壓路機(jī)雙輪振動(dòng)對(duì)整機(jī)減振性能的影響

鄭立濤

（黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司）

摘 要：我國(guó)的道路施工技術(shù)受到了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，使施工建設(shè)的道路的質(zhì)量更高，壓路機(jī)是一種重要的道路施工設(shè)備，在道路施工中經(jīng)常會(huì)被使用到，尤其是在鐵路施工、高級(jí)公路施工以及機(jī)場(chǎng)跑道施工中會(huì)被頻繁用到，具有填方壓實(shí)、碾壓沙性、穩(wěn)定路基等功能。但是壓路機(jī)也存在使用性能方面的缺陷，雙輪震動(dòng)型的壓路機(jī)的減震問(wèn)題影響了壓路機(jī)的使用體驗(yàn)，為了提升壓路機(jī)的減震性能，本文通過(guò)對(duì)雙輪震動(dòng)型壓路機(jī)的使用經(jīng)驗(yàn)對(duì)其減震性能進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：雙輪震動(dòng)壓路機(jī)；減震性能；道路施工；影響

壓路機(jī)作為道路施工中不可或缺的設(shè)備，在道路施工的過(guò)程中有著極高的地位，但是減震問(wèn)題是壓路機(jī)的常見(jiàn)問(wèn)題，嚴(yán)重地影響了壓路機(jī)的可靠性，在一定程度上也降低了壓路機(jī)駕駛員的舒適度，雖然我國(guó)的技術(shù)人員為了保證壓路機(jī)的減震性能，不斷地對(duì)壓路機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行研究，但是仍舊難以緩解壓路機(jī)的震動(dòng)情況，雙輪壓路機(jī)受到震動(dòng)的影響更大，本文對(duì)雙輪的壓路機(jī)的震動(dòng)情況進(jìn)行分析，通過(guò)減震實(shí)驗(yàn)的方式，來(lái)闡述如何緩解壓路機(jī)的震動(dòng)情況。

1 雙輪壓路機(jī)減震問(wèn)題研究概況

技術(shù)人員在觀察雙輪壓路機(jī)的運(yùn)行過(guò)程時(shí)發(fā)現(xiàn)：這種特殊的壓路機(jī)的結(jié)構(gòu)類型主要是鉸接的結(jié)構(gòu)，因此在進(jìn)行減震功能研究時(shí)，可以將鉸接的兩部分分別進(jìn)行研究，減震系統(tǒng)的一大組成部分是橡膠，當(dāng)壓路機(jī)作業(yè)時(shí)，震動(dòng)端與驅(qū)動(dòng)端之間不僅存在差異，兩個(gè)重要構(gòu)件的排布與數(shù)量也存在差異。因此技術(shù)人員在提升雙輪壓路機(jī)的減震性能時(shí)，要對(duì)影響震動(dòng)情況的多種因素進(jìn)行研究。在以前，技術(shù)人員提升減震性能，一般是簡(jiǎn)單地分析內(nèi)部的減震模型，研究的對(duì)象還包括壓路機(jī)的整體車架以及運(yùn)行的自由度，雖然這種研究方法對(duì)減震性能的提升起到了一定的作用，但是卻沒(méi)有對(duì)機(jī)架的剛度、支撐結(jié)構(gòu)以及鉸接結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，導(dǎo)致減震性能的提升效果不明顯。

為了使對(duì)雙輪壓路機(jī)的減震系統(tǒng)的研究更具有科學(xué)性，達(dá)到壓路機(jī)的減震標(biāo)準(zhǔn)，本文通過(guò)真實(shí)的壓路機(jī)原型進(jìn)行減震實(shí)驗(yàn)，將先進(jìn)的減震技術(shù)應(yīng)用其中，對(duì)傳統(tǒng)的減震方法進(jìn)行補(bǔ)充。

2 具體震動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究

2.1 方案設(shè)計(jì)

減震系統(tǒng)的主要構(gòu)成部件包括加速度傳感器以及常規(guī)傳感器等。技術(shù)人員采集減震系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，要注意數(shù)據(jù)的完整性，采集數(shù)據(jù)的分辨率要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)采集設(shè)備的采樣的準(zhǔn)確度也要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格控制輸入信號(hào)，傳感器的靈敏度也要相對(duì)較高，對(duì)于減震系統(tǒng)所處的環(huán)境的溫度也要嚴(yán)格控制，一般要在120攝氏度以下。

在進(jìn)行防震系統(tǒng)的測(cè)試時(shí)，控制對(duì)象主要是壓路機(jī)的鋼輪以及機(jī)架的動(dòng)態(tài)曲線，控制設(shè)備為加速型傳感器，將壓路機(jī)的振動(dòng)頻率數(shù)據(jù)完整地記錄下來(lái)，為后續(xù)的研究工作做好準(zhǔn)備。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在完成壓路機(jī)的減震實(shí)驗(yàn)之后，發(fā)現(xiàn)頻譜的特點(diǎn)對(duì)壓路機(jī)的震動(dòng)效果產(chǎn)生影響，壓路機(jī)的鋼輪的震動(dòng)頻率對(duì)機(jī)架產(chǎn)生影響，機(jī)架承受的震動(dòng)強(qiáng)度來(lái)自于兩個(gè)鋼輪的震動(dòng)，而且承受的是雙倍的震動(dòng)能量的疊加效果，當(dāng)對(duì)震動(dòng)時(shí)的加速度的準(zhǔn)確值進(jìn)行讀取的時(shí)候，要注意機(jī)架的震動(dòng)分布情況。

3 震動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

以前機(jī)架為例，根據(jù)前機(jī)架各測(cè)點(diǎn)FFT頻譜分析，把不同頻率下的振動(dòng)對(duì)機(jī)架的影響進(jìn)行分離，其中疊加曲線由兩個(gè)頻率下的峰值直接相加得到。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中隨機(jī)截取的前機(jī)架某個(gè)測(cè)點(diǎn)FFT曲線測(cè)點(diǎn)在4419Hz的振動(dòng)頻率下有能量峰值，同時(shí)在4614Hz的振動(dòng)頻率下也有較大振動(dòng)能量。

3.1 前輪震動(dòng)的影響

前輪振動(dòng)引起的前機(jī)架振動(dòng)加速度峰值數(shù)據(jù)可以看出，僅當(dāng)前輪振動(dòng)時(shí)，水平方向機(jī)架兩側(cè)相應(yīng)測(cè)點(diǎn)的值較為接近，豎直方向差別略大，整體來(lái)看，中點(diǎn)處最小，偏向兩端逐漸變大，機(jī)架前端點(diǎn)振動(dòng)最大。振動(dòng)向后端點(diǎn)傳遞過(guò)程中隨著遠(yuǎn)離中點(diǎn)有逐漸減弱趨勢(shì)，此時(shí)機(jī)架呈現(xiàn)以中點(diǎn)為支撐的前后擺振。前機(jī)架振動(dòng)疊加峰值總體小于實(shí)測(cè)峰值，沿整個(gè)車架上差值變化比較均勻。表明除了前、后鋼輪振動(dòng)影響外，機(jī)架還受其它振動(dòng)影響。但是疊加峰值與實(shí)測(cè)值變化趨勢(shì)完全一致而且接近。表明機(jī)架振動(dòng)主要由前、后鋼輪振動(dòng)引起。

3.2 后輪震動(dòng)的影響

振動(dòng)引起的前機(jī)架振動(dòng)加速度峰值數(shù)據(jù)可以看出，后輪的振動(dòng)通過(guò)后車架經(jīng)鉸接點(diǎn)對(duì)前車架產(chǎn)生振動(dòng)激勵(lì)，其特征如下：前機(jī)架振動(dòng)側(cè)（左側(cè)）受后輪影響整體明顯大于驅(qū)動(dòng)側(cè)，造成機(jī)架左右擺振，為前機(jī)架整體質(zhì)心偏向驅(qū)動(dòng)側(cè)后點(diǎn)（右側(cè)后點(diǎn)）所致。后輪對(duì)前車架振動(dòng)的影響整體較大，低幅時(shí)前車架在后輪振動(dòng)影響下呈一個(gè)接近整體振動(dòng)的模式，各點(diǎn)振動(dòng)加速度峰值較接近，差異部分應(yīng)該是機(jī)架剛度引起的振動(dòng)傳遞所致，高幅振動(dòng)時(shí)從鉸接點(diǎn)向前端點(diǎn)依次減弱，要是機(jī)架剛度和阻尼造成高幅振動(dòng)傳遞的差異較明顯。

3.3 整機(jī)減震效果分析

試驗(yàn)中，前輪低幅時(shí)振動(dòng)加速度為3317m/s2，高幅時(shí)振動(dòng)加速度為6318m/s2，則前機(jī)架各測(cè)點(diǎn)減振傳遞率明顯。無(wú)論低幅還是高幅時(shí)，測(cè)試數(shù)據(jù)中加速度有效值對(duì)應(yīng)的傳遞率，皆大于前機(jī)架只受前輪振動(dòng)能量影響時(shí)各測(cè)點(diǎn)的傳遞率，可見(jiàn)在減振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，并未考慮兩個(gè)振動(dòng)源的相互干擾作用，使得樣機(jī)的減振系統(tǒng)只適合單個(gè)振動(dòng)源的結(jié)構(gòu)，這將導(dǎo)致在兩個(gè)振動(dòng)源的結(jié)構(gòu)中其減振性能大大降低。擺振是機(jī)架受到前、后鋼輪同時(shí)振動(dòng)造成的，前后擺振對(duì)應(yīng)的1，5和2，6兩組測(cè)點(diǎn)加速度差異最高達(dá)到13161m/s2，左右擺振對(duì)應(yīng)的1，2；3，4；5，6這3組測(cè)點(diǎn)加速度差異最高達(dá)到4104m/s2，機(jī)架前后擺振的影響大于左右擺振。擺振對(duì)減振系統(tǒng)的減振性能有很大的影響。測(cè)點(diǎn)3，4是直接經(jīng)過(guò)減振系統(tǒng)與鋼輪連接的機(jī)架中點(diǎn)位置，與其它測(cè)點(diǎn)相比，受前后擺振的影響相對(duì)較小。需要抑制兩個(gè)激振源引起的振動(dòng)在上車架的交互影響，這就需要系統(tǒng)研究每一個(gè)鋼輪減振系統(tǒng)特性，有效控制單個(gè)鋼輪的振動(dòng)傳遞。

結(jié)束語(yǔ)

與單輪的壓路機(jī)相比，雙輪的壓路機(jī)對(duì)減震設(shè)備中動(dòng)態(tài)性能要求更高，然而雙輪的發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造也更為復(fù)雜，其振動(dòng)源的數(shù)量也相對(duì)比較多，不同的振動(dòng)源在壓路機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)相互影響，同時(shí)也對(duì)壓路機(jī)的結(jié)構(gòu)的剛度造成影響，這些內(nèi)部影響提升了雙輪壓路機(jī)的減震難度，震動(dòng)的主體構(gòu)建為鉸接機(jī)架，，造成鉸接機(jī)架震動(dòng)情況嚴(yán)重的原因是機(jī)架的支撐結(jié)構(gòu)以及質(zhì)量中心的剛度不能滿足壓路機(jī)的需求，研究人員要針對(duì)雙輪壓路機(jī)這方面的問(wèn)題進(jìn)行研究，使雙輪壓路機(jī)的減震性能達(dá)到使用要求。

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