传统偏心振动机构与新型无冲击振动偏心机构对比

振动轮偏心机构作为单钢轮振动压路机的核心，其性能好坏直接影响基础设施的质量和施工速度。本文通过对比传统偏心振动机构与无冲击振动偏心机构的结构特点、原理，分析出单钢轮振动压路机采用无冲击偏心振动机构的优势。

1.结构组成

压路机振动轮传统偏心振动机构主要由第一固定偏心块1、活动偏心块2、第二固定心块3、中心轴4、挡销5、中心轴6等组成，如图1所示。新型无冲击振动偏心机构主要由螺塞1、壳体2、钢球3、螺塞4和阻尼油5等组成，如图2所示。

与传统振动轮振动机构相比，无冲击偏心振动机构具有以下4个特点：一是将整体式分割为钢球单元，避免整体质量同时正面撞击腔体；二是不对称圆柱腔式结构，可使钢珠在腔内滚动；三是通过增减钢珠大小和数量，可无极调整激振力大小；四是振动腔加入阻尼硅油，加强了缓冲效果。

2.工作原理

（1）传统偏心振动机构

传统偏心振动机构启振时，动偏心块处于静止状态，振动轴静偏心块组合由零角速度同步逐渐加速。静偏心块挡销旋转后撞击到动偏心块，动偏心块在挡销持续推动下同步加速旋转，实现整个振动偏心机构高速旋转平衡状态，产生激振力。

该机构工作时，通过液压马达2个不同方向旋转来实现高、低振幅切换。振动泵通过高压油推动振动马达旋转，振动马达扭矩通过联轴器传递至振动轴，从而带动静偏心块组合旋转。逆时针启振时，静偏心块加速旋转180°位置后，挡销会突然撞击到动偏心块。在挡销持续推动下，动偏心块同步加速旋转，实现整个振动偏心机构高速旋转平衡状态。此时动偏心质量与静偏心质量分别处于圆周相对180°位置，振动单元的偏心质量为动偏心质量与静偏心质量在圆周方向上之差。逆时针振动时，振动单元高速旋转，振动轮表现为低激振力、小振幅。

顺时针启振时，振动单元的偏心质量为静偏心质量和动偏心质量在圆周方向上相互叠加。此时振动表现为高激振力、大振幅。大振幅停振时，静偏心块在马达扭矩阻力的作用下，快速减缓旋转，动偏心块在惯性作用下继续旋转，直至挡销突然撞击静偏心块后逐渐停止转动。

（2）新型无冲击偏心振动机构

新型无冲击偏心振动机构启振时，振动机构壳体中钢球随振动轴转动分散滑转入腔体底部，逐渐与壳体由相对运动到静止状态，偏心质量高速旋转形成离心力。该离心力再通过轴承传递到钢轮，带动钢轮总成同频率振动。

该机构工作时，通过液压马达2个不同方向旋转来实现无冲击切换。振动泵通过高压油推动振动马达旋转，振动马达扭矩通过联轴器传递至振动轴，从而带动偏心壳体旋转。顺时针旋转时，振动单元的偏心质量为壳体偏心质量和钢球在圆周方向上相互叠加，振动表现为高激振力、大振幅。逆时针旋转时，钢球与壳体偏心质量分别处于圆周相对180°位置，振动单元的偏心质量为壳体与钢球偏心质量在圆周方向上之差。此时振动单元高速旋转，振动表现为低激振力、小振幅。

（3）工作状态对比

传统有冲击偏心振动机构与新型无冲击偏心振动机构在静止状态、启振阶段、停振阶段的工作状态如图3、图4、图5所示。

3.综合性能

（1）噪声

传统偏心振动机构启振、停振时有清脆的撞击噪声，振动压路机每天启振、停振数百次，其产生的噪声严重损害了驾驶员的身心健康，破坏了周围环境。采用无冲击偏心振动机构，其启振、停振时无尖锐撞击噪声，这不仅能有效改善周围施工环境，还可保障驾驶员的身心健康。

（2）系统冲击力

传统偏心振动机构启振时系统压力迅速升至47MPa，对系统冲击过大。这不仅会造成整个偏心振动机构稳定性变差、振动轴承等元件使用寿命缩短，严重时还会导致系统故障率增高。无冲击偏心振动机构启振时系统压力较慢升至40MPa，对系统冲击降低。采用无冲击偏心振动机构，则可使整个机构稳定性加强，振动轴承等元件使用寿命延长，系统故障率降低。

（3）工作效率

传统偏心振动机构启振时间6～7s，10～12s后频率才能平稳，为此采用该机构的压路机起始段压实质量差，很难满足快速施工作业的要求。无冲击偏心振动机构启振时间仅为5～6s，为此采用该机构起始段压实质量好，能满足快速施工作业的要求。

（4）通过共振区时间

传统偏心振动机构通过共振区时间为3-4s，通过共振区时，由于驾驶室产生抖动会使驾驶员感觉极为不适。采用无冲击偏心振动机构，可快速通过共振区，这对于减少驾驶室等件剧烈抖动和改善驾驶员舒适度，均有较为明显的作用。

由此看出，压路机采用无冲击偏心振动机构，能够实现无冲击启振和停振，避免传统冲击振动机构噪声较大、系统冲击压力过高、工作效率低、压实质量差、通过共振区时间过长等问题。二者综合效果对比如附表所示。

综上所述，新型无冲击偏心振动机构具有启振与停振噪声低、系统冲击压力小、工作效率高、压实质量高、通过共振区时间短等特点，各项性能均优于传统偏心振动机构。目前，新型无冲击偏心振动机构已批量应用于我公司单钢轮振动压路机上，并通过了试验检测和市场验证，性能表现优异，是一种应用在压路机上理想的振动偏心机构。

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