[發明專利]一種多頻多幅振動壓路機參數優化方法

無效

• 申請號: 201310265983.7
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103352414A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 薛鐵山
• 申請（專利權）人: 洛陽北川重工機械有限公司
• 主分類號: E01C19/28
• 分類號: E01C19/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及壓路機優化設計領域，尤其是一種多頻多幅振動壓路機參數優化方法。

背景技術

常規振動壓路機的振動頻率和名義振幅是固定，但是在壓實作業中，土壤在不同環境下，其剛度和阻尼是截然不同的，同時土壤在振動壓實的不同階段，自身的剛度和阻尼也是變化的，一般分為塑性階段，彈-塑性階段，相對剛性階段。多頻多幅壓路機作業時，振動軸上的一組偏心塊高速旋轉以產生離心力，強迫振動輪對地面產生很大的激振沖擊力，形成沖擊壓力波，向地表內層傳播，引起被壓層顆粒振動或產生共振，最終達到預期的壓實目的。對于不同的壓實材料和鋪筑層厚度，應該采用不同的振動頻率和振幅．從而產生適當的激振力以及壓實能量，以達到最佳的壓實效果。著重設計一種滿足多頻多幅的振動式壓路機，對其頻率和振幅進行優化設計，并設計一組偏心塊，利用其組合關系，應對不同工況下的最優壓實效果。

振動壓路機的工作裝置在振動壓實時，一方面是振動輪對被壓實材料的沖擊力越大，壓實效果就越好：但從另一方面講，強烈的振動有損于機器零件的使用壽命和司機的身體健康，因此要求振動壓路機的上車振動能量盡量的小，這就是振動壓路機上設置減振系統的目的。因此，壓實與減振，這一對相互矛盾的設計指標，成為了壓路機設計的關鍵技術。

壓路機的減振性能主要由工作振幅和工作頻率決定。同時這二個參數也決定了振動壓路機的激振力。將這二個參數作為設計變量，利用優化設計方法，對多頻多幅振動壓路機的關鍵設計參數進行優化分析，實現基于壓實效果最優和駕駛舒適性最佳兩個目標的壓路機相關參數設計。

發明內容

為實現壓實效果最優和駕駛舒適性最佳，本發明提供了一種多頻多幅振動壓路機參數優化方法：

1）多頻多幅振動壓路機設計原理：利用變頻器實現對振動頻率的調節，變頻器與振動電機連接，振動電機帶輪與振動帶輪之間通過皮帶傳動，通過調節變頻器的頻率實現電機轉速的調節，從而使振動軸轉速變化；

2）振動系統運動學分析：首先將減振器剛度為K₁，阻尼為C₁，其阻尼近似作為線性阻尼，由于土是具有一定剛度的彈性體，其剛度為K₂，阻尼為C₂，阻尼為線性阻尼。其次把振動壓路機的上、下車的質量簡化為具有一定質量的集中質量塊，上車質量為m₁，下車質量為m₂，隨土振動的質量為m₃。壓路機工作時一般情況下緊貼土壤表面，不會跳離地面，所以把壓路機的振動系統看作是二階系統，其運動學方程為：

式中：F，ω—激振力和激振頻率；x₁，x₂—上車和振動輪位移；F—偏心振子提供偏心力，即激振力；m—偏心塊質量；r—偏心距。設其他參數為已知，根據上式可解微分方程求得x₁，x₂。

B=k₂?c₁ω+k₁?c₂ω-m₂c₁ω₃?-m₁c₁ω₃

振動壓路機下車（振動輪）對地面作用力Fs?的大小不僅與振動壓路機本身的振動參數有關，而且也與被壓實土的剛度k₂和阻尼c₂有關。Fs可表示為：

前者與振動壓路機的瞬時振幅和土的剛度有關，后者與振動壓路機振動速度和土的阻尼有關。所以，振動壓路機對地面的作用力大小與土的物理特性有著密切的關系。無阻尼狀態下振動系統的一階、二階固有頻率ω₁、ω₂分別為：

本發明的有益效果是：通過以上步驟為多頻多幅壓路機在不同工況下工作時（隨振土壤的剛度和阻尼不同時），調整工作頻率和振幅參數提供了理論依據。

?附圖說明

圖1偏心塊結構簡圖；

圖2偏心塊組結構簡圖。

具體實施方式

?下面結合附圖對本發明的工作工程加以詳細說明。

本發明提供了一種多頻多幅振動壓路機參數優化方法：