轮胎压路机前轮和后轮机构的改进设计

轮胎压路机前轮和后轮机构的改进设计

乔健

四川长江工程起重机有限责任公司四川泸州646003

摘要：在工程建设过程中，轮胎压路机使用比较广泛，然而在前后轮结构设计上，还存在一些不足，在制动能力和轮胎维修便利性方面，相对欠缺，本文对这一结构设计进行了改进，优化了压路机前轮与后轮制动装置的分布，在压路机前轮上安装是制动装置，提高了压路机的制动能力；另外对前后轮结构进行了优化，方便轮胎的拆卸和安装，提高了轮胎维修效率，以期为相关研究提供参考。

关键词：轮胎压路机；前轮机构；后轮机构；改进设计

在工程建设过程中，对砂土、沙粘土、砂砾土等进行压实，一般都会选择轮胎压路机，轮胎压路机使用相对方便，压实效果良好，尤其是在公路、堤坝等工程建设上，多采用轮胎压路机进行压实。近年来，人们对施工安全的重视程度越来越高，施工单位、设备制造单位等方面，都意识到设备使用过程中的安全性，其中，制动能力是设备安全性能的重要因素，制动能力越好，制动距离越短，其安全性能就越高[1]。在制动动力源压力一定的情况下，想要增强压路机的制动能力，减少制动距离，就需要增加制动装置，就目前来看，我国大多数压路机，他们的制动装置都是安装在后轮上的，若想要在后轮继续增加制动装置，则会提高后者结构的复杂程度，在拆卸和安装方面比较麻烦，不利于压路机轮胎维修。

本文主要是在不增大制动动力、不扩大制动装置构成的情况下，来实现设备制动能力的增加，对前后轮结构进行简化，进而提高维修便利性。

1原有压路机状况

1.1结构特点

就目前来看，压路机在轮胎布置方面，主要有两种形式，即“前五后六”和“前四后五”，而运用这两种布局方式，其制动装置一般会有2-4个，而且都安装在后轮，其前轮是没有制动装置的。这里以某一压路机为例，其后轮布置情况如图1所示。

图1原有压路机后轮布局图图2原有压路机前轮布局图

图1种所展示的为原有压路机后轮布局图，安装有4个制动装置。后轮为压路机运行提供动力，在运行过程中，液压马达会将动力传递至驱动桥，然后借助链转动，将动力传递至轮轴和轮胎。通过张紧调节部件，将驱动桥1固定在支架上方，和其相连的链轮是主动链轮；支架下方，因轴承及轴承座6的作用，后轮轴5将被固定；后轮轴5将借助链轮座连接上大链轮3，大链轮3是从动链轮；后轮轴5上安装有制动鼓8，并且带动制动鼓8转动；而制动鼓8上安装有轮胎10和轮辋9；轴承及轴承座6上面安装有制动器7。压路机前进，主要是受驱动力影响，通过驱动链条2，将驱动桥1的动力，传递给主动链轮，到达从动链轮，最终传递给轮胎。压路机制动时，位于制动器上的制动蹄会张开，并和制动鼓产生摩擦，进而实现制动效果[2]。

图2为原有压路机前轮布局图，其主要功能是控制压路机转向，是没有驱动功能的，也没有布置制动装置。轴承座5上安装有前轮轮胎7和轮辋6，这主要是借助于轮辋螺栓实现固定的；轴承座5借助于轴承连接上前轮轴3，并且能够围绕前轮3转动；前轮轴3借助于自身的的销轴铰，实现与摇摆架2的连接。

1.2存在的问题

在本例种所列举的压路机，其后轮安装了四个制动装置，就数量来说，是比较多的，在制动效果方面，若行驶速度为每小时8千米，在紧急制动时，压路机向前滑行距离为1.8米，当行驶速度提升到每小时16千米时，其制动距离将增加到4.3米，和市场上其他品牌的压路机相比，其制动性能是比较优越的[3]。但是，就目前来说，对安全性的要求越来越高，对制动距离也提出了更高的要求。

在维修方便性方面，原有的后轮设计比较复杂，拆装不便。在图中可以看出，要想将第左侧2个轮胎拆下来维修，由于结构设计方面的原因，将制动鼓8和卸轮辋9拆卸下来后，间隙比较小，仍然无法拆卸左侧第二个轮胎，维修不便，想要将其拆卸下来，就需要将左侧的两轮组拆卸下来，又或者将右侧的三轮组拆卸下来，这种拆卸方式过程麻烦，安装和拆卸需要消耗大量的时间，工作效率不高，一旦在施工过程中出现状况，将会耽搁很多的作业时间。如果为了提高压路机的制动力，缩短制动距离，在后轮上安装自动装置，将会进一步增加后轮结构的复杂性，对轮胎进行维修时，将会在原来的基础上增多拆卸和安装时间，作业效率将会更低。

2改进后压路机状况

2.1改进结构的特点

为了提高压路机的制动能力，提高压路机轮胎维修速度，这里对压路机前后轮布局做了适当调整。原有的压路机前轮没有制动装置，改进后，在前轮安装了2个制动装置，增加压路机的制动效果，缩短制动距离。同时，为了让后轮维修方便，将原有的四个制动装置改为三个自动装置，提高维修便捷性，缩短维修时间，提高效率。

图3改进后压路机后轮布局图图4改进后压路机前轮布局图

从图3中不难看出，改进后的压路机，其后轮制动装置由原来的4个变为3个，也就是左侧第二个轮胎上没有安装制动装置了，增添了轮毂11，并将轮毂11固定在轴5上，在动力的传递上，主要是通过轮毂11将其动力转移到轮胎10和轮辋9上。减少了一个制动装置，其结构得到优化，轮胎的拆卸和安装步骤得到简化，在维修时，方便程度得到显著提升。

从图4中不难看出，改进后的压路机前轮胎，在其外侧安装了2个制动装置，从结构方面来看，将花键安装在了前轮轴3上，并通过花键，将制动器座8安装在了前轮轴3上，而在制动器座8上固定了制动器9，前轮轴3和集成制动鼓10的连接主要依赖于轴承。这种设计方式，大幅度提升了压路机的制动能力，提高了压路机的安全性。

2.2改进结构的优点

（1）在制动力方面，和原有的压路机相比，制动装置增加了一个，相应的制动能力得到了增强，若行驶速度为每小时8千米，在紧急制动时，压路机向前滑行距离为1.5米，在同等行驶速度下，改进后的压路机制动距离比原有压路机的制动距离缩短了16.7%；若行驶速度提升到每小时16千米时，其制动距离将增加到3.5米，和原有压路机相比，制动距离缩短了18.6%，制动距离缩短了，压路机的安全性能增强了，见表1。

表1改进后和改进前压路机制动距离比较

（2）在维修便利性方面，和原有压路机相比，设备改进后，左侧第2个轮胎的制动装置移除，大幅度提升了轮胎拆卸的方便性，提升了维修效率，若在作业工作中出现故障，需要进行维修，其耽误的作业时间将大幅度缩短[4]。在前轮方面，由于制动装置是在轮胎外侧，拆卸相对方便，制动装置得到了增加，而拆卸的方便性却没有变化。经改进后，单个轮胎的拆卸时间有原来的1小时，下降到半个小时，轮胎拆卸的便利性得到大幅度提升。

3结论

在工程建设过程中，作业的安全性是非常重要的，而压路机的作业安全性，其主要指标就是制动距离，本文设计中，在后轮上安装了三个制动装置，在前轮上安装了两个制动装置，在制动装置数量上，要比原有压路机多，其制动功能得到了提升，缩短了压路机的制动距离，提高了安全性。作业效率是每一个企业都非常看重的，本文将压路机后轮的设计布局进行了改进，在结构上进行了简化，制动装置由之前的四个变为三个，提高了拆卸便利性，维修效率得到了提升。

参考文献

［1］徐永杰.轮胎压路机压实特性的分析与作业参数的确定［J］.筑路机械与施工机械化，2014，（10）：50-53.

［2］刘凯.一种新型轮胎压路机传动装置［J］.工程机械，2015，（01）：67-68.

［3］谭海林.轮胎压路机原地转向阻力分析计算［J］.工程机械，2014，（05）：6-7.

［4］周保刚.轮胎压路机驱动方式的对比分析［J］.筑路机械与施工机械化，2015，（01）：67-68.