1、四 川 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文1.3 本 项 目 研 究 的 主 要 工 作随 着 高 速 公 路 建 设 速 度 的 加 快 ， 质 量 要 求 也 越 来 越 高 ， 市 场 对16 吨 级 的 超 重型 振 动 压 路 机 的 需 求 量 急 剧 上 升 。 开 发 振 动 系 统 结 构 性 能 先 进 合 理 、 工 艺 制 造 性好 、 质 量 易 于 保 证 、 可 靠 性 高 、 外 观 造 型 新 颖 、 市 场 竞 争 力 强 的 超 重 型 新 产 品YZ16振 动 压 路 机 ， 以 满 足 市 场 对 超 重 型 压 路 机 的 急 需 ， 达
2、 到 扩 大 成 工 集 团 压 路 机 产 品市 场 份 额 。 振 动 压 路 机 主 要 分 为 结 构 件 、 动 力 系 统 、 传 动 系 统 （ 桥 箱 及 液 压 系 统 ）、 控 制 系 统 （ 液 压 及 电 气 系 统 ） 和 振 动 轮 等 五 大 部 分13。 振 动 轮 作 为 振 动 压 路 机 的工 作 装 置 ， 其 设 计 和 制 造 质 量 直 接 影 响 整 机 的 工 作 性 能 和 可 靠 性 。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 主 要 性 能
3、参 数 及振 动 轮 等 关 键 技 术 结 构 ， 以 及 振 动 压 路 机 的 质 量 在 前 后 轮 上 的 分 配 和 在 前 轮 即 振动 轮 上 钢 轮 与 机 架 质 量 之 间 的 分 配 ， 对 压 路 机 的 牵 引 性 能 、 压 实 性 能 和 减 振 性 能有 着 不 同 的 影 响 14。本 论 文 研 究 的 主 要 内 容 ：1.通 过 对 目 前 有 关 振 动 压 路 机 总 体 及 振 动 轮 理 论 的 综 合 分 析 ， 为 研 究 工 作 提供 坚 实 的 理 论 基 础 ；2.对 整 机 工 作 质 量 、 振 动 频 率 、 振 幅 、 激 振
4、 力 、 发 动 机 功 率 等 压 路 机压 实 作 业中 重 要 的 主 要 性 能 参 数 及 振 动 轮 等 关 键 技 术 结 构 进 行 研 究 及 确 定 ；3.对 作 为 YZ 系 列 压 路 机 振 动 轮 设 计 平 台 的 14t 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YZ14 振 动 压 路 机 振动 轮 部 件 的
5、结 构 和 技 术 进 行 改 进 研 究 ；4.对 整 机 稳 定 性 这 一 安 全 性 指 标 在 各 种 可 能 工 况 下 不 发 生 滑 移 和 倾 斜 进 行 研究 ；5.用 弹 性 流 体 动 力 润 滑 理 论 对 振 动 轴 承 润 滑 状 态 计 算 分 析 ；6.对 振 动 轴 承 装 配 工 艺 改 进 研 究 ；7.利 用 I-DEAS 软 件 对 压 路 机 振 动 进 行 有 限 元 分 析 ， 对 压 路 机 振 动 参 数 测 试 及结 果 进 行 分 析 研 究 ；8.对 国 产 压 路 机 产 品 改 进 设 计 及 提 高 技 术 质 量 提 出 对
6、策 探 讨 。四 川 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文第 一 章 YZ16 压 路 机 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 有 足 够 的 强 度 和 表 面 平 整 度 。压 路 机 压 实 作 业 参 数 主 要 包 括 压 实 度 k、 单 位 线 压 力 p、 碾 压 速 度 v、 振 幅 A 和 振 频f 等
7、 15。压 路 机 压 实 作 业 参 数 的 合 理 确 定 ， 对 压 实 效 果 的 好 坏 有 着 直 接 影 响 。1.压 实 度 k压 实 度 是 指 实 际 达 到 的 密 实 度 与 最 大 密 实 度 0的 百 分 比 ， 即 ：k= / 0100%正 确 确 定 压 实 度 k， 不 但 对 保 证 压 实 质 量 十 分 重 要 ， 而 且 还 关 系 到 压 实 工 作 的经 济 性 。 我 国 的 公 路 路 基 压 实 标 准 见 表 2-116。压 实 度 （ %）填 挖 类 型 自 路 面 底 面 计 起 的 深度 范 围 （ cm） 高 速 、 一 级 公 路
8、 其 它 公 路上 路 床 0-30 95 93下 路 床 30-80 95 93上 路 堤 80-150 93 90路 堤下 路 堤 150 90 90零 填 及 路 堑 路 床 0-30 95 93表 2-1 公 路 路 基 压 实 标 准压 实 度 k 的 确 定 ， 需 要 根 据 公 路 所 在 地 区 的 气 候 条 件 、 土 壤 水 文 状 况 和 路 面类 型 等 因 素 加 以 综 合 考 虑 。 对 冰 冻 、 潮 湿 地 区 和 受 水 影 响 大 的 路 基 ， 其 要 求 应 提高 ； 对 干 旱 地 区 和 水 文 良 好 的 地 段 ， 要 求 可 低 些 ；
9、路 面 等 级 高 ， 则 要 求 就 高 ； 路面 等 级 低 ， 则 要 求 可 低 些 。 设 计 要 求 应 保 证 压 实 度 k 95%15。2.单 位 线 压 力 p压 路 机 在 碾 压 路 基 土 壤 或 路 面 铺 层 时 ， 一 般 分 三 个 阶 段 ： 初 压 、 复 压 和 终 压 。四 川 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文初 压 时 ， 由 于 被 压 材 料 处 于 松 散 状 态 ， 压 路 机 与 被 材 料 的 接 地 面 积 比 较 大 ， 单 位压 力比 较 小 ； 复 压 时 ， 随 着 碾 压 遍 数 的 增 加 和 压 实 功 的
10、增 加 ， 被 压 材 料 的 密 实 度将 逐 渐提 高 ， 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 地面 积 接 近线 接 触 ， 单 位 压 力 最 大 。 因 此 ， 所 谓 单 位 线 压 力 是 指 接 近 复 压 终 了 时 压 路 机 所 能达 到 的 碾 压 载 荷 F 与 接 地 面 积 S 的 比 值 ， 即 ：p=F/S Pa压 路 机 压 实 单 位 线 压 力 与 压 路 机 所 能 达 到 的 碾 压 载 荷 有 关 ， 对 振 动 式 压 路 机而 言 为 激 振 力 。 设 计 压 路 机
11、 时 ， 压 路 机 单 位 线 压 力 不 应 超 过 被 压 材 料 的 极 限 强 度 ，否 则 将 引 起 土 质 基 础 的 龟 裂 和 石 质 基 础 石 料 的 破 碎 。 土 壤 的 极 限 强 度 见 表2-216。 土 壤 的 极 限 强 度 （ kPa）土 壤 种 类光 轮 碾 轮 胎 碾 夯 板低 粘 性 土（ 砂 土 、 低 液 限 粘 土 、 粉 土 ） 294588 294392 294686中 等 粘 性 土（ 粉 质 中 液 限 粘 土 、 中 液 限 粘 土 ） 588980 392588 6861176高 粘 性 土（ 高 液 限 粘 土 ） 980147
12、0 588784 11761960极 粘 性 土（ 很 高 液 限 粘 土 ） 14701764 784980 19862254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 2-314。石 料 性 质 软 中 等 硬 极 硬石 料 名 称 石 灰 岩砂 岩 石 灰 岩 砂 岩粗 粒 花 岗 岩 细 粒 花 岗 岩 辉 绿 岩玄 武 岩极 限 强 度 （ Mpa） 29.458.5 39.298.0 98.0196.0 196.0压 路 机 单 位 线 压 力 （ kPa） 58806860 68607800 7800980
13、0 980012250表 2-3 石 料 强 度 和 压 路 机 单 位 线 压 力 关 系3.碾 压 速 度 v压 路 机 碾 压 速 度 与 土 壤 或 被 压 材 料 的 压 实 特 性 、 压 实 层 厚 度 、 压 路 机 的 压 实功 、 施 工 技 术 要 求 以 及 作 业 效 率 等 因 素 有 关 。 对 粘 性 土 壤 ， 因 变 形 滞 后 现 象 明 显 ，碾 压 速 度 不 宜 过 高 ； 对 铺 层 初 压 时 ， 由 于 铺 层 变 形 大 ， 压 路 机 滚 动 阻 力 大 ， 碾 压速 度 也 不 宜 过 快 ； 复 压 终 压 时 ， 被 压 材 料 已
14、基 本 密 实 ， 为 提 高 作 业 效 率 和 表 面 平四 川 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文整 度 ， 碾 压 速 度 可 以 适 当 提 高 。 各 种 压 路 机 碾 压 速 度 的 选 择 见 表2-417。碾 压 速 度 （ km/h）压 路 机 类 型初 压 复 压 终 压光 轮 静 碾 压 路 机 1.52.0 2.03.0 3.04.0轮 胎 式 压 路 机 2.53.0 3.04.0 4.05.0振 动 式 压 路 机 3.04.0 3.05.0 5.06.0表 2-4 压 路 机 碾 压 速 度 选 择一 般 情 况 下 ， 碾 压 速 度 应 该 遵
15、 循 “先 慢 后 快 ”的 原 则 。 碾 压 速 度 高 ， 作 业 效 率高 ， 但 压 实 质 量 差 ； 碾 压 速 度 低 ， 力 作 用 时 间 长 ， 影 响 深 度 大 ， 压 实 质 量 好 ， 但作 业 效 率 低 14。4.振 幅 A 和 振 频 f振 幅 A 和 振 频 f 是 振 动 压 路 机 压 实 作 业 中 重 要 的 性 能 参 数 。 振 频 f 是 指 振 动 轮单 位 时 间 内 振 动 的 次 数 ， 单 位 为 Hz。 振 幅 A 是 指 振 动 时 振 动 轮 离 开 地 面 的 高 度 ， 单位 为 mm。 振 幅 参 数 一 般 是 指 名
16、 义 振 幅 A0， 即 假 设 在 完 全 弹 性 的 表 面 上 振 动 ， 振 动轮 完 全 自 由 地 悬 离 地 面 的 高 度 。 压 路 机 在 实 际 振 动 压 实 时 ， 其 实 际 振 幅A 稍 大 于 名义 振 幅 A08。一 般 情 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 根 据 作 业 对 象 的 不 同 ， 合 理 地 选 择 振 频 与 振 幅 ， 两 者 协 调 一致 才 能 获 得 较 理 想 的 压 实 效 果 。 一 般 在 压 实 厚 层
17、路 基 时 ， 应 选 择 低 振 频 （2530Hz） 、高 振 幅 （ 1.52.0mm） ， 以 期 获 得 较 大 的 激 振 力 和 压 实 作 用 深 度 ， 提 高 作 业 效 率 ；压 实 薄 层 路 面 时 ， 应 选 择 高 振 频 （ 3350Hz） 、 低 振 幅 （ 0.40.8mm） ， 以 期 获 得 单位 面 积 内 较 多 的 冲 击 次 数 ， 提 高 路 面 的 质 量 15。2.2 振 动 工 作 原 理振 动 压 路 机 是 根 据 共 振 学 说 、 反 复 载 荷 学 说 等 振 动 压 实 理 论 不 断 发 展 和 更 新四 川 大 学 工 程
18、 硕 士 专 业 学 位 论 文的 碾 压 设 备 ， 振 动 压 路 机 利 用 机 械 的 自 重 和 激 振 器 产 生 的 激 振 力 ， 迫 使 土 壤 作 垂直 强迫 振 动 ， 急 剧 减 少 土 壤 颗 粒 间 的 内 摩 擦 力 ， 达 到 压 实 土 壤 的 目 的17。 采 用 振 动 压 路机 对 基 础 材 料 进 行 压 实 ， 可 使 材 料 颗 粒 间 的 孔 隙 率 和 渗 透 性 下 降 ， 大 大 增 加工 程 基础 的 整 体 刚 度 和 承 载 能 力 ， 从 而 提 高 工 程 质 量 和 使 用 寿 命 。 振 动 压 实 可 根 据 不 同的 铺
19、 筑 材 料 和 铺 层 厚 度 ， 合 理 选 择 振 动 频 率 和 振 幅 ， 提 高 压 实 效 果 ， 减 少 碾 压 遍 数7。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 示 。 图 中固 定 偏 心 块 与 振 动 轴 固 接 在 一 起 ， 另 一 活 动 偏 向 块 空 套 在 振 动 轴 上18。a） 顺 时 针 旋 转 b） 逆 时 针 旋 转1活 动 偏 心
20、 块 2振 动 轴 3挡 销 4固 定 偏 心 块图 2-1 振 动 调 幅 机 构 示 意 图在 振 动 压 路 机 作 业 过 程 中 ， 由 于 振 动 压 实 的 需 要 ， 经 常 需 要 调 节 振 动 轮 的 振幅 ，振 动 轴 承 的 支 承 条 件 ， 两 个 支 承 振 动 轴 的 轴 承 孔 的 同 心 度 对 振 动 功 率 的 消 耗 影 响很 大 ， 振 动 轴 承 与 其 轴 承 孔 的 配 合 对 振 动 功 率 的 消 耗 影 响 也 很 大 ， 如 果 两 者 配 合过 紧 ， 由 于 轴 承 发 热 而 使 轴 承 滚 动 阻 力 加 大 ， 使 振 动
21、功 率 的 消 耗 急 剧 上 升 。 因 此在 设 计 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 应 该 设 计 松 一 些 19。振 动 压 路 机 的 传 动 系 统 有 两 种 方 式 ， 一 种 是 全 液 压 前 后 轮 双 驱 动 ， 前 轮 是 驱动 轮 也 是 振 动 轮 ， 后 轮 则 用 轮 胎 驱 动 ， 这 种 型 式 牵 引 力 大 ， 不 容 易 打 滑 ， 前 轮 为主 动 轮 无 壅 土 推 土 等 现 象 ， 国 外 生 产 的 单 钢
22、 轮 压 路 机 特 别 是16t 级 的 振 动 压 路 机 均四 川 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文采 用 这 种 形 式 ， 其 前 钢 轮 自 重 一 般 在 12t 左 右 ， 压 实 能 力 强 。 另 一 种 形 式 为 前 钢 轮 不驱 动 、 只 振 动 ， 后 轮 用 机 械 或 液 压 ， 这 种 形 式 的 单 钢 轮 振 动 压 路 机 ， 后 轮 负 荷不 能太 轻 ， 否 则 容 易 打 滑 ， 前 后 轮 重 量 分 配 至 少 是 1： 1， 有 时 后 轮 负 荷 甚 至 大 于 前 轮 ，这 种 形 式 结 构 简 单 ， 价 格 便 宜
23、， 但 压 实 性 能 比 前 后 轮 双 驱 动 的 要 差14。2.3 压 路 机 主 要 振 动 性 能 参 数 确 定整 机 工 作 质 量 ： 16t振 动 轮 直 径 宽 度 ： 16002150mm振 动 频 率 ： 30Hz振 幅 ： 1.90mm/0.8mm激 振 力 ： 337kN/112kN整 机 车 速 ： 08， 016km/h整 机 长 宽 高 ： 615024203250mm2.4 振 动 压 路 机 总 体 设 计振 动 压 路 机 主 要 分 为 结 构 件 、 动 力 系 统 、 传 动 系 统 （ 桥 箱 及 液 压 系 统 ） 、 控制 系 统 （ 液
24、压 及 电 气 系 统 ） 和 振 动 轮 等 五 大 部 分8。国 外 生 产 的 技 术 水 平 较 高 的 振 动 压 路 机 具 有 以 下 技 术 新 特 点 ： 液 压 振 动 系 统采 用 闭 式 系 统 ， 液 压 泵 、 液 压 马 达 采 用 柱 塞 泵 、 柱 塞 马 达 ， 使 液 压 振 动 系 统 技 术性 能 得 以 提 高 。 采 用 低 速 大 扭 矩 马 达 直 接 驱 动 或 高 速 行 走 方 案 的 全 液 压 全 轮 驱 动系 统 。 采 用 手 动 伺 服 控 制 、 电 液 控 制 或 电 液 比 例 控 制 等 控 制 系 统 。 振 动 参
25、数 采 用单 频 双 幅 或 双 频 双 幅 ， 振 动 操 纵 采 用 电 控 方 式 。 振 动 轴 承 采 用 瑞 典SKF、 德 国 FAG、日 本 NSK 等 轴 承 。 采 用 全 液 压 制 动 系 统 。 机 罩 设 计 为 玻 璃 钢 可 翻 转 方 式 。 驾 驶 室 、机 罩 及 整 机 外 观 造 型 和 色 彩 采 用 工 业 设 计 原 理 ， 驾 驶 室 内 部 采 用 人 机 工 程 学 原 理设 计 ， 操 纵 环 境 向 轿 车 的 内 装 饰 方 向 发 展 ， 提 高 整 机 的 美 学 功 能 和 操 纵 舒 适 性 。采 用 流 线 型 的 外 观
26、设 计 、 合 理 的 总 体 布 局 以 及 鲜 明 光 泽 的 外 观 涂 漆 更 具 现 代 气 息 。四 川 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文可 选 配 冷 暖 型 空 调 系 统 、 音 响 系 统 等 5。我 公 司 开 发 的 YZ16 振 动 压 路 机 是 在 引 进 消 化 西 班 牙 COMOPLESA 公 司 振 动 压 路 机技 术 基 础 上 进 行 设 计 开 发 ， 该 机 采 用 世 界 上 最 先 进 的 全 液 压 系 统 ， 行 走 传 动 采 用变 量 泵 变 量 马 达 闭 式 回 路 ， 可 实 现 无 级 调 整 。 控 制 系 统
27、 采 用 电 子 液 压 控 制 ， 制动 系 统 采 用 行 车 制 动 ， 应 急 制 动 和 停 车 制 动 三 套 先 进 可 靠 的 制 动 机 构 ， 采 用 三 级减 振 ，采 用 翻 车 保 护 驾 驶 室 等 新 结 构 和 新 技 术 18。 YZ16 振 动 压 路 机 在 借 鉴 定 型 产 品YZ14B 压 路 机 液 压 振 动 系 统 、 机 械 传 动 系 统 、 制 动 系 统 等 成 熟 部 件 的 基 础 上 ，移 植我 公 司 利 用 西 班 牙 政 府 贷 款 引 进 西 班 牙 COMOPLESA 公 司 振 动 压 路 机 先 进 技 术 ， 对振
28、 动 轮 、 前 车 架 、 后 车 架 、 机 罩 、 铰 接 架 等 部 件 进 行 全 新 设 计 ， 提 高 整 机的 先 进 性 、可 靠 性 和 美 观 性 ， 使 YZ16 振 动 压 路 机 达 到 国 内 同 类 产 品 的 领 先 水 平 ， 如 图 2-2 所 示 。图 2-2 YZ16 振 动 压 路 机 总 体 图YZ16 振 动 压 路 机 主 要 部 件 及 系 统 技 术 结 构 设 计四 川 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文1. 振 动 轮1.振 动 轮 2.悬 架 3.偏 心 块 4.连 接 座 5.联 轴 器6.中 间 轴 7.振 动 轮 行
29、 走 轴 承 8.减 振 器 9.振 动 马 达图 2-3 振 动 轮 总 成 示 意 图振 动 轮 采 用 内 外 圆 筒 相 套 结 构 ， 内 圆 筒 作 为 润 滑 油 室 ， 结 构 受 力 合理 ， 油 室 润 滑 和 散 热 空 间 大 。 振 动 轴 承 和 行 走 轴 承 采 用 进 口 的 单 列 圆 柱滚 子 轴 承 。 具 有 激 振 力 超 大 、 工 作 可 靠 、 轴 承 使 用 寿 命 长 等 优 点 20，如 图 2-3 所 示 。2.液 压 驱 动 系 统四 川 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文采 用 变 量 泵 -双 速 变 量 马 达 闭
30、式 回 路 ， 如 图 2-4 所 示 ， 由 驱 动 泵 、 液压 差 速 及 冲 洗 组 合 阀 、 制 动 阀 、 驱 动 马 达 、 调 速 阀 等 元 件 构 成 20。驱 动 泵 采 用 美 国 Sauser-Sundstrand 公 司 90 系 列 轴 向 变 量 柱 塞 泵 ， 驱动 马 达 采 用 法 国 Poclain 公 司 低 速 大 扭 矩 马 达 。 调 速 阀 和 制 动 阀 用 于 控制 内 装 有 常 闭 式 制 动 器 的 驱 动 马 达 的 调 速 及 制 动 。 液 压 差 速 及 冲 洗 组 合阀 由 美 国 Parker 公 司 的 电 磁 阀 和
31、 美 国 Sauser 公 司 的 溢 流 阀 与 冲 洗 阀组 合 而 成 。 液 压 差 速 阀 用 于 实 现 后 车 架 左 右 轮 胎 的 差 速 ， 防 止 左 右 轮 胎的 打 滑 18。1.行 走 液 压 泵 2.振 动 液 压 泵 3.转 向 泵4.桥 驱 动 马 达 5.钢 轮 驱 动 马 达 6.振 动 马 达7.转 向 器 8.转 向 油 缸 9.液 压 油 箱图 2-4 液 压 系 统 原 理3.液 压 振 动 系 统采 用 双 向 变 量 泵 -定 量 马 达 闭 式 回 路 。 振 动 泵 采 用 美 国 Sauser-Sundstrand 公 司 90 系 列
32、轴 向 定 量 柱 塞 泵 ， 振 动 马 达 采 用 瑞 典 Volvo公 司 F12 系 列 弯 轴 定 量 重 型 马 达 。 通 过 仪 表 板 上 的 自 动 /手 动 开 关 ，四 川 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文可 实 现 振 动 的 手 动 操 作 或 自 动 操 作 。 选 择 自 动 操 作 状 态 后 ， 当 压 路 机 行走 速 度 达 到 一 定 值 时 ， 振 动 就 自 动 开 始 ， 在 压 路 机 行 走 速 度 下 降 到 一 定值 时 ， 振 动 将 自 动 停 止 18。4.液 压 制 动 系 统采 用 工 作 制 动 、 停 车 制
33、动 和 紧 急 制 动 三 级 常 闭 式 制 动 系 统 ， 常 闭 式制 动 器 内 藏 于 低 速 大 扭 矩 驱 动 马 达 之 中 。 当 换 向 操 纵 杆 移 到 中 间“停 止 ”位 置 时 ， 驱 动 泵 摆 角 为 零 ， 驱 动 泵 停 止 向 驱 动 马 达 供 油 ， 常 闭式 制 动 器 制 动 ， 实 现 工 作 制 动 ； 当 压 路 机 在 坡 道 上 停 车 ， 柴 油 机 停 止 转动 后 ， 常 闭 磨 擦 片 式 停 车 制 动 器 便 自 动 实 现 停 车 制 动 ； 当 液 压 驱 动 系 统出 现 工 作 油 渗 漏 或 胶 管 破 裂 等 情
34、 况 时 ， 紧 急 制 动 器 便 会 自 动 实 现 紧 急 制动 20。5.电 气 及 操 纵 系 统电 气 系 统 主 要 由 发 电 及 起 动 系 统 、 控 制 系 统 、 照 明 系 统 、 讯 号 系 统四 个 部 分 组 成 。 电 气 系 统 与 液 压 系 统 紧 密 相 关 ， 振 动 、 驱 动 、 制 动 液 压系 统 皆 是 通 过 电 气 系 统 的 电 液 控 制 来 实 现 的 ， 压 路 机 的 关 键 部 件 采 用 电子 元 件 进 行 监 控 。 在 驾 驶 台 的 后 壁 上 ， 集 中 有 液 压 系 统 主 要 压 力 的 测 压接 口 ，
35、供 调 试 检 测 时 使 用 。 该 机 操 纵 轻 便 灵 活 ， 仪 表 灯 具 和 故 障 报 警 装备 配 备 齐 全 ， 便 于 及 时 发 现 和 排 除 故 障 ， 避 免 压 路 机 带 病 作 业 18。柴 油 机 、 泵 、 阀 、 马 达 、 轴 承 、 油 封 、 电 器 元 件 、 仪 表 等 主 要 件 均 采 用国 际 著 名 公 司 产 品 ， 确 保 了 整 机 性 能 优 越 、 质 量 稳 定 。6.减 振 系 统振 动 压 路 机 采 用 三 级 隔 振 系 统 ：第 一 级 隔 振 前 车 架 框 架 与 振 动 轮 之 间 即 振 动 轮 减 振
36、器 ；第 二 级 隔 振 后 车 架 与 驾 驶 台 之 间 即 操 纵 台 减 振 器 ；第 三 级 隔 振 驾 驶 员 与 驾 驶 台 之 间 即 带 减 振 功 能 的 座 椅 20。四 川 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文第 二 章 总 体 参 数 确 定 及 部 件 设 计 计 算3.1 发 动 机 功 率压 路 机 的 发 动 机 功 率 应 保 证 压 路 机 在 最 困 难 条 件 下 能 正 常 工 作 。 这 种 最 困 难条 件 是 ： 在 最 大 上 坡 的 路 基 上 滚 压 松 散 的 碎 石 物 料14。所 需 发 动 机 的 功 率 为式 中 ：N
37、压 路 机 所 需 发 动 机 功 率 ， kWT压 路 机 驱 动 轮 上 的 圆 周 力 ， NV压 路 机 工 作 速 度 ， km/h 发 动 机 至 驱 动 轮 间 的 机 械 传 动 效 率 16。压 路 机 驱 动 轮 上 的 圆 周 力 即 牵 引 力 必 须 大 于 或 等 于 工 作 时 的 总 阻 力 ， 即T W压 路 机 在 最 困 难 条 件 下 工 作 时 产 生 以 下 阻 力 ：运 行 阻 力 W1；上 坡 阻 力 W2；压 路 机 在 上 坡 压 实 工 作 中 的 阻 力 W =W1+W2。压 路 机 运 行 阻 力 W1：W1=gfGcos =9.80.
38、116000cos16.7=15019 (N)式 中 ：f压 路 机 滚 动 阻 力 系 数 ， 取 f=0.1G压 路 机 质 量 ,G=16000kg 道 路 坡 度 ,根 据 交 通 部 公 路 工 程 技 术 标 准 ， 各 种 公 路 的 坡 度 最 大 值为 11%16， 即 =arctg0.11=6.28； 本 压 路 机 设 计 的 理 论 爬 坡 度 为 30%， 即 =arctg0.45=16.7。上 坡 阻 力 W2：W2=gGsin =9.816000sin16.7=45058 (N)压 路 机 在 上 坡 压 实 工 作 中 的 阻 力 W：270TV四 川 大 学
39、工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文 W= W1+W2=60077 (N) 14压 路 机 在 上 坡 压 实 工 况 时 的 功 率 N1：式 中 ：V压 路 机 工 作 速 度 ， V=2km/h 发 动 机 至 驱 动 轮 间 的 机 械 传 动 效 率 ， 取 =0.713转 向 功 率 N2：式 中 ：p转 向 压 力 ， 8MPaq转 向 泵 排 量 , 32.1ml/rne发 动 机 转 速 ， 2500r/mini分 动 箱 速 比 ， 0.8n转 向 泵 效 率 ， 0.914振 动 功 率 N3：式 中 ：mr高 振 幅 的 偏 心 力 矩 ， 11.06kg.m 角 速
40、 度 ， =2 Hz rad/s 振 动 轮 振 动 阻 力 系 数 ， 1.5 振 动 泵 效 率 ， 0.85 振 动 马 达 效 率 ， 0.7714压 路 机 在 上 坡 振 动 压 实 工 况 时 消 耗 的 功 率 最 大 ， 为 N： N=N1+ N2+ N3=97.35kWkWPsgTN70.8.6.971 2450QPkWPs32.61450.282 73r kWPs3.0)(.506.3 四 川 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文振 动 压 路 机 使 用 功 率 一 般 都 用 一 小 时 功 率 16， 选 用 德 国 BF6L-913 型 号 发 动 机的
41、 额 定 功 率 为 ： 118kW。根 据 经 验 计 算 方 法 ， 柴 油 机 风 扇 等 附 件 消 耗 功 率 一 般 等 于 发 动 机 的 额 定 功 率 的10%16， 即 11.8 kW。 另 外 ， 柴 油 机 排 气 管 消 耗 功 率 一 般 为 0.6610.735 kW14。 因此 可 计 算 出 柴 油 机 的 输 出 功 率 为 ：Ne=118-11.8-0.735=105.5 kW大 于 压 路 机 所 需 功 率 N= 97.35 kW所 以 满 足 设 计 要 求 。3.2 整 机 牵 引 力全 液 压 振 动 压 路 机 的 牵 引 力 应 满 足 21
42、:行 驶 阻 力 Pf 牵 引 力 Pmax 附 着 力 P 附 着 力 P 21P =9.81103 G = 78480 (N)式 中 ： 附 着 系 数 ， 按 轮 胎 驱 动 土 方 机 械 推 荐 的 数 值 选 取 为 0.5G对 于 全 驱 动 压 路 机 为 整 机 工 作 质 量 ， 16t 行 驶 阻 力 Pf14一 般 工 况 下 的 行 驶 阻 力 Pf122：Pf1=9.81103f1G=21974 (N)式 中 ：f1滚 动 阻 力 系 数 ， 对 于 自 行 式 压 路 机 通 过 数 理 统 计 方 法 确 定 其 取 值 范 围 为0.080.14， 设 计 按
43、 最 大 滚 动 阻 力 系 数 选 取 0.14在 坡 道 上 的 行 驶 阻 力 Pf222；Pf2=9.81103（ f2Gcos +Gsin ） =54124 (N)式 中 ：f2爬 坡 工 况 时 的 滚 动 阻 力 系 数 ， 对 于 爬 坡 能 力 为 30%的 全 液 压 振 动 压 路 机 ， 通过 数 理 统 计 方 法 选 取 0.06 坡 度 角 ， 爬 坡 能 力 为 30%时 ， =arctg0.30=16.7四 川 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文由 驱 动 马 达 旋 转 时 产 生 的 最 大 牵 引 力 Pmax：Pmax=P1+ P2式 中
44、：P1前 振 动 钢 轮 由 驱 动 马 达 旋 转 时 产 生 的 牵 引 力 ；P2后 轮 胎 由 驱 动 马 达 旋 转 时 产 生 的 牵 引 力 22。前 振 动 钢 轮 由 驱 动 马 达 旋 转 时 产 生 的 牵 引 力 P122： ：式 中 ：q1max前 振 动 钢 轮 驱 动 马 达 排 量 ； YZ16 压 路 机 前 振 动 钢 轮 采 用 双 级 变 量 驱动 马 达 ， 型 号 为 MT50-00-G210-F50-110， 其 排 量 为 5001/3334ml/r， 计 算 时 取 最 大值 5001ml/r；工 作 液 压 系 统 压 力 ， 40Mpa；a
45、xp液 压 泵 的 机 械 效 率 ， 取 0.90；1mr1前 振 动 钢 轮 动 力 半 径 ， 0.8m； r=（ 0.950.97） r022， 对 于 低 压 轮 胎 ，一 般 取 r=0.95r014， r0为 轮 胎 自 由 半 径 ， YZ16 压 路 机 轮 胎 规 格 为 23.1-26，计 算 可 知 , P1=35782 （ N）后 轮 胎 由 驱 动 马 达 旋 转 时 产 生 的 牵 引 力 P222：式 中 ：q2max后 轮 胎 驱 动 马 达 排 量 ； YZ16 压 路 机 后 轮 胎 采 用 两 个 双 级 变 量 驱 动 马达 ， 其 型 号 为 MS2
46、5-8-G/D21-F35-1320， 其 排 量 为 2004/1002ml/r， 计 算 时 取 最 大 值2004ml/r；工 作 液 压 系 统 压 力 ， 40Mpa；ax2p11maxax159rpq22maxax2rpq四 川 大 学 工 程 硕 士 专 业 学 位 论 文液 压 泵 的 机 械 效 率 ， 取 0.90；2mr1后 轮 胎 动 力 半 径 ， r=（ 0.950.97） r0， 对 于 低 压 轮 胎 ， 一 般 取0.95r0， r0为 轮 胎 自 由 半 径 ， YZ16 压 路 机 轮 胎 规 格 为 23.1-26， r0为 ， 则 r=0.75m。计
47、算 可 知 , P2=30589 （ N）即 驱 动 马 达 提 供 的 整 机 最 大 牵 引 力 Pmax22：Pmax=P1+ P2=66371 （ N）由 上 面 计 算 可 知 ：附 着 力 P =78480 (N)最 大 行 驶 阻 力 Pf2=54124 (N)最 大 牵 引 力 Pmax=66371 (N)满 足 ：行 驶 阻 力 Pf 牵 引 力 Pmax 附 着 力 P 143.3 振 动 轮 质 量 参 数 设 计 确 定振 动 压 路 机 的 质 量 在 前 、 后 轮 上 的 分 配 ， 以 及 在 前 轮 即 振 动 轮 上 钢 轮 与 机 架质 量 之 间 的 分
48、 配 差 别 ， 对 压 路 机 的 牵 引 性 能 、 压 实 性 能 和 减 振 性 能 有 着 不 同 的 影响 。 合 理 的 质 量 配 比 对 整 机 性 能 是 十 分 重 要 的23。 YZ16 振 动 压 路 机 的 质 量 参 数 分配 采 用 数 理 统 计 法 ， 确 定 其 前 后 轮 质 量 比 及 机 架 与 振 动 轮 的 质 量 比 。以 国 内 外 生 产 的 40 余 种 同 类 型 振 动 压 路 机 为 统 计 分 析 对 象 ， 统 计 计 算 参 数 为前 后 轮 分 配 质 量 及 比 值 、 钢 轮 质 量 和 机 架 质 量 的 比 值 及 钢 轮 和 整 机 质 量 之 间 的 关系 等 。统 计 分 析 结 论 为 ：采 用 后 轮 驱 动 、 前 轮 振 动 形 式 的 压 路 机 ， 其 后/前 轮 质 量 分 配 的 比 值 平 均 值 为0.94,接 近 1.0。 说 明 接 近 平 均 分 配 前 后 轮 质 量 是 采 用 这 种 标 准 驱 动 形 式 的 基 本 要求 。采 用 全 轮 驱 动 形 式 时 ， 后 轮 重 量 比
