機(jī)成功發(fā)車壓路機(jī)振動(dòng)液壓回路分析首

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摘要:文章以振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)液壓回路的調(diào)頻調(diào)幅為重點(diǎn),尤其是中大噸級(jí)產(chǎn)品的銷量更是突飛猛進(jìn)?! ?2月10日,通過8種不同型號(hào)的振動(dòng)壓路機(jī)液壓回路,徐工重型舉行了簡短而莊重的首臺(tái)300噸全地面起重機(jī)發(fā)車儀式,分別就單頻單幅、單頻雙幅、雙頻雙幅、多頻雙幅等四種類型的調(diào)頻、調(diào)幅性能進(jìn)行了分析論述,它的實(shí)現(xiàn)銷售標(biāo)志著大型移動(dòng)式起重機(jī)成果化、產(chǎn)業(yè)化步伐又向前邁出步?! 〗鼛啄陙?,論文最后對(duì)多頻多幅以及無級(jí)調(diào)幅方式進(jìn)行了簡述。

    關(guān)鍵詞:振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)液壓回路調(diào)幅調(diào)頻
振動(dòng)液壓回路是振動(dòng)壓路機(jī)液壓系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成分,徐工重型一直非常注重自主創(chuàng)新,其性能決定了振動(dòng)壓路機(jī)使用范圍和壓實(shí)效果。振動(dòng)液壓回路中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為振動(dòng)液壓馬達(dá),經(jīng)認(rèn)定的自有專利技術(shù)已突破百項(xiàng),直接驅(qū)動(dòng)振動(dòng)軸(也是振動(dòng)輪的中心軸)。壓路機(jī)作業(yè)時(shí),并且“吊臂單缸自動(dòng)插銷伸縮系統(tǒng)”、“底盤油氣懸掛系統(tǒng)”、“圓弧形吊臂彎形”等研制水平已實(shí)現(xiàn)與國際一流技術(shù)的全面對(duì)接。徐工重型在保持向高端技術(shù)領(lǐng)域邁進(jìn)的同時(shí),振動(dòng)軸帶動(dòng)其上的一組偏心塊高速旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生離心力,進(jìn)一步向大噸級(jí)產(chǎn)品方向拓展,強(qiáng)迫振動(dòng)輪對(duì)地面產(chǎn)生很大的激振沖擊力,從2002年最大只有50噸級(jí),形成沖擊壓力波,發(fā)展到現(xiàn)在的300噸級(jí),向地表內(nèi)層傳播,500噸、650噸起重機(jī)也將于08年誕生。   在高端技術(shù)實(shí)力的支撐下,引起被壓層顆粒振動(dòng)或產(chǎn)生共振,徐工重型起重機(jī)銷售勢頭保持良好,最終達(dá)到預(yù)期的壓實(shí)目的。對(duì)于不同的壓實(shí)材料和鋪筑層厚度,尤其是中大噸級(jí)產(chǎn)品的銷量更是突飛猛進(jìn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),應(yīng)該采用不同的振動(dòng)頻率和振幅,徐工重型1-11月份25噸級(jí)以上中大噸位產(chǎn)品就實(shí)現(xiàn)銷售4000余臺(tái),從而產(chǎn)生適當(dāng)?shù)募ふ窳σ约皦簩?shí)能量,銷售收入超過50億元,以達(dá)到最佳的壓實(shí)效果。研究表明,國內(nèi)市場占有率達(dá)到61.2%,對(duì)于路基的壓實(shí),高新產(chǎn)品銷售收入貢獻(xiàn)率已超過60%,頻率選用范圍為25~30Hz,振幅范圍為1.4~2.0mm。對(duì)于粒料及穩(wěn)定土基層和底基層,再次取得歷史最好業(yè)績。 ,頻率范圍為25~40Hz,振幅范圍為0.8~2.0mm。而對(duì)于瀝青面層的壓實(shí),兩者范圍分別為30~55Hz和0.4~0.8mm。根據(jù)壓路機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)幅調(diào)頻性能,本文將振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)液壓回路分為四種:單幅單頻、雙幅單頻、雙幅雙頻和雙幅多頻(無級(jí)調(diào)頻)。

    1單頻單幅

    1.1YZ14型振動(dòng)壓路機(jī)及其改進(jìn)型的振動(dòng)回路分析

    YZ14型振動(dòng)壓路機(jī)是國內(nèi)某建筑機(jī)械廠生產(chǎn)的鉸接式振動(dòng)式壓路機(jī)。其振頻30Hz、振幅1.74mm,為低頻高幅壓路機(jī),適用于基層壓實(shí)作業(yè)。該振動(dòng)液壓回路如圖1所示。振動(dòng)液壓泵為齒輪泵,振動(dòng)液壓馬達(dá)為齒輪馬達(dá)。二位二通電磁閥5動(dòng)作時(shí),啟動(dòng)振動(dòng)液壓馬達(dá)2,開始振動(dòng)。由于偏心塊為固定不可調(diào)式,壓路機(jī)只能單幅振動(dòng)。振動(dòng)輪停振時(shí),液壓油經(jīng)溢流閥3、電磁閥5卸荷,壓力損失較大。為了擴(kuò)大YZ14的適用范圍,該廠又對(duì)原機(jī)型的振動(dòng)液壓回路進(jìn)行改進(jìn)。如圖2所示,在原來的振動(dòng)液壓回路中增加了輔助振動(dòng)液壓泵2和電磁閥3。電磁閥3得電時(shí),泵1與泵2合流,增大了振動(dòng)馬達(dá)4的流量,從而將振動(dòng)頻率提高到40Hz。振幅則通過在原偏心塊的反偏心方向上用螺栓連接一定質(zhì)量的鋼塊,以減小原偏心塊的偏心力矩,將振幅由1.74mm降至0.5mm。改進(jìn)后的機(jī)型變成雙幅雙頻,不僅可以壓實(shí)基層,還可以壓實(shí)路面。

    1.2SP-60D型振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)回路分析

    SP-60D型鉸接式振動(dòng)壓路機(jī)是美國英格索公司生產(chǎn)的一種大型全液壓振動(dòng)壓路機(jī),主要用于礦山、堤壩和高速公路等大型路基工程的壓實(shí)作業(yè)。該型號(hào)振幅為3mm,振頻為25Hz。振動(dòng)偏心塊為固定不可調(diào),因此只有單一振幅。振動(dòng)回路為雙向變量液壓泵與雙向定量液壓馬達(dá)組成的閉式回路,如圖4所示。振動(dòng)時(shí),可根據(jù)行車方向,通過電磁換向閥6改變泵1的流量方向,從而改變偏心塊的轉(zhuǎn)向,使其與行車方向一致以獲得最佳壓實(shí)效果。

    2單頻雙幅

    YZ10G型振動(dòng)壓路機(jī)高振幅為1.67mm,低振幅為0.78mm,能滿足土方工程中非粘性和半粘性土壤的壓實(shí)要求。

這種振動(dòng)壓路機(jī)采用質(zhì)量調(diào)節(jié)式偏心塊調(diào)幅機(jī)構(gòu)(如圖3),通過改變振動(dòng)軸即振動(dòng)液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向來改變活動(dòng)偏心塊與固定偏心塊的相對(duì)位置而改變偏心質(zhì)量和偏心矩,從而獲得兩種不同的振幅。其振動(dòng)液壓回路較簡單,為單向定量液壓泵和雙向定量液壓馬達(dá)構(gòu)成的開式回路。其振動(dòng)液壓回路如圖5所示。電液換向閥4為振動(dòng)系統(tǒng)的起振閥,控制振動(dòng)液壓馬達(dá)3的轉(zhuǎn)向,從而獲得兩種不同的振幅。由于該回路的振動(dòng)液壓泵1為定量泵,因此只有單一的振動(dòng)頻率。另外,停止振動(dòng)時(shí),H型電液換向閥4回中位,由于振動(dòng)液壓馬達(dá)3進(jìn)、回油路相通,慣性作用使振動(dòng)馬達(dá)不能立即停下,因此振動(dòng)輪會(huì)有余振,在被壓實(shí)材料表面上產(chǎn)生壓痕。所以,該類振動(dòng)壓路機(jī)一般用于基層壓實(shí)作業(yè)。

    3雙頻雙幅

    振動(dòng)壓路機(jī)中很多型號(hào)采用雙幅雙頻的振動(dòng)系統(tǒng)。這種振動(dòng)壓路機(jī)也采用質(zhì)量調(diào)節(jié)式偏心塊調(diào)幅機(jī)構(gòu),通過改變振動(dòng)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)向來獲得兩種不同的振幅(同圖3)。振動(dòng)頻率則通過控制振動(dòng)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速來改變。這種振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)液壓回路常為雙向柱塞變量泵與雙向柱塞馬達(dá)組成的閉式回路。高振幅時(shí),馬達(dá)為較低轉(zhuǎn)速(低振頻);低振幅時(shí),馬達(dá)為較高轉(zhuǎn)速(高振頻)。

    3.1BW217D型振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)回路分析

    BW217D型全液壓振動(dòng)壓路機(jī)是國內(nèi)某建筑機(jī)械廠引進(jìn)德國BOMAG公司的技術(shù)生產(chǎn)的一種單鋼輪全輪驅(qū)動(dòng)的全液壓振動(dòng)壓路機(jī)。該機(jī)型壓實(shí)能力強(qiáng),具有雙幅雙頻,其中低振頻29Hz,高振頻35Hz;大振幅1.66mm,小振幅0.91mm,其振動(dòng)液壓回路如圖6所示。在該回路中,來自輔助泵11和來自轉(zhuǎn)向油泵的液壓油(轉(zhuǎn)向裝置不工作時(shí))在A點(diǎn)合流,經(jīng)過一個(gè)精濾油器后又在B點(diǎn)分為兩路,至行走輪制動(dòng)裝置以及行走液壓馬達(dá)變量裝置;另則控制振動(dòng)液壓泵1的變量斜盤傾角方向和傾角大小。該路油在C點(diǎn)分為兩路,通過三位四通伺服閥3,至液控壓力位移比例閥2,控制振動(dòng)泵1的變量斜盤角度。另經(jīng)過可調(diào)電磁先導(dǎo)減壓閥式操縱閥5或6減壓后,至液控壓力位移比例閥4,控制伺服閥3的工作位。操縱閥5的電磁線圈通電時(shí),閥3工作在右位,泵1的變量斜盤傾角為正;操縱閥6的電磁線圈通電通電時(shí),閥3工作在左位,泵1的變量斜盤傾角變?yōu)樨?fù);兩者都不通電時(shí),閥3工作在中位,泵1的變量斜盤傾角為零。這樣,通過控制操縱閥5、6的電磁線圈通電來改變振動(dòng)泵的流量方向,從而改變液壓馬達(dá)8的轉(zhuǎn)向,獲得不同的振幅。然后,再通過液控壓力位移比例閥改變振動(dòng)泵的斜盤傾角大小,調(diào)節(jié)振動(dòng)泵1的排量,獲得所需的固定振動(dòng)頻率?;芈分?,與振動(dòng)液壓馬達(dá)并聯(lián)的液控梭閥組7除保證有足夠背壓值滿足振動(dòng)液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)要求外,當(dāng)回油背壓超過閥組中溢流閥額定值1MPa時(shí),振動(dòng)液壓馬達(dá)回油道將通過閥組中的溢流閥節(jié)流卸荷,以穩(wěn)定馬達(dá)的轉(zhuǎn)速,防止慣性沖擊,提高壓實(shí)質(zhì)量。此外,該閥組還能使振動(dòng)泵和振動(dòng)馬達(dá)組成的閉式回路進(jìn)行熱冷液壓油交換,起到降低油溫的作用。

    3.2YZC12型振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)回路分析

    YZC12型是國內(nèi)一家重工企業(yè)生產(chǎn)的全液壓,全驅(qū)動(dòng),雙鋼輪串聯(lián)式振動(dòng)壓路機(jī),前后輪均為振動(dòng)輪。其振動(dòng)系統(tǒng)為雙振幅雙振頻,其中高振幅0.75mm,低振幅0.37mm;高頻率50Hz,低頻率40Hz。振動(dòng)液壓回路如圖7所示。雙向定量柱塞液壓馬達(dá)7驅(qū)動(dòng)前鋼輪振動(dòng)偏心塊,雙向定量柱塞液壓馬達(dá)9驅(qū)動(dòng)后鋼輪振動(dòng)偏心塊。

前、后輪振動(dòng)馬達(dá)串聯(lián)連接,通過三位四通電磁換向閥10實(shí)現(xiàn)前輪單振、后輪單振或前后輪同時(shí)振動(dòng)。當(dāng)電磁線圈a通電時(shí),閥10工作在上位,前輪振動(dòng)馬達(dá)7被短路,只有后輪振動(dòng)馬達(dá)9工作,因此后鋼輪單振;電磁線圈b通電時(shí),閥10工作在下位,后輪振動(dòng)馬達(dá)9被短路,只有前輪振動(dòng)馬達(dá)工作,因此前鋼輪單振;a、b都不通電時(shí),閥10工作在中位,前、后鋼輪振動(dòng)馬達(dá)串接,前、后鋼輪同時(shí)振動(dòng)。振動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)方向由振動(dòng)泵變量斜盤方向控制閥組3中的兩個(gè)電磁線圈控制,以獲得兩個(gè)不同的振幅。輔助液壓泵6一方面為振動(dòng)泵和振動(dòng)馬達(dá)組成的閉式回路補(bǔ)油,另一方面給振動(dòng)泵變量機(jī)構(gòu)提供控制油。液控梭閥組11的作用是對(duì)閉式回路中的液壓油進(jìn)行熱冷交換,降低油溫。

    4多頻(無級(jí)調(diào)頻)雙幅

    4.1YZC10型振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)回路分析

    YZC10型振動(dòng)壓路機(jī)為雙鋼輪串聯(lián),前后輪均為振動(dòng)輪。振動(dòng)液壓回路如圖8所示。

    前輪振動(dòng)泵1與后輪振動(dòng)泵5為雙聯(lián)形式。前、后鋼輪的振動(dòng)回路相互獨(dú)立,且結(jié)構(gòu)對(duì)稱。因此,可以根據(jù)工況的需要選擇前、后振動(dòng)輪同時(shí)振動(dòng)或單獨(dú)振動(dòng)。由于兩個(gè)回路完全對(duì)稱,只需分析一個(gè)即可(以前輪為例)。該壓路機(jī)的雙振幅與前面幾種回路一樣,通過改變馬達(dá)旋轉(zhuǎn)方向來獲得。二位二通電磁閥24、25的電磁線圈通過電氣互鎖來控制三位六通電液換向閥26的工作位,從而控制前輪振動(dòng)馬達(dá)6的啟動(dòng)及旋轉(zhuǎn)方向。因?yàn)閾Q向閥26的中位為O型,所以當(dāng)振動(dòng)馬達(dá)剎車時(shí),振動(dòng)馬達(dá)會(huì)立即停轉(zhuǎn),振動(dòng)輪不會(huì)有余振,從而壓實(shí)材料表面不會(huì)產(chǎn)生壓痕。因此,該類振動(dòng)壓路機(jī)可用于表面壓實(shí)。雙向振動(dòng)馬達(dá)6兩油口上分別并聯(lián)了節(jié)流閥8、10通油箱。因此,不管振動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)方向如何,振動(dòng)馬達(dá)進(jìn)油路都有分油通過節(jié)流閥回油箱。調(diào)節(jié)節(jié)流閥,可以改變振動(dòng)馬達(dá)進(jìn)油流量,實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)頻。采用這種方式,可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)頻,但同時(shí)會(huì)造成節(jié)流損失。

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