【正文】 （ ） 工作 振幅是影響壓實(shí)效果的一個(gè)非常重要的參數(shù)。 根據(jù)業(yè)內(nèi)長期試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)積累，并針對(duì)不同的被壓實(shí)材料，振動(dòng)壓路機(jī)名義振幅的取值范圍如下： 壓實(shí)路基 ～ 壓實(shí)次基層 ～ 壓實(shí)瀝青混凝土及路面 ～ 為擴(kuò)大 12T 振動(dòng)壓路機(jī)的工作范圍，使其既能壓實(shí)路基層，也能壓實(shí)次基層，確定其名義振幅為雙振幅，可根據(jù)壓實(shí)的對(duì)象和要求進(jìn)行調(diào)整，名義振幅 0A 值：。 振動(dòng)頻率 壓路機(jī)振動(dòng)輪在激振力的作用下產(chǎn)生受迫振動(dòng)，其振動(dòng)頻率 f 和角頻率 ?分別按以下公式計(jì)算： 60nf ? （ ） 302 nf ??? ?? （ ） 式中： f —— 振動(dòng)頻率， Hz； ? —— 角頻率， rad/s； n —— 激振器轉(zhuǎn)速， r/min 。當(dāng)壓實(shí)基礎(chǔ)路基或各個(gè)鋪層的 初步壓實(shí)時(shí)，采用高振幅 /低頻率，即 ；而當(dāng)壓實(shí)次基層或各個(gè)鋪層的終了壓實(shí)時(shí)，采用低振幅 /高頻率，即 。這種大小分層離析破壞了筑路材料的級(jí)配狀態(tài)，使被壓實(shí)鋪層表面疏松，路面穩(wěn)定性和耐磨性下降了。；高頻低振幅時(shí)， a ==178。 參照國外廠家 12 噸級(jí)振動(dòng)壓路機(jī)激振力的大小，初步確定本次設(shè)計(jì)的 12T 振動(dòng)壓路機(jī)的激振力 0F 為 275kN/198kN，分別對(duì)應(yīng)高振幅 /低頻率和低振幅 /高頻率兩種工況。壓路機(jī)的質(zhì)量決定了機(jī)械對(duì)土壤鋪層所施加靜壓力的大小。試驗(yàn)表明，振動(dòng)壓路機(jī)的影響深度大致上與振動(dòng)輪的質(zhì)量成正比。 輪胎單驅(qū)動(dòng)壓路機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪分配質(zhì)量雖然可以小到 40%以下，但考慮到不致使從動(dòng)輪產(chǎn)生過多的擁土現(xiàn)象，所以應(yīng)控制在 45～ 50%為宜。為了提高振動(dòng)壓路 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 20 頁 共 49 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ 。輪胎驅(qū)動(dòng)單輪振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)輪分配重量可取整機(jī)的 60～ 65%，以增大其壓實(shí)能力。 壓路機(jī)的質(zhì)量分布主要是前、后輪以及上、下車之間的質(zhì)量分配比例。線載荷是沿壓輪軸向單位長度上對(duì)土壤所施加的靜壓力（ N/cm）?？梢姙閷?shí)現(xiàn)雙頻雙幅的振動(dòng)功能，振動(dòng)輪內(nèi)的偏心軸應(yīng)能夠改變靜偏心矩 Me 的值，這是在偏心軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問題。 激振力和靜偏心矩 激振力（ 0F ） 是由偏心振子激振器高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力形成的，它僅和振子的靜偏心矩（ Me ）及角頻率（ ? ）有關(guān)。反之，振動(dòng)加速度 a 過大，說明振動(dòng)頻率或名義振幅取值過高，被壓實(shí)材料將出現(xiàn)“離析”現(xiàn) 象，導(dǎo)致大質(zhì)量的土顆粒在慣性力的作用下沉降在底層，而小質(zhì)量的顆粒將“浮”在面層，產(chǎn)生分層現(xiàn)象，使筑路材料的級(jí)配比例失調(diào)，被壓實(shí)的表面疏松，耐磨性差。 過小的振動(dòng)加速度產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)沖擊力很小，體現(xiàn)不出振動(dòng)壓實(shí)的優(yōu)越性。因此合理的振動(dòng)角頻率ω應(yīng)高于振動(dòng)系統(tǒng)的二階固有頻率ω。 m ； dm —— 振動(dòng)質(zhì)量， kg 。但是，名義振幅的取值也不可過大，過大的振幅必將導(dǎo)致上車振幅的增加，引起駕駛員疲勞和機(jī)械零部件過早的損壞；過大的振幅也將造成路面的“過壓實(shí)”現(xiàn)象，壓實(shí)后的路面疏松，材料級(jí)配失調(diào)，路面質(zhì)量降低。為便于設(shè)計(jì)和比較，引入“名義振幅”的概念。壓路機(jī)在行駛的 過程中，突然前方出現(xiàn)了緊急情況，需要立即停車，此時(shí)來不及將行駛操縱桿回到中位，只能按下儀表板上的緊急按鈕。在前輪減速器和后橋總成的主減速器中，均帶有一個(gè)常閉多片式摩擦制動(dòng)器。 由于行走液壓系統(tǒng)采用閉式回路，行駛油泵為斜盤變量柱塞油泵，當(dāng)向前或向后行駛的壓路機(jī)需要停車制動(dòng)時(shí)，只需將駕駛室內(nèi)的行駛操縱桿推回中位，通過中間的操縱軟軸，使油泵上的機(jī)械式搖臂也回到中位。它對(duì)振動(dòng)壓路機(jī)完成施工任務(wù)，提高作業(yè)效率和保證行駛安全起著重要作用。后車架設(shè)計(jì)成如圖的結(jié)構(gòu)形式，位于兩輪胎之間，前部上方安裝駕駛室，中部安裝發(fā)動(dòng)機(jī)、油泵和后橋總成等主要部件，后部設(shè)計(jì)成燃油箱，重心位置基本與輪胎的軸心等高，甚至更低。轉(zhuǎn)向時(shí)，前后車架繞鉸接銷發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過車架折腰而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。 對(duì)于偏轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)向的壓路機(jī)，有一個(gè)很大的缺點(diǎn)，那就是偏轉(zhuǎn)輪處的車架只能設(shè)計(jì)在偏轉(zhuǎn)輪的上方，尤其是全輪轉(zhuǎn)向，整個(gè)車架都在前后輪上方。 后輪偏轉(zhuǎn)在壓路機(jī)的設(shè)計(jì)中很少采用，對(duì)于只用前輪驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)的壓路機(jī)，有利于保證上坡行駛的縱向穩(wěn)定性。 綜上所述，本次設(shè)計(jì)的 12T 振動(dòng)壓路機(jī)選用全液壓的傳動(dòng)方案。 當(dāng)然液壓傳動(dòng)也有一定的局限性，由于大量采用了高精度的柱塞油泵和馬達(dá) ,系統(tǒng)壓力非常高，甚至達(dá)到 40MPa，對(duì)液壓油的污染非常敏感，對(duì)密封也提出了更高的要求。 機(jī)械傳動(dòng)方案，前輪是從動(dòng)輪，被后推著跑路面在前的擠作用下會(huì)產(chǎn)生材料堆積和裂紋，影響了路面質(zhì)量。而對(duì)于全液壓傳動(dòng)的振動(dòng)壓路機(jī)，由于前后輪都是驅(qū)動(dòng)輪，不論重量的分配比例是多少，整機(jī)重量可全部轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)力。如果要提高壓路機(jī)的驅(qū)動(dòng)力，增強(qiáng)其爬坡性能，就必須增加后輪的重量（即后輪的軸載荷）。轉(zhuǎn)向油泵為轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)提供壓力油，具體情況將在有關(guān)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的章節(jié)中詳細(xì)描述。 采用全液壓傳動(dòng)方案的振動(dòng)壓路機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力 從曲軸的后端輸出，通過飛輪、聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)三聯(lián)油泵旋轉(zhuǎn)。該方案由于結(jié)構(gòu)的限制，只能實(shí)現(xiàn)后輪胎驅(qū)動(dòng)，而不能實(shí)現(xiàn)全輪驅(qū)動(dòng)。 采用機(jī)械傳動(dòng)方案的振動(dòng)壓路機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力從曲軸的兩端輸出，后端通過飛輪、離合器、變速箱、主傳動(dòng)軸、后橋總成（內(nèi)部又依次經(jīng)過主減速器、差速器和輪邊減速器）驅(qū)動(dòng)兩側(cè)輪胎旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)壓路機(jī)的行駛功能。振動(dòng)輪部分包括振動(dòng)輪總成、前車架總成（包括刮泥板） 等部件。這種振動(dòng)壓路機(jī)在市場(chǎng)銷售量中占據(jù)了大部分的份額，具有廣泛的市場(chǎng)前景，自身的重量更是向著重型或超重型的方向發(fā)展。 12T 壓路機(jī)在 設(shè)計(jì) 中不僅要考慮了可靠性、機(jī) —— 電 —— 液一體化等因素，還要考慮了人機(jī)工程、綠色環(huán)保、人工智能及現(xiàn)代管理技術(shù)在產(chǎn)品生命周期過程中的應(yīng)用。而且，國際化的采購，高的性能價(jià)格比，有利于出口和外援工程的后期維修。其中壓實(shí)機(jī)械就要求： 必須使用大噸位全液壓振動(dòng)壓路機(jī)。而全液壓式振動(dòng)壓路機(jī)就不同了，由于振動(dòng)鋼輪可通過液壓馬達(dá)參與驅(qū)動(dòng)，就可以把有限的重量盡可能多地分配給鋼輪提高其靜線載荷，由于前車質(zhì)量的增加激 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 9 頁 共 49 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 振力也可相應(yīng)地增大，因此壓實(shí)效果明顯提高。是壓實(shí)土方和基層的主力壓路機(jī)。在發(fā)展多功能的同時(shí)，開發(fā)一些特種用途機(jī)型，如壓實(shí)管道和電纜埋設(shè)溝槽的壓路機(jī)、斜坡壓路機(jī)、垃圾壓實(shí)機(jī)、鹽廠壓實(shí)機(jī)等。 Bomag 公司己將網(wǎng)絡(luò)傳輸和衛(wèi)星定位系統(tǒng)（ GPS）應(yīng)用于相應(yīng)的產(chǎn)品上。 : Bomag公司最近向用戶推出了一種名為 CARE（ Computer Aided RollerSelection In Earthworks）的土方壓實(shí)機(jī)械輔助選擇軟件，作為選擇壓實(shí)設(shè)備的輔助工具。 雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)采用控制振幅及振向的 Variomatic 系統(tǒng)，可 根據(jù)前、后鋼輪對(duì)被壓實(shí)材料不同的響應(yīng)信號(hào)來自動(dòng)調(diào)整相應(yīng)的振幅及向，優(yōu)化激力輸出。 在壓實(shí)度連續(xù)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，將自適應(yīng)技術(shù)引入壓實(shí)控制中，壓路機(jī)根據(jù)頻率、振幅、遍數(shù)、壓實(shí)度等參數(shù)，不斷改變自身的參數(shù)，自動(dòng)適應(yīng)作業(yè)工況，實(shí)現(xiàn)壓實(shí)作業(yè)的最優(yōu)控制。其原理是：在壓實(shí)初期，填料比較疏松、密實(shí)度低，路基彈性剛度較小、阻尼較大，振動(dòng)輪的響應(yīng)較小。依靠人工操作，既花時(shí)間，費(fèi)用也高，且屬抽樣檢驗(yàn)，容易漏檢。 特殊用途壓實(shí)機(jī)械例如：斜坡壓路機(jī)、水下壓路機(jī)、垃圾壓路機(jī)、 RCC（碾壓混凝土）專用振動(dòng)壓路機(jī)、回填挖壓路機(jī)等專用壓路機(jī)的開發(fā)得到重視。德國 ABG 公司生產(chǎn)的 8t 組合振動(dòng)壓路機(jī)，在減振和隔音處理方面都達(dá)到了相當(dāng)高的水平。另外標(biāo)準(zhǔn)化有利于采用模塊組合設(shè)計(jì)方法，將一臺(tái)機(jī)器分成不同的模塊提高新產(chǎn)品開發(fā)速度，滿足多途的需要。電子化主要表現(xiàn)在機(jī)器狀態(tài)和參數(shù)的檢測(cè)處理和顯示以及密實(shí)度計(jì)。 根據(jù)用戶的使用要求，一種產(chǎn)品又派生出多種變形產(chǎn)品，如瑞典戴納帕克(Dynapac)公司 CA 系列產(chǎn)品為輪胎驅(qū)動(dòng)振動(dòng)壓路機(jī)，包括 CA CA2 CA CA51等，自重從 4— 16t； CC 系列產(chǎn)品包括 CC1 CC2 CC41 等自重從 4— 10t；其中 CA25S型振動(dòng)壓路機(jī)派生出壓實(shí)粘性土用的 CA25P、雙輪驅(qū)動(dòng)的 CA25D、雙輪驅(qū)動(dòng)壓實(shí)粘土用的 CA25PD 和壓實(shí)面層的 CA25R 等型號(hào)。 20 世紀(jì) 50 年代，國外開始生產(chǎn)爆炸夯，但不久就被淘汰了，國外生產(chǎn)的夯實(shí)機(jī)械產(chǎn)品品種較多，產(chǎn)量較大的有以下兩種：（ 1）振動(dòng)平板夯，許多廠家都進(jìn)行系列生產(chǎn)，自重 60—600kg，較大型的振動(dòng)平板夯都可逆行；（ 2）振動(dòng)沖擊夯，是輕便靈活的機(jī)型，自重60— 120kg。壓路機(jī)制造廠商已經(jīng)提供了各種形式振動(dòng)壓路機(jī)，基本上滿足工程的需要。此時(shí)，輪胎驅(qū)動(dòng)鉸接式振動(dòng)壓路機(jī)、雙鋼輪串聯(lián)式振動(dòng)壓路機(jī)等產(chǎn)品相繼問世，振動(dòng)壓路機(jī)形成了兩個(gè)主要系列。當(dāng)時(shí)，研究的主要問題是解決振動(dòng)壓路機(jī)的參數(shù)選擇和振動(dòng)軸軸承的壽命，瑞典壓實(shí)機(jī)械專家拉斯佛斯布德（ Lars Forssblad）先生發(fā)明了撥球滾道振動(dòng)機(jī)構(gòu)，獲得了專利權(quán)。 由于高速公路的發(fā)展，對(duì)基礎(chǔ)的承載能力需求越來越高，振動(dòng)壓路機(jī)被視為較理想的、能滿足要求的壓實(shí)機(jī)械，因而從 20 世紀(jì) 50 年代初就引起了人們對(duì)振動(dòng)壓路機(jī)的重視。由于 20 世紀(jì) 70年代振動(dòng)壓路機(jī)已解決了瀝青鋪裝層的壓實(shí)工藝問題，輪胎壓路機(jī)的發(fā)展余地也比較少了。 輪胎壓路機(jī)的應(yīng)用始于 20 世紀(jì) 50年代，但直到 20 世紀(jì) 60 年代才因成功地采用輪胎集中調(diào)壓系統(tǒng)，使技術(shù)日臻完善。 光輪壓路機(jī)比較先進(jìn)的結(jié)構(gòu)是大滾輪直徑、全輪驅(qū)動(dòng)、液壓傳動(dòng)、液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。 目前，我國 30 多家工廠生產(chǎn)壓路機(jī)，生產(chǎn)夯實(shí)機(jī)械的工廠多達(dá)數(shù)百家，已形成6— 20t 光輪壓路機(jī)、 6— 20t 輪胎壓路機(jī)、 — 20t 振動(dòng)壓路機(jī)等三大系列的壓路機(jī)的批量生產(chǎn)，基本上滿足了國內(nèi)需要。 20 世紀(jì) 80年代后期，隨著基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展，特別是液壓泵、馬達(dá)、振動(dòng)輪用軸承、橡膠減振器的引進(jìn)生產(chǎn)，使振動(dòng)壓路機(jī)技術(shù)總體水平和可靠性有很大的提高，在基礎(chǔ)元件支持下，振動(dòng)壓路機(jī)引進(jìn)技術(shù)不斷得到消化吸收，國內(nèi)大專院校和科研院所的科研攻關(guān)，使我國自行開發(fā)和 設(shè)計(jì) 振動(dòng)壓路機(jī)的能力有較大的提高， 1990 年西安公路交通大學(xué)與徐州工程機(jī)械廠共同開發(fā)了 10t振蕩壓路機(jī)，標(biāo)志著我國振動(dòng)壓路科研和產(chǎn)品開發(fā)達(dá)到新的水平。洛陽建筑機(jī)械廠 設(shè)計(jì) 了 6t、 10t、 12t、 16t 振動(dòng)壓路機(jī)，邯鄲建筑機(jī)械廠 設(shè)計(jì) 了 2t 振動(dòng)壓路機(jī)，陜西水利機(jī)械廠 設(shè)計(jì) 了拖式凸塊振動(dòng)壓路機(jī)。 1966 年，徐州工程機(jī)械廠 設(shè)計(jì) 了 9/16t 輪胎壓路機(jī)。建國以后，上海市工程局廈門筑路機(jī)械廠（洛陽建筑機(jī)械廠前身）于 1952 年成功地制造了 6t 三輪壓路機(jī)， 1954 年廈門筑路機(jī)械廠由上海遷往洛陽，改名為洛陽建筑機(jī)械廠，并 于 1957 年試制成功了 12/15t 三輪壓路機(jī)，洛陽建筑機(jī)械廠成為我國第一個(gè)生產(chǎn)壓路機(jī)的專業(yè)廠。 夯實(shí)機(jī)：夯實(shí)機(jī)有蛙式打夯機(jī)、振動(dòng)平板夯、振動(dòng)沖擊夯和爆炸夯四種。 壓路機(jī)：按壓實(shí)原理，壓路機(jī)可分為靜作用壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)和組合式壓路機(jī)。因此，引起了各國制造商的關(guān)注，對(duì)振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行了廣泛的研究。 1930 年，德國 設(shè)計(jì) 了用履帶拖拉機(jī)牽引的振動(dòng)平板夯， 1940 年，在此基礎(chǔ) 上 設(shè)計(jì) 成功了振動(dòng)壓路機(jī)。減振系統(tǒng)采用橡膠減振器，利用更加簡(jiǎn)化的單自由度振動(dòng)數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出達(dá)到最大減振效果時(shí)減振系統(tǒng)總的動(dòng)剛度，作為橡膠減振器設(shè)計(jì)的依據(jù)，并對(duì)壓路機(jī)進(jìn)行了穩(wěn)定性分析。 本文在理論分析和計(jì)算的基礎(chǔ)上，完成了 12T 振動(dòng)壓路機(jī)總體和液壓系統(tǒng)、振動(dòng)輪總成、減振系統(tǒng)等主要部件的設(shè)計(jì)，在方案、結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法上進(jìn)行了 部分改動(dòng) ：采用全液 壓的傳動(dòng)方案，通過 3 個(gè)相互獨(dú)立的液壓回路實(shí)現(xiàn)行走、振動(dòng)和轉(zhuǎn)向三大基本功能，與機(jī)械傳動(dòng)相比在壓實(shí)效果、爬坡能力、質(zhì)量分配、操作控制和整體布局方面具備更大優(yōu)勢(shì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 1 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊