1. 综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义
1.1国内外研究动态
建国以前,我国只有一些压路机的修配工厂,直到1940年,大连仿制出了我国第一台蒸汽压路机。建国以后,上海市工程局厦门筑路机械厂(洛阳建筑机械厂前身)于1952年成功地制造了6t三轮压路机,1954年厦门筑路机械厂由上海迁往洛阳,改名为洛阳建筑机械厂,并于1957年试制成功了12/15t三轮压路机,洛阳建筑机械厂成为我国第一个生产压路机的专业厂。 进入20世纪60年代,徐州工程机械厂、上海工程机械厂和三明重型机械厂先后加入了压路机生产厂行列,先后设计出6/8t、8/10t、10/12t、12/15t光轮压路机,淘汰了蒸汽压路机。1961年,西安公路学院与西安筑路机械厂联合开发了3t自行式振动压路机,标志着我国自行开发设计振动压实机械的起步。1964年,洛阳建筑机械厂设计出4.5t振动压路机。1966年,徐州工程机械厂设计了9/16t轮胎压路机。
20世纪70年代,交通部系统的德州筑路机械厂(山东公路机械厂前身)、西安筑路机械厂、四川公路机修厂和廊坊筑路机械厂也加入到压路机的生产行列。1974年,洛阳建筑机械厂与长沙建筑机械研究所合作开发了10t轮胎驱动压路机和14t拖式振动压路机。20世纪80年代,邯郸建筑机械厂、四平建筑机械厂、义乌建筑机械厂、长春工程机械厂、中建四局机械厂、陕西水利机械厂、常州市长江工程机械厂、江阴交通工程机械厂等都先后投产。洛阳建筑机械厂设计了6t、10t、12t、16t振动压路机,邯郸建筑机械厂设计了2t振动压路机,陕西水利机械厂设计了拖式凸块振动压路机。
20世纪80年代中期,我国开始引进国外压路机制造技术。1983年洛阳建筑机械厂引进了美国Hrster公司技术,合作生产了6t铰接式振动压路机;1984年徐州工程机械厂引进瑞典Dynapac公司的CA25型轮胎驱动振动压路机和CC21型串联振动压路机技术;1985年温州冶金机械厂设计了19t振动压路机;1987年洛阳建筑机械厂引进德国Bomag公司的217DBW和141AD振动压路机技术;江麓机械厂引进了德国Vibromax公司的W1102系列振动压路机技术。以后,各生产厂家在此基础上不断开发新的产品,使本厂产品达到多品种系列化。
20世纪80年代后期,随着基础工业的发展,特别是液压泵、马达、振动轮用轴承、橡胶减振器的引进生产,使振动压路机技术总体水平和可靠性有很大的提高,在基础元件支持下,振动压路机引进技术不断得到消化吸收,国内大专院校和科研院所的科研攻关,使我国自行开发和设计振动压路机的能力有较大的提高,1990年西安公路交通大学与徐州工程机械厂共同开发了10t振荡压路机,标志着我国振动压路科研和产品开发达到新的水平。 从1960年以来,夯实机械也处于蓬勃发展时期,1961年长沙建筑机械研究所在总结群众发明的基础上,设计了蛙式夯土机;同时,厂所合作设计成功了爆炸式夯系列产品。20世纪70年代,长沙建筑机械研究所与制造厂合作开发了振动平板夯系列。20世纪80年代,长沙机械研究所、北京建筑机械综合研究所、建研院建筑机械化研究所与工厂合作,先后设计了不同型号的振动冲击夯。 目前,我国30多家工厂生产压路机,生产夯实机械的工厂多达数百家,已形成6—20t光轮压路机、6—20t轮胎压路机、0.5—20t振动压路机等三大系列的压路机的批量生产,基本上满足了国内需要。
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。
国外压实机械比较先进的国家有:德国、美国、瑞典、日本、法国、英国和俄罗斯。光轮压路机的产量逐年下降,目前生产量较大的有三轮压路机(6—12t)、二轴串联压路机(2—13t)、三轴串联压路机(12—14t)。 光轮压路机比较先进的结构是大滚轮直径、全轮驱动、液压传动、液压转向机构。日本酒井公司生产的R1和R2型全液压光轮三轮压路机采用了全轮驱动铰接转向机构,是比较先进的机种。光轮压路机的技术简单、维修方便、寿命长、施工工艺成熟、特别是价格便宜、因而尚有一定的市场需求。工业发达国家,在维修高速公路的磨耗层时,二轮串联光轮压路机是合适的机种。
轮胎压路机的应用始于20世纪50年代,但直到20世纪60年代才因成功地采用轮胎集中调压系统,使技术日臻完善。轮胎压路机与光轮压路机相比,其优越性在于使被压实材料有非常好的封闭性。除了适宜压实沥青摊铺层,几乎还能够完成所有的压实工作。自行式轮胎压路机的机动性好,便于运输与工地转移。由于20世纪70年代振动压路机已解决了沥青铺装层的压实工艺问题,轮胎压路机的发展余地也比较少了。但是,在修筑高等级路面时,轮胎压路机仍是不可缺少的机种。目前世界上主要压路机生产厂家都生产轮胎压路机。
国外振动压路机发展迅速,从产品品种、产量、销售额等方面与其它压路机相比,都占有较大的优势。 由于高速公路的发展,对基础的承载能力需求越来越高,振动压路机被视为较理想的、能满足要求的压实机械,因而从20世纪50年代初就引起了人们对振动压路机的重视。本世纪20世纪30年代,德国最早利用振动原理压实土壤。罗申豪森(LOSE-AUSEN)公司率先设计了一台安装有振动的平板压实机的25t履带式拖拉机。随后生产出拖式振动压路机,工作质量为4—6t。当时,研究的主要问题是解决振动压路机的参数选择和振动轴轴承的寿命,瑞典压实机械专家拉斯佛斯布德(Lars Forssblad)先生发明了拨球滚道振动机构,获得了专利权。这个机构解决了振动轴轴承的使用寿命问题。
20世纪50年代,欧洲各国开发了串联式整体车架振动压路机,并逐步改型。20世纪60年代,随着对振动压路机的深入研究,振动轴轴承性能、减振器性能和制造工艺水平不断提高,促使振动压路机得到了飞速发展。此时,轮胎驱动铰接式振动压路机、双钢轮串联式振动压路机等产品相继问世,振动压路机形成了两个主要系列。 20世纪70年代以后,振动压路机家族先后出现了组合式、蟹形式、凸块式、手扶式振动压路机;调频、调幅技术、全轮驱动振动技术被广泛应用于振动压路机。进入20世纪80年代,压实度的自动测量技术、“机—电—液”一体化技术逐渐应用于振动压路机上。 由于振动压路机压实效果好、影响深度大、生产率高,而且适用于各种类型土壤的压实,因此,振动压路机和压实施工工艺提出了不同的要求,工程的广泛需求,促使振动压路机迅速发展。压路机制造厂商已经提供了各种形式振动压路机,基本上满足工程的需要。 20世纪80年代初,瑞典乔戴纳米克(Geodynamik AB)研究所提出了新的压实理论,即利用土力学交变剪应变原理,使实。根据该理论,1982年德国哈姆(HAMM)公司开发出新型振动压路机,即震荡压路机,1984年,世界首批震荡压路机开始销售市场。
20世纪80年代末,日本生产出大吨位垂直振动压路机,其振动轮内部采用双轴交叉振动法,使压路机压实深度深、压实效果好且低速直线行驶稳定。20世纪50年代,国外开始生产爆炸夯,但不久就被淘汰了,国外生产的夯实机械产品品种较多,产量较大的有以下两种:(1)振动平板夯,许多厂家都进行系列生产,自重60—600kg,较大型的振动平板夯都可逆行;(2)振动冲击夯,是轻便灵活的机型,自重60—120kg。实。根据该理论,1982年德国哈姆(HAMM)公司开发出新型振动压路机,即震荡压路机,1984年,世界首批震荡压路机开始销售市场。 20世纪80年代末,日本生产出大吨位垂直振动压路机,其振动轮内部采用双轴交叉振动法,使压路机压实深度深、压实效果好且低速直线行驶稳定。20世纪50年代,国外开始生产爆炸夯,但不久就被淘汰了,国外生产的夯实机械产品品种较多,产量较大的有以下两种:(1)振动平板夯,许多厂家都进行系列生产,自重60—600kg,较大型的振动平板夯都可逆行;(2)振动冲击夯,是轻便灵活的机型,自重60—120kg。土壤等压实材料的颗粒重新排列而得更加密
1.2选题的依据和意义
由于振动压路机(通常无特殊说明的即为圆周振动),这种机构结构简单、工作可靠、压实深度大、压实效果好,所以广泛用于公路、铁路路基,机场跑道,港口码头,堤坝等基层到面层的压实作业。是压实土方和基层的主力压路机。如果说由静碾压路机到振动压路机是压实机械的一次革命。那么机械式振动压路机到全液压式振动压路机又是一次飞跃。机械式振动压路机由于其传动系统采用机械传动,振动钢轮无法进行驱动,为了有足够的牵引力驱动轮胎上必须增加相应的重量来加大其附着力不致使轮胎打滑。而全液压式振动压路机就不同了,由于振动钢轮可通过液压马达参与驱动,就可以把有限的重量尽可能多地分配给钢轮提高其静线载荷,由于前车质量的增加激振力也可相应地增大,因此压实效果明显提高。这样相同吨位的振动压路机全液压式的激振力大,压实效果好。
同时,由于全液压式振动压路机振动轮也参与驱动可以减少轮前的“波纹”(堆积现象)和轮后的裂纹,提高了压实质量。目前,高速公路和高等级的施工中为了获得好的施工质量对施工设备都有要求。其中压实机械就要求:必须使用大吨位全液压振动压路机。为了适应市场这一需求,天津工程机械研究院鼎盛公司开发了12T全液压式振动压路机。这一产品不仅可以为公司带来较好的经济效益,在设计中瞄准国际先进的压实技术和一流的压实机械产品。她一诞生就达到了国内领先水平、国际先进水平。而且,国际化的采购,高的性能价格比,有利于出口和外援工程的后期维修。具有一定的竞争实力,可替代进口甚至出口,有较高的经济效益和良好的社会效益。 |