(YZ16型振动压路机振动装置设计).doc

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策探讨。  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[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σ与最大密实度σ0的百分比，即： k=σ/σ0×100% 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2-1[16]。 填挖类型 自路面底面计起的深度范围（cm） 压实度（%） 高速、一级公路 其它公路 路堤 上路床 0-30 ≥95 ≥93 下路床 30-80 ≥95 ≥93 上路堤 80-150 ≥93 ≥90 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；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。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2-2[16]。 土壤种类 土壤的极限强度（kPa） 光轮碾 轮胎碾 夯板 低粘性土 （砂土、低液限粘土、粉土） 294~588 294~392 294~686 中等粘性土 （粉质中液限粘土、中液限粘土） 588~980 392~588 686~1176 高粘性土 （高液限粘土） 980~1470 588~784 1176~1960 极粘性土 （很高液限粘土） 1470~1764 784~980 1986~2254 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[14]。 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