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1、第八章 振动压路机第一节 概 述一、 用途振动压路机用来压实各种土壤（多为非粘性） 、碎石料、各种沥青混泥土等，主要用在公路、铁路、机场、港口、建筑等工程中，是工程施工的重要设备之一。在公路施工中，它多用在路基、路面的压实，是建筑施工中不可缺少的压实设备。二、分类、特点及适用范围（一） 分类、型号振动压路机可以按照结构质量、结构形式、传动方式、行驶形式、振动轮数、振动激励方式等进行分类，其具体分类如下：（1）按机器结构质量可分为：轻型、小型、中性、重型和超重型。（2）按振动轮数量可分为：单轮振动、双轮振动和多轮振动。（3）按驱动轮数量可分为：单论驱动、双轮驱动的全轮驱动。（4）按传动系统传动方
2、式可分为：机械传动、液力机械传动、液压机械传动和全液压传动。（5）按行驶方式可分为：自行式、拖式和手扶式。（6）按振动轮外部结构可分为：光轮、凸轮（羊脚碾）和橡胶滚轮。（7）按振动轮内部结构可分为：振动、振荡和垂直振动。其中振动又分为：单频单幅、单频双幅、单频多幅、多频多幅和无级调频调幅。（8）按振动激励方式可分为：垂直振动激励、水平振动激励和复合激励。垂直振动激励又可分为定向激励和分定向激励。表 8-1 振动压路机分类自行式振动压路机轮胎驱动光轮振动压路机轮胎驱动凸轮振动压路机钢轮轮胎组合振动压路机两轮串联振动压路机两轮并联振动压路机四轮振动压路机手扶式振动压路机手扶式单轮振动压路机手扶式双
3、轮整体式振动压路机手扶式双轮铰接式振动压路机拖式振动压路机拖式光轮振动压路机拖式凸轮振动压路机拖式羊足振动压路机拖式格栅振动压路机新型振动压路机 振荡压路机垂直振动压路机振动压路机型号的编制应符合建筑机械产品型号编制方法JJ-29 的规定，如图8-1 所示。（二）规格系列振动压路机规格系列应符合相关规定，如表 8-2 和 8-3 所示。新型振动压路机，例如振荡压路机（特性代号为 YD）和垂直振动压路机等，其结构形式与自行式振动压路机相同。联系人：刘先生座机：0537-2650182手机：15820072700公司名称：山东煜信机械设备公司公司地址：济宁市 中区工业园 海南东路官方网站：三、国内
4、外发展概况与趋势在国外，德国于 20 世纪 30 年代最早利用振动原理压实土壤。罗审豪森（Lose-Ausen）公司率先研制了一台安装有平板压实机的 25t 履带式拖拉机，随后生产出拖式振动压路机。50 年代欧洲各国开发了串联式整体车架压路机，60 年代开发出铰接式轮胎驱动振动压路机和双钢轮驱动振动压路机。由于振动压路机压实效果好，影响深度大，生产效率高，适用于各种类型土壤的压实，因此得到了迅速发展。80 年代初瑞典的乔戴纳米克（Geodynamik）研究并提出新的理论，即利用土力学交变剪应原理使土壤等压实材料的颗粒重新排列而变得更加密实。德国哈姆（Hamm）公司开发出的振荡压路机就是根据这种
5、理论研制的。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。80 年代末、90 年代初瑞典的乔戴纳米克研究所在振动压路机液压化、电子化的基础上提出智能压路机的概念，从此振动压路机的研究和运用进入了新的领域。我国自行开发设计振动压实机械起步的标志，是 1961 年西安筑路机械厂与西安公路学院共同开发了 3t 自行式振动压路机。 1964 年洛阳建筑机械厂研制出 4.5t 振动压路机，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 轮胎驱动振动压路机和 14t 拖式振动压路机。从 80 年代中期开始，我
6、国开始引进外国先进的压路机制造技术。1983 年洛阳建筑机械厂引进美国 Hrster 公司技术，合作生产出了6t 铰接振动压路机。1984 年徐州工程机械厂引进瑞典戴纳帕尔 (Dynapac)公司的CA25 轮胎驱动振动压路机和 CC21 型串联式振动压路机技术。 1985 年温州冶金机械厂研制了 19t 振动压路机。 1987 年洛阳建筑机械厂引进德国宝马（ Bomag）公司的 BW217D 和 BW217AD 振动压路机技术。江麓机械厂引进了德国凯斯伟博麦士(Case-Vibromax)公司的 W1102 系列振动压路机技术。以后，各生产厂家在引进国外先进压路机技术的基础上不断开发出新的产
7、品，使振动压路机产品多品种并系列化。80 年代后期，随着 基础工业原件的发展，特别是液压泵、马达、振动轮用轴承、橡胶减振器的引进生产，振动压路机技术总体水平和可靠性有了很大的提高。现在我国已初步形成振动压路机多系列产品，基本满足了国内需要，并有一定的出口能力。但由于起步较晚，整体水平与国外相比仍有差距，主要表现在：产品型号系列不全，重型和超重型振动压路机数量和品种较少；专业液压设备缺乏；综合技术经济指标和自动控制方面仍低于国外先进水平。振动压路机技术不断革新，其发展趋势可归纳为如下几个方面：（1） 液压化。液压技术使全液压振动压路机结构简单、布置方便且操纵简单、省力，特别是液压传动使行走系统无
8、级变速；振动系统可根据施工要求在较大范围内调频和变幅。振动压路机使用性能和应用范围大大改善和提高。同时，液压化为机器自动检测和控制提供了条件。近年来，小型振动压路机和振动平板夯也逐步应用液压技术。（2） 机电一体化。计算机技术、微电子技术、传感技术、测试技术的迅速发展及在振动压路机上的应用，大大提高了机器性能和生产能力。例如，已实现对振动压路机状态和参数的检测以及压实密度自动检测；测试压路机可以在工程施工过程中对压实质量进行监控；智能压路机可以自动调节自身状态，使之与周围环境及压实材料相适应，优化压实过程等。（3） 结构模块化。生产有不同功能的模块结构和标准附件，通过更换模块和标准附件来改变压
9、实性能和用途及压路机类型。例如，英国柯斯特尔（Coasta）公司设计生产有平足型、凸块型、Z 型等多种轮面结构的套筒或组合模块；瑞典戴纳帕克公司改进 CA15、CA25、CA51 机型的设计，使压路机的一些零部件尽可能通过，便于组织大批量生产。（4） 一机多用化。改进振动机构的操作控制，可使压路机具有垂直振动、振荡和静碾压功能，而且可以根据需要进行变换，以扩大同一振动压路机的使用范围。也有的在压路机上增设附属装置，如推铲、路面刮平修整装置等，增加压路机的多种用途功能。（5） 舒适、方便、安全。现代振动压路机通过减振降噪研究工作，可以使驾驶员连续工作不疲劳，从而提高振动压路机的生产能力和使用寿命
10、。为增大程度地减少操作失误和减轻司机的劳动程度，采用双方向盘、可移动方向盘、旋转座椅以及将操纵手柄设计在座椅扶手上，以满足操纵方便性。安装防倾翻驾驶室和防落物驾驶室，以保障施工时机器和驾驶员的安全。第二节 振动压路机构造一、 振动压路机的总体构造自行式振动压路机一般由发动机、传动系统、操纵系统、行走装置（振动轮和驱动轮）以及车架（整体式和铰接式）等组成。轮胎驱动铰接式振动压路机总体构造如图 8-2 所示。轮胎驱动振动压路机振动轮分光轮和凸块等结构形式。振动轮为凸块结构形式的压路机又称为凸块振动压路机，如图 8-3 所示。另外还有两轮（钢轮）并联振动压路机（图 8-4） 、两轮串联振动压路机（图
11、 8-5）和四轮振动压路机（图 8-6）等。拖式振动压路机主要有光轮振动压路机、凸块式振动压路机、羊足振动压路机、格栅振动压路机等，如图 8-7 所示。作业时由牵引车拖行作业，牵引车一用推土机或拖拉机。二、振动压路机传动系统（一）机械-液压式传动系统如 YZ10B 型振动压路机为液压振动压路机、液压转向、机械传动驱动行走，其传动系统如图 8-8 所示。发动机两端输出动力，前端输出动力经传动轴和副齿轮箱 8 带动双联齿轮泵9，分别驱动振动液压马达和液压转向系统；后端输出动力经离合器 2 传至变速器3，经减速后将动力传到左、右末级减速主动小齿轮 6，再经侧传动齿轮 5 驱动行走。（一） 全液压传动
12、系统YZ10D 型振动压路机采用全液压传动系统，具有液压振动、液压转向和液压行走功能，如图 8-9 所示。发动机动力通过分动箱 1 带动行走驱动泵 2、转向泵 3 和起振泵 10，并经相应液压马达将动力传给振动轮、转向和行走系统。三、振动轮的结构振动轮的作用是通过振动轮的变频变幅来完成对土壤、碎石、沥青混合料等的压实。振动压路机有单振轮的，如轮胎驱动光轮振动压路机；也有双振动轮的，如两轮串联振动压路机和两轮并联振动压路机，还有四轮振动压路机（双轴两轮 并联式四轮振动压路机） 。振动轮随功能不同结构也有所不同。振动轮按其轮内激振器的结构不同又分为偏心式和偏心块式。为适应不同类型的振动压路机对不同
13、压实材料的密实作用，可以调整偏心轴偏心、偏心块的偏心质量分布和质量大小以改变振幅的大小和振动轮激振力的大小。而振动轮的调频则是通过液压马达或机械式传动改变激振器转速来实现。振动轮由钢轮、振动轴（带偏心块） 、中间轴、减振器、连接板等组成。其结构如图 8-10 所示。振动轮工作时，改变振动轮的旋转方向，使固定偏心块与活动偏心块方向一致叠加或方向相反来改变振动轮的偏心质量（偏心距） ，从而实现高振幅或低振幅，达到调幅的目的。振荡压路机振动轮也是一种偏心块式结构，如图 8-11 所示。它主要由两根偏心轴、中心轴、振荡滚筒、减振器等组成。动力通过中间轴、同步齿轮传动，驱动两根偏心轴同步旋转产生相互平行
14、的偏心力，形成交变力矩使滚筒产生振荡。垂直振动压路机振动轮的激振器是由两根带偏心块的偏心轴构成。与振荡压路机振动轮不同的是，两根偏心轴只产生垂直方向的振动力，在水平方向相对安装，反向旋转，水平方向的偏心力相互抵消。偏心轴式振动轮可实现多级变幅，其偏心质量分布在偏心轴全长度上，通过调整转动偏心轴与固定偏心轴（或偏心块）的不同转角，可得到不同的偏心力矩，从而实现调幅功能。图 8-12 所示的是常用的一种套轴调幅机构。这种机构由外振动偏心轴、内振动偏心轴、辐板、花键、挡板等构成。外振动偏心轴 6 通过铜套 5 或轴承支承在内振动偏心轴 7 上。外振动偏心轴 6 通过振动轴承 4 安装在左、右辐板上。
15、外振动偏心轴 6 端内花键和内振动偏心轴 7 端外花键，通过一个带有内外花键的套 11 连接起来。振动马达通过花键 10 驱动振动偏心轴6、花键套 11 和内振动偏心轴 7 旋转产生激振力。调节工作振幅时，握住花键套 11 上的手柄，向左拉出，压缩弹簧 12，直至花键套 11 的外花键与外振动偏心轴 6 的内花键脱开，此时，花键套 11 的内花键始终与内振动偏心轴 7 的外花键啮合，旋转手柄带动内振动偏心轴与外振动偏心轴 6 的内花键恢复啮合状态。改变内外振动偏心轴上偏心块相对夹角（位置） ，则会改变振动轮振幅。调幅的档次取决于花键套 11 的外花键的齿数，一般取齿数的一半。除此之外，如图 8
16、-13 所示为一种水银变幅的振动轮的激振装置。它是由振动轴、水银槽、偏心块等组成。水银槽、偏心块与振动轴组装成一体，水银槽内装入定量的水银后封死。当振动轴正反两个方向旋转时，水银槽内的水银在离心力作用下会集中在槽的两端，由于偏心块是固定的，这样就会产生不同的偏心质量和偏心力矩，从而达到目的。振动轮钢轮随不同使用功能其结构形式也多种多样，有光面钢轮的，也有凸块面钢轮、羊足面钢轮、格栅面钢轮和多棱面钢轮等。4、车架振动压路机对车架的刚度、强度、材料、结构形式都有一定的要求，以满足承受整体大部分质量以及在其上布置、安装机器的其他部件。振动压路机车架分为整体式和铰接式，而大多数振动压路机采用铰接形式。铰接式车架分为前车架和后车架，有铰接架将两车架连接在一起，工作时，前后车架相对偏转折腰进行转向。铰接架结构如图 8-14 和图 8-15 所示。5、隔振元件隔振元件在振动压路机中起减振、连接振动轮和机架及支承支架的作用。振动压路机隔振原件采用减震器。减震器分为橡胶减震器、弹簧减震器、
