平衡冲击压路机牵引性能分析探究

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1、平衡冲击压路机牵引性能分析探究【摘要】为了阐明平衡冲击压路机具有较好的节能效果,采用理论和实践相结合的方法对平衡冲击压路机和冲击压路机牵引性能进行了对比分析。结果表明：在完成相同冲击压实工作量的情况下，平衡冲击压路机比冲击压路机消耗能量少；平衡冲击压路机在冲击压实过程中获得的压实表面比较平整，不仅可有效地改变驾驶员的工作环境，而且在使牵引车的能量得到充分发挥的同时，更利于整机性能的提高。【Abstract】Inordertoshowtheeffortofimpact-balancingrollerinenergy-saving,acomparisonoftractiveper-for

2、mancebetweenimpact-balancingrollerandimpactrollerwascarriedoutcombiningtheoryandpractice.Theresultsindicatethattheimpact-balancingrollerconsumedlessenergywhilefinishingthesamecompactionwork；thesurfaceismoreevenwithimpact—balancingroller,whichisgoodforimprovingtheworkingconditionofdriverandthepe

3、rformanceofroller.【关键词】工程机械；节能；平衡冲击压路机；压实表面[Keywords】construetionmachinery；energy-saving；impact-balancingroller；compactionsurface中图分类号：U415.52文献标志码：B文章编号：1000-033X(2012)04-0056-040引言冲击压路机可对填料或地面产生快速连续的夯击、碾压与压实作用，又可对废旧水泥路面进行连续破碎和压实，破碎后的碎块被直接压入地基，可以缩短路面维修工期，大幅度降低工程费用，因而被广泛应用于基础设施建设［1-2］。目前，国内外生产的

4、冲击式压路机基本可满足施工要求，但是它们在施工过程中由于对牵引车的冲击作用使驾驶员感到严重颠簸，且存在能量利用率低［3］以及因初压路面不平整所致的牵引车性能欠发挥等问题。长安大学和中铁二十局西安工程机械有限公司联合研发了平衡冲击压路机。本文通过理论和试验相结合的方式对该机牵引性能进行系统分析，对比在完成相同压实工作量的情况下，平衡冲击压路机与原冲击压路的性能。1平衡冲击压路机的设计理论及特点平衡冲击压路机的设计初衷是为了解决现有冲击式压路机的能量浪费和在施工作业中所遇到的作业路面平整度差的问题，同时本着进一步提高产品的工作效率，简化施工工艺和降低生产制造成本目的。平衡冲击压路机的理论

5、基础是“基于势能的机械节能原理”。该原理主要阐述：在设计机械系统时，只要使系统势能为常量或在最小范围内变化，则维持系统正常工作所需输入功率将会降低。平衡冲击压路机及其牵引性能试验原理如图1所示。它以原有冲击压路机为基础，运用基于势能的机械节能设计原理，通过车架、摇杆、摆架等机构将两排冲击轮有机地联接起来。为了体现平衡冲击压路机的特点与优势，必须使前后两排冲击轮在工作中保持一定的距离和相位角（即当前排冲击轮中心在最低点位置、后排冲击轮中心在最高点位置，保证该相位是通过一根钢索实现的），以便使前后冲击轮交替冲击路面。合理的相位角能使后排冲击轮拍击中心正好作用于前排冲击轮两个拍击中心之间，

6、实现被压实材料表面获得较好的平整度；并使前后两排冲击轮系统的势能和所需牵引力均在较小范围内变化，达到节能的效果。2平衡冲击压路机牵引性能分析对平衡冲击压路机牵引性能分析分为理论受力计算分析和实验分析两个部分进行，然后根据计算和试验数据证明平衡冲击压路机在完成相同工作量的情况确实有较好的节能效果。2.1平衡冲击压路机所需牵引力在分析平衡冲击压路机在工作过程中的所需牵引力前，应先对原冲击压路机（三边弧形）在工作过程中的所需牵引力进行分析并将其简化为力学模型如图2所示。当冲击轮上的小圆弧形表面对材料滚动压实接近结束的瞬间，冲击轮开始绕小圆弧型表面上的A点旋转，对材料进行拍击压实；当冲击轮上

7、的大圆弧形表面对材料拍击压实结束，拍击压实中心在B点的速度则由最大变为零。接着对材料的滚动压实开始，此时牵引车使冲击轮(牵引式或拖式)滚动所需提供的力F最大，或主机使冲击轮(自行式)滚动所需提供的力偶矩M最大。若假设冲击轮为匀速运动，可得以下方程F=(1)式中：mg——冲击轮的重力；m滚动摩阻，m=dXmg,d为滚动摩阻系数；h冲击轮的中心到AB连线的垂直距离；a——拍击压实中心B到0C垂线垂直距离。将三边弧形冲击式压路机结构的几何尺寸输入计算机或在MAT