第五章压路机工程机械设计

1、原理原理特点特点应用应用静力滚静力滚压法压法利用机械自身重力产生的静利用机械自身重力产生的静滚压力作用，迫使被压实材滚压力作用，迫使被压实材料产生永久性变形，以达到料产生永久性变形，以达到压实的目的压实的目的循环延续时间长，材料应循环延续时间长，材料应力状态的变化速度不大，力状态的变化速度不大，但应力较大。压实深度和但应力较大。压实深度和密实度受到一定的局限。密实度受到一定的局限。广泛用于土方、砾广泛用于土方、砾石、碎石和沥青混石、碎石和沥青混凝土路面的压实作凝土路面的压实作业中。业中。夯实法夯实法利用一块质量为利用一块质量为m的物体，从的物体，从一定高度一定高度H处落下，冲击被压处落下，冲击

2、被压实材料而使之被压实实材料而使之被压实使材料产生的应力变化速使材料产生的应力变化速度很大。度很大。特别适用于对粘性特别适用于对粘性土壤、砂质粘土和土壤、砂质粘土和灰土的压实。灰土的压实。振动法振动法利用固定在质量为利用固定在质量为m的物体上的物体上的振动器所产生的激振力，的振动器所产生的激振力，迫使被压实材料作垂直强迫迫使被压实材料作垂直强迫振动，从而达到压实的目的振动，从而达到压实的目的表面应力不大，过程时间表面应力不大，过程时间短，加载频率大。短，加载频率大。广泛用于粘性小的广泛用于粘性小的砂土、土石填方、砂土、土石填方、沥青混合材料和水沥青混合材料和水泥混凝土混合料等泥混凝土混合料等的

3、压实。的压实。1.压实机械概述二.分类压实机械通常可分为静力式和动力式两类。1.压实机械概述1. 静力式压路机二.分类压实机械通常可分为静力式和动力式两类。1.压实机械概述2. 动力式压路机（1）振动式压路机a. 按结构质量分二.分类压实机械通常可分为静力式和动力式两类。1.压实机械概述2. 动力式压路机（1）振动式压路机 铰接车架 整体车架双轮驱动双钢轮振动压路机手扶式振动压路机a)手扶单轮振动压路机 b)手扶双轮振动压路机 c)手扶双轮铰接振动压路机一. 总体设计（一）结构形式选择 1. 动力装置柴油机优点缺点应用水冷式冷却和散热均匀可靠，工作可靠性好；平均有效压力高，比油耗量较低；由于加

4、大冷却系统(水箱面积及水泵排量)灵活，能较好地适应增压后散热的需要；冷却水套起着隔音作用，噪声较低；制造技术简单，成本低。冷却系统使用和维护不很方便;冷却系统性能受大气温度的影响大，夏天易过热，环境适应性较差；气缸温度低，燃烧产物中的硫化物多，使气缸的机械磨损及腐蚀性磨损严重；水冷柴油机的外形尺寸大，不易屏蔽，压路机总体设计难布置;排烟度也较高，影响了环境保护。机械驱动的振动压路机风冷式冷却系统简单，使用维修方便；无冷却水箱，抗振性能好；在沙漠和缺水地区及异常气候条件下使用的适应性好；气缸热惯性小，机器进入正常运转状态快，机械磨损和腐蚀性磨损较慢；冷却系统与柴油机制成一体，便于外形尺寸的最小优

5、化方便压路机的总体布置；废气排放物较少，有利于环境保护。制造技术复杂，价格相当于同功率水冷柴油机的三倍以上液压驱动的振动压路机2.振动压路机设计一. 总体设计（一）结构形式选择 2. 传动系统振动压路机机械振动压路机机械液压传动系统液压传动系统1发动机 2主离合器 3变速箱 4轮胎 5末级减速齿轮组 6停车制动器7振动轮 8转向铰点 9转向液压缸 10转向器 11主传动和差速器12换向机构 13行车制动器 14双联齿轮泵 15分动箱 行走通过机械传动，转向和振动轮的启振由液压传动提供动力。轮胎驱动单钢轮振动压路机经常采用机械液压传动形式。2.振动压路机设计一. 总体设计（一）结构形式选择 2.

6、 传动系统2.振动压路机设计图10-26全液压传动系统原理图1振动液压马达(集成件) 2振动液压泵(集成件) 3冷却器 4转向泵 5油箱6行走液压泵 7行走液压马达 8行走液压马达(集成件) 9液压转向器10转向液压缸 11溢流阀 12风扇马达一. 总体设计（一）结构形式选择 3. 行驶系统振动压路机的行驶轮也是工作轮。（1）驱动形式a. 轮胎驱动（单钢轮）单驱动：整机的驱动力小，压实表面质量不好。双驱动：大型单钢轮振动压路机采用双驱动形式，由液压系统提供驱动力，提高了整机的爬坡能力，明显改善了压实表面质量。b. 双钢轮双驱动双振动形式前后钢轮既是振动轮，也是驱动轮，保证了高效的牵引性能和良好

7、的爬坡能力。前后轮振动(也可以前轮单独振动)提高了压实工作效率和压实质量，可获得较高的压实度，并且在碾压温度较低的铺层材料时，能获得满意的压实效果。2.振动压路机设计一. 总体设计（二）总体参数确定1. 工作质量、质量分布及线压力 对于单轮驱动的压路机，驱动轮较大的分配质量能保证压路机产生足够的附着力和制动力矩，转向轮较小的分配质量可以减少从动轮的拥土现象，但转向轮过轻将导致压路机转向不稳定。 轮胎单轮驱动振动压路机上，驱动轮分配质量约为45%50%，压轮分配质量约占40%50%；全轮驱动串联振动压路机的前后轮分配质量取相等或相近；全轮驱动单轮振动压路机振动轮的分配质量取整机的60%65%。

8、对串联振动压路机取上、下车质量之比值内1.42；轮胎驱动单轮振动压路机取上、下车质量之比值为0.51。压路机的质量分布主要是前、后轮以及上车（车架及架上质量）、下车（振动轮）之间的质量分配比例。2.振动压路机设计一. 总体设计（二）总体参数确定2. 工作速度（1）作业工况的碾压速度 经验表明，在一个振动周期内振动轮行走的距离在3cm左右，就可以克服土壤颗粒之间的粘聚力和吸附力，使之由静止进入到振动状态。即振动碾压速度v3fcm/s。 由于振动压路机的振动频率取值范围为2550 Hz，可得其碾压速度应为2.75.4km/h。 推荐5t以上振动压路机的碾压速度取36km/h，35t振动压路机的碾压

9、速度取24km/h ， 2t以下振动压路机的碾压速度应低于3km/h。2.振动压路机设计一. 总体设计（二）总体参数确定5. 最小转弯半径5. 最小转弯 半径（1）整体式单轮转向前后两个车轮的转向半径不相同转向轮：固定轮：式中:L压路机轴距；压路机转向角，即转向轮的偏转角。2.振动压路机设计一. 总体设计（二）总体参数确定5. 最小转弯半径（2）整体式全轮转向5. 最小转弯 半径5. 最小转弯 半径5. 最小转弯 半径前后轮具有相同的转向角在轴距(L)与转向角()相等的情况下，全轮转向半径比单轮转向半径缩小一半。2.振动压路机设计一. 总体设计（二）总体参数确定5. 最小转弯半径（3）铰接转向

10、5. 11E前后两个车轮的转向半径不相同前轮：后轮：式中:L压路机直线行驶状态的轴距；a铰接销中心到前轮轴线的水平距离；压路机转向角，即为车架的折腰角。2.振动压路机设计二. 工作装置设计（二）振动机构设计1. 振动轮调幅机构形式2.振动压路机设计（1）正反转调幅机构质量可调式偏心块1振动液压马达 2偏心壳盖 3连接螺栓 4偏心壳体 5平键 6振动轴 7内偏心块质量可调式偏心块的调幅原理二. 工作装置设计（二）振动机构设计3. 振动轴与振动轴承设计计算2.振动压路机设计（3）振动轴承的选择与校核 振动压路机上的振动轴承通常为特制的专用轴承。这种轴承要既能承受大的离心力负荷承受大的离心力负荷，又

11、能对振动轴的挠曲变形有一定的调心作用调心作用，并且还能补偿热膨胀造成的游隙减小。二. 工作装置设计（三）减振装置设计2. 减振系数与总刚度2.振动压路机设计F0sintv自行设计时：v选用已有的减振器而不知其刚度K1时：测定减振器的静挠度二. 工作装置设计（三）减振装置设计3. 减振器材料2.振动压路机设计天然橡胶丁晴橡胶丁晴橡胶：耐油性、耐热性好，阻尼大，减振效果好，贵。a）硬度（主参数），初选HS4060，强韧性高，粘结强度大。（2）力学性能：硬度、弹性模量与刚度（1）选材b）弹性模量拉压弹性模量E剪切弹性模量Gc）刚度动刚度系数参考值三. 振动液压传动系统设计2.振动压路机设计开式回路振

12、动液压系统1齿轮泵2稳压阀3电液换向阀4齿轮发达5冷却器振动轮制动油路1液压马达 2制动器3振动轮 4制动阀3.静力压路机设计一. 光面钢轮静力压路机总体结构及选型设计 1. 传动系统 （1） 传动形式二轮二轴式静力压路机传动系统1转向轮 2发动机 3主离合器 4变速箱 5小锥齿轮 6大锥齿轮7换向机构 8驱动轮 9换向轴 10万向节 11二级终传动3.静力压路机设计一. 光面钢轮静力压路机总体结构及选型设计 1. 传动系统 （1） 传动形式 机械传动三轮二轴式压路机传动系统1发动机 2主离合器 3变速箱 4换向离合器 5主动锥齿轮 6从动锥齿轮 7驱动圆柱齿轮 8中央传动和差速器 9左半轴

13、10最终传动 11驱动轮3.静力压路机设计一. 光面钢轮静力压路机总体结构及选型设计 1. 传动系统 （2） 换向机构图10-15齿轮换向机构1主动锥齿轮 2从动锥齿轮 3换向齿轮 4内齿 5横轴3.静力压路机设计一. 光面钢轮静力压路机总体结构及选型设计 2. 行驶系统 （1） 转向轮与悬架 “”形架结构的转向轮1转向轮轴 2圆形挡板 3轮辐 4轮圈5储油管 6刮泥板 7II形架 8横销 9机架10转向立轴 11转向臂 12轴承 13立轴轴承座框架结构的转向轮与悬架1框架 2叉架 3转向立轴 4转向臂5轴承 6转向轮轴 7转向轮3.静力压路机设计一. 光面钢轮静力压路机总体结构及选型设计 2

14、. 行驶系统 （2） 转向操纵系统全液压转向系统1转向器 2转向液压缸 3转向臂 4油箱 5过滤器 6液压泵3.静力压路机设计一. 光面钢轮静力压路机总体结构及选型设计 2. 行驶系统 （3） 驱动轮二轮二轴式静力压路机的驱动轮1轮圈 2撑管 3水塞 4配重铁 5短轴 6轴承 7轴承座 8机架 9座圈 10最终传动大齿轮11一轮辐三轮式压路机驱动轮1、5轮辐 2轮毂 3盖板4大齿圈 6吊环 7轮圈3.静力压路机设计二. 轮胎式静力压路机结构及总体设计 1. 传动系统 机械传动形式 行驶速度比光钢轮静力压路机高 一般采用三轴四挡变速箱，手动换挡式操纵。 一挡低速范围在24km/h，四挡最高速度可达25 km/h或更高。 终传动常采用链传动。 2. 换向机构齿轮换向机构1主动锥齿轮2从动锥齿轮3换向齿轮4内齿5横轴3