寬頻混沌激振壓實(shí)裝備

發(fā)布于：06-10

文/中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)混沌工程學(xué)與力學(xué)博導(dǎo)龍運(yùn)佳
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壓實(shí)裝備
壓實(shí)是使路基地基的氣，液，固三相混合工料(土石填方或路面鋪料)之散體，重新密集排列，盡量擠出氣，液兩相而形成單一固相的過(guò)程。壓實(shí)裝備用于提高路基地基的壓實(shí)度，以增強(qiáng)工料散體問(wèn)的內(nèi)聚粘結(jié)力，減少孔隙，減少水(自然與毛細(xì)水)滲透，提高路基地基強(qiáng)度，剛度與穩(wěn)定性，增高承載力與壽命，降低維護(hù)費(fèi)。
振動(dòng)壓實(shí)裝備是建筑基礎(chǔ)施工，如機(jī)場(chǎng)，港口，水壩，鐵路，公路和礦山工程等建設(shè)中必不可少的施工設(shè)備。普通的振動(dòng)壓實(shí)裝備．均為單頻振動(dòng)，我國(guó)以混沌工程學(xué)開(kāi)發(fā)了寬頻混沌激振壓實(shí)裝備。
功能機(jī)理
功能：
寬頻混沌激振壓實(shí)裝備利用混沌振動(dòng)學(xué)原理產(chǎn)生豐富的激振頻率與劇烈的動(dòng)量變化．壓實(shí)效果與效率均優(yōu)于普通振動(dòng)壓路機(jī)．而適用工況的廣泛，操控方法的容易，維修技術(shù)的簡(jiǎn)單．則與普通單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)相同。
機(jī)理：
頻域共振：復(fù)雜工料各成份的固有頻率構(gòu)成一個(gè)頻域，寬頻寬幅的混沌激振可激起各種工料的全頻域共振．以達(dá)到最密實(shí)碾壓。普通的單頻激振即使自動(dòng)變幅也無(wú)法得到全頻域共振。
沖擊振實(shí)：混沌振動(dòng)的速度變化比單頻振動(dòng)劇烈，即寬頻混沌激振壓實(shí)裝備的碾壓鋼輪動(dòng)量變化大，從而比普通振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)地面產(chǎn)生較大的沖擊振實(shí)。
雙效減摩：混沌激振寬幅域中的大幅振動(dòng)可有效減少工料顆粒間的咬合摩擦，而小幅振動(dòng)可有效減少工料顆粒間的滑動(dòng)摩擦。
開(kāi)發(fā)概況
在普通的1?4噸，1?0噸，1?8噸單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)基礎(chǔ)上，從1?997年到2006年．先后在各地(上海，徐州，長(zhǎng)沙)工程機(jī)械大型企業(yè)，主持開(kāi)發(fā)了重型和超重型的以寬頻帶混沌振動(dòng)激振的單鋼輪壓路機(jī)，使普通振動(dòng)壓路機(jī)激振性態(tài)發(fā)生從單頻到寬頻的根本質(zhì)變，
成為具有獨(dú)特激振設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)，獨(dú)特壓實(shí)理論與效果的換代產(chǎn)品，1?998年至今，1?4噸寬頻混沌激振壓路機(jī)成功用于我國(guó)西部公路(如陜西省從渭南到潼關(guān)的高速公路等)開(kāi)發(fā)．其可靠性已由長(zhǎng)期壓實(shí)施工實(shí)踐所證實(shí)。
將混沌振動(dòng)壓路機(jī)歸屬寬頻混沌激振壓實(shí)裝備．更易于人們理解接受從而縮短其全面推向市場(chǎng)的過(guò)程。
壓實(shí)對(duì)比
試驗(yàn)地點(diǎn)：重型在徐州．超重型在長(zhǎng)沙。
試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB／T?4478-1?995振動(dòng)壓路機(jī)性能試驗(yàn)方法。
試驗(yàn)?zāi)康模号c同噸位普通振動(dòng)壓路機(jī)作壓實(shí)度對(duì)比。
試驗(yàn)工況：寬頻混沌壓路機(jī)與普通的同噸位振動(dòng)壓路機(jī)在同一土槽以同擋同速，同向并駛。
壓實(shí)方法：先靜壓兩遍后，再分別振動(dòng)壓實(shí)2，4，6，8，1?2遍。
取樣方式：在上層，中層(20cm深)，下層(40cm深)分別取樣。
試驗(yàn)價(jià)值：寬頻混沌激振壓實(shí)是各種頻率，各種振幅的同時(shí)作用，與普通調(diào)(變)頻的單頻振動(dòng)壓實(shí)有本質(zhì)上的不同，從這個(gè)沒(méi)有先例的振動(dòng)壓實(shí)試驗(yàn)中得出的新結(jié)論，是無(wú)法用調(diào)(變)頻單頻振動(dòng)壓實(shí)試驗(yàn)的舊結(jié)果來(lái)取代的。
試驗(yàn)結(jié)論：混沌激振可以提高壓實(shí)度與壓實(shí)工效。
重型，平均提高壓實(shí)度1.12％平均提高壓實(shí)工效13.05％
超重型．平均提高壓實(shí)度1.88％平均提高壓實(shí)工效65％
超重型的平均壓實(shí)度和平均壓實(shí)工效比重型的有明顯提高。
機(jī)型參數(shù)表?
產(chǎn)地?上海?徐州?長(zhǎng)沙?
機(jī)型?重型?重型?超重型?
工作質(zhì)量(Kg)?14000??9400??18400?
前輪分配質(zhì)量(Kg)?7000??4900??12300?
后輪分配質(zhì)量(Kg)?7000??4500??6100?
靜線壓力(N／cm)???319???230???566?
平均振幅(mm)???1.72???1.74／0.82???1.9／0.95?
振動(dòng)平均頻率(Hz)???31???30???29／35?
等效激振力(KN)?262??198／93??380／280?
工作速度(km／h)?0-2.72／0-4?79??0-5／0-8??0-6.5／0-8.6?
行駛速度(kin／h)?0-7.62／0--11.74??0-8／0-11??0--10.2／0-12.5?
發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率(Kw)?73.5??80??133?
發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速(rpn)?1500??2400??2300?
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研制過(guò)程
按筆者設(shè)計(jì)的寬頻混沌激振系統(tǒng)總裝圖與另件圖．由上海，徐州，長(zhǎng)沙的工程機(jī)械大型企業(yè)完成整機(jī)制造裝配與調(diào)試，1?998年，1?999年，2003年先后成功下線后，分別作了對(duì)比振動(dòng)測(cè)試，對(duì)比壓實(shí)試驗(yàn)，可靠性試驗(yàn)等，2003年產(chǎn)的18噸超重型寬頻混沌激振壓路裝備按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)受超過(guò)400小時(shí)的可靠性試驗(yàn)，1?998年產(chǎn)的1?4噸重型寬頻混沌激振壓路裝備的可靠性已在我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)中經(jīng)受施工實(shí)踐的長(zhǎng)期嚴(yán)峻考驗(yàn)。
推廣價(jià)值
眾所周知，壓實(shí)度提高1％，承載力提高1?0％，故重型寬頻混沌激振壓實(shí)裝備可提高承載力11.2％，提高工效13.05％．超重型寬頻混沌激振壓實(shí)裝備可提高承載力18.8％，提高工效6?5％，以降低施工成本，提高工程質(zhì)量，寬頻混沌激振壓實(shí)裝備混沌激振器之潤(rùn)滑系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，抗磨系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完善，結(jié)構(gòu)，材料+工藝已成熟。
寬頻混沌激振壓實(shí)裝備的壓實(shí)效果與效率均高于普通的振動(dòng)壓路機(jī)，其適用工況的廣泛(歸屬通用機(jī)型)，制造成本的低廉(幾乎沒(méi)增加成本)，加工工藝的簡(jiǎn)單，操控方法的便利．維修技術(shù)的容易，整機(jī)性能的可靠，則與之相同。
2005年，交通部已將寬頻混沌激振壓實(shí)裝備納入其公路建設(shè)新設(shè)備應(yīng)用手冊(cè)。但不少人的心態(tài)依然存在兩個(gè)“凡是”，凡是洋人有的(如振蕩或沖擊壓路機(jī))．市場(chǎng)易接受，盡管拿來(lái)，凡是洋人沒(méi)有的，市場(chǎng)不易接受．不肯全力去推，作為有過(guò)四大科技發(fā)明的炎黃子孫，大家必須克服崇洋迷外的心態(tài)和“槍打出頭烏”的短視陋俗，干里之行，始于足下，從綜合經(jīng)濟(jì)效果看，走自主開(kāi)發(fā)之路，克服老產(chǎn)品頑強(qiáng)的市場(chǎng)慣性，全面將寬頻混沌激振壓實(shí)裝備產(chǎn)品大力加速推向新高工程質(zhì)量，寬??市場(chǎng)，是有利無(wú)害，完全值得的。
結(jié)語(yǔ) 市場(chǎng)是開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的出發(fā)點(diǎn)與歸宿，產(chǎn)品要有競(jìng)爭(zhēng)力，必需要有新技術(shù)，進(jìn)入WTO以后，再搞“拿來(lái)主義”．要付慘痛代價(jià)，國(guó)外的工程機(jī)械跨國(guó)大型企業(yè)幾乎已如數(shù)大舉入駐飛快建設(shè)的中國(guó)，令國(guó)內(nèi)工程機(jī)械廠家無(wú)法再走“引進(jìn)——落后，再引進(jìn)——又落后”的變型仿造甚至購(gòu)件拼裝的套路，業(yè)內(nèi)真正有識(shí)之士要依工程機(jī)械的科學(xué)發(fā)展觀．從基礎(chǔ)科學(xué)中發(fā)現(xiàn)新機(jī)理，設(shè)計(jì)新裝備，進(jìn)行新實(shí)踐．開(kāi)創(chuàng)新功能，推廣新技術(shù)，發(fā)展新市場(chǎng)。