振动压路机正反转调幅机构分析 - 文章

振动压路机正反转调幅机构分析

作者：常林股份有限公司廖晓明沈志力

振幅是压路机的主要参数之一，振幅大小将影响路面压实深度和压实效果。如压路机频率和振动轮质量一定，振幅小，压实能量就小，影响深度也小；振幅大，影响深度大，但振幅过大则会使已压实路面再次松散。为满足压实作业的不同工况要求，振动压路机的调幅机构由过去的单一单幅机构发展到现在型式多样的单幅机构、双幅机构、多幅机构。正反转调幅的双幅机构在大中型振动压路机是应用最多的调幅机构，本文就正反转调幅的双幅机构作对比分析介绍。

正反转调幅机构，为双幅机构中的一种，是一种最简单且广泛应用的调幅方法。它通过改变液压马达的旋转方向来改变振动轴的旋转方向，借助挡销（挡块）限位作用，使固定偏心块与活动偏心块相叠加或叠减，以此改变振动轴偏心矩，从而实现高振幅或低振幅，达到调节振幅目的，并且与频率相匹配，达到最佳压实效果。根据压实面层和压实基础层不同要求，一般是低频时配以大振幅或高频时配以小振幅。

l 典型结构及房用

第一种结构型式，固定偏心块焊在振动轴上，活动偏心块通过轴套与振动轴相连；固定偏心块。活动偏心块成左右布置，挡块与活动偏心块制成一体，如图1（虚线为固定偏心块反方向旋转位置）所示。这种双幅结构在常林公司YZ10等机械式振动压路机上及法国ABG公司大吨位振动压路机上均有应用。

二种结构型式；固定偏心决自两块组成；焊在同一振动轴上，如图2（虚线为固定偏心块）所示。活动偏心块布置在两固定偏心块之间，通过轴套与振动轴相连，挡销和活动偏心块在两固定偏心块焊前装配好，焊后组成一部件。此种双幅结构在瑞典DYNAPC公司CA30等全液压振动压路机上及徐工YZ12等振动压路机上均有采用。

第三种结构型式，固定偏心块由偏心壳体和偏心壳盖两部分组成，挡块与偏心壳体铸成一体，如图3。偏心壳体与偏心壳盖用螺栓连接形成一个封闭腔，然后通过平键与振动轴相连，偏心块在闭腔内空套在偏心壳体上，闭腔内充满粘度较大、热稳定性较好的硅油。德国宝马（BOMAG）公司 BW217D等重型振动压路机和一拖洛阳YZ18GD全液压振动压路机及常林公司YZ18振动压路机应用此类型机构。

2 上述典型结构比较分析

压路机在起振和变幅过程中的惯性力和冲击载荷较大，所以对调幅机构应有一定的承载要求。影响承载能力的因素较多，如振动轴设计、振动轴承的选择等。若材料选用不当或强度与刚度不合适等，都将引起振动轮内偏心机构的故障。这里只对固定偏心块、活动偏心块、挡销（挡块）作对比分析。

图1所示结构中，活动偏心块与挡块合为一体，因考虑挡块承接较大冲击载荷，活动偏心块可选用4OCr整体锻件或经过热处理的ZC40Gr铸钢件，而固定偏心块对应选用35钢。该结构成本较高。如果锻件或铸钢件本身组织有缺陷，尤其是缺陷存在于挡块与活动偏心块接合处，就会因承受不起冲击载荷而断裂。

图2所示结构，挡销与固定偏心块通过销孔联接，挡销材料选用 4OCr，而固定偏心块与活动偏心块可选用普通优质钢材16Mn。首先分析一下图1 中挡块、图2挡销受力：图1结构挡块受力可简化为图4（a），图2结构挡销受力可简化为图4（b）。图4（a）中挡块受冲击力F时变形近似为δ=Fl³/24EJ ；图4（b）中挡销受冲击力F时变形近似为δ=Fl³/48EJ（假设承受冲击力 F相同，材料弹性模量E、主惯性矩J一样）。通过以上对挡销、挡块的受力分析，可知图2所示的变幅机构，其受力情况较好，冲击变形小，可靠性高，加之结构紧凑，制造方便，生产成本相对较低。但装配、修理较麻烦，特别是在振动轴承出现故障后拆卸较困难。

再分析一下正反转调幅机构起振、变幅时惯性力F。假定活动偏心块质量m，对应偏心矩e，改变一次振幅所需时间t，变幅前、后角速度。。将调幅机构简化为图5，P为惯性力F在挡销（挡块）处产生的反力，r为挡销（挡块）处半径，有 F＝meω/t，P＝Fe/r=me±²/rt（假定以上三结构 m、e、ω相同）。比较以上三结构可知，图3所示结构r相对较大，因封闭腔内充满硅油（变幅时起阻尼作用），变幅时间t增大，故变幅、起振时P 最小，图2结构P次之，图1结构P最大。且图3 结构偏心壳体、偏心壳盖、活动偏心块材料选用球铁件Q你见，材料本身具有一定吸振性。单从抗冲击这点看，图3所示结构较为理想，而且当振动轴承出现故障时，拆卸修理相对较简单。但这种结构对球铁材料质量要求较高，因为一旦有铸造缺陷（象砂眼、气孔等）便会造成硅油渗漏，使冲击增大，并影响振动轴承润滑。

综上所述，以上三种变幅机构有一个共同点，即固定偏心块与活动偏心块要么在同一方向相叠加，要么在相反方向相叠减，都是比较成熟的变幅机构，且结构简单。设计人员可根据压路机的实际使用情况，综合制造、维修、成本及振动轮结构尺寸等因素而选择应用。

(投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2004-7-14，阅读994次)

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