傳統偏心振動機構與新型無沖擊振動偏心機構對比

振動輪偏心機構作為單鋼輪振動壓路機的核心，其性能好壞直接影響基礎設施的質量和施工速度。本文通過對比傳統偏心振動機構與無沖擊振動偏心機構的結構特點、原理，分析出單鋼輪振動壓路機采用無沖擊偏心振動機構的優勢。

1.結構組成

壓路機振動輪傳統偏心振動機構主要由第一固定偏心塊1、活動偏心塊2、第二固定心塊3、中心軸4、擋銷5、中心軸6等組成，如圖1所示。新型無沖擊振動偏心機構主要由螺塞1、殼體2、鋼球3、螺塞4和阻尼油5等組成，如圖2所示。

與傳統振動輪振動機構相比，無沖擊偏心振動機構具有以下4個特點：一是將整體式分割為鋼球單元，避免整體質量同時正面撞擊腔體；二是不對稱圓柱腔式結構，可使鋼珠在腔內滾動；三是通過增減鋼珠大小和數量，可無極調整激振力大小；四是振動腔加入阻尼硅油，加強了緩沖效果。

2.工作原理

（1）傳統偏心振動機構

傳統偏心振動機構啟振時，動偏心塊處于靜止狀態，振動軸靜偏心塊組合由零角速度同步逐漸加速。靜偏心塊擋銷旋轉后撞擊到動偏心塊，動偏心塊在擋銷持續推動下同步加速旋轉，實現整個振動偏心機構高速旋轉平衡狀態，產生激振力。

該機構工作時，通過液壓馬達2個不同方向旋轉來實現高、低振幅切換。振動泵通過高壓油推動振動馬達旋轉，振動馬達扭矩通過聯軸器傳遞至振動軸，從而帶動靜偏心塊組合旋轉。逆時針啟振時，靜偏心塊加速旋轉180°位置后，擋銷會突然撞擊到動偏心塊。在擋銷持續推動下，動偏心塊同步加速旋轉，實現整個振動偏心機構高速旋轉平衡狀態。此時動偏心質量與靜偏心質量分別處于圓周相對180°位置，振動單元的偏心質量為動偏心質量與靜偏心質量在圓周方向上之差。逆時針振動時，振動單元高速旋轉，振動輪表現為低激振力、小振幅。

順時針啟振時，振動單元的偏心質量為靜偏心質量和動偏心質量在圓周方向上相互疊加。此時振動表現為高激振力、大振幅。大振幅停振時，靜偏心塊在馬達扭矩阻力的作用下，快速減緩旋轉，動偏心塊在慣性作用下繼續旋轉，直至擋銷突然撞擊靜偏心塊后逐漸停止轉動。

（2）新型無沖擊偏心振動機構

新型無沖擊偏心振動機構啟振時，振動機構殼體中鋼球隨振動軸轉動分散滑轉入腔體底部，逐漸與殼體由相對運動到靜止狀態，偏心質量高速旋轉形成離心力。該離心力再通過軸承傳遞到鋼輪，帶動鋼輪總成同頻率振動。

該機構工作時，通過液壓馬達2個不同方向旋轉來實現無沖擊切換。振動泵通過高壓油推動振動馬達旋轉，振動馬達扭矩通過聯軸器傳遞至振動軸，從而帶動偏心殼體旋轉。順時針旋轉時，振動單元的偏心質量為殼體偏心質量和鋼球在圓周方向上相互疊加，振動表現為高激振力、大振幅。逆時針旋轉時，鋼球與殼體偏心質量分別處于圓周相對180°位置，振動單元的偏心質量為殼體與鋼球偏心質量在圓周方向上之差。此時振動單元高速旋轉，振動表現為低激振力、小振幅。

（3）工作狀態對比

傳統有沖擊偏心振動機構與新型無沖擊偏心振動機構在靜止狀態、啟振階段、停振階段的工作狀態如圖3、圖4、圖5所示。

3.綜合性能

（1）噪聲

傳統偏心振動機構啟振、停振時有清脆的撞擊噪聲，振動壓路機每天啟振、停振數百次，其產生的噪聲嚴重損害了駕駛員的身心健康，破壞了周圍環境。采用無沖擊偏心振動機構，其啟振、停振時無尖銳撞擊噪聲，這不僅能有效改善周圍施工環境，還可保障駕駛員的身心健康。

（2）系統沖擊力

傳統偏心振動機構啟振時系統壓力迅速升至47MPa，對系統沖擊過大。這不僅會造成整個偏心振動機構穩定性變差、振動軸承等元件使用壽命縮短，嚴重時還會導致系統故障率增高。無沖擊偏心振動機構啟振時系統壓力較慢升至40MPa，對系統沖擊降低。采用無沖擊偏心振動機構，則可使整個機構穩定性加強，振動軸承等元件使用壽命延長，系統故障率降低。

（3）工作效率

傳統偏心振動機構啟振時間6～7s，10～12s后頻率才能平穩，為此采用該機構的壓路機起始段壓實質量差，很難滿足快速施工作業的要求。無沖擊偏心振動機構啟振時間僅為5～6s，為此采用該機構起始段壓實質量好，能滿足快速施工作業的要求。

（4）通過共振區時間

傳統偏心振動機構通過共振區時間為3-4s，通過共振區時，由于駕駛室產生抖動會使駕駛員感覺極為不適。采用無沖擊偏心振動機構，可快速通過共振區，這對于減少駕駛室等件劇烈抖動和改善駕駛員舒適度，均有較為明顯的作用。

由此看出，壓路機采用無沖擊偏心振動機構，能夠實現無沖擊啟振和停振，避免傳統沖擊振動機構噪聲較大、系統沖擊壓力過高、工作效率低、壓實質量差、通過共振區時間過長等問題。二者綜合效果對比如附表所示。

綜上所述，新型無沖擊偏心振動機構具有啟振與停振噪聲低、系統沖擊壓力小、工作效率高、壓實質量高、通過共振區時間短等特點，各項性能均優于傳統偏心振動機構。目前，新型無沖擊偏心振動機構已批量應用于我公司單鋼輪振動壓路機上，并通過了試驗檢測和市場驗證，性能表現優異，是一種應用在壓路機上理想的振動偏心機構。

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