铣刨机动力系统减振器测试及分析

铣刨机动力系统减振器测试及分析

左翠鹏

徐州徐工筑路机械有限公司，徐州 221004

摘要：铣刨机振动会影响驾驶员的舒适度，还可能影响其可靠性。铣刨机发动机通过配套减振器来衰减传递到车架上的振动。本文通过对配套的减振器进行测试，分析和评价其隔振性能，对配套设计进行验证。

关键词：铣刨机；减振器；分析和评价

引言

铣刨机是公路与城市道路养护作业的专用机械设备，主要应用于公路、机场、码头、停车场等沥青混凝土面层的开挖翻修，沥青路面车辙、龟裂、痈包、路面标记等路面病害的清除，水泥路面的拉毛及面层错台的铣平等作业。

铣刨机振动源主要为发动机振动及铣刨作业过程中产生的冲击振动。发动机振动的传播影响到铣刨机整机的可靠性和使用寿命，同时也使得操作舒适性变差，影响驾驶员的身心健康，也使得工作效率降低。此外，铣刨作业过程中也会产生冲击振动，特别是在铣刨水泥路面时产生的振动最大。其对发动机本身结构会造成较大冲击，影响发动机可靠性。因此，抑制发动机振动和铣刨作业过程中产生的冲击振动的传播尤为重要。

一、发动机减振系统

铣刨机的发动机是通过减振器与车架相连的，一款铣刨机采用夹紧型MDS橡胶减振器，飞轮端处的减震器采用MDS95-55，风扇端处的减震器采用MDS80-45。布置结构如图1所示。

图1 发动机减振器布置

二、分析方法

为了分析和评价样机的发动机系统的隔振性能，通过对目标车测试数据的处理和分析，来对铣刨机减振系统的隔振性能进行分析与评价。

在振动试验过程中，同时测量发动机左前减振上下点、左后减振上下点，右前减振上下点、右后减振上下点的振动加速度值。分析发动机左前减振、左后减振、右前减振、右后减振的隔振特性。

减振系统的隔振效果常用传递率来评价，传递率是指主动边振动大小与被动边振动大小的比值。传递率的计算公式如下所示

式中：T_dB为传递率，dB

ν_a为主动侧振动速度，mm/s

ν_p为被动侧振动速度，mm/s

当传递率大于20dB的时候，这个隔振器被认为是满足要求的隔振器，传递率大于20dB意味着加速度从发动机传递到车架要衰减到原来的1/10，即

ν_a/ν_p≥10

三、测试及分析

通过振动测试仪器采集铣刨机发动机在橡胶减振器作用下的振动数据，根据数值衰减变化来评估减振器的隔振效果。采用便携式6通道振动测试仪，共两个探头，每个探头可同时测3个XYZ方向。铣刨机静止状态下，发动机在怠速800rpm和额定转速2200rpm下，分别测试各发动机减振器主动侧和被动侧在XYZ三个方向上的振动变化（方向如图 2 所示，X方向指向右侧，Y方向为沿发动机曲轴轴线方向，Z向为垂直向上）。主动侧ν_a连发动机支架，被动侧ν_p连车架，发动机四个支脚分别为1~4#。

图2 传感器布置及方向

我们采用振动速度的有效值（RMS均方根值）作为总体振动水平参数（参考ISO10816），来评价发动机的整体振动水平，测试结果如下表所示。

在隔振之前，发动机支脚处振动水平较高，额定转速时要低于怠速时振动水平。在隔振之后振动水平普遍较低，νa/νp均大于10，隔振效果明显。这也说明，经实测验证，配套设计的减振器满足设计要求。

结论

1、从测试结果来看，νa/νp均大于10，及传递率T_dB均大于20dB，减振器隔振效果十分显著，传递到车架上的振动水平非常低。

2、减振器不仅可将发动机的振动进行有效抑制，还可将铣刨作业过程中产生的冲击振动衰减，减小对发动机的影响，提高了工作可靠性。

[1]冯水安，张建林，陈荣祥，等.混动客车散热器减震垫结构优化[J].机电技术，2019(4):75-77.

[2]朱石坚，楼京俊，等.振动理论与隔振技术[M].北京：国防工业出版社，2006.

作者简介：

左翠鹏（1987-），男，山东费县人，工程师，硕士，主要从事路面铣刨机动力传动系统的设计与开发工作。