单钢轮振动压路机
二国内外压路机的发展现状与趋势
2.1 国外压路机的发展
尽管压实原理的应用起源于一千多年前中国隋唐时期的人力或畜力拖动的石磙，但世界上第l台商品化的压实产品诞生于19世纪60年代初的美国，它是以蒸汽机为动力源的自行式三轮压路机。20世纪纪20年代末，美国出现了以柴油发动机为动力的自行式三轮压路机；20世纪40年代，德国成功研制振动压路机，50年代开始应用轮胎压路机。
20世纪50年代末至60年代，随着对振动技术的深入研究，振动轴承和橡胶减震器的性能及制造工艺不断完善和提高，振动压路机技术得到飞速发展，轮胎驱动铰接式振动压路机和双钢轮串联式振动压路机得以诞生和推广。70年代以后，由于液压传动技术的日益成熟和广泛应用，使得振动压路机实现了全轮驱动、全轮振动、行驶无级调速、振动调频调幅等，无论是产品性能还是施工质量都登上了一个新台阶。进入20世纪90年代以后，机、电、液一体化技术、压实度在线测量技术、振动轮可变激振力方向和可变振动方式的激振机构等核心技术的开发和应用，使得压实技术再一次飞跃。国际著名的压路机制造厂商有德国宝马格、瑞典戴纳派克、美国英格索兰、德国悍马、瑞士安迈、日本酒井、美国卡特彼勒、德国伟博麦斯等。另外，德国劳森豪森、美国德莱赛等也曾大量生产压路机。
2．2 国内压路机发展现状
中国压实机械的发展经历了十分漫长的过程，源于20世纪中叶前后的样机仿制催生了整个行业，从而实现了“从无到有”的第一次跨越：而80年代中期的振动压路机技术引进，开创了中国全液压传动压路机的先河，不仅在产品系列和品种上得到了很大程度的丰富，而且在产品性能、可靠性等方面实现了极大的提高，缩小了与国际先进水平之间的差距，使得中国压实机械又一次实现了质的飞跃。
与其他行业一样，国内压路机企业众多，著名的老牌生产厂家有徐工(原徐州工程机械制造厂)、一拖(原洛阳建筑机械厂)、厦工(原三明重型机器厂)、柳工(原江阴交通工程机械厂)、上海工程机械厂、江麓机械厂、常林股份(原常州林业机械厂)等，最近10年左右加入的厂家有三一重工、山推股份、龙工控股、
中联重科、宇通重工、青岛科泰等。随着行业竞争的加剧，部分厂家正在退出。
严格来说，除机械驱动单钢轮振动压路机具有“中国特色”以外，目前国内压路机技术仍然处于模仿学习、局部创新阶段，产品的性能与可靠性也处于提升改善阶段，还没有形成自己独特的技术。
2.3 振动压路机的未来发展趋势
压实技术和压实机械的发展将取决于压实理论上的新突破。通过对工作介质的材料特性、力学性能、施工工艺以及压实设备的结构、运动学、动力学等综合性的研究，寻求理论上的突破和完善，从而带动振动压路机技术的创新发展。
已进入实用阶段的新的压实技术，如振荡压路机、冲击式压路机等将继续在压实工程中推广应用，并在某些领域成为主要的机种。如振荡压路机将可能占据沥青路面和RCC(碾压混凝上)的压实工程，而冲击式压路机将在重型压实领域，特别是在高填方、塌陷性土壤和干砂压实方面成为主要的机种。
在振动压路机产品设计研发过程中，运用人机工程学和环保绿色设计的理论，有效的减少排放、隔离振动、降低噪音、扩大视野、使操作者驾驶时操作顺手、感觉舒适、减少疲劳。改善压路机的外观造型和驾驶室内部装饰，将产品性能、质量与美观、视觉艺术有机的结合起来。
随着计算机应用技术的发展，机载电脑将普遍应用于压实机械，用来进行工作过程的监测、机器运行状态的显示、故障的报警、诊断和分析。在对某种材料进行压实时，通过一段时间的实践，机器会自动对压实作业的各项参数(频率、振幅、碾压速度和遍数)进行不同组合，并判断其压实效果，从而决定最优操作方案。当土质情况变化时，它会不断改变自身的参数，自动适应情况的变化，以获得最佳的压实效果。振动压路机的发展将从局部自动化过渡到全面自动化，并迈向完全智能化的工程机器人目标。
三单钢轮振动压路机：机械传动与全液压传动的比较
多年来，单钢轮振动压路机一直是压实施工的主要设备。2001～2005年国内市场销售的压路机产品中，单钢轮振动压路机（包括机械传动式和全液压传动式）年销量从不到4000台已经增长到7000多台，并一直占据整个压路机市场65％～70％的比重，这其中又以机械传动单钢轮振动压路机居多。
机械传动单钢轮振动压路机被寓为具有中国特色的压路机产品，因其价格较低，非常适合中国用户和发展中国家的实际购买力，而受到用户的青睐，近年销售量占压路机年销售总量的比重持续上升，成为国产压路机销售的主流机种，尤
其是大吨位产品更是压路机市场上的宠儿。而全液压单钢轮振动压路机由于价格较高销售明显不旺，并有逐年走低的趋势。但在2005年，这种趋势有所改变，机械传动单钢轮振动压路机不论销量还是销量比重均明显下降，而全液压单钢轮振动压路机则呈上升走势。
不可否认，全液压单钢轮振动压路机技术先进，拥有良好的压实效果，压路机制造厂家也十分重视全液压单钢轮振动压路机的开发，海外品牌进进中国市场也将其作为重点推广产品。在高速公路等重点工程中，经常看到的是国外着名公司的压路机产品。
那么，机械传动单钢轮振动压路机与全液压单钢轮振动压路机相比，在性能方面与价格方面具体有哪些不同呢？
3.1 压实质量
机械传动单钢轮振动压路机由于振动轮只有振动，行驶是从动轮，压实过程中由于从动轮的滑移会产生拥土现象和表面裂纹。而全液压单钢轮振动压路机的振动钢轮既是驱动轮，也是振动轮，在压实施工中振动钢轮是转动状态，很好地解决了土壤压实过程中的起褶和拥土题目。
振动轮的分配质量越大将越有利于压实。全液压振动压路机的振动轮分配质量通常为整机工作质量的60%左右（小吨位压路机可达55%以上，大吨位压路机可高达67%），而机械传动振动压路机为满足驱动性能要求，通常振动轮的分配质量为整机工作质量的50%左右。例如工作质量为18t的机械传动振动压路机的振动轮的分配质量约为9t，而工作质量为14t的全液压双驱动振动压路机（假如振动轮分配质量为64%）的振动轮分配质量也可达9t，因此工作质量为18t的机械传动振动压路机的压实效果仅相当于工作质量为14t的全液压传动振动压路机。
3.2 压实速度
机械传动振动压路机的行驶速度只能实现有级变速，而全液压传动振动压路机则可实现无级变速，操纵职员可以根据土壤的特性及展层的厚度选择合适的压实速度，有利于进步压实效果和工作效率。
3.3 驱动性能
机械传动振动压路机只能实现单轮驱动，而全液压传动振动压路机可实现前
后轮传动，所以全液压传动振动压路机的驱动性能和防滑性能均优于机械传动振动压路机。
3.4 操纵舒适性
全液压单钢轮振动压路机的操纵十分轻巧与简洁，在起步和停车时均比较平稳；而机械传动系统的行驶操纵顺序复杂，劳动强度大，压路机在起步和停车时均有较大的冲击，行驶速度只能实现有级变速，操纵舒适性较差。当改变压路机行驶速度时需要脱开离合器后进行换挡作业，这时发动机的转速会产生很大的变化，造成振动系统液压泵的流量变化，这会造成振动系统的很大冲击，所以机械传动单钢轮振动压路机在振动时不能换挡，而全液压单钢轮振动压路机在振动时可以随意换挡。当然压路机在行驶作业时需要换挡的情况是很少的。
3.5 可靠性
对于机械传动振动压路机，由于机械传动部分在工作中存在冲击，并且增加了诸如离合器、变速器和分动箱等传统的机械传动环节，部分降低了压路机的可靠性；而全液压传动振动压路机的液压系统中的液压件多采用国际著名公司的产品，可靠性较高，同时轻易实现优越的性能，如可靠的三级制动功能和驱动与制动互锁保护功能等。
3.6 监测与控制
目前国外全液压振动压路机压实效率高、可靠性好、驾驶舒适，尤其是智能控制技术的成功运用，使得压路机的技术水平达到了一个新的高度。液压传动机型在故障监测和智能控制方面比较方便，国外压路机产品上配有压实工况数据处理系统，比如宝马压路机产品上配有自动防滑转装置、自动调频调幅装置和GPS 信息反馈及服务装置等。而机械传动式在故障的自我分析方面几乎不可能，繁多的元件和机构只能靠平时的维护和定期的修理，有时会造成不必要的浪费。
3.7 价格比较
与全液压单钢轮振动压路机相比，机械传动单钢轮振动压路机的最大优点是价格低廉，比较经济。其价格约为同吨位全液压单钢轮振动压路机的1/2左右，
为国外同规格全液压产品的1/3左右，低价位、低配置和短期投资回报快的机械传动单钢轮振动压路机正好适应了部分用户的需求。
假如按压实效果相当（振动轮分配质量相同）的振动压路机的价格进行比较，两者的价格就比较接近。如18t的机械驱动振动压路机的压实效果仅相当于工作质量为14t的全液压传动振动压路机。
3.8 市场发展趋势
机械传动振动压路机的设计技术目前已经达到了相当高的水平，制造技术有了长足进步，产业设计造型、整机动态结构分析技术、虚拟装配及制造技术也在产品开发过程中得到了应用，其关键配套件也留意选用着名品牌，固然可靠性、操纵舒适度和施工质量等方面与全液压振动压路机相比存在一定的差距，但由于极具市场竞争力的价格，使其仍然成为我国压路机市场主流品种。
全液压传动振动压路机以机械传动振动压路机所无可相比的技术性能，满足了高层次用户的需要。固然机械传动振动压路机的销售比例目前较大，但随着用户对全液压传动振动压路机优越性的充分熟悉，施工工艺的不断完善，施工质量终身制的进一步落实，用户将不会只片面地追求压路机的价格，而更加注重振动压路机的压实效果和整体效益。
四结论
（1）通过对国内压路机行业的不同层次价格和水平压路机产品的现状及特点进行分析，得出压路机行业生产研制整体水平与国外先进水平存在一定的差距；
（2）国内振动压路机的发展思路：开发完善全液压轮胎压路机系列，以国际著名品牌压路机为目标，采用国际先进技术，达到国外同类产品水平，实现我国轮胎压路机产品质量的飞跃；
(3) 目前机械式振动压路机是我国振动压路机的主导产品，但从长远来看，机械式单钢轮振动压路只是全液压单钢轮振动压路机在中国市场上的一种过渡，它必定要向全液压方向发展。由于机械式单钢轮振动压路机本质上的缺陷，做精做细虽可延长其寿命，但不利于国内压路机行业的整体技术进步，甚至会阻碍高新技术在国内的应用。随着国内经济实力的不断提高，机械式单钢轮振动压路机必将会被全液压单钢轮振动压路机所取代。
参考文献
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冲击式压路机(图6)使用多边形方滚，具有静压、冲击、振动、捣实和抒搓的综合作用适用于大型填方、塌
陷性土壤和干砂填筑工程的压实。 振动平板夯实机与振动冲击夯实机(图7)同属于振动压实机械。蛙式夯机是我国特有的一种小型压实设备，目前被除广泛使用。夯实机械通常用于小型工程的压实或作为压路机的补充。 2. 按工作质量大小分类 按工作质量大小，压路机分为小型、轻型、中型、重型和超重型，见表2、表3、表4。 表2 拖式轮胎压路机按质量分类
方面分类，这为选购和应用提供了相当大的空间。 (1)按压轮型式分类压路机的光面钢轮能适应路面的光整作业，且在转移工地时可在公路上行驶。但这种刚性滚轮难于保证铺层材料压实度的均匀性，这种压实度不均匀的道路经行车和沉陷后就会出现凹凸不平。 凸块轮对土壤兼有压实、冲击、拌合与揉搓的综合作用，特别适用于压实粘土。由于凸块对铺层材料的压应力大，经多遍压实后可得到高强度的工程基础。凸块轮振动压路机(图10)在工程基础与堤坝的建设施工中得到了广泛应用。 轮胎压实较之刚性压轮，其优越性在于其揉搓作用能使被压实材料在轮胎接地面积范围内得以均匀压实，而物料很少向侧面移动，这就使铺层各处的压实度相一致，且不会出现裂纹。由于柔性压实，不会破坏铺层材料的原有粘度和混合料中的骨科结构，使沥青混凝土路面有很好的封闭性和抗滑性能。 (2)按驱动轮数量分类单轮驱动压路机在进行压实作业时，从动轮有较为严重的推土现象，降低了铺层材料表面的压实品质。全轮驱动压路机的压轮都是主动轮，驱动力将铺层材料推向后方，能明显地发送表面的压实品质。 单轮驱动压路机往往是一个轮驱动，另一个从动轮转向，全轮驱动较单轮驱动有更大的驱动能力和制动能力，使压路机压实作业时不易陷车，刹车时能缩短制动距离。 (3)按振动轮数量分类振动压路机有单轮振动和双轮振动两种结构型式。与单轮振动串联压路机相比，双轮振动串联压路机虽然结构较复杂，但压实能力强，生产效率高。单轮振动串联压路机在结构上比较简单在一些小型压实工程及路面维修作业中被广泛采用。轮胎驱动单轮振动压路机的驱动能力大，横向稳定性好，几乎占领了岩石填土和工程基础的所有压实工作。 (4)按压轮布置分类压轮串联布置使作业面平整度好，三轮布置的压路机横向稳定性好，轮胎压路机的前后轮应相互错开安装。前后轮应有必要的重叠量，不致于在作业面留下空白处。 组合振动压路机(图11)的压轮布置独具匠心，前轮振动，后轮为四个光面轮胎。它集振动压路机与轮胎压路机的优点于一身，在路面铺层的压实工作中获得了很好的压实效果。 (5)按传动型式分类压路机的传动型式可以是机械传动、液压传动、液力机械传动。机械传动系统只能实现有级变速，且不能实现全轮驱动。液压传动能很容易地实现无级变速和全轮驱动、全轮振动，能在相当大的调速范围内保持高效率，操纵也很方便。液力机械传动能在一定的范围内根据行驶阻力的变化自动无级调速，提高了发动机的功率利用率。现在几乎所有的振动压路机上都采用了液压传动，液力机械传动只在超重型的轮胎压路机上应用。 (6)按转向方式分类压路机的转向方式分为偏转轮转向和铰接转向两大类。偏转轮转向的压压路机用整体式车架，结构比较简单。偏转轮转向有前轮转向、后轮转向和前后轮同时转向，其中前轮转向较有得司机掌握行车方向。前后轮同时转向也称“全轮转向”，全轮转向压路机的转弯半径小，且能保证弯道压实时不出现漏压现象，但需采用液压传动技术才能实现。
项目一压路机构造与装配 (2) 任务一认识压路机 (2) 1.压路机的用途 (2) 2.公路的结构 (2) 3. 压路机的分类 (2) 4. 压路机的型号编著 (3) 5.振动式压路机的应用 (3)
项目一压路机构造与装配 任务一认识压路机 一、任务描述 二、任务要求 三、相关知识 （一）压路机的用途、分类与型号编制 1.压路机的用途 在公路、铁路、机场、水利工程、建筑工程中，压路机主要用于对路基、路面、大堤、围堰、建筑基础等进行压实。 所谓压实，就是通过碾压、冲击等方法，以外力克服土壤、砂石、沥青混合料的颗粒之间的摩擦力、凝聚力进行重新排列，互相之间靠拢、将水与空气挤出，使材料颗粒之间的摩擦力、凝聚力变得更大，被压实材料也就更密实。 压实经过了四个过程：重新排列、充填过程、分离过程与夯实过程。即较大的颗粒重新排列，使它们之间的间隙变小，小颗粒充填到大颗粒这间的间隙中，将间隙中的水与空气挤出，在外力的作用下颗粒碎裂，造成进一步的充填。 造成压实的作用力有以下几种：静压力、冲击力、激振力、振荡力与搓揉力。能产生以上几种力进行压实工作的机器就是压路机。 2.公路的结构 公路分二层：路面层与路基层。 路基层有二种：一种是未经挖动的土层，这种不需要进行压实；另一种是填起来的土层，必须进行分层压实。 路面层分为面层、基层与垫层，均需要进行压实。其中各层的材料与厚度各不相同，有沥青混凝土、水泥混凝土、稳定土、级配沙石、泥结沙石等。对于不同的层面、不同的材料就采用不同的压实方法，采用不同的压实机械。 3.压路机的分类 1 按压实原理分：静作用式、振动式、振荡式。 3按碾压轮的形式分：光钢轮、振动轮、羊脚轮。 4按机架分：整体机架、铰接机架。 5按碾压轮数量分：单轮、双轮、叁轮。
项目一压路机构造与装配...................................... 错误!未定义书签。 任务一认识压路机........................................ 错误!未定义书签。 1.压路机的用途 .............................................. 错误!未定义书签。 2.公路的结构 ................................................ 错误!未定义书签。 3. 压路机的分类 ............................................. 错误!未定义书签。 4. 压路机的型号编着 ......................................... 错误!未定义书签。 5.振动式压路机的应用 ........................................ 错误!未定义书签。
项目一压路机构造与装配 任务一认识压路机 一、任务描述 二、任务要求 三、相关知识 （一）压路机的用途、分类与型号编制 1.压路机的用途 在公路、铁路、机场、水利工程、建筑工程中，压路机主要用于对路基、路面、大堤、围堰、建筑基础等进行压实。 所谓压实，就是通过碾压、冲击等方法，以外力克服土壤、砂石、沥青混合料的颗粒之间的摩擦力、凝聚力进行重新排列，互相之间靠拢、将水与空气挤出，使材料颗粒之间的摩擦力、凝聚力变得更大，被压实材料也就更密实。 压实经过了四个过程：重新排列、充填过程、分离过程与夯实过程。即较大的颗粒重新排列，使它们之间的间隙变小，小颗粒充填到大颗粒这间的间隙中，将间隙中的水与空气挤出，在外力的作用下颗粒碎裂，造成进一步的充填。 造成压实的作用力有以下几种：静压力、冲击力、激振力、振荡力与搓揉力。能产生以上几种力进行压实工作的机器就是压路机。 2.公路的结构 公路分二层：路面层与路基层。 路基层有二种：一种是未经挖动的土层，这种不需要进行压实；另一种是填起来的土层，必须进行分层压实。 路面层分为面层、基层与垫层，均需要进行压实。其中各层的材料与厚度各不相同，有沥青混凝土、水泥混凝土、稳定土、级配沙石、泥结沙石等。对于不同的层面、不同的材料就采用不同的压实方法，采用不同的压实机械。 3.压路机的分类 1 按压实原理分：静作用式、振动式、振荡式。 2按结构质量分：轻型、小型、中型、重型、超重型。 3按碾压轮的形式分：光钢轮、振动轮、羊脚轮。 4按机架分：整体机架、铰接机架。 5按碾压轮数量分：单轮、双轮、叁轮。
压路机理论试题库 1．压路机的定义是什么？ 答：压路机是一种利用机械自重、振动的方法，对被压实材料重复加载，克服材料之间的黏聚力和内摩擦力，排除其内部的气体和水分，迫使材料颗粒之间产生位移，相互楔紧，增加密实度，使之达到一定的密实度和平整度的作业机械。 2．影响压实效果的因素有哪些？ 答：影响压实效果的因素有： 1、被压材料及其级配情况； 2、含水量； 3、压实能量及施工方法。 3．压路机进行道路碾压时，按什么顺序碾压？ 答：压路机压实作业时应以路基和路面中心线为目标，从左右两边线开始逐趟压向中心线(压路机在纵向长度运行一次为一趟)，直至压路机的主轮压到中心线为止，最后在路中加压那些主轮仍未按要求压到的地方，即“先两边，后中间”。 4．静力式压路机的压实原理是什么？ 答：静力式压路机是用静作用压实原理，利用压路机自身行驶的滚轮对被压材料施行反复碾压的机械。靠碾压轮自重及荷重所产生的静压力直接作用于铺筑层上，使土壤等被压材料的固体颗粒相互靠紧，形成具有一定强度和稳定性的整体结构。即靠机械自身的重力所产生的静压力来完成压实工作。 5．振动压实的原理是什么？ 答：振动压实的原理是利用机械自重和激振器所产生的激振力，迫使被压实材料作垂直强迫振动，急剧减小土壤颗粒间的内摩擦力，使颗粒靠近，密实度增加，从而达到压实的目的。6．振动压路机的压实原理是什么？ 答：碾压轮沿被压实表面做往复滚动，同时利用偏心质量M旋转产生的激振力（以一定的频率、振幅振动、，使被压层同时受到碾压轮的静压力和振动力的综合作用，给材料施加短时间的连续脉动冲击。 7．在建设公路时，路基土壤和路面铺层都要进行逐层压实，压实目的是什么？ 答：路基土壤压实的目的在于减少土壤的间隙，增加土壤的密实度，提高路基的抗压强度和稳定性，使其达到规定的承载能力；路面铺层压实的目的在于提高被压材料的密实度，使其达到规定的压实度，以抵抗在其上行驶车辆等物体的动力影响，以及雨雪的侵蚀。 8．如何根据土壤和被压材料的特性选择压路机的类型？ 答：压路机选用参数表 9 答：自行式振动压路机按振动轮数量分为单轮振动压路机和双轮振动压路机。
振动压路机振动轮的构造 1．振动系统的组成 振动压路机的振动系统由激振机构、钢轮、减振器、驱动板及振动机架组成。 激振机构是振动压路机产生振动的力源。现有振动压路机上的激振机构，都是由支撑于振动轴承上的振动轴带有偏心块振子构成，振动轴高速旋转时所产生的离心力就是振动压路机的激振力。 钢轮由钢板卷制的轮圈和封板焊接成。轮圈的厚度直接影响了振动压路机的质量配置，并应保持在使用过程中被磨损后不至于过多的影响质量配置，也不至于被较大的石块咯穿。钢轮各封板上安装振动轴承座的孔，应有较高的同轴度要求，以减轻振动轴承的发热量和动力损耗。 减振器用于连接钢轮与机架或连接钢轮与驱动板，起到减振作用。目前振动压路机上大都使用承受剪切力的橡胶减振器，因为橡胶块的弹性滞后和阻尼，不仅会影响振动轮的振幅大小，而且使橡胶块发热导致橡胶老化和产生裂纹。 驱动板用于将驱动马达的转矩通过一组减振器传递给钢轮，以驱使钢轮能自行走。当钢轮为压路机的被动轮时，无此驱动板。 振动轮的机架是由钢板焊接而成的结构件，可以做成四方框架或门型架的结构形式。振动机架除了要求有足够的动静强度外，还要有适度的重量以保证振动压路机的总体技术性能。 2．激振机构的组成 振动压路机的激振机构由激振器、振动轴承和振动室组成。现有的振动压路机都是用偏心质量块旋转而产生离心力的原理制成的，即所谓惯性激振器。激振器的振动轴支承在两个特制的振动轴承上。振动室用于支承激振器的惯性力，并且盛装一定的冷却润滑油。 激振机构的结构型式主要有以下几种：a.单幅激振器b.逆转偏心块叠加双幅激振器c.逆转流球叠加双幅激振器d.逆转流体叠加双幅激振器e.偏心块套轴叠加多幅激振器。由于本公司对c、d两种激振器不生产，所以不作介绍。下面详细介绍a、b、e三种激振器。 （1）、单幅激振器 单幅激振器有两种结构，一种为一根旋转的偏心轴，支承在两个跨度较大的振动轴承上。本公司的YZ16A、YZ14A、YZ12C、YZ6A就是这种结构；另一种为 一根中间轴串联两个偏心块激振器激振器，每个激振器分别安装在两个振动轴承上，两个激振器的振动轴以内花键孔与中间轴两头的花键相连接，并且在制造与安装时应保证两个激振器的偏心块相位角一致。本公司的YZ10C、YZ18J、YZ18就是这种结构。 （2）、逆转偏心块叠加双幅激振器 逆转偏心块叠加双幅激振器为一（或两个）固定偏心块与振动轴固接在一起，另一活动偏心块空套在振动轴上。当驱动振动轴的液压马达正反转时，则产生了两种不同的偏心质量块叠加方式，能得到两种不同的静偏心矩。这样在不需改变偏心块质量的条件下，5通过改变振动轴的旋转方向就可以达到改变静偏心力矩的目的，从而实现了振动压路机工作振幅的调节。本公司的YZ18C、YZ16F、就