振动压路机是利用其自身重力和振动作用,用于压实各种建筑和筑路材料的机械,是公路、机场、海港、堤坝、铁路等建筑和筑路工程必备的压实设备。由于压实效果好,影响深度大,生产率高,目前得到了迅速发展,已成为现代压路机的主要机型。
1.振动压路机主要机型:
按机器结构质量可分为轻型、小型、中型、重型和超重型;
按行驶方式可分为自行式、拖式和手扶式;
按驱动轮数量可分为单轮驱动、双轮驱动和全轮驱动;
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 )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。
振动压路机一般按其结构形式和结构质量来分类,常用结构形式的分类见表10-1。
表10-1 振动压路机的分类
2.自行式振动压路机
(1)基本构造
自行式振动压路机基本构造主要由动力装置、传动装置、振动装置、行走装置和驾驶操纵等部分组成。
以YZ18型振动压路机为例(如图10-10),采用全液压控制、双轮驱动、单钢轮、自行 式结构,属于超重型压路机。主要由电气系统1、操作系统2、驾驶室3、液压系统5、发动机总成6、后车架7、后桥8、后轮9、变速器10、中心铰接架11、转向油缸12、行走马达13、前车架 14和振动轮总成 15等组成。适合于高等级公路及铁路基础、机场、大坝、码头等高标准工程的压实工作。振动轮部分和驱动车部分通过中心铰接架铰接在一起,车架是压路机的主骨架,其上装有发动机、行驶和振动及转向系统等各种装置。
图10-10 YZ18型压路机总体结构
1-电气系统;2-操作系统;3-驾驶室;4-覆盖件;5-液压系统;6-发动机总成;7-后车架;8-后桥;9-后轮;10-变速器;11-中心铰接架;12-转向油缸;13-行走马达;14-前车架;15-振动轮总成;16-行走马达;17-液压油箱;18-柴油箱
车架由前、后车架组成,是压路机的主骨架 ,车架上装有发动机、行驶和振动及转向系统、操作系统、驾驶室、电气系统和安全保护装置等。前车架由刮泥板总成、前、后框板、两块侧框板组成。主要功能是支撑振动轮总成。前车架为典型的方框结构 ,采用高强度钢板焊接而成 ,应具有足够的强度以抵抗压路机工作时的强冲击力和转矩。后车架由倾翻保护架3、液压油箱2、框架大梁 4和燃油箱 5等组成。主要功能是支撑发动机和驾驶室 ,固定后桥。如图 10-11所示。后车架为长方框结构 ,前面是和中心铰接架相连的立轴和前板 ,后面是燃油箱总成 ,中间是槽钢架。为了保证强度 ,薄弱部位采用加强筋加强 ,成箱形梁结构。底部后桥支板用螺栓和后桥总成刚性连接。为了减小振动产生的影响 ,发动机和后车架之间设有弹性减振块 ,同时又可方便地将发动机调整到水平位置。
图10-11 YZ18型压路机后车架结构
1-中心销轴;2-液压油箱;3-倾翻保护架;4-框架大梁;5-燃油箱;6-后桥支板
(2)传动系统
振动压路机传动系统分为机械传动和液压传动两大类。采用机械传动的压路机,发动机动力通过离合器、变速器、差速器、轮边减速器,最后到达驱动轮。
YZ18型压路机行走系统由轴向柱塞泵2、马达5、变速器4、传动轴、驱动桥 11和振动轮轮边减速器 12组成。振动系统由轴向柱塞泵10、马达 7和偏心调幅机构组成。转向系统由双联齿轮泵3、全液压转向器 9和转向油缸组成。发动机动力通过分动箱 1带动轴向柱塞泵2、转向双联齿轮泵 3和轴向柱塞泵 10,并经相应液压马达将动力传给振动轮、转向和行走系统。如图10-12所示。
图10-12 YZ18型振动压路机传动系统
1-分动箱;2-行走驱动轴向柱塞泵;3-转向及风扇用双联齿轮泵;4-变速箱;5-行走驱动定量马达;6-行星减速器;7-振动驱动定量马达;8-振动轮;9-液压转向器;10-振动驱动变量泵;11-驱动桥;12-轮边行星减速器;13-轮胎
(3)振动轮
振动轮是振动压路机的重要部件,通过振动轮的变频和变幅来完成压实工作。YZ18型压路机振动轮总成结构,由振动轮体7、行走马达2、行走减速器3、左振动轴4、右振动轴6、固定偏心块14、活动偏心块15、振动马达11、减振块 8和18、右连接支架9、左连接支架 18和联轴器 5等组成。如图10-13所示。振动轮体采用钢板卷制焊接而成。振动轮内有两个激振机构,是振动压路机产生振动的力源。激振机构由振动轴4、固定偏心块14、活动偏心块15、轴承 12和封闭箱体 13等组成。两个激振机构结构相同,两根振动轴 4和 6在振动轮中间用联轴器 5联结为一体同步转动。振动马达带动振动轴高速旋转时,偏心块所产生的离心力就是振动压路机的激振力。
图10-13 YZ18C型振动压路机振动轮
1-前车架左侧框板;2-行走马达;3-行走减速器;4-左振动轴;5-联轴器;6-右振动轴;7-振动轮体;8-减振块;9-右连接支架; 10-前车架右侧框板;11-振动马达;12-轴承;13-箱体;14-固定偏心轮;15-活动偏心轮;16-减振块;17-行走减速器固定板; 18-左连接支架
(4)调幅装置
YZ18型压路机激振机构装有可调振幅的活动偏心块,活动偏心块套在固定偏心块的轮毂上,调幅装置是一个密封结构,里面充有硅油,如图10-14所示。
图10-14 调幅装置结构图
1-固定偏心块;2-活动偏心块;3-固定偏心块盖
(5)主要技术参数
振动压路机的主要技术参数有工作质量、振动轮尺寸、振动频率、激振力、速度、额定功率等。
3.双钢轮振动压路机
双轮串联振动压路机一般都采用全轮驱动和全轮振动。全轮振动的目的是充分发挥机器本身的结构功能,提高压实生产率。
YZC12型振动压路机(如图10-15)主要由车架、动力装置、振动轮、液压系统、电气系统等组成。该机采用全液压传动、双轮驱动、双轮振动、自行式结构。前后车架通过中心铰接架连接在一起,采用铰接式转向方式。并配有性能优良的蟹行机构,具有良好的贴边压实性能、弯道压实性能和机动性能。
图10-15 双钢轮振动压路机总体结构
1-洒水系统;2-后车架;3-中心铰接架;4-液压系统;5-前车架;6-振动轮;7-动力装置;8-操纵台总成;9-空调;10-驾驶室; 11-覆盖件
车架包括前车架及后车架两部分,前、后车架均采用整体焊接结构,通过中心铰接架连接成一个整体。
前车架由前车架体、刮泥板等组成。主要功用是支承驾驶室、前水箱和燃油箱等。燃油箱为两个分体式结构,固定在车架的两端,底部由胶管相连通,加油口设在左侧,刮泥板在压路机工作时可以刮下粘在振动轮上的杂物,刮泥板与钢轮间为弹簧装置自动压紧,无需调整。前车架与驾驶室间装有起减振缓冲作用的减振块,以减轻振动对驾驶员的不利影响。
后车架总成由后车架体、刮泥板等组成。它的主要功用是支承发动机、液压油箱、后水箱等。发动机和后车架之间也装有弹性减振块,同时可方便地将发动机调整到水平位置。
振动轮包括前、后振动轮总成及叉脚等部件。振动轮总成由振动轮体 (滚轮)、轴、调幅装置、减振块、驱动马达、振动马达、弹性联轴器、振动轴承、行驶支承、轴承座、梅花板、左右叉脚等组成。支承整机重量,实现压路机行走,是振动压路机的主要工作部件,可将柴油机动力最终转化为对路面的压实力。振动轮与车架的连接处设有橡胶减振块,将振动轮的振动与车架割开。
发动机安装在后车架上,液压系统的泵组直接与发动机相连,液压系统的执行元件 (马达、油缸 )安装在相应的工作部件处。操纵装置、驾驶室、空调、电气系统的主要部件都安装在前车架上。
前、后振动轮各有一套独立的洒水系统。工作时,洒水系统向碾压钢轮的表面均匀喷水,在轮子表面上形成均匀的覆盖水层,与刮泥板组合能够有效地避免钢轮表面黏结沥青或其他杂物,以防止因钢轮表面黏结沥青而影响压实质量。
4.手扶式振动压路机
手扶式振动压路机主要形式如图10-16。
图10-16 手扶式振动压路机
a.双轮整体式;b.双轮铰接式;c.单轮式
手扶式振动压路机振动轮结构与自行式压路机振动轮结构大致相似,振动轮的激振器结构多采用偏心块式。
5.震动压路机特点及适用范围
光轮振动压路机最适用于压实非黏性土 (砂土、砂砾石)、碎石、块石、堆石、沥青混凝土及不同类型、不同厚度的沥青铺层。这种压路机在断开振动机构后,还可用作静力压实机械进行整平碾压作业。羊脚或凸块式振动压路机既可压实非黏性土,又可压实含水率不大的黏性和细颗粒沙砾石以及碎石和土的混合料。
与静力作用压路机相比,振动压路机具有压实效果好、生产效率高,压实后的基础压实度高、稳定性好等特点。压实沥青混凝土面层时,允许沥青混凝土的温度较低,且由于振动作用,可使面层的沥青材料能与其他集料充分渗透、糅合,故路面耐磨性好,返修率低;可压实干硬性 水泥混凝土 (即 RCC材料 )及大粒径的回填石等静作用压路机难以压实的物料;在压实效果相同的情况下,振动压路机的结构质量为静作用压路机的一半,发动机的功率可降低 30%左右。
6.常见设备
1、两轮串联振动压路机
2、两轮并联振动压路机
3、两轮铰接振动压路机
4、四轮振动压路机
5、轮胎驱动光轮振动压路机
6、轮胎驱动凸块振动压路机
7、钢轮轮胎组合振动压路机
8、手扶式振动压路机
9、拖式振动压路机
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