第二章第三节 振动压路机

第三节振动压路机

本章主要介绍的内容有：

●分类、工作过程及型号编制方法●振动压路机的总体构造

●主要构部件造●振动压路机的液压控制系统振动压路机施工实况一、分类、工作过程及型号编制方法

振动压路机依靠机械自身质量及其激振装置产生的激振力共同作用，降低被压材料颗粒间的内摩擦力，将土粒楔紧，达到压实土壤的目的。振动压实具有静载和动载组合压实的特点，其压实能力强，压实效果好，生产效率高。

振动压路机主要用在公路、铁路、机场、港口、建筑等工程中，用来压实各种土壤、碎石料、各种沥青混凝土等。在公路施工中，多用在路基、路面的压实。1.1按结构重量分轻型（＜1t）；小型（1-4t）；中型（5－10t）;重型（10－18t）；特重型（18t以上）。1.振动压路机的分类1.2按行驶方式分拖式自行式手扶式1.3按振动轮数量分单轮振动双轮振动多轮振动1.5按传动系传动方式分：机械传动、液力机械传动、液压机械传动和全液压传动；1.4按驱动轮数量分：单轮驱动、双轮驱动和全轮振动；1.6按振动轮内部结构分：振动、振荡和垂直振动，其中振动又可分为：单频单幅、单频双幅、单频多幅、多频多幅和无级调频调幅；1.7按振动激励方式分：垂直振动激励、水平振动激励和复合激励。1.8按振动轮外部结构分

光轮凸块（羊足碾）自行式振动压路机轮胎驱动光轮振动压路机轮胎驱动凸块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块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复式振荡

振动压路机结构形式分类

2.工作过程振动压路机在作业时，由于振动轮的振动作用，对地面造成一个往复冲击力。在每次冲击时，都在被压实的材料中产生一个冲击波，在冲击波的作用下，材料颗粒由静止的初始状态转变为运动状态。由于材料中水分的离析作用，颗粒间的摩擦阻力大为下降，对加速颗粒运动更为有利。3.型号编制方法项目类别结构质量（t）发动机功率（kW）适用范围轻型＜1＜10狭窄地带和小型工程小型1~412~34用于修补工作、内槽填土等中型5~840~65基层、底基层和面层重型10~1478~110用于街道、公路、机场等超重型16~25120~188筑堤、公路、土坝等4.结构质量分类范围和适用范围二、振动压路机的总体构造

振动压路机随机型的不同，其总体结构也有一些差异。自行式振动压路机总体构造一般由发动机、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）等总成组成。双钢轮振动压路机单钢轮振动压路机（一）主要参数振动压路机主要参数包括振动频率和振幅、静质量和静线压力、振动轮个数、压路机速度、振动轮直径与宽度、振动轮与机架的质量比、激振力与振动轮的质量比等，这些参数直接影响其压实效果。l．频率和振幅振动压路机机架借助于橡胶元件使其与振动轮隔振，振动发生于旋转的偏心块，旋转速度决定振动频率。用偏心块的质量和偏心尺寸可以算出偏心力矩。偏心力矩直接决定振动轮的名义振幅。当振动轮放在中等柔软的弹性垫层例如橡胶上振动时，所得振幅为名义振幅。工作中振动轮振幅会受到土壤性质的影响。在振动器-土壤共振时，实际振幅要比名义振幅更大。振动轮在很硬的地面上发生"蹦跳"时，振幅值将会更高。振幅的正确定义应该是，振幅等于振动轮上下运动时，振动波波峰至波谷最低点垂直距离的一半。

采用两个轮子全振动的振动压路机，碾压遍数能够减少，因而生产率可以提高。两个轮子全振动的两轮振动压路机与一个轮子振动另一个轮子不振动的两轮振动压路机在生产率方面比较，碾压土壤时，后者约为前者的80%；碾压沥青混合料时，后者约为前者的50%。但是根据受压材料的类型的不同有较大的差异。2．静质量和静线压力振动压路机静质量增加，而其他参数（频率、振幅等）不变，施加于土壤中的静态和动态压力，差不多与静质量成比例地增加。压实试验己经证明，振动压路机的影响深度大致上与振动轮质量成正比。所以静线压力对振动压路机来说也是很重要的参数。3．振动轮个数

振动压路机振动轮直径与静线压力有关。线压力高，则振动轮的直径也必须大。现有结构振动压路机的滚轮宽度B一般大于滚轮直径Dl.1～1.8倍，即B≥（1.1～1.8）D。为了保证振动压路机在坡道上的近路边工作的稳定性，滚轮的宽度应不小于（2.4～2.8）R（滚轮半径）。4．压路机速度压路机速度对于土壤压实效果有显著的影响。压路机有一个最佳的碾压速度。在碾压土壤和岩石填方时，振动压路机最佳碾压速度一般是在3～6km/h之间，在此速度下的生产率最佳。在大型工程中，最佳碾压速度应通过压实试验来确定。需要高密实度、碾压难于压实的土壤和碾压厚铺层时最佳碾压速度建议采用3～4km/h。5．振动轮直径与宽度激振力与振动轮的质量比对振动压路机的工作方式有比较大的影响，振动压路机通常是在冲击工况下工作。试验表明，当激振力P大于振动轮的分配重力G两倍，即P≥2G时，振动轮的振动可转到冲击工况。压实非粘土时，在振动频率为25～100Hz情况下，应按P≈G进行选取；当压实粘性土壤时，振动压路机应能具有冲击振动，此时相对激振力可按不等式P≥(3.5~4)G进行选取。6．振动轮与机架的质量比振动轮与机架的质量比对压实效果有一定影响。机架质量大一些是有利的，振动轮可以借助于机架的质量压向土壤，从而可以取得更有规律的振动。但是，机架的质量有一个上限，超过这个限度，机架的质量就如同一个阻尼器，对振动发生很大的阻尼作用，结果会增强自身振动，而使振动轮振动减弱。7．激振力与振动轮的质量比（二）YZ18C总体构造项目技术参数项目技术参数工作质量(kg)18800摆动角度(°)±15前轮分配质量(kg)12500理论爬坡能力(%)48后轮分配质量(kg)6300发动机DEUTZBF6M1013C涡轮增压水冷发动机静线压力(N/cm)576额定功率（kW）133振幅(mm)9/0.95额定转速(r/min)2300振动频率(Hz)29/35燃油箱容积(L)300激振力(kN)380/260电器系统24V直流，负极接地工作速度Ⅰ,Ⅱ(km/h)0～6.5/0～8.6驱动液压系统变量柱塞泵+双变量柱塞马达行驶速度Ⅲ,Ⅳ(km/h)0～10.2/0～12.5振动液压系统变量柱塞泵+定量柱塞马达外侧转弯直径（mm）12600转向液压系统定量齿轮泵+全液压转向器转向角度（°）±35YZ18C振动压路机主要技术参数（三）YZC12型振动压路机总体构造项目技术参数项目技术参数工作质量(kg)12000激振力（低频高幅/高频低幅）（kN）140/80前轮分配质量(kg)6000振动轮直径（mm）1250后轮分配质量(kg)6000振动轮宽度（mm）2130静线压力（前/后）(N/cm)276/276发动机型号Cummins4B3.9速度范围(km/h)0-10发动机型式水冷理论爬坡能力（%）30发动机额定功率（kw）300最小转弯半径（mm）6000长*宽*高（mm）5330*2300*3170最小离地间隙（mm）340燃油箱容积（L）280转向角（°）±40液压油箱容积（L）220摇摆角（°）±12水箱容积（L）500*2名义振幅（mm）0.8/0.4发动机油耗（g/kw.h）20YZC12振动压路机主要技术参数三、振动压路机主要部件构造（一）动力装置l．YZl8C型振动压路机动力装置YZl8C型振动压路机采用德国道依茨公司BF6Ml013涡轮增压型水冷柴油机，具有很高的工作可靠性和燃油经济性，低噪声，低排放。2．YZCl2型双钢轮振动压路机动力装置YZCl2型双钢轮振动压路机采用Cummins4B3.9涡轮增压水冷发动机，同样具有很高的工作可靠性和燃油经济性，低噪声，低排放。（二）传动系统振动压路机的传动系统可分为机械传动和液压传动两大类。1．机械传动式：发动机通过离合器、变速器、差速器、轮边减速器，最后到达驱动轮YZ10B型振动压路机的传动系统原理图l-发动机；2-主离合器；3-变速器；4-脚制动；5-侧传动齿轮；6-末级减速主动小齿轮；7-手制动；8-副齿轮箱；9-双联油泵；10-方向器和转向阀；11-转向油缸；12-铰接转向节；13-振动轮2．液压传动式液压传动易于实现无级调速和调频，传动冲击小和闭锁制动功率损失小，易于功率分流，方便整机布置，操纵控制方便，易于实现自动化。YZl8型、YZCl6型、YZ25GD型等振动压路机均采用全轮驱动、铰接转向机构。YZ20H、YZI6H、YZ25GD、YZCl0、YZCl6、YCCl2和YS8等型号振动压路机均采用全液压传动，而且大多为闭式全液压系统，流量损失少、效率高。（三）振动轮总成l-振动轮体；2-减振块；3-偏心块；4-偏心轴

YZl8C型振动压路机振动轮总成1．YZ18C型压路机振动轮总成前后轮双驱动，保证了高效的牵引性能和良好的爬坡能力。

行走系统是由一泵双马达并联组成的闭式回路低速传动方案，既具有良好的驱动能力又方便了安装和维修。振动系统采用一泵双马达串联组成的闭式系统。

蟹行机构的作用机理是：能使前轮相对于后轮向左边横向错位170mm。洒水系统采用双水泵单独给前后轮供水喷洒，喷洒冲击力强，喷洒扇形分布，效果好。

YZC12型振动压路机结构特点2．振动压路机常见的调幅机构(1)调幅原理：名义振幅A0式中：Me—振动轴的静偏心矩；

Wd—下车质量引起的荷载(2)调幅机构分析①正反转调幅机构②双轴调幅机构l-挡板；2-弹簧；3-花键套；4-皮带轮；5-轮子焊接；6-振动轴；7-轴承；8-轴承座；9-花键套；10-传动轴；11-振动轴；12-皮带轮；13-齿形皮带③套轴调幅机构1-轮圈；2-左轴承座；3-左辐板；4-振动轴承；5-铜套；6-外振动轴；7-内振动轴；8-右辐板；9-右轴承座；10-花键套；11-花键套；12-弹簧；13-挡板单振幅振动轴结构示意图(3)振动轴结构分析①单振幅振动轴②双振幅振动轴l-振动轴；2-固定偏心块；3-活动偏心块；4-挡销双振幅振动轴结构示意图1-振动轴；2-活动偏心块；3、4-固定偏心壳双振幅振动轴结构示意图③多振幅振动轴1-螺栓；2-挡板；3-弹簧；4-调幅板；5-调幅花键套；6-轴头；7-外振动轴；8-内振动轴；9-振动轴承；10驱动轴头A.拔套式B.拔轴式1-螺栓；2-调幅板；3-挡板；4-弹簧；5-轴头；6-外振动铀；7-内振动轴；8-振动轴承;9-驱动轴头(4)减振块：驱动型和从动型a）减振器布置；b）辐射型；c）平置型辐射型布置的单个橡胶减振器除承受振动轮振动外，还要传递驱动力矩至振动轮，使振动轮处于驱动行驶状态，减振支承系统组成一个庞大的弹性联轴节，故只能采用圆截面的橡胶减振器。平置型布置的橡胶减振器不传递振动轮行驶驱动力矩，橡胶减振器可采用圆截面域矩形截面型式。（四）转向与制动系统l．YZl8C型压路机转向系统l-销轴；2-转向油缸；3-中心铰接架2．制动系统所谓三级制动，指的是振动压路机的三种制动形式，即工作制动、行车制动和紧急制动。三者根据不同的情况分别采用，但其作用原理不外乎两种，即静液制动和制动器制动。

(1)工作制动工作制动是压实过程中，在压路机进行前进、倒退转换时停车使用的，要求制动过程平稳，以避免对作业面产生破坏。操作过程是将倒顺手柄回中位即行走泵斜盘回零位即可，依据的是闭式液压系统自身的闭锁功能，即静液制动。(3)紧急制动

紧急制动是指在非常紧急的情况下，来不及将倒顺手柄回中位，直接按下紧急制动按钮，使压路机在行走过程中强行制动，直至液压行走系统溢流而失去驱动能力并逐渐停车，(2)行车制动

行车制动则是压路机在较高速度行驶时快速停车使用，要求制动时间和制动距离短，操作过程是先将倒顺手柄回中位，随即按下制动按钮，即静液制动和制动器制动同时作用，制动按钮控制的只是制动电磁阀。（五）车架l．YZl8C型压路机车架（1）前车架1-销轴；2-后车架2．YZCl2型压路机车架

（1）前车架（2）后车架后车架总成由后车架体、刮泥板等组成。它的主要功用是支撑发动机、振动轮、液压油箱、燃油箱、后水箱等。前车架(3)中心铰接架

中心铰接架由双铰接架、轴端挡板、球形轴承等组成。通过它将前后车架铰接成一个整体，可以实现转向、前车架左右摆动的功能。通过控制转向油缸的伸出长度来控制转向角。在最大转向角时，前后车架和中心铰接架不发生干涉。转向机构限位由前铰接架限位挡铁实现，蟹行机构限位由后铰接架限位挡铁实现。四、振动压路机液压控制系统（一）振动液压回路分析1．单幅单频（l）YＺ14型振动压路机及其改进型的振动回路分析（2）SP-60D型振动压路机振动回路分析l-振动液压泵；2、4-补抽泵；3-溢流阀；5-辅助泵；6-三位四通电磁阀；7-液控梭阀组；8、9-过载阀；l0-振动液压马达2．双幅单频YZl0G型振动压路机振动液压回路3．双幅双频

（１）BW2l7D型振动压路机振动回路分析1-振动泵；2、4-液控压力位移比例阀；3-三位四通伺服阀；5、6-可调电磁先导减压阀式操纵阀；7-液控梭阀组；8-振动马达；9-过载补油阀组；10、12-溢流阀；11-辅助泵（2）YZC12型振动压路机振动回路分析l-振动泵；2-精滤袖器；3-振动泵变量斜盘方向控制阀组；4-过载补油阀组；5、14-节流阀；6-辅助泵；7、9-前、后钢轮双向定量柱塞液压马达；8-安全阀；10-三位四通电磁阀；ll-液控梭阀组；l2-梭阀；l3-溢流阀4．双幅多频(无级调频)（l）YZC1０型振动压路机振动回路分析1、5-前后钢轮振动泵；2、12、16、18-补油阀；3、7-先导式溢流阀；4、17、19、23-过载阀；6、15-前后钢轮振动马达；8、10、13、14-节流阀；9、11-散热器；20、26-三位六通电磁换向阀；21、22、24、25-二位三通电磁阀（2）YＺl8C型振动压路机振动回路分析1、3-前、后钢轮振动泵；2--辅助泵；4、11-过载补油阀组；5、10-振动泵排量控制阀组；6、9-液控背压阀组；7、8-前、后钢轮振动马达（二）行走液压系统分析1．变量泵辅助泵-双定量马达并联行走液压系统l-油箱；2-行走泵总成；3-控制阀组；4-前桥驱动马达；5-碾压轮驱动马达；6-制动阀2．变量泵辅助泵-变量和定量马达并联行走液压系统

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