开式液压系统振动压路机整车抖动探析.pdf

液 压 气 动 与 鼍 rd ／2 01 6年 第 0 7期 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 8 - 0 8 1 3 ． 2 0 1 6 ． 0 7 ． 0 1 9 开式液压系统振动压路机整车抖动探析 刘 军 ， 巩秀江 ， 赵鹏杰 1 、 山东常林机械集团股份有限公司 ， 山东 临沂6 7 2 7 1 5 ； 2 、 山东省临沭县经济贸易和信息化局， 山东 临沂6 7 2 7 0 0 摘要 开式振动液压系统在国内压路机行业已经得到比较广泛的应用， 但在起振和落振时 ， 时常会有整车严重抖动的现象 出现。该 文分别就起振和落振时的抖动现象进行成因分析， 然后提出一些解决整车抖动的方法。 关键词 开式液压振动系统； 整车抖动 ； 振动阀； 探析 中图分类 号 T H1 3 7 文献标 志码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 6 0 7 0 0 5 8 0 2 Ana l ys i s o n Ve hi c l e S h a ki n g of Vi br a t o r y Ro l l e r wi t h Op e n T y pe Hy d r a ul i c Sy s t e m L I UJ u n ， G O NGX i u -j i a n g ， Z HA OP e n g -j i e 2 1 ． S h a n d o n g C h a n g l i n Ma c h i n e r y G r o u p C o ． ， L t d ． ， L i n y i 6 7 2 7 1 5 ， C h i n a ； 2 ． S h a n d o n g L i n s h u E c o n o mi c T r a d e a n d I n f o r ma t i o n B u r e a u ， L i n y i 6 7 2 7 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t o p e n t y p e v i b r a t i n g h y d r a u l i c s y s t e m h a s b e e n wi d e l y a p p l i e d i n r o a d r o l l e r i n d u s t r y d o me s t i c a l l y ． Ho we v e r , t h e r e i s a l wa y s s e r i O U S s h a k i n g p h e n o me n o n a t t h e s t a r t a n d c l o s i n g o f v i b r a t i o n ． T h e c a u s e a n a l y s i s h a s b e e n ma d e i n t h i s a r t i c l e a g a i n s t t h e s h a k i n g p r o b l e m u p o n s t a r t a n d c l o s i n g o f v i b r a t i o n ， an d s o me s o l u t i o n s h a v e b e e n p r o p o s e d t o o ． Ke y wo r d s o p e n t y p e h y dra u l i c v i b r a t i n g s y s t e m； v e h i c l e s h a k i n g ； v i b r a t i o n v a l v e ； ana l y s i s 0 引言 自从上世纪5 O 年代瑞典专家成功研制了振动压路 机后 ， 振动压路机以其优良的压实性能和施工经济性， 被迅速推广 ， 关 于振动压实 的理论也不断深入。 1 问题描述 开式液压 系统在 国内压路机行 业 已经使用多年 ， 由于具有成本低的优点， 能够满足部分对价格特别敏 收稿 日期 2 0 1 6 0 2 2 3 作 者简 介 刘 军 1 9 7 5 一 ， 男 ， 山东 临沂 人 ， 工 程 师 ， 硕 士 ， 主要 从 事工 程机械整机及液压系统研究试验。 。 十一 。 t一。 ’一。’ 一‘ ’ 一- ’ 一- t 一-十- ’一‘’ 一。 ’ 一-十十 一-十一- ’一- 十一-’ 一- ’ 一-十 一-十- 十一-十一十 意。进过近半年的运用考验， 设备未出现任何问题 即 使风动管路 出现轻微泄漏 ， 也不影响设备速度 。 目前 ， 已完成全部设备的改造并投入运用。 4 总结 根据用户的实际情况 ， 成功对设备进行了改造 ， 受 到 了用户的高度评价 。作 为一名产品设计师 ， 对售后 产品问题处理有以下几点体会 1 需准确判断故障原因。大多用户仅反馈故障 设备表象， 分析故障产生的原因能力不足。售后人员 须熟知设备工作原理 ， 如该设备 出现速度慢 ， 原因是动 力源功率下降所导致 。 2 需快速响应 。分析 出原 因后 ， 既要分清故 障责 58 感的用户的需求， 各主机厂大都提供该类型产品。但 是在启振和停振过程 中， 会出现整车抖动严重的现象 ， 驾驶员 根本无法承受 。针对这一 问题 ， 我们 进行 了分 析和研究 ， 也采取了一些措施 ， 最终问题得到解决。 2 闭式液压振动系统简述 国 内外压路机的振动 系统主要有闭式 系统和开式 系统两 种方案 ， 闭式系统主要采用进 口柱塞泵及柱塞 马达 ， 因柱塞泵 能够通过改变泵斜盘 的方 向及角度而 提供不 同 的压力油方 向和排量 ， 从而带 动振动马达输 出不同旋向和转速， 实现振动轴的正反转， 使整车有两 -。 - - ‘ - 一 - - - 一- - - - ～- - -- - 一 - - - 任 ， 同时要秉承用户是上帝的原则， 拿出用户满意的解 决方案。 3 需试验验证。对于已出厂的设备 ， 为减少弯 路 ， 防止 理 论 与 实 际 出 现偏 差 ， 通 过试 验 验 证 十 分 必要 。 4 需重视用 户培训 。外方 对设 备 的维 护保 养不 够重视 ， 须加大对用户的培训力度 ， 重视设 备定期必要 的维护保养。 参考文献 ⋯ 1 尹建业， 曲世杰， 杨燕燕． 动车组作业平台翻板的分析与改进 [ J ] ． 液压气动与密封， 2 0 1 5 ， 1 ． 【 2 】 张占杰， 王宁， 李世通， 等． 可移动式液压综合测试装置结构设 计f J 1 ． 机电工程， 2 0 1 5 ， 5 ． Hy d r a u l i c s P n e u m a t i c s S e a l s ／ No ． 0 7 ． 2 01 6 个振幅和频率 ， 液压原理图见 图 1 。 2 ， ，1 9 图 1压 路机 闭式 液压 振动 系统原理 图 如图 1 所示 ， 闭式 液压振动 系统主要 由变量泵 1 、 补油泵 2 、 单 向阀3 、 补油泵溢 流阀 4 、 主溢流 阀 5 、 冲洗 阀6以及双 向马达 7 组成 ， 当启动振动按钮后 ， 变量泵 1 斜盘摆角发生变化 ， 输出液压油 ， 驱动马达 7 转动 ， 从而 带动偏心轴转动 ， 高速旋转的偏心轴转动产生的离心 力就是我们所追求 的压路机激振力 。补油泵 2 、 单 向阀 3 和溢流 阀4的作用是 向闭式 系统低压侧补充液压 油 冲洗阀放 出的液压油及系统泄漏 ； 溢流阀 5 的作用是 控制 主油路压力 ， 超出部分高压侧泄露到低压侧 ； 冲洗 阀6 的作用是通过节流阀控制低压侧一定流量的液压 油回油箱 ， 以保证液压系统油液的更换及冷却。 当启 动或停止振动时 ， 由于振动轴的惯性 ， 系统处 于溢流状态 停振时马达处于泵工况 ， 从 出油侧输 出高 压油通过溢流 阀4 溢流 ， 马达给振动轴一个启动或制 动扭矩 ， 闭式 系统 由于系统压力可 以达到 4 2 MP a ， 启动 和制动扭矩都大， 所以短时间内就实现启动和制动， 和 整机共振 的区间短 ， 没有 明显的整车抖动现象。 3 开式液压振动系统简述 开式 液压系统主要采用齿轮 泵和齿轮马达组成 ， 同时 ， 为 了实现压路机振动的控制及两个振 幅， 加一个 换 向阀而实现不 同的振 动轴旋 转方 向 ， 和闭式系统相 比减少 了补油和冲洗系统。液压原理图见 图2 。 ～ ～ 1 一一 一 2 一一3 图2 压路机开式液压振动系统原理图 4 问题分析 我们 在换 向阀上集成 了单 向 阀和溢流 阀 ， 能够做 到和闭式一样 ， 当启动振动和停止振动马达泵工况时 ， 都通过溢 流阀溢流到 回油侧 ， 这时产生最大 的启动或 制动扭矩 。通过分析 和测试 ， 造成整车剧烈抖动原 因 是振动轮在起振和停振的过程中， 振动频率从0 ～3 0 H z 或从 3 00 Hz ， 在这个过程 中有一段频率恰好与前车频 率一致 ， 产生共振 ， 出现 了剧 烈抖动 。而同一 台挖掘机 配上闭式液压 系统后 ， 就没有这种现象 。从原理图 l 、 2 可以看出 ， 无论闭式系统还是开始 系统 ， 其启动和制动 的扭矩与溢流 阀溢流压力成正 比 ， 而闭式系统压力能 够达到 4 2 MP a ， 而采用齿 轮泵 的开式 系统压力 只能达 到 2 0 MP a 以内 ， 所 以开式 系统 的启 动和制动扭 矩就 比 闭式 系统小得 多 ， 扭矩小加速度就小 ， 所 以启动和制动 的过程就相对慢 ， 与车架产生共振 的几 率就大 ， 所 以抖 动剧烈。 5 解决办 法 找到产生剧烈振动 的原 因是共 振后 ， 从两个 方面 下手 ， 解决该 问题 ， 一个是提高系统启动和制动扭矩 ， 缩短共振 的频率 区间 ， 一个是改变前 车总成 的振 动频 率 ， 避开共振频率 。提高启动 和制 动扭矩 只能通 过提 高 系统压力 和增 大马达排量来 实现 ， 因受齿轮泵结构 限制 ， 系统压力很难提高 ， 马达排 量如果选 用太大 ， 对 安装及成本都会有很大影响， 如果失去了成本优势， 开 式系统就没有 了意义。最后所有策略只能集 中到改变 前车的振动频率上 ， 我们通过大量试验 ， 采用调整减震 块剪切刚度和调整前车重量及重心位置等措施 ， 最终 解决 了该 问题 ， 为开式液压振动系统在压路机上 的应 用提供 了保 障。 6 结论 压路机开式液压振动系统引起 整车剧烈抖动 的原 因是振动轮与前车共振引起 的 ， 通过调整前车架减震 块刚度及前车架总成重量和重心位置的方法来改变前 车振动频率是有效 的解决办法 ， 我们公司生产的开式 液压振动系统压路机 已经超过几百 台 ， 未 出现过剧烈 抖动现象。 参考文献 [ 1 】 尹继瑶． 压路机设计与应用【 M】 ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 0 ． [ 2 】 朱保达． 工程机械[ M] ． 北京 人民交通出版社， 2 0 0 0 ． 【 3 ] 李壮云． 液压元件与系统[ M] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 1 0 ． 【 4 ] 左健民． 液压与气压传动[ M】 ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 7 ． [ 5 】 秦四成． 振动压路机[ M】 ． 北京 化学T业出版社， 2 0 0 6 ． 【 6 】 翟大勇， 周志鸿， 林嘉栋． 基于A ME S I M的压路机振动液压系 统仿真研究[ J 】 ． 液压气动与密封， 2 0 1 0 ， 1 ． 5 9