手扶压路机毕业设计作者: XX指导老师：XXX2014年5月8日手扶压路机设计的压实机理研究作者：XXX 指导老师：XXX（长安大学交通建设与装备学号：2506080108 陕西西安）摘要：压力原理上，探讨了土中含水量，压路机的震动压实功能与土的级配组成对压实效果的影响。

且进一步对振动压实原理做研究，振动压实类型及振动压路机的力学模型进行了研究。

分析了振动对压实材料剪应力、抗剪强度的影响，结合各个因素来考虑设计手扶压路机结构，简要提出了对振动压路机参数的选择和提高压实效率的途径。

关键词：手扶压路机振动压路机Abstract: On the analysis of soil properties and and soil compaction performance, discusses on the basis of the soil moisture content, roller compaction function and soil graded composition on compaction effect. And further, the vibration compaction mechanism of vibration compaction type and mechanics model of vibratory rollers are studied. Analysis of the vibration compaction material shear stress, shear strength with the influence of the structure of vibratory roller, analyzed its mechanical properties, briefly proposed to the vibratory rollers parameter selection and improve the efficiency of the way compaction.目录第一章概述 (4)1.1 选题目的与意义 (4)1.2 设计题目及参数要求 (5)第二章压路机工作参数的确定 (5)2.1 主机结构方案拟定 (6)2.2 基本参数确定计算 (6)2.2.1 工作重量m (6)2.2.2 前后轮分配重 (6)2.2.3 重心位置的确定 (6)2.2.4 压轮直径 (7)2.2.5 压轮宽度 (7)2.2.6 前后轮静线载荷 (8)第三章：振动压实机理 (10)3.1土的抗剪强度及特点 (10)3.2振动对土的剪切应力和抗剪强度的影响 (11)第四章：振动压路机结构................ 错误!未定义书签。

4.1振动压实理论的几种学说....................... 错误!未定义书签。

4.2振动压路机的形式............................. 错误!未定义书签。

4.3振动压路机的振动轮结构....................... 错误!未定义书签。

4.4二自由度振动压路机一土壤系统动力学模型....... 错误!未定义书签。

4.5振动压路机参数选择简介....................... 错误!未定义书签。

第五章油箱的设计............................ 错误!未定义书签。

5.1 油箱容量的确定................................... 错误!未定义书签。

5.2 油箱尺寸的确定................................... 错误!未定义书签。

5.3 油箱的散热验算................................... 错误!未定义书签。

5.3.1 系统发热量计算.............................. 错误!未定义书签。

5.3.2 液压系统的散热功率计算 (12)5.4 油箱附件的选择与结构设计 (14)5.5 油液的选择 (15)致谢第一章概述1.1 选题目的与意义手扶振动式压路机是一种用于路面养护和小型路面工程施工的压实机械。

适用于城乡道路、停车场、沥青路面的修补及市政等小型工程的压实作业。

优点是体积小重量轻，使得驾驶、作业灵活机动，更易于在狭窄空间施工。

小型手扶振动压路机采用行走、振动和手扶转向系统。

手扶传动技术的应用不仅大大减轻了操作人员的工作强度，而且使整机的性能有了很大提高。

如果泵和电机容量大、体积小、效率高、电的综合效果，使操作过程和控制系统的振动，以达到一个高水平的automatizacion，发动机很容易实现积极的道路的振动和压力辊装置振动，可以获得不同的振幅，控制电机的转速，可获得不同频率的加速度；扭转和更加强劲。

目前，国外绝大多数均属此结构性能，而国内大多数机属单轮驱动，单轮振动，机械传动。

国际上著名的压路机制造商像西德BOMAG公司生产的BWl 00AD(2吨)，BWl20AD(2.5吨)，BWl30AD(3.5吨)双锻轮振动压路机年产量及销售量都在3000台以上：瑞典的DYNAPAC公司的CCl02(2.3吨)，CCl 22(2.6吨)，CCl 42(3.9吨)双钢轮振动压路机年产量及销售量也在l 000台以上。

说明国外在高速公路网形成以后主要以路面维修为主，因此，大力开发研制小型振动式压路机是公路发展的必要。

1.2 设计题目及参数要求技术项目手扶压路机动力配置GX160汽油机/3.1KW激振力10KN振动频率4600/min行走速度0-27米/分钟压实宽度560mm水箱容量30L自重180kg长X宽X高1200 X 650 X 1020 mm滚轮尺寸￠400X560爬坡能力30°1.3 系统配置振动压路机应有如下三个功能：(1)振动压实功能通过机械偏心振动方式，强迫滚轮产生振动来压实土壤。

(2)行驶功能压路机完成在振动压实过程中的行驶（前进和后退）以及非振动压实工作状态下的快速行驶。

(3)转向功能实现压路机的左右转向功能。

由于振动式压路机的各个功能是独立的，所以与各功能适应的三个系统均是独立配置系统。

各系统由独立的动力元件、控制阀和执行元件构成。

分别为行驶系统、振动系统和转向系统。

第二章压路机工作参数的确定2.1 主机结构方案拟定目前，国内大多数小吨位双钢轮同类机型的振动压路机，多为单轮振动单轮驱动，并且多为整体框架式。

本次设计采用单钢轮驱动，单钢轮振动，前轮为振动轮。

转向采用铰接转向：转弯半径小，灵活方便，在狭窄地域能灵活应用，在压实弯道时可提高路面的压实均匀度。

2.2 基本参数确定计算2.2.1 工作重量m压路机工作重量为m =2.2.2 前后轮分配重根据压路机的工作重量，给前轮分配重V A =，后轮分配重H A =。

根据【3】前后轮分配推荐范围V HA A =20合乎要求。

2.2.3 重心位置的确定前后轮中心轴距离取c=。

设重心水平位置为O ，前后轮重心分配距如图1所示。

图1 重心O 前后分配距求解简图∵ 0M =∑ 0a m g c g A H =⋅-⋅∴ H A g c a mg⋅== ∴ b c a =-=2.2.4 压轮直径前轮直径为500 ，后轮直径为1002.2.5 压轮宽度压轮的宽度通常参考直径取之。

根据【2】式2-1-6，压轮宽度为D b D λ=式中：D λ——宽度系数，光轮振动压路机取D λ=1.4～1.65。

压轮的宽度为B =6682.2.6 前后轮静线载荷前轮静线载荷 V V A g bq == 后轮静线载荷 H H A g b q == 2.3 行走速度压路机的工作速度应考虑到作业工况的碾压速度和运输工况的行使速度。

压路机的碾压速度是根据滚动压实工艺规范选定的。

碾压速度对土壤的压实效果有显著的影响。

在铺层厚度一定时，压路机传递给填方内的能量与碾压变数和碾压速度之比值成正比。

较低的碾压速度能使铺层材料在压实力的作用下有足够的时间产生不可逆变形，及更好的改变被压实材料的结构。

然而压实速度还与生产率有密切的关系。

所以碾压速度应存在一个最佳值，这个最佳值就是在不降低压实质量的前提下，选择尽可能高的碾压速度，以保证压路机有较高的效率。

与静作用压实相比，振动压路机的碾压速度对压实效果的影响更加明显。

因为在振动压实时，土壤颗粒由静止的初始状态变化为运动状态要有一个过程。

这个过程持续时间的长短与土壤力之间的粘聚力、吸附力的大小有关，也与振动压路机的静线载荷有关。

试验表明，为了克服土壤颗粒之间的粘聚力和吸附力，对一般的亚粘土应至少三次有效的强迫振动，才足以使这些土壤颗粒处于振动状态。

而振动压路机的线载荷越大，颗粒从静止到运动的转换时间越短。

经验表明，在一个振动周期内振动轮行走的距离在3cm 左右，就可以土壤颗粒之间的粘聚力和吸附力，使之由静止进入到运动状态。

由此可以导出振动碾压速度f3v≤cm/s。

由于压路机的振动频率为 Hz，可得其碾压速度应为v≤考虑到静线载荷大小的影响，推荐5t以上的振动压路机碾压速度取3～6km/h，3～5t振动压路机碾压速度取3～4km/h，2t以下振动压路机碾压速度应低于3km/h。

因此，振动压路机的最高碾压速度取3km/h。

压路机运输工况的行驶速度，应考虑行驶稳定性和机器颠簸的程度选定。

对于由刚性车轮驱动的压路机，最高行驶速度推荐为8～10km/h。

此处取最高行驶速度为8km/h。

第三章：振动压实机理3.1土的抗剪强度及特点实际上，土在压实过程中，无论是静碾压实还是振动压实，只有当土中产生的剪应力τ大于土的抗剪强度f τ才能使土颗粒重新排列，土体压实变密。

所以只要清楚了振动对土剪应力和抗剪强度的影响，也就清楚了振动压实机理。

由土力学的知识可知，土的抗剪强度与法向应力的关系可由库仑定律表示为: c tan fτδϕ=+ 〔4〕 式中：f τ---------土的抗剪强度；δ---------作用在剪切面上的法相应力；ϕ ---------土的强度指标，内摩擦角；c ---------土的强度指标，黏聚力。

如前所述，一般大致可把土分为粘性土和非粘性土两大类，不同类型的土抗剪强度不同。

一般情况下，土的抗剪强度为常数。

土体的破坏不是土中颗粒本身的破坏，而是颗粒间联结的破坏。

联结强度与作用在剪切面上的法向应力有关。

土的密实度、颗粒形状大小以及颗粒的级配都将通过影响内摩擦角而影响土的抗剪强度。

含水率对砂性土的抗剪强度影响小，对黏性土的影响大。

含水率过高或者过低都会使土的黏聚力降低。

这是因为对于砂性土，土的黏聚力c ≈0.振动机与减速器3.2振动对土的剪切应力和抗剪强度的影响实验表明，土的抗剪强度与土的级配粒径，土的含水量，振动的振幅、频率、振动加速度有关。