YZC12振動壓路機(jī)振動輪設(shè)計說明書全套(機(jī)械本科專業(yè))

1、河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 前 言壓路機(jī)是以增加工作介質(zhì)（土石填方及路面鋪層混合物料）的密實度為主要用途的施工機(jī)械。它是道路與工程結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)、堤壩及路面鋪裝工程的主要施工設(shè)備之一。按施工原理的不同，壓路機(jī)分為靜作用壓路機(jī)、輪胎壓路機(jī)、振動壓路機(jī)和沖擊式壓路機(jī)四大系列。振動壓路機(jī)以其發(fā)出的震動載荷使土顆粒處于高頻振動狀態(tài)，顆粒間的內(nèi)摩擦力喪失，壓路機(jī)本身的重力對土壤的壓應(yīng)力和剪切力迫使這些顆粒重新排列而得到壓實。振動壓路機(jī)是利用滾動壓實原理對路面鋪層或工程結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)的壓實工作，所以振動壓路機(jī)的最重要的工作裝置就是它的振動輪。本設(shè)計介紹了振動壓路機(jī)的發(fā)展概況、振動機(jī)構(gòu)的配置、振動輪的組成、激振器的型式、

2、偏心塊的設(shè)計計算、減振器的設(shè)計。本次設(shè)計將重點介紹幾種不同的設(shè)計方案，相互比較之后選取最佳方案，并校核計算重點零件。就我個人而言，本次畢業(yè)設(shè)計是在我完成大學(xué)四年所有課程之后，走向工作崗位之前對所學(xué)課程的一次深入性綜合檢驗，也是一次理論與實踐相結(jié)合的練習(xí)，更是一次對大學(xué)四年來所學(xué)知識的一次完整的復(fù)習(xí)、鞏固與提高。我希望通過此次設(shè)計能夠?qū)ξ覍磉M(jìn)入工作崗位提前做一個適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己的獨立思考、分析問題、解決問題的實踐能力，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。在李*老師和同學(xué)的熱情指導(dǎo)和幫助下，我按時、保質(zhì)地完成了本次畢業(yè)設(shè)計的所有設(shè)計任務(wù)，在此特別地表示對李軍老師衷心的感謝！另外，由于本人

3、的水平及經(jīng)驗的欠缺，在設(shè)計中難免會有紕漏與不足之處，懇請各位老師不吝批評指正！ 第一章 振動壓路機(jī)的概況壓路機(jī)以其滾輪觸地，滾輪以一定的線載荷對鋪筑層材料施以滾壓力，隨滾壓次數(shù)的增加，材料被逐漸壓實。在振動壓路機(jī)的壓輪上伴隨有高頻振動，能大大增加這種壓實能力，并且使壓實力向著更深層處波及。壓路機(jī)的滾輪即是工作裝置，又是行走機(jī)構(gòu)。因而滾輪支持著整機(jī)重量，并保證與地面有必要的附著能力，以傳遞足夠的驅(qū)動力矩驅(qū)和制動力矩。如圖1-1所示的振動壓路機(jī)。 圖1-1 壓路機(jī)的工作裝置與行走系統(tǒng) 1振動輪 2減振器 3車架 4驅(qū)動輪振動壓路機(jī)的工作裝置與行走系統(tǒng)由帶激振器的振動輪1、橡膠減振器2、車架3和驅(qū)動

4、輪4組成。壓路機(jī)整機(jī)的重力g通過車輪傳給地面，引起地面產(chǎn)生作用于驅(qū)動輪上的垂直支反力和。當(dāng)發(fā)動機(jī)經(jīng)傳動系統(tǒng)給予驅(qū)動輪上一個驅(qū)動力矩m時，則地面便產(chǎn)生了作用于驅(qū)動輪邊緣上的牽引力p，從而驅(qū)動壓路機(jī)行走，完成對鋪層材料的反復(fù)滾動和振動壓實。當(dāng)壓路機(jī)剎車制動時，經(jīng)操縱系統(tǒng)作用于滾輪邊緣上與行走方向相反的制動力，制動力傳給機(jī)架，迫使整個壓路機(jī)減速以致停車。 上世紀(jì)90年代以來，國際工程機(jī)械市場出現(xiàn)平穩(wěn)增長趨勢，作為壓實主要設(shè)備的振動壓路機(jī)以及壓實理論和壓實控制技術(shù)越來越受到各國的重視，并陸續(xù)采用了一系列的新技術(shù)。 1.引進(jìn)改變振子偏心距或偏心質(zhì)量達(dá)到調(diào)幅調(diào)頻的調(diào)幅與調(diào)頻機(jī)構(gòu)。最方便的調(diào)幅機(jī)構(gòu)是固定振子

5、與活動振子不同方位相疊加實現(xiàn)的。雙幅振動只要改變液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向即可實現(xiàn)。通過花鍵或嵌接調(diào)節(jié)固定振子與活動振子的相對角度能實現(xiàn)多級振幅換接。無級調(diào)幅很困難，現(xiàn)在有用液體流動原理制成的無級調(diào)幅機(jī)構(gòu)，振動調(diào)頻的調(diào)節(jié)是用液壓馬達(dá)的調(diào)速來實現(xiàn)的。 2.氣力懸掛減振裝置可以使振動能量全部傳遞給壓實面。氣力懸掛是利用空氣的彈性，由于氣體受壓縮和反彈的速率很快，幾乎不消耗振動能量。 3.在壓路機(jī)的駕駛室內(nèi)設(shè)置頻率儀、振幅計和壓實度計，實現(xiàn)壓路機(jī)的隨機(jī)自動檢測。這樣操作人員可以隨時測定壓實效果及確定碾壓遍數(shù)，從而提高了作業(yè)效率和壓質(zhì)量。 4.在壓路機(jī)的有關(guān)部位設(shè)置傳感器，可以對油位、油溫、濾清器堵塞、皮帶松

6、弛等故障自動報警，加上對壓實速度、振動頻率和振幅的快速調(diào)節(jié)及壓實度的隨機(jī)檢測，實現(xiàn)壓路機(jī)故障報警與調(diào)控自動化。 我國振動壓路機(jī)經(jīng)歷了從機(jī)械傳動到液壓傳動、由單一型號到系列發(fā)展的不同階段。上世紀(jì)40年代以來，國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家直接引進(jìn)世界先進(jìn)技術(shù)水平壓路機(jī)制造技術(shù)，如洛陽建筑機(jī)械廠引進(jìn)德國bomag公司的bw217d、bw213d、bw141d和bw120d等型號和振動壓路機(jī)專有技術(shù)；徐州工程機(jī)械廠引進(jìn)瑞典 dynapac公司的ca25振動壓路機(jī)制造技術(shù)，多年來經(jīng)過歸引進(jìn)機(jī)型消化吸收和國產(chǎn)化的改造，使產(chǎn)品技術(shù)水平不斷提高，可靠性不斷增強(qiáng)，生產(chǎn)能力不斷擴(kuò)大。國內(nèi)目前已形成了徐工、三一、洛建、三重等為

7、代表的壓路機(jī)生產(chǎn)廠家。我國振動壓路機(jī)的新發(fā)展體現(xiàn)在新產(chǎn)品頻頻亮相、新機(jī)構(gòu)不斷涌現(xiàn)和自動化水平不斷提高等三方面。隨著微電子技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展，液壓與電子控制有機(jī)結(jié)合使振動壓路機(jī)性能顯著提高。利用速度、壓力、流量等傳感器，采集振動壓路機(jī)工作狀態(tài)參數(shù)引入自我診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)故障自動報警、振動頻率和振幅的快速調(diào)節(jié)及壓實度的隨機(jī)檢測。但是由于我國振動壓路機(jī)起步晚，整體水平與國外先進(jìn)水平相比仍有較大差距，尤其是重型和超重型振動壓路機(jī)生產(chǎn)數(shù)量和品種仍然較少，產(chǎn)品的可靠性和外觀質(zhì)量等綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和自動控制技術(shù)方面仍低于國外先進(jìn)水平。 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)的運用已成為非常重要的手段，這

8、使得壓實機(jī)械的研究過程從論證、設(shè)計、制造、試驗、使用、維修到管理的全過程成為高度自動化和現(xiàn)代化的工作過程，并將最終推動壓實機(jī)械向自動化、智能化、無人化和機(jī)器人化的方向發(fā)展。機(jī)器可以按照土質(zhì)的變化情況不斷調(diào)整自身各種工作參數(shù)就（振動頻率、振幅碾壓速度和遍數(shù)）的組合，自動適應(yīng)外部工作狀態(tài)的變化，使壓實作業(yè)始終在最優(yōu)條件下進(jìn)行。這種智能自動條幅壓實系統(tǒng)能自動選擇與被壓材料的密實度狀況相匹配的振幅，從而消除材料出現(xiàn)壓實不足或過壓實現(xiàn)象，提高壓實度的均勻程度；能夠消除振動輪的跳振，避免粗骨破碎。在對壓實過程控制和機(jī)器工作狀態(tài)實施檢測的基礎(chǔ)上，壓實機(jī)械將從局部自動化過渡到全面自動化。 第二章 振動系統(tǒng)的組

9、成 振動壓路機(jī)的振動系統(tǒng)由激振機(jī)構(gòu)、振動輪、減振器、驅(qū)動板及振動機(jī)架組成。 激振機(jī)構(gòu)是振動壓路機(jī)產(chǎn)生振動的力源?，F(xiàn)有振動壓路機(jī)上的激振機(jī)構(gòu)，都是由支撐于振動軸承上的振動軸帶有偏心塊振子構(gòu)成，振動軸高速旋轉(zhuǎn)時偏心振子所產(chǎn)生的離心力就是振動壓路機(jī)的激振力。 振動輪由鋼板卷制的輪圈和輻板焊接成。輪圈的厚度直接影響了振動壓路機(jī)的質(zhì)量配置并應(yīng)保持在使用過程中被磨損后不至于過多的影響質(zhì)量配置，也不至于被較大的石塊硌穿。振動輪各輻板上安裝振動軸承的孔，應(yīng)有較高的同軸度要求，以減輕振動軸承的發(fā)熱量和動力損耗。 減振器用于連接振動輪魚機(jī)架或連接振動輪與驅(qū)動輪，起到減振作用。目前振動壓路機(jī)上大都使用承受剪切力的橡

10、膠減振器，因為橡膠塊的彈性滯后和阻尼，不僅會影響振動輪的振幅大小，而且使橡膠塊發(fā)熱導(dǎo)致橡膠老化和產(chǎn)生裂紋。近幾年來國外出現(xiàn)了氣力懸掛減振器，其減速率很快，并且在反彈和壓縮過程中近似于絕熱過程，故幾乎不消耗能量。使得振動輪通過氣力懸掛減振器傳遞到機(jī)架上的振動趨與“零”，因此其振動能量完全傳遞給了被壓實鋪層上。 驅(qū)動板用于將驅(qū)動油馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩通過一組減速器傳遞給振動輪，以驅(qū)使振動輪能自行走。當(dāng)振動輪為壓路機(jī)的被動輪時，無此驅(qū)動輪。 振動輪的機(jī)架是由鋼板焊接而成的結(jié)構(gòu)件，可以做成是四方框架或門型框架的結(jié)構(gòu)型式。振動機(jī)架除了要求有足夠的動靜強(qiáng)度之外，還要有適度的重量以保證振動壓路機(jī)的總體技術(shù)性能。振動壓

11、路機(jī)的非振動部分與振動部分重量之比是重要的參數(shù)之一，非振動部分重量的增大能增加壓實效果和有利于減振。根據(jù)統(tǒng)計分析可知，這一比例應(yīng)保持在1.52之間較好。 第三章 振動機(jī)構(gòu)的配置 振動壓路機(jī)上的振動機(jī)構(gòu)有著不同的配置方法，從而形成了具有不同工作性能的振動壓路機(jī)。例如按激振器安裝位置的不同區(qū)分為外振式與內(nèi)振式，按振動輪的不同位置區(qū)分為單輪振動、雙輪振動與擺振式，按振動力與傳遞方向的不同區(qū)分為無定向擺動、振蕩和垂直振動。其中振蕩與垂直振動可合稱為定向振動，或稱雙軸振動。3.1外振式振動壓路機(jī) 外振式振動壓路機(jī)有上下兩層機(jī)架，兩機(jī)架之間由壓縮減振器相連接，激振器安裝在下機(jī)架上。當(dāng)振動軸帶動偏心塊高速旋

12、轉(zhuǎn)時，壓路機(jī)的下機(jī)架連同安裝在下機(jī)架上的壓輪一起振動。這種振動壓路機(jī)的激振器結(jié)構(gòu)簡單，便于維修保養(yǎng)，所以在很多手扶振動壓路機(jī)上得到了應(yīng)用。 圖3-1 外振式振動壓路機(jī) 3.2內(nèi)振式振動壓路機(jī) 目前，絕大多數(shù)的振動壓路機(jī)都采用內(nèi)振式單軸振動結(jié)構(gòu)。內(nèi)振式振動壓路機(jī)的激振器安裝在振動輪內(nèi)，并與振動輪的回轉(zhuǎn)軸在同一軸線上。當(dāng)振動壓路機(jī)工作時，振動馬達(dá)驅(qū)動振動軸高速旋轉(zhuǎn)，振動軸上的偏心振子即產(chǎn)生離心力，振動輪就是在這個離心力的作用下產(chǎn)生圓周運動。 內(nèi)振式振動壓路機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，技術(shù)成熟，操作使用安全，因此獲得了廣泛應(yīng)用。 3.3單輪振動壓路機(jī) 單輪振動壓路機(jī)只有一個振動輪，另一個車輪不振動而僅起驅(qū)動或?qū)蜃?/p>

13、用，如ca25輪胎驅(qū)動振動壓路機(jī)即yzc5型串聯(lián)振動壓路機(jī)。 單輪振動壓路機(jī)的結(jié)構(gòu)相對簡單，大噸位的輪胎驅(qū)動單輪振動壓路機(jī)用于基礎(chǔ)壓實，驅(qū)動能力大，橫向性能好。小型的串聯(lián)式單輪振動壓路機(jī)用于小型壓實工程或路面維修作業(yè)。 3.4雙輪振動壓路機(jī) 雙鋼輪串聯(lián)式振動壓路機(jī)的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜些，兩個振動輪上都需要減振，也都需要驅(qū)動，如cc21振動壓路機(jī)。但雙輪振動壓路機(jī)的壓實能力強(qiáng)，作業(yè)效率高，與同噸位的單輪振動壓路機(jī)相比，雙輪振動壓路機(jī)壓實土壤時的生產(chǎn)率可提高80%，壓實瀝青混凝土?xí)r的生產(chǎn)率可提高50%。 3.5擺振式振動壓路機(jī)擺振式振動壓路機(jī)也有兩個振動輪，兩個振動輪上激振器的偏心塊具有的相位差。它們工

14、作時由一根齒形帶驅(qū)動，這就能保持其旋轉(zhuǎn)方向相同而相位差不變化。兩個激振器產(chǎn)生的離心力總是相反的，導(dǎo)致了壓路機(jī)的兩個振動輪總是一個跳起而另一個觸地，使得整個壓路機(jī)在工作時除具有振動特性之外，還呈現(xiàn)前后擺動的特點。 圖3-2 擺振式振動壓路機(jī) 3.6定向式振動壓路機(jī) 通常意義上的振動壓路機(jī)是無定向振動的，無定向振動壓路機(jī)使用的是單軸激振器，其激振力是沿振動輪圓周變化的。在同一個振動輪上屬于兩個激振器作不同的配置，可以使地面接收到理論上屬于純粹水平或純粹垂直的振動力，這就是所謂的“定向振動”。 第四章 c12型振動壓路機(jī)振動輪總成 c12型振動壓路機(jī)振動輪總成圖見圖4-1，振動輪總成由振動輪體、軸、

15、振動調(diào)幅裝置、減振塊、彈性柱銷聯(lián)軸器、振動軸承、軸承座等。 圖4-1 c12型振動壓路機(jī)振動輪總成圖1 振動輪體 振動輪體的外徑1.4m，寬度2.1m，厚0.02m。振動輪體采用鋼板卷制而成，材質(zhì)為16mn。其外圓光滑平整、壁厚均勻，可以保證振動壓實均勻一致，平整、光滑，也可用作靜碾壓實。振動輪內(nèi)腔裝有軸承座、振動軸承、振動軸、調(diào)幅裝置、彈性柱銷聯(lián)軸器，此密封腔內(nèi)裝有mobil-629工業(yè)潤滑油。2 軸機(jī)器的振動是通過振動馬達(dá)帶動軸上的振動調(diào)幅裝置高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。軸分為主動軸和從動軸，主動軸的一端用彈性柱銷聯(lián)軸器和從動軸連接，主動軸的另一端和振動馬達(dá)相連，改變振動馬達(dá)的旋向就可以調(diào)整振幅。

16、圖4-2 振動輪主動軸 圖4-3 振動輪從動軸3 振動調(diào)幅裝置振動調(diào)幅裝置安裝在軸上，是振動發(fā)生器，同時也起調(diào)整振幅的作用。調(diào)幅裝置（如圖5-3所示）是一個密封的焊接圓柱形結(jié)構(gòu)件，偏心質(zhì)量分固定部分和活動部分，軸在振動馬達(dá)的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，通過鍵帶動振動調(diào)幅裝置旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生振動。在正反轉(zhuǎn)時，活動塊相對固定偏心塊處在不同的位置，從而產(chǎn)生兩種不同的振幅。4 彈性柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器用于連接振動軸的主動端和從動端，以保證兩根軸的同軸度。 圖4-4 彈性柱銷聯(lián)軸器 5 減振塊 為了減輕振動對車架的影響，振動輪與前車架的連接處設(shè)有橡膠減振塊。減振塊的結(jié)構(gòu)圖如圖6-2所示。6 振動軸承 軸兩端通過振動軸承支

17、承在輪體軸承座上。 第五章 c12振動壓路機(jī)的激振機(jī)構(gòu) 內(nèi)振式振動壓路機(jī)的激振機(jī)構(gòu)由激振器、振動軸承和振動室組成。現(xiàn)有的振動壓路機(jī)激振器都是用偏心塊旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生離心力的原理制成的，即所謂慣性激振器。激振器的振動軸支撐在兩個特制的振動軸承上。振動室用于支承激振器的慣性力，并且盛裝一定的冷卻潤滑油。 振動壓路機(jī)的激振器應(yīng)根據(jù)需要設(shè)計成使振動輪的振幅和頻率能調(diào)節(jié)，以提高壓路機(jī)對各種工況的適應(yīng)能力。兩個激振器串聯(lián)安裝時，應(yīng)保持其偏心塊的靜偏心距相位差不大于。激振器的結(jié)構(gòu)要簡單，易于制造和安裝，并且使之調(diào)節(jié)與控制方便。最好能使激振器與壓路機(jī)振動輪行走時的旋轉(zhuǎn)方向相一致，以避免振動輪在行走過程中產(chǎn)生附加的滑

18、移而造成對壓實質(zhì)量不利。此外，應(yīng)盡量不產(chǎn)生或少產(chǎn)生額外的功率損失，振動室的結(jié)構(gòu)設(shè)計要便于冷卻潤滑與容易散熱。 5.1激振器的結(jié)構(gòu)型式 激振器用以產(chǎn)生周期性的激振力，從而使振動壓路機(jī)產(chǎn)生持續(xù)的機(jī)械振動，對地面鋪層材料施以振動壓實。 目前振壓路機(jī)上多采用單軸旋轉(zhuǎn)慣性激振器。激振器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使振動輪作圓周運動，這樣使被壓實的土顆粒不僅產(chǎn)生垂直位移，而且也有水平位移，從而產(chǎn)生一定的揉搓力，使壓實的效果比較好。同時采用這種激振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計比較簡單，可以使旋轉(zhuǎn)的偏心軸或偏心塊。振動頻率的調(diào)節(jié)可以采用變量液壓泵一定量液壓馬達(dá)的傳動方式完成，其安裝和調(diào)節(jié)控制都很方便。但振幅的調(diào)節(jié)方案仍有多種不同的方案，

19、于是會有各種不同的激振器結(jié)構(gòu)型式。由公式可知，當(dāng)振動壓路機(jī)的振動質(zhì)量確定之后，要改變名義振幅的唯一途徑就是改變激振器的靜偏心距，而是偏心質(zhì)量與偏心距的乘積。在振動壓路機(jī)的工作過程中，要想通過改變偏心質(zhì)量的辦法達(dá)到調(diào)節(jié)靜偏心距的目的是很困難的，所以只能通過改變偏心距來實現(xiàn)振動壓路機(jī)的調(diào)幅功能。5.1.1單幅激振器 單幅激振器是一根旋轉(zhuǎn)的偏心軸，或在振動軸上裝一塊偏心質(zhì)量快，這種激振器只能產(chǎn)生一種振幅。 當(dāng)壓路機(jī)的振動輪寬度較小時，采用一根偏心軸支承在兩個跨度較大的振動軸承上。偏心軸可以使加工件，如圖5-1 a ；可以在振動軸上焊接以圓弧板而成，如圖5-1 b。還可以在軸上裝配一長條塊構(gòu)成，如圖5

20、-1 c。 當(dāng)振動壓路機(jī)的振動輪較寬時，一般是采用一根連接軸串聯(lián)兩個偏心塊激振器，如圖所示。每個激振器分別安裝在兩個振動軸承上，兩個激振器的振動軸以內(nèi)花鍵孔與聯(lián)接軸兩端的花鍵相連接，并且在制造與安裝時應(yīng)保證兩個激振器的偏心塊相位角一直。 圖5-1 單幅激振器結(jié)構(gòu)型式 a)偏心圓振動軸 b）偏心弧振動軸 c）偏心條振動軸 d）偏心塊振動軸 5.1.2逆轉(zhuǎn)偏心塊疊加雙幅激振器 如圖所示的偏心塊激振器簡圖，圖5-2中一固定偏心塊與振動軸固接在一起，另一活動偏心塊空套在振動軸上。當(dāng)驅(qū)動振動軸的液壓馬達(dá)正反轉(zhuǎn)時，則產(chǎn)生了兩種不同的偏心質(zhì)量塊疊加風(fēng)聲，能得到兩種不同的靜偏心距。 圖5-2變更偏心軸旋轉(zhuǎn)方向

21、產(chǎn)生雙振幅機(jī)構(gòu) a）小振幅位置 b）大振幅位置 振動軸順時針旋轉(zhuǎn)時，如圖a，則活動偏心塊與固定偏心塊的靜偏心距相減，從而產(chǎn)生小振幅；振動軸逆時針旋轉(zhuǎn)時，如圖b，則活動偏心塊與固定偏心塊的靜偏心距相加，從而產(chǎn)生大振幅。這樣在不需改變偏心塊質(zhì)量的條件下，通過改變振動軸的旋轉(zhuǎn)方向就可以達(dá)到改變靜偏心距的目的，從而實現(xiàn)了振動壓路機(jī)工作振幅的調(diào)節(jié)。這種雙幅激振器的機(jī)構(gòu)形式很多，例如圖5-3所示的正反轉(zhuǎn)調(diào)幅機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計即是采用此種調(diào)幅機(jī)構(gòu)。這種調(diào)幅激振器結(jié)構(gòu)簡單，無需專門的調(diào)節(jié)控制裝置，能夠很方便地實現(xiàn)了轉(zhuǎn)換壓路機(jī)振幅的功能，也不會產(chǎn)生額外的功率損失。但這種激振器只能實現(xiàn)大小兩種振幅，且振動軸必須作正反

22、轉(zhuǎn)，不能實現(xiàn)激振器總是與振動輪旋轉(zhuǎn)方向一致的要求。另外，在振幅轉(zhuǎn)換時，擋銷要受到很大的沖擊，發(fā)出響亮的撞擊聲，頻繁轉(zhuǎn)換振幅將有損于零部件的工作壽命。 圖5-3 c12振動調(diào)幅機(jī)構(gòu)示意圖 a）順時針旋轉(zhuǎn) b）逆時針旋轉(zhuǎn)1活動偏心塊 2振動軸 3擋銷 4固定偏心塊5.1.3逆轉(zhuǎn)流球疊加雙幅激振器 逆轉(zhuǎn)流球疊加雙幅激振器在作用原理上同逆轉(zhuǎn)偏心塊疊加雙幅激振器無多大區(qū)別，也是通過振動軸的正反實現(xiàn)壓路機(jī)的調(diào)幅振動。所不同的是，這種激振器不是用活動偏心塊與固定偏心塊的靜偏心距疊加，而是通過鋼球在激振器空心室內(nèi)流動的位置不同，產(chǎn)生于固定偏心塊靜偏心距的疊加效果。如圖5-4所示的流球雙幅激振器，在其空心室的外

23、圓上焊接一塊弧形的固定偏心塊，在封閉的空心室內(nèi)裝有自由流動的鋼球若干及一定量的潤滑油。當(dāng)振動軸按圖示作逆時針旋轉(zhuǎn)時，鋼球處于固定偏心塊的同一側(cè)，鋼球產(chǎn)生的靜偏心距與固定偏心距的靜偏心距相加，即產(chǎn)生大振幅；當(dāng)振動軸作順時針旋轉(zhuǎn)時，鋼球在其慣性力的作用下將流向固定偏心塊的對面一側(cè)，這時它們產(chǎn)生的靜偏心距要相減，于是就產(chǎn)生小振幅。 圖5-4 雙振幅流球激振器1-偏心塊 2-上擋板 3-振動軸 4-下?lián)醢?5-鋼球 6-配重塊 7-振動軸承潤滑油 8-振動腔這種流球調(diào)幅激振器的結(jié)構(gòu)也很簡單，并且振幅的調(diào)控方法也同偏心塊調(diào)幅激振器一樣，只要能使振動軸產(chǎn)生正反轉(zhuǎn)即可。但由于流球的流動有個過程，所以在振動軸

24、轉(zhuǎn)換旋向時不至于產(chǎn)生像活動偏心塊撞擊擋銷那樣的沖擊，這有利于提高相關(guān)零部件的工作壽命。另外，鋼球的數(shù)量加減很方便，易于在研制時將兩種振幅調(diào)到理想值。 5.1.4液體無級調(diào)幅激振器所謂液體無級調(diào)幅激振器，是在管道內(nèi)裝置液體來調(diào)節(jié)靜偏心距的慣性激振機(jī)構(gòu)，其偏心體是兩根內(nèi)徑相同而外徑不等的平行放置的金屬管。兩金屬管置于振動軸兩邊并相連通，大外徑的管子較重，通過氣力操縱將液體壓入外徑較小的管子內(nèi)，偏心體正好處于平衡狀態(tài)，則其合成靜偏心距為“0”。當(dāng)氣力將液體完全壓入重管子內(nèi)時，則其合成靜偏心距達(dá)到最大值，就會產(chǎn)生最大的激振力。如果使液體的一部分進(jìn)入輕管而另一部分進(jìn)入重管，則將得到的合成靜偏心距介于“0

25、”和最大值之間。通過氣力隨意控制進(jìn)入重管的液體量，因此能將振動輪的振幅進(jìn)行無級調(diào)節(jié)。這種液體激振器能實現(xiàn)振動壓路機(jī)的無級調(diào)幅，而且能通過改變液壓馬達(dá)的旋向保持振動軸與振動輪總是具有相同的旋轉(zhuǎn)方向。這種激振器的調(diào)幅也易于遠(yuǎn)距離操縱，從而為采用計算機(jī)控制來優(yōu)化振動參數(shù)提供了條件，也為振動壓實和壓路機(jī)的智能化創(chuàng)造了基礎(chǔ)。 5.2偏心塊的設(shè)計、計算此次設(shè)計所選用的偏心振子為逆轉(zhuǎn)偏心塊疊加雙幅激振器，此處的設(shè)計計算即是確定它們的結(jié)構(gòu)尺寸，并計算出其偏心質(zhì)量和靜偏心距。所選的偏心塊為半圓偏心塊，如圖5-5所示： 圖5-5 半圓偏心塊已知振動輪的振動頻率為f=40,雙振幅，振動輪的參振質(zhì)量可以估計出為=25

26、00。如上圖所示，其中固定偏心塊（兩塊）的尺寸（mm）取=130，=75，=60，=20，=40，活動偏心塊的尺寸（mm）取=120，=75，=63，=10，=35，選用振動軸承的尺寸（mm)5.2.1固定偏心塊的載面積、偏心距、偏心質(zhì)量和靜偏心距（圖5-5a） = = =257mm =145mm =27564 =42.1mm =8.55kg =0.3645.2.2活動偏心塊的截面積、偏心距、偏心質(zhì)量、和靜偏心距（圖5-5 b）： = = =239mm =148.7mm =18075 =47.78mm =4.966kg =0.2375.2.3計算合成靜偏心距、振幅及離心力:大振幅時 =1.93

27、 =0.000772m =121786n小振幅時 =0.98 =0.000392m =61839n5.2.4計算振動軸上的作用力p和轉(zhuǎn)矩t: 57848n 29374n =41n取平衡系數(shù)=0.95，=1.04，振動軸承的摩擦系數(shù)=0.007,振動軸承的平均直徑d=0.135m5.2.5校核振動軸的強(qiáng)度取兩振動軸承之間的跨距為l=0.31m，偏心塊的總厚度=0.115m，振動軸中間的彎矩為： =3652n取=100n/、=40n/，計算振動軸承中間直徑和輸入端直徑: =72mm =17.3mm5.2.6計算振動軸承的工作壽命（取c=270000n） =24204n =21539h按大振幅工作時

28、間100%校核： =28942n =11869h 第六章 振動壓路機(jī)的減振系統(tǒng)6.1振動壓路機(jī)的減振與減振系統(tǒng)振動壓路機(jī)的工作裝置在振動壓實時，出現(xiàn)了一個問題的兩個方面。一方面是振動輪對被壓實材料的沖擊力越大，壓實效果越好，所以從振動壓路機(jī)的壓實功能講，希望振動輪能產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動為好。但從另一方面講，強(qiáng)烈的振動有損于機(jī)器零件的使用壽命和司機(jī)的身體健康，因而又希望振動壓路機(jī)上車的振動越小越好。為了解決這個矛盾，振動壓路機(jī)上使用減振器將振動輪的振動吸收與隔離，以便使傳遞到上車的振動能量盡量的小，特別是司機(jī)座椅上的振動不至于影響人體健康。這就是在振動壓路機(jī)上設(shè)置減振系統(tǒng)的目的。6.2減振器的材料振動

29、壓路機(jī)減振系統(tǒng)可能采用的減振器共有三種：鋼絲螺旋彈簧減振器、空氣組合彈簧減振器、橡膠減振器。由于橡膠減振器與其它兩種相比具有明顯的優(yōu)越性，所以目前絕大多數(shù)振動壓路機(jī)的減振系統(tǒng)都采用了橡膠減振器。6.2.1橡膠減振器的優(yōu)缺點橡膠減振器的主要優(yōu)點如下： 橡膠減振器吸收高頻率振動的能力強(qiáng)；橡膠材料的內(nèi)摩擦大，其阻尼系數(shù)也大，壓路機(jī)在起振或停振時，越過共振區(qū)的時間短，共振的振幅也小，比較安全；橡膠材料的彈性模量比金屬小得多，減振器在工作時允許有較大的變形量；橡膠減振器的剛度與其硬度有關(guān)，可以在不改變減振器外形尺寸的情況下，通過改變橡膠的硬度來獲得不同的減振器剛度；橡膠減振器的形狀可以根據(jù)設(shè)計需要確定，

30、在、y、z三個方向的剛度也可以按需要設(shè)計成不相等；橡膠減振器安裝形式靈活，工作時無需潤滑保養(yǎng)。與其他它兩種減振器相比，橡膠減振器有下述不足之處：橡膠耐高溫與耐低溫的性能差；橡膠的耐油性差；橡膠耐日照性差，時間長了會老化；使用壽命低，長期使用后彈性降低，減震性能變壞，故應(yīng)作周期性的更換。6.2.2橡膠減振器的材料振動壓路機(jī)上通常使用的橡膠減振器材料有兩種，一種是天然橡膠，另一種是丁晴橡膠。天然橡膠制成的減振器加工制造方便，耐日性能較好，有良好的綜合機(jī)械性能及彈性穩(wěn)定。但天然橡膠的阻尼較小，工作頻率通過共振區(qū)不很安全，使得振動壓路機(jī)上車的瞬時振幅很大。另外，天然橡膠的耐油性能差，當(dāng)減振器觸及油污后

31、易發(fā)生變形，從而失去了彈性。因此，天然橡膠制造的減振器只在早期的振動壓路機(jī)上使用過，目前已被淘汰了。丁晴橡膠與天然橡膠相比，有著良好的耐油性與耐熱性，并且有較大的阻尼，是良好的減振器材料。目前在振動壓路機(jī)上得到了廣泛應(yīng)用，但丁晴橡膠的價格比較貴。6.3橡膠減振器的設(shè)計橡膠減振器的斷面形狀可根據(jù)設(shè)計者的意圖進(jìn)行設(shè)計，但除非特殊必要的情況外，通常采用圓形截面或矩形截面。因為這兩種截面形狀簡單，橡膠模具制造容易，而減振器的剛度計算方法也比較簡單成熟。振動壓路機(jī)的減振器有傳遞轉(zhuǎn)矩和不傳遞轉(zhuǎn)矩兩種型式。傳遞轉(zhuǎn)矩的減振器安裝在驅(qū)動板上，用于將驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳遞給振動輪，以驅(qū)動振動輪自我行走 圖6-1 傳遞轉(zhuǎn)矩形

32、減振器對于非變截面剪切橡膠減振器，其幾何尺寸的設(shè)計可遵循下列關(guān)系式： 式中 l剪切橡膠減振器的有效長度，即不包括兩端金屬板厚度在內(nèi)的橡膠長度； d剪切橡膠減振器的有效斷面直徑，矩形截面應(yīng)為短邊寬度a，見圖6-2所示： 圖6-2 橡膠減振塊的幾何形狀 a)圓形截面減振器 b）矩形截面減振器承受壓縮振動力的橡膠減振器，可采用圓形或矩形截面的橡膠塊做成，并且一般都帶有安裝孔，如圖6-3所示。減振器的有效高度h與有效直徑d之比值可取 圖6-3 受壓縮力的橡膠減振器 結(jié) 論 通過畢業(yè)設(shè)計我得到了以下結(jié)論： 關(guān)于設(shè)計中的計算。在機(jī)械設(shè)備的設(shè)計初期，對設(shè)備進(jìn)行某些方面的估算是必不可少的。在本次設(shè)計中，關(guān)于振

33、動輪的參振質(zhì)量是要求我們估算的。開始時，由于我的大意，通過相關(guān)資料查了一些其他型號的振動輪的參振質(zhì)量，并采用其數(shù)據(jù)，結(jié)果我一遍遍的設(shè)計計算，始終無法計算出合適的結(jié)果。后來在李軍老師的指點下，他要求我把振動輪的所有部件一個一個地估算出其質(zhì)量，并最終估算出c12振動壓路機(jī)振動輪的參振質(zhì)量。通過這個細(xì)節(jié)，我認(rèn)識到設(shè)計計算中的估算是必不可少的，而且必須要自己親自去計算，那樣才能得出可行的結(jié)果，否則一定會出現(xiàn)設(shè)計錯誤。 關(guān)于零件的選取。在同一個機(jī)構(gòu)中，我們可能有多種零件可供選擇，因此，這就要求我們對不同的零件進(jìn)行綜合的比較，然后選出最合適的零件。例如本次設(shè)計中激振器有很多種不同的結(jié)構(gòu)類型，有單幅激振器、

34、逆轉(zhuǎn)流球疊加雙幅激振器、液體無級調(diào)幅激振器等等，通過對這幾種激振器的而反復(fù)對比衡量，再從經(jīng)濟(jì)實用的角度考慮，本次設(shè)計最終選用了結(jié)構(gòu)較為簡單的逆轉(zhuǎn)偏心塊疊加雙幅激振器中的正反轉(zhuǎn)調(diào)幅機(jī)構(gòu)。因為該結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，設(shè)計制造、維修更換比較方便，而且造價較低。所以做機(jī)械設(shè)計的時候，我們并沒有必需一定要選用結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、工藝最先進(jìn)、造價最高的零部件，在滿足我們設(shè)計的基礎(chǔ)上，還應(yīng)考慮到它的經(jīng)濟(jì)性。關(guān)于計算機(jī)的應(yīng)用。畢業(yè)設(shè)計不是單學(xué)科的堆砌，而是由很多的學(xué)科綜合起來的，它需要有計算機(jī)的輔助設(shè)計，也就是cad、caxa和word的應(yīng)用，我們專業(yè)的應(yīng)用軟件也集中在cad和caxa上，通過畢業(yè)設(shè)計可以很好的熟悉cad和c

35、axa的應(yīng)用，同時也從一般了解到了可以熟練應(yīng)用word，可以說這也是一種收獲，畢竟學(xué)會了新的只是都是一種自我的挑戰(zhàn)，也是檢驗自學(xué)能力的一種途徑。通過畢業(yè)設(shè)計，可以說在這個方面很好的證明了自己四年來的學(xué)習(xí)能力和思考能力，但我覺得更為重要的是能夠從用各種途徑來找到自己所要學(xué)習(xí)的資料，這才是主要的，倘若不能夠取探究相關(guān)的知識，而只是死死的鉆這一種新事物，意義是不大的，應(yīng)為那樣不僅浪費時間，還會使大腦遲鈍。另外，在設(shè)計中我們要學(xué)習(xí)和善于利用各種資料，這樣可以加快設(shè)計進(jìn)程，避免不必要的重復(fù)勞動。當(dāng)然，我們應(yīng)從實際出發(fā)，認(rèn)真分析，既要合理地吸取，又不可盲目照搬、照抄。我們還有盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，這樣可以保證互

36、換性、降低成本、縮短設(shè)計周期，并在一些非關(guān)鍵部件上圓整為標(biāo)準(zhǔn)尺寸。同時，在設(shè)計中應(yīng)盡量減少材料的品種和標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格。 謝 辭兩個多月的畢業(yè)設(shè)計過程結(jié)束了，各人留下了什么，或者說各人有什么收獲，只有自己最清楚，畢竟畢業(yè)設(shè)計是在大學(xué)四年里面的真正自己獨立去做的，屬于自己的才是最重要的，這也是做這個畢業(yè)設(shè)計之后最為自豪的一點。先從專業(yè)的角度談一下畢業(yè)設(shè)計前后的不同感受。在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計以前或者說是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算之前，對于一些基本的規(guī)范的把握明顯感到吃力，在畢業(yè)設(shè)計以前所學(xué)的東西大部分都已經(jīng)淡忘，但是學(xué)習(xí)的方法沒有忘，在為畢業(yè)設(shè)計作準(zhǔn)備的過程中，把所學(xué)的知識重新溫習(xí)一下，也算是進(jìn)入工作之前的一次熱身吧！

37、從這個方面說開去，大學(xué)的四年究竟學(xué)到了什么？各人有各人的收獲，對我而言，學(xué)會學(xué)習(xí)方法，能夠獨立思考，這是我大學(xué)四年來的最大收獲，其他的諸如專業(yè)課，文化課之類的都是培養(yǎng)這種能力所必須要經(jīng)歷的階段。畢業(yè)設(shè)計是檢驗這種能力的一個試驗品，通過畢業(yè)設(shè)計的鍛煉，可以很好的發(fā)現(xiàn)自己的學(xué)習(xí)能力，象接受外來知識的快慢程度，以及思考的靈活性等等，都可以很好的說明大學(xué)四年來的學(xué)習(xí)狀況。雖然畢業(yè)設(shè)計主要是反映了本專業(yè)的狀況，但是以這個點來蓋全并不過分，因為畢業(yè)設(shè)計的完成要靠很多學(xué)科的綜合，例如機(jī)械制圖、計算機(jī)軟件應(yīng)用，數(shù)學(xué)計算，語言組織等等。完成一個合格的畢業(yè)設(shè)計雖然并不能說明你是一個合格的畢業(yè)生，但是可以說明在大學(xué)四年的生活沒有白費，當(dāng)然這是建立在自己認(rèn)真完成畢業(yè)設(shè)計的基礎(chǔ)之上的，而不是抄襲。古人說得好，術(shù)業(yè)有專攻。這話一點都不假，大學(xué)的分專業(yè)也算是一種專攻吧。這樣才能合理的調(diào)控各種人才的比例。專業(yè)課的最好反映就是畢