壓路機雙輪振動對整機減振性能的影響

鄭立濤

（黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司）

摘 要：我國的道路施工技術受到了經濟發展的影響，使施工建設的道路的質量更高，壓路機是一種重要的道路施工設備，在道路施工中經常會被使用到，尤其是在鐵路施工、高級公路施工以及機場跑道施工中會被頻繁用到，具有填方壓實、碾壓沙性、穩定路基等功能。但是壓路機也存在使用性能方面的缺陷，雙輪震動型的壓路機的減震問題影響了壓路機的使用體驗，為了提升壓路機的減震性能，本文通過對雙輪震動型壓路機的使用經驗對其減震性能進行分析。

關鍵詞：雙輪震動壓路機；減震性能；道路施工；影響

壓路機作為道路施工中不可或缺的設備，在道路施工的過程中有著極高的地位，但是減震問題是壓路機的常見問題，嚴重地影響了壓路機的可靠性，在一定程度上也降低了壓路機駕駛員的舒適度，雖然我國的技術人員為了保證壓路機的減震性能，不斷地對壓路機的內部構造進行研究，但是仍舊難以緩解壓路機的震動情況，雙輪壓路機受到震動的影響更大，本文對雙輪的壓路機的震動情況進行分析，通過減震實驗的方式，來闡述如何緩解壓路機的震動情況。

1 雙輪壓路機減震問題研究概況

技術人員在觀察雙輪壓路機的運行過程時發現：這種特殊的壓路機的結構類型主要是鉸接的結構，因此在進行減震功能研究時，可以將鉸接的兩部分分別進行研究，減震系統的一大組成部分是橡膠，當壓路機作業時，震動端與驅動端之間不僅存在差異，兩個重要構件的排布與數量也存在差異。因此技術人員在提升雙輪壓路機的減震性能時，要對影響震動情況的多種因素進行研究。在以前，技術人員提升減震性能，一般是簡單地分析內部的減震模型，研究的對象還包括壓路機的整體車架以及運行的自由度，雖然這種研究方法對減震性能的提升起到了一定的作用，但是卻沒有對機架的剛度、支撐結構以及鉸接結構進行分析，導致減震性能的提升效果不明顯。

為了使對雙輪壓路機的減震系統的研究更具有科學性，達到壓路機的減震標準，本文通過真實的壓路機原型進行減震實驗，將先進的減震技術應用其中，對傳統的減震方法進行補充。

2 具體震動實驗研究

2.1 方案設計

減震系統的主要構成部件包括加速度傳感器以及常規傳感器等。技術人員采集減震系統的相關數據時，要注意數據的完整性，采集數據的分辨率要達到標準，數據采集設備的采樣的準確度也要達到標準。嚴格控制輸入信號，傳感器的靈敏度也要相對較高，對于減震系統所處的環境的溫度也要嚴格控制，一般要在120攝氏度以下。

在進行防震系統的測試時，控制對象主要是壓路機的鋼輪以及機架的動態曲線，控制設備為加速型傳感器，將壓路機的振動頻率數據完整地記錄下來，為后續的研究工作做好準備。

2.2 實驗結果

在完成壓路機的減震實驗之后，發現頻譜的特點對壓路機的震動效果產生影響，壓路機的鋼輪的震動頻率對機架產生影響，機架承受的震動強度來自于兩個鋼輪的震動，而且承受的是雙倍的震動能量的疊加效果，當對震動時的加速度的準確值進行讀取的時候，要注意機架的震動分布情況。

3 震動實驗結果分析

以前機架為例，根據前機架各測點FFT頻譜分析，把不同頻率下的振動對機架的影響進行分離，其中疊加曲線由兩個頻率下的峰值直接相加得到。從實驗數據中隨機截取的前機架某個測點FFT曲線測點在4419Hz的振動頻率下有能量峰值，同時在4614Hz的振動頻率下也有較大振動能量。

3.1 前輪震動的影響

前輪振動引起的前機架振動加速度峰值數據可以看出，僅當前輪振動時，水平方向機架兩側相應測點的值較為接近，豎直方向差別略大，整體來看，中點處最小，偏向兩端逐漸變大，機架前端點振動最大。振動向后端點傳遞過程中隨著遠離中點有逐漸減弱趨勢，此時機架呈現以中點為支撐的前后擺振。前機架振動疊加峰值總體小于實測峰值，沿整個車架上差值變化比較均勻。表明除了前、后鋼輪振動影響外，機架還受其它振動影響。但是疊加峰值與實測值變化趨勢完全一致而且接近。表明機架振動主要由前、后鋼輪振動引起。

3.2 后輪震動的影響

振動引起的前機架振動加速度峰值數據可以看出，后輪的振動通過后車架經鉸接點對前車架產生振動激勵，其特征如下：前機架振動側（左側）受后輪影響整體明顯大于驅動側，造成機架左右擺振，為前機架整體質心偏向驅動側后點（右側后點）所致。后輪對前車架振動的影響整體較大，低幅時前車架在后輪振動影響下呈一個接近整體振動的模式，各點振動加速度峰值較接近，差異部分應該是機架剛度引起的振動傳遞所致，高幅振動時從鉸接點向前端點依次減弱，要是機架剛度和阻尼造成高幅振動傳遞的差異較明顯。

3.3 整機減震效果分析

試驗中，前輪低幅時振動加速度為3317m/s2，高幅時振動加速度為6318m/s2，則前機架各測點減振傳遞率明顯。無論低幅還是高幅時，測試數據中加速度有效值對應的傳遞率，皆大于前機架只受前輪振動能量影響時各測點的傳遞率，可見在減振系統的設計時，并未考慮兩個振動源的相互干擾作用，使得樣機的減振系統只適合單個振動源的結構，這將導致在兩個振動源的結構中其減振性能大大降低。擺振是機架受到前、后鋼輪同時振動造成的，前后擺振對應的1，5和2，6兩組測點加速度差異最高達到13161m/s2，左右擺振對應的1，2；3，4；5，6這3組測點加速度差異最高達到4104m/s2，機架前后擺振的影響大于左右擺振。擺振對減振系統的減振性能有很大的影響。測點3，4是直接經過減振系統與鋼輪連接的機架中點位置，與其它測點相比，受前后擺振的影響相對較小。需要抑制兩個激振源引起的振動在上車架的交互影響，這就需要系統研究每一個鋼輪減振系統特性，有效控制單個鋼輪的振動傳遞。

結束語

與單輪的壓路機相比，雙輪的壓路機對減震設備中動態性能要求更高，然而雙輪的發動機的內部構造也更為復雜，其振動源的數量也相對比較多，不同的振動源在壓路機運行的過程中會相互影響，同時也對壓路機的結構的剛度造成影響，這些內部影響提升了雙輪壓路機的減震難度，震動的主體構建為鉸接機架，，造成鉸接機架震動情況嚴重的原因是機架的支撐結構以及質量中心的剛度不能滿足壓路機的需求，研究人員要針對雙輪壓路機這方面的問題進行研究，使雙輪壓路機的減震性能達到使用要求。

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