YZ18型振动压路机的研制

论文摘要

振动压路机是一种高效的压实机械,广泛应用于道路建设施工中。目前国产振动压路机以中小吨位和机械传动方式为主,而性能优良的全液压重型振动压路机主要依赖于进口。为彻底改变这种现状,必须研制和生产具有自主知识产权的高性能重型振动压路机。本文通过广泛的市场与技术调研,在吸收国外先进振动压路机技术的基础之上,结合多年从事压路机设计制造的经验,展开了YZ18型振动压路机的研制与开发。本文对土壤的物理性质、动力学特性和振动压实机理进行了研究与分析,建立了振动轮的数学模型,明确了振幅、加速度、激振力、对地面作用力与振动频率之间的动态响应关系,以此作为频率、振幅、质量等参数的设计依据。采用不同工况下各种功率组合的方法,计算出了YZ18型振动压路机的最大功率。本文在理论分析和计算的基础上,完成了YZ18型振动压路机总体和液压系统、振动轮总成、减振系统等主要部件的设计,在方案、结构和设计方法上进行了创新:采用全液压的传动方案,通过3个相互独立的液压回路实现行走、振动和转向三大基本功能,与机械传动相比在压实效果、爬坡能力、质量分配、操作控制和整体布局方面具备更大优势。转向结构采用铰接式车架折腰转向的方案,转弯半径小、机动性好、前后轮迹重叠、重心低、驾驶员视野开阔。制动系统采用静液压制动,多片式摩擦制动和电液操作下的同时制动,制动效果良好。激振器设计成偏心轴加两个活动偏心块的结构形式,偏心块被放置在充满硅油的圆柱形箱体内,既实现了双频双幅的振动功能,又避免了对润滑油的搅动和强烈的换向冲击。减振系统采用橡胶减振器,利用更加简化的单自由度振动数学模型,推导出达到最大减振效果时减振系统总的动刚度,作为橡胶减振器设计的依据。YZ18型振动压路机的试制样机完成了型式检验的各项实验,性能指标先进、合理,达到设计要求,满足并超过了国家标准的规定,顺利通过了新产品定型鉴定并投入批量生产。该产品的投产满足了市场需求,缩小了与国外先进技术的差距,为企业创造了可观的经济效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 压实机械的发展历程
• 1.3 国内振动压路机的行业状况
• 1.4 国内外振动压路机的技术差距
• 1.5 振动压路机的未来发展趋势
• 1.6 本文的主要研究内容
• 第2章 土壤振动压实机理
• 2.1 压实的基本原理
• 2.2 振动压实方法
• 2.3 土壤的物理性质
• 2.3.1 土壤粒度和级配
• 2.3.2 土壤的密实度与压实度
• 2.3.3 土壤的内力
• 2.4 土壤动力学特性
• 2.4.1 土壤力学性能
• 2.4.2 土壤应力分布
• 2.4.3 土壤加速度分布
• 2.4.4 土壤密实度分布
• 2.4.5 土壤的刚度
• 2.4.6 土壤的阻尼
• 2.5 土壤振动压实机理
• 2.6 小结
• 第3章 振动系统的数学模型与动力学分析
• 3.1 振动压路机的基本结构
• 3.2 “压路机-土壤”振动系统
• 3.3 振动系统的运动方程
• 3.4 运动方程中各参数的取值
• 2和阻尼C₂'>3.4.1 土壤的刚度K₂和阻尼C₂
• 3.4.2 质量参数
• 3.4.3 其它参数
• 3.5 振动系统的动态响应分析
• 3.5.1 x- ω曲线和a- ω曲线
• 0- ω曲线和F_S- ω曲线'>3.5.2 F₀- ω曲线和F_S- ω曲线
• 2 对x- ω和F_S- ω曲线的影响'>3.5.3 下车质量m₂ 对x- ω和F_S- ω曲线的影响
• 1 对x- ω和F_S- ω曲线的影响'>3.5.4 减振器刚度K₁ 对x- ω和F_S- ω曲线的影响
• 2和阻尼C₂对x-ω和F_S-ω曲线的影响'>3.5.5 土壤刚度K₂和阻尼C₂对x-ω和F_S-ω曲线的影响
• 3.6 小结
• 第4章 YZ18 型振动压路机总体设计
• 4.1 机型的确定
• 4.2 总体结构设计
• 4.3 主要系统的设计方案
• 4.3.1 传动系统的设计方案
• 4.3.2 转向及车架的结构设计方案
• 4.3.3 制动系统的设计方案
• 4.3.4 减振系统的设计方案
• 4.4 基本参数的确定
• 4.4.1 名义振幅
• 4.4.2 振动频率
• 4.4.3 激振力和静偏心矩
• 4.4.4 各部分质量的确定
• 4.4.5 振动加速度的校核
• 4.4.6 YZ18 型振动压路机的基本参数表
• 4.5 整机功率计算
• 4.5.1 各组成功率的计算
• 4.5.2 功率组合和最大功率值
• 4.5.3 发动机的选型
• 4.6 小结
• 第5章 YZ18 型振动压路机主要部件设计
• 5.1 液压系统设计
• 5.1.1 行走液压系统
• 5.1.2 振动液压系统
• 5.1.3 转向液压系统
• 5.1.4 主要液压元件
• 5.1.5 液压系统主要计算
• 5.2 振动轮总成设计
• 5.2.1 振动轮总成结构及工作原理
• 5.2.2 激振器结构设计及计算
• 5.2.3 振动轴承的选择与校核
• 5.3 减振系统设计
• 5.3.1 两自由度的振动系统
• 5.3.2 单自由度的振动系统
• 5.3.3 减振系统总刚度的确定
• 5.3.4 橡胶减振器的设计与计算
• 5.4 小结
• 第6章 YZ18 型振动压路机的试验研究
• 6.1 试验目的和内容
• 6.2 振动参数测试试验
• 6.2.1 试验仪器
• 6.2.2 试验方法
• 6.2.3 试验数据
• 6.2.4 测试结果分析
• 6.3 压实性能试验
• 6.3.1 试验准备
• 6.3.2 试验方法
• 6.3.3 试验数据
• 6.3.4 试验结论
• 6.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢