压路机双轮振动对整机减振性能的影响

崔节涛

摘 要：在进行大型道路施工中，施工者必须使用规范化的施工方法，正确应用各种具有一定技术化水平的道路施工装置。在使用大型道路施工设备时，一些应用问题会降低道路施工的综合效益，压路机是路面施工中必备设备之一，在多种现代化道路施工过程中均需要频繁地运用压路机，进而达到碾压以及压实路面等应用目的。一些新型压路机虽然展现出性能方面的优势，但是使用问题也是客观存在的，尤其是振动问题，必须对压路机加以控制。

关键词：压路机；双轮振动；减震性能；影响

压路机是现代道路施工工作中需频繁应用的重型机械设备，通过压路机设备可以成功地完成填方压实作业，随着压路机被改进，其机械化运行水平充分提升，应用范围也被扩展，在路面的面层施工阶段，压路机可以帮助处理具有不同粘性的土壤，同时也不会对已有的路面施工成果产生过于严重的影响，在运用具有双轮特点的压路机时，必须预先解决强度过大的振动问题，减震性能也是测评压路机的可用性的重要依据，本文双轮振动装置带来的影响。

1 压路机减震工作概述

压路机运行的动力往往来自于内燃机，现代压路机的传动活动可以依靠液压技术以及机械技术，常规的压路机的运行模式为后轮驱动、前轮转向，其具有的机动性能也相对优越，为了使压路机具有更好的碾压应用效果，其主体运行结构被优化，即使被应用到平整度极差的路面上其机身也可以保持稳定，摆动幅度也相对比较少，一些新型双轮式压路机还被安装了喷水系统，可以同时完成碾压与喷水两种工作任务。

双轮式压路机在当前的大型施工中比较常见，不仅可以在道路施工中发挥作用，在大坝修建以及其他有土方碾压需求的工程中也可以被使用，这种压路机的结构一般为铰接式结构，车架机构别分割，如果选定的角度范围合适，压路机就可以被正常运用。其减震系统有橡胶材料构成，在减震工作中还需注意到振动端与另外的驱动端之间存在的差异，具体体现在排布方式与应用数量两个方面，在优化减震装置时，必须要关注到多个方面的影响。

根据已有的减震工作经验，通过模型来确定减震方式是一种比较合理的方法，可构建的减震模型种类多样，但是这种模型研究方法会导致机架刚度、支撑结构等核心部位被忽略，因此需要将建模与仿真两种实验技术结合，扩大考虑范围，把握减震变量与相关参数。

2 振动测定工作

2.1 减震工作方案设计

以前机架为例，根据前机架各测点FFT频谱分析，把不同频率下的振动对机架的影响进行分离，其中叠加曲线由两个频率下的峰值直接相加得到。从实验数据中随机截取的前机架某个测点FFT曲线测点在4419Hz的振动频率下有能量峰值，同时在4614Hz的振动频率下也有较大振动能量。

2.2 实验结果研究

前轮振动引起的前机架振动加速度峰值数据可以看出，仅当前轮振动时，水平方向机架两侧相应测点的值较为接近，竖直方向差别略大，整体来看，中点处最小，偏向两端逐渐变大，机架前端点振动最大。振动向后端点传递过程中随着远离中点有逐渐减弱趋势，此时机架呈现以中点为支撑的前后摆振。前机架振动叠加峰值总体小于实测峰值，沿整个车架上差值变化比较均匀。表明除了前、后钢轮振动影响外，机架还受其它振动影响。但是叠加峰值与实测值变化趋势完全一致而且接近。表明机架振动主要由前、后钢轮振动引起。

3 振动测定成果

3.1 后轮振动造成的影响分析

在对压路机的后轮给减震活动带去的影响进行研究后，获取以下结论，根据机架振动状况可以发现当后轮出现振动后，后车架部位的铰接点会给前方的车架带去影响，基于这种振动性影响，前车架的驱动侧受到的影响已经超过了振动侧，因此机架会随之出现左右方向的摆振情况，这主要是因前机架存在质心偏移问题造成的。后轮给压路机前方支架带去影响不容忽视，会加剧压路机前方振动程度，受到振动传递现象的影响，机架的实际刚度也会出现变化。当形成高幅振动情况时，压路机的前端点位置与铰接点位置会出现明显差异，同时阻尼因素与机架刚度打来的振动传递情况也会呈现出一些差异。

3.2 前轮振动的实际影响分析

在对前轮振动的影响进行研究时，选择使用的方法与后轮分析工作中运用的方法保持一致，如果只有前轮呈现振动状态，机架存在的振动情况比较复杂。

前轮振动引起的前机架振动加速度峰值数据可以看出，仅当前轮振动时，水平方向机架两侧相应测点的值较为接近，竖直方向差别略大，整体来看，中点处最小，偏向两端逐渐变大，机架前端点振动最大。振动向后端点传递过程中随着远离中点有逐渐减弱趋势，此时机架呈现以中点为支撑的前后摆振。前机架振动叠加峰值总体小于实测峰值，沿整个车架上差值变化比较均匀。表明除了前、后钢轮振动影响外，机架还受其它振动影响。但是叠加峰值与实测值变化趋势完全一致而且接近。表明机架振动主要由前、后钢轮振动引起。

3.3 压路机的综合减震效果探讨

试验中，前轮低幅时振动加速度为3317m/s2，高幅时振动加速度为6318m/s2，则前机架各测点减振传递率明显。无论低幅还是高幅时，测试数据中加速度有效值对应的传递率，皆大于前机架只受前轮振动能量影响时各测点的传递率，可见在减振系统的设计时，并未考虑两个振动源的相互干扰作用，使得样机的减振系统只适合单个振动源的结构，这将导致在两个振动源的结构中其减振性能大大降低。摆振是机架受到前、后钢轮同时振动造成的，前后摆振对应的1，5和2，6两组测点加速度差异最高达到13161m/s2，左右摆振对应的1，2；3，4；5，6这3组测點加速度差异最高达到4104m/s2，机架前后摆振的影响大于左右摆振。摆振对减振系统的减振性能有很大的影响。测点3，4是直接经过减振系统与钢轮连接的机架中点位置，与其它测点相比，受前后摆振的影响相对较小。需要抑制两个激振源引起的振动在上车架的交互影响，这就需要系统研究每一个钢轮减振系统特性，有效控制单个钢轮的振动传递。

4 结束语

根据压路机的轮轴布置方式可以将现有的压路机划分为双轴三轮、双轴双轮以及单轴单轮等，不同类型的压路机给减震工作提出的限制要求也有所不同，虽然双轮式的压路机具有更优越的碾压应用性能，但是其减震工作也更加复杂，压路机自身具有的动态性能也更加复杂，为了克服压路机施工环节中的各种因振动引起的施工困难，需要对减压工作进行优化，对整体刚度问题进行解决，同时还需对上车架位置的问题集中处理，从钢轮入手进行减震处理工作是一种很多的思路，可以对振动传递情况有效控制。

参考文献

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