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

欢迎访问e展厅 展厅 4 路面机械展厅 沥青摊铺机, 压路机, 平地机, 稀浆封层机, 铣刨机, ... 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。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (7/14/2004)