振荡压路机设计方法研究
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【摘要】随着经济和科技的发展，工程施工中，先进的机器设备越来越多。公路施工中，振荡压路机相比于振动压路机，具有多方面的优势，使公路施工的效率和施工质量有了很大程度的提升。文章对振荡压路机设计进行分析，具有一定的借鉴意义。
【关键词】振荡；压路机；设计
中图分类号：S611 文献标识码：A
一、前言
文章对振荡压路机的发展进行了介绍，对振荡压路机的特点和压实原理进行了阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对振荡压路机设计方法研究方向进行了阐述。
二、振荡压路机发展概述
世界上压路机的雏形在19世纪60年代初产生于美国，动力源为蒸汽机，是三轮自动式的压路机。经过几十年的发展，压路机早已在性能上进行了一次次的飞跃，广泛应用在建筑施工的各个方面。现在使用的振荡压路机经过全面技术性能测试，经实地施工使用已经表明性能良好，各项技术性能指标均达到设计要求，达到同吨位振动压路机相当的压实效果，能量消耗比同吨位振动压路机降低40%左右，机架与地面振动能量大大低于相应的振动压路机，司机劳动条件得到极大改善，并且在必要时，可迅速转换成振动压路机实现一机两用。
YD10型振荡压路机研制成功，是我国压实机械领域的重大技术进步，并填补了国内空白，具有很大的经济效益与社会效益。由于振荡压实目前国外也是正处于研究、试验阶段的一种新的压实理论，所设计的振荡压路机也刚刚进入国际市场，因而表明我国振荡压实技术的研究水平已达到国外振荡压实机械研究的先进水平。
振动压路机由于其优异的压实效果，近四十年来发展迅速，几乎已遍及世界各地的重要施工现场，全世界生产振动压路机的厂家就有一百多家。但因振动压路机是利用垂直冲压，滚轮反复上下振动，利用共振的压实方法进行压实，压路机使用寿命较短，驾驶员随机振跳，工作条件恶劣，极易疲劳，同时压路机垂直振动，地面受激励，可能引起已压实的地方重新变松或甚至损坏临近建筑物，还可能会压碎脆性地基材料，因此，导致寻求更为理想的压实机械，研制振荡压路机。另一方面，从节省能源，防止工业污染的新产品趋势看，从建设工程急速发展，对基础、路面施工质量要求越来越高来看，利用现代科学技术，设计制造先进的振荡压实机械，以求在保证压实质量前提下，减少能源消耗、降低施工费用以及不影响邻近已有建筑物基础质量和改善劳动环境等，均符合当今工程机械发展总趋势。
三、振荡压路机的特点
1.振荡压路机的突出特点
（1）振荡轮始终接触地面，可以很快地达到要求的压实度。
（2）低振动，由于机件不受强烈振动的影响，对减振系统要求不太高，因此使用寿命有所延长。同时有效的减小机件的尺寸重量，加之能量消耗减少，成本也得到了降低，在噪音方面有所改善了，让驾驶员有一个良好的工作环境。
（3）路面渡浪状起伏不会象振动压路机那样在振动轮周围作径向延伸，沿着振荡压路机的中轴线也几乎不存在。
（3）可以在靠近建筑物的地方进行压实工作，而用不着担心造成对建筑物的损害。在振荡压路机振荡轮的一侧，产生的振动仅是振动压路机的15％。振荡压路机还可用于压实振动压路机所不能工作的路面，这归固于静雎力，例如在桥上、在多层停车场。振荡压实对环境保护具有相当的功效。
2.振荡压路机的主要优点
振荡压路机与振动压路机相比有以下优点:
（1）振荡轮在作业过程中，由于偏心块垂直方向的离心力合力始终为零，振荡轮不离开地面，在水平方向上，对铺层产生一个往复作用力，始终产生一种揉搓作用，铺层材料在交变剪应力的作用下，破坏了其剪切强度，更易被压实、因此节省能量(可节约能量aa}r4左右)，减少振动危害，对附近建筑物影响较小，甚至能在城市中使用。
（2）二由于振荡轮在地面上揉搓铺层材料，荡压后路面光滑平整，路面质量好。而振动轮在工作中脱离地面、前进中由于二次谐波作用不可避免出现波纹，对于大吨位振动压路机，波纹就更加严重。
（3）振荡轮对铺层材料不断地“揉压”，对以混凝土为粘接剂的铺层有提浆作用，表面光滑平整;对于其他路面铺层材料来说，“揉压”可以减轻摊铺过程中“离隙”现象的影响。另外，“揉搓”减少了被压实材料内部毛细管，提高了表面层防水渗透能力。
（4）荡压作业铺层材料表面密实度高于振动压实，对表面材料过压的情况也大大减轻。
（5）振荡轮在作业过程中不离开地面，能确保驱动轮与地面的附着力，使驱动轮能发挥较大的驱动力矩，这对压实坡度较大的路面非常有利。振荡压路机主要缺点是作用探度比普通振动压路机小一些，结构比普通振动压路机复杂。
四、振荡压路机压实原理
为了保证桥面铺装的压实，减少对周围环境的干扰，桥面铺装层和部分市政道路的碾压采用了振荡压路机。振动压路机总体结构与自行式振动压路机基本相似，振荡轮结构可分为卧轴式和垂直轴式。振荡压实机的工作原理为：在碾轮内对称安装同步旋转的激振偏心块(轴)，两偏心轴的旋转相位差为180，且偏心质量和偏心距相等，保证了激振力和合力沿滚轮圆周径向始终为零。而产生激振力偶，它使碾滚承受交变扭矩，对地面持续作用，形成前后方向的振荡波，使被压实材料产生交变剪应变。与此同时，在滚轮静荷载作用下，产生垂直位移。这样，在这种水平作用力和滚轮垂直静载的共同作用下，材料质点的共振和重新定位消除了空隙。实现了对被压实材料在水平和垂直两个方向的压实。
五、振荡压路机设计方法研究方向
1.进一步研究振荡压实机理,完善振荡压实理论。
对于振荡压实机理,尚需作进一步研究,针对不同种类、不同含水量和不同压实程度分析滚轮受力状况,振荡能量传递情况，以求进一步了解各关键参量间关系,提高压实效果,增加压实深度。在受力分析时,除摩擦力外,还应考虑地面发生剪切变形后的剪切力影响等。
2.提出完整的使用要求与相应的施工技术参数。
实测YD01型振荡压路机各项性能指标,并在各种不同条件下作试验,研究其一可行性。例如,比较详细的介绍如何使用振荡压路机与对各种材料路面(路基、铺面等)进行碾压的技术要求,如何根据施工条件选择振荡压路机或凋节其技术参数等。这祥可使用户心中有数,充分发挥振荡压路机的性能,且便于选择,利于推广,也是进一步提高、改进的依据。
3.研制性能更好的振荡压路机,形成系列产品。
现在YD01型振荡压路机是振荡振动两用的,不能充分发挥振荡压路机的优越性,如果要能充分发挥振荡压实的优点,应研制能充分发挥振荡压实全部优越性的振荡压路机。为适应各种不同的使用要求,需要系列产品,还需要有一定的生产批量。目前,还可进一步研究提高YD01型振荡压路机性能方面的问题,例如能否更方便、更迅速的改变振荡力和振荡频率,能否使其压实深度更大,提高其行驶速度的可能性与效益如何等。
六、结束语
我国的振荡压路机质量是不错的，今后的振荡压路机设计研究，应该进一步研究振荡压实机理，同时把相关的技术参数做到更精确，让振荡压路机成为具有竞争力的民族品牌。
参考文献
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