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    主要常见工矿企业内机动车辆之五稳定土

      发布时间:2018-03-25 22:11

      主要常见工矿企业内机动车辆之五稳定土拌和机_机械/仪表_工程科技_专业资料。主要常见工矿企业内机动车辆之五稳定土拌和机稳定土拌和机是一种旋转式稳定材料处理行走工程机械。 稳定土拌和机通过其工作装置 ——转子,在工程施工现场就把完成对土壤的切削、翻松、破碎,并将土与加入的稳定

      主要常见工矿企业内机动车辆之五稳定土拌和机稳定土拌和机是一种旋转式稳定材料处理行走工程机械。 稳定土拌和机通过其工作装置 ——转子,在工程施工现场就把完成对土壤的切削、翻松、破碎,并将土与加入的稳定添加 剂(乳化沥青、 水泥、 石灰等粘结材料)拌和均匀, 随着底盘行走就形成了工程基础稳定土层。 一、拌和机的用途、分类 1、功用 稳定土拌和机是一种直接在施工现场将稳定剂与土壤或砂石均匀拌和的专用自行式机 械。在高等级公路施工中,稳定土拌和机用于修筑路面底基层;在中、低等级公路施工中, 用于修筑路面的基层或面层。稳定土拌和机还用于处理软化路基。在港口码头、停车场、航 空机场和建筑基础等工程中, 稳定土拌和机也得到了广泛的应用。 稳定土拌和机安装上 铣刨转子后还可以用来铣刨旧的沥青混凝土路面,完成就地破碎再生作业。 稳定土拌和机的应用,不仅可以节约施工费用,加快工程进度,更重要的是可以保证施 工技术要求和质量。 2、分类 稳定土拌和机由基础车辆和拌和装置组成。 拌和装置是一个垂直于基础车辆行驶方向水 平横置的转子搅拌器, 通称拌和转子。 拌和转子用罩壳封遮其上部和左右侧面, 形成工作室。 车辆行驶过程中, 操纵拌和转子旋转和下降, 转子上的切削刀具就将地面的物料削切并在壳 内抛掷,于是稳定剂与基体材料(土壤或砂石)掺拌混合。 根据结构和工作特点,稳定土拌和机可以按以下几个方面进行分类: (1)按行走部分的型式:分为履带式和轮胎式。 (2)按转子和行走机构的驱动方式:分为液压驱动式、机械驱动式和混合驱动式(机 液结合) 。 (3)按拌和装置在车辆上安装的位置:分为转子前置式、转子中置式和转子后置式。 (4)按拌和转子旋转方向:可分为正转转子和反转转子两种。 稳定土拌和机除了具有拌和功能外, 国外生产的功能较为齐全的稳定土拌和机上还具有 计量洒(撒)布系统:有的设置液体结合料洒布计量系统,也有的设置粉状材料撒布计量系 统,还有兼设这两种洒(撒)布计量系统。 履带式稳定土拌和机由于机动性不好, 所以目前很少生产。 现代稳定土拌和机以轮胎式 为主, 其轮胎多为宽基低压的越野型轮胎, 以满足机械在松软土壤上行驶作业时对附着牵引 性能的要求。国内某些拌和机的前轮为载货汽车轮胎,混合花纹,降压使用(前胎气压 0.33MPa) ;后轮安装越野型轮胎,胎面为牵引花纹,胎内气压 0.28MPa。 由于液压技术日趋完善, 液压传动具有结构设计布置简单等优点, 稳定土拌和机目前以 全液压传动为多见。 行走和转子拌和系统采用驱动。 行走系统中只采用一个液压马 达作为变速箱驱动桥总成的动力输入, 而不是采用两个分别驱劝两侧的驱动轮。 这 主要是因为在驱动车轮上直接安装低速车轮马达的传动方式, 要求能随地面付给驱 动轮的各种轴向和径向的复杂载荷且用马达本身有限数量的排量规格匹配主机扭矩的要求 有一定的困难另外,由于低速马达出现得比高速马达晚得多,相对而言没有前者那么成熟, 它的效率(特别是容积效率)低于高速马达,而价格却比较昂贵。基于这些原因,全液压稳 定土拌和机目前都采用这种传动布置格局。 前置转子式稳定土拌和机拌和过的作业面残留有轮迹, 仅见于早期生产的稳定土拌和机。 中置转子式稳定土拌和机没有上述缺陷, 且整机结构比较紧凑, 但保养维护转子和更换搅拌 刀具时不够方便。 后置转子式稳定土拌和机的转子保养维护和搅拌刀具的更换较为方便, 也 不会在拌和过的表面留有作业轮迹, 但是这种布置型式需要在拌和机的前方增设配重, 因而 增加了整机长度和行驶转弯半径。 目前常见的转子布置型式后两种都有, 其中后置转子式拌 和机保有量较大。 稳定土拌和作业时,拌和转子旋转方向与车轮轮胎前进时的转向相同者称为转子正转; 反之称为转子反转。转子正转时,拌和转子从上向下削切土壤。从转子受力情况看,正转转 子切削成反力的水平分力与拌和机前进方向一致,减少了行进阻力,有助于拌和机的行走。 但是,当遇到地下有较大的拌和障碍物时,切削阻力增加很快,会对转子形成冲击载荷。反 转方式的拌和转子由下向上翻起土壤进行切削, 其切削阻力比正转方式小。 在破坏旧的沥青 混凝土路面或翻修硬的基层作业时,切削阻力很大,这时采用反转方式为合理。由下向上翻 时,切层由薄变厚,阻力平稳增加,这样可以减少冲击载荷,使得工作比正转转子平稳些。 从反转转子受力分析中可以看出, 转子切削阻力的水平分力与拌和机行进方向相反, 因而整 机消耗功率较大。 但目前应用最多的是几乎都是轮胎行走单桥驱的单转子式结构, 转子后置或中置, 如图 3-57、图 3-58 所示。图 3-57 后置式全液压稳定土拌和机? 1-液体喷洒泵;2-行走液压泵;3-前轮;4-发动机;5-转子液压泵; 6-车架;7-行走马达;8-变速箱;9-驱动桥;10-后轮;11-转子举升油缸;12-举升臂;13-转 子马达 ;14-转子;15-罩壳?图 3-58 转子中置的轮式稳定土拌和机? 1-行走泵; 2-离合器; 3-齿轮变速箱; 4-转向驱动桥; 5-前轮; 6-传动轴; 7-齿轮差速传动桥; 8-链传动箱;9-转子;10-推杆;11-后轮;12-后桥;13-尾门油缸;14-罩壳;15-车架;16提升油缸;17-调节油缸;18-操纵台;19-发动机;20-发动机散热器;21-液压油散热器? 二、工作原理和技术参数 拌和机的转子是在一个转鼓上装置了若干个拌和刀具, 转子切入土壤一定的深度, 随着 转子的旋转和底盘的行走, 拌和刀具将切削的土壤不断地抛向后方, 在此过程中将稳定添加 剂和土拌和均匀。 拌和机转子的旋向有正转(与轮胎旋向相同)和反转两种。正转时刀具自上而下地切削土 壤,将土从转子底下向后抛出,不在转子前方形成堆积,转子切削的水平分力起到推动机器 前进的作用,从而减小了拌和机的驱动阻力。但转子刀具初切入时的冲击力大,致使拌和机 的行走稳定性差,如是反转方式得到了越来越多的应用。反转刀具是自下往上切削土壤,切 削土层由薄到厚,土从转子上方向后抛出,拌和机行走较平稳,在硬土翻松和旧路面破碎作 业中具有优点。 同时, 后继刀具能将堆积于转子前方的土进行复拌, 这有利于提高拌和质量, 因此现代大功率稳定土拌和机都采用了反转刀具的结构型式。 刀具反转的缺点是增加了拌和 机的驱动阻力。 表 3-6 所列为常用国产稳定土拌和机的主要技术性能参数,可供选用参考。? 表 3-6 机型 WBL15 WBL21 WBL23 WBZ21 拌合宽度 (cm) 150 210 230 210 拌和深度 (cm) 30 40 40 40 0~1 0~1 0~3.3 作业速度 (km/h) 行驶速度 (km/h) 105 0~24 0~24 0~24 发动机功 率 (kW) 105 225 300 258 整机重量 (t) 7.2 13 16 14稳定土拌和机转子的切削速度高,拌和深度大,承受了很重的负荷。在拌和过程中,当 机器负荷增加以致按给定的运行参数无法工作时, 应通过适当地降低行走速来加以调节。 拌 和机的作业速度一般都比较低, 大约 0.5~1.5km/h, 拌和机工作时一般都是在软土层上行走, 要求其驱动轮胎要有足够的驱动能力。? 稳定土拌和机以转子的拌和宽度为主参数, 拌和宽度的理想数据应是与路面宽度相适应。 但由于路基的宽度和高度在各个地段有很大差异, 无法要求处处以整数幅拌完整个路面, 因 此应综合考虑整个拌和机的性能和结构尺寸来确定拌和宽度。 对后置转子的中、 大功率拌和 机,其拌和宽度以 2000~2300mm 为宜,中置转子拌和机的拌和宽度应等于轮胎压痕外沿 宽度。 转子的拌和深度由施工工艺要求和发动机功率确定, 一般中、 小功率稳定土拌和机的最 大拌深为 200~300mm,大功率稳定土拌和机的最大拌深可达 400mm。国外有的拌和机, 其最大拌深达到 600mm 以上,主要用于土壤改良的特定作业。? 稳定土拌和机有低速拌和作业和高速行驶转移两种工况, 因此应有相应的档位与之适应。 拌和机的作业速度 0.5~1.5km/h,可得到较好的拌和质量和生产效率。拌和机的转移行驶速 度不应超过 20~25km/h,过高的速度将引起颠簸。? 三、拌和机的基本结构 1、主机 稳定土土和机的部件结构与作业装置的构造和安装部位可以有不同的型式, 但稳定土拌 和机均由主机和作业装置两个基本部分组成。 有些稳定土拌和机还设置了稳定剂洒布计量系 统。图 3-59 示出了现代筑路工程中广泛使用的稳定土拌和机。 图 3-59 稳定土拌和机 主机是稳定土拌和机的基础车辆, 其组成部分包括发动机和底盘。 底盘作为拌和作业装 置的安装基础, 它由传动系统、 行走驱动桥、 转向桥、 操纵机构、 电气、 液压系统、 驾驶室、 翻滚保护架以及主机架等部分构成。各个部分均安装于主机架上。参见图 3-57 后置式全液 压稳定土拌和机、3-58 转子中置的轮式稳定土拌和机。 动力传动由行走传动系统和和装置传动系统组成。 行走传动系统必须满足运行与作业速 度要求;工作装置(转子)传动系统必须满足拌和土壤性质不同而要求转递有不同的要求; 同时, 拌和机在拌和作业过程中, 被拌材料的种类及物理特性的变化会引起其外阻力的变化, 这就要求其传动系统能根据机器外阻力的变化自动调节其行走传动系统的转子传动系统之 间的功率分配比例;另外,当转子遇到埋藏在被拌材料中的大石块、树根等类杂物的突然冲 击载荷时,则要求传动系统有过载安全保护装置。 稳定土拌和机常用的传动形式有两种: 一种是行走与转子传动系统均为液压式, 或称全 液压式;另一种是行走为液压,转子为机械式,或称液压-机械式。 图 3-60 所示为国产 WBY21 型稳定土拌和机传动原理图,其传动型式为全液压式。其 行走传动路线-行走定量马达、 9-两速变速箱、10-驱动桥;转子传动路线-转子定量马达、转子 12。该拌和机行走操纵系统如图 3-61 所示。操纵阀 1 的 操纵手柄控制行走变量泵斜盘角度的大小和方向, 从而达到改变机器行走方向、 调节速度和 停车的目的。 操纵手柄置于中间为零位, 向前推机子前进, 向后拉机子。 变速箱为两挡, 由操纵杆通过推拉软轴进行变速操纵, 操纵杆上抬为高速挡, 且可通过操纵阀手柄实现无级 调速,行走速度 (进退)为 0km/h~24.5km/h;操纵杆下压为低速档。行走速度(进退)为 km/h~3.4km/h,从而满足行驶与作业速度要求。转子工作操纵是采用无级摩擦盘及推拉软轴 带动连杆,连杆带动转子泵柄来实现的,转子泵柄角度的变化即改变了泵斜盘的角度,从而 使转子的转速可实现无级变化以适应外载的变化。图 3-60 WBY21 型稳定土拌和机传动原理图 1-发动机;2-万向节传动轴;3-转向油泵;4-行走油泵;5-操纵系统油泵;6-分动箱; 7-转子油泵;8-行走马达;9-变速箱;10-驱动桥;11-转子马达;12-转子 图 3-61 WBY21 型稳定土拌和机行走操纵系统简图 1-操纵阀;2-行走泵操纵软轴;3-行走泵;4-零位控制开关;5-油管;6-; 7-变速箱;8-驱动桥;9-变速软轴支架;10-变速操纵软轴;11-变速操纵杆 一般稳定土拌和机的主机部分除了传动系统,还包括行走系统、转向系统、制动系统、 驾驶室等,参见图 3-57、图 3-58、图 3-59 所示稳定土拌和机外形图。 行走系统:包括车架、前桥、后桥等。车架是采用型钢和板材拼焊而成的结构件,其前 端设有配重支座,中间为等宽梁架,后端是向左右伸出的工作装置悬挂支架,左右纵梁通过 多根横梁相接成具有足够刚度的车架组成。后桥选用徐州桥梁厂引进法国 SOMA 公司的两 级减速驱动,与车架刚性连接,前桥为转向桥,通过平衡支撑与车架沿轴线方向衔接。 转向系统:采用全液压转向。 制动系统;包括行车制动系统(脚制动)和驻车制动系统(手制动)两套制动装置。行车制 动系统通过活塞式制动气室将压缩空气作用在后桥制动器上; 驻车制动系统放气弹簧贮能制 动作用在后桥制动器上,行车制动和驻车制动共用同一个鼓式制动器。图 3-62 为 WBY21 型拌和机制动气路系统原理图。行车制动的驱动机构通过脚制.动阀使脚继动阀开闭,从而 控制进入左右制动气室的压缩空气的通断, 而驻车制动的驱动机构通过手制动阀和手继动阀 的开闭来控制进入左右制动气室的压缩空气的通断。 在行车时, 手制动阀和手继动阀始终处 于常开状态,即双腔制动气室中的手制动腔内的弹簧一直被压缩。为使压缩空气净化、稳压 和保持一定的能量储备,在气路中设有自动排水调压器和贮气筒。 图 3-62 WBY21 型拌和机制动气路系统原理图 1-空压机;2-自动排水调压器;3-贮气筒;4-手动放水阀;5-气压表;6-左、右制动气室; 7-手继动阀;8-脚继动阀;9-手制动阀;10-脚制动阀;11-脚制动指示灯开关 2、工作装置 拌和机的转子是从两端驱动旋转的, 有液压传动、 机械传动及液压机械组合三种传动方 式。转子液压传动原理如图 3-63 所示,通过两个低速大扭矩油马达和浮动联轴节驱动转子 工作, 这是目前国内外后置式拌和机所普遍采用的传动方式。 机械传动是通过三速齿轮变速 箱、装有安全销的法兰盘、具有差速功能的传动桥和两边的链传动驱动转子。转子具有高、 中、低三档速度,以适应不同工况的需要,安全销起到过载保护作用,这种传动方式用于中 置式拌和机。液压机械组合传动是高速油马达加行星减速器,其结构紧凑,工作可靠性好, 是后置转子的一种体积小性能好的传动方式。图 3-63 转子液压传动原理图? 1-集成式变量泵;2-补油阀组件;?3-转子;4-子形齿联轴器;5-低速大扭矩马达 拌和机的工作装置有后置式和中置式两种。 3-64 所示为后置式工作装置, 图 它由转子、 罩壳和举升臂三部分组成,拌和转子采用多盘反转结构,拌和刀具为锤式,罩壳为全浮动拖 式。举升臂由两侧纵臂 6 和两横梁 3、8 组合成三角结构,上横梁 8 通过滑动轴承安装在机 架尾部而构成转子上下运动的铰点, 举升梁 3 为举升油缸的上铰点, 油缸伸缩则使转子升降。 罩壳是一个半封闭的工作室,通过牵引杆 9 铰接在机架上,在地面上浮动,其后部的尾门 15 起到刮平和预压土层的作用,其开度大小由尾门油缸 14 操纵。? 图 3-64 后置式工作装置原理图 1-开沟器;2-;3-举升梁;4-举升油缸;5-限位板;6-纵臂;7-深度指示器;8-上横 梁;9-牵引杆;10-调节螺钉;11-罩壳;12-封土板;13-尾门开度指示器;?14-尾门油缸; 15-尾门;16-履板;17-侧壁缺口;18-转子图 3-65 中置式工作装置原理图? 1-上管梁;2-下管梁;3-链条壳;4-挡灰板;5-转子;6-罩壳;7-尾门油缸;8-尾门;9-调节 螺管;10-推杆;11-摇臂;12-管轴;13-调节油缸;14-提升油缸;15-立杆;16-弹簧 中置式工作装置与后置式的区别主要是悬挂方式不同,其结构如图 3-65 所示。上管梁 1 用滑动轴承铰接在机架上,作为转子上下运动的支点;下管梁 2 经左右两弹簧 16 托浮起 罩壳前方;链条壳 3 又为举升臂;用提升油缸 14 拉动转子上下运动;调节油缸 13 以轴管 12 为支点,经摇臂 11 和推杆 10 调整罩壳与转子之间的相对位置。该罩壳为非浮动式工作 原理,调节推杆 10 上的螺管 9 能调整罩壳的高低。

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