壓路機(jī)雙輪振動對整機(jī)減振性能的影響

崔節(jié)濤

摘 要：在進(jìn)行大型道路施工中，施工者必須使用規(guī)范化的施工方法，正確應(yīng)用各種具有一定技術(shù)化水平的道路施工裝置。在使用大型道路施工設(shè)備時，一些應(yīng)用問題會降低道路施工的綜合效益，壓路機(jī)是路面施工中必備設(shè)備之一，在多種現(xiàn)代化道路施工過程中均需要頻繁地運(yùn)用壓路機(jī)，進(jìn)而達(dá)到碾壓以及壓實(shí)路面等應(yīng)用目的。一些新型壓路機(jī)雖然展現(xiàn)出性能方面的優(yōu)勢，但是使用問題也是客觀存在的，尤其是振動問題，必須對壓路機(jī)加以控制。

關(guān)鍵詞：壓路機(jī)；雙輪振動；減震性能；影響

壓路機(jī)是現(xiàn)代道路施工工作中需頻繁應(yīng)用的重型機(jī)械設(shè)備，通過壓路機(jī)設(shè)備可以成功地完成填方壓實(shí)作業(yè)，隨著壓路機(jī)被改進(jìn)，其機(jī)械化運(yùn)行水平充分提升，應(yīng)用范圍也被擴(kuò)展，在路面的面層施工階段，壓路機(jī)可以幫助處理具有不同粘性的土壤，同時也不會對已有的路面施工成果產(chǎn)生過于嚴(yán)重的影響，在運(yùn)用具有雙輪特點(diǎn)的壓路機(jī)時，必須預(yù)先解決強(qiáng)度過大的振動問題，減震性能也是測評壓路機(jī)的可用性的重要依據(jù)，本文雙輪振動裝置帶來的影響。

1 壓路機(jī)減震工作概述

壓路機(jī)運(yùn)行的動力往往來自于內(nèi)燃機(jī)，現(xiàn)代壓路機(jī)的傳動活動可以依靠液壓技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)，常規(guī)的壓路機(jī)的運(yùn)行模式為后輪驅(qū)動、前輪轉(zhuǎn)向，其具有的機(jī)動性能也相對優(yōu)越，為了使壓路機(jī)具有更好的碾壓應(yīng)用效果，其主體運(yùn)行結(jié)構(gòu)被優(yōu)化，即使被應(yīng)用到平整度極差的路面上其機(jī)身也可以保持穩(wěn)定，擺動幅度也相對比較少，一些新型雙輪式壓路機(jī)還被安裝了噴水系統(tǒng)，可以同時完成碾壓與噴水兩種工作任務(wù)。

雙輪式壓路機(jī)在當(dāng)前的大型施工中比較常見，不僅可以在道路施工中發(fā)揮作用，在大壩修建以及其他有土方碾壓需求的工程中也可以被使用，這種壓路機(jī)的結(jié)構(gòu)一般為鉸接式結(jié)構(gòu)，車架機(jī)構(gòu)別分割，如果選定的角度范圍合適，壓路機(jī)就可以被正常運(yùn)用。其減震系統(tǒng)有橡膠材料構(gòu)成，在減震工作中還需注意到振動端與另外的驅(qū)動端之間存在的差異，具體體現(xiàn)在排布方式與應(yīng)用數(shù)量兩個方面，在優(yōu)化減震裝置時，必須要關(guān)注到多個方面的影響。

根據(jù)已有的減震工作經(jīng)驗(yàn)，通過模型來確定減震方式是一種比較合理的方法，可構(gòu)建的減震模型種類多樣，但是這種模型研究方法會導(dǎo)致機(jī)架剛度、支撐結(jié)構(gòu)等核心部位被忽略，因此需要將建模與仿真兩種實(shí)驗(yàn)技術(shù)結(jié)合，擴(kuò)大考慮范圍，把握減震變量與相關(guān)參數(shù)。

2 振動測定工作

2.1 減震工作方案設(shè)計(jì)

以前機(jī)架為例，根據(jù)前機(jī)架各測點(diǎn)FFT頻譜分析，把不同頻率下的振動對機(jī)架的影響進(jìn)行分離，其中疊加曲線由兩個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)架某個測點(diǎn)FFT曲線測點(diǎn)在4419Hz的振動頻率下有能量峰值，同時在4614Hz的振動頻率下也有較大振動能量。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究

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

3 振動測定成果

3.1 后輪振動造成的影響分析

在對壓路機(jī)的后輪給減震活動帶去的影響進(jìn)行研究后，獲取以下結(jié)論，根據(jù)機(jī)架振動狀況可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)后輪出現(xiàn)振動后，后車架部位的鉸接點(diǎn)會給前方的車架帶去影響，基于這種振動性影響，前車架的驅(qū)動側(cè)受到的影響已經(jīng)超過了振動側(cè)，因此機(jī)架會隨之出現(xiàn)左右方向的擺振情況，這主要是因前機(jī)架存在質(zhì)心偏移問題造成的。后輪給壓路機(jī)前方支架帶去影響不容忽視，會加劇壓路機(jī)前方振動程度，受到振動傳遞現(xiàn)象的影響，機(jī)架的實(shí)際剛度也會出現(xiàn)變化。當(dāng)形成高幅振動情況時，壓路機(jī)的前端點(diǎn)位置與鉸接點(diǎn)位置會出現(xiàn)明顯差異，同時阻尼因素與機(jī)架剛度打來的振動傳遞情況也會呈現(xiàn)出一些差異。

3.2 前輪振動的實(shí)際影響分析

在對前輪振動的影響進(jìn)行研究時，選擇使用的方法與后輪分析工作中運(yùn)用的方法保持一致，如果只有前輪呈現(xiàn)振動狀態(tài)，機(jī)架存在的振動情況比較復(fù)雜。

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

3.3 壓路機(jī)的綜合減震效果探討

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

4 結(jié)束語

根據(jù)壓路機(jī)的輪軸布置方式可以將現(xiàn)有的壓路機(jī)劃分為雙軸三輪、雙軸雙輪以及單軸單輪等，不同類型的壓路機(jī)給減震工作提出的限制要求也有所不同，雖然雙輪式的壓路機(jī)具有更優(yōu)越的碾壓應(yīng)用性能，但是其減震工作也更加復(fù)雜，壓路機(jī)自身具有的動態(tài)性能也更加復(fù)雜，為了克服壓路機(jī)施工環(huán)節(jié)中的各種因振動引起的施工困難，需要對減壓工作進(jìn)行優(yōu)化，對整體剛度問題進(jìn)行解決，同時還需對上車架位置的問題集中處理，從鋼輪入手進(jìn)行減震處理工作是一種很多的思路，可以對振動傳遞情況有效控制。

參考文獻(xiàn)

[1]王偉.振動壓路機(jī)參數(shù)對壓實(shí)性能的影響分析[J].裝備制造技術(shù)，2017（8），282-283.

[2]韓貴杰.壓路機(jī)雙輪振動對整機(jī)減振性能的影響[J].民營科技，2015（6），69-72.

[3]徐冉.振動壓路機(jī)減振性能的研究[D].長安大學(xué)，2016.