論文內(nèi)容(YZ16型振動壓路機(jī)振動裝置設(shè)計).doc

四川大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文1.3本項目研究的主要工作隨著高速公路建設(shè)速度的加快，質(zhì)量要求也越來越高，市場對16噸級的超重型振動壓路機(jī)的需求量急劇上升。開發(fā)振動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能先進(jìn)合理、工藝制造性好、質(zhì)量易于保證、可靠性高、外觀造型新穎、市場競爭力強(qiáng)的超重型新產(chǎn)品YZ16振動壓路機(jī)，以滿足市場對超重型壓路機(jī)的急需，達(dá)到擴(kuò)大成工集團(tuán)壓路機(jī)產(chǎn)品市場份額。振動壓路機(jī)主要分為結(jié)構(gòu)件、動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)（橋箱及液壓系統(tǒng)）、控制系統(tǒng)（液壓及電氣系統(tǒng)）和振動輪等五大部分13。振動輪作為振動壓路機(jī)的工作裝置，其設(shè)計和制造質(zhì)量直接影響整機(jī)的工作性能和可靠性。整機(jī)工作質(zhì)量、振動頻率、振幅、激振力、發(fā)動機(jī)功率等壓路機(jī)壓實作業(yè)中重要的主要性能參數(shù)及振動輪等關(guān)鍵技術(shù)結(jié)構(gòu)，以及振動壓路機(jī)的質(zhì)量在前后輪上的分配和在前輪即振動輪上鋼輪與機(jī)架質(zhì)量之間的分配，對壓路機(jī)的牽引性能、壓實性能和減振性能有著不同的影響 14。本論文研究的主要內(nèi)容：1.通過對目前有關(guān)振動壓路機(jī)總體及振動輪理論的綜合分析，為研究工作提供堅實的理論基礎(chǔ)；2.對整機(jī)工作質(zhì)量、振動頻率、振幅、激振力、發(fā)動機(jī)功率等壓路機(jī)壓實作業(yè)中重要的主要性能參數(shù)及振動輪等關(guān)鍵技術(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究及確定；3.對作為YZ系列壓路機(jī)振動輪設(shè)計平臺的14t壓路機(jī)振動輪存在的振動輪故障率較高的質(zhì)量故障進(jìn)行統(tǒng)計分析，把提高振動軸承壽命、避免振動軸承過早失效作為重點技術(shù)攻關(guān)課題加以研究分析，并對作為設(shè)計平臺的YZ14振動壓路機(jī)振動輪部件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)研究；4.對整機(jī)穩(wěn)定性這一安全性指標(biāo)在各種可能工況下不發(fā)生滑移和傾斜進(jìn)行研究；5.用彈性流體動力潤滑理論對振動軸承潤滑狀態(tài)計算分析；6.對振動軸承裝配工藝改進(jìn)研究；7.利用I-DEAS軟件對壓路機(jī)振動進(jìn)行有限元分析，對壓路機(jī)振動參數(shù)測試及結(jié)果進(jìn)行分析研究；8.對國產(chǎn)壓路機(jī)產(chǎn)品改進(jìn)設(shè)計及提高技術(shù)質(zhì)量提出對策探討。第一章 YZ16壓路機(jī)總體方案設(shè)計2.1壓實施工作業(yè)參數(shù)指標(biāo)要求在修筑公路過程中，主要采用振動壓路機(jī)對路基土壤和路面鋪砌層進(jìn)行壓實，以提高基礎(chǔ)的承載能力、不透水性和穩(wěn)定性，使其具有足夠的強(qiáng)度和表面平整度。壓路機(jī)壓實作業(yè)參數(shù)主要包括壓實度k、單位線壓力p、碾壓速度v、振幅A和振頻f等15。壓路機(jī)壓實作業(yè)參數(shù)的合理確定，對壓實效果的好壞有著直接影響。1.壓實度k壓實度是指實際達(dá)到的密實度與最大密實度0的百分比，即：k=/0100%正確確定壓實度k，不但對保證壓實質(zhì)量十分重要，而且還關(guān)系到壓實工作的經(jīng)濟(jì)性。我國的公路路基壓實標(biāo)準(zhǔn)見表2-116。填挖類型自路面底面計起的深度范圍（cm）壓實度（%）高速、一級公路其它公路路堤上路床0-309593下路床30-809593上路堤80-1509390下路堤1509090零填及路塹路床0-309593表2-1 公路路基壓實標(biāo)準(zhǔn)壓實度k的確定，需要根據(jù)公路所在地區(qū)的氣候條件、土壤水文狀況和路面類型等因素加以綜合考慮。對冰凍、潮濕地區(qū)和受水影響大的路基，其要求應(yīng)提高；對干旱地區(qū)和水文良好的地段，要求可低些；路面等級高，則要求就高；路面等級低，則要求可低些。設(shè)計要求應(yīng)保證壓實度k95%15。 2.單位線壓力p壓路機(jī)在碾壓路基土壤或路面鋪層時，一般分三個階段：初壓、復(fù)壓和終壓。初壓時，由于被壓材料處于松散狀態(tài)，壓路機(jī)與被材料的接地面積比較大，單位壓力比較?。粡?fù)壓時，隨著碾壓遍數(shù)的增加和壓實功的增加，被壓材料的密實度將逐漸提高，接地面積逐漸減小，單位壓力逐漸增大；當(dāng)接近復(fù)壓終了時，接地面積接近線接觸，單位壓力最大。因此，所謂單位線壓力是指接近復(fù)壓終了時壓路機(jī)所能達(dá)到的碾壓載荷F與接地面積S的比值，即：p=F/S Pa壓路機(jī)壓實單位線壓力與壓路機(jī)所能達(dá)到的碾壓載荷有關(guān)，對振動式壓路機(jī)而言為激振力。設(shè)計壓路機(jī)時，壓路機(jī)單位線壓力不應(yīng)超過被壓材料的極限強(qiáng)度，否則將引起土質(zhì)基礎(chǔ)的龜裂和石質(zhì)基礎(chǔ)石料的破碎。土壤的極限強(qiáng)度見表2-216。 土壤種類土壤的極限強(qiáng)度（kPa）光輪碾輪胎碾夯板低粘性土（砂土、低液限粘土、粉土）294588294392294686中等粘性土（粉質(zhì)中液限粘土、中液限粘土）5889803925886861176高粘性土（高液限粘土）980147058878411761960極粘性土（很高液限粘土）1470176478498019862254表2-2 土壤的極限強(qiáng)度一般石料強(qiáng)度和壓路機(jī)單位線壓力的關(guān)系見表2-314。石料性質(zhì)軟中等硬極硬石料名稱石灰?guī)r砂巖石灰?guī)r砂巖粗粒花崗巖細(xì)?；◢弾r輝綠巖玄武巖極限強(qiáng)度（Mpa）29.458.539.298.098.0196.0196.0壓路機(jī)單位線壓力（kPa）588068606860780078009800980012250表2-3 石料強(qiáng)度和壓路機(jī)單位線壓力關(guān)系3.碾壓速度v壓路機(jī)碾壓速度與土壤或被壓材料的壓實特性、壓實層厚度、壓路機(jī)的壓實功、施工技術(shù)要求以及作業(yè)效率等因素有關(guān)。對粘性土壤，因變形滯后現(xiàn)象明顯，碾壓速度不宜過高；對鋪層初壓時，由于鋪層變形大，壓路機(jī)滾動阻力大，碾壓速度也不宜過快；復(fù)壓終壓時，被壓材料已基本密實，為提高作業(yè)效率和表面平整度，碾壓速度可以適當(dāng)提高。各種壓路機(jī)碾壓速度的選擇見表2-417。壓路機(jī)類型碾壓速度（km/h）初壓復(fù)壓終壓光輪靜碾壓路機(jī)1.52.02.03.03.04.0輪胎式壓路機(jī)2.53.03.04.04.05.0振動式壓路機(jī)3.04.03.05.05.06.0表2-4 壓路機(jī)碾壓速度選擇一般情況下，碾壓速度應(yīng)該遵循“先慢后快”的原則。碾壓速度高，作業(yè)效率高，但壓實質(zhì)量差；碾壓速度低，力作用時間長，影響深度大，壓實質(zhì)量好，但作業(yè)效率低14。4.振幅A和振頻f振幅A和振頻f是振動壓路機(jī)壓實作業(yè)中重要的性能參數(shù)。振頻f是指振動輪單位時間內(nèi)振動的次數(shù)，單位為Hz。振幅A是指振動時振動輪離開地面的高度，單位為mm。振幅參數(shù)一般是指名義振幅A0，即假設(shè)在完全彈性的表面上振動，振動輪完全自由地懸離地面的高度。壓路機(jī)在實際振動壓實時，其實際振幅A稍大于名義振幅A08。一般情況下，振頻高，被壓層的表面平整度好；振幅大，作用在壓實層上的激振力大。因此，應(yīng)根據(jù)作業(yè)對象的不同，合理地選擇振頻與振幅，兩者協(xié)調(diào)一致才能獲得較理想的壓實效果。一般在壓實厚層路基時，應(yīng)選擇低振頻（2530Hz）、高振幅（1.52.0mm），以期獲得較大的激振力和壓實作用深度，提高作業(yè)效率；壓實薄層路面時，應(yīng)選擇高振頻（3350Hz）、低振幅（0.40.8mm），以期獲得單位面積內(nèi)較多的沖擊次數(shù)，提高路面的質(zhì)量15。2.2振動工作原理振動壓路機(jī)是根據(jù)共振學(xué)說、反復(fù)載荷學(xué)說等振動壓實理論不斷發(fā)展和更新的碾壓設(shè)備，振動壓路機(jī)利用機(jī)械的自重和激振器產(chǎn)生的激振力，迫使土壤作垂直強(qiáng)迫振動，急劇減少土壤顆粒間的內(nèi)摩擦力，達(dá)到壓實土壤的目的17。采用振動壓路機(jī)對基礎(chǔ)材料進(jìn)行壓實，可使材料顆粒間的孔隙率和滲透性下降，大大增加工程基礎(chǔ)的整體剛度和承載能力，從而提高工程質(zhì)量和使用壽命。振動壓實可根據(jù)不同的鋪筑材料和鋪層厚度，合理選擇振動頻率和振幅，提高壓實效果，減少碾壓遍數(shù)7。對于常用的雙幅振動壓路機(jī)來說，當(dāng)振動壓路機(jī)起振時，固定偏向塊上的擋銷承受很大的沖擊力，設(shè)計不當(dāng)容易導(dǎo)致斷裂。激振器調(diào)幅機(jī)構(gòu)如圖2-1所示。圖中固定偏心塊與振動軸固接在一起，另一活動偏向塊空套在振動軸上18。a）順時針旋轉(zhuǎn) b）逆時針旋轉(zhuǎn)1活動偏心塊 2振動軸 3擋銷 4固定偏心塊圖2-1 振動調(diào)幅機(jī)構(gòu)示意圖在振動壓路機(jī)作業(yè)過程中，由于振動壓實的需要，經(jīng)常需要調(diào)節(jié)振動輪的振幅，振動軸承的支承條件，兩個支承振動軸的軸承孔的同心度對振動功率的消耗影響很大，振動軸承與其軸承孔的配合對振動功率的消耗影響也很大，如果兩者配合過緊，由于軸承發(fā)熱而使軸承滾動阻力加大，使振動功率的消耗急劇上升。因此在設(shè)計振動輪時，兩個支承振動軸的軸承孔應(yīng)有較高的同心度要求。同時，軸承的外圈與軸承座的配合應(yīng)該設(shè)計松一些19。振動壓路機(jī)的傳動系統(tǒng)有兩種方式，一種是全液壓前后輪雙驅(qū)動，前輪是驅(qū)動輪也是振動輪，后輪則用輪胎驅(qū)動，這種型式牽引力大，不容易打滑，前輪為主動輪無壅土推土等現(xiàn)象，國外生產(chǎn)的單鋼輪壓路機(jī)特別是16t級的振動壓路機(jī)均采用這種形式，其前鋼輪自重一般在12t左右，壓實能力強(qiáng)。另一種形式為前鋼輪不驅(qū)動、只振動，后輪用機(jī)械或液壓，這種形式的單鋼輪振動壓路機(jī)，后輪負(fù)荷不能太輕，否則容易打滑，前后輪重量分配至少是1：1，有時后輪負(fù)荷甚至大于前輪，這種形式結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，但壓實性能比前后輪雙驅(qū)動的要差14。2.3壓路機(jī)主要振動性能參數(shù)確定整機(jī)工作質(zhì)量：16t振動輪直徑寬度：f16002150mm振動頻率：30Hz振幅：1.90mm/0.8mm激振力：337kN/112kN整機(jī)車速：08，016km/h整機(jī)長寬高：615024203250mm2.4振動壓路機(jī)總體設(shè)計振動壓路機(jī)主要分為結(jié)構(gòu)件、動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)（橋箱及液壓系統(tǒng)）、控制系統(tǒng)（液壓及電氣系統(tǒng)）和振動輪等五大部分8。國外生產(chǎn)的技術(shù)水平較高的振動壓路機(jī)具有以下技術(shù)新特點：液壓振動系統(tǒng)采用閉式系統(tǒng)，液壓泵、液壓馬達(dá)采用柱塞泵、柱塞馬達(dá)，使液壓振動系統(tǒng)技術(shù)性能得以提高。采用低速大扭矩馬達(dá)直接驅(qū)動或高速行走方案的全液壓全輪驅(qū)動系統(tǒng)。采用手動伺服控制、電液控制或電液比例控制等控制系統(tǒng)。振動參數(shù)采用單頻雙幅或雙頻雙幅，振動操縱采用電控方式。振動軸承采用瑞典SKF、德國FAG、日本NSK等軸承。采用全液壓制動系統(tǒng)。機(jī)罩設(shè)計為玻璃鋼可翻轉(zhuǎn)方式。駕駛室、機(jī)罩及整機(jī)外觀造型和色彩采用工業(yè)設(shè)計原理，駕駛室內(nèi)部采用人機(jī)工程學(xué)原理設(shè)計，操縱環(huán)境向轎車的內(nèi)裝飾方向發(fā)展，提高整機(jī)的美學(xué)功能和操縱舒適性。采用流線型的外觀設(shè)計、合理的總體布局以及鮮明光澤的外觀涂漆更具現(xiàn)代氣息。可選配冷暖型空調(diào)系統(tǒng)、音響系統(tǒng)等5。我公司開發(fā)的YZ16振動壓路機(jī)是在引進(jìn)消化西班牙COMOPLESA公司振動壓路機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計開發(fā)，該機(jī)采用世界上最先進(jìn)的全液壓系統(tǒng)，行走傳動采用變量泵變量馬達(dá)閉式回路，可實現(xiàn)無級調(diào)整?？刂葡到y(tǒng)采用電子液壓控制，制動系統(tǒng)采用行車制動，應(yīng)急制動和停車制動三套先進(jìn)可靠的制動機(jī)構(gòu)，采用三級減振，采用翻車保護(hù)駕駛室等新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)18。YZ16振動壓路機(jī)在借鑒定型產(chǎn)品YZ14B壓路機(jī)液壓振動系統(tǒng)、機(jī)械傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等成熟部件的基礎(chǔ)上，移植我公司利用西班牙政府貸款引進(jìn)西班牙COMOPLESA公司振動壓路機(jī)先進(jìn)技術(shù)，對振動輪、前車架、后車架、機(jī)罩、鉸接架等部件進(jìn)行全新設(shè)計，提高整機(jī)的先進(jìn)性、可靠性和美觀性，使YZ16振動壓路機(jī)達(dá)到國內(nèi)同類產(chǎn)品的領(lǐng)先水平，如圖2-2所示。圖2-2 YZ16振動壓路機(jī)總體圖YZ16振動壓路機(jī)主要部件及系統(tǒng)技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計1. 振動輪1.振動輪 2.懸架 3.偏心塊 4.連接座 5.聯(lián)軸器6.中間軸 7.振動輪行走軸承 8.減振器 9.振動馬達(dá)圖2-3 振動輪總成示意圖振動輪采用內(nèi)外圓筒相套結(jié)構(gòu)，內(nèi)圓筒作為潤滑油室，結(jié)構(gòu)受力合理，油室潤滑和散熱空間大。振動軸承和行走軸承采用進(jìn)口的單列圓柱滾子軸承。具有激振力超大、工作可靠、軸承使用壽命長等優(yōu)點20，如圖2-3所示。2.液壓驅(qū)動系統(tǒng)采用變量泵-雙速變量馬達(dá)閉式回路，如圖2-4所示，由驅(qū)動泵、液壓差速及沖洗組合閥、制動閥、驅(qū)動馬達(dá)、調(diào)速閥等元件構(gòu)成20。驅(qū)動泵采用美國Sauser-Sundstrand公司90系列軸向變量柱塞泵，驅(qū)動馬達(dá)采用法國Poclain公司低速大扭矩馬達(dá)。調(diào)速閥和制動閥用于控制內(nèi)裝有常閉式制動器的驅(qū)動馬達(dá)的調(diào)速及制動。液壓差速及沖洗組合閥由美國Parker公司的電磁閥和美國Sauser公司的溢流閥與沖洗閥組合而成。液壓差速閥用于實現(xiàn)后車架左右輪胎的差速，防止左右輪胎的打滑18。1.行走液壓泵 2.振動液壓泵 3.轉(zhuǎn)向泵4.橋驅(qū)動馬達(dá) 5.鋼輪驅(qū)動馬達(dá) 6.振動馬達(dá)7.轉(zhuǎn)向器 8.轉(zhuǎn)向油缸 9.液壓油箱圖2-4 液壓系統(tǒng)原理3.液壓振動系統(tǒng)采用雙向變量泵-定量馬達(dá)閉式回路。振動泵采用美國Sauser-Sundstrand公司90系列軸向定量柱塞泵，振動馬達(dá)采用瑞典Volvo公司F12系列彎軸定量重型馬達(dá)。通過儀表板上的自動/手動開關(guān)，可實現(xiàn)振動的手動操作或自動操作。選擇自動操作狀態(tài)后，當(dāng)壓路機(jī)行走速度達(dá)到一定值時，振動就自動開始，在壓路機(jī)行走速度下降到一定值時，振動將自動停止18。4.液壓制動系統(tǒng)采用工作制動、停車制動和緊急制動三級常閉式制動系統(tǒng)，常閉式制動器內(nèi)藏于低速大扭矩驅(qū)動馬達(dá)之中。當(dāng)換向操縱桿移到中間“停止”位置時，驅(qū)動泵擺角為零，驅(qū)動泵停止向驅(qū)動馬達(dá)供油，常閉式制動器制動，實現(xiàn)工作制動；當(dāng)壓路機(jī)在坡道上停車，柴油機(jī)停止轉(zhuǎn)動后，常閉磨擦片式停車制動器便自動實現(xiàn)停車制動；當(dāng)液壓驅(qū)動系統(tǒng)出現(xiàn)工作油滲漏或膠管破裂等情況時，緊急制動器便會自動實現(xiàn)緊急制動20。5.電氣及操縱系統(tǒng)電氣系統(tǒng)主要由發(fā)電及起動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、訊號系統(tǒng)四個部分組成。電氣系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)緊密相關(guān)，振動、驅(qū)動、制動液壓系統(tǒng)皆是通過電氣系統(tǒng)的電液控制來實現(xiàn)的，壓路機(jī)的關(guān)鍵部件采用電子元件進(jìn)行監(jiān)控。在駕駛臺的后壁上，集中有液壓系統(tǒng)主要壓力的測壓接口，供調(diào)試檢測時使用。該機(jī)操縱輕便靈活，儀表燈具和故障報警裝備配備齊全，便于及時發(fā)現(xiàn)和排除故障，避免壓路機(jī)帶病作業(yè)18。柴油機(jī)、泵、閥、馬達(dá)、軸承、油封、電器元件、儀表等主要件均采用國際著名公司產(chǎn)品，確保了整機(jī)性能優(yōu)越、質(zhì)量穩(wěn)定。6.減振系統(tǒng)振動壓路機(jī)采用三級隔振系統(tǒng)：第一級隔振前車架框架與振動輪之間即振動輪減振器；第二級隔振后車架與駕駛臺之間即操縱臺減振器；第三級隔振駕駛員與駕駛臺之間即帶減振功能的座椅20。第二章 總體參數(shù)確定及部件設(shè)計計算3.1發(fā)動機(jī)功率壓路機(jī)的發(fā)動機(jī)功率應(yīng)保證壓路機(jī)在最困難條件下能正常工作。這種最困難條件是：在最大上坡的路基上滾壓松散的碎石物料14。所需發(fā)動機(jī)的功率為式中：N壓路機(jī)所需發(fā)動機(jī)功率，kWT壓路機(jī)驅(qū)動輪上的圓周力，NV壓路機(jī)工作速度，km/h發(fā)動機(jī)至驅(qū)動輪間的機(jī)械傳動效率16。壓路機(jī)驅(qū)動輪上的圓周力即牽引力必須大于或等于工作時的總阻力，即TW壓路機(jī)在最困難條件下工作時產(chǎn)生以下阻力：運行阻力W1；上坡阻力W2；壓路機(jī)在上坡壓實工作中的阻力W =W1+W2。壓路機(jī)運行阻力W1： W1=gfGcos=9.80.116000cos16.7=15019 (N)式中：f壓路機(jī)滾動阻力系數(shù)，取f=0.1G壓路機(jī)質(zhì)量,G=16000kg道路坡度,根據(jù)交通部公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各種公路的坡度最大值為11%16，即=arctg0.11=6.28；本壓路機(jī)設(shè)計的理論爬坡度為30%，即=arctg0.45=16.7。上坡阻力W2：W2=gGsin=9.816000sin16.7=45058 (N)壓路機(jī)在上坡壓實工作中的阻力W：W= W1+W2=60077 (N) 14壓路機(jī)在上坡壓實工況時的功率N1：式中：V壓路機(jī)工作速度，V=2km/h發(fā)動機(jī)至驅(qū)動輪間的機(jī)械傳動效率，取=0.713轉(zhuǎn)向功率N2：式中：p轉(zhuǎn)向壓力，8MPaq轉(zhuǎn)向泵排量, 32.1ml/rne發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，2500r/mini分動箱速比，0.8n轉(zhuǎn)向泵效率，0.914振動功率N3：式中：mr高振幅的偏心力矩，11.06kg.m角速度，=2Hz rad/s振動輪振動阻力系數(shù)，1.5振動泵效率，0.85振動馬達(dá)效率，0.7714壓路機(jī)在上坡振動壓實工況時消耗的功率最大，為N：N=N1+ N2+ N3=97.35kW振動壓路機(jī)使用功率一般都用一小時功率16，選用德國BF6L-913型號發(fā)動機(jī)的額定功率為：118kW。根據(jù)經(jīng)驗計算方法，柴油機(jī)風(fēng)扇等附件消耗功率一般等于發(fā)動機(jī)的額定功率的10%16，即11.8 kW。另外，柴油機(jī)排氣管消耗功率一般為0.6610.735 kW14。因此可計算出柴油機(jī)的輸出功率為：Ne=118-11.8-0.735=105.5 kW大于壓路機(jī)所需功率N= 97.35 kW所以滿足設(shè)計要求。3.2整機(jī)牽引力全液壓振動壓路機(jī)的牽引力應(yīng)滿足21:行駛阻力Pf牽引力Pmax附著力P附著力P21P=9.81103G = 78480 (N)式中：附著系數(shù)，按輪胎驅(qū)動土方機(jī)械推薦的數(shù)值選取為0.5G對于全驅(qū)動壓路機(jī)為整機(jī)工作質(zhì)量，16t行駛阻力Pf14一般工況下的行駛阻力Pf122：Pf1=9.81103f1G=21974 (N)式中：f1滾動阻力系數(shù)，對于自行式壓路機(jī)通過數(shù)理統(tǒng)計方法確定其取值范圍為0.080.14，設(shè)計按最大滾動阻力系數(shù)選取0.14在坡道上的行駛阻力Pf222；Pf2=9.81103（f2Gcos+Gsin）=54124 (N)式中：f2爬坡工況時的滾動阻力系數(shù)，對于爬坡能力為30%的全液壓振動壓路機(jī)，通過數(shù)理統(tǒng)計方法選取0.06坡度角，爬坡能力為30%時，=arctg0.30=16.7由驅(qū)動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的最大牽引力Pmax：Pmax=P1+ P2式中：P1前振動鋼輪由驅(qū)動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的牽引力；P2后輪胎由驅(qū)動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的牽引力22。前振動鋼輪由驅(qū)動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的牽引力P122：式中：q1max前振動鋼輪驅(qū)動馬達(dá)排量；YZ16壓路機(jī)前振動鋼輪采用雙級變量驅(qū)動馬達(dá)，型號為MT50-00-G210-F50-110，其排量為5001/3334ml/r，計算時取最大值5001ml/r；工作液壓系統(tǒng)壓力，40Mpa；液壓泵的機(jī)械效率，取0.90；r1前振動鋼輪動力半徑，0.8m；r=（0.950.97）r022，對于低壓輪胎，一般取r=0.95r014，r0為輪胎自由半徑，YZ16壓路機(jī)輪胎規(guī)格為23.1-26，計算可知, P1=35782 （N）后輪胎由驅(qū)動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的牽引力P222：式中：q2max后輪胎驅(qū)動馬達(dá)排量；YZ16壓路機(jī)后輪胎采用兩個雙級變量驅(qū)動馬達(dá)，其型號為MS25-8-G/D21-F35-1320，其排量為2004/1002ml/r，計算時取最大值2004ml/r；工作液壓系統(tǒng)壓力，40Mpa；液壓泵的機(jī)械效率，取0.90；r1后輪胎動力半徑，r=（0.950.97）r0，對于低壓輪胎，一般取0.95r0，r0為輪胎自由半徑，YZ16壓路機(jī)輪胎規(guī)格為23.1-26，r0為，則r=0.75m。計算可知, P2=30589 （N）即驅(qū)動馬達(dá)提供的整機(jī)最大牽引力Pmax22：Pmax=P1+ P2=66371 （N）由上面計算可知：附著力P=78480 (N)最大行駛阻力Pf2=54124 (N)最大牽引力Pmax=66371 (N)滿足：行駛阻力Pf牽引力Pmax附著力P143.3振動輪質(zhì)量參數(shù)設(shè)計確定振動壓路機(jī)的質(zhì)量在前、后輪上的分配，以及在前輪即振動輪上鋼輪與機(jī)架質(zhì)量之間的分配差別，對壓路機(jī)的牽引性能、壓實性能和減振性能有著不同的影響。合理的質(zhì)量配比對整機(jī)性能是十分重要的23。YZ16振動壓路機(jī)的質(zhì)量參數(shù)分配采用數(shù)理統(tǒng)計法，確定其前后輪質(zhì)量比及機(jī)架與振動輪的質(zhì)量比。以國內(nèi)外生產(chǎn)的40余種同類型振動壓路機(jī)為統(tǒng)計分析對象，統(tǒng)計計算參數(shù)為前后輪分配質(zhì)量及比值、鋼輪質(zhì)量和機(jī)架質(zhì)量的比值及鋼輪和整機(jī)質(zhì)量之間的關(guān)系等。統(tǒng)計分析結(jié)論為：采用后輪驅(qū)動、前輪振動形式的壓路機(jī)，其后/前輪質(zhì)量分配的比值平均值為0.94,接近1.0。說明接近平均分配前后輪質(zhì)量是采用這種標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動形式的基本要求。采用全輪驅(qū)動形式時，后輪重量比前輪輕得多，小于10t級的壓路機(jī)，其后/前輪比值接近1；大于16t級的壓路機(jī)，其后/前輪比值達(dá)到0.5左右，即把大部分質(zhì)量分配到振動輪上15。振動輪上機(jī)架質(zhì)量和鋼輪質(zhì)量的比值通常在0.41.0之間,平均值為0.69,個別達(dá)到1.26。根據(jù)一元線性回歸統(tǒng)計的方法得到確定鋼輪質(zhì)量的經(jīng)驗公式：Y=0.385X-400式中:Y鋼輪質(zhì)量，kgX整機(jī)使用重量，kg由經(jīng)驗公式可知，標(biāo)準(zhǔn)型振動輪質(zhì)量約占整機(jī)質(zhì)量的三分之一。對于YZ16振動壓路機(jī)，Y=0.38516000-400=5800 （kg）。3.4偏心距和振幅設(shè)計計算在振動軸兩端各裝配有兩個固定偏心塊和一個可旋轉(zhuǎn)的活動偏心塊，設(shè)計為逆轉(zhuǎn)偏心塊疊加雙振幅激振器，如圖3-1所示20。 M小=2m*r/2=m*r M大=2m*r a）小振幅位置 b）大振幅位置圖3-1變更偏心軸旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生雙振幅機(jī)構(gòu)圖由總體設(shè)計確定參數(shù)：參振質(zhì)量m=5800kg，振動頻率f=30Hz，雙振幅A=1.8/0.8mm，激振力P=337kN/112kN a） b） c）圖3-2 半圓偏心塊圖偏心塊尺寸如圖3-2所示。固定偏心塊尺寸取R11=200、R12=75、r1=49,b1=34, 1=45固定偏心塊尺寸取R21=173、R22=75、r2=52, ,b2=18, 2=30固定偏心塊的載面積A1、偏心矩r01、偏心質(zhì)量m01和靜偏心矩Me124：m01=A1110-6=22.675kgMe1=m01r0110-3=1.859kg.m活動偏心塊的載面積A2、偏心矩r02、偏心質(zhì)量m02和靜偏心矩Me224：m02=a2210-6=31.74kgMe2=m02r0210-3=1.814kg.m合成靜偏心矩、振幅A0及離心力F0：高振幅時Me1=2(2 Me1+ Me2)=11.06kg.mF01=Me1.2=337000 N低振幅時Me2=2(2 Me1- Me2)=3.81 （kg.m）F02=Me2.2=11200