機(jī)成功發(fā)車壓路機(jī)振動液壓回路分析首

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摘要:文章以振動壓路機(jī)振動液壓回路的調(diào)頻調(diào)幅為重點(diǎn)，尤其是中大噸級產(chǎn)品的銷量更是突飛猛進(jìn)?！　?2月10日，通過8種不同型號的振動壓路機(jī)液壓回路，徐工重型舉行了簡短而莊重的首臺300噸全地面起重機(jī)發(fā)車儀式，分別就單頻單幅、單頻雙幅、雙頻雙幅、多頻雙幅等四種類型的調(diào)頻、調(diào)幅性能進(jìn)行了分析論述，它的實(shí)現(xiàn)銷售標(biāo)志著大型移動式起重機(jī)成果化、產(chǎn)業(yè)化步伐又向前邁出步?！　〗鼛啄陙?，論文最后對多頻多幅以及無級調(diào)幅方式進(jìn)行了簡述。

    關(guān)鍵詞:振動壓路機(jī)振動液壓回路調(diào)幅調(diào)頻
振動液壓回路是振動壓路機(jī)液壓系統(tǒng)中的一個重要組成分，徐工重型一直非常注重自主創(chuàng)新，其性能決定了振動壓路機(jī)使用范圍和壓實(shí)效果。振動液壓回路中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為振動液壓馬達(dá)，經(jīng)認(rèn)定的自有專利技術(shù)已突破百項(xiàng)，直接驅(qū)動振動軸（也是振動輪的中心軸）。壓路機(jī)作業(yè)時，并且“吊臂單缸自動插銷伸縮系統(tǒng)”、“底盤油氣懸掛系統(tǒng)”、“圓弧形吊臂彎形”等研制水平已實(shí)現(xiàn)與國際一流技術(shù)的全面對接。徐工重型在保持向高端技術(shù)領(lǐng)域邁進(jìn)的同時，振動軸帶動其上的一組偏心塊高速旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生離心力，進(jìn)一步向大噸級產(chǎn)品方向拓展，強(qiáng)迫振動輪對地面產(chǎn)生很大的激振沖擊力，從2002年最大只有50噸級，形成沖擊壓力波，發(fā)展到現(xiàn)在的300噸級，向地表內(nèi)層傳播，500噸、650噸起重機(jī)也將于08年誕生。 　　在高端技術(shù)實(shí)力的支撐下，引起被壓層顆粒振動或產(chǎn)生共振，徐工重型起重機(jī)銷售勢頭保持良好，最終達(dá)到預(yù)期的壓實(shí)目的。對于不同的壓實(shí)材料和鋪筑層厚度，尤其是中大噸級產(chǎn)品的銷量更是突飛猛進(jìn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，應(yīng)該采用不同的振動頻率和振幅，徐工重型1-11月份25噸級以上中大噸位產(chǎn)品就實(shí)現(xiàn)銷售4000余臺，從而產(chǎn)生適當(dāng)?shù)募ふ窳σ约皦簩?shí)能量，銷售收入超過50億元，以達(dá)到最佳的壓實(shí)效果。研究表明，國內(nèi)市場占有率達(dá)到61.2%，對于路基的壓實(shí)，高新產(chǎn)品銷售收入貢獻(xiàn)率已超過60%，頻率選用范圍為25~30Hz,振幅范圍為1.4~2.0mm。對于粒料及穩(wěn)定土基層和底基層，再次取得歷史最好業(yè)績。 ，頻率范圍為25~40Hz，振幅范圍為0.8~2.0mm。而對于瀝青面層的壓實(shí)，兩者范圍分別為30~55Hz和0.4~0.8mm。根據(jù)壓路機(jī)振動系統(tǒng)的調(diào)幅調(diào)頻性能，本文將振動壓路機(jī)的振動液壓回路分為四種：單幅單頻、雙幅單頻、雙幅雙頻和雙幅多頻（無級調(diào)頻）。

    1單頻單幅

    1.1YZ14型振動壓路機(jī)及其改進(jìn)型的振動回路分析

    YZ14型振動壓路機(jī)是國內(nèi)某建筑機(jī)械廠生產(chǎn)的鉸接式振動式壓路機(jī)。其振頻30Hz、振幅1.74mm，為低頻高幅壓路機(jī)，適用于基層壓實(shí)作業(yè)。該振動液壓回路如圖1所示。振動液壓泵為齒輪泵，振動液壓馬達(dá)為齒輪馬達(dá)。二位二通電磁閥5動作時，啟動振動液壓馬達(dá)2，開始振動。由于偏心塊為固定不可調(diào)式，壓路機(jī)只能單幅振動。振動輪停振時，液壓油經(jīng)溢流閥3、電磁閥5卸荷，壓力損失較大。為了擴(kuò)大YZ14的適用范圍，該廠又對原機(jī)型的振動液壓回路進(jìn)行改進(jìn)。如圖2所示，在原來的振動液壓回路中增加了輔助振動液壓泵2和電磁閥3。電磁閥3得電時，泵1與泵2合流，增大了振動馬達(dá)4的流量，從而將振動頻率提高到40Hz。振幅則通過在原偏心塊的反偏心方向上用螺栓連接一定質(zhì)量的鋼塊，以減小原偏心塊的偏心力矩，將振幅由1.74mm降至0.5mm。改進(jìn)后的機(jī)型變成雙幅雙頻，不僅可以壓實(shí)基層，還可以壓實(shí)路面。

    1.2SP-60D型振動壓路機(jī)振動回路分析

    SP-60D型鉸接式振動壓路機(jī)是美國英格索公司生產(chǎn)的一種大型全液壓振動壓路機(jī)，主要用于礦山、堤壩和高速公路等大型路基工程的壓實(shí)作業(yè)。該型號振幅為3mm，振頻為25Hz。振動偏心塊為固定不可調(diào)，因此只有單一振幅。振動回路為雙向變量液壓泵與雙向定量液壓馬達(dá)組成的閉式回路，如圖4所示。振動時，可根據(jù)行車方向，通過電磁換向閥6改變泵1的流量方向，從而改變偏心塊的轉(zhuǎn)向，使其與行車方向一致以獲得最佳壓實(shí)效果。

    2單頻雙幅

    YZ10G型振動壓路機(jī)高振幅為1.67mm，低振幅為0.78mm,能滿足土方工程中非粘性和半粘性土壤的壓實(shí)要求。

這種振動壓路機(jī)采用質(zhì)量調(diào)節(jié)式偏心塊調(diào)幅機(jī)構(gòu)（如圖3），通過改變振動軸即振動液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向來改變活動偏心塊與固定偏心塊的相對位置而改變偏心質(zhì)量和偏心矩，從而獲得兩種不同的振幅。其振動液壓回路較簡單，為單向定量液壓泵和雙向定量液壓馬達(dá)構(gòu)成的開式回路。其振動液壓回路如圖5所示。電液換向閥4為振動系統(tǒng)的起振閥，控制振動液壓馬達(dá)3的轉(zhuǎn)向，從而獲得兩種不同的振幅。由于該回路的振動液壓泵1為定量泵，因此只有單一的振動頻率。另外，停止振動時，H型電液換向閥4回中位，由于振動液壓馬達(dá)3進(jìn)、回油路相通，慣性作用使振動馬達(dá)不能立即停下，因此振動輪會有余振，在被壓實(shí)材料表面上產(chǎn)生壓痕。所以，該類振動壓路機(jī)一般用于基層壓實(shí)作業(yè)。

    3雙頻雙幅

    振動壓路機(jī)中很多型號采用雙幅雙頻的振動系統(tǒng)。這種振動壓路機(jī)也采用質(zhì)量調(diào)節(jié)式偏心塊調(diào)幅機(jī)構(gòu)，通過改變振動液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)向來獲得兩種不同的振幅（同圖3）。振動頻率則通過控制振動液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速來改變。這種振動壓路機(jī)的振動液壓回路常為雙向柱塞變量泵與雙向柱塞馬達(dá)組成的閉式回路。高振幅時，馬達(dá)為較低轉(zhuǎn)速（低振頻）；低振幅時，馬達(dá)為較高轉(zhuǎn)速（高振頻）。

    3.1BW217D型振動壓路機(jī)振動回路分析

    BW217D型全液壓振動壓路機(jī)是國內(nèi)某建筑機(jī)械廠引進(jìn)德國BOMAG公司的技術(shù)生產(chǎn)的一種單鋼輪全輪驅(qū)動的全液壓振動壓路機(jī)。該機(jī)型壓實(shí)能力強(qiáng)，具有雙幅雙頻，其中低振頻29Hz，高振頻35Hz；大振幅1.66mm，小振幅0.91mm，其振動液壓回路如圖6所示。在該回路中，來自輔助泵11和來自轉(zhuǎn)向油泵的液壓油（轉(zhuǎn)向裝置不工作時）在A點(diǎn)合流，經(jīng)過一個精濾油器后又在B點(diǎn)分為兩路，至行走輪制動裝置以及行走液壓馬達(dá)變量裝置；另則控制振動液壓泵1的變量斜盤傾角方向和傾角大小。該路油在C點(diǎn)分為兩路，通過三位四通伺服閥3，至液控壓力位移比例閥2，控制振動泵1的變量斜盤角度。另經(jīng)過可調(diào)電磁先導(dǎo)減壓閥式操縱閥5或6減壓后，至液控壓力位移比例閥4，控制伺服閥3的工作位。操縱閥5的電磁線圈通電時，閥3工作在右位，泵1的變量斜盤傾角為正；操縱閥6的電磁線圈通電通電時，閥3工作在左位，泵1的變量斜盤傾角變?yōu)樨?fù)；兩者都不通電時，閥3工作在中位，泵1的變量斜盤傾角為零。這樣，通過控制操縱閥5、6的電磁線圈通電來改變振動泵的流量方向，從而改變液壓馬達(dá)8的轉(zhuǎn)向，獲得不同的振幅。然后，再通過液控壓力位移比例閥改變振動泵的斜盤傾角大小，調(diào)節(jié)振動泵1的排量，獲得所需的固定振動頻率?；芈分?，與振動液壓馬達(dá)并聯(lián)的液控梭閥組7除保證有足夠背壓值滿足振動液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)要求外，當(dāng)回油背壓超過閥組中溢流閥額定值1MPa時，振動液壓馬達(dá)回油道將通過閥組中的溢流閥節(jié)流卸荷，以穩(wěn)定馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，防止慣性沖擊，提高壓實(shí)質(zhì)量。此外，該閥組還能使振動泵和振動馬達(dá)組成的閉式回路進(jìn)行熱冷液壓油交換，起到降低油溫的作用。

    3.2YZC12型振動壓路機(jī)振動回路分析

    YZC12型是國內(nèi)一家重工企業(yè)生產(chǎn)的全液壓，全驅(qū)動，雙鋼輪串聯(lián)式振動壓路機(jī)，前后輪均為振動輪。其振動系統(tǒng)為雙振幅雙振頻，其中高振幅0.75mm，低振幅0.37mm；高頻率50Hz，低頻率40Hz。振動液壓回路如圖7所示。雙向定量柱塞液壓馬達(dá)7驅(qū)動前鋼輪振動偏心塊，雙向定量柱塞液壓馬達(dá)9驅(qū)動后鋼輪振動偏心塊。

前、后輪振動馬達(dá)串聯(lián)連接，通過三位四通電磁換向閥10實(shí)現(xiàn)前輪單振、后輪單振或前后輪同時振動。當(dāng)電磁線圈a通電時，閥10工作在上位，前輪振動馬達(dá)7被短路，只有后輪振動馬達(dá)9工作，因此后鋼輪單振；電磁線圈b通電時，閥10工作在下位，后輪振動馬達(dá)9被短路，只有前輪振動馬達(dá)工作，因此前鋼輪單振；a、b都不通電時，閥10工作在中位，前、后鋼輪振動馬達(dá)串接，前、后鋼輪同時振動。振動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)方向由振動泵變量斜盤方向控制閥組3中的兩個電磁線圈控制，以獲得兩個不同的振幅。輔助液壓泵6一方面為振動泵和振動馬達(dá)組成的閉式回路補(bǔ)油，另一方面給振動泵變量機(jī)構(gòu)提供控制油。液控梭閥組11的作用是對閉式回路中的液壓油進(jìn)行熱冷交換，降低油溫。

    4多頻（無級調(diào)頻）雙幅

    4.1YZC10型振動壓路機(jī)振動回路分析

    YZC10型振動壓路機(jī)為雙鋼輪串聯(lián)，前后輪均為振動輪。振動液壓回路如圖8所示。

    前輪振動泵1與后輪振動泵5為雙聯(lián)形式。前、后鋼輪的振動回路相互獨(dú)立，且結(jié)構(gòu)對稱。因此，可以根據(jù)工況的需要選擇前、后振動輪同時振動或單獨(dú)振動。由于兩個回路完全對稱，只需分析一個即可（以前輪為例）。該壓路機(jī)的雙振幅與前面幾種回路一樣，通過改變馬達(dá)旋轉(zhuǎn)方向來獲得。二位二通電磁閥24、25的電磁線圈通過電氣互鎖來控制三位六通電液換向閥26的工作位，從而控制前輪振動馬達(dá)6的啟動及旋轉(zhuǎn)方向。因?yàn)閾Q向閥26的中位為O型，所以當(dāng)振動馬達(dá)剎車時，振動馬達(dá)會立即停轉(zhuǎn)，振動輪不會有余振，從而壓實(shí)材料表面不會產(chǎn)生壓痕。因此，該類振動壓路機(jī)可用于表面壓實(shí)。雙向振動馬達(dá)6兩油口上分別并聯(lián)了節(jié)流閥8、10通油箱。因此，不管振動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)方向如何，振動馬達(dá)進(jìn)油路都有分油通過節(jié)流閥回油箱。調(diào)節(jié)節(jié)流閥，可以改變振動馬達(dá)進(jìn)油流量，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)頻。采用這種方式，可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)頻，但同時會造成節(jié)流損失。

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