压实机械

90 第三章 压实机械

压实机械是以提高工作介质的密实度为主要用途的施工机械，利用机械自重或通过某种诱发力，在垂直或水平方向对地面持续重复加载，排除土壤内部的空气和水分，使之密实并处于稳定状态。广泛应用于道路、港口机场、水电矿山、国防、市政等建设工程，是交通运输与能源开发的基础技术装备。

采用机械进行有效地压实，能显著地改善基础填方与路面结构层的强度和刚度，提高抗渗透能力和气候稳定性，在多数情况下几乎可以消除沉陷，从而使工程的承载能力和使用寿命显著提高，并且可以大大减少工程设施的维护费用。压实质量的好坏，对道路的使用寿命和行车安全有着极大的影响。

土是压实机械的作业对象，它是一种固、液、气多相材料。压实的目的是通过对被压材料加载，克服土粒之间的粘聚力和内摩擦力，压缩土的体积，排除气体和水分，迫使颗粒之间产生位移，相互楔紧，达到压实的目的。

按压实原理可分为静压式、冲击式和振动式三种类型；按行走方式，压实机械可分为拖式、自行式两类；按压轮形状，压路机又可分为光轮、羊角轮和充气轮胎。

第一节 静力式光轮压路机

一、功能与分类

静力式光轮压路机是用具有一定质量的滚轮慢速滚过铺层，用静压力使铺层材料获得永久残留变形。随滚压次数的增多，材料的压实度增加，而永久残留变形减小，最后实际残留变形接近零。为了进一步提高被压材料的压实度，必须用较重的滚轮来滚压。但是，依靠静载荷（自重）压实，材料颗粒之间的摩擦力阻止颗粒进行大范围运动，随着静载荷的增加，颗粒间的摩擦力也增加。因此，静作用压实，有一个极限的压实效果，无限地增加静载荷有时也不能得到要求的压实效果，反而会破坏材料的结构。滚压的特点是，循环延续时间长，材料应力状态的变化速度不大，但应力较大。

按压轮数和轴数可分为二轮两轴式、三轮两轴式和三轮三轴式；按整机质量可分为特轻型、轻型、中型、重型和超重型；按车架结构可分为整体式和铰接式；按传动方式可分为机械传动式和液压传动式。

图3-1-1 压路机按滚轮数和轴数分类

(a) (b

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a)二轮二轴式；b)三轮二轴式

二、技术特点

静力光轮压路机在压实地基方面不如振动压路机有效，在压实沥青铺筑层方面又不如轮胎压路机性能好。可以说凡是静力光面滚压路机所能完成的工作，均可用其它型式的压路机来代替。所以，无论从使用范围或实用性能来分析，都是不够理想的。但由于静力压路机具有结构简单、维修方便、制造容易、寿命长、可靠性好等优点，因此，目前还在生产，并在大量使用着。为了在这种压路机的压实性能、操纵性能、安全性能和减小噪声等方面有所改进，静力光面滚压路机多采用以下技术。

1．大直径的滚轮

国外先进的压路机中，串联压路机质量在6～8t 的滚轮直径为1.3～1.4m ，质量在8～10t 的滚轮直径为1.4～1.5m ，三轮压路机质量在8～10t 的滚轮直径为1.6m ，质量在10t 以上的滚轮直径为1.7m 。日本KD200型的压路机滚轮直径达1.8m 。

增大滚轮直径不仅可以减少压路机的驱动阻力，提高压实的平整度，而且当线压在很大范围内变化时，均能得到较高的密实度。

2．全轮驱动

由于从动轮在压实的过程中，其前面容易产生弓形土坡，其后面容易产生尾坡。所以现代压路机多采用全轮驱动。采用全轮驱动的压路机，其前后轮的直径可做成相同的，其质量分配可做到大致相等。同时还可使其爬坡能力、通过性能和稳定性均能得到提高。 另外，还可采用液力机械传动、静液压式传动和液压铰接式转向等技术。这样不仅可以提高压路机的压实效果，减少转弯半径，而且在弯道压实中不留空隙部，特别适宜压实沥青铺层。

三、结构组成及工作原理

我国生产的光轮压路机全部是机械传动，其基本结构大致相同，一般都包括动力装置、传动系统、制动系统、转向系统、压轮、电器系统和附属装置等组成。

这种压路机的发动机和传动系统都装在由钢板和型钢焊接而成的罩壳（机架）内。罩壳的前端和后部分别支承在前

后轮轴上。前轮为从动方向轮，

露在机架外面；后轮为驱动轮，

包在机架里面。在前、后轮的轮

面上都装有刮泥板（每个轮上前、

后各装一个），用来刮除粘附在轮

面上的土壤或结合料。在机架的

上面装有操纵台。

1．二轮二轴式压路机

二轮二轴式压路机的传动系

统，由主离合器、变速箱、换向

图3-1-2 2Y8/10型压路机传动系统图 1-发动机；2-主离合器；3、11-齿轮轴；4、6-滑动齿轮；5-主传动轴；7-小锥齿轮；8-大锥齿轮；9-倒顺车滑套；10-二档主动齿轮； 12、13、14-变速齿轮； 15-换向轴；16-万向节；17、18、19、20-侧传动齿轮

92 机构和传动轴等组成（图3-1-2）。从发动机1输出的动力经主离合器2、螺旋锥齿轮副3和4、换向离合器5（左或右），长横轴6、变速齿轮7和8（Ⅰ档）或齿轮10和9（II 档）传到万向节11，再经两级终传动齿轮15和14、13和12，最后传给驱动轮。

2．三轮二轴式压路机

目前各种三轮二轴式压路机属同一系列产品，它们的构造除吨位不同外，其余结构基本相同。三轮二轴式和二轮二轴式压路机在结构上的主要区别是：三轮二轴式压路机具有两个装在同一根后轴上的较窄而直径较大的后驱动轮，同时在传动系统中增加了一个带差速锁的差速器。差速器的作用是压路机因两后轮的制造和装配误差所造成滚动半径的不同、路面的不平度和在弯道上行驶时起差速作用，差速锁是使两后驱动轮联锁（失去差速作用），以便当一边驱动轮因地面打滑时，而另一边不打滑的驱动轮仍能使压路机行驶。

3．压路机工作装置

压路机的工作装置主要是指压实滚轮，包括驱动轮和转向轮。下面分别介绍压实滚轮的典型结构。

（1）两轮两轴压路机的驱动轮

该驱动轮 (图3-1-3)由轮圈1、左右两端封头3和座圈5焊接而成。为了增加驱动轮的刚度，在左右两端封头间焊有四根撑管2。驱动轮齿圈4，用螺栓固定在左端封头的座圈5上，在轮的两端有轴颈6借助轴承7与轴承座8相连，轴承座安装在机身侧板上。

（2）两轮两轴压路机的转向轮

压路机的转向轮 (图3-1-4)即前轮，是由两个尺寸相同的轮子组成，两轮之间有1~3mm 间隙，且可相对转动，转向时因差动而减小转向阻力。每个轮子由钢制轮圈1、连接管8与封头3焊接而成。

图3-1-3 两轮两轴压路机的驱动轮

1-轮圈；2-撑管；3-封板；4-驱动轮齿圈； 5-座圈；6-轴颈；7-轴承；8-轴承座；9-

螺图3-1-4 两轮两轴压路机的转向轮 1-轮圈；2-螺塞；3-封板；4-轮轴；5-挡环； 6-中心螺钉；7-圆锥轴承；8-联接管；

9-框架；10-叉脚；11、14-轴承；12-立轴；

13-立轴外壳；15-转向臂