振動壓路機上的無級調(diào)幅技術(shù)分析

1、摘要：介紹了振動壓路機上無級調(diào)幅技術(shù)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及其相關(guān)專利發(fā)明，并且重點闡述了具有無級調(diào)幅功能的振動輪的結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計方法及控制過程，這是一種新型結(jié)構(gòu)的振動輪，在現(xiàn)實應(yīng)用中具有較高的適用價值。關(guān)鍵詞：振動壓路機 振動輪 無級調(diào)幅 研究現(xiàn)狀 專利發(fā)明 原理方法 20世紀(jì)80年代到90年代隨著現(xiàn)代新技術(shù)革命的興起，特別是微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子信息技術(shù)和計算機技術(shù)等高科技的迅速發(fā)展，振動壓路機也進(jìn)入了一個新的發(fā)展時期，智能化的振動壓路機成為新的發(fā)展趨勢，而且在實際應(yīng)用中已初具雛形。振動壓路機技術(shù)雖經(jīng)歷了漫長的發(fā)展歷程，但新技術(shù)仍在不斷涌現(xiàn)。振動壓路機的振幅是振動壓路機的關(guān)鍵性能指標(biāo)，

2、它直接影響壓路機的作業(yè)性能，根據(jù)壓路機壓實對象介質(zhì)物理機械性能的不同，壓路機的振幅應(yīng)有一個合理的取值范圍。振幅過大并不能有效提高機器的壓實效果，反而會造成機器的振動強度過大，功率消耗增加，有時還會嚴(yán)重影響機器作業(yè)質(zhì)量(壓碎被壓實材料)，所以振幅的合理調(diào)節(jié)對于提高振動壓路機的作業(yè)質(zhì)量極其重要。本文對現(xiàn)代振動壓路機中一種新的調(diào)幅技術(shù)無級調(diào)幅技術(shù)進(jìn)行簡單的介紹。一振動壓路機上無級調(diào)幅技術(shù)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀1國外的研究現(xiàn)狀振動輪是振動壓路機產(chǎn)品的工作機構(gòu)，是影響整機壓實性能的核心部件。目前，絕大多數(shù)振動壓路機具有高、低2種振幅，一般依靠振動軸的正、反轉(zhuǎn)使固定偏心塊與活動偏心塊相疊加（高振幅）或相抵消（

3、低振幅）來實現(xiàn)。但由于鋪層材料千差萬別，超薄與超厚鋪層的巨大差異，因而對振幅的要求范圍也更寬，高、低2種振幅已不適應(yīng)對某些特殊工況的壓實要求。另外，目前雖然出現(xiàn)了多振幅結(jié)構(gòu)（例如：某些產(chǎn)品實現(xiàn)了八檔振動幅度），但幾乎都由人工直接操作調(diào)幅機構(gòu)來實現(xiàn)，無法實現(xiàn)自動控制，而無級調(diào)幅技術(shù)是振動壓路機振動參數(shù)實現(xiàn)在線自動化控制的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，顯示了一種實現(xiàn)多種振幅的振動軸結(jié)構(gòu)。其關(guān)鍵之處在于：一是一端帶內(nèi)花鍵的空心外振動軸。通過調(diào)幅花鍵套與一端帶外花鍵的內(nèi)振動軸聯(lián)接；二是向外拉出調(diào)幅花鍵套時，調(diào)幅花鍵套的外花鍵與外振動軸的內(nèi)花鍵脫開。而調(diào)幅花鍵套的內(nèi)花鍵與內(nèi)振動軸的外花鍵始終嚙合。此時轉(zhuǎn)動調(diào)幅花鍵套一定齒

4、數(shù)后恢復(fù)正常雙嚙合狀態(tài)，這樣就改變了外振動軸與內(nèi)振動軸上偏心塊的夾角，即改變了合偏心矩，從而實現(xiàn)了調(diào)幅。 國外企業(yè)在壓實機械理論方面進(jìn)行了充分的研究，但由于壓實材料的不確定性也帶來了許多不定量的問題，經(jīng)過現(xiàn)場施工的摸索和試驗室的探索，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到在理論基礎(chǔ)之上的試驗階段。工作裝置的發(fā)展在國外已經(jīng)經(jīng)歷了多年的歷程，從減緩沖擊、提高軸承使用壽命、減振性能、調(diào)整壓實參數(shù)、提高壓實能力等方面做了大量的試驗，形成了較完整的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。壓實機械的工作裝置已經(jīng)向智能化方向發(fā)展，通過CAN總線和控制系統(tǒng)的應(yīng)用，結(jié)合機械結(jié)構(gòu)的功能，使得壓實機械的工作裝置得到迅猛的發(fā)展?，F(xiàn)代壓實技術(shù)與壓實機械的發(fā)展愈來愈多地依靠

5、壓實理論上的新突破，并成為創(chuàng)造全新壓實過程的理論支撐。壓實理論的研究更加顯示出綜合性的特點，即從工作介質(zhì)的材料特性、力學(xué)基礎(chǔ)、施工方法及機器結(jié)構(gòu)、運動學(xué)與動力學(xué)的綜合角度來研究壓實作業(yè)過程。壓實技術(shù)的發(fā)展更加顯示多種施力方法綜合作用的特點，即通過靜壓、揉搓、振動、搗實和沖擊等多種方法的聯(lián)合作用來強化壓實過程?，F(xiàn)已進(jìn)人實用階段的新的壓實技術(shù)與壓實機械，例如振蕩式壓路機、沖擊式壓路機將進(jìn)一步定位自己的應(yīng)用領(lǐng)域，而成為某個施工工況主要的壓實設(shè)備。垂振式振動壓路機在日本已完成了工業(yè)試驗，振蕩與垂振都是利用雙軸激振機構(gòu)靜偏心矩的疊加原理而實現(xiàn)的定向振動，前者抵消了振動輪的垂直跳動而實現(xiàn)了對地面作用的水平

6、振動，后者抵消了振動輪的水平擾動而實現(xiàn)了對地面作用的垂直振動。德國BOMAG公司具有能夠?qū)崿F(xiàn)自動無級變換振幅的振動壓路機產(chǎn)品，代表了世界上最先進(jìn)的壓實技術(shù)水平。他們所開發(fā)的BOMAG VARIOMATIC無級調(diào)幅壓實系統(tǒng)利用兩振動軸靜偏心矩的相位差調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了壓路機在水平或垂直振動兩個極限或在其問的任何狀態(tài)下工作，從而實現(xiàn)了壓路機振幅的最佳選擇和自動調(diào)控。2.國內(nèi)的研究現(xiàn)狀 國內(nèi)壓路機的發(fā)展大多采用引進(jìn)和借鑒國外優(yōu)點的方式來提升自己的技術(shù)，某些壓路機制造企業(yè)及科研機構(gòu)在上世紀(jì)90年代就開始研究無級調(diào)幅振動輪，但一直沒有產(chǎn)生實質(zhì)性的產(chǎn)品。目前徐工集團(tuán)的振動壓路機產(chǎn)品已采用了多振幅機構(gòu)，而且通過改

7、進(jìn)能夠?qū)崿F(xiàn)低頻5振幅、高頻5振幅的功能，但是要想達(dá)到成熟的無級調(diào)幅功能還有很長的路要走。3.在無級調(diào)幅技術(shù)研究方面的專利（1）振動壓路機無級調(diào)幅專利技術(shù)（國內(nèi)）記錄號申請?zhí)枌＠Q103127255.X振動壓實機械振動輪無級調(diào)幅裝置202264491.1振動壓路機無級調(diào)幅機構(gòu)303252378.5無級調(diào)幅壓實機構(gòu)402277685.0一種振動無級調(diào)幅機構(gòu)5200520069815.1機械振動無級調(diào)幅機構(gòu)6200520007525.4單軸式無級調(diào)幅振動工作裝置701126690.2振幅無級可調(diào)的復(fù)合作用振動壓路機898233268.8振幅實時無級可調(diào)的振動機構(gòu)9200420027448.4振動模

8、式無級可調(diào)的壓路機激振機構(gòu)(2) 相關(guān)專利或方案設(shè)計介紹下面簡單介紹振動壓路機無級調(diào)幅技術(shù)研究方面的幾個國內(nèi)、外的相關(guān)專利發(fā)明。專利一：一種新型振動壓路機無級調(diào)幅系統(tǒng)此專利所設(shè)計的無級調(diào)幅系統(tǒng)，通過改變兩偏心塊的相對相位角以調(diào)節(jié)偏心距來實現(xiàn)無級調(diào)幅，從而達(dá)到低耗高效的目的。（1）方案設(shè)計圖1是該調(diào)幅系統(tǒng)工作原理圖。圖中G為振動器結(jié)構(gòu)簡圖，它由殼體、動塊、軸套、定塊和限位塊組成。定位塊用螺栓將其與殼體、軸套連接在一起。軸套通過平鍵與振動軸Z相連接。動塊可在定塊與限位塊之間滑動，其滑動的空間為壓力腔；殼體的端板上有油口a。限位塊的左側(cè)空腔為排氣腔，在其間的殼體上設(shè)有排氣孔b。液壓系統(tǒng)有液壓泵1、安

9、全溢流閥2、壓力表3、換向閥4、截止閥5、振幅表6及管件組成。當(dāng)發(fā)動機E帶振動軸以轉(zhuǎn)速n逆時針旋轉(zhuǎn)時，動塊在其慣性力的作用下與定塊緊密接觸。在二者之間施加作用力，使之滑移角，則改變了振動軸的偏心距，即調(diào)節(jié)了振幅。從圖一中可以看出，當(dāng)動塊和滑塊之間充滿壓力油后，通過截止閥微量釋放壓力油，便可使動塊在其慣性力的作用下相應(yīng)位移，從而達(dá)到了無級調(diào)幅的目的。該系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)幅時的工作過程為：首先啟動發(fā)動機E，然后將2位3通換向閥由右位拉到左位，液壓泵1通過油口a向振動器G的壓力腔提供壓力油；當(dāng)動塊移到圖示位置后，油壓升高，溢流閥2自動打開溢流；此時，將換向閥4推到右位， 圖1 調(diào)幅系統(tǒng)工作原理圖液壓泵卸荷，

10、溢流閥關(guān)閉。至此，再使發(fā)動機驅(qū)動振動軸高速旋轉(zhuǎn)，然后根據(jù)所需振幅，按照振幅表指示，調(diào)節(jié)截止閥改變動塊的位置，漸至所需振幅，將截止閥打開，放盡液壓油后關(guān)閉，將振幅表恢復(fù)到起始位置。（2）確定液壓系統(tǒng)的工作壓力根據(jù)工作原理圖，當(dāng)振動軸以轉(zhuǎn)速n逆時針轉(zhuǎn)動時，動塊便產(chǎn)生與之反向的慣性力F，其值為：式中：； ； ；。式中未考慮動塊與軸套、殼體的摩擦力及排氣阻力。那么，動塊對壓力腔產(chǎn)生為：式中：； 。 據(jù)此，可以確定液壓泵的工作壓力和溢流閥的開啟壓力。由壓力腔的容積來選擇泵的排量，確定液壓泵的規(guī)格型號。（3）結(jié)論上述液壓無級調(diào)幅系統(tǒng)是一種新型、簡單的高效節(jié)能系統(tǒng)。它僅利用了振動壓路機發(fā)動機啟動時不帶負(fù)荷的

11、功率，而在工作時，調(diào)幅過程對發(fā)動機是零負(fù)荷。另外，該系統(tǒng)的無級調(diào)幅還可以使振動壓路機根據(jù)工況選擇最佳振幅，以達(dá)到最佳壓實效果，避免過壓實和壓碎骨料，達(dá)到一機多用、低耗高效的目的。專利二: 一種新型結(jié)構(gòu)的壓路機無級變幅振動輪此專利介紹了一種具有實用價值的無級變幅振動輪結(jié)構(gòu)及控制原理，它與德國著名壓路機廠家BOMAG公司的產(chǎn)品具有很大的差異。（1） 振動輪的結(jié)構(gòu) 無級變幅振動輪的結(jié)構(gòu)比普通雙振幅振動輪復(fù)雜的多，本專利所介紹的無級變幅振動輪的詳細(xì)結(jié)構(gòu)（見圖1）。在這個結(jié)構(gòu)示意圖中，對某些細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)，如潤滑結(jié)構(gòu)、蜜封結(jié)構(gòu)、聯(lián)接緊固件等進(jìn)行了簡化表示或省略，使易于理解。圖中的滾輪體（序號6）、左右軸承座（

12、序號7和9）、行走支承座（序號10）、軸承（序號11和15）、液壓馬達(dá)（序號13）等與普通振動輪結(jié)構(gòu)相似，沒有特殊要求，行走驅(qū)動裝置（序號4）是選用帶有中心通孔的低速大扭矩馬達(dá)，中心通孔用于變幅油缸（序號2）軸向推動旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸器（序號5），變幅油缸（序號2）的內(nèi)部裝有高精度的位移傳感器，變幅激振器（序號8）是無級變幅振動輪的核心部件，無級變幅功能主要依靠此部件實現(xiàn)。變幅激振器的結(jié)構(gòu)（見圖2）。1.支撐左支架 2.變幅油缸 3.減震器 4.行走驅(qū)動裝置 5.旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器 6.滾輪體 7.左軸承座 8.變幅激振器 9.右軸承座 10.行走支承座 11.雙列軸承 12.聯(lián)軸器 13.液壓馬達(dá) 14.支撐

13、右支座 15.軸承圖1 無級變幅振動輪示意圖15.軸承 16.振動軸左段 17.振動軸中間段 18.護(hù)筒 19.調(diào)幅軸 20.銷軸 21.內(nèi)軸 22.偏心塊 23.軸承 24. 振動軸右段 25.花鍵套圖2 變幅激振器結(jié)構(gòu)示意圖變幅激振器主要是由內(nèi)偏心軸部分和外偏心軸部分組成，通過改變內(nèi)偏心軸部分的偏心相位差，實現(xiàn)變幅激振器的質(zhì)量偏心距在一定范圍內(nèi)變化，導(dǎo)致振動輪的振幅在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化，即實現(xiàn)無級變幅。外偏心軸部分包括振動軸左段（序號16）、振動軸中間段（序號17）和振動軸右段（序號24），振動軸中間段帶有偏心塊；內(nèi)偏心軸部分包括內(nèi)軸（序號21）、偏心塊（序號22）和護(hù)筒（序號18），偏心

14、塊通過平鍵固定在內(nèi)軸上。調(diào)幅軸（序號19）和銷軸（序號20）是改變內(nèi)、外偏心軸部分的偏心相位差的零件，調(diào)幅軸（序號19）上帶有花鍵，通過花鍵套（序號25）與外偏心軸部分聯(lián)成整體以相同的速度旋轉(zhuǎn)，但能夠進(jìn)行軸向運動。內(nèi)軸（序號21）上設(shè)計有雙螺旋槽，銷軸（序號20）在雙螺旋槽的不同位置推動，就將內(nèi)偏心軸部分偏轉(zhuǎn)對應(yīng)的角度，在整個推動行程內(nèi)偏心軸部分的轉(zhuǎn)動相對角度為180，即內(nèi)偏心軸部分和外偏心軸部分的偏心相位差的變化范圍為0.180。（2）振動輪參數(shù)計算 無級變幅振動輪在方案設(shè)計時就已確定了理論振幅的變化范圍為0.20.8mm，按照此要求即可確定其他參數(shù)。已知變幅輪的振動部分質(zhì)量，即兩端減震器（

15、序號3）以內(nèi)部分的整體質(zhì)量，根據(jù)以下計算公式可計算出e1和e2。式中：- 外偏心軸部分的質(zhì)量偏心距,；- 內(nèi)偏心軸部分的質(zhì)量偏心距，； 假定=2200，則=1100，=660。在變幅激振器工作初始時，銷軸（序號20）處于最左端，內(nèi)偏心軸部分和外偏心軸部分的偏心方向重和，即偏心夾角為0，油缸的行程為初始位置規(guī)定為0。在變幅過程中理論振幅按以下公式計算：式中：實時振幅，； 變幅激振器的合成質(zhì)量偏心距，； 內(nèi)偏心軸部分和外偏心軸部分的偏心夾角， ； 變幅油缸的工作行程，； =內(nèi)軸（序號21）上雙螺旋槽的長度，；（假設(shè)其值為100）將各數(shù)值代入計算后為： 根據(jù)上述的計算結(jié)果就很容易的實現(xiàn)變幅過程控制了

16、。（2） 控制原理2.變幅油缸 26.電磁換向閥 27.溢流閥 28.齒輪泵圖3 變幅油缸液壓控制原理 根據(jù)上面的計算結(jié)果可知，對無級變幅振動輪的振幅控制實際上是對變幅油缸的行程控制，在這里是采用一種反饋控制方式來實現(xiàn)。控制變幅油缸的液壓原理見圖3所示。 此液壓控制回路主要由變幅油缸、電磁換向閥、齒輪泵、安全閥等組成，是一種油缸控制的基本回路?？紤]到油缸需要頻繁動作，也沒有安全性的特殊要求，所以油缸沒有加裝平衡閥。當(dāng)需要油缸動作時，只要向電磁換向閥的電磁鐵Y1或Y2給電信號。這樣，變幅油缸的控制就可以通過電控來完成。對于這種比較復(fù)雜的控制過程，必須采用PLC控制器來進(jìn)行編程控制，編程控制流程見

17、圖4。圖4 變幅過程的編程控制流程（4）結(jié)論本結(jié)構(gòu)的無級變幅振動輪通過了樣機實際驗證，實現(xiàn)了設(shè)計所功能，能夠根據(jù)要求進(jìn)行自動無級變振幅。如果這種無級變幅振動輪與在線密實度檢驗儀結(jié)合使用，就能實現(xiàn)振動壓路機的無級變幅智能化壓實過程。專利三：振動輪的無級調(diào)幅技術(shù)（美國專利）該振動系統(tǒng)包括一個可操縱的振動器和壓路機的靜碾鋼輪，而振動器則是由振動軸與偏心塊組成。該偏心塊可在偏心殼體內(nèi)上、下移動，使振動輪的振幅進(jìn)行無級調(diào)整。偏心塊在離心力的作用下，在偏心殼體內(nèi)產(chǎn)生上、下移動，并使得外儲油室中的液壓油受到擠壓。由于該油室經(jīng)油路與內(nèi)油室相通，所以，受到擠壓的液壓油即流入內(nèi)油室。這時，偏心塊繼續(xù)下行，直至偏心

18、塊將出油口擋住，該振動輪的振幅將不再變化。（1） 該振動輪技術(shù)發(fā)明專利的背景及目的該專利適應(yīng)于壓實路基、壩基等用途的振動壓路機，更確切的說，該發(fā)明專利的內(nèi)容是闡述振動壓路機的振幅的變化原理。傳統(tǒng)的振動壓路機的振動機構(gòu)是由振動軸和位子可調(diào)的偏心塊組成。這種偏心塊可分檔變位以獲得不同的振幅。為了改變振幅，必須使振動機構(gòu)停止工作，這樣給施工及操作帶來很大麻煩，由于靠偏心塊分檔變位，振幅的調(diào)整范圍受到限制。該專利對振動技術(shù)進(jìn)行了獨特的改進(jìn)，利用流體系統(tǒng)，使得偏心塊在振動機構(gòu)工作過程中進(jìn)行變位，實現(xiàn)了無級調(diào)幅。該流體系統(tǒng)包括兩個儲油室及液壓油路。當(dāng)振動軸轉(zhuǎn)動時，由于離心力的作用，偏心塊向外移動，使外油室

19、內(nèi)的液壓油壓力增大，駕駛員可通過操縱手柄，打開單向閥，使外油室內(nèi)的油通過油路流入內(nèi)油室內(nèi)，外油室油位下降，使得偏心塊產(chǎn)生徑向位移，這時，振幅隨之增大。通過儀表，駕駛員能很方便的觀察偏心塊的行程，并且當(dāng)振幅達(dá)到需要值時及時關(guān)閉單向閥。該專利所研究的振動系統(tǒng)使得振動技術(shù)向前邁了一大步。當(dāng)然，亦有不足之外，例如，駕駛員希望偏心塊可以自動停止在所期望的位置而不需要人去監(jiān)視其位移量，同時，還希望將液壓泵、外油室及液壓油路全部取消，這樣，振動機構(gòu)將會大為簡化。（2） 發(fā)明要點 通常，振動機構(gòu)均裝在輪子內(nèi)部，當(dāng)其工作時，使該輪產(chǎn)生振動，實現(xiàn)壓實效果。振動機構(gòu)包括振動軸、偏心殼體、兩個儲油室及可上、下移動的偏

20、心塊，機構(gòu)上裝有一位置調(diào)整裝置以調(diào)整偏心塊的位置，從而獲得各種不同的振幅。而位置調(diào)整機構(gòu)撮好應(yīng)包括內(nèi)儲油室、油路、出油口并與外油室相通。這樣，當(dāng)振動軸轉(zhuǎn)動時，在離心力的作用下，偏心塊向外移動，這時，外儲油室內(nèi)的液壓油通過出油口流入內(nèi)油室，使得偏心塊繼續(xù)向外移動，這時，振幅隨之增大。該過程是通過偏心塊在預(yù)調(diào)位置上自動停止移動實現(xiàn)的?；瑮U最好應(yīng)裝在偏心塊內(nèi)，滑桿中心的孔作為連接兩個儲油室的油路。當(dāng)偏心塊達(dá)到預(yù)置位置時，出油口便被擋住。偏心塊上端的油腔為上儲油室，液油可通過偏心塊上的單向閥流入下油室。圖l、固2、圖3分別為該專利產(chǎn)品的示意圖、振動輪剖視圖和振動機構(gòu)局部放大圖?，F(xiàn)根據(jù)以上各圖，詳細(xì)敘述

21、該專利產(chǎn)品（振動機構(gòu))的結(jié)構(gòu)特點和振動原理。機構(gòu)9為壓路機前車架總成，包括輪圈11，前車架體10及輪軸15，振動機構(gòu)包括：振動軸28，由輪幅上的軸承32支撐的左軸端30，由輪幅及軸承36支撐的右軸端34，與振動軸30、34焊為一體的偏心軸38.振動軸28是由安裝在輪圈11上的液壓馬達(dá)經(jīng)齒輪40、42直接驅(qū)動的，安裝在偏心軸38上的筒狀密封倉體46與軸28垂直，48為下油室，50為可移動式偏心塊，并將油室一分為二，即上、下油路。圖3密封倉48內(nèi)為優(yōu)質(zhì)液壓油，而滑桿56裝在機構(gòu)50內(nèi)的密封圈內(nèi)，并可在偏心殼體內(nèi)上、下滑動?；瑮U內(nèi)的孔60為液壓油路，油可經(jīng)出油口62和64分別與油室52和54形成一循

22、環(huán)回路。當(dāng)滑桿56下行，使出油口62位于偏心塊50的下方時，下油室52通過滑桿內(nèi)的油路與54相通。 泄流口70位于偏心塊50中，從而可使上、下油室相通，單向閥72使油只能從上油室流入下油室內(nèi)。下油室52內(nèi)有一壓縮彈簧80，作用于偏心殼體下端面79和偏心塊50的底面之面，從而產(chǎn)生一推力，使偏心塊向上移動。由圖可知，當(dāng)偏心塊50開始繞軸l5轉(zhuǎn)動時，下油室52與出油口62相通，偏心塊50在離心力作用下移動，將液壓油從下油室52排入上油室54內(nèi)，當(dāng)偏心塊停止轉(zhuǎn)動時，壓縮彈簧80便會自動復(fù)位，使得偏心塊50向上移動，這時，液壓油便從上油室經(jīng)單向閥流入下油室52內(nèi)，密封圈65，66、67及68的作用是防止

23、上、下油室之間及偏心殼體的泄漏。操作桿81使駕駛員可在操作臺82處通過連桿直接控制滑桿56的移動，操縱機構(gòu)包括板88，銷軸86。機構(gòu)84可繞86轉(zhuǎn)動，而件88托板則固定在偏心軸38上。操縱彎臂上有一弧槽89，滑桿56頂端的圓銷可在其內(nèi)滑動。彎臂84的另一端與傳力桿92相觸。傳力桿92則可在軸28的右端34內(nèi)滑動，撥柄94裝在件98內(nèi)緊壓在機構(gòu)92上并中繞銷軸96轉(zhuǎn)動，而件98則焊在輪圈11上。在拔柄端部的孔中通過一螺栓，使之與拉桿100相連，如圖3所示。拉桿的另一端與操縱手柄連接。當(dāng)駕駛員扳動操縱手柄時，便可使撥柄94轉(zhuǎn)動(如圖3示為順時針方向旋轉(zhuǎn))，這時，滑桿相對于件50向上提起。當(dāng)操縱手柄

24、反方向撥動時，機構(gòu)92、84便相互脫開，此時，在離心力作用下，滑桿56便向下移動，從而使得機構(gòu)8l繞鋪軸86逆時針轉(zhuǎn)動(由滑桿重力所致)。偏心塊的微調(diào)指示儀表最好與操縱手柄裝在一起，以便駕駛員根據(jù)儀表上的位置扳動手柄來獲得所需要的振幅。圖3所示為振動機構(gòu)在啟動(靜止?fàn)顟B(tài))時的情況，也就是說，機構(gòu)50在彈簧的作用下，與機構(gòu)38接觸，這時，軸28轉(zhuǎn)動，使振動軸轉(zhuǎn)動所需扭短最小。這是因為彈簧80的作用，使機構(gòu)50距軸的距離最短。當(dāng)軸23開始轉(zhuǎn)動時，桿56的位置如圖所示，即出油口62被偏心塊擋住，這時雖然偏心塊受離心力的作用，但因下油室內(nèi)的油無法流入上油室而不能向下移動。當(dāng)需要提高振幅時，駕駛員可直接

25、扳動操縱手柄102，這時，機構(gòu)92與機構(gòu)84脫開，從而使滑桿在離心力的作用下向外移動(即圖3所示向下移動)，當(dāng)達(dá)到所需振幅時，可通過操縱手柄102及機構(gòu)99使機構(gòu)92停止右移，井頂住機構(gòu)84，使滑桿56停止下移。在上述過程中，出油口62始終與下油室相通，液壓油可從下油室流入上油室54內(nèi)，而偏心塊50在離心力的作用下，逐漸向下移動，當(dāng)偏心塊將滑桿上的出油口擋住時，偏心塊50便自動停止移動。當(dāng)壓路機停機即振動機構(gòu)停止振動時，機構(gòu)50靠彈簧80的頂力使其處于最上端位置，此時，上油室54內(nèi)的油由于壓力增大打開單向閥72，液壓油便全部注入下油室內(nèi)。該發(fā)明提示：如果能使偏心塊位于所需的位置時自動停止移動，

26、便可達(dá)到無級調(diào)幅的效果。儲油室在偏心殼體內(nèi)用于調(diào)整偏心塊的位置，這樣，刪去其液壓油路會使振動輪的結(jié)構(gòu)更為緊湊。此外，通過改變軸l5的轉(zhuǎn)動方向，使偏心塊與滾輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，根據(jù)這一原理亦可達(dá)到改變振幅以達(dá)到最佳壓實效果。二無級調(diào)幅振動輪的工作原理及方法下面先簡單介紹振動壓路機的傳統(tǒng)工作裝置的結(jié)構(gòu)及工作性能，然后再詳細(xì)闡述能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)幅機構(gòu)的新型工作裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理。1 傳統(tǒng)工作裝置（1）傳統(tǒng)工作裝置的結(jié)構(gòu)振動壓路機傳統(tǒng)的工作裝置的結(jié)構(gòu)均采用單軸圓周激振器，當(dāng)位于鋼輪中心帶有偏心質(zhì)量的偏心軸快速旋轉(zhuǎn)時一個360方向回轉(zhuǎn)的離心力，使鋼輪作不定向的圓周運動。其結(jié)構(gòu)基本采用2支撐（圖1）和4支撐

27、（圖2）結(jié)構(gòu)，兩支撐的工作裝置結(jié)構(gòu)簡單，但受力較大，對軸承的承載能力和同軸度要求比較高，只適用于激振力比較小的小噸位的振動壓路機；4支撐的工作裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難，對安裝配合精度要求高，但受力較好，廣泛用于激振力大的振動壓路機。振幅調(diào)節(jié)是通過變換偏心軸的旋轉(zhuǎn)方向帶動偏心質(zhì)量旋轉(zhuǎn)，通過改變偏心距來改變振幅。圖3為傳統(tǒng)工作裝置的偏心軸結(jié)構(gòu)。如圖3a所示，偏心結(jié)構(gòu)處于大偏心距的位置，即活動和固定偏心質(zhì)量重疊，產(chǎn)生大的偏心質(zhì)量，實現(xiàn)大的振幅，得到大激振力。圖1 2支撐工作裝置圖2 4支撐工作裝置(a) 大偏心距的偏心軸結(jié)構(gòu)（b） 小偏心距的偏心軸結(jié)構(gòu)1.固定偏心快 2.活動偏心塊 3.軸圖3 傳統(tǒng)工

28、作裝置的偏心軸結(jié)構(gòu)如圖3b所示，偏心結(jié)構(gòu)處于小偏心距的位置，即活動和固定偏心質(zhì)量相位差為180，兩者的偏心質(zhì)量在一定范圍內(nèi)相互抵消，得到小偏心距，實現(xiàn)小的振幅，得到小激振力。因此，兩個振幅的調(diào)整就是來拿貴族偏心質(zhì)量在正反兩個旋轉(zhuǎn)方向上偏心質(zhì)量的組合，通過改變整體偏心軸的偏心距，得到兩個大小不同的激振力。（2）傳統(tǒng)工作裝置的性能分析傳統(tǒng)的工作裝置基本以一種固定的模式向被壓實路面施力，不管被壓實材料的彈性模量和其它物理性能如何變化，一直持續(xù)地作用于被壓實材料，雖然在一定程度上能夠達(dá)到比較滿意的壓實性能，但不能適應(yīng)所有的被壓實材料。采用傳統(tǒng)工作裝置的振動壓路機通過改變工作裝置的旋轉(zhuǎn)方向改變工作裝置的

29、振幅，一般只兩種振幅，頻率一般也只有兩個。隨著高速公路的發(fā)展，以及新型瀝青材料的應(yīng)用，施工工藝的變化、氣候和地區(qū)的不同，傳統(tǒng)的工作裝置已經(jīng)不能充分適應(yīng)現(xiàn)在的要求，只有多振幅多頻率的工作裝置才能夠適應(yīng)高標(biāo)準(zhǔn)的施工要求。2. 能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)幅機構(gòu)的新型工作裝置（1）新型工作裝置的結(jié)構(gòu)隨著新型瀝青和施工工藝的不斷更新，振動壓路機的工作裝置需要具備多振幅和寬頻率來適應(yīng)施工要求。這里研究的新型工作裝置，主要解決壓實新型混合材料，以及居民區(qū)、施工敏感區(qū)的路面施工以提高壓實質(zhì)量。新型工作裝置的結(jié)構(gòu)有兩個關(guān)鍵，即調(diào)幅機構(gòu)的可控性和智能控制的可行性。如圖4所示的新型工作裝置的激振單元有兩根平行帶偏心體的軸，旋轉(zhuǎn)

30、方向相反。它通過一組5個齒輪進(jìn)行動力輸入和動力傳遞，同時通過這5個齒輪對2根平行的偏心軸的相位角進(jìn)行調(diào)整，解決振動腔內(nèi)的發(fā)熱問題、齒輪潤滑問題和2根偏心軸的自鎖問題。1.變幅馬達(dá) 2.減震器 3.安裝板 4.驅(qū)動馬達(dá) 5.旋轉(zhuǎn)殼體 6.加放油裝置 7.偏心軸 8.齒輪組 9.大框架軸承 10.振動馬達(dá) 11.減振器 12.輪體圖4 新型工作裝置新型工作裝置先將驅(qū)動馬達(dá)4(偏心軸7等)組裝形成一個整體，接著與輪體12組裝形成一個大的振動單元，左側(cè)再安安裝板3、減振器2和變幅馬達(dá)1，右邊與大框架軸承9、振動馬達(dá)1O、減振器11和輪體12連接，形成工作裝置總體，最后通過減振器2和減振器11裝配在整機上。兩個偏心軸7裝配到安裝板3時要保持兩個偏心軸同相位，并保持水平裝入振動輪內(nèi)。變幅馬達(dá)1的裝配位置應(yīng)在它的工作行程的中間，這樣能夠保證調(diào)幅過程的穩(wěn)定性和保證從小到大、從大到小調(diào)整的一致性。加放油裝置6對稱布置，當(dāng)其中之一垂直向下的時候作為放油裝置，另一個就可作為加油裝置。（2）新型工作裝置的工作原理和方法 振動壓路機作業(yè)時，由于振動輪的振動(即偏心作用)使其對鋪層產(chǎn)生一個往復(fù)沖擊力，振動輪對鋪層每沖擊一次，在壓實材料的顆粒中就產(chǎn)生一個沖擊波，同時這個沖擊波在壓實材料中沿著縱深和橫向按一定衰減規(guī)律進(jìn)行擴散傳播，被壓實材