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1、全液压压路机液压系统设计摘 要振动压路机是一种高效的压实机械，广泛应用于道路建设施工中。对国内外压实机械发展史的研究，把握压实技术和压实机械的发展趋势及最新动态。为压路机产品的定位提供依据。我国压路机，整体技术水平与国外相比仍有差距，主要表现在：产品型号不全、重型和超重型压路机生产数量和品种仍然较少、专用压实设备缺乏、综合技术经济指标和自动控制方面仍低于国外先进水平。本文在理论分析和计算的基础上，完成了振动压路机总体和液压系统、振动轮总成、减振系统等主要部件的设计，在方案、结构和设计方法上进行了部分改动：采用全液压的传动方案，通过3个相互独立的液压回路实现行走、振动和转向三大基本功能，与机械传
2、动相比在压实效果、爬坡能力、质量分配、操作控制和整体布局方面具备更大优势。转向结构采用铰接式车架折腰转向的方案，转弯半径小、机动性好、前后轮迹重叠、重心低、驾驶员视野开阔。制动系统采用静液压制动，多片式摩擦制动和电液操作下的同时制动，制动效果良好。激振器设计成振动轴加两个活动偏心块的结构形式，偏心块被放置在充满硅油的圆柱形箱体内，既实现了双频双幅的振动功能，又避免了对润滑油的搅动和强烈的换向冲击。减振系统采用橡胶减振器，利用更加简化的单自由度振动数学模型，推导出达到最大减振效果时减振系统总的动刚度，作为橡胶减振器设计的依据，并对压路机进行了稳定性分析。关键词：振动压路机，总体设计，车架，液压，
3、激振力THE DESIGN OF HYDRAULIC ROLLER SYSTEMABSTRACTVibratory compaction is an efficient machine, widely used in the construction of road construction. The development of domestic and foreign research into the history compacting machinery, take compaction and compaction machinery ethnology trends and la
4、test developments. 12T Roller products to provide the basis for positioning.China road roller, the overall technological level compared with foreign countries there are still gaps, mainly in: Model insufficiency, heavy and extra heavy-duty roller number and variety of production is still small, spec
5、ialized compaction equipment, lack of comprehensive technical and economic indicators and automatic control is still lower than the advanced level. In this paper, theoretical analysis and calculation based on the overall completion of 12T vibratory roller and hydraulic systems, vibration wheel assem
6、bly, shock absorber system and other major components of the design, plan, structure and design methods for innovation: all-hydraulic transmission scheme, by three independent hydraulic circuit of walking, vibration and steering the three basic functions, and compared the compaction effect of mechan
7、ical drive, climbing ability, quality and distribution, operation control and the overall layout has more advantages. Turn structure using the program articulated frame waist to change direction, turning radius, mobility, front and rear tracks overlap, low center of gravity, the driver broad field o
8、f vision. Hydraulic brake system with static brake, multi-disc friction brake and electro-hydraulic operation, while braking, braking effect is good. Eccentric shaft vibration exciter designed to increase the structure of two active forms of eccentric, eccentric block is placed in cylindrical cabine
9、ts filled with silicone oil, both achieved double amplitude of the vibration frequency function, but also avoids the agitation and lubricants The impact is strong. Rubber shock absorber damping system is to use a more simplified single degree of freedom vibration model is derived for maximum vibrati
10、on damping effect of the total system when the dynamic stiffness, as the basis for the design of rubber shock absorber, and the roller was stability analysis. KEY WORDS: vibratory roller, design, frame, hydraulic, vibration force 目 录前 言1第1章 振动压路机的整体概论2第2章 国内外振动压路机的现状42.1 国内水平及发展动向42.2 国外水平及发展动向42.2.
11、1 注重开发适用于SUPERPAVE的振动压实技术。52.2.2 不断创新振动技术。62.2.3增强压实效果和提高压实效率。72.2.4注重满意性设计的理念。72.2.5 计算机、智能化技术在整机的设计中被广泛采用。82.2.6产品设计中更加重视人性化设计。92.2.7 绿色环保设计被高度重视。10第3章 典型的振动压路机液压系统分析113.1典型的振动压路机行走液压系统分析113.1.1变量泵辅助泵一双定量马达并联行走液113.1.2变量泵辅助泵一变量和定量马达并联行走液压系统123.1.4 结论153.2.2 泵控闭式液压回路17第四章 液压系统设计184.1制定基本方案及绘制液压系统图1
12、84.2 总体计算确定的参数184.3 计算马达排量184.4 计算马达转速194.5 根据标准计算系统流量194.6 计算泵的排量204.7 选择液压马达20第五章 振动液压系统设计225.1.1 制定基本方案及绘制液压系统图225.1.2 总体计算确定的参数225.1.3 计算振动功率235.1.5 计算马达排量245.1.6 计算系统实际工作压力 EMBED Equation.3 245.1.7 计算马达转速245.1.8 计算系统流量245.1.9 计算泵排量255.1.10 根据计算选择液压马达和液压泵255.1.11 液压阀件的选择255.1.12 计算折算到发动机上的振动功率25
13、5.1.13 振动系统的总效率265.2.1 管道内径计算265.2.2 油箱容量的确定275.3 液压系统性能验算275.3.2液压系统压力损失285.4液压系统的发热温升计算295.5计算液压系统的发热功率295.6 计算液压系统的散热功率31结 论33参考文献34致谢35附 录36前 言我国是一个发展中国家，在辽阔的国土上正在进行大规模的经济建设，这就需要大量的土石方施工机械为其服务，而液压压路机是最重要的一类土石方施工机械。因此，可以肯定液压压路机的发展空间很大。可以预见，随着国家经济建设的不断发展，液压压路机的需求量将逐年大幅度增长。今后几年我国液压压路机行业将会有一个很大的发展，液
14、压压路机的年产量将会以高于20%的速度增长。虽然目前中国已经成为世界上最大的压路机市场和产地之一，但是同时我国压路机行业整体水平相对落后，制造工艺水平较低，技术条件差，没有形成关键国产元件的配套体系，目前国内压路机行业，从产品水平、可靠性、寿命、制造质量来看都与国外挖掘机有较大差距，特别是液压元件少，没有关键元件，系统不能配套。液压压路机技术的发展是和液压技术的发展是和液压技术的发展相辅相成的，其一是液压系统是液压压路机的技术基础和重要的关键组成部分，其二是压路机技术的发展要求与促进了液压技术的进步和提高。液压压路机是结构复杂、功能强大、用途广泛的工程机械，如此复杂的动作的实现是和液压传动的技
15、术密切相关的，因此对压路机液压系统的设计既可以学习到更先进的液压技术巩固所学的知识，又符合时代的步伐。如何设计出工作可靠、结构简单、性能好、成本低、效率高、维护使用方便的液压系统呢，必须通过调查研究，明确多方面的要求！以下是液压系统的设计，希望本设计能为从事液压工作的人员献上微薄之力！第1章 振动压路机的整体概论振动压路机是依靠自身重量和振动对地面通过钢轮碾压来提高建筑工程中各种材料密实度的一种工程机械，广泛应用于公路、铁路、机场、矿山、水利大坝、港口和市政建设等工程中，是机械化工程施工的重要设备之一。 我国公路建设正处于高速发展的阶段，交通建设一直作为我国国民经济建设的重点投资领域，在“九五
16、”期间，仅公路建设投资达8110亿元。全国通车里程已达成145万多公里，其中高速公路达1.6万公里。据交通部“十五”规划，二级以上的高等级公路要达到23万公里，其中新增6万公里；高速公路一万公里，并要求提前十年完成“五纵七横”12条二级以上的国道主干线建设，总长约3.5万公里。预计到2010年，全国公路总里程将达到145万公里，其中高等级、次高级路面在公路里程中占50%左右，高速公路达2.5万公里，二级以上公路里程达到28万公里，公路密度达到每百平方公里16.7公里。与此同时，各地方政俯还将自行筹集资金建设高等级及次高等级公路，如江苏省提出用十年时间把高等级公路建设水平赶上目前德国水平，要求每
17、年建成300多公里，到2010年达到3500公里。公路建设的投资为开发面向国内中、高档用户的超重型振动压路机提供了极其广阔的市场空间。按高速公路每2.5公里需1台压路机，其余 等级公路平均10公里需1台压路机计算，每年新建公路需压路机约360台以上。目前压路机社会拥有量近40000台，压路机平均使用寿命为10年，每年需更新 4000台。铁路建设每年约需压路机1000台。其它每年需1000台。综上所述， 目前国内压路机市场需求量为9600台。随着公路总里程的增加和出口量增多，需求量将逐年增长。 目前国内年产量6000台压路机中，振动压路机不到总产量的7096，而发达国家为9090以上，并且国内振
18、动压路机产量中14吨以下的中小吨位压路机仍占有相当比例，按国家有关要求规定，高等级公路建设必须采用14吨以上超重型压路机才能获得施工资格。根据近年来高等级公路建设中使用的压路机已向16吨发展的情况，开发16吨超重型压路机市场前景较好。从产品结构上来看，振动压路机比重将继续上升，预计将由目前的不到70%上升到80%左右。超重型大吨位振动压路机和双钢轮振动压路机的数量将明显上升。静碾压路机将大幅度下降。第2章 国内外振动压路机的现状2.1 国内水平及发展动向 国内振动压路机的发展源于1961年西安公路交通学院与西安筑路机械厂联合开发的3t自行式振动压路机。目前，国内已初步形成以徐州工程机械厂、洛阳
19、建筑机械厂为主的二十余家压路机生产厂家，能够生产数十种型号规格的压路机产品。尽管如此由于我国振动压路机起步较晚，整体水平与国外先进水平相比仍有巨大差距，我国压路机行业生产研制水平与我国经济建设仍不相适应，尤其是重型和超重型振动压路机生产数量和品种依然较少，产品的可靠性和外观质量等综合技术经济指标和自动控制技术方面仍低于国外先进水平。积极引进国外先进技术，加强技术创新，开发出具有自主知识产权和独特技术的产品，缩小与国外先进生产企业的差距，对国内压路机生产厂家来说迫在眉睫。国内压路机生产企业应充分认识到自身产品在技术性能上与国外先进产品存在的差距，找出自己的不足，认真借鉴和学习国外产品的先进技术，
20、并结合国内市场的需要不断创新。只有奋起直追，才能为提高国产振动压路机的竞争力，迎接加入WTO的挑战，打下良好的基础。2.2 国外水平及发展动向 国外振动压路机的制造国家主要是德国、美国、瑞典、日本等国家，全世界较大的压路机制造公司有近百家，其中著名的公司有德国BOMAG公司和VIBROMAX公司、美国Ingersoll-Rand公司和Caterpillar公司、瑞典Dynapac公司等。据统计，2001年世界压路机的产销量已经达到6万余台，其中振动压路机占压路机总量的90%以上，年销售额超过16亿美元，其中BOMAG, Dynapac, Ingersoll-Rand, Caterpillar四
21、家公司的产销量占国际市场压路机总量的60%以上。目前在国外全液压传动、全轮驱动振动压路机成为主流，铰接式转向、三级制动、调频调幅、故障自动报警与调控、静液压传动与控制、压实度随机检测，振动压实动态特性仿真与分析等技术被充分运用到压路机上同。除上述技术特点之外，国外压实技术在多频率复合振动或混沌振动、超声波技术促使土壤“液化”原理以及新传动技术上也有新的发展。寻找和利用新的能源，设计与制造新的动力装置，是未来压实机械的研究方向。国外振动压路机设计的发展趋热还有如下特点：2.2.1 注重开发适用于SUPERPAVE的振动压实技术。为了能以恰当的温度控制压实超高级路面材料，需要提高碾压速度，与此同时
22、提高振动频率，保持振动压实混合感材料的时间间隔，从而保证密实度。目前世界上各主要压路机生产企业均开展在方面的研制工作。海帕克公司通过将C766C两轮振动压路机进行适当的改进，提高振动频率和激振力，使该机达到设定为高振幅时，振动频率为63.33Hz (3800r/min)，激振力为99.75kN；当设定为低振幅时，振动频率为56.67Hz (3400r/min )，激振力为132.45kN。操作者通过该机配置的多系统，多性能显示器，能舒适、自动地控制两个基本点振动轮的振动频率和振幅，实现在保证压实质量的同时进行高速压实。国外同类产品中还有CATERPILLAR公司的CB634C型、DYNAPAC
23、公司的C522型、酒井公司的SW800和SW850型等型号产品。由于从高到低设置有多级颇率和振幅，使这些产品能够在高速状态下压实较多类型的土壤结构，从而提高施工范围和施工效率。 2.2.2 不断创新振动技术。除了目前熟悉和已经采用的如振动压路机技术中的双振动频率、双振幅、多频率、多振幅、顺序振动、高频振动(3000r/min )、密实度监测等技术外，近来国外振动技术更是向着自动化、智能化的方向发展。如BOMAG公司根据双钢轮振动压路机在施工中对密实度的精度要求较高的使用特点，独家研制出自动振幅调节机构(VARIOMATIC )，该系统的工作原理为:利用改变两根逆向旋转式偏心块的角度来改变振幅，
24、每当系统通过传感器接受的信息达到某个预先设定的数据时，计算机就会给装在压实滚轮中的小油缸发出改变其中一个偏向轴角度的指令。这个偏向轴就会与其逆转的另一个偏向轴改变一个角度，通过这种无级变角度的调整，从而达到自动改变振幅和激振力的目的，实现了振动压路机振幅、频率的无级调节，用以优化碾压效果。该机构可根据路面密实度的要求在0-max范围内自动调节激振力大小，避免面层的过压和漏压，此技术同样可根据需要应用于单钢轮振动压路机产品上。其它如美国1NGERSOURAND公司的DD-130双钢轮串联式振动压路机，在每个振动轮中都有自动反向的偏向装置，可实现7225-16330kg八种不同的激振力输出，基本上
25、可以满足所有土壤类型路面的碾压需要。此外，诸如水平振动压实技术，是利用土壤力学中交变剪应变原理使土壤等材料的颗粒重新排列来进行密实的，德国HAMM公司首先根据这一原理开发出振荡压路机，它利用两根偏向轴同步旋转，产生相互平行的偏向力形成扭矩，使振动轮产生振荡的作用，形成对地面的压实。2.2.3增强压实效果和提高压实效率。国外一些产品还普遍采用超高频振动技术，振动频率超过4000r/min，使压路机迅速达到所需密实度的高输出力，可有效提高压实的速度。此外，建立在冲击技术理论上的冲击式压路机由于具有制造简单、成本低廉、作用力均匀、压实效果较好的特点也被国内外越来越多的企业所采用，其压实深度可达2-2
26、.5m。2.2.4注重满意性设计的理念。压路机等工程机械的舒适性涉及方面很多，如驾驶员驾驶环境、操作过程、维护及保养性等许多方面，其中主要是驾驶环境。目前，国外振动压路机的驾驶室有逐渐向汽车驾驶室标准靠近的趋势。主要表现在内部结构大量采用模块化成形零件，外观考究，整体布置舒适合理，并根据压路机经常需要前后行驶作业的特点，特别注意追求视野宽阔、1X1的等韧捉巨效果，配备有换气、空调、暖风、电视监测等设施。在操纵及控制方面大量采用电控或电液联控，使操作轻便灵活。驾驶室在整体设计上，加大人机工程造型艺术的应用。驾驶室的四周设有超大钢化玻璃门窗，豪华司机座椅可前后、左右、上下滑动或滑移，提高对设备内部
27、维修养护的方便性。在驾驶室与机身之间设置多层电子橡胶阻尼元件，振动轮与机身之间采用柔心联接，使压路机的驱动部分与振动部分处在两个单元上。动力靠液压系统传递到振动轮，而振动轮的振动被隔离，加上驾驶室采用优质电子橡胶阻尼元件，振动轮与框架之间装有弹性减振器，使座椅的振幅由1.2mm下降到0.5mm以下，妥善解决既要提高振动又要防止有害振动这一矛盾，极大地提高操作的舒适性和维护的方便性，体现很高的人扫U造型艺术。2.2.5 计算机、智能化技术在整机的设计中被广泛采用。在德国BOMAG和HAMM,瑞典DYNAPAC等公司的压路机产品中，微电脑技术已经在各工作系统中被广泛应用，如工作系统的监控、驱动系统
28、的防滑转装置，整机的故障自动检测系统等。它的基本原理是预先将整机各工作系统的有关工况信息制成软件，在整机工作过程中，安装在各工作装置上的传感器不断向微处理器发送出设备运行中有关的信号或数据，经计算机处理后在LCD显示屏上显示出相应的文字、图像或声光信息(报警)。当整机运行时，系统还可以根据工作状态，自动优化整机的系统运行情况，如压路机防滑系统的功能优化(ANTI SLIP CONTROL自动滑转控制系统)。它的工作原理是:整机在工作时通过传感器将前后驱动轮的信号分别发送到微处理器上，微处理器通过相应的软件将接收到的信号与设定的标准信号相比较，分析处理后，向液压流量分配器发出指令，分配器根据指令
29、重新调节前后驱动马达的油量分配，当某一驱动轮产生滑转时微处理器将通过流量分配器减少其马达的流量分配，提高另外的驱动轮马达流量，增加其驱动功率，从而使前后驱动轮均能充分利用各自的地面附着力以产生最大的整机牵引力，从而提高压路机的爬坡能力。在非报警时，操作人员还可以随时通过该系统查询所关心的整机工作信息，如温度、转速、油量等。在智能化、网络化的应用上，德国BOMAG公司更是将网络传输和卫星定位系统(GPS)应用与相应的产品上，通过安装在压路打让的GPS脉冲装置将整机的工作情况如整机的工作区域、工作轨迹、碾压密实度的色彩比较等通过GPS信号反馈装置传输到空间卫星上，空间卫星将汇集到的信息形成图像或数
30、据信息重新发送到安装在压路机上的GPS接受装置上并在PC机上显示，并根据工作需要，同时通过地面的GPS信号反馈装置向安装在压路机上的GPS脉冲接收装置发出指令，启动自动调幅机构，随时调节工作激振力的大小，以达到路面规定的密实度要求。有的压路机还可通过在机身周围布置方向传感器和超声波发射、接收装置，压路机在行驶时若遇到障碍，接收装置就会收到障碍物反射回的反射波，警报器就会报警，提醒驾驶员注意，如果和操作人员的手持式传感、遥控器相连接，就能实现信息的远距离自由传递，并实现整机的无人驾驶。2.2.6产品设计中更加重视人性化设计。国外工程机械产品在这一方面做了大量细致、有效的工作，尽可能地满足操作人员
31、希望达到的美观、实用、舒适的需要。除了前面提到的座椅高度达到的升降、前后左右的滑动和旋转、靠背的前后及角度调外，还考虑了诸如扶手的上下浮动、方向盘角度的随动、脚蹬与扶拦的协调、文件袋的设置、急救包的配备、操纵台的布置、仪表灯光的安装布置及操作繁简程度等。这些设计充分考虑了人的生理特点和行为习惯，尽可能地减轻驾驶员劳动强度，减少操作失误，基本上满足了用户使用意愿。2.2.7 绿色环保设计被高度重视。为了提高产品的节能效果和满足日益苛刻的环保要求，国外的振动压路机纷纷引入绿色环保设计的理念。目前主要是从降低发动机尾气排放、提高液压系统效率，减少振动、降低噪音等几个方面入手。国外一些振动压路机在设计
32、和试制过程的开始就注意寻找降低噪音、振动、废气产生的原因及部位，并积极探求且采取措施将其设法消除，如在降低噪音方面通过大量使用弹性支承、弹性阻尼元件，以及提高传动系、制动系及操作机构中各运动体、执行件的制作、装配精度，提高驾驶室的密封性、选用合适的轮胎等，来降低机械噪声、液压噪声和轮胎噪声。还有一些厂家的产品使用了表面涂覆有吸声材料的罩壳，起到了良好的隔音作用，使机外噪声降至72dB(A)以下。在尾气净化方面，CATERPILLAR公司生产的部分产品，通过应用燃油电控喷射，废气再循坏(EGR)和使用催化净化器等新技术已能满足EPA Tier II和EU Stage II排放标准。其某些型号柴油
33、机更由于采用了新型的ADEM微处理柴油喷射电子控制模块，使柴油机工作时比原机提高22%的喷射压力，燃油雾化程度得到提高，燃烧充分、高效，不但减小了尾气有害物的含量，更使扭矩输出增大35%，取得了较好的应用及环保效果。第3章 典型的振动压路机液压系统分析 3.1典型的振动压路机行走液压系统分析 3.1.1变量泵辅助泵一双定量马达并联行走液以英格索兰公司生产的SP-60D/D振动压路机行走液压系统(图1)为代表进行分析。SP-60D/D型铰接式振动压路机是一种大型全液压振动压路机，主要用于矿山、堤坝、机场和高速公路等大型路基工程的压实作业，该机为静液压驱动，液压系统由行走回路、振动回路和转向回路3
34、大部分组成。液压行走回路是由1个变量轴向柱塞泵带1个辅助泵和2 个并联的定向轴向柱塞马达组成的闭式容积调速回路。该回路可以实现前进、后退、停车及作业速度的无级调速。驱动泵为美国森特公司24 系列变量泵，排量为118.6cm3 / r，转速为2370r / min，最高工作压力为35MPa 。前桥驱动马达为美国森特公司23 系列定量马达，排量为89.1 cm3 / r ，调整压力为35.1 MPa，压轮驱动马达为美国森特公司23 系列定量马达，安全阀调速压力为35.1 MPa。驱动泵安装在分动箱左侧，由发动机经分动箱带动。压轮驱动马达和前桥驱动马达是并联的，故2 个马达同时由1 个控制阀组控制。
35、变量泵调节装置由辅助泵通过三位四通电磁阀供油。辅助泵同时也可向主泵油路供油。前桥驱动马达经二级变速箱、差速机构和轮边减速器而驱动前轮胎。压驱动马达经行星减速器驱动压轮。在前桥马达上装有过载溢流阀，以实现安全保护和液压缓冲制动。二位二通电磁阀实现驱动轮的制动，通过换向阀组调整工作压力。3.1.2变量泵辅助泵一变量和定量马达并联行走液压系统以YZ16H 振动压路机液压驱动行走系统为例进行分析。该压路机是由三明重型机械有限公司开发的全液压双驱动双振幅双频率振动压路机，其驱动行走液压系统主要由驱动泵和前、后驱动马达等组成，前驱动马达为电控双排量变量柱塞马达，后驱动马达为定量柱塞马达；驱动形式采用高速方
36、案，即由前驱动马达和行星减速器组成的车轮马达直接驱动振动轮行走；由后驱动马达和行星减速器组成的2个车轮马达分别直接驱动2个轮胎行走；没有分动箱、变速箱和后桥等机械传动部件，结构更紧凑，维修空间更大；3个行星减速器均带有多片式制动器，制动器的松开或制动由驱动泵上的制动阀控制，使操作更加安全。前驱动马达有2 种不同的排量，压路机有2 挡速度，适应不同路况的行驶需要；由于调速阀是电控的，没有机械的变速机构，操作更加方便。多功能阀是组合阀，分别起安全阀、压力限制器和旁通阀的作用。驱动泵设计顺序压力限制系统和高压安全阀，当系统压力达到限定值时，压力限制系统会使驱动泵的柱塞冲程迅速减小，一般的响应时间在9
37、0ms 左右。YZl6H 的驱动液压系统为闭式回路，当手动伺服阀手柄回中位时，驱动泵斜盘回中，驱动液压系统的高低压油腔产生困油，压路机实现行车制动。当驱动液压系统的压力管路或其它元件损坏造成行车制动失灵并出现紧急情况时，可以采取紧急制动措施，即按下紧急制动开关，制动阀线圈断电，制动器油腔卸荷，起制动作用，压路机实现紧急制动；此时手动伺服阀的供油也被切断，驱动泵斜盘回中，驱动泵的排量为0 ，有效地保护了人机的安全。 YZl6H 具有三级制动功能即行车制动、停车制动和紧急制动，能够确保压路机在各种动、静态的有效制动。3.1.3变量泵辅助泵一双变量马达并联行走液压系统以洛阳建筑机械厂生产的YZl8G
38、D 振动压路机液压行走闭式系统（图2）为例进行分析。行走泵采用一种高增益的流量控制装置，利用控制手柄输人的机械信号可精确地反复调节输出排量。无液压输人信号（如连杆失效、无补油压力）时，控制系统用液压油把伺服柱塞缸端部互相联接起来自动回中。作为双驱动压路机，2个行走马达并联分置，要做到2个变量马达的排量同步地连续变化是很困难的。而它采用双速调节，即相当于装有排量分别为Vmax和Vmin的定量马达和相同的变量泵的2台装置输出特性的叠加，以满足压实作业时的低速大牵引力和转移工地时的高速小牵引力2 种不同工况的需求。前轮的低速大扭矩马达选用带有液压油槽的多盘式制动器，内装低压操纵选择器对马达作双排量与
39、单排量选择，本身具有很高的静液压制动扭矩。考虑到全液压压路机作业时的恶劣工况，在液压行走闭式系统上配置了1个多功能阀，它由压力限制器传感阀和高压安全阀组成，两者按顺序工作，安全阀用来限制压力峰值，压力限制器传感阀用来限制系统压力。当压力达到限制值时，压力限制器传感阀输出压力油，删除输人排量控制阀的指令，改变柱塞行程减小泵排量，从而弱化系统溢流趋势。而安全阀仅在压力峰值瞬间开启，开启时间短（仅为工作时间2% ) ，避免了由高压安全阀引起的系统油温过高。 压路机液压行走闭式系统上还设置了坡度开关。作为传统的无级变速装置，主调节元件是液压泵，马达排量仅作为辅助调节参量，选用一定量一有级变量马达，以瞬
40、态特性观察，马达排量不是随负荷变化的，负荷变化主要反应是系统压力波动。压路机前进上坡时，后轮负荷变大，为避免前后轮速差加大，利用设置的选择开关，后轮马达选择大排量，前轮马达选择小排量，从而减少爬坡时不必要的功率损耗。3.1.4 结论通过对以上3 种振动压路机行走液压系统的分析，可以得出如下结论。1 ）任何一种振动压路机的行走液压系统大致都是由变量泵、马达和控制阀组组成的闭式容积调速回路。其优点是系统结构紧凑，泵的自吸性好，系统与空气接触的机会较少，空气不易进人系统，故传动的平稳性好。2 ）振动压路机的行走液压系统一般采用双马达并联系统，其特点是变量泵的流量是按同时动作执行元件之和选取的，可以保
41、证每一执行元件的进油量；流量的分配是随各执行元件上外负载的不同而变化的，因此克服外负载的能力加大。 3 ）振动压路机的行走液压系统中所用的变量泵一般为恒功率控制的轴向柱塞泵，其优点是在调节范围之内可以充分利用发动机的功率，使发动机的功率利用达到最佳状态。32典型的振动压路机振动液压系统分析3.2.1阀控开式液压回路图3所示的液压振动回路是典型的开式回路，它的基本组成为：定量马达1、换向阀2、安全阀3、定量泵4、冷却器5等。在开式液压回路中，液压泵和马达均采用定量的齿轮泵和齿轮马达，马达的输出转速为一定值，而马达与压路机的振动轴直接联接传动，所以振动轮的振动频率为一定值。 马达的正、反方向的旋转
42、由换向阀控制，其正、反方向旋转与振动轮中的激振偏心装置配合可以改变压路机的激振力，导致振动轮的振幅 图3 阀控开式液压回路 改变。因此，该回路可以变幅，不可以变频。 由于回路采用齿轮泵和齿轮马达，回路制造成本低，液压回路采用中压，一般额定压力为16MPa以下，实际工作压力为12MPa左右，回路压力低，元件易于选取，也容易防止回路的泄露，使回路的可靠性得到提高。对于定量开式液压回路，由于元件易选，成本低，可靠性好，因而获得广泛应用。 3.2.2 泵控闭式液压回路 图4 泵控闭式液压回路如图4所示，泵控液压回路通常由变量泵1（带补油泵等）、冷却器2、马达3、组合阀4、蓄能器5等组成闭式液压回路。闭
43、式液压回路中，变量泵和定量泵组成闭式容积调速回路，效率高，能量利用合理。马达的正、反方向的旋转与振动轮中的激振偏心装置配合，可以改变压路机的激振力，导致振动轮振幅的改变。输出转速可由改变泵的排量（斜盘倾角）来实现，马达与振动轴直接联接传动，所以，振动轮的振动频率是变化的。因此，这种回路可实现变频变幅。由于回路采用柱塞泵和柱塞马达，回路的工作压力可达21MPa，甚至更高的工作压力，由于它不存在节流或溢流的能量损失，因此，减少了损失，提高了效率和可靠性。因为回路的工作压力较高，在起动、换向等工况下会更高，即可能会造成峰压冲击，这种回路元件很不利，因此，若工作压力选得高，比较妥当的方法是增加缓冲装置
44、，如图中蓄能器5。由于是泵控闭式液压回路，结构简单、可靠和高效，得到了广泛的应用。第四章 液压系统设计4.1制定基本方案及绘制液压系统图本系统为采用高效率的变量柱塞泵和柱塞马达组成的闭式回路传动系统,通过操纵手柄,可以方便地实现压路机的变速、换向、停车和制动。目前,大吨位的压路机,基本上都采用全轮驱动单轮振动的液压传动方式,该方式能最大限度的提高压路机的驱动能力,并可以大幅度增加振动轮的分配重量,通过双轮驱动，有利于提高铺筑层的压实平整度（见图5）。4.2 总体计算确定的参数系统压力=32Mpa，加油背压=0MPa,进出油口的压力差：=32MPa。驱动扭矩k=60000m，因使用低速大扭矩马达
45、直接驱动行驶轮，故液压马达必须提供的扭矩Mm=60000Nm。4.3 计算马达排量=0.013 式中：马达排量，； 马达机械效率。4.4 计算马达转速= 式中：马达转速，r/min； 压路机最大前进和后退速度（m/s），对R/T型压路机选=20km/h；对R/R型压路机，=10km/h。1.换向伺服阀2.行走驱动泵3.补油泵4.吸油过滤器5.液压油箱6.进油溢流阀7.补油单向阀8.驱动油路安全阀9.驱动油路溢流阀10.梭型阀11.后桥驱动马达12.前轮驱动马达图5 行走液压系统图4.5 根据标准计算系统流量 Q=0.059式中：Q系统流量，/s； 系统效率。4.6 计算泵的排量 =0.0016
46、式中：发动机额定转速，r/min； 泵的最大排量，/r； 分箱传动比（由决定和调整）； 泵的容积效率；4.7 选择液压马达前后桥驱动马达均选用上海飞机液压件有限公司生产的JM系列，型号为JMH-12500，排量为13334,额定输出扭为39460Nm。 4.9 选择液压泵 1）确定液压泵的最大工作压力ppppp1+p 式中 p1液压缸或液压马达最大工作压力； p从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间总的管路损失。 p的准确计算要待元件选定并绘出管路图时才能进行，初算时可按经验数据选取：管路简单、流速不大的，取p=（0.20.5）MPa；管路复杂，进口有调阀的，取p=（0.51.5）MPa。2）
47、确定液压泵的流量QP 多液压缸或液压马达同时工作时，液压泵的输出流量应为QPK（Qmax） 式中 K系统泄漏系数，一般取K=1.11.3； Qmax同时动作的液压缸或液压马达的最大总流量，可从（Q-t）图上查得。对于在工作过程中用节流调速的系统，还须加上溢流阀的最小溢流量，一般取0.510-4m3/s。3）选择液压泵的规格 根据以上求得的pp和Qp值，按系统中拟定的液压泵的形式，从产品样本或本手册中选择相应的液压泵。为使液压泵有一定的压力储备，所选泵的额定压力一般要比最大工作压力大25%60%。综合考虑，行走驱动泵选择250YCY14-1B柱塞泵，公称压力31.5MPa，公称排量250ml/r。振动液压系统要求不高，可用阀控开式液压回路。它的基本组成为：定量马达1、换向阀2、安全阀3、定量泵4、冷却器5等。本开式液压回路中，液压泵和4.10 液压阀件的选择阀的规格，根据系统的工作压力和实际通过该阀的最大流量，选择有定型产品的阀件。溢流阀按液压泵的最大流量选取；选择节流阀
