压实机械 长安大学工程机械结构分析课教学

第三章 压实机械,长安大学工程机械结构分析课教学,制作：展朝勇,第三章 压实机械,第一节 概述 第二节 静力光轮压路机 第三节 轮胎压路机 第四节 振动压路机,第一节 概述,一、压实机械的工作特点及作用 压实机械是一种利用机械自重、振动或冲击的方法，对被压实材料重复加载，排除其内部的空气和水分，使之达到一定密实度和平整度的作业机械。 压实机械广泛用于公路、铁路路基、机场跑道、堤坝及建筑物基础等基本建设工程的压实作业。,二、压实机械的分类,静力光面轮压路机,轮胎压路机,振动压路机,振荡压路机,振动振荡压路机,振动平板夯,快速冲击夯,蛙式夯实机,羊角碾或凸块碾,冲击式压路机,压实机械组型分类明细表,常用压实机械外形图,常用压实机械外形图,拖式凸块碾,不同压实机械适用范围：,三、压实机械的压实原理及应用,1）静力碾压,压实机械种类虽多，但按其压实原理可分为静力式、振动式和冲击式三种类型。,三、压实机械的压实原理及应用,2）冲击压实,三、压实机械的压实原理及应用,3）振动压实,4）振动碾压,三、压实机械的压实原理及应用,5）振荡碾压,三、压实机械的压实原理及应用,利用三边或五边形非园滚轮以一定速度在滚动中冲击拍打地面，利用集中的冲击能量达到压实土石填料的目的。,三、压实机械的压实原理及应用,6）冲击压实,三、压实机械的压实原理及应用,6）冲击压实,冲击压实机械属低频、大振幅冲击压实，具有效率高、影响深度大的特点。冲击压实机械可由重型牵引车在前方牵引或自行。,第二节 静力光轮压路机,一、用途与分类 （一）用途 静力光轮压路机依靠机重对被压材料进行压实。可用来压实路基、路面、广场等各类工程的地基。 压路机沿工作面前进后退反复地滚动，使被压实材料达到足够的承载力和平整的表面。,（二）分类,根据滚轮及轮轴数目分为：二轮二轴式、三轮二轴式和三轮三轴式三种，目前国产压路机中，只生产有二轮二轴式和三轮二轴式两种。,根据整机质量不同，静力光面滚压路机又可分为：轻型(58t)、中型(810t)、重型(1215t、1821t)三种。,重型静力光轮压路机,（二）分类,中型静力光轮压路机,二、总体构造,三、洛阳产3Y12/15A型压路机传动系,1、组成,2、传力过程,为内反馈系统。转动方向盘时，油泵来的压力油进入转向器，并通过计量马达再进入油缸的左或右腔，使转向轮向左或右偏转。当压路机直线行驶时，油泵来的压力油通过转向器直接回油箱。发动机熄火后仍可实现手动转向。,四、摆线转子泵液压操纵随动系统,1、组成,五、压路机的换向机构,1）主动部分 锥齿轮、主动鼓、主动盘。 2）从动部分 固定压盘、活动压盘、中间压盘、齿毂、横轴、小齿轮。,1、组成,五、压路机的换向机构,由固定压盘、活动压盘、中间压盘、压杆、压爪、分离滑套、分离轴承、分离环等组成。,3）操纵机构,2、工作过程,分离环带动分离滑套右移，压爪逆摆，活动压盘左移，离合器间隙消除后，压杆变形所产生的反力使离合器压紧。,1）接合,动力：锥齿轮主动鼓主动片三种压盘齿毂横轴 小齿轮。,动作与上述相反，分离后弹簧力使主从动件出现间隙。,2）分离,2、工作过程,分离弹簧,五、压路机的方向轮,1-方向轮轴；2-锥形滚柱轴承；3-圆形挡 板；4-轮辐；5-轮圈；6-储油管；7-刮泥板；8-“” 形架；9-机架；10-横销；11、14-轴承；12-转向立轴；13-转向臂；15-转向立轴轴承座,1、洛阳产压路机方向轮,2、上海产压路机方向轮,附：方向轮悬挂的两种型式,上海产压路机方向轮,洛阳产压路机方向轮,七、压路机的驱动轮,采用大齿圈实现驱动； 卸开盖板将沙子填入轮内腔来增加机重。,八、圆柱行星齿轮式差速器,（一）组成,（二）分析,由n1+n2-(1-)n3=0，取1，则： n左n右= 2n壳,（三）工作过程,1、整机直驶（行星轮无自转）,n右n左n壳,（三）工作过程,2、整机左转向,右行星轮顺转允许n右快，,（三）工作过程,2、整机左转向,左行星轮逆转使n左慢；,n右n左，从而实现差速。,九、差速锁装置,差速,九、差速锁装置,不差速,九、差速锁装置,差速锁动作过程：,手柄使滑杆右移，通过拨叉带动分离齿轮右移，分离齿轮与从动大齿轮啮合，驱动轮轴与从动大齿轮链接，左右驱动轮连成一体而在不差速下传力。,第三节 轮胎压路机,一、用途,为利用充气轮胎的特性来进行压实的机械。利用其垂直压实力与水平压实力压实各类建筑基础、路面和路基被压实材料，适于压实沥青混凝土路面面层材料。,二、轮胎式压路机压实原理,除利用充气轮胎与被压实材料接触时间长的特性来进行压实外,因“揉搓”作用及水平压实力，沿行驶方向有压实力及沿机械的横向压实力的作用。使沿各个方向移动材料粒子可得到最大的密实度。,在沥青混合料压实中，先给混合料覆盖上最初的接触点，再给混合料以很大的垂直力，避免了钢轮压路机压实中经常产生的裂缝现象。因橡胶轮胎的 “揉压作用” ，在橡胶轮胎柔曲并沿着被压实材料轮廓压实中形成良好的压实表面和要求的密实性，使压实效果改善。,轮胎压路机在对两侧边做最后压实时，能使整个铺层表面均匀一致，路缘石的擦边碰撞破坏比钢轮压路机要小得多；并可增减配重、改变轮胎充气压力以益于对各种材料的压实。,二、轮胎式压路机压实原理,三、轮胎压路机的分类,1）按轮胎在轴上安装的方式分 可分为各轮胎单轴安装、通轴安装和复合式安装三种。,2）按转向方式分 可以分为偏转车轮转向、转向轮轴转向和铰接转向三种。,可分为多个轮胎整体受载、单个轮胎独立受载和复合受载三种。,三、轮胎压路机的分类,3）按轮胎负载情况分,可以分为轮胎交错布置、行列布置和复合布置三种。,三、轮胎压路机的分类,4）按轮胎在轴上的布置分,四、轮胎压路机总体构造,轮胎式压路机为具有多个轮胎的特种车辆，主要由发动机、驾驶室、传动系、操纵系和行走部分（包括方向轮、驱动轮、机架等）、配重、洒水装置等组成。,四、轮胎压路机总体构造,五、轮胎压路机传动系 (YL9/16型),轮胎压路机换向机构,工作中换向齿轮左或右移，与内齿啮合后，主传动器将动力通过换向齿轮传出。,2、工作过程,1、组成,六、轮胎压路机碾压轮,驱动轮,方向轮,YL9/16型轮胎压路机的方向轮,1-转向臂；2-转向立轴壳；3、12-轴承；4-转向立轴；5-叉脚；6-轮胎；7-固定螺母；8-摆动轴；9-框架；10-销子；11-螺栓；13-轮轴；14-轮辋；15-轮毂,YL9/16型轮胎压路机左驱动轮,4-档板；5-左后轮的左半轴；6-轴辋；7-“冂”形轮架；8-联轴器；9-轮胎；10-左后轮的右半轴； 11-轴承盖；12-链轮；,YL9/16型轮胎压路机右驱动轮,1-制动鼓；2-轮毂；3-轴承； 7-“冂”形轮架;13-右后轮轴；14-链轮；15-制动器,YL9/16型轮胎压路机制动器气顶油式助力系统示意图：,PT125轮胎压路机行驶系液压系统布置图,YL9/16型轮胎压路机洒水装置,第四节 振动压路机,一、振动压路机工作特点及用途,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，不压实能力强，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。,二、振动压路机的分类,按行驶方式分为：自行式、拖式和手扶式。 按结构质量可分为：轻型、小型、中型、重型和超重型。 按振动轮数量可分为：单轮振动、双轮振动和多轮振动。 按驱动轮数量可分为：单轮驱动、双轮驱动和全轮振动。,按传动系传动方式可分为：机械传动、液力机械传动、液压机械传动和全液压传动。,按振动轮外部结构可分为：光轮、凸块（羊脚碾）和橡胶滚轮。 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。,二、振动压路机的分类,双钢轮振动压路机,组合式振动压路机,拖式振动压路机,凸块振动轮压路机,三、振动压路机的主要参数,振动轮重量W1：指参与振动之重（振动轮+振动器之重）。 附加载荷W2：指作用振动轮非振动部分之重。 振动轮分配载荷：G=W1+W2 振动力F： F=mr2， m偏心块之重（kg），r偏心矩（m）， 偏心块角速度（1/s）,振幅（mm）：振动体上下振动之半。,振动频率(Hz):,压实沥青混合料3355Hz最佳。,1、振动轮参数,三、振动压路机的主要参数,振动轮总作用力：Q=G+F,振动轮振动线压力q： q=K×Q/B（kg/cm）。 K振动压实时线压力超加系数， B 轮宽。,2、YZC10技术参数(双钢轮、双驱动、双振幅 ) 工作质量(kg) 10240 轴距(mm) 3450 行驶速度(km/h) 09.3 爬坡能力 27% 振动频率(Hz) 47 名义振幅(mm) 0.830.40 激振力(kN) 12360 振动轮 直径宽度(mm) 12151660 转弯半径(m) 5.85 外形尺寸(长×宽×高)(mm) 4990×1810×2960 柴油机型号 6BT5.9 额定功率(kW) 92 额定转速(r/min) 2400,（一）YZC12型振动压路机,外形图,主要性能参数,四、振动压路机结构分析,（一）YZC12型振动压路机,四、振动压路机结构分析,（二）YZ18C型振动压路机,（三）振动压路机传动系（YZ10B型）,1-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,（四） YZ10B型压路机振动轮,（五）YZ18C压路机振动驱动轮,振动轮与驱动马达的连接,1振荡马达；2减震器；3振荡滚筒；4机架；5偏心轴；6中心轴；7同步齿形带；8偏心块；9偏心轴承座；10中心轴轴承座,（六）振荡轮组成及工作程,（七）振动压路机的振动调幅机构,1、正反转调幅机构,2、套轴调幅机构,3、水银调幅机构,水银调幅机构工作原理：,高振幅,低振幅,4、硅油调幅机构,5、智能变幅激振器系统,五、振动压路机液压回路,1.YZ10B振动压路机振动液压回路,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.BW217D型振动压路机振动液压回路,1)来自辅助泵11和来自转向油泵的液压油在A点合流，经过一个精滤油器后又在B点分为两路，一路至行走轮制动装置以及行走液压马达变量装置；另一路则控制振动液压泵1的变量斜盘倾角方向和倾角大小。该路油在C点分为两路，一路通过三位四通伺服阀3，至液控压力位移比例阀2，控制泵1的变量斜盘角度。另一路经过可调电磁先导减压阀式操纵阀5或6减压后，至液控压力位移比例阀4，控制伺服阀3的工作位。操纵阀5的电磁线圈通电时，阀3工作在右位，泵1的变量斜盘倾角为正；操纵阀6的电磁线圈通电时，阀3工作在左位，泵1的变量斜盘倾角变为负；两者都不通电时，阀3工作在中位，泵1的变量斜盘倾角为零。,2)通过控制操纵阀5、6的电磁线圈通电来改变振动泵的流量方向，从而改变液压马达8的转向，获得不同的振幅。同时，当液控压力位移比例阀2最终达到平衡后，变量斜盘倾角为正或负时，大小不同，从而变量泵对应不同排量，即振动装置在不同的振幅下对应不同的振动频率。回路中，与振动液压马达并联的液控梭阀组7除保证有足够背压值满足振动液压马达(内曲线径向柱塞式油马达)结构要求外，当回油背压超过阀组中溢流阀额定值1MPa时，振动液压马达回油道将通过阀组中的溢流阀节流卸荷，以稳定马达的转速，防止惯性冲击，