压路机双轮振动对整机减振性能的影响

时间:2022-06-26 11:16:13

(黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司)

摘 要:我国的道路施工技术受到了经济发展的影响,使施工建设的道路的质量更高,压路机是一种重要的道路施工设备,在道路施工中经常会被使用到,尤其是在铁路施工、高级公路施工以及机场跑道施工中会被频繁用到,具有填方压实、碾压沙性、稳定路基等功能。但是压路机也存在使用性能方面的缺陷,双轮震动型的压路机的减震问题影了压路机的使用体验,为了提升压路机的减震性能,本文通过对双轮震动型压路机的使用经验对其减震性能进行分析。

关键词:双轮震动压路机;减震性能;道路施工;影响

压路机作为道路施工中不可或缺的设备,在道路施工的过程中有着极高的地位,但是减震问题是压路机的常见问题,严重地影响了压路机的可靠性,在一定程度上也降低了压路机驾驶员的舒适度,虽然我国的技术人员为了保证压路机的减震性能,不断地对压路机的内部构造进行研究,但是仍旧难以缓解压路机的震动情况,双轮压路机受到震动的影响更大,本文对双轮的压路机的震动情况进行分析,通过减震实验的方式,来阐述如何缓解压路机的震动情况。

1 双轮压路机减震问题研究概况

技术人员在观察双轮压路机的运行过程时发现:这种特殊的压路机的结构类型主要是铰接的结构,因此在进行减震功能研究时,可以将铰接的两部分分别进行研究,减震系统的一大组成部分是橡胶,当压路机作业时,震动端与驱动端之间不仅存在差异,两个重要构件的排布与数量也存在差异。因此技术人员在提升双轮压路机的减震性能时,要对影响震动情况的多种因素进行研究。在以前,技术人员提升减震性能,一般是简单地分析内部的减震模型,研究的对象还包括压路机的整体车架以及运行的自由度,虽然这种研究方法对减震性能的提升起到了一定的作用,但是却没有对机架的刚度、支撑结构以及铰接结构进行分析,导致减震性能的提升效果不明显。

为了使对双轮压路机的减震系统的研究更具有科学性,达到压路机的减震标准,本文通过真实的压路机原型进行减震实验,将先进的减震技术应用其中,对传统的减震方法进行补充。

2 具体震动实验研究

2.1 方案设计

减震系统的主要构成部件包括加速度传感器以及常规传感器等。技术人员采集减震系统的相关数据时,要注意数据的完整性,采集数据的分辨率要达到标准,数据采集设备的采样的准确度也要达到标准。严格控制输入信号,传感器的灵敏度也要相对较高,对于减震系统所处的环境的温度也要严格控制,一般要在120摄氏度以下。

在进行防震系统的测试时,控制对象主要是压路机的钢轮以及机架的动态曲线,控制设备为加速型传感器,将压路机的振动频率数据完整地记录下来,为后续的研究工作做好准备。

2.2 实验结果

在完成压路机的减震实验之后,发现频谱的特点对压路机的震动效果产生影响,压路机的钢轮的震动频率对机架产生影响,机架承受的震动强度来自于两个钢轮的震动,而且承受的是双倍的震动能量的叠加效果,当对震动时的加速度的准确值进行读取的时候,要注意机架的震动分布情况。

3 震动实验结果分析

以前机架为例,根据前机架各测点FFT频谱分析,把不同频率下的振动对机架的影响进行分离,其中叠加曲线由两个频率下的峰值直接相加得到。从实验数据中随机截取的前机架某个测点FFT曲线测点在4419Hz的振动频率下有能量峰值,同时在4614Hz的振动频率下也有较大振动能量。

3.1 前轮震动的影响

前轮振动引起的前机架振动加速度峰值数据可以看出,仅当前轮振动时,水平方向机架两侧相应测点的值较为接近,竖直方向差别略大,整体来看,中点处最小,偏向两端逐渐变大,机架前端点振动最大。振动向后端点传递过程中随着远离中点有逐渐减弱趋势,此时机架呈现以中点为支撑的前后摆振。前机架振动叠加峰值总体小于实测峰值,沿整个车架上差值变化比较均匀。表明除了前、后钢轮振动影响外,机架还受其它振动影响。但是叠加峰值与实测值变化趋势完全一致而且接近。表明机架振动主要由前、后钢轮振动引起。

3.2 后轮震动的影响

振动引起的前机架振动加速度峰值数据可以看出,后轮的振动通过后车架经铰接点对前车架产生振动激励,其特征如下:前机架振动侧(左侧)受后轮影响整体明显大于驱动侧,造成机架左右摆振,为前机架整体质心偏向驱动侧后点(右侧后点)所致。后轮对前车架振动的影响整体较大,低幅时前车架在后轮振动影响下呈一个接近整体振动的模式,各点振动加速度峰值较接近,差异部分应该是机架刚度引起的振动传递所致,高幅振动时从铰接点向前端点依次减弱,要是机架刚度和阻尼造成高幅振动传递的差异较明显。

3.3 整机减震效果分析

试验中,前轮低幅时振动加速度为3317m/s2,高幅时振动加速度为6318m/s2,则前机架各测点减振传递率明显。无论低幅还是高幅时,测试数据中加速度有效值对应的传递率,皆大于前机架只受前轮振动能量影响时各测点的传递率,可见在减振系统的设计时,并未考虑两个振动源的相互干扰作用,使得样机的减振系统只适合单个振动源的结构,这将导致在两个振动源的结构中其减振性能大大降低。摆振是机架受到前、后钢轮同时振动造成的,前后摆振对应的1,5和2,6两组测点加速度差异最高达到13161m/s2,左右摆振对应的1,2;3,4;5,6这3组测点加速度差异最高达到4104m/s2,机架前后摆振的影响大于左右摆振。摆振对减振系统的减振性能有很大的影响。测点3,4是直接经过减振系统与钢轮连接的机架中点位置,与其它测点相比,受前后摆振的影响相对较小。需要抑制两个激振源引起的振动在上车架的交互影响,这就需要系统研究每一个钢轮减振系统特性,有效控制单个钢轮的振动传递。

结束语

与单轮的压路机相比,双轮的压路机对减震设备中动态性能要求更高,然而双轮的发动机的内部构造也更为复杂,其振动源的数量也相对比较多,不同的振动源在压路机运行的过程中会相互影响,同时也对压路机的结构的刚度造成影响,这些内部影响提升了双轮压路机的减震难度,震动的主体构建为铰接机架,,造成铰接机架震动情况严重的原因是机架的支撑结构以及质量中心的刚度不能满足压路机的需求,研究人员要针对双轮压路机这方面的问题进行研究,使双轮压路机的减震性能达到使用要求。

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