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1、由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706 18T单钢轮全液压振动压路机工作执行机构设计摘 要：伴随着我国基础设施建设的大力开展，市场对工程机械的需求量显著增加。机场、港口、道路等建设项目对工程机械提出了更高的要求。振动压路机是工程施工中的重要设备之一，其工作性能将直接影响到工程的质量。论文介绍了振动压路机在国内外的发展历程和发展趋势，介绍了振动压路机的基本组成机构，并对18T单钢轮全液压振动压路机进行了整体的初步设计，确定了其基本参数。文中重点对18T单钢轮全液压振动压路机的工作执行机构-振动轮做了较为详细的设计计算，计算了激振力的大小，并对振动轴的
2、强度进行了校核。此外，论文还对转向液压油缸进行了设计。关键词：振动压路机；振动轮；转向液压缸；激振力；18TSlnglie Steelwheel of Hydrau Licvib Ratory Rollera Ctuating Mechanism DesingAbstract:Along with the strenuous development of the infrastructure in China, the demand of engineering machinery in market remarkablely increased. The constructure proje
3、cts such as airports, ports, roads have raised higher request for engineering machinery.The vibratory roller is one of the important facilities in engineering construction. Its performance will directly affect the quality of the project.The article introduces the development course and tendencies of
4、 vibratory rollers both at home and abroad. It also gives an introduction about the basic composition of the vibratory roller. Whats more, it makes an overall preliminary design for the YZ18 hydraulic vibratory roller and determines the basic parameters of it. The key point of this article lies in d
5、etailed design and calculation of vibratory wheel, which is the working actuator of YZ18 hydraulic vibratory roller. It calculates the size of the exciting force and verifies the intensity of the vibrating shaft. In addition, this paper also makes a design for the steering hydraulic cylinder.Keyword
6、s: vibratory roller;vibratory wheel;steering hydraulic cylinder;exciting force1 前言1.1 振动压路机的发展概况 压路机是工程建设中非常重要的施工设备，它是以增加工作介质（土石填方及路面铺层混合物料）密度为主要用途的施工机械，是道路与工程结构物、堤坝及路面铺装工程的主要施工设备之一。压路机被广泛应用于道路工程、港口机场、水电工程及重矿工业区等的建设，是交通运输与能源开发的有力技术装备。近年来，由于我国工程建设的发展，公路行车密度与负荷量的增加，铁路机车的提速，大型堤坝的建设以及大型飞机对跑道与停机坪的高要求，促使建
7、筑专家们对压实机械的重要性进行重新认识。1.1.1 压路机的分类 压路机按压实原理的不同可以分为静压式压路机、轮胎压路机、冲击式压路机和振动压路机四大类。静压式是依靠机械自身质量作用于被压层的静压力，从而使被压层获得一定程度的永久的残留变形来进行压实的机械。由于土壤存在着内摩擦力，并随着静载的增加而增加。因此，压实效果和压实深度受到了限制。静压式光轮压路机已有较长的历史，长时间以来，由于与其结构简单，维修方便且寿命长，而得到广泛的应用。但其压实效果比不上今年来发展起来的振动压路机。轮胎压路机是50年代发展起来的压路机械，其优点是机动性好，便于运输，进行压实工作时全应力时间长，与所压材料接触面积
8、大，并且有缓冲的作用，压实效果较好，调整轮胎式气压可以适应不同的作业要求。冲击式夯实机械压实深度较大，压实效果好，但由于压实生产率低，导致施工成本高所以只能作为小型机具用于工作场地狭窄的地方或作为大型压实机械的辅助工具。现代振动压路机的行走、振动、转向和制动均为液压传动，液压传动过程平稳，操纵灵活省力，并且为自动控制创造了条件。特别是压路机的行走液压驱动，可以大大提高压路机的压实效果和工作效率1。1.1.2 压路机的发展历史 上世纪三十年代，德国人率先使用了振动压实技术，并于四十年代发明了拖式振动压路机。振动压实技术与振动压路机的出现，彻底改变了单纯依靠增加压实机械自身重量和线压力来增强压实效
9、果的局面。随着振动压实理论的不断研究和深入，振动压路机产品的规格和种类也越来越多。尤其是20世纪70年代静液压传动和液压控制技术在振动压路机上的应用，使得压路机的性能显著提升，并使振动压路机迅速地成为世界压路机市场上的主导产品。国外振动压路机的主要制造国家有德国、美国、日本、瑞典等国家，其中有一些非常著名的公司如：德国BOMAG公司和VIBROMAX公司、美国Caterpillar公司、瑞典Dynapac公司以及日本富士工程机械公司。他们的产品以规格品种齐全，功能先进而占领着国际主要市场。我国国内主要生产厂家有徐州工程机械公司、洛阳建筑机械厂、柳工集团以及湖南的三一重工、中联重科等厂家。他们的
10、产品也能够基本满足国内用户的需求，并有一定的出口量。但总体性能不如外国知名品牌优越。1.1.3 振动压路机的国外发展状况 在国外，振动压路机技术的起步比我国相对早很多，到如今已经取得了很多重大成果。压实技术在不断地发展，振动技术也在不断地创新。例如海帕克公司等通过对两轮振动压路机的改进提高了振动频率和激振力。操作者能舒适地、自动地控制振动轮的振动频率和振幅，实现在保证压水质量的同时提高工作速度。由于从高到低设置有多级频率和振幅，使得产品能够在高速状态下压实较多结构类型的土壤，从而提高施工范围和施工效率。德国宝马公司为了满足高密实度精度的使用要求，研制出双钢轮自动控制压实系统BVM。该系统的特点
11、是能自动判别和控制所需压实力的大小，也称自动调幅压实系统。其主要工作装置由两根反向旋转的轴组成，工作时旋转产生的离心力经几何叠加形成定向振动，定向振动系统是BVM的基础。BVM系统的独到之处是振动方向可以改变，它能自动调节定向振动的振动方向，在压实过程中可根据压实面刚度的变化或压路机的行驶方向的变化调节施振方向，从而达到调节振幅的目的。为了增强压实效果和提高压实效率，国外一些产品还普遍采用了超高频振动技术，振动频率超过了66.7Hz，使压路机迅速达到所需压实力的高输出力，可有效提高压实速。在智能化、网络化的应用上，德国宝马公司已将网络传输和卫星定位系统（GPS）应用于相应的产品上。通过此系统，
12、压路机的位置可以被非常精确地记录下来，并能确定压实的位置和保证压实质量。它通过安装在压路机上的GPS脉冲装置，将整机的工作情况如整机的工作区域、工作轨迹、碾压密实度等GPS信号，传输到空间卫星上进行处理，经过处理的信号重新发送到安装在压路机上的GPS接受装置上并在PC机上显示；并可通过地面的GPS信号装置向压路机发出指令，启动自动调幅机构，随时调节工作激振力的大小，以达到路面规定的密实度要求。在注重人性化方面，国外工程机械产品设计人员做了大量细致、有效的工作，尽力满足操作人员希望达到的美观、实用、舒适等要求。目前，国外振动压路机的驾驶室有逐渐向汽车驾驶室标准靠近的趋势。在驾驶室与机身之间设置多
13、层电子橡胶阻尼元件，振动轮与机身采用柔性连接，使压路机驱动部分与振动部分处在两个单元上，动力靠液压系统传过去，而振动轮的振动却很少能传过来，这样驾驶员就能舒适地操作。此外，在绿色环保方面，为满足日益苛刻的环保要求，国外振动压路机生产厂商纷纷引入绿色环保设计理念。目前，主要是从降低发动机尾气排放、减少振动和降低噪音几个方面入手。在尾气净化方面卡特比勒公司通过应用燃油电控喷射、废气在循环和使用催化净化器等新技术，以能满足EU Stage 排放标准；在降低噪音方面，通过大量使用弹性支承、弹性阻尼元件，以提高各机构中各运动体、执行件的制作、装配精度，提高驾驶室的密封性，从而一定程度上降低噪音2。1.1
14、.4 振动压路机的国内发展状况 1961年西安公路交通学院与西安筑路机械厂联合开发的3t自行式振动压路机是国内振动压路机的起点。1964年洛阳建筑机械厂研制出4.5t振动压路机。1974年洛阳建筑机械厂与长沙建筑机械研究所合作开发了10t轮胎驱动振动压路机和14t拖式振动压路机。80年代中期我国开始引进国外先进的压路机制造技术。1985年温州冶金机械厂研制了19t振动压路机。1999年三一重工集团有限公司引进国内外先进技术，开发研制了YZ系列振动压路机，采用全液压控制，型号有YZ16C、18T单钢轮全液压C、YZ20等。20世纪80年代后期，随着基础工业元件的发展，特别是液压泵、液压马达、振动
15、轮用轴承、橡胶减振器的引进生产，使振动压路机技术总体水平和可靠性有了很大的提高。国内大专院校和科研院所的科研攻关，使我国自行开发和研制振动压路机的能力有了较大的提高。1998年中国农业大学开发研制的混沌振动压路机，1990年西安公路大学与徐州工程机械厂共同开发的10t振荡压路机，都标志着我国振动压路机科研和产品开发达到了新的水平。目前，我国有70多家厂家生产振动压路机，如徐工、柳工、三一重工、中联重科和一拖工程机械有限公司等企业，并初步形成手扶系列、拖式系列、自行系列等产品，基本满足国内需要，并有一定的出口能力。尽管如此，由于我国振动压实技术应用较晚，整体水平与国外仍有较大差距，表现在产品型号
16、系列不全；重型和超重型振动压路机生产数量和品种较少；专用压实设备缺乏；产品质量、产品的可靠性和外观质量等综合经济技术指标和自动控制方面仍低于国外先进技术水平。积极引进国外先进技术，加强技术创新，开发出具有自主知识产权和独特技术的产品，缩小与国外先进生产企业的差距，仍然是国内压路机生产厂家的头等大事3。1.1.5 振动压路机的发展趋势 随着现代科学技术的迅猛发展，计算机技术的运用已成为非常重要的手段，这使得压实机械的研究过程从论证、设计、制造、试验、使用、维修到管理的全过程成为高度自动化和现代化的工作过程，并将最终推动压实机械向自动化、智能化、无人化和机器人化的方向发展。机器可以按照土质的变化情况不断调整自身各种工作参数就（振动频率、振幅碾压速度和遍数）的组合，自动适应外部工作状态的变化，使压实作业始终在最优条件下进行。这种智能自动条幅压实系统能自动选择与被压材料的密实度状况相匹配的振幅，从而消除材
