【正文】 ................................... 44 關(guān)于整機(jī)穩(wěn)定性的分析討論 ....................................... 44 12T 壓路機(jī)穩(wěn)定性計(jì)算分析 ....................................... 45 4． 6本章小結(jié) ...................................................... 45 結(jié)論 ............................................................... 46 致 謝 .............................................................. 48 參考文獻(xiàn) ........................................................... 49 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 1 頁 共 49 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第一章 前 言 壓實(shí)機(jī)械簡介 壓實(shí)機(jī)械發(fā)展簡史 壓實(shí)原理的應(yīng)用起源于中國，早在 1000 多年前的隋唐時(shí)期就使用了人力或畜力拖動(dòng)的石滾。轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)采用鉸接式車架折腰轉(zhuǎn)向的方案，轉(zhuǎn)彎半徑小、機(jī)動(dòng)性好、前后輪跡重疊、重心低、駕駛員視野開闊。對國內(nèi)外壓實(shí)機(jī)械發(fā)展史的研究，把握壓實(shí)技術(shù)和壓實(shí)機(jī)械的發(fā)展趨勢及最新動(dòng)態(tài)。為 12T 壓路機(jī)產(chǎn)品的定位提供依據(jù)。制動(dòng)系統(tǒng)采用靜液壓制動(dòng)，多片式摩擦制動(dòng)和電液操作下的同時(shí)制動(dòng)，制動(dòng)效果良好。 1262 年，美國制成了世界上第一臺(tái)以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的自行式三輪壓路機(jī)。而且在壓實(shí)理 論上也有新發(fā)展，目前被人們接受有四大理論： ； ； ； 。 60 年代后，隨著振動(dòng)壓實(shí)理論的深入研究和完善，涌現(xiàn)了各種形式的振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械，液壓技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械得到了迅速發(fā)展，目前已形成了品種繁多的壓實(shí)機(jī)械家族。振動(dòng)壓路機(jī)可分為手扶式振動(dòng)壓路機(jī)、自行式振動(dòng)壓路機(jī)、兩鋼輪串聯(lián)式振動(dòng)壓路機(jī)和拖式振動(dòng)壓路機(jī)。振動(dòng)沖擊夯又分為電動(dòng)和內(nèi)燃振動(dòng)沖擊夯兩種。 1961 年，西安公路學(xué)院與西安筑路機(jī)械廠聯(lián)合開發(fā)了 3t 自行式振動(dòng)壓路機(jī)，標(biāo)志著我國自行開發(fā)設(shè)計(jì)振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械的起步。 1974年，洛陽建筑機(jī)械廠與長沙建筑機(jī)械研究所合作開發(fā)了 10t 輪胎驅(qū)動(dòng)壓路機(jī)和 14t拖式振動(dòng)壓路機(jī)。 1983 年洛陽建筑機(jī)械廠引進(jìn)了美國 Hrster 公司技術(shù)，合作生產(chǎn)了 6t 鉸接式振動(dòng)壓路機(jī)； 1984 年徐州工程機(jī)械廠引進(jìn)瑞典 Dynapac公司的 CA25型輪胎驅(qū)動(dòng)振動(dòng)壓路機(jī)和 CC21型串聯(lián)振動(dòng)壓路機(jī)技術(shù)； 1985 年溫州冶金機(jī)械廠 設(shè)計(jì) 了 19t 振動(dòng)壓路機(jī)； 1987 年洛陽建筑機(jī)械廠引進(jìn)德國 Bomag 公司的 217DBW 和 141AD 振動(dòng)壓路機(jī)技術(shù)；江麓機(jī)械廠引進(jìn)了德國 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 3 頁 共 49 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ Vibromax 公司的 W1102 系列振動(dòng)壓路機(jī)技術(shù)。 20 世紀(jì) 70年代，長沙建筑機(jī)械研究所與制造廠合作開發(fā)了振動(dòng)平板夯系列。 國外壓實(shí)機(jī)械和壓實(shí)技術(shù)現(xiàn)狀 國外壓實(shí)機(jī)械比較先進(jìn)的國家有 :德國、美國、瑞典、日本、法國、英國和俄羅斯。光輪壓路機(jī)的技術(shù)簡單、維修方便、壽命長、施工工藝成熟、特別是價(jià)格便宜、因而尚有一定的市場需求。除了適宜壓實(shí)瀝青攤鋪層，幾乎還能夠完成所有的壓實(shí)工作。目前世界上主要壓路機(jī)生產(chǎn)廠家都輪胎機(jī)。羅申豪森（ LOSEAUSEN）公司率先 設(shè)計(jì) 了一臺(tái)安裝有振動(dòng)的平板壓實(shí)機(jī)的 25t 履帶式拖拉機(jī)。 20 世紀(jì) 50年代，歐洲各國開發(fā)了串聯(lián)式整體車架振動(dòng)壓路機(jī)，并逐步改型。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代，壓實(shí)度的自動(dòng)測量技術(shù)、“機(jī) — 電 — 液”一體化技術(shù)逐漸應(yīng)用于振動(dòng)壓路機(jī)上。根據(jù)該理論， 1982 年德國哈姆（ HAMM）公司開發(fā)出新型振動(dòng)壓路機(jī)，即震蕩壓路機(jī)， 1984 年，世界首批震蕩壓路機(jī)開始銷售市場。近年來，液壓技術(shù)逐步應(yīng)用于小型振動(dòng)壓路機(jī)和振動(dòng)平板夯，而且非常重視液壓系統(tǒng)的污染控制。德國寶馬（ Bomag）公司在 BW90S 手扶式振動(dòng)壓路機(jī)的基礎(chǔ)上派生出帶有轉(zhuǎn)向和司機(jī)座椅的 BW90SL 型振動(dòng)壓路機(jī)。 標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化包括兩方面的內(nèi)容：一方面，為了適應(yīng)施工工藝，產(chǎn)品性能參數(shù)盡可能標(biāo)準(zhǔn)化，例如，振動(dòng)輪尺寸、靜線壓力、激振頻率、振幅、行駛速度等；另一方面，為了簡 化加工工藝，減低成本，生產(chǎn)廠家盡力使本公司的各類產(chǎn)品零件標(biāo)準(zhǔn)化。寶馬公司設(shè)計(jì)了一種特殊凸塊裝置，可在很短時(shí)間內(nèi)嵌固在光滑振動(dòng)輪表面上。如瑞典德納帕克 (Dynapac)公司生產(chǎn)的 CC42 型振動(dòng)壓路機(jī)，只有兩個(gè)操縱手柄，而且方向盤可以到側(cè)面，減少了操縱過失和司機(jī)疲勞。 面向產(chǎn)品生命周期的設(shè)計(jì)現(xiàn)代化管理帶來的收益是潛在的和 巨大的，現(xiàn)代化管理包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、銷售、使用、維修各個(gè)環(huán)節(jié)，特別是售前、售后服務(wù)的實(shí)時(shí)化和規(guī)范化。 針對上述問題，國外重點(diǎn)開展了新檢測方法 的研究。 國內(nèi)在壓實(shí)度連續(xù)檢測裝置方面開始研究，幾個(gè)單位曾發(fā)了機(jī)載壓實(shí)度檢測儀，最早采用數(shù)碼管顯示，后來采用單片機(jī)控制技術(shù)，盡管成本低，但在實(shí)際應(yīng)用中效果不理想，儀器顯示值與實(shí)測壓實(shí)度不能很好的對應(yīng)，在工程實(shí)踐中無法廣泛使用。德國Bomag 公司 設(shè)計(jì) 的智多星壓實(shí)控制系統(tǒng)，其原理是根據(jù)被壓實(shí)材料的密度變化自動(dòng)選擇適當(dāng)?shù)恼穹?，以?yōu)化激振力的輸出。 : 在壓實(shí)理論和技術(shù)的研究中，試驗(yàn)研究與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的結(jié)合將成為更加重要的研究手段。 : 通過全球定位，能確 定壓實(shí)的位置和保證壓實(shí)質(zhì)量。 、系列化、特種用 途的壓實(shí)機(jī)械將增加： 在同一種壓路機(jī)上，可裝置光輪、凸塊輪、橡膠輪及推土鏟等，使壓路機(jī)一機(jī)多用。只有不斷研究基本理論和先進(jìn)技 術(shù)，提高設(shè)計(jì)水平，才能提高國產(chǎn)振動(dòng)壓路機(jī)的市場競爭力，得到那屬于我們的“奶酪”。那么機(jī)械式振動(dòng)壓路機(jī)到全液壓式振動(dòng)壓路機(jī)又是一次飛躍。 同時(shí)，由于全液壓式振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)輪也參與驅(qū)動(dòng)可以減少輪前的“波紋”（堆積現(xiàn)象）和輪后的裂紋，提高了壓實(shí)質(zhì)量。這一產(chǎn)品不僅可以為公司帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益，在設(shè)計(jì)中瞄準(zhǔn)國際先進(jìn)的壓實(shí)技術(shù)和一流的壓實(shí)機(jī)械產(chǎn)品。 12T 全液壓振動(dòng)壓路機(jī) 設(shè)計(jì) 的主要內(nèi)容 設(shè)計(jì) 的主要內(nèi)容有： ：型式和主參數(shù) 和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： ： 4 產(chǎn)品的制造 本章小結(jié) 對國內(nèi)外壓實(shí)機(jī)械發(fā)展史的研究，把握壓實(shí)技術(shù)和壓實(shí)機(jī)械的發(fā)展趨勢及最新動(dòng)態(tài)。 根據(jù)前期的市場和技術(shù)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在道路的修筑過程中，路面以下各基礎(chǔ)層的壓實(shí)工程量是最大的。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 11 頁 共 49 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 1前機(jī)架， 2鋼輪總成， 3鉸接架， 4后機(jī)架， 5梯子， 6工作液壓系統(tǒng)， 7輪胎， 8輪輞， 9驅(qū)動(dòng)橋， 10發(fā)動(dòng)機(jī)及附 件， 11機(jī)罩， 12座椅， 13空調(diào)系統(tǒng)， 14控制臺(tái) 15電氣系統(tǒng)， 16操縱臺(tái)架， 17駕駛室 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12T 振動(dòng)壓路機(jī)總體結(jié)構(gòu)如圖 本機(jī)包括振動(dòng)輪部分和驅(qū)動(dòng)輪部分， 它們之間通過中心鉸接架鉸接在一起。振動(dòng)頻率和振幅可通過液壓系統(tǒng)的控制 來進(jìn)行調(diào)整， 以滿足不同工況的要求。 負(fù)責(zé)振動(dòng)的齒輪油泵產(chǎn)生的壓力油輸往前輪側(cè)面的振 動(dòng)馬達(dá)，振動(dòng)馬達(dá)再帶動(dòng)圖 振動(dòng)壓路機(jī)總體結(jié)構(gòu) 圖 機(jī)械傳動(dòng)方案示意圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 12 頁 共 49 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 內(nèi)部的偏心軸旋轉(zhuǎn)，使振動(dòng)輪產(chǎn)生高頻振動(dòng)。變速是有級的，如同駕駛手動(dòng)檔的汽車一樣，換檔同時(shí)還必須踩下離合器踏板。行駛油泵為變量柱塞高壓油泵，產(chǎn)生的高壓油分別輸往前行走馬達(dá)和后行走馬達(dá)，再通過前輪減速器和后橋總成分別驅(qū)動(dòng)前輪和后輪旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)全輪驅(qū)動(dòng)。 圖 全液壓傳動(dòng)方案示意圖 我們知道輪式行走機(jī)械的驅(qū)動(dòng)力 驅(qū)F 的計(jì)算公式為： ?正驅(qū) FF ? （ ） 正F — 驅(qū)動(dòng)輪作用在地面上的正壓力； ξ — 驅(qū)動(dòng)輪與地面之間的附著系數(shù)。這樣對于一定規(guī)格型號的振動(dòng)壓路機(jī)，由于其整機(jī)重量一定，兩者不可兼得。 由此可見，全液壓傳動(dòng)的振動(dòng)壓路機(jī)相比于機(jī)械傳動(dòng)的振動(dòng)壓路機(jī)，一方面具有更大的驅(qū)動(dòng)力，前者的爬坡度可達(dá) 45%～ 50%，而后者一般只有 25%～35%；另一方面，由于前者前輪重量大得多，實(shí)際壓實(shí)效果明顯高于后者。 全液壓傳動(dòng)的振動(dòng)壓路機(jī)能實(shí)現(xiàn)無級變速 ，不需要頻繁的操縱離合器和掛擋，只需向前或向后輕輕的推動(dòng)操縱桿，便可獲得不同的行駛速度或換向。 綜合比較兩種傳動(dòng)方案，全液壓傳動(dòng)方的優(yōu)點(diǎn)是 明顯的，振動(dòng)壓路機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)性能得到了很大的提升。 見圖 ，為整體車架的轉(zhuǎn)向示意圖，根據(jù)偏轉(zhuǎn)輪的不同，可分為前輪偏轉(zhuǎn)、后輪 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 14 頁 共 49 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 偏轉(zhuǎn)和前后輪偏轉(zhuǎn)三種結(jié)構(gòu)型式。當(dāng)偏轉(zhuǎn)的方向相反時(shí)，壓路機(jī)的轉(zhuǎn)彎半徑最小，機(jī)動(dòng)性好，同時(shí)前后輪的軌跡重合，易于保證路面質(zhì)量平整；當(dāng)偏轉(zhuǎn)的方向相同，角度相等，此時(shí)前后輪軸互相平行，并相互錯(cuò)開一定的距離， 此稱為“蟹行”。因此整體式車架偏轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)向的結(jié)構(gòu)一般只用于小噸位的壓路機(jī)。前車架設(shè)計(jì)成框架的形式，通過減振系統(tǒng)懸掛在振動(dòng)輪的 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 15 頁 共 49 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 四周，重心可以很低，基本上與前輪的軸心等高。因此，本次設(shè)計(jì)的 12T 振動(dòng)壓路機(jī)采用鉸接式車架折腰轉(zhuǎn)向的方案。該方案較為成熟，最典型的機(jī)型有瑞典 DYNAPAC公司的 CC2 CC42 等產(chǎn)品。另由于振動(dòng)壓路機(jī)重量大，接地面積也大，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力喪失時(shí)，巨大的滾動(dòng)阻力也起到了輔助制動(dòng)的作用。當(dāng)振動(dòng)壓路機(jī)停在坡道上，并熄滅發(fā)動(dòng)機(jī)，液壓油的油壓降為零，制動(dòng)器內(nèi)的彈簧又重新將摩擦片鎖緊，處于制動(dòng)狀態(tài)，能有效防止壓路機(jī)的下滑。緊急制動(dòng)實(shí)際上是讓靜液壓制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)同時(shí)作用，并通過電液操作縮短制動(dòng)時(shí)間，以應(yīng)對緊急情況。通常，工作振幅比名義振幅大，用 A表示工作振幅， 0A 表示名義振幅，則隨土壤剛度變化，有如下關(guān)系： 0)2~1( AA?