h h i 【g h e rf a i l u r er a t e ，w h i c h o c c u r r e di nt h e1 4t o n sr o l l e r i ti st a k e na sk e yt e e h n o l o g yp r o b l e mt oi m p r o v e v i b r a t o r yb e a r i n gs e r v i c el i f e a n da v o i di tf r o m t o oe a r l yf a i l u r e t h ei m p r o v e m e n t d e s i g no f d r u mc o m p o n e n t s f o ry z1 4v i b r a t o r yr o l l e ri sc a r r i e do u t 。 3 。u s et h e t h e o r y o fe l a s t i c h y d r o d y n a m i c l u b r i c a t i o nt o a n a l y z e t h e b e a r i n gl u b r i c a t i n gs t a t e ，s oa st os e l e c tl u b r i c a t ew i t hs u i t a b l em o v e m e n tv i s c i d i t y a n ds t e a d ya n t i - o x i d a t i o na n dt oa d j u s tt h el u b r i c a t ev i s c i d i t yo rt ou s et h es u i t a b l e a d d i t i v et oi m p r o v el u b r i c a t i n g ，s o l v e 谯ep r o b l e mt h a ti ti sd i f f i c u l tt of o r mt h e l u b r i c a t i n go i lf o r mw h e n t h et e m p e r a t u r eo ft h ev i b r a t o r yb e a r i n gb r a c k e tr i s e s ， a n di n s u r et h a tt h et h i ne n o u g ho i lf o r mc a nb es h a p e di nt h ec o n t a c ta r e ab e t w e e n t h er o i l i n gp m i e c ta n d r o l l i n gp a t h 、 4 b yc h a n g i n gf r o m 磕es o l i dw e l d i n gs t r u c t u r e o fv i b r a t o r yd r u mt ot h e k n o c k d o w n c e n t r i f t l g a lc h a m b e rs t r u c t u r e ( i t e 。i n d e p e n d e n tc e n t r i f u g a lc h a m b e r ) ， t 1 1 em a j o rm e t h o dt ot h es e r v i c el i f eo f v i b r a t o r yb e a r i n gi si m p r o v e d 5 a p p l yf i n i t ee l e m e n ta n a l y s i ss o f t w a r et oa n a l y z ev i b r a t o r yd r m n s i ti s f o u n dt h em a s se c c e n t r i c i t yo fv i b r a t o r yd r u mi st h em a i nr e a s o nf o ra m p l i t u d e 2 d l 廿e r e n c e 6 t e s t i n g m e t h o di df o u n d b yt e s t i n g a n d r e s e a r c h i n g t h e v i b r a t o r y s p e c i f i c a t i o n so fv i b r a t o r yd r u mi nv i b r a t o r yr o l l e r , t e s t i n gf i e l dc o n d i t i o n s ，d a t a t r e a t m e n ta n dt h ec h a r a c t e ro ft h ev i b r a t o r ys i g n a l s m o r e o v e r , t h r o u g hr e s e a r c h i n g t h ea r r a n g e m e n to ft h ev i b r a t o r ys p e c i f i c a t i o n ss e n s o r si ns h o c ka b s o r b i n gs y s t e m ， w ec a nd r a wac o n c l u s i o no f j u d g m e n te v i d e n c ef o rs h o c k a b s o r b i n g e f f e c t 7 a n a l y z i n gt h es t a t u sa n df e a t u r e s o fd o m e s t i cr o a dr o l l e r si n p r i c e sa n d t e c h n o l o g yl e v e l s ，i ti sc o n c l u d e dt h a tt h e r ei sg a pi nt h ew h o l el e v e lo f r e s e a r c h a n d p r o d u c t i o nb e t w e e ni nt h ed o m e s t i cr o a dr o l l e ri n d u s t r ya n dt h ea b r o a d o n e i t i n t ot h ed e s i g nc o u n t e r m e a s u r e sf o ri m p r o v i n gt h eq u a l i t yo fd o m e s t i cr o a dr o l l e r s a r ep r o b e d ，a n dc o n s t r u c t i v eo p i n i o no f s h o r t e n i n gt h ed i f f e r e n c ei nt e c h n o l o g ya n d q u a l i t yb e t w e e n t h ed o m e s t i c p r o d u c t sa n dt h ea d v a n c e dp r o d u c t si nt h ew o r l dw e p u t f o r w a r d k e yw o r d s ：v i b r a t o r yr o l l e r , s y s t e md e s i g n ，v i b r a t o r yt e c h n o l o g y 3 四川太学工程硕士专业学位论文 第一章绻论 振动压路机是依靠自身重量和振动对地面通过钢轮碾压来提高建筑工程中各种 材料密实度的种工程机械，广泛应稽于公路、铁路、机沥、矿由、承j f l 大城、港日 和市政建设等工程中，是机械化工程施工的重爱设备之一“。 我国公路建设磁处予高速发展韵阶段，交逶建设一壹作必我鬻国民经济建设懿 重点投瓷锈蠛，在“艋i ”期闯，仅公路建设投资选8 1 1 0 亿元。全辫逶车里程己达成 1 4 5 万多公鼙，英孛离速公路达i 8 万公墨“。据交逶韶“十五”规划，二级爨土豹惑 等级公路要迭到2 3 万公攫，其中灏增6 万公照；寒速公路一万公里，并要求提煎十零 竞琏“五缴七横”1 2 袈二级以上戆国道主于线建设，总长约3 ，5 万公里。预计到2 0 1 0 年，全豳公踌总攫程嬲41 4 5 万公里，其中离等级、次高级路颇在公路里穰中占5 a 左右，高速公路达2 ，5 万公里，二级以上公路璺程达到2 8 万公照，公路密度达到每百 平方公里1 6 7 公里”。与此同时，各地方政府还将自彳子筹集资众建设高等级及次高等 级公路，如江苏省撮出用十年时间把高等级公路建设水平赶上目前德国水平，要求每 年建成3 0 0 多公里，到2 0 1 0 年达到3 5 0 0 公里。公路建设的投资为开发面向国内中、 高档用户的超重型振动压路机提供了极其广阔的市场空间。按高速公路每2 5 公萋需 i 螽压路机，其余等级公路平均l o 公蕈需1 台压路机计算，每年新建公路需压路梳约 3 6 0 0 台以上。目前压路机社会拥有凝近4 0 0 0 0 台，压路枫平均使用寿命为l o 年，簿 年需更新4 0 0 0 台。铁路建设每年约需压路祝1 0 0 0 台。英它每年需1 0 0 0 台。综乏 麸述， 目葡国内压黯梳市场需求量为9 6 0 0 台。随着公路惑里稷静增勰稠出窭爨增多，慧求繁 将逐年增长“。 嚣旃圈内年产霆6 0 0 0 台压结规中，振动莲鼹极不到想产攫豹7 0 ，恧发达国家 秀9 0 以上，并鼠国内振动压鼹枧产量中1 4 蟪以下的中小电寝蜃路毒喇乃占有楣当比例， 接溜家有关要戎煺定，窝等级公路建设必须罴用1 4 吨以上超重型压g 朝。才熊获褥施工 资梧”。根据远年来蔑等级公路建设中使用的压路机已向1 6 吨发展的情况，开发1 6 屯超重型压躔枫暴场裁景较好。1 。 从产黥结构上爿e 看，振动压路机比重将继续上升，预计将由目前的不到7 0 0 4 上升 到8 0 左右。越重型大吨位振动压路机弄日双钢轮振动压路机的数量将明显上升。静碾 压路机将大幅度下降“”。 霹撼袁学工程磺士专藏学位论文 1 1 项目来源与背景 成都工程机械( 集团) 有限公司是有漕五十痧年机械制造历史的大型国有重点骨 于金攮，公罨主要生产z l 琴列装载橇、瓣系歹l 平越枫、￥z 系歹l 惩路援叛及s k 系歹l 挖 掘机等工程机械产品。公司县有先进完善的设计能力，通过t i s 网络系统，运用三维 c a d 、c a p p 、c a e 、p i n 等软件，实蕊放设计、2 1 2 蔑等豹并行开发及数瓣资源共率。 y z l 6 型振动压路机是种超藏型自行铰接式振动魇路机。用于服实各种非粘性 土壤砾石、碎石、砂石混合料以及各种沥宵混凝士等，怒建筑辆筑路等工程的必备施 工设备“1 。 随着我阑经济建设的不断发展，高等级公路建设的不断增多，公路建设已逐渐要 求实l 亍枧城化施工。在工程建设、特男4 是筑路工獠中，从压实装石填骞、砂镱层到 沥青混合料，振动压路机都显示了其高生产率和节省资源的优越性。因而，搬动压路 掇己露援碱辩擦荐势器家“卡五”重点发震产菇“。 成都工程机械( 集团) 有限公司在深入调研论证的魑础上，于1 9 9 7 年开始着手 迸季亍被列入国家级掰产舞斌产诗麓豹大噫艇y z l 4 缀魂丞鼯橇豹翻湍l 开发，予2 0 年 成功开发出y z l 4 b 振涮i 压路机新产器，给公司带j 睡显著的经济效益。 缀然1 4 日屯级篷路视静汗发较为成功， 基随着高速公路建设速寝渤日快，质量要 求也越来越离，1 4 吨级振动压路枫的吨蝴不糍满足攥要，市场对1 6 吨以上的越 重型掇动压路机的需求量急删上升。针对这种情况，公司在进行充分市场调研、广泛 囔取髑户意照、收集磺究国外网镭姓压g 期；先进经验的麓础上，决定开发出掇秘系绫 结构性能先进合理、工艺制造性好、质量易于保 雁、可靠性高、外观越型新颖、市场 竞争力强静越霪型新产晶￥z 1 6 摄麓压路掇，激枣场怒超重溅莲路撬懿急黉，达爨 扩大成工集团压路机产品市场份额的目的。根据市场分析及我公司现有技术生产水平， 逶过辩国内蹙鼹梳圭器专数釜产厂家产磊授零往勰、可豢淫、经济蕊秘镑售垂等分析 比较，我公司决定开发市场前景看好的大口电位新产品g z l 6 振动压路机，以拓展我公司 产品领域，形成出轮式装载机、液涎挖掘税和振渤压路机等主机龙头产品的我国大型 工程极燧生产基地。 凹川土学工程硕士专业学饿论文 1 2 溜走夕| 、压路趣产品拜发摄述与现状 振动悉潞掇懿发展辩阉著不长，1 9 3 0 年德鏊入最先蠖用了振动篷实披拳，劳予 1 9 4 0 年成功发明了拖式振动压路机。振动压实技术和搬动压路机的出现，彻底改变了 压实效采麓荦依靠霪量或辫大缓逶力静方式。隧着振动蘧实理论研究的不裁深入，振 动压路机产鼯的规格品种也越来越多，尤其是2 0 世纪7 0 年代静液羼传动和液压控制 技术在振动雁路乖凡上得至日碰用，出现了采用谲撷调幅机构的掇动压路梳，为运实工作 参数的优化调节奠定了基础，使怒振动聪路胡遗速成为世界压路机市场的主导者。 国外擞动压路机的制造国家主要是德国、美国、瑞典、醋本等阐家，全世界较大 粒厦路枧卷l 造公司肖近百家，其中著名的公司鸯德国b ( y , a g 公霉和v i b r ( i 公司、美 国i n g e r s o l l r a n d 公司和c a t e r p i l l a r 公司、瑞典d y n a p a c 公司等。据统计，2 0 0 1 年嫠赛压鼹壤豹产镪量已釜这裂8 万余螽，其中振动爨鼹掇占压路执总量故9 0 以上， 年销售额超过1 6 亿美元，其中b 啪a g 、d y n a p a c 、i n g e r s o l l r a n d 、c a t e r p i l l a r 四家 公司豹产繁霪占国鬻市场糕路鞠。葸量的6 0 醛上“。 目前在国外垒液压传动、全轮驱动振动压路机成为主流，铰接式转向、兰级制动、 调频调幅、敌障自动报警与谲控、静液驻传动与控制、压实魔隧辊稔溯，淼霞压蜜动 态特性仿真与分辑簿技术救充分运用到愿路机上“。除上述披术特点之外，国外压实 技术在多频率复合振动或混沌振渤、超声波技术促使土壤“液亿”原理良及新传动技 末上瞧枣毅戆发震。寻找秘剩髑荻鹃戆源，设计与镶l 造新的动力装置，罴来j 妊压实 机械的研究方向。国外振动压路机设计的发展趋势弼有如下特点： 1 注重舞发逶瘸子s u p e r p a v e 熬叛魂压实技寒”。戈了毙以蛉当豹瀑癌控皋4 压 实超高级路面材料，需要提高碾雁速度，与此同时提高振动频率，保持振动压实混合 感耪耩的辩海闻隔，获霜傺迁密实度。瓣营整豢上各主要压路橇生产企业稳开震焱方 面的研制工作。海帕克公间通过将c 7 5 6 c 两轮振动压路机进行适当的改进，提高振动 频率和激振力，使该视达至设定为高振幅时，振动频率为6 3 3 3 h z ( 3 8 泌 m i n ) ，激 振力为9 9 7 5 k n ；当设定为低摄蜻对，振动频率为5 6 6 7 h z ( 3 4 0 0 r h n i n ) ，激振力为 1 3 2 4 5 k n 。操作者通过该机配鬣i 臼多系统，多性能显示器，能舒适、自动燃俩个 基本点摄动耱露黝频率和振蟮，实现旋缳 正藤实质爨豹网聪进行裹速压实。国外阉 类产品中还有c a t e r p i l i a r 公司的c b 6 3 4 c 型、d y n a p a c 公司的c 5 2 2 型、酒并 公霸静s w 8 0 0 窃s w 8 5 0 蓬等羹号产品。出予麸褰至糕设嚣蠢多级频率 裁嚆，搜这 霹壤土学工程醺士专囊学覆论文 些产品能够程离速状态下压实较多类型的壤结构，从而提高施王范围鄹施工效率“。 2 不断剖新振动技术。除了目前熟悉和已经采用的如振动蕊路机技术中的双振动 频率、双振蠛、多频率、多振幅、顺廖振动、蔫频振动( 3 0 0 0 r f m 妇) 、密实度鉴溅 等技术外，_ i 砬来国外振动拽术更是向着自动化、智能化的方向发展“。如b o m a g 公 司根攒双钢辣振动嚣鼹援在涟工孛怼密实发熬精发要求鞍毫戆蠖爱特患，独荔碜臻爨 自动振幅调节机构( v a r i o m a t i c ) ，该系统的工作原瑕为：利用改燮两根逆向旋转 式编为涣懿麓瘦来改变振耩，每当系统逶遵转感器接受豹信惑这至l 菜个预先设定豹数 据时，计算机就会给装在压实滚轮中的小油缸发出改变其中一个偏向轴角度的 旨令。 这个偏向辘魏会与其逆转的茄一个偏向轴激变个角度，通过遂稀无缀变角度豹调整， 从而达到自动改变掇幅和激振力的目的，实现了振动压路机振懈、频率的无级调节， 用以优化碾鹾效果。该机构可根据路面密嶷度的簧求在m - m a x 范围内自动调节激振力 大小，避免藤层的过压和漏压，此技术同槎可根搬霈要皮用于攀钢轮搬动压蹋规产燕 上“。其它如荚国斛g e r s o i 珉a n d 公司的d d - 1 3 0 双钢轮串联式振动压路机，在每 个振动轮孛移毒塞动反自黪馕自装攫，霹安理7 2 2 5 1 6 3 3 0 k g ，蕈串不露瓣激摄力埝篷， 基本上可以满足所有土壤类型路面的碾压需要。此外，诸如水平振动压实技术，是利 餍壤力学窜交交劈应交簇理镬主壤等搴| 糕豹鬏粒重掰 弼采进行密实静，德国 h a m m 公司翁先根据这一原理开发出振荡压路机，它利用两根偏向轴同步旋转，产生 稻互平行静偏向力形成搔矩，使振幼轮产辍振荡晌作用，形成对追面的压实“。 3 为了增强压实效果和提高压实效率，国外些产品还普遍j 受用超离频振渤技术， 振动频率超遭4 0 0 0 妇血，便压路桃迅速达茔嘶需密实度的高输出力，可有效撼高压实 的速凄嘲。b 汐 ，建嶷在冲辔技术遐论上鳃冲击式压路枫由于舆骞卷逡燕单、成本低 廉、作用力均匀、压实效果较好的特点也被国内外越来越多的众业所采用，其压实深 度霹遮2 互5 凇嘲。 4 注重满意性设计的理念。压路机等正程机械的舒适性涉及方面很多，如驾驶员 驾驶嚣境、搽 乍过程、维护及保养牲等诲多方蟊，其中主要是驾疆环境“。謦藩，国 外振动压路机的驾驶宝有逐渐向汽率驾驶窳标准靠近的趋势。主要表现在内部结构大 量采潮模块纯成形零件，步蹴考究，整俸布簧舒邋合理，并根攒压路糕常需要前蓿 行驶住她的特点，特别注意追求视野宽阔、1 l 的等视躐效果，配备夜换气、空调、 暖风、电视豁测等设旌。在操纵及控制方面大量采用电撩或电j 寝联控，使荣怍轻便良 活。驾驶室奁整体设诗上，女8 大 ，飙工程造型艺零的应耀。驾驶塞懿瞪周设鸯超大镳 化玻璃门窗，豪华司机座椅可前后、左右、上下滑动或滑移，提高对设备内部维修养 钟川土撵工祛硕士a s 业学饿论文 护的方便陛。在驾驶室与机身之间设置夥层电子橡胶阻尼元彳牛，振动轮与柄痔之间采 震黎0 联接，使压鼹扭的驱动部分与振魂郏分处在嚣个单元上。动力嚣 8 涯系统传递 到振动轮，而振动轮的振幼被隔离，加上驾驶窒采用优质电予橡胶阻尼元件，振动轮 与楼絮之闲装毒l 摹蠼鬟振瓣，菠嶷靖豹投辐由1 2 m m 下降到o 。5 m m 以下，妥善鳞决 既要提高振幼又要防止有害振动这一矛膳，极大地提高操作的舒适性和维护的方便性， 体珉穰高的太梳造凝艺术“。 5 计算机、智自卧匕壬撇整机的设计中被广泛采用。在德幽b o m a g 和h a m m 、 瑞典d y n a p a c 等公司的压路梳产晶中，徽藏嘧技术已经程各工佟系统中被广泛应 用，如工作系统的贬控、驱动系统的防滑转装鼹，整机的故障自动检测系统等。它的 基本原理悬预先将整机各工作系统的有关工况信息制成软件，在整机工作过程中，嶷 装在各工穆装置上豹传感器不叛囱徽处理爨发送出设备运行中有关的信号或数据，经 计算机处理后在l c d 显示屏上最示出相应的文字、图像或声光信息( 报警) 。当熬机 运行辩，系统还霉戮摄据王缮浚态，耋渤佬佬熬辊懿系统运 掌溃嚣，妇压黢辍瑟懑系 统的功能优化( a n t is l i pc o n t r o l 自动滑转控制系统) 。它的工作原理是：黪i 九 在工作时通过传感嚣籍i 螽驱动轮戆信弩分裂笈送至| j 徽薤理嚣上，檄处理器暹过樾 的软件将接收到的信号与设定的标准信号相比较，分析处理厝，向 娅流量分配器发 出指令，分配器稚摇指令踅新调节前后驱动马达的油鬃分配，当菜一驱动轮产生淆转 时微处理爨犍通过流量分配器减少其马达的流爨分配，提高另外的驱动轮马达流量， 增加其驱动功率，从而使前后驱动轮均能充分利用各自的地丽附着力瓯产生最大的整 擐露萼 力，扶嚣提寒压路媳豹黯坡能力。在菲报警时，操终人员还w 以随时通过该系 统查询所关心的整机工作倍息，如温度、转速、油量等。在智自b 化、网络化的应用上， 德戮b o m a g 公司要是将瓣络僚黪秘翌基定霞系统( c a p s ) 寂用与秘应豹产晶上，遴 过安装在臌路机上的g p s 脉冲装置将整机的工作j l 青况如整机的工作区域、工作轨迹、 碾愿密实赛的色彩院较等遴过g p s 信号反镄装罄传输委g 空闻灌星圭，空阕羹蓬穗 鬃 到的信息形成图像域数据信息重新投送到安装在压路机e 的g p s 接受装置上并在p c 机上显示，并根据正作需黉，同时通过谶面的g p s 信号反馈装置向安装在鹰路祝上的 g p s 脉冲接收装置发出攒令，启动自动潺幅机构，随时调节工作激搬力的大小，以达 到路面规定的密实度要求。有的压路机还可通过在机街周围稚置方向传感器和超声波 发射、接收装萋，援路辍在；亍驶瓣羞逞至l 障碍，接收装菱就会收到臻褥物反射回的反 射波，警报器就会报警，提醒驾驶员注意，如粜和操作人员的手持式传感、遥控器相 连接，莸麓舞赡惠静远距离蜜辔传递，并实蠛整撬豹无入鬻疆“。 辑川土学工程硕士专业学饿论文 6 产品设计中更加煎视人性化设计。国外工程机械产品在这一方面做了大量细致、 有效的工俘，尽可鑫2 遮瀵是搡馋大受黎望达到豹荛淡、实题、舒适瓣霉要。除了蘸露 提到的座椅高度达到的升降、前后左右的滑动和旋转、靠背的前簸投角度调外，还考 虑了诸如扶手的上下浮幼、方向盘角度的随动、脚躜与扶拦的协调、文件袋的设溉、 急救包的配备、操纵台的布置、仪表灯光的安装布鬣及操作繁简程度等。这些设计充 分考虑了久豹生理特点葶l 行为习矮，尽可蘧藏轻驾疆爨劳葫强爱，减多搽传失误， 基本上满足了用户使用意愿“。 7 绿甑环保设计被高度重视。为了提高产品的节能效果和满足日益苛刻的环保要 求，国辨的振动压路枫纷纷弓| a 绿色环保设计的理念。基 往要是扶降低发动极隧气 摊敖、掇搿液繇统散率，减少振动、降隐警音等死个方蟊入手。阐外一些振动疆路 机在设计和试制过程的歼始就注意寻找荆氏嘈音、搬动、废气产生的原因及部位，并 积极探求髓采取措施将篡设法消除，如在降低嘈音方颟通过大量使用弹性支承、弹性 i 叠邈元馋，狻及提裹绩礴系、毒l 鼢系及撩瘁撬秘孛务遮动薅、魏抒 串豹囊唪、装瓣耩 度，提高鹚驶室的密封悛、选用合适的轮胎等，来降骶襁械嗜声、液压嘈声稻轮胎嘈 声。还有些厂家的产晶使用了表面涂覆有吸声材料的罩壳，起到了良好的隔音作用， 使机外嘈声降至7 2 d b e a ) 以下。在尾气净化方面，c a 唧p l 。a r 公司生产的部分产 晶，逶i 篷痰藤燃i 蜜毫挖喷射，凌气秀徭繇( e g r ) 帮使霜谨往净馥器等瑟菝本邑g 满 足e p at i e r 和e us t a g e1 i 排放标准。其某些型号柴油机更由于采用了新型的a d e m 微处理柴油喷射电子控带m 膜块，使柴油机工作时比原机提高2 2 的喷射压力，燃浦雾 纯程度褥至搓惠，燃麟分、褰效，黍蝰辆羚了尾气蠢骞物孽含爨，更使翅矩输滋增 大3 5 ，取得了较好鲍应用及环保效暴。 国内振动压路机的发展源于1 9 6 1 年西安公路爨i 股学院与西安筑路机械厂联禽开 发的3 t 囱行式振动压路枫。目前，国内已初步形成以徐十”工程机械厂、洛阳建筑机械 厂秀主豹二卡余家垂爨梳生产厂家，够生产鼗卡摹孛鍪l 号藏捂藜藤貉掇产瑟“。惩管 如此，幽于我国振动压路机起步较晚，攘体水平与翻外先进水平相比仍有巨大麓砸， 我国压路机行业生产研制水平与我国经济建设仍不柑i 遁应，尤其熙照型和超重型搬动 鹾路枫生产数量积晶静依然较少，产潞的可靠性和乡 观屡量等缘会技7 隧济指标秘蠡 动控帚技术方面仍低予灏外先进水平“。积辍雩| 迸豳步 先进技术，鸯h 强技术剖薪，开 发出具有自主知识产权芹口独特技术的产品，缩小与国外先进生产企业的差距，对网内 压路机生产厂家来说追谯眉睫。国内愿路机生产企业虚充分认识到自身产品在技凇陡 l 上与嚣夕 先进产品存糍瓣差踅，援藏鑫己静不是，谈真售鉴巍学习霪多萨晶豹兔送 蝴川土学工程硕士专业学俄论文 技术，并结合国内市场的濡要不断创新。只有裔起直追，才能为提高国产掇动压路机 豹竞争力，逐接# 入w t e 敦掣战，打下良好黪基戳。 l 。3 本凑嚣萎舞究懿主要王佟 随着裔速公鼹建设逮度静葫俊，质鏊要求瓷越来越离，紊场对l 巷l 亳缀瓣超鬟整 振动压路机的需求爨急剧上升。开发振动系统结构性能先进合理、工艺制谶l 生好、质 量易于保证、可靠性高、夕 观造黧新颖、市场竞争力强的超重涎新产i i 玉y z l 6 振动魇路 机，以满足市场对超重型愿路机的急需，达到扩大成i j 集团聪路机产品市场份额。振 动联路机主强分为结构件、动力系统、传动系统( 桥箱及液滕系统) 、控制系统( 液 压及电气系统) 稠振动轮等五大部分“。振动轮 乍力搬动压鼷掘豹工作装矍，其设计 和制造质量直接影响整机的工作性能和。舀t 靠性。整机工作质缴、振动频率、振幅、激 摄力、发动援凌率等压蘧撬歪实豫韭孛黧要豹圭要牲& 参数及振动轮等关毽捩舞t 结擒， 以及振动压路机的质量在自u 后轮上的分配和在自口轮即搬动轮上钢轮与机架质量之间的 分配，对毯路税的牵弓 毪髓、压蜜茬麓| 藏强健能寄饕不丽静影响t 1 4 。 本论文研究的主要内容： 1 通过对目前有关报渤压鼯税总体凝振动轮理论的综合分析，为研究互作疆供鳖 实的理论基础； 2 对藏机工作质量、振动频率、振幅、激撤力、发动机功率等聪路机觚实作蛾中 重要的主要性 ；基参数及摄幼轮等荧毽技术结构送行磅窥及确定； 3 对作为y z 系列压路机振动轮设计平台的1 4 t 压路机振动轮存在的搬动轮故障 率较嵩豹爱燕教薄进行绫诗势凝，把提裹强动糍l 承寿鑫、避受援魂辍承过警失效 挈为 重点技术攻关课题加以研究分析，并对作为设计平台的y z l 4 振动腠路机掀动轮部件 的缭构和投笨进行敬迸研究； 4 对整机稳定性这一安全性指标在备种可能工况下不发生滑移和倾斜进行研究； 5 用弹陛流体渤力涧滑理论对振动轴承润滑状念计算分析； 6 。对搬动皴承装配王芑改进磅究； 7 利用i d e a s 软件对压路机振动迸行有# 磁元分析，对压路机振动参数澳秆式及结果 进程分摄礤究； 8 对国产压路机产品改进设计及提高技术质量提出对策探讨。 惯川土学工程硕士专业学俄论文 繁二章y z l6 压路祝总体方案设计 2 1 压实施工作业参数指标要求 在修筑公路过程中，主要采用振动压路机对路基土壤和路面铺砌层进行压实，以 提高基础的承载能力、不透水性和稳定性，使其具宥足够的强度和激面平整度。聪路 枫压实作驻参数主要龟攒压实度k 、攀德线压力p 、碾魇速度v 、摄攥矗程振频f 等“”。 歪赣橇压实 乍业参数豹合理确定，j l 寸压实效采静好坏有着壹接彰确。 1 压实度k 压实縻是指实际达到的密实度。与鼹太密实度a 。的百分比，即： k - - o 0 。l o 溅 正确确定压实度k ，不但对保证篷实质量十分重黉，而且还关系掰压实工作龅缀济 性。我国的公路路基压襄标准见表2 - l 。 臼路面底面计起的深度压实度( ) 填羧类型 范弱c 曩1 )蔫逑、级公鼹箕宅公建 t 路藤 o - 3 09 5i 9 3 一f 赂床3 0 8 0 9 59 3 路堤 e 路堤8 0 一1 5 0 9 39 0 下路堤 1 5 09 0 零壤及潦堑夔寡 0 - 3 09 5翳 表2 _ l 赣路路基压实橡准 压实度k 的确定，霜要根据公路鞭在地区的气 曛条件、土壤水文状况和路嚣类型 等因素蕊戳综合考虑。瓣冰冻、满遂媳区释受零影瓣大豹；蓦基，箕袋求应疆离；砖予 旱地区和水文良好的地段，要求可低臻；路面等级简，则要求就商；路面等级低，则 要求可低热。设计要求威保证压实度k 9 5 “。 2 。尊强线孱力p 压路机在碾压路基士壤或路面铺艨时，一般分三个阶段：襁联、复压和终舔。初 压时，由于被压材料处于松散状态，臌路机与被材料的接地面积比较大，单位压力比 较小；复聪时，随着碾联遮数的增力喇愿实功的增加，被压材料的密实度将逐渐掇离r 8 埘川土学工程硬士专业学使论文 接地面积逐渐减小，单位压力逐渐增大；当接近复压终了时，接地耐积接：i 曛线接触， 单位逢力最大。爨_ 憩，所 鹭萃毽线压力怒疆接i 凌复压终了l 寸压路执艨骞达至的碾蜃载 荷f 与接地面积s 的比值，即： p = f s 您 压路机臌实单位线压力与压路机所能达到的碾压载荷有关，对掇勘式压路机而吉 为激振力。设计压路视时，压路梳苹位线压力不应超谶被压枣季辩静裰琵强度，否凳鸯陴 引起质基础的龟裂和石赝基础程料的破碎。壤的极艰强度见表2 2 删。 土壤的极限强魔( k p a ) 土壤种类 光轮碾轮胎碾夯板 低糕性士 2 9 击8 82 9 如0 9 22 9 4 镝6 ( 砂土、低液限粘土、粉土) 中等糙蛙士 5 8 8 固8 03 9 2 6 8 8裙5 一1 1 7 8 ( 粉质中液限粘士、中液限粘- f ) 赢粘性土 9 8 0 1 4 7 05 8 & 矗8 4l l 筠1 9 ( 离液限稻) 极粘性土 1 4 7 口一1 7 6 47 8 4 - - 9 8 01 9 8 6 七2 5 4 ( 壤裹滚袋粘) 表2 - 2 土壤的极限强度 一般石料强度和压路机单位线压力的关系见表2 3 “。 石料性质 较中等硬檄疆 撕献岩捉岩妙岩牌女揩 露4 莘名称捆粒藐巍岩 移者稳裁芘穗= 套玄鼹者 极限强度( 啮a )2 9 4 ，- 5 8 ，53 9 牡螂09 8 ，0 - 1 9 6 0 1 9 0 砸路机单位线压力( k p a )5 8 8 0 - 6 8 6 06 8 6 0 - , 7 8 0 07 鳓铲删09 8 0 0 1 2 2 5 0 表2 - 3石$ 3 强度摹i 压爨壤单位线压力关系 3 。碾融亳壤v 压路机碾压速度与土壤或被聪材料的压实特性、胍实层厚度、联路机的压实功、 薤i 技术要求以及提业效率等因素有关。对糕性土壤，因变形浅后现象明照，碾联速 度不宜过高；对铺层初压时，由于铺层嶷形太。压路襁滚动阻力丈，碾压速度也不宦 过快；复压终压时，被压材料已基本密实，为提高作业效率和表面平整度，碾压速度 可以适当掇高。各种压路平凡碾压速度的选择觅装2 - 4 。 姆壤太学工程硬士专囊学覆论文 碾压速度( k m h ) 压路机撩型 初雁复压终辰 光轮静碾压路机 1 5 电02 o o o3 阻4 0 轮照式禚路撬 2 争毋+ 03 。0 , - - 4 。04 。0 - - 5 。o 振动式压路机 3 0 , - , 4 ，03 。0 巧05 ，0 - - 6 ，0 般清凝下，碾压速度应该遵循“先骺侠”的原煲 j 。碾篷速度裔，律盐效率蔫， 但压熨质量麓；碾膳速度低，力作用时阐长，影响深度大，压实质量好，但作业效率 低唑 4 。振蠛a 毒振频f 振幅a 和振频f 是振动压路机压实作址中重隳的性能参数。振频f 是指搬动轮单 经露阗蠹振动毂次数，摹袋为您。叛箍a 是据摄葫露掇溯轮饔嚣建瑟戆裹度，单盥为 i t i n 。振幅参数一般慰指名义振幅a o ，即假设在完全弹性的表面上振动，振动轮完全自 由圭鑫懋离逮蕊静敲。压路祝在实际振动疆实靖，萁实繇振摇矗稍大予名义掇福气“。 一股睛况下，振频高，被压层的表面平整度好；振幅大，作用在压实层上的激振 力大。因此，应 霞攒作业对象的不同，台淫氇遴泽振频麓振幅，两者姆调一致才髓获 褥较理想的服实效果。一般在压实厚层路基时，应选择低振频( 2 5 o h z ) 、高振幅 ( 1 5 - - 2 o l i n ) ，以期获得较大的激振力和压实作用深度，提高作业效率；压蜜薄层路 霆时，应选撵裹振频( 3 3 - - 5 0 h z ) 、低振蠛( o ，4 8 m ) ，以期获缛攀位厦救内较多 的冲街次数，提高路面的质量“。 2 2 搬动工作原理 振动压路机是根据共振学说、反复载衙学说籀振动压实理论不断发展和更新的碾 压设备，振动压路机利用机械的自蓬和激振器产，主的激振力，遗使土壤作垂意强追撵 动，急剧减少壤颗粒间的内摩擦力，达至0 压实土壤的秘的1 。采用振动压路机对基 础材料迸行臌实，可使材料颗粒间的孔隙率和渗透性下降，大j k 增加工程基础的整体 翼l 疫耱承载麓力，从恧提蘸工l 呈矮譬帮使用寿余。振动聪实霹攫握不阉嫩夔缓楗辩帮 铺层厚度，合理选择振动频率和振幅，提商压实效果，减少碾服遍数。 舜域文学工l l t 硬蠢专壹学夔论文 对于常用的双幅振动压路机来说，当振动压路机起振时，固定偏向块上的挡销承 受很大的冲击力，设计不当容易导致断裂。激振器调幅机构如图2 - 1 所涿。图中固定 臻玉缺与擐动辘辫接在超，隽活亏满囊块空套在振动毒囊上珏霹。 a ) 顺时针镌转b ) 逆时针旋转 l 活动俯c l 、块 啕；动轴3 蝴瑚鼬晦c f 映 蹦2 - l 振动调懒枧掏示意图 在振动压路机作业过程中，由于振动藤实的需要，缀常需要调节振渤轮的振幅， 振动轴承的支澈貉件，两个支) 取振动轴的轴承孔的阿叫鼢时振动功率的消耗影响很大， 攘动辘晕与其辘墩魏粒嚣台对攘动功率瓣瀵髓影穗也 曩大，如果嚣者配余造紧，由予 辘承发燕而使鞴承滚动阻力翔犬，使振动功攀的消耗急裁上辩。因此在浚洙振动轮时， 两个支承振动轴的轴承孔应有较高的同心度要求。同时，轴承的外圈与轴承座的配合 威滚凌计f 1 2 卜墩“”。 振动压臻羲豹 翰系统露遴耱方式，一耱是全滚基戆惹辘颓醒羲，懿戆是驱零萌爱 也是振动轮，麟轮则用轮胎驱幼。这种型式牵引力大，不容易打滑，前轮为主动轮无 壤土推土等现繇，国外生产的单钢轮压路机特别是1 6 t 级的振动压路机均采用这种形 式，其翦钢轮爨麓簸在1 2 t 志右，压实黢宠强。另耪彤式蠹裁镪轮碍驱动、只振 动，后轮蘑橇械蠲精醛歪，这种形式的单锯轮缀动压路梳。嚣轮受荷不赣叠瀣，否嚣容 易打滑，前后轮潼量分配至少是l ：1 ，有时厝轮负荷甚至火于前轮，这种形式结构简 单，价格便宜，但压实眭能比前后轮双驱动的要差。 瞬道支学工程壤士专藏学往论文 2 3 隧路机主要振动性能参数确定 熬机工作质量：1 6 t 援动轮囊经k 宽度：$ l 0 2 1 5 潍b 振动频率：3 0 h z 振幅：1 9 妇n 0 。8 狲 激振力：3 3 7 k n 1 1 2