单轮振动压路ili几技性能爹数计算
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单轮振动压路机的爬坡能力与坡道稳定性
徐州海威工程机械有限公司尹继瑶
h2so4摘要:爬坡能力是压路机作业能力的一项主要技术性能.单轮振动压路机的爬坡能力与其牵引特性直接相关,
并且与压路机的重量分布及前后轮的附着力密切相联,还可能受坡道稳定性的影响.在基本结构不变的条件下,通过
调节液压系统或机械传动的工作参数,可以提高压路机的爬坡能力与坡道稳定性.对由牵引力决定的和由附着力决
定的压路机爬坡能力进行了计算和分析,对10～22t系列的机械传动单轮振动压路机和全液压驱动的单轮振动压路
机的爬坡能力进行了对比,并分析了压路机的坡道稳定性及其影响因素.
南京大学金陵学院图书馆关键词:振动压路机爬坡能力坡道稳定性
爬坡能力n是压路机等速行驶所能爬越的最大坡度
角的正切值,即i,~=tanot(.
这里应当指出的是,爬坡能力是一个理论计算
值,它实际上只是比较压路机动力性能的一个相对
指标,并不是压路机能够稳定行驶所允许的爬坡度
数,更不能作为坡道压实作业的依据.但所有的压
路机都必须通过在20%(11.3.)标准坡道上的爬坡
试验(此时不起振).试验时,压路机以I挡速度(无
级调速不低于2km/h)等速上坡行驶,并且能够制
动,驻车和再起步上坡.
有些压路机产品样本上将爬坡能力标得很高,
甚至超过了50%(26.6.),这在某种情况下引起了
不少的误解.其实设计者在标注爬坡能力时,未必
都做过周密的设计计算.他们往往忽略了一些影响
压路机牵引力的重要因素,特别是液压传动的效率
很低,全液压单轮振动压路机行走驱动在最大牵引
力状态下的传动效率不足60%.可以肯定的是,没
有哪一台压路机做过50%的坡道试验(包括外国产
品),即使将爬坡能力标得再高,也是一个得不到验
证的虚设数据.
从使用角度看,道路建设是压路机应用最主要
的行业,公路的标准坡度不能超过11%(6.3.).如
果有压实大角度堤坡的需要,则应选购专用的斜坡
压路机.
压路机实际能够爬越的坡度与其动力性能,附
着性能,制动性能及行驶稳定性都有着密切关系.
也就是说,压路机在坡道上要有足够的动力驱动压
一
66一
路机上坡,而驱动轮产生的附着力能够足以克服压
路机的上坡阻力,停车制动器要有足够的能力使压
路机在坡道上驻车,同时还必须保证压路机在此坡
道上不至于纵向失稳.
1由牵引力决定的压路机爬坡能力
牵引力的大小涉及到发动机的输出功率(应除
去振动功率,转向功率及液压系统的背压损失功
率),液压系统的最大工作压力,机械传动系统与结
构件的强度等,而且还必须计人整个传动系统的机
械效率损失.
压路机在爬坡时的力学平衡关系如图1所示,
可得方程式G~fcosa+sina)=O.引入动力因数D=
P./G得:
D=fcosa+sinct(1)
式中:卜压路机行驶时的牵引力,参见文献1
G——压路机的重力,视为集中在重心上的力
.
厂——滚动阻力系数,振动压实取0.15,无振
图1压路机等速上坡时的牵引力平衡文献综述的格式
杠拭2006(8)
躺——一一一一一一一——一一——一——1]l压实取0.12,公路行驶时取0.05单轮振动压路机由动力决定的爬坡能力计算值.
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坡道角度全液压单轮振动压路机的牵引力主要取决于液ji机械传动单轮振动
压路机牵引力3.6NKrld压系统的工作压力差,其爬坡能力i与速度的关i!
,其中,ⅣK为发动机用于驱动压路机行走的功率,系由压路机的牵引特性()决定.表2所列为
合肥师范学院学报为传动系统的总传动效率(此处7/K=o.80),为与尸K1O～22t系列全液压单轮振动压路机由动力决定的
相对应的压路机行驶速度.由于在设计压路机时只爬坡能力计算值,图2,图3,图4分别为其中3个典
能给予一定的强度条件,通常取最大牵引力为其附型压路机的口_1,关系曲线.
着力P的1.2倍,即尸K≤1.2P.当压路机的牵引力图2所示的曲线图比较合理,I挡速度的调速
达到最大值时,解方程式(1)可求得相应的最大爬坡范围较大,可以进行艰难压实,一般压实和静压实各
能力=ta删一,表1所列为1O～22t系列机械传动项工作.图3所示的情况是发动机功率过剩,效率曲
表1机械传动单轮振动压路机的动力爬坡能力计算
计算工况参数10t12t14t16t18t20t22t备注
压路机工作质量(t)10.8121416182022
驱动轮分配质量(t)5.96.67.38^39.310.812.1相关原始数据
有振行驶驱动功率(kW)42.736.231.868.863.77369.1
无振行驶驱动功率(kW)68.668.267.2107.6l06.8118.7118.2
I挡I挡行驶速度(km/h)2-42-42.42.92.92.62.6
行走有振最大牵引力(kN)45.143.438.263.563-380.976.5
驱动无振最大牵引力(kN)45.150.555.963.571.282.692.6
振动压实爬坡能力(%)29.422.71326.821.627.721-3f=o.15
爬坡能力无振压实爬坡能力(%)32.733.130.630.23032.133.1f=o.12
公路行驶爬坡能力(%)4141.438.638.23840.441-4f=o.05
表2全液压单轮振动压路机的动力爬坡能力计算
计算工况参数10t12t14t16tl8t20t22t备注
压路机工作质量(t)10.612.414.716.818.120.122.5
振动轮分配质量(t)5.47.2910.71213.415.1
相关原始数据I挡有振行走最大牵引力(kN)45.245.0452.7967.158988.0787.64
I挡无振行走最大牵引力(kN)45-3845.3853.0567.4889.9989.9989.99
Ⅱ挡无振行走最大牵引力(kN)20.9220.9221.9222.5232.232.232.2
最大爬坡能力(%)30.422.922.527.238.631.726
l
I挡振动压实f=o.15
剖腹自杀雾极限速度(km/h)3.022.422.272.591.741.671.54最大爬坡能力(%)3426.62630.843.136-430.6I挡无振压实f=
o.12极限速度(k
生产力和生产关系的辩证关系
m/h)4.444.374.394.033.143.133.11
最大爬坡能力(%)42.434.433.838.852.144.938.6I挡公路行驶f=-
o.05极限速度(k
m/h)4.444.374.394.O33.143.133.11;
最大爬坡能力(%)15.312-310-38.713.311.49.6Ⅱ挡公路行驶f
=o.05极限速度(k
m/h)9.439.2710.58l1.928.788.748.68
v(km/h)
图212t压路机动力特性曲线图3
工程缸械2oo6(a)
,,(km/h)
16t压路机动力特性曲线
v(km/h)
图422t压路机动力特性曲线
一
67—
线落到了实线之外,并且I挡调速范围狭窄,无法
实现4—5km/h速度的压实工作.图4所示的I挡振
动压实虽然有较高的最大爬坡能力,但在压实速度
为2—4km/h时曲线陡降,表现出了动力的不
足,调速范围也是过窄.其它几种规格的压路机大
都在以上3种典型动力特性之间.
2由附着力决定的压路机爬坡能力
以上所分析的压路机牵引力和爬坡能力都是
从动力性能的角度出发的,并不能反映出压路机能
够实现的坡道爬越能力.压路机在坡道上能够行驶
的必要条件是:
P也≥PK≥G(fcosa+sina)(2)
式中:P——压路机对地面的附着力,由车轮的正
压力和附着系数决定
PK——由动力性能决定的压路机牵引力
全轮驱动压路机上坡时,利用图5的力学平衡
关系,可求得后轮和前轮的法向反作用力为:
zl=G[(￡一1)cosa+hsina]/L(3)
Zz=G(1cosa—hsina)/L(4)
图5压路机等速上坡时的受力简图
由附着系数决定的后轮附着力.和前轮附着
力:分别为:
P,2=Z22=(1cosa-hsina]?2(5)
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