18T单钢轮全液压振动压路机工作执行机构设计说明书

18T单钢轮全液压振动压路机工作执行机构设计目录摘要 (1)关键词 (1)1 前言 (2)1.1 振动压路机的发展概况 (2)1.1.1 压路机的分类 (2)1.1.2 压路机的发展历史 (2)1.1.3 振动压路机的国外发展状况 (3)1.1.4 振动压路机的国内发展状况 (4)1.1.5 振动压路机的发展趋势 (5)1.2 压路机的振动压实原理 (5)1.3 本设计的主要任务 (6)2 振动轮的设计计算 (6)2.1 偏心块的设计计算 (7)2.2 挡销的选择与校核 (10)2.3 振动轴承的选择 (11)2.3.1 振动轴承受力分析 (11)2.3.2 振动轴承选型 (13)2.3.3 轴承精度 (14)2.4 框架轴承 (14)2.5 振动轴的设计计算 (15)2.5.1 振动轴的形状 (15)2.5.2 振动轴的最小直径计算 (15)2.5.3 连轴器选择 (16)2.5.4 振动器壳体设计 (16)2.5.5 振动轴强度校核 (17)2.5.6 振动轴承寿命校核 (19)2.6 振动功率的计算 (19)2.6.1 维持振动所需功率 (19)2.6.2 克服轴承摩擦所需功率 (20)2.6.3 偏心块旋转起动加速所需的功率 (20)2.7 橡胶减振器 (21)2.7.1 橡胶减振器的选择 (21)2.7.2 减振器的刚度校核 (22)3 转向液压缸的设计计算 (23)3.1 液压缸主要尺寸的确定 (23)3.1.1 工作压力P的确定 (23)3.1.2 确定液压缸内径D和活塞杆直径d (24)3.1.3 验算液压缸能否获得最小稳定速度 (25)3.1.4 液压缸壁厚和外径的计算 (25)3.1.5 液压缸工作行程的确定 (26)3.1.6 最小导向长度的确定 (26)3.1.7 缸体长度的确定 (26)3.2 液压缸的结构设计 (27)3.2.1 缸体与缸盖的连接形式 (27).2.2 活塞杆与活塞的连接结构 (27)3.2.3 活塞杆导向部分的结构 (27)3.2.4 密封圈的选用 (27)3.3 液压缸的校核 (28)3.3.1 液压缸缸筒壁厚的校核 (28)3.3.2 活塞杆稳定性校核 (28)4 结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)摘要：伴随着我国基础设施建设的大力开展，市场对工程机械的需求量显著增加。

机场、港口、道路等建设项目对工程机械提出了更高的要求。

振动压路机是工程施工中的重要设备之一，其工作性能将直接影响到工程的质量。

论文介绍了振动压路机在国内外的发展历程和发展趋势，介绍了振动压路机的基本组成机构，并对18T单钢轮全液压振动压路机进行了整体的初步设计，确定了其基本参数。

文中重点对18T单钢轮全液压振动压路机的工作执行机构——-振动轮做了较为详细的设计计算，计算了激振力的大小，并对振动轴的强度进行了校核。

此外，论文还对转向液压油缸进行了设计。

关键词：振动压路机；振动轮；转向液压缸；激振力；Student: Zhou WangTutor:Quan La -Zhen(Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsh a 410128)Abstract:Along with the strenuous development of the infrastructure in China, the demand of engineering machinery in market remarkablely increased. The constructure projects such as airports, ports, roads have raised higher request for engineering machinery.The vibratory roller is one of the important facilities in engineering construction. Its performance will directly affect the quality of the project.The article introduces the development course and tendencies of vibratory rollers both at home and abroad. It also gives an introduction about the basic composition of the vibratory roller. What’s more, it makes an overall preliminary design for the YZ18 hydraulic vibratory roller and determines the basic parameters of it. The key point of this article lies in detailed design and calculation of vibratory wheel, which is the working actuator of YZ18 hydraulic vibratory roller. It calculates the size of the exciting force and verifies the intensity of the vibrating shaft. In addition, this paper also makes a design for the steering hydraulic cylinder.Keywords:vibratory roller;vibratory wheel;steering hydraulic cylinder;exciting force1 前言1.1 振动压路机的发展概况1.1.1 压路机的分类压路机按压实原理的不同可以分为静压式压路机、轮胎压路机、冲击式压路机和振动压路机四大类。

静压式是依靠机械自身质量作用于被压层的静压力，从而使被压层获得一定程度的永久的残留变形来进行压实的机械。

由于土壤存在着内摩擦力，并随着静载的增加而增加。

因此，压实效果和压实深度受到了限制。

静压式光轮压路机已有较长的历史，长时间以来，由于与其结构简单，维修方便且寿命长，而得到广泛的应用。

但其压实效果比不上今年来发展起来的振动压路机。

轮胎压路机是50年代发展起来的压路机械，其优点是机动性好，便于运输，进行压实工作时全应力时间长，与所压材料接触面积大，并且有缓冲的作用，压实效果较好，调整轮胎式气压可以适应不同的作业要求。

冲击式夯实机械压实深度较大，压实效果好，但由于压实生产率低，导致施工成本高所以只能作为小型机具用于工作场地狭窄的地方或作为大型压实机械的辅助工具。

现代振动压路机的行走、振动、转向和制动均为液压传动，液压传动过程平稳，操纵灵活省力，并且为自动控制创造了条件。

特别是压路机的行走液压驱动，可以大大提高压路机的压实效果和工作效率[1]。

1.1.2 压路机的发展历史上世纪三十年代，德国人率先使用了振动压实技术，并于四十年代发明了拖式振动压路机。

振动压实技术与振动压路机的出现，彻底改变了单纯依靠增加压实机械自身重量和线压力来增强压实效果的局面。

随着振动压实理论的不断研究和深入，振动压路机产品的规格和种类也越来越多。

尤其是20世纪70年代静液压传动和液压控制技术在振动压路机上的应用，使得压路机的性能显著提升，并使振动压路机迅速地成为世界压路机市场上的主导产品。

国外振动压路机的主要制造国家有德国、美国、日本、瑞典等国家，其中有一些非常著名的公司如：德国BOMAG公司和VIBROMAX公司、美国Caterpillar公司、瑞典Dynapac公司以及日本富士工程机械公司。

他们的产品以规格品种齐全，功能先进而占领着国际主要市场。

我国国内主要生产厂家有徐州工程机械公司、洛阳建筑机械厂、柳工集团以及湖南的三一重工、中联重科等厂家。

他们的产品也能够基本满足国内用户的需求，并有一定的出口量。

但总体性能不如外国知名品牌优越。

1.1.3 振动压路机的国外发展状况在国外，振动压路机技术的起步比我国相对早很多，到如今已经取得了很多重大成果。

压实技术在不断地发展，振动技术也在不断地创新。

例如海帕克公司等通过对两轮振动压路机的改进提高了振动频率和激振力。

操作者能舒适地、自动地控制振动轮的振动频率和振幅，实现在保证压水质量的同时提高工作速度。

由于从高到低设置有多级频率和振幅，使得产品能够在高速状态下压实较多结构类型的土壤，从而提高施工范围和施工效率。

德国宝马公司为了满足高密实度精度的使用要求，研制出双钢轮自动控制压实系统BVM。

该系统的特点是能自动判别和控制所需压实力的大小，也称自动调幅压实系统。

其主要工作装置由两根反向旋转的轴组成，工作时旋转产生的离心力经几何叠加形成定向振动，定向振动系统是BVM的基础。

BVM系统的独到之处是振动方向可以改变，它能自动调节定向振动的振动方向，在压实过程中可根据压实面刚度的变化或压路机的行驶方向的变化调节施振方向，从而达到调节振幅的目的。

为了增强压实效果和提高压实效率，国外一些产品还普遍采用了超高频振动技术，振动频率超过了66.7Hz，使压路机迅速达到所需压实力的高输出力，可有效提高压实速。

在智能化、网络化的应用上，德国宝马公司已将网络传输和卫星定位系统（GPS）应用于相应的产品上。

通过此系统，压路机的位置可以被非常精确地记录下来，并能确定压实的位置和保证压实质量。

它通过安装在压路机上的GPS脉冲装置，将整机的工作情况如整机的工作区域、工作轨迹、碾压密实度等GPS信号，传输到空间卫星上进行处理，经过处理的信号重新发送到安装在压路机上的GPS接受装置上并在PC机上显示；并可通过地面的GPS信号装置向压路机发出指令，启动自动调幅机构，随时调节工作激振力的大小，以达到路面规定的密实度要求。

在注重人性化方面，国外工程机械产品设计人员做了大量细致、有效的工作，尽力满足操作人员希望达到的美观、实用、舒适等要求。

目前，国外振动压路机的驾驶室有逐渐向汽车驾驶室标准靠近的趋势。

在驾驶室与机身之间设置多层电子橡胶阻尼元件，振动轮与机身采用柔性连接，使压路机驱动部分与振动部分处在两个单元上，动力靠液压系统传过去，而振动轮的振动却很少能传过来，这样驾驶员就能舒适地操作。

此外，在绿色环保方面，为满足日益苛刻的环保要求，国外振动压路机生产厂商纷纷引入绿色环保设计理念。