YZ22定向振動(dòng)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)設(shè)計(jì)緒論壓路機(jī)的概述壓路機(jī)是一種常見(jiàn)的現(xiàn)代工程機(jī)械道路設(shè)備。壓路機(jī)屬于一種壓實(shí)設(shè)備，它常常用于在道路修建初期路基的壓實(shí)或者對(duì)路面鋪筑時(shí)對(duì)所鋪筑的材料進(jìn)行壓實(shí)。工程機(jī)械的設(shè)備類別有多種，壓路機(jī)是屬于其中的一種，由于壓路機(jī)主要用于道路的修筑，所以壓路機(jī)在這個(gè)領(lǐng)域?qū)儆诘缆费b備。壓路機(jī)可以對(duì)碾壓沙性、半粘性及粘性土壤、路基穩(wěn)定土及瀝青混凝土路面層等進(jìn)行壓實(shí)，是用來(lái)對(duì)交通與能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)的重要技術(shù)設(shè)備。壓路機(jī)主要對(duì)路面上的道路上的一些鋪裝混合料和土石填方等進(jìn)行壓實(shí)，對(duì)于這些壓路機(jī)的作業(yè)對(duì)象，他們之間的成分有很大的不同，從而這些材料所呈現(xiàn)出的物理特性和力學(xué)性能也會(huì)有很大的不同。又因?yàn)檫@些被碾壓材料的性質(zhì)和它本身的含水量也會(huì)有所不同，在進(jìn)行壓實(shí)過(guò)程中也會(huì)使用不同的施工工藝，所以會(huì)出現(xiàn)壓實(shí)設(shè)備的合理選用問(wèn)題。壓路機(jī)的正確選擇和使用以及使用后的評(píng)價(jià)，會(huì)對(duì)施工工程的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度有影響，所以使用哪種壓路機(jī)就有了最佳選項(xiàng)。按作業(yè)工況施力的不同，當(dāng)今的壓路機(jī)主要被分為靜壓作用壓路機(jī)、輪胎壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)和沖壓壓路機(jī)四類，見(jiàn)表1-1。表1-1壓實(shí)機(jī)械的分類壓路機(jī)靜作用壓路機(jī)輪胎壓路機(jī)自動(dòng)式輪胎壓路機(jī)拖式輪胎壓路機(jī)光輪壓路機(jī)兩輪靜作用壓路機(jī)三輪靜作用壓路機(jī)振動(dòng)壓路機(jī)手扶式振動(dòng)壓路機(jī)單輪手扶振動(dòng)壓路機(jī)雙輪手扶振動(dòng)壓路機(jī)輪胎驅(qū)動(dòng)振動(dòng)壓路機(jī)輪胎驅(qū)動(dòng)光輪振動(dòng)壓路機(jī)輪胎驅(qū)動(dòng)凸塊輪振動(dòng)壓路機(jī)串聯(lián)式振動(dòng)壓路機(jī)串聯(lián)式單輪振動(dòng)壓路機(jī)串聯(lián)式雙輪振動(dòng)壓路機(jī)振蕩式振動(dòng)壓路機(jī)輪胎驅(qū)動(dòng)振蕩壓路機(jī)串聯(lián)式振蕩壓路機(jī)組合式振動(dòng)壓路機(jī)輪胎-光輪組合振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)-振蕩組合振動(dòng)壓路機(jī)拖式振動(dòng)壓路機(jī)拖式光輪振動(dòng)壓路機(jī)拖式凸塊輪振動(dòng)壓路機(jī)沖擊式壓路機(jī)國(guó)內(nèi)外壓路機(jī)的發(fā)展史雖然我國(guó)古代隋唐時(shí)就出現(xiàn)人力的石碾，是最早出現(xiàn)并應(yīng)用的壓實(shí)原理，但真正意義上的壓路機(jī)是在西方工業(yè)革命之后。蒸汽機(jī)的出現(xiàn)為壓路機(jī)提供了新的動(dòng)力源，19世紀(jì)60年代，美國(guó)的工程師發(fā)明了世界上第一臺(tái)以蒸汽機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力來(lái)提供它行駛的動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)，這它壓路機(jī)的形式為三輪自行式。此后60年左右的時(shí)間，在這段時(shí)間里壓路機(jī)受限于它的動(dòng)力源發(fā)展，所以這段期間它的發(fā)展也比較緩慢。19世紀(jì)中期，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明使得壓路機(jī)有了新的動(dòng)力源，此后內(nèi)燃機(jī)技術(shù)發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣。20世紀(jì)30年代，法國(guó)人發(fā)明了以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的壓路機(jī)，成為了壓路機(jī)發(fā)展的一個(gè)里程碑，壓路機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置可以比蒸汽機(jī)做得更小，使壓路機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊。20世紀(jì)40年代，振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)又讓壓路機(jī)發(fā)展有了質(zhì)的飛躍，不僅使壓實(shí)質(zhì)量得到提高，而且也改變了以往通過(guò)增加振動(dòng)輪質(zhì)量來(lái)獲得更大壓實(shí)效果的做法。20世紀(jì)60年代后的十年間，由于液壓技術(shù)和相應(yīng)的控制技術(shù)的不斷發(fā)展，使得壓路機(jī)的控制精度和對(duì)動(dòng)參數(shù)調(diào)節(jié)有了很大改善；20世紀(jì)80年代之后，新的壓實(shí)技術(shù)比如振蕩壓實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，這種壓路機(jī)對(duì)瀝青混凝土的壓實(shí)有更好的效果。20世紀(jì)90年代，機(jī)、電、液一體化技術(shù)應(yīng)用于壓路機(jī)，使得壓路機(jī)又有了質(zhì)的飛躍。由于國(guó)外道路建設(shè)得比較早，所以外國(guó)對(duì)道路壓實(shí)的研究也比較早，所以外國(guó)的壓實(shí)技術(shù)也要早于我國(guó)，經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，國(guó)外的壓實(shí)技術(shù)發(fā)展得日趨成熟。德國(guó)、瑞典、美國(guó)、俄羅斯、日本等國(guó)家也能夠生產(chǎn)出自己先進(jìn)的壓實(shí)設(shè)備，國(guó)外著名的壓路機(jī)生產(chǎn)商有瑞典的沃爾沃和德納派克、德國(guó)寶馬格、日本酒井、美國(guó)卡特彼勒等。在振動(dòng)壓實(shí)面，這些公司也競(jìng)相發(fā)展自己的振動(dòng)壓實(shí)產(chǎn)品。1930年，在這一年，振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)在德國(guó)發(fā)明的產(chǎn)品得到最先的應(yīng)用，是德國(guó)人發(fā)明的一個(gè)振動(dòng)平板夯。1940年，德國(guó)人又發(fā)明了能夠用其他設(shè)備牽引的用于振動(dòng)壓實(shí)的壓路機(jī)，表明了振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)又有的新的發(fā)展。1957年，瑞典又豐富了振動(dòng)壓實(shí)的形式，典型的代表能夠依靠發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)壓路機(jī)。1970年，液壓技術(shù)的出現(xiàn)和運(yùn)用，使裝載液壓系統(tǒng)技術(shù)的振動(dòng)壓路機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、無(wú)級(jí)調(diào)頻和調(diào)幅，使得振動(dòng)壓路機(jī)在作業(yè)過(guò)程的控制精度也更加精確。1990年以后，機(jī)電液一體化技術(shù)發(fā)展得比較成熟，此時(shí)振蕩壓實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，這些技術(shù)應(yīng)用于振動(dòng)壓路機(jī)的一些核心振動(dòng)機(jī)構(gòu)上。在這年，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家如瑞典已經(jīng)掌握了振蕩技術(shù)。國(guó)內(nèi)的壓路機(jī)起步是比較晚的，這就造成現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的壓路機(jī)整體與國(guó)外還是有差距的。國(guó)內(nèi)著名的生產(chǎn)振動(dòng)壓路機(jī)的廠家有徐工集團(tuán)、三一集團(tuán)、柳工集團(tuán)、山推股份等，他們都有著自己的壓路機(jī)產(chǎn)品，這些年他們的一些產(chǎn)品也與國(guó)外產(chǎn)品的差距不斷縮小。1961年，西安著名的筑路機(jī)械廠聯(lián)合長(zhǎng)安大學(xué)的一個(gè)學(xué)院一起研制了3噸的壓路機(jī)，這臺(tái)振動(dòng)壓路機(jī)也是國(guó)內(nèi)的第一臺(tái)振動(dòng)壓路機(jī)。從那時(shí)起，振動(dòng)壓實(shí)也在我國(guó)得到的較快的發(fā)展，其他的企業(yè)也都能相繼研制出自己的振動(dòng)壓路機(jī)產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)工程機(jī)械廠家在1964年造出了4.5t的振動(dòng)壓路機(jī)，1974年時(shí)，振動(dòng)壓路機(jī)的噸位達(dá)到了10t以上。1985年，通過(guò)與國(guó)外公司的合作并引入國(guó)外先進(jìn)的振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)，在這一年浙江的溫州機(jī)械廠也制造出了19t的振動(dòng)壓路機(jī)。1990年，國(guó)內(nèi)的一些高校與壓路機(jī)制造商聯(lián)合研制開(kāi)發(fā)出10t的振蕩壓路機(jī)，填補(bǔ)了我國(guó)振蕩壓實(shí)技術(shù)的空白。1998年中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)自行研制出了混沌振蕩壓路機(jī)，國(guó)內(nèi)的振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展。1999年，三一集團(tuán)作為國(guó)內(nèi)工程機(jī)械著名廠家引進(jìn)并吸收了國(guó)外的先進(jìn)壓實(shí)技術(shù)，推出了YZ系列的能夠進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)的壓路機(jī)。自21世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)的工程機(jī)械發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展新時(shí)代。隨著人們對(duì)機(jī)器要求的增加和新技術(shù)的推廣使用，壓路機(jī)機(jī)整機(jī)品類、性能、配置也在不斷提高。目前，在中國(guó)壓路機(jī)市場(chǎng)上，國(guó)外一些著名品牌的競(jìng)爭(zhēng)力依然十分強(qiáng)勁，在中國(guó)基本上可以看到世界上所有著名的品牌產(chǎn)品，例如德國(guó)寶馬，德國(guó)悍馬，瑞典沃爾沃，瑞典戴納派克，日本酒井等。其中，瑞典沃爾沃搬到了山東臨沂工廠，戴納派克（Dynapac）公司在天津建立了工廠，卡特彼勒（Caterpillar）在徐州建立了工廠，這引起了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)。值得在意的是，隨著外國(guó)品牌的大量涌入，中國(guó)本土壓路機(jī)生產(chǎn)廠家的自主創(chuàng)新制造能力也在不斷提高。國(guó)內(nèi)外壓路機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)壓路機(jī)的種類規(guī)格隨著工程建設(shè)發(fā)展的蒸蒸日上也在不斷地完善和擴(kuò)展。但隨著壓路機(jī)的總體功能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及傳動(dòng)裝置逐漸趨于一致，制造商們已將注意力轉(zhuǎn)移到隨機(jī)檢測(cè)與駕駛舒適可靠性的研究上。目前國(guó)內(nèi)外壓路機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)主要為：(1)液力-液壓化：液壓傳動(dòng)技術(shù)在現(xiàn)代壓路中廣泛使用，大大提高了壓路機(jī)傳動(dòng)和控制效率。(2)品類已初具規(guī)格：隨著作業(yè)工況場(chǎng)地的增加，國(guó)內(nèi)外壓路機(jī)的品種也不斷地增加，壓路機(jī)性能功能也不斷被完善。(3)智能、自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用：隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制技術(shù)等高科技技術(shù)的迅速興起，工程機(jī)械也走向自動(dòng)化，智能化的進(jìn)程。(4)擴(kuò)展多功能設(shè)計(jì)：為了使一臺(tái)機(jī)器滿足多種用途的需求，一些制造公司同一壓路機(jī)通過(guò)更換零件和調(diào)整一定的參數(shù)便可以滿足多種功能。（5）更加注重綠色環(huán)保理念：綠色發(fā)展已成為發(fā)展大勢(shì)所趨，國(guó)內(nèi)外壓路機(jī)生產(chǎn)廠家相繼引入節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)理念。通過(guò)減少發(fā)動(dòng)機(jī)油耗，減少?gòu)U氣排放以及減少室內(nèi)和室外噪聲等措施制造環(huán)境友好型產(chǎn)品。本課題的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：YZ22定向振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)壓路機(jī)的整體結(jié)構(gòu)和方案進(jìn)行選型。包括通過(guò)對(duì)同類壓路機(jī)的參考來(lái)確定振動(dòng)壓路機(jī)的整機(jī)參數(shù)、按照相應(yīng)的原則對(duì)壓路機(jī)的整機(jī)質(zhì)量進(jìn)行分配、討論本設(shè)計(jì)振動(dòng)壓路機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)形式、確定壓路機(jī)的轉(zhuǎn)向方式、振動(dòng)輪激振機(jī)構(gòu)、壓路機(jī)的最小轉(zhuǎn)彎半徑、壓路機(jī)的行駛速度等。本文將會(huì)對(duì)本設(shè)計(jì)的振動(dòng)壓路機(jī)三大液壓系統(tǒng)：行走液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)、振動(dòng)液壓系統(tǒng)，按相應(yīng)的公式對(duì)各自的系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，并在計(jì)算的基礎(chǔ)上對(duì)這三大系統(tǒng)的重要零部件進(jìn)行選型，最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果，查相關(guān)的液壓元件手冊(cè)選取液壓系統(tǒng)的元件。在前面分析的基礎(chǔ)之上，將對(duì)壓路機(jī)的整體液壓系統(tǒng)進(jìn)行繪制，然后進(jìn)行相關(guān)零件的選擇，并用CAD進(jìn)行壓路機(jī)裝配圖、零件圖、草圖進(jìn)行繪制。

YZ22定向振動(dòng)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì)依據(jù)壓路機(jī)的設(shè)計(jì)在以往是根據(jù)壓路機(jī)的工作條件、使用要求、制造水平、市場(chǎng)需求和生產(chǎn)工藝調(diào)查等來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，而實(shí)際的情況下卻是根據(jù)市場(chǎng)信息的導(dǎo)向和壓實(shí)技術(shù)的發(fā)展來(lái)選擇壓路機(jī)的機(jī)型。根據(jù)市場(chǎng)的調(diào)查與分析，隨著我國(guó)高速公路的發(fā)展，公路的質(zhì)量引起了越來(lái)越多的關(guān)注。對(duì)于高等級(jí)公路來(lái)說(shuō)，路基的壓實(shí)直接影響力公路的穩(wěn)定性和耐久性，而路基的施工屬于土方填方的施工。根據(jù)各種壓路機(jī)的使用范圍，路基的壓實(shí)應(yīng)選擇單鋼輪壓路機(jī)，而一般路基的壓實(shí)要求的壓實(shí)深度較深，這需要大中型以上的壓實(shí)機(jī)械；根據(jù)近幾年的發(fā)展趨勢(shì)，無(wú)級(jí)調(diào)幅技術(shù)的發(fā)展也備受數(shù)目，國(guó)內(nèi)也有相關(guān)的學(xué)者對(duì)相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行研究，并發(fā)表了許多無(wú)級(jí)調(diào)幅的專利。理論也證明，無(wú)級(jí)調(diào)幅的振動(dòng)壓路機(jī)無(wú)論是壓實(shí)質(zhì)量還是振動(dòng)壓路機(jī)的使用范圍都有很大的提高。本設(shè)計(jì)的機(jī)型為YZ22定向振動(dòng)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)。根據(jù)國(guó)家壓路機(jī)的命名規(guī)定，型號(hào)為YZ22：Y表示壓路機(jī)，Z表示振動(dòng)，22表示壓路機(jī)的噸數(shù)為22噸。通過(guò)對(duì)收集到的現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外20~22t同類壓路機(jī)的性能參數(shù)比較(表2-1~2-2）和國(guó)家對(duì)工程機(jī)械設(shè)備參數(shù)的管控信息，確定整機(jī)初步參數(shù)后按照整機(jī)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì)。表2-1國(guó)外幾種典型20~22t單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)生產(chǎn)廠家機(jī)型頻率Hz振幅mm激振力kN前/后輪分配重量kg振動(dòng)輪直徑mm壓實(shí)寬度行走速度km/h操作重量kgBOMAGBI219DH-426/312.1/1.2326/240129006300160021300?1319200DYNAPACCA610D29/311.8/1.1317/231140506650156321300?1120700HAMM352027/302.0/1.19331/243124907310160022200?11.419800VOLVOSD200DX23.3/30.81.76/1.14368/137136056800165121340~12.720408SAKAISV900D28/351.9/0.9343/245111507850165021500~1019000表2-2國(guó)內(nèi)幾種典型20~22t單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)生產(chǎn)廠家機(jī)型頻率Hz振幅mm振力kN前/后輪分配重量kg振動(dòng)輪直徑mm壓實(shí)寬度行走速度km/h操作重量kg柳工CLG620H28/321.9/1.0400/210130007000153521300?1020000洛建LSD222H28/352.0/1.0400/320137008300160021300?11.222000三一YZ20C29/351.95/0.95395/280133006500160021700?12.519800中聯(lián)YZ20H29/352/0.9400/280126007400160021500?1020000徐工XS22228/331.86/0.93400/280150007000160021300?1022000YZ22定向振動(dòng)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)初步部分參數(shù)表如下：表2-3YZ22定向振動(dòng)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)參數(shù)參數(shù)參數(shù)數(shù)值整機(jī)操作重量（kg）22000前輪分配重量（kg）14300后輪分配重量（kg）7700壓實(shí)寬度（mm）2130振動(dòng)頻率（低/高）（Hz）28/33名義振幅（高/低）（mm）1.8/1.0激振力（高/低）（kN）400/320壓路機(jī)整體結(jié)構(gòu)壓路機(jī)整體結(jié)構(gòu)如圖所示：圖2-1壓路機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖由振動(dòng)壓路機(jī)的裝配圖可知，本設(shè)計(jì)的振動(dòng)壓路機(jī)的主要構(gòu)成為振動(dòng)輪1、前車架2、駕駛室3、發(fā)動(dòng)機(jī)4、機(jī)罩5、驅(qū)動(dòng)輪6、底盤7所構(gòu)成。單鋼輪壓路機(jī)被中間的鉸接部分分成前后部分。駕駛室在鉸接部分的上邊；發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在驅(qū)動(dòng)輪上，機(jī)罩蓋在發(fā)動(dòng)機(jī)上。底盤系統(tǒng)論證及參數(shù)計(jì)算底盤系統(tǒng)的功用是通過(guò)轉(zhuǎn)換和傳遞動(dòng)力裝置產(chǎn)生的機(jī)械能滿足振動(dòng)壓路機(jī)行駛和壓實(shí)作業(yè)的需要，因此底盤系統(tǒng)被認(rèn)定為振動(dòng)壓路機(jī)的基礎(chǔ)。壓路機(jī)的底盤系統(tǒng)一般是由行走系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和振動(dòng)系統(tǒng)等組成整機(jī)傳動(dòng)方案?jìng)鲃?dòng)系統(tǒng)是將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給驅(qū)動(dòng)輪的所有組件的總稱。發(fā)動(dòng)機(jī)在開(kāi)始作業(yè)時(shí)應(yīng)先在空載條件下啟動(dòng)，停止作業(yè)時(shí)機(jī)器發(fā)動(dòng)機(jī)也不需要關(guān)閉。因此，傳動(dòng)系需要具有打開(kāi)和關(guān)閉電源的能力。壓路機(jī)負(fù)載載荷有大有小，不同作業(yè)工況下所需速度工作也不同，為了充分發(fā)揮機(jī)器的作業(yè)能力傳動(dòng)系統(tǒng)還應(yīng)具備改變行駛速度和牽引力的能力。壓路機(jī)在運(yùn)行時(shí)會(huì)有向后移動(dòng)的需求，傳動(dòng)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器的這一功能。傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有一定的過(guò)載保護(hù)能力。機(jī)器工作時(shí)，不可避免地會(huì)過(guò)載，傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)保護(hù)其不受損壞。（1）傳動(dòng)方式的選擇在本次振動(dòng)壓路機(jī)的設(shè)計(jì)中，傳動(dòng)方式采用液壓傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速使速度變化范圍變大，且速度變化穩(wěn)定。液壓系統(tǒng)可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，使用液壓傳動(dòng)甚至可以抵消一部分行車制動(dòng)。系統(tǒng)布局相對(duì)簡(jiǎn)單，滿足實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的條件。通過(guò)機(jī)器的左右側(cè)分別驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)原位轉(zhuǎn)向。通過(guò)過(guò)載保護(hù)極大地延長(zhǎng)零件使用壽命。液壓元件由專業(yè)制造商生產(chǎn)，已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。（2）傳動(dòng)路線設(shè)計(jì)本壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)采用一泵雙馬達(dá)液壓傳動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)。圖2-2所示為振動(dòng)壓路機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)一泵雙馬達(dá)動(dòng)力傳動(dòng)路線。圖2-2全液壓?jiǎn)屋喺駝?dòng)壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)框圖轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，將壓力油輸送到轉(zhuǎn)向器以實(shí)現(xiàn)壓路機(jī)的轉(zhuǎn)向，一般是由轉(zhuǎn)向油缸、轉(zhuǎn)向泵、管路等液壓元件組成。（1）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制振動(dòng)壓路機(jī)行駛軌跡。一般應(yīng)符合以下要求：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的部件強(qiáng)度，剛度和壽命應(yīng)取較大值。以確保轉(zhuǎn)向時(shí)較高的安全性和可靠性。操作輕巧靈活，轉(zhuǎn)向力較小。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在行駛過(guò)程中應(yīng)保持應(yīng)穩(wěn)定。壓路機(jī)行駛時(shí)，方向盤不能出現(xiàn)劇烈的抖動(dòng)和擺動(dòng)。駕駛時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作時(shí)，當(dāng)駕駛員釋放方向盤時(shí)方向盤應(yīng)具有自動(dòng)返回直線行駛的能力。轉(zhuǎn)向操作應(yīng)輕便，轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)應(yīng)盡量確保所有車輪都繞同一瞬時(shí)中心旋轉(zhuǎn)，使車輪不發(fā)生側(cè)滑現(xiàn)象。方向盤的自由行程不宜過(guò)大，方向盤在直線行駛時(shí)不會(huì)產(chǎn)生劇烈晃動(dòng)。確保機(jī)器有穩(wěn)定的可操縱性，機(jī)器可以實(shí)現(xiàn)最小的轉(zhuǎn)彎半徑。在使用過(guò)程中，應(yīng)重視轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)因磨損引起的間隙。（2）轉(zhuǎn)向方式的選擇轉(zhuǎn)向器是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。轉(zhuǎn)向速度取決于液壓轉(zhuǎn)向器的排量而與施加在轉(zhuǎn)向器上的力的大小無(wú)關(guān)，但是當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)向器施加過(guò)大的力時(shí)，過(guò)大的力會(huì)使轉(zhuǎn)向器中回位彈簧折斷導(dǎo)致轉(zhuǎn)向失靈。本機(jī)的轉(zhuǎn)向形式為中間鉸接式，如圖2-3，轉(zhuǎn)向油缸的缸筒鏈接在后車架上，缸桿鏈接在中間鉸接上。兩根油缸同時(shí)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)前車架的轉(zhuǎn)向。圖2-3轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)是安裝在振動(dòng)壓路機(jī)中的所有制動(dòng)和減速裝置的總稱，制動(dòng)系統(tǒng)的作用是降低行駛車速或停止車輛的行駛，也可以使停止的車輛保持靜止。制動(dòng)裝置是車輛的重要安全部件，好的制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性能能保證車輛和人員的安全性。因此國(guó)家對(duì)制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)和性能制定了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本形式有人力制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)和伺服制動(dòng)。本機(jī)采用液壓動(dòng)力制動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)轉(zhuǎn)換成為液壓動(dòng)力制動(dòng)所需的制動(dòng)力，機(jī)械制動(dòng)器的全部動(dòng)力來(lái)源于液壓形式的勢(shì)能。駕駛員進(jìn)行制動(dòng)操作時(shí)，只需要輕輕踩動(dòng)踏板或給手柄很小的力就可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，操作簡(jiǎn)便，制動(dòng)迅速。行駛系統(tǒng)行駛系統(tǒng)的功能是支持整個(gè)振動(dòng)壓路機(jī)的質(zhì)量和負(fù)荷，使每個(gè)組件形成振動(dòng)壓路機(jī)的車輛系統(tǒng)，并確保振動(dòng)壓路機(jī)行駛并執(zhí)行各種壓實(shí)操作。振動(dòng)壓路機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常由車架，車橋，懸架和車輪組成。（1）車架的選擇車架是指壓路機(jī)的整機(jī)骨架。整機(jī)上的零件或組件直接或間接安裝在機(jī)架上。本振動(dòng)壓路機(jī)采用鉸接式車架，車架主要由前車架和后車架兩部分組成。車架在轉(zhuǎn)向油缸的伸縮的作用下隨轉(zhuǎn)向油缸彎曲一定角度。兩對(duì)圓錐滾子軸承安裝在前后框架的上下鉸接點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)靈活。這種軸承是可分離的軸承，其內(nèi)圈和外圈可以分開(kāi)安裝。在安裝和使用期間，可以調(diào)節(jié)軸承的徑向和軸向游隙。（2）車輪的選擇車輪車輪包括輪輞和輪胎，用于承受車輛的重量，在車輛與地面之間轉(zhuǎn)移載荷并實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)行駛。振動(dòng)壓路輪胎通常有兩種選擇。一種是壓路機(jī)專用的寬基輪胎，可以充入水。該輪胎具有較寬的橫截面和較大的行走阻力，它不易打滑，但花紋很淺，輪胎容易被阻塞，并且被阻塞后容易打滑。另一類輪胎是工程輪胎。該輪胎的橫截面較窄，但花紋較深。本機(jī)選擇壓路機(jī)輪胎（圖2-4）。圖2-4壓路機(jī)專用輪胎工作參數(shù)確定壓路機(jī)的工作質(zhì)量及其分配振動(dòng)壓路機(jī)的整機(jī)質(zhì)量分配主要分為兩種，第一個(gè)是將壓路機(jī)的質(zhì)量分為前輪和后輪的質(zhì)量，第二個(gè)是把壓路機(jī)的質(zhì)量分成上車質(zhì)量和下車質(zhì)量。壓路機(jī)的整機(jī)質(zhì)量分配指將壓路機(jī)的總質(zhì)量分為前輪質(zhì)量和后輪質(zhì)量。這個(gè)質(zhì)量分配得好的話，可以提高振動(dòng)壓路機(jī)的整體性能，從而提高對(duì)被壓實(shí)材料進(jìn)行壓實(shí)時(shí)的壓實(shí)質(zhì)量。而對(duì)于單鋼輪壓路機(jī)來(lái)說(shuō)，其振動(dòng)輪的質(zhì)量決定壓路機(jī)的壓實(shí)能力；壓路機(jī)的總質(zhì)量是確定的，分給振動(dòng)輪的質(zhì)量過(guò)小則會(huì)影響壓路機(jī)的壓實(shí)能力，但振動(dòng)輪質(zhì)量過(guò)大又會(huì)使壓路機(jī)前后部分質(zhì)量差別過(guò)大，所以壓路機(jī)的前后輪質(zhì)量分配有一個(gè)合理的區(qū)間范圍；對(duì)于光輪單驅(qū)動(dòng)振動(dòng)壓路機(jī)來(lái)說(shuō)，鋼輪只參與壓實(shí)，不參與行走驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪的分配質(zhì)量可取到整機(jī)質(zhì)量的60%~70%；對(duì)于采用花紋輪胎驅(qū)動(dòng)形式的壓路機(jī)來(lái)說(shuō)，其分配質(zhì)量雖可以取到40%以下，但從動(dòng)輪在作業(yè)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)“擁土”現(xiàn)象，所以無(wú)論光面輪胎還是花紋輪胎，驅(qū)動(dòng)輪的質(zhì)量分配應(yīng)取在40%~45%。綜上，為增大壓實(shí)力又避免“擁土現(xiàn)象”，輪胎驅(qū)動(dòng)的單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)輪質(zhì)量應(yīng)占整機(jī)總質(zhì)量的60%~65%?？紤]到本設(shè)計(jì)壓路機(jī)的整機(jī)質(zhì)量為22t，故取前輪分配質(zhì)量為14300kg，后輪分配質(zhì)量為7700kg.該分配質(zhì)量與前面初步估計(jì)的質(zhì)量是一致的。在壓路機(jī)作業(yè)過(guò)程中，工作質(zhì)量是主要參數(shù),通常情況下是把壓路機(jī)中加入油、水、載荷負(fù)載、隨機(jī)工具,并包括一名司機(jī)(65kg)后的質(zhì)量規(guī)定為壓路機(jī)總質(zhì)量。壓路機(jī)的質(zhì)量對(duì)其施加在土壤上的靜壓力有決定性的作用。不同壓路機(jī)的壓實(shí)效果存在良莠差距，為了能對(duì)它們壓實(shí)能力進(jìn)行測(cè)量評(píng)價(jià)，引入了線載荷的概念。線載荷是指沿振動(dòng)輪軸向單位長(zhǎng)度施加在土壤上的靜壓力(N/cm)。（2-1）式中：G——振動(dòng)輪分配到的載荷，kg;b——振動(dòng)輪寬度，cm將G=14300kg，b=213cm代入上述公式得q=658N/cm。壓路機(jī)的最小轉(zhuǎn)彎半徑壓路機(jī)最小轉(zhuǎn)彎半徑是一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，規(guī)定為當(dāng)壓路機(jī)以最大轉(zhuǎn)向角轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，壓痕外緣到回轉(zhuǎn)中心的距離。對(duì)于一臺(tái)壓路機(jī)而言，轉(zhuǎn)向角越大壓路機(jī)轉(zhuǎn)向半徑越小，所以當(dāng)壓路機(jī)處于最大轉(zhuǎn)向角時(shí)有其最小轉(zhuǎn)彎半徑RW。在總體設(shè)計(jì)時(shí),壓路機(jī)的最小轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)根據(jù)前、后輪中較大的RW值確定。通過(guò)觀察同類型壓路機(jī)的技術(shù)參數(shù)不難發(fā)現(xiàn)壓路機(jī)最大轉(zhuǎn)向角通常取θ=30°~40°。圖2-5壓路機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑壓路機(jī)的轉(zhuǎn)彎半徑如上圖2-5所示，當(dāng)R1（2-2）本壓路機(jī)的最大轉(zhuǎn)角θ=35°，L=3200mm，B=2130mm，帶入上式計(jì)算得R=3350mm。綜上，本文壓路機(jī)的主要參數(shù)如下表所示：表2-4YZ22定向振動(dòng)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)主要參數(shù)表項(xiàng)目參數(shù)線載荷（N/cm）658最大轉(zhuǎn)角（°）35最小轉(zhuǎn)彎半徑（mm）3350壓路機(jī)振動(dòng)參數(shù)選擇（1）振動(dòng)頻率壓路機(jī)振動(dòng)輪受到激振力的作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定頻率的振動(dòng)。經(jīng)驗(yàn)表明，振動(dòng)壓路機(jī)在進(jìn)行路基壓實(shí)時(shí)其合理的工作頻率范圍為25Hz~30Hz,進(jìn)行次基層壓實(shí)時(shí)合理的工作頻率范圍為25Hz~40Hz。因此本振動(dòng)機(jī)的振動(dòng)頻率范圍設(shè)定為28~33Hz。（2）工作振幅和名義振幅振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)輪在壓實(shí)工作中的實(shí)際振幅稱為振動(dòng)壓路機(jī)的工作振幅，用A表示。由于土壤剛度不具有穩(wěn)定性，所以振動(dòng)壓路機(jī)的工作振幅并不是一個(gè)確定且穩(wěn)定的數(shù)字。工作振幅的數(shù)值不能用來(lái)評(píng)價(jià)出不同振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)性能，所以人們引入了名義振幅的設(shè)計(jì)概念來(lái)對(duì)不同振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)性能進(jìn)行比較。振動(dòng)壓路機(jī)的名義振幅一般小于工作振幅。“名義振幅”，也叫做“空載振幅”，是指將壓路機(jī)支撐起來(lái)時(shí)振動(dòng)輪懸空振動(dòng)所測(cè)得的振幅，用A0表示。名義振幅的大小與振動(dòng)質(zhì)量、振動(dòng)輪參數(shù)和激振器的靜偏心距有關(guān)，與壓路機(jī)處于什么作業(yè)工況條件無(wú)關(guān)。本振動(dòng)壓路機(jī)的名義振幅為1.0~1.8mm。（3）參振質(zhì)量及上下車質(zhì)量比的確定參振質(zhì)量包括振動(dòng)輪本身、激振器馬達(dá)、安裝板等,甚至還應(yīng)將減振器質(zhì)量的一半計(jì)入，即參與振動(dòng)壓實(shí)工作的所有零件質(zhì)量的總和。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可知，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)壓路機(jī)來(lái)說(shuō)，振動(dòng)輪的質(zhì)量約占整機(jī)總質(zhì)量的三分之一。本文中振動(dòng)壓路機(jī)的整機(jī)質(zhì)量為22t，所以參振質(zhì)量為mc=7260kg。（4）振動(dòng)加速度振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)地面動(dòng)態(tài)沖擊力的大小常用振動(dòng)加速度表示，大小為一般寫為加速度g的倍數(shù)。振動(dòng)加速度過(guò)大會(huì)會(huì)產(chǎn)生離析現(xiàn)象，此時(shí)小質(zhì)量顆粒留于壓實(shí)鋪層上層，而大質(zhì)量的骨料顆粒沉落鋪層材料低部。振動(dòng)加速度過(guò)小則產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)沖擊力過(guò)小，振動(dòng)壓實(shí)的優(yōu)越性難以體現(xiàn)。離析現(xiàn)象破壞了筑路材料的級(jí)配狀態(tài)，影響路面耐久性和穩(wěn)定性，最終減少路面使用壽命。振動(dòng)輪的振動(dòng)加速度(α)可由名義振幅(A0)和振動(dòng)角頻率(ω)求得：（2-3）（2-4）大振幅時(shí)，A0=1.8mm，f=28Hz；得大振幅振動(dòng)加速度A0=5.68g小振幅時(shí)，A0=1.0mm，f=33Hz；得小振幅振動(dòng)加速度A0=4.38g表2-5不同振幅對(duì)應(yīng)振動(dòng)加速度振幅振動(dòng)加速度（g）大振幅5.68小振幅4.38（5）激振力激振器將偏心振子通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力轉(zhuǎn)化為激振力，激振力的大小與振子的靜偏心力矩和角頻率有關(guān)。由激振力的計(jì)算公式：（2-5）式中：F0——名義激振力，kN；mc——參振質(zhì)量，kg；ω——振動(dòng)壓路機(jī)工作頻率，1/s。大振幅時(shí)，A0=1.8mm，f=28Hz，mc=7260kg；代入數(shù)據(jù)得F0=404kN。小振幅時(shí)，A0=1.0mm，f=33Hz，mc=7260kg；代入數(shù)據(jù)得F0=312kN。表2-6振動(dòng)輪不同振幅對(duì)應(yīng)激振力振幅激振力（kN）大振幅404小振幅312壓路機(jī)的工作速度壓路機(jī)速度根據(jù)其功用分為兩類：作業(yè)工況下的碾壓速度和運(yùn)輸工況的行駛速度。碾壓速度直接影響土壤鋪層的壓實(shí)效果。碾壓速度較低時(shí)，就有了足夠的時(shí)間使路面材料在足夠大的擠壓應(yīng)力作用下產(chǎn)生不可逆的形變，同時(shí)路面材料的結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生變化。同時(shí)，碾壓速度對(duì)生產(chǎn)率密也有一定的決定作用。因此，壓路機(jī)在工作工況的速度應(yīng)具有最佳值。經(jīng)驗(yàn)表明,要克服土壤顆粒之間的粘聚達(dá)到壓實(shí)的目的，壓路機(jī)在一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)振動(dòng)輪需要行走3cm左右，使土壤顆粒由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檎駝?dòng)狀態(tài)。根據(jù)這個(gè)原理我們得出壓路機(jī)合理的碾壓速度應(yīng)控制為v≤3?cm/s。同時(shí)參考各種壓路機(jī)的工作速度，如下表2-7確定：表2-7壓路機(jī)工作速度機(jī)型碾壓速度（km/h）行駛速度（km/h）串聯(lián)振動(dòng)壓路機(jī)W<5t0-40-8W>5t0-60-12輪胎驅(qū)動(dòng)振動(dòng)壓路機(jī)W<5t0-40-8全驅(qū)動(dòng)W>5t0-60-13單驅(qū)動(dòng)W>5t0-60-22本機(jī)為為22t全驅(qū)動(dòng)輪胎振動(dòng)壓路機(jī)，所以設(shè)置碾壓速度為3km/h，行駛速度為12km/h。綜上YZ22定向振動(dòng)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)部分參數(shù)表2-8如下表2-8YZ22定向振動(dòng)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)部分參數(shù)表參數(shù)參數(shù)數(shù)值整機(jī)操作重量（kg）22000前輪分配重量（kg）14300后輪分配重量（kg）7700參振質(zhì)量（kg）7260線載荷（N/cm）658最大轉(zhuǎn)角（°）35最小轉(zhuǎn)彎半徑（mm）3350工作速度（碾壓/行駛）（km/h）3/12壓實(shí)寬度（mm）2130振動(dòng)頻率（低/高）（Hz）28/33名義振幅（高/低）（mm）1.8/1.0激振力（大/小）（kN）404/312振動(dòng)加速度（高/低）（g）5.68/4.38發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)基本型式選型振動(dòng)壓路機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)基本形式的選擇應(yīng)考慮以下參數(shù)：1）振動(dòng)壓路機(jī)優(yōu)考慮選擇柴油機(jī)當(dāng)前市面上現(xiàn)有的振動(dòng)壓路機(jī)搭載柴油機(jī)作為動(dòng)力裝置的比較常見(jiàn)，對(duì)比汽油機(jī)，柴油機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)：①柴油機(jī)有很高的熱效率，油耗也比汽油機(jī)低，兼顧燃油經(jīng)濟(jì)性。②柴油機(jī)運(yùn)行可靠，耐久性好，使用期間故障少，可以大大延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。③采用較高的增壓壓力和更大的缸徑同時(shí)作用以增加柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。④排氣污染較少，環(huán)境友好性高。⑤采油機(jī)無(wú)點(diǎn)火系統(tǒng)，防火安全性好，提高了使用安全性。

但是，柴油機(jī)工作過(guò)程粗暴，燃油壓力及其提升率高，造成振動(dòng)和噪音過(guò)大的缺點(diǎn)，而且主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量大，所以制造成本高、啟動(dòng)困難。2）氣缸排列形式選擇直列/V形3）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻方式的選擇風(fēng)冷式/水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)功率選型振動(dòng)壓路機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率主要消耗在行駛、振動(dòng)、爬坡、轉(zhuǎn)向等方面。所選壓路機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率應(yīng)保證壓路機(jī)在所有作業(yè)工況下正常運(yùn)行。功率校驗(yàn)應(yīng)在壓路機(jī)處于最困難的作業(yè)工況時(shí)進(jìn)行：在11°的坡道上行駛，同時(shí)進(jìn)行振動(dòng)、轉(zhuǎn)向作業(yè)。爬50%（26.6°）的坡道，此時(shí)不進(jìn)行其他作業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率選擇應(yīng)從上述兩種情況下所計(jì)算出的發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率。（1）在11°的坡道上行駛，同時(shí)進(jìn)行振動(dòng)、轉(zhuǎn)向作業(yè)時(shí)需要的功率:（2-6）式中：P11——在爬11°坡道時(shí)的行駛功率；P12——最大振幅振動(dòng)時(shí)所需功率；P13——轉(zhuǎn)向所需功率。（1.1）計(jì)算在爬11°坡道時(shí)的行駛功率（2-7）式中：Pδ——滑轉(zhuǎn)功率；Pk——行駛功率。壓路機(jī)的行駛阻力F（2-8）式中：Ff（2-9）Fa（2-10）Fj（2-11）式中：m——壓路機(jī)總質(zhì)量，m=22000kgf——滾動(dòng)阻力系數(shù)，f=0.15α——坡度，α=11°g—重力加速度，g=9.8m/sδ0——回轉(zhuǎn)質(zhì)量的折算系數(shù)，δt——加速時(shí)間，取t=4sV——壓路機(jī)工作速度，V=3km/h將上述數(shù)據(jù)代入（2-9~2-11）可得：Ff=22000×0.15×Fa=22000×Fj==2387.2N將數(shù)據(jù)代入（2-8）得FK壓路機(jī)在行駛過(guò)程中的滑轉(zhuǎn)功率（2-12）式中：FKV——壓路機(jī)工作速度，V=3km/hδ——滑轉(zhuǎn)率，δ=0.05將數(shù)據(jù)帶入公式（2-12）得=3.3kW振動(dòng)壓路機(jī)的行駛功率（2-13）式中：FK——壓路機(jī)行駛阻力壓路機(jī)行駛功率=62.7kW∴11°坡道上的行駛功率P11為，代入公式（2-7）得：=3.3+62.7=66kW（1.2）以最大振幅振動(dòng)時(shí)的總功率P12（2-14）式中：pa（2-15）式中：mc——參振質(zhì)量，mcg——重力加速度，g=9.8m/sA——最大振幅，A=1.8mmf——壓路機(jī)處于最大振幅時(shí)的振動(dòng)頻率，f=28Hz將上述數(shù)據(jù)代入公式（2-15）得=22.5kW摩擦消耗功率（2-16）式中：μ——軸承的摩擦系數(shù)，μ=0.007mc——參振質(zhì)量，mcg——重力加速度，g=9.8m/sd——軸承平均直徑，d=0.29mf——振動(dòng)頻率，f=33Hz將數(shù)據(jù)代入公式（2-16）得=9.5kW再代入公式（2-14）∴高振幅振動(dòng)總功率=22.5+9.5=32kW（1.3）轉(zhuǎn)向功率p根據(jù)壓路機(jī)的轉(zhuǎn)向功率計(jì)算式（2-17）式中：M——壓路機(jī)原地轉(zhuǎn)向阻力距，N?m；θ——壓路機(jī)轉(zhuǎn)向角，θ=0.61radA——倍數(shù)，采用鉸接轉(zhuǎn)向時(shí)，取A=3；t——完成一次轉(zhuǎn)向所需的時(shí)間，取t=4（2-18）式中：Ga——轉(zhuǎn)向輪上的分布載荷，Gb——轉(zhuǎn)向輪寬度，b=2130mmμ——轉(zhuǎn)向輪與地面之間的摩擦阻力系數(shù)，μ=0.15a——鉸銷中心與轉(zhuǎn)向輪軸線之間的水平距離，a=1432mm帶入上述數(shù)據(jù)分別代入公式（2-18）（2-17）得=3.27×104N=3.3kW∴在11°的坡道上行駛，同時(shí)進(jìn)行振動(dòng)、轉(zhuǎn)向作業(yè)時(shí)需要的功率=66+32+3.3=101.3kW（2）按上述的步驟，爬50%（26.6°）的坡道，此時(shí)不進(jìn)行其他作業(yè)時(shí)需要的發(fā)動(dòng)機(jī)功率：=97.1kW。（3）發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇由于,可知發(fā)動(dòng)機(jī)的功率在11°的坡道上行駛進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)作業(yè)時(shí)需要的功率最大。取發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的傳動(dòng)效率η=0.8，壓路機(jī)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)K=1.1，則發(fā)動(dòng)機(jī)的總功率=139.29KW。振動(dòng)壓路機(jī)使用功率一般都是用一個(gè)小時(shí)功率，故選用三一濰柴WP6G200E331發(fā)動(dòng)機(jī)，可以滿足設(shè)計(jì)要求。下表2-9為不同廠家選用的發(fā)動(dòng)機(jī)類型匯總。表2-9不同廠家選用的發(fā)動(dòng)機(jī)類型匯總廠家發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)功率（kW）轉(zhuǎn)速(r/min)中聯(lián)重科YZ20-Ⅲ東風(fēng)康明斯6BTA5.9—C1801322300三一SSR200AC-8H濰柴WP6G200E3311472000柳工CLG620H上柴D6114ZG1402300所以本機(jī)所選的動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)為：表2-10YZ22振動(dòng)壓路機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)選型選型功率（kW）轉(zhuǎn)速(r/min)汽缸的排列形式柴油機(jī)的冷卻方式上柴D6114ZG1402300V形水冷式

定向振動(dòng)設(shè)計(jì)振動(dòng)壓路機(jī)作業(yè)裝置振動(dòng)壓路機(jī)的工作原理如下：開(kāi)始利用振動(dòng)輪的振動(dòng)進(jìn)行作業(yè)，其次使用處于振動(dòng)輪內(nèi)部的偏心塊，通過(guò)其進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生激振力，然后可以強(qiáng)迫振動(dòng)輪進(jìn)行振動(dòng)，由此完成很多繁雜工程壓實(shí)作業(yè)的要求。這次設(shè)計(jì)的振動(dòng)輪的振動(dòng)力作用方向可以從垂直定向振動(dòng)，然后通過(guò)無(wú)極調(diào)節(jié)，方向變?yōu)樗秸駝?dòng)。集中使用振動(dòng)能量是定向振動(dòng)的基本原理。定向振動(dòng)可以是集中于沿滾輪運(yùn)行方向的水平振動(dòng)，就是振蕩，也可以看作是純粹的垂直振動(dòng)，如圖3-1所示。所謂振蕩壓實(shí)的原理就是使用振動(dòng)輪，圍繞著它的軸線振動(dòng)后，從而出現(xiàn)水平振動(dòng)。圖3-1振蕩示意圖垂直振動(dòng)是通過(guò)激振結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)完全抵消了水平作用力而實(shí)現(xiàn)的。這消除了振動(dòng)輪在水平方向?qū)Σ牧系臄_動(dòng)，其全部振動(dòng)能量向著深層傳播，為厚鋪層材料的壓實(shí)創(chuàng)造了條件。定向振動(dòng)設(shè)計(jì)定向振動(dòng)的實(shí)現(xiàn)如下圖3-2所示，兩個(gè)藍(lán)色偏心塊是一組，紅色大偏心塊為一組，兩組偏心塊反向旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生定向振動(dòng)，其振動(dòng)與雙軸雙偏心塊產(chǎn)生垂直振動(dòng)的原理是類似的。相當(dāng)于把雙軸偏心塊軸心在一條線上。中間紅色偏心塊是通過(guò)軸套套在藍(lán)色軸上，藍(lán)色軸是通軸。紅色偏心塊的傳動(dòng)路線是：右側(cè)藍(lán)色齒輪——右側(cè)白色齒輪———左側(cè)白色齒輪——最上側(cè)綠色齒輪——紅色齒輪。這樣藍(lán)色偏心塊和紅色偏心塊旋向相反，實(shí)現(xiàn)定向振動(dòng)。圖3-2定向振動(dòng)壓路機(jī)激振室內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3-3同軸三偏心塊定向振動(dòng)或垂直振動(dòng)原理圖調(diào)向的實(shí)現(xiàn)圖3-4調(diào)向振動(dòng)原理如圖3-4所示，兩組偏心塊軸線轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，振動(dòng)力作用方向便轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，從而實(shí)現(xiàn)從垂直振動(dòng)向水平振動(dòng)的振動(dòng)力輸出。對(duì)于兩組偏心塊同軸的調(diào)向振動(dòng)激振器來(lái)說(shuō)，其調(diào)向原理也是類似的。如圖3-2所示，兩組偏心塊及各傳動(dòng)齒輪、軸承與殼體組成一個(gè)整體即激振室。如圖3-5所示調(diào)向電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，激振室旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，此時(shí)最大激振力（兩組偏心塊偏心質(zhì)量重合點(diǎn)相當(dāng)于圖3-4中的斜向振動(dòng)）的方向就改變了，從而實(shí)現(xiàn)振動(dòng)方向的變化。圖3-5調(diào)向原理圖假如在某一時(shí)刻，兩組（三個(gè)）偏心塊處于圖3-5中所示位置（三個(gè)偏心塊的質(zhì)心在一條線上），當(dāng)偏心塊調(diào)向電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，則圖3-5中的中間偏心塊即相對(duì)兩側(cè)偏心塊旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，此時(shí)若要達(dá)到三個(gè)偏心塊質(zhì)心在一條線上，則兩側(cè)偏心塊必須多旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，此時(shí)質(zhì)心重合線相對(duì)原重合線相差調(diào)向電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角。振動(dòng)力方向即產(chǎn)生變化。

液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)選型全液壓傳動(dòng)壓路機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)相比，不僅減輕了操作人員的工作強(qiáng)度，而且提高了壓路機(jī)整機(jī)工作性能，除此之外全液壓傳動(dòng)壓路機(jī)還有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)：液壓傳動(dòng)可以達(dá)到無(wú)級(jí)調(diào)速。無(wú)級(jí)調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)在于，不論是在不同路面厚度，還是在不同材料路面工作時(shí)，作業(yè)速度都能達(dá)到最佳的碾壓速度，提高生產(chǎn)率。液壓傳動(dòng)也可以達(dá)到全輪驅(qū)動(dòng)。全輪驅(qū)動(dòng)壓路機(jī)和普通壓路機(jī)做對(duì)比，它的驅(qū)動(dòng)能力更為優(yōu)異，同時(shí)它的壓實(shí)性能也的道理很大程度的改善，驅(qū)動(dòng)軸的工作可靠性也有所提高。液壓系統(tǒng)使傳動(dòng)更加平穩(wěn)。機(jī)油的可壓縮性將發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪驅(qū)動(dòng)慣性對(duì)啟動(dòng)和停止時(shí)壓路機(jī)慣性的影響降低到最小，使壓路機(jī)的換向和啟動(dòng)操作更輕松、容易，減少了因機(jī)械沖擊而對(duì)壓實(shí)地面產(chǎn)生多余的側(cè)向沖擊，但與機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比壓路機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)的剛度降低了30％。液壓傳動(dòng)使操作更加簡(jiǎn)化。壓路機(jī)前后方向的改變、運(yùn)行速度的調(diào)整以及振動(dòng)輪的振動(dòng)和斷開(kāi)都可以通過(guò)單桿操作實(shí)現(xiàn)。液壓傳動(dòng)優(yōu)化了整體布局。由于液壓部件的布置的可移動(dòng)，可以最大程度配合發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)部件的布局，這有利于優(yōu)化壓路機(jī)的外觀和整體結(jié)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝更加靈活。人機(jī)系統(tǒng)布可以以方便實(shí)現(xiàn)鉸接轉(zhuǎn)向?yàn)槟康?。行駛?qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)振動(dòng)壓路機(jī)行走對(duì)液壓傳動(dòng)的要求：操作方便：振動(dòng)壓路機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)、倒車等操作，只需簡(jiǎn)單的操作，即可輕松、無(wú)問(wèn)題地完成。定位運(yùn)行穩(wěn)定：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的擺角應(yīng)與振動(dòng)壓路機(jī)的運(yùn)行速度成正比，振動(dòng)壓路機(jī)可平穩(wěn)停車、倒車和啟動(dòng)，中間位置附近的變化應(yīng)平穩(wěn)可靠，避免過(guò)度沖擊。全輪驅(qū)動(dòng)：全輪驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)能使振動(dòng)壓路機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力大幅提升。傳動(dòng)效率顯著提高：在發(fā)動(dòng)機(jī)總功率中，振動(dòng)壓路機(jī)的行走驅(qū)動(dòng)功率占40%～55%。有過(guò)載保護(hù)的能力：對(duì)過(guò)載情況有一定保護(hù)作用，保護(hù)液壓元件和相關(guān)傳動(dòng)部件不受損壞，振動(dòng)壓路機(jī)的工作時(shí)可靠性由此得以保證。行駛驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)選型YZ22定向振動(dòng)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)采用全輪驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)，如圖4-1所示。其核心為液壓泵和前后雙馬達(dá)構(gòu)成的閉式液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，其中前輪馬達(dá)通過(guò)設(shè)置減速器驅(qū)動(dòng)。圖4-1全輪驅(qū)動(dòng)行走液壓系統(tǒng)傳動(dòng)路線為如下（圖4-2）：圖4-2行駛系統(tǒng)液壓傳動(dòng)路線圖本機(jī)采用全輪驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)，傳動(dòng)效率高、可靠性好、技術(shù)和結(jié)構(gòu)成熟，而且在壓實(shí)過(guò)程中，因?yàn)檎駝?dòng)輪（前輪）的滑移，單鋼輪驅(qū)動(dòng)（后輪）會(huì)出現(xiàn)從動(dòng)輪（前輪）的擁土的現(xiàn)象，這個(gè)系統(tǒng)則會(huì)幫助這個(gè)現(xiàn)象得到有效改善。同時(shí)也解決了單靠輪胎驅(qū)動(dòng)，在附著條件差的情況下，難以獲得必要的牽引力，從而縮小了壓路機(jī)的作用范圍，使爬坡度較大的坡段目的無(wú)法實(shí)現(xiàn)。行走系統(tǒng)液壓回路原理圖圖4-3YZ22定向振動(dòng)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)行走液壓系統(tǒng)行走液壓系統(tǒng)的選型計(jì)算（1）油泵的相關(guān)計(jì)算通過(guò)壓路機(jī)在最大坡道的作業(yè)工況可以對(duì)輸入油泵的當(dāng)量功率進(jìn)行計(jì)算，即（4-1）式中：Np——輸入油泵的當(dāng)量功率，kW;P——壓路機(jī)作業(yè)時(shí)的牽引力最大值，50355N;v1——壓路機(jī)作業(yè)檔速度，3km/h；p1——液壓系統(tǒng)工作壓力，20MPa；Δp——油馬達(dá)進(jìn)出油口壓力差Δp=p1-p2=15MPa，p2為油馬達(dá)的回油背壓；ηcp——油泵的平均傳動(dòng)效率（4-2）ηH——液壓系統(tǒng)的效率通常閉式系統(tǒng)取值0.83ηF、ηR——前輪機(jī)械傳動(dòng)的效率（取0.95）和后輪機(jī)械傳動(dòng)的效率（取0.95）；qk——振動(dòng)輪個(gè)數(shù)，本機(jī)振動(dòng)輪個(gè)數(shù)為2。將上述數(shù)據(jù)代入（4-2）（4-1）得=0.79=70.82kW此時(shí)的Np是所選油泵功率當(dāng)量值，并非實(shí)際功率，因?yàn)閴郝窓C(jī)坡度較大的路面進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)時(shí)運(yùn)行速度較慢。油泵的計(jì)算排量為：（4-3）式中：qp——油泵的計(jì)算排量，mL/r；np——油泵的轉(zhuǎn)速，2300r/min；ηpv——軸向柱塞泵的容積效率取0.96將上述數(shù)據(jù)代入公式（4-3）得=96.22mL/r根據(jù)計(jì)算值qp確定本文振動(dòng)壓路機(jī)所選油泵為丹佛斯90R100，通過(guò)產(chǎn)品手冊(cè)查出油泵的實(shí)有排量qp=100mL/r和最高轉(zhuǎn)速nmax=3000r/min，滿足qp>qp及np<nmax。油泵的計(jì)算流量為：（4-4）式中：Qp——油泵的計(jì)算流量，L/min。將上述數(shù)據(jù)代入得：=220.8L/min（2）油馬達(dá)的相關(guān)計(jì)算可以知道，作為一個(gè)全驅(qū)動(dòng)的壓路機(jī)，工作原理是利用一個(gè)油泵帶動(dòng)兩個(gè)油馬達(dá)來(lái)開(kāi)展工作。壓路機(jī)的最大的牽引力（P）出現(xiàn)在使用作業(yè)檔速度工作時(shí)，因此前后輪油馬達(dá)的排量，可以通過(guò)作業(yè)速度計(jì)算，最后獲知油馬達(dá)的計(jì)算排量分別為：后輪（4-5）前輪（4-6）式中：qR、qF——后輪和前輪的計(jì)算排量，mL/r；rF、rR——前輪和后輪的動(dòng)力半徑，rF=0.8m，rR=0.68m；iRⅠ、ηRⅡ——后輪作業(yè)檔機(jī)械傳動(dòng)比65.5和傳動(dòng)效率0.8；ig、ηg——前輪減速器的傳動(dòng)比73.5和傳動(dòng)效率0.75；vⅡ——壓路機(jī)行駛檔滿速，12km/h；ηmm、ηmv——油馬達(dá)的機(jī)械效率取0.95與容積效率取0.96。將上述數(shù)據(jù)代入公式（4-5）（4-6）得qR=95.5mL/rqF=97.3mL/r根據(jù)計(jì)算得到的和，本振動(dòng)壓路機(jī)油馬達(dá)選用選擇丹佛斯90R100，根據(jù)產(chǎn)品手冊(cè)查出油馬達(dá)的實(shí)有排量、是，它的最高轉(zhuǎn)速為，可以同時(shí)滿足、且，選擇取油馬達(dá)的排量與油泵排量，處于相等或者相差一個(gè)排量級(jí)范圍內(nèi)。表4-1行走液壓系統(tǒng)元件選型液壓元件所選型號(hào)排量(mL/r)最高轉(zhuǎn)速（r/min）油泵丹佛斯90R1001003000油馬達(dá)丹佛斯90M1001003000振動(dòng)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)振動(dòng)液壓系統(tǒng)原理圖此次設(shè)計(jì)，選擇使用閉式振動(dòng)液壓系統(tǒng)。此系統(tǒng)具有很優(yōu)秀的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，就是它的工作壓力數(shù)值可以設(shè)置在較大的數(shù)值上，在選擇使用柱塞馬達(dá)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)它的最大工作壓力竟然能夠達(dá)到25MPa，這將減小液壓組件的尺寸。當(dāng)壓路機(jī)的振動(dòng)輪改變振幅或停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生一定的瞬時(shí)沖擊壓力，但對(duì)比開(kāi)路系統(tǒng)，瞬時(shí)沖擊壓力的影響要小很多。圖4-4雙頻率振動(dòng)閉式液壓系統(tǒng)振動(dòng)液壓系統(tǒng)的選型計(jì)算（1）油泵的計(jì)算輸入油泵的當(dāng)量功率根據(jù)公式（4-7）得：（4-7）式中：Np——輸入油泵的當(dāng)量功率，kW；Nv——振動(dòng)輪最大振幅時(shí)對(duì)應(yīng)振動(dòng)功率，22.5kW;ηH——液壓系統(tǒng)的傳遞效率，閉式系統(tǒng)取0.83p1——液壓系統(tǒng)所處的工作壓力，25MPa；Δp——油馬達(dá)進(jìn)出油口壓力差Δp=p1-p2=16MPa，p2為油馬達(dá)的回油背壓；qk——振動(dòng)輪個(gè)數(shù)，本機(jī)為單鋼輪壓路機(jī)故取1。將上述數(shù)據(jù)代入（4-7）得=42.36kW將結(jié)果代入（4-3）得油泵的應(yīng)有排量qp為：=52.95mL/r根據(jù)確定本振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)液壓系統(tǒng)采用油泵SAUER90R055，根據(jù)產(chǎn)品手冊(cè)查出油泵的實(shí)有排量為qp=55mL/r和最高轉(zhuǎn)速nmax=2000r/min，且滿足及np<nmax。油泵流量Qp按式（4-4）計(jì)算得：=105.6L/min（2）油馬達(dá)的計(jì)算油馬達(dá)理論計(jì)算排量為：（4-8）式中：qm——油馬達(dá)的理論計(jì)算排量，mL/r；?max——本振動(dòng)壓路機(jī)最高振動(dòng)頻率，?max=33Hz；ηmv——油馬達(dá)的容積效率，取0.96。將上述數(shù)據(jù)代入公式（4-8）得=51.2mL/r根據(jù)計(jì)算值qm，按系列選擇油馬達(dá)SAUER90M055，查出油馬達(dá)的實(shí)有排量qm=55mL/r，得qm≤qm。油馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為：（4-9）式中：nm——油馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，r/min；qm——油馬達(dá)的實(shí)有排量，mL/r。代入數(shù)據(jù)得=1843.2r/min通過(guò)上述的計(jì)算，獲知的的nm值易得不超過(guò)油馬達(dá)產(chǎn)品樣本標(biāo)定的最高轉(zhuǎn)速。表4-2振動(dòng)液壓系統(tǒng)液壓元件選型液壓元件所選型號(hào)排量(mL/r)最高轉(zhuǎn)速（r/min）油泵SAUER90R055552000油馬達(dá)SAUER90M055552000轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)振動(dòng)壓路機(jī)的車架根據(jù)其整機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，由前、后兩端鉸接組成。車架間采用“十字”鉸接連接。鉸接式振動(dòng)壓路機(jī)的轉(zhuǎn)向行駛通過(guò)液壓缸前、后車架間的夾角的改變而實(shí)現(xiàn)。振動(dòng)壓路機(jī)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)系統(tǒng)主要由以下四部分組成，分別是：可以提供系統(tǒng)壓力油的供油泵、用來(lái)操縱駕駛的方向盤、通過(guò)轉(zhuǎn)向柱進(jìn)行相連的全液壓轉(zhuǎn)向器、還有位于前后車架上的轉(zhuǎn)向油缸。液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的使用和維護(hù)應(yīng)注意：配備合適的液壓油，保持液壓系統(tǒng)中的液壓油清潔，避免空氣接觸液壓油，液壓油溫度過(guò)高不宜過(guò)高，液壓油泵皮帶的松緊度也應(yīng)注意檢查與調(diào)整。全液壓轉(zhuǎn)向器的選用YZ22定向振動(dòng)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)采用一種新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，叫做開(kāi)芯無(wú)路感轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，如圖4-5。一般駕駛時(shí)處于方向盤上的外力在此系統(tǒng)中并不會(huì)被感知到，這是由于時(shí)的此系統(tǒng)轉(zhuǎn)向閥在中間位置,這樣以來(lái)，轉(zhuǎn)向油缸的兩腔無(wú)法通過(guò)轉(zhuǎn)向閥芯構(gòu)成回路,導(dǎo)致轉(zhuǎn)向輪上的外力無(wú)法傳遞，所以方向盤上也不會(huì)有影響舒適度的外力出現(xiàn)，使駕駛操作更加舒適輕便。圖4-5開(kāi)芯無(wú)路感轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)振動(dòng)壓路機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖作為動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，鉸接式全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓原理如下所示：發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向泵把油箱中的油變成一定壓力的液壓油，液壓油經(jīng)油管送到轉(zhuǎn)向式分配閥，轉(zhuǎn)閥式分配閥直接與方向盤相連，當(dāng)方向盤左打時(shí)，則轉(zhuǎn)閥式分配閥讓液壓油從右轉(zhuǎn)向油缸的無(wú)桿腔進(jìn)入，從有桿腔出來(lái)，而在左轉(zhuǎn)向油缸，液壓油從有桿腔進(jìn)入，從無(wú)桿腔出來(lái)，從而右轉(zhuǎn)向油缸的活塞桿向前伸出，左轉(zhuǎn)向油缸的活塞桿往后拉，從而實(shí)現(xiàn)向左轉(zhuǎn)向，向右轉(zhuǎn)向則相反。圖4-6全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向液壓傳動(dòng)系統(tǒng)選型計(jì)算轉(zhuǎn)向油缸的內(nèi)徑通常由公式（4-10）得：（4-10）式中：D——轉(zhuǎn)向油缸內(nèi)徑，cm；M——原地轉(zhuǎn)向時(shí)壓路機(jī)的阻力矩，3.27×104Nθ——壓路機(jī)轉(zhuǎn)向角度，θ=35°；p——轉(zhuǎn)向油缸得工作壓力，15Mpa；l——油缸活塞的工作行程，23.6cm；K——轉(zhuǎn)向油缸數(shù)量，本機(jī)轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)采用雙缸K=2；ε——活塞桿直徑d與轉(zhuǎn)向油缸內(nèi)徑D之比，ε=1.25；ηL——油缸的傳動(dòng)效率，一般壓路機(jī)取0.95。將上述數(shù)據(jù)代入公式（4-10）得=13.6cm取整得D=14cm,所以本機(jī)采用長(zhǎng)江HSGK140/dE液壓缸。（1）轉(zhuǎn)向油缸的選擇與計(jì)算易獲得油缸大、小腔同時(shí)進(jìn)油時(shí)的工作容積之和，作為雙油缸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作容積。在壓路機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的轉(zhuǎn)向油缸內(nèi)的活塞在要求走完的距離內(nèi)要求的流量（）計(jì)算表達(dá)式如下：（4-11）式中：t——活塞走完整個(gè)行程所用時(shí)間，本機(jī)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取t=4s。VL——油缸大腔進(jìn)油容積mL,=3632.9mL。將上述數(shù)據(jù)代入公式（4-11）得=54.49L/min所以本機(jī)采用BZZ1-800轉(zhuǎn)向器。（2）轉(zhuǎn)向器選擇與計(jì)算轉(zhuǎn)向器的計(jì)量馬達(dá)的排量的確定指標(biāo)，通常是看轉(zhuǎn)向油缸工作容量的實(shí)際要求來(lái)進(jìn)行確定，即（4-12）式中：qp——轉(zhuǎn)向器計(jì)量馬達(dá)的排量，mL/r；n——轉(zhuǎn)向器極限位置變化所需轉(zhuǎn)動(dòng)總?cè)?shù)，同類型壓路機(jī)轉(zhuǎn)向器的圈數(shù)為5~7，本次設(shè)計(jì)取n=6；ηmv——轉(zhuǎn)向器的容積效率，取0.88將上述數(shù)據(jù)代入公式（4-12）得=712.3mL/r（3）轉(zhuǎn)向油泵計(jì)算通過(guò)油缸所需流量、輸入轉(zhuǎn)速這個(gè)兩個(gè)因素，可以確定轉(zhuǎn)向泵的排量，計(jì)算方法由下可知，它最后計(jì)算值如下：（4-13）式中：——轉(zhuǎn)向泵的排量，；——油泵輸入轉(zhuǎn)速，；ηpv——油泵的容積效率，取ηpv=0.90將上述數(shù)據(jù)代入公式（4-13）得=26.32mL/r根據(jù)計(jì)算所得油泵排量選擇稍大或接近的油泵，本機(jī)選用長(zhǎng)江CBY2032齒輪泵，通過(guò)查詢產(chǎn)品手冊(cè)得理論排量qp=32.23。根據(jù)所選油泵的理論排量計(jì)算油泵的流量得：（4-14）式中：Qp——轉(zhuǎn)向油泵流量，L/min。代入數(shù)據(jù)得：=66.71mL/r表4-3YZ22定向振動(dòng)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)液壓元件選型液壓元件所選型號(hào)排量（mL/r）/鋼徑（mm）齒輪泵CBY203232.23液壓缸長(zhǎng)江HSGK140/dE140轉(zhuǎn)向器BZZ1-800720

減振支承系統(tǒng)振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)輪減振支承系統(tǒng)選型圖5-1為本文中設(shè)計(jì)的振動(dòng)壓路機(jī)簡(jiǎn)化后的振實(shí)作業(yè)減振結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖。從該圖中可以看出，減振結(jié)構(gòu)可以被劃分為三級(jí)：一級(jí)減振器安裝在振動(dòng)輪和機(jī)架前端之間，起初步減振作用；二級(jí)減振器安裝在機(jī)架與駕駛室前端之間，起二次減振作用；二級(jí)減振器安裝在駕駛室與駕駛員之間，為駕駛員座椅中內(nèi)置的減振環(huán)節(jié)。壓路機(jī)總體系統(tǒng)相關(guān)振動(dòng)中，最為核心的激勵(lì)源為振動(dòng)輪。通過(guò)查閱相關(guān)資料，本文發(fā)現(xiàn)各研究中多認(rèn)為一級(jí)減振器所起的初級(jí)減振最為重要，車輛的總體動(dòng)態(tài)性能與該減振器有很大關(guān)聯(lián)，在動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn)時(shí)一般會(huì)使用一級(jí)減振器作為研究對(duì)像。圖5-1振動(dòng)壓路機(jī)減震系統(tǒng)示意圖在作業(yè)過(guò)程中，壓實(shí)材料受到壓路機(jī)振動(dòng)輪的沖擊力度直接影響了壓實(shí)作業(yè)的效果。在實(shí)際使用過(guò)程中，振動(dòng)輪所產(chǎn)生沖擊力越大，壓路機(jī)的壓實(shí)效果越好，但是造成總體機(jī)械部件壽命降低、駕駛員在乘坐時(shí)舒適度下降等負(fù)面影響。因此，在設(shè)計(jì)中為了在盡可能增強(qiáng)振動(dòng)輪振動(dòng)的同時(shí)減少其負(fù)面影響，人們?cè)O(shè)計(jì)了一級(jí)減振系統(tǒng)，通過(guò)減振器把緩解過(guò)的振動(dòng)效果傳遞給車輛。橡膠減振器在多種類型的一級(jí)減振器中有著較為突出的優(yōu)勢(shì)，因此本文將該減振器作為首要選擇。橡膠減振器天然橡膠和丁晴橡膠為兩種較為常見(jiàn)的用于制作橡膠減振器的材料，它們的性能各有優(yōu)劣。本文在研究中發(fā)現(xiàn)，使用天然橡膠作為減振器材料具有易于加工的特點(diǎn)，彈性穩(wěn)定性優(yōu)越，具有較為優(yōu)越的機(jī)械性能，同時(shí)也有良好的耐日蝕性。但其缺陷較為明顯：材料阻尼較低，在共振區(qū)附近不能保持其安全性能。在共振區(qū)附近時(shí)，振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)幅度變化非常大。另一大缺點(diǎn)是天然橡膠耐油性差，一旦油污接觸到減振器，橡膠就會(huì)變形并失去彈性。丁二烯橡膠相比之下有著較好的耐油性，同時(shí)材料阻尼大，因此本文中設(shè)計(jì)的減振器將使用丁腈橡膠作為首選材料。橡膠減振器幾何形狀的選擇在橡膠減振器相關(guān)設(shè)計(jì)中，圓和矩形截面是通常被采用的兩種橫截面形狀，其幾何形狀如圖5-2所示。這兩種截面的形狀加工工藝流程已經(jīng)成熟，所需橡膠模型容易通過(guò)加工得到，而且減振剛度理論計(jì)算方法已經(jīng)廣泛使用。圓截面橡膠減振器的剪切剛度具有在不同方向上均相等的特性，而矩形截面橡膠減振器的剪切剛度的數(shù)值會(huì)隨所在位置的不同而有所變化。a）圓截面橡膠減振器b）矩形截面橡膠減振器圖5-2橡膠減振器的幾何形狀振動(dòng)壓路機(jī)減振器可以根據(jù)扭矩是否傳遞分為兩類：傳遞扭矩、不傳遞扭矩。其中傳遞扭矩型減振器在實(shí)現(xiàn)基本減振作用的同時(shí)可以被用來(lái)作為彈性聯(lián)軸節(jié)，其結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為圖5-3，從中可以看出傳遞扭矩型減振器可以使振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力矩M通過(guò)減振器傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上。在使用矩形或其余非圓形減振器時(shí)，壓路機(jī)減振系統(tǒng)總體的剛度會(huì)受到其驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)的角度的影響。而圓形截面減振器則不會(huì)，在驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其系統(tǒng)總體剛度的不變。因此本文在設(shè)計(jì)中將選擇圓形截面減振器。a）矩形截面b）圓形截面圖5-3傳遞扭矩型減振器橡膠減振器的特點(diǎn)橡膠材料具有內(nèi)摩擦、阻尼大的特點(diǎn)，使得振動(dòng)壓路機(jī)作業(yè)時(shí)安全性更高。橡膠減振器的剛度、形狀可以通過(guò)設(shè)計(jì)更加符合指定壓路機(jī)。橡膠材料對(duì)高頻振動(dòng)的吸收能力更強(qiáng)，因此工作范圍更廣。橡膠減振器在確定了外形及尺寸大小后，可以使用調(diào)節(jié)該類減振器硬度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其剛度的改變。橡膠減振器的耐油性、耐高性較差。橡膠減振器的質(zhì)量輕，便于拆卸重組。

結(jié)論本文圍繞YZ22定向振動(dòng)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)整機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)、定向振動(dòng)及液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)等部分進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，對(duì)前文中所得到的階段性結(jié)論進(jìn)行總結(jié)，可以得到本文的最終成果有以下三點(diǎn)：本文在設(shè)計(jì)YZ22定向振動(dòng)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)的過(guò)程中，對(duì)整體的功能和構(gòu)造進(jìn)行了著重介紹，主要的特點(diǎn)在于壓路機(jī)各子系統(tǒng)部分可以相互協(xié)調(diào)作用、完成各自特定的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)整體的功能。本文充分利用已有資源，查閱了國(guó)外的相