YZ18型振动压路机的研制

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。利用数学模型，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。

目录

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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

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

3.5.2 Fo-ω曲线和Fs-ω曲线

3.5.3下车质量M2对x-ω和Fs-ω曲线的影响

3.5.4减振器刚度K1对x-ω和Fs-ω曲线的影响

3.5.5土壤刚度K2和阻尼C2对x-ω和Fs-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 YZl8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Yzl8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YZlg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实验仪器

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