關鍵詞:振動壓路機振動液壓回路調幅調頻

    振動液壓回路是振動壓路機液壓系統中的一個重要組成部分，其性能決定了振動壓路機使用范圍和壓實效果。振動液壓回路中的執行機構為振動液壓馬達，直接驅動振動軸（也是振動輪的中心軸）。壓路機作業時，振動軸帶動其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。研究表明，對于路基的壓實，頻率選用范圍為25~30Hz,振幅范圍為1.4~2.0mm。對于粒料及穩定土基層和底基層，頻率范圍為25~40Hz，振幅范圍為0.8~2.0mm。而對于瀝青面層的壓實，兩者范圍分別為30~55Hz和0.4~0.8mm。根據壓路機振動系統的調幅調頻性能，本文將振動壓路機的振動液壓回路分為四種：單幅單頻、雙幅單頻、雙幅雙頻和雙幅多頻（無級調頻）。

    1單頻單幅

    1.1YZ14型振動壓路機及其改進型的振動回路分析

    YZ14型振動壓路機是國內某建筑機械廠生產的鉸接式振動式壓路機。其振頻30Hz、振幅1.74mm，為低頻高幅壓路機，適用于基層壓實作業。該振動液壓回路如圖1所示。振動液壓泵為齒輪泵，振動液壓馬達為齒輪馬達。二位二通電磁閥5動作時，啟動振動液壓馬達2，開始振動。由于偏心塊為固定不可調式，壓路機只能單幅振動。振動輪停振時，液壓油經溢流閥3、電磁閥5卸荷，壓力損失較大。為了擴大YZ14的適用范圍，該廠又對原機型的振動液壓回路進行改進。如圖2所示，在原來的振動液壓回路中增加了輔助振動液壓泵2和電磁閥3。電磁閥3得電時，泵1與泵2合流，增大了振動馬達4的流量，從而將振動頻率提高到40Hz。振幅則通過在原偏心塊的反偏心方向上用螺栓連接一定質量的鋼塊，以減小原偏心塊的偏心力矩，將振幅由1.74mm降至0.5mm。改進后的機型變成雙幅雙頻，不僅可以壓實基層，還可以壓實路面。

    1.2SP-60D型振動壓路機振動回路分析

    SP-60D型鉸接式振動壓路機是美國英格索公司生產的一種大型全液壓振動壓路機，主要用于礦山、堤壩和高速公路等大型路基工程的壓實作業。該型號振幅為3mm，振頻為25Hz。振動偏心塊為固定不可調，因此只有單一振幅。振動回路為雙向變量液壓泵與雙向定量液壓馬達組成的閉式回路，如圖4所示。振動時，可根據行車方向，通過電磁換向閥6改變泵1的流量方向，從而改變偏心塊的轉向，使其與行車方向一致以獲得最佳壓實效果。

    2單頻雙幅

    YZ10G型振動壓路機高振幅為1.67mm，低振幅為0.78mm,能滿足土方工程中非粘性和半粘性土壤的壓實要求。

這種振動壓路機采用質量調節式偏心塊調幅機構（如圖3），通過改變振動軸即振動液壓馬達的旋轉方向來改變活動偏心塊與固定偏心塊的相對位置而改變偏心質量和偏心矩，從而獲得兩種不同的振幅。其振動液壓回路較簡單，為單向定量液壓泵和雙向定量液壓馬達構成的開式回路。其振動液壓回路如圖5所示。電液換向閥4為振動系統的起振閥，控制振動液壓馬達3的轉向，從而獲得兩種不同的振幅。由于該回路的振動液壓泵1為定量泵，因此只有單一的振動頻率。另外，停止振動時，H型電液換向閥4回中位，由于振動液壓馬達3進、回油路相通，慣性作用使振動馬達不能立即停下，因此振動輪會有余振，在被壓實材料表面上產生壓痕。所以，該類振動壓路機一般用于基層壓實作業。

    3雙頻雙幅

    振動壓路機中很多型號采用雙幅雙頻的振動系統。這種振動壓路機也采用質量調節式偏心塊調幅機構，通過改變振動液壓馬達的轉向來獲得兩種不同的振幅（同圖3）。振動頻率則通過控制振動液壓馬達的轉速來改變。這種振動壓路機的振動液壓回路常為雙向柱塞變量泵與雙向柱塞馬達組成的閉式回路。高振幅時，馬達為較低轉速（低振頻）；低振幅時，馬達為較高轉速（高振頻）。

    3.1BW217D型振動壓路機振動回路分析

    BW217D型全液壓振動壓路機是國內某建筑機械廠引進德國BOMAG公司的技術生產的一種單鋼輪全輪驅動的全液壓振動壓路機。該機型壓實能力強，具有雙幅雙頻，其中低振頻29Hz，高振頻35Hz；大振幅1.66mm，小振幅0.91mm，其振動液壓回路如圖6所示。在該回路中，來自輔助泵11和來自轉向油泵的液壓油（轉向裝置不工作時）在A點合流，經過一個精濾油器后又在B點分為兩路，一路至行走輪制動裝置以及行走液壓馬達變量裝置；另一路則控制振動液壓泵1的變量斜盤傾角方向和傾角大小。該路油在C點分為兩路，一路通過三位四通伺服閥3，至液控壓力位移比例閥2，控制振動泵1的變量斜盤角度。另一路經過可調電磁先導減壓閥式操縱閥5或6減壓后，至液控壓力位移比例閥4，控制伺服閥3的工作位。操縱閥5的電磁線圈通電時，閥3工作在右位，泵1的變量斜盤傾角為正；操縱閥6的電磁線圈通電通電時，閥3工作在左位，泵1的變量斜盤傾角變為負；兩者都不通電時，閥3工作在中位，泵1的變量斜盤傾角為零。這樣，通過控制操縱閥5、6的電磁線圈通電來改變振動泵的流量方向，從而改變液壓馬達8的轉向，獲得不同的振幅。然后，再通過液控壓力位移比例閥改變振動泵的斜盤傾角大小，調節振動泵1的排量，獲得所需的固定振動頻率?；芈分?，與振動液壓馬達并聯的液控梭閥組7除保證有足夠背壓值滿足振動液壓馬達結構要求外，當回油背壓超過閥組中溢流閥額定值1MPa時，振動液壓馬達回油道將通過閥組中的溢流閥節流卸荷，以穩定馬達的轉速，防止慣性沖擊，提高壓實質量。此外，該閥組還能使振動泵和振動馬達組成的閉式回路進行熱冷液壓油交換，起到降低油溫的作用。

    3.2YZC12型振動壓路機振動回路分析

    YZC12型是國內一家重工企業生產的全液壓，全驅動，雙鋼輪串聯式振動壓路機，前后輪均為振動輪。其振動系統為雙振幅雙振頻，其中高振幅0.75mm，低振幅0.37mm；高頻率50Hz，低頻率40Hz。振動液壓回路如圖7所示。雙向定量柱塞液壓馬達7驅動前鋼輪振動偏心塊，雙向定量柱塞液壓馬達9驅動后鋼輪振動偏心塊。前、后輪振動馬達串聯連接，通過三位四通電磁換向閥10實現前輪單振、后輪單振或前后輪同時振動。當電磁線圈a通電時，閥10工作在上位，前輪振動馬達7被短路，只有后輪振動馬達9工作，因此后鋼輪單振；電磁線圈b通電時，閥10工作在下位，后輪振動馬達9被短路，只有前輪振動馬達工作，因此前鋼輪單振；a、b都不通電時，閥10工作在中位，前、后鋼輪振動馬達串接，前、后鋼輪同時振動。振動馬達旋轉方向由振動泵變量斜盤方向控制閥組3中的兩個電磁線圈控制，以獲得兩個不同的振幅。輔助液壓泵6一方面為振動泵和振動馬達組成的閉式回路補油，另一方面給振動泵變量機構提供控制油。液控梭閥組11的作用是對閉式回路中的液壓油進行熱冷交換，降低油溫。

    前輪振動泵1與后輪振動泵5為雙聯形式。前、后鋼輪的振動回路相互獨立，且結構對稱。因此，可以根據工況的需要選擇前、后振動輪同時振動或單獨振動。由于兩個回路完全對稱，只需分析一個即可（以前輪為例）。該壓路機的雙振幅與前面幾種回路一樣，通過改變馬達旋轉方向來獲得。二位二通電磁閥24、25的電磁線圈通過電氣互鎖來控制三位六通電液換向閥26的工作位，從而控制前輪振動馬達6的啟動及旋轉方向。因為換向閥26的中位為O型，所以當振動馬達剎車時，振動馬達會立即停轉，振動輪不會有余振，從而壓實材料表面不會產生壓痕。因此，該類振動壓路機可用于表面壓實。雙向振動馬達6兩油口上分別并聯了節流閥8、10通油箱。因此，不管振動馬達旋轉方向如何，振動馬達進油路都有部分油通過節流閥回油箱。調節節流閥，可以改變振動馬達進油流量，實現無級調頻。采用這種方式，可以實現無級調頻，但同時會造成節流損失。