瀝青路面銑刨機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著市政道路和高等級(jí)公路建設(shè)突飛猛進(jìn)，大規(guī)模的機(jī)械化養(yǎng)護(hù)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。作為路面養(yǎng)護(hù)和再生設(shè)備的主要機(jī)種之一的路面銑刨機(jī)正越來(lái)越引起道路養(yǎng)護(hù)專家和施工單位的關(guān)注。</p><p>　　本設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括了整機(jī)的總體設(shè)計(jì)和計(jì)算，總體方案比較，液壓控制系統(tǒng)，底盤車架設(shè)計(jì)與計(jì)算，并對(duì)路面銑刨機(jī)械的技術(shù)發(fā)

2、展趨勢(shì)和市場(chǎng)前景做了簡(jiǎn)單介紹。</p><p>　　本說(shuō)明書與圖紙配套使用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：銑刨機(jī) 機(jī)架 液壓系統(tǒng)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the rapid construction of high-grade highways and mu

3、nicipal roads, large-scale mechanized conservation era has arrived. As a conservation and renewable road equipment, one of the major aircraft machine is the milling work of asphalt road plane milling machine conservation

4、 experts and construction units concerned.</p><p>　　The design specifications include whole sets of design and calculation, the overall programmed of comparison, hydraulic control systems, chassis design and

5、 calculation, and the milling work of asphalt road plane milling machine technology development trends and market prospects made a brief introduction. Supporting the use of the specification and drawings.</p><

6、p>　　Keywords:　 The milling work of asphalt road plane milling machine</p><p>　　Chassis Hydraulic system</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要I</p><p

7、>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1路面銑刨機(jī)及其發(fā)展概況1</p><p>　　1.1.1 路面銑刨機(jī)的分類1</p><p>　　1.1.2路面銑刨機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)2</p><p>　　1.2 路面銑刨機(jī)設(shè)計(jì)的

8、指導(dǎo)思想5</p><p>　　1.3 路面銑刨機(jī)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則5</p><p>　　第2章 路面銑刨機(jī)的總體設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.1 路面銑刨機(jī)的選型6</p><p>　　2.2路面銑刨機(jī)的各總成部件結(jié)構(gòu)型式的選型7</p><p>　　2.2.1傳動(dòng)型式的選擇7</p>&l

9、t;p>　　2.2.2動(dòng)力裝置的選用11</p><p>　　2.2.3料輸送裝置型式的選擇12</p><p>　　2.2.4灑水裝置型式的的選擇12</p><p>　　2.2.5底盤車架的型式的的選擇12</p><p>　　2.3路面銑刨機(jī)的總體參數(shù)的選型14</p><p>　　2.4路面銑刨

10、機(jī)的總體布置16</p><p>　　第3章 路面銑刨機(jī)底盤車架的設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.1車架總體尺寸的確定20</p><p>　　3.2補(bǔ)焊鋼框架的設(shè)置20</p><p>　　3.3車架的連接21</p><p>　　3.4車架結(jié)構(gòu)樣式21</p><p>　　3.

11、5車架與運(yùn)輸機(jī)架接頭的強(qiáng)度校核22</p><p>　　3.6連接架的建模25</p><p>　　第4 章 路面銑刨機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)26</p><p>　　4.1 行走液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)26</p><p>　　4.1.1 液壓元件的計(jì)算與選擇29</p><p>　　4.2 銑刨鼓控制液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)34&l

12、t;/p><p>　　第5章 路面銑刨機(jī)械的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)前景38</p><p><b>　　第6章 結(jié)論39</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)40</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p><b&g

13、t;　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1路面銑刨機(jī)及其發(fā)展概況</p><p>　　瀝青混凝土路面銑刨機(jī)是一種高效的瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)設(shè)備，其原理是利用滾動(dòng)銑削的方法把瀝青混凝土路面局部或全部破碎。銑削下來(lái)的瀝青碎料經(jīng)再生處理后，可直接用于路面表層的重新鋪筑。主要用于公路、城市道路、機(jī)場(chǎng)、貨場(chǎng)、停車場(chǎng)等瀝青混凝土砼面層開(kāi)挖翻新；瀝青路面擁包、油浪、網(wǎng)紋、車轍等的清

14、除；水泥路面的拉毛及面層錯(cuò)臺(tái)銑平等。隨著市政道路和高等級(jí)公路建設(shè)突飛猛進(jìn)，大規(guī)模的機(jī)械化養(yǎng)護(hù)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。作為路面養(yǎng)護(hù)和再生設(shè)備的主要機(jī)種之一的路面銑刨機(jī)正越來(lái)越引起道路養(yǎng)護(hù)專家和施工單位的關(guān)注。公路建設(shè)部門對(duì)路面銑刨機(jī)等成套設(shè)備的需求會(huì)越來(lái)越迫切，需求量也會(huì)越來(lái)越多。</p><p>　　1.1.1 路面銑刨機(jī)的分類</p><p>　　按照銑刨寬度，路面銑刨機(jī)可分為大中小三種，0.3-

15、1.0米的為小型；1.2-2.0米的為中型，2.0米以上的為大型。對(duì)于銑刨寬度小于或等于1.0米的小型銑刨機(jī)以機(jī)械傳動(dòng)為主，機(jī)械式工作可靠、維修方便、傳動(dòng)效率高、制造成本低，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不輕便、作業(yè)效率較低、牽引力較小，適用于小面積的路面維修、刮除噴涂標(biāo)線、銑刨小型溝槽等，一般不帶廢料回收裝置。銑刨寬度在1.2米以上的中型銑刨機(jī)以液壓傳動(dòng)為主，液壓式結(jié)構(gòu)緊湊、操作輕便、機(jī)動(dòng)靈活、牽引力較大，但制造成本高、維修較難，適用于切削較深的

16、中、大規(guī)模路面養(yǎng)護(hù)作業(yè)。我國(guó)目前以生產(chǎn)小型路面銑刨機(jī)為主，且以 0.5米和1.0米兩種規(guī)格居多，大中型產(chǎn)品基本上還是空白。</p><p>　　另外，按銑刨型式不同，可分為熱銑和冷銑。熱銑式由于增加了加熱裝置而使結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一般用于路面再生作業(yè)。冷銑由于適用范圍廣，目前占據(jù)主導(dǎo)地位。冷銑式配置功率較大，刀具磨損較快，切削料粒度均勻，可設(shè)置灑水裝置噴水，使用廣泛，產(chǎn)品已成系列；按銑刨機(jī)按行走方式不同，可分為輪式和

17、履帶式。輪式機(jī)動(dòng)性好、轉(zhuǎn)場(chǎng)方便，特別適合于中小型路面作業(yè)。履帶式多為銑削寬度2000mm以上的大型銑刨機(jī)，有舊材料回收裝置，適用于大面積路面再生工程；按銑刨鼓旋轉(zhuǎn)方向與行走方向不同，可分為逆銑和順銑；按有無(wú)廢料回收輸送機(jī)，可分為輸送式和無(wú)輸送式；按銑刨鼓安裝方式不同，可分為固定式和移動(dòng)式。</p><p>　　1.1.2路面銑刨機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)</p><p>　　1. 使用銑刨機(jī)銑削路面，可

18、以快速有效地處理路面病害，使路面保持平整；</p><p>　　2. 道路的翻修工程采用銑削工藝可保持原路面的水平高程。銑削工藝可將損壞路面切除掉，由新材料填補(bǔ)原有空間，經(jīng)壓實(shí)后與原路面等高，保持路面的原有水平高程，這使穿行于高架橋或立交橋涵的路面載荷對(duì)橋體不致產(chǎn)生沖擊載荷，并且橋涵通過(guò)高程不變；</p><p>　　3. 保證新舊路面材料的良好結(jié)合，提高其使用壽命。采用銑削工藝可使填料坑

19、邊側(cè)及底部整齊、深度均勻，形成新舊料易于結(jié)合的齒狀幾何表面，從而使翻修后新路面的使用壽命大大提高；</p><p>　　4. 有利于舊路面材料的再生利用。由于可以掌握切削深度，銑削下來(lái)的材料不僅</p><p>　　干凈且呈規(guī)則的小顆粒，可以不用再破碎加工即可遮現(xiàn)場(chǎng)或固定料場(chǎng)再生利用，大大降低了施工成本，同時(shí)也是一種環(huán)境保護(hù)措施；</p><p>　　1.1.3路面

20、銑刨機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　一般銑刨機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)、車架、銑削轉(zhuǎn)子、銑削深度調(diào)節(jié)裝置、液壓元件、集料輸送裝置、轉(zhuǎn)向系及制動(dòng)系等組成。</p><p>　　銑削轉(zhuǎn)子是銑刨機(jī)的主要工作部件，它由銑削轉(zhuǎn)子軸、刀座和刀頭等組成，直接與路面接觸，通過(guò)其高速旋轉(zhuǎn)的銑刀進(jìn)行工作而達(dá)到銑削的目的。銑刨機(jī)上設(shè)有自動(dòng)調(diào)平裝置，以銑削轉(zhuǎn)子側(cè)蓋作為銑削基準(zhǔn)面，控制兩個(gè)定位液壓缸，使所給定的銑削深度

21、保持恒定；</p><p>　　其液壓系統(tǒng)用來(lái)驅(qū)動(dòng)銑削轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)、整機(jī)行走、輔助裝置工作等，一般為多泵相互獨(dú)立的閉式液壓系統(tǒng)，工作時(shí)互不干擾且可靠性較高；</p><p>　　有的銑刨機(jī)根據(jù)需要安裝傾斜調(diào)整器，用來(lái)控制轉(zhuǎn)子的傾斜度；一般大型銑刨機(jī)都有由傳送帶和集料器組成的集料輸送裝置，它可將銑削出的散料集中并傳送至隨機(jī)行走的運(yùn)載汽車上，輸送臂的高度可以調(diào)節(jié)并可左右擺動(dòng)，以調(diào)整卸料位置。<

22、;/p><p>　　銑刨機(jī)規(guī)格、型號(hào)不同時(shí)，其結(jié)構(gòu)、布置也略有區(qū)別，但基本工作原理相同或相似。銑刨機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)的路線：發(fā)動(dòng)機(jī)→液壓泵→液壓馬達(dá)、液壓缸→工作裝置。</p><p>　　1.1.4國(guó)內(nèi)外路面銑刨機(jī)發(fā)展概況</p><p>　　國(guó)外路面銑刨機(jī)起源于20世界50年代，經(jīng)過(guò)50年的發(fā)展，其產(chǎn)品已成系列化，生產(chǎn)效率一般為150-2000，銑刨寬度0.3-4.2m，最

23、大銑刨深度可達(dá)350mm，其機(jī)電液一體化技術(shù)已趨成熟，銑削深度可通過(guò)自動(dòng)找平系統(tǒng)自動(dòng)控制，同時(shí)為改善作業(yè)環(huán)境，延長(zhǎng)銑削刀具的使用壽命，設(shè)計(jì)有噴灑水裝置和密閉轉(zhuǎn)子罩殼。為了減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，近年來(lái)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品都帶有回收裝置，使銑削物從銑削轉(zhuǎn)子直接輸送到運(yùn)載卡車上。國(guó)外制造廠商眾多，主要有維特根、英格索蘭、比泰利、卡特彼勒、戴納派克等。</p><p>　　維特根在國(guó)際上處于主導(dǎo)地位，尤其是小型銑刨機(jī)更是無(wú)人能及。主要生產(chǎn)

24、SF和DC系列銑刨機(jī)，已形成了銑刨寬度從0.3-4.2米的近20種規(guī)格的產(chǎn)品系列，最大銑削深度為350mm，我國(guó)主要以進(jìn)口該公司產(chǎn)品為主。比泰利已具有40年多制造銑刨機(jī)的歷史，其SF系列冷銑刨機(jī)有11種型號(hào)，銑刨寬度為0.6-2.1米，銑刨深度340mm。卡特彼勒主要生產(chǎn)PR和PM兩大系列，銑刨寬度為1.9-3.18，銑刨深度305mm，其銑刨機(jī)具有銑刨深度和銑刨表面自動(dòng)調(diào)平自動(dòng)控制功能，銑刨深度誤差為±3mm。戴納派克主要生

25、產(chǎn)PL系列銑刨機(jī)，銑刨寬度為0.35-2.1米，銑刨深度80-150mm。</p><p>　　國(guó)外的路面銑刨機(jī)技術(shù)已達(dá)到較高的技術(shù)水平，歸納起來(lái)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：</p><p>　　1. 先進(jìn)合理的底盤結(jié)構(gòu)，銑刨機(jī)的底盤主要以全剛性車架及四輪行走結(jié)構(gòu)組成，驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)向方式均以靜液壓傳動(dòng)為主；</p><p>　　2. 充分發(fā)揮最佳銑削功率，銑刨機(jī)上的自動(dòng)液壓功率調(diào)節(jié)

26、器可根據(jù)路面材料的硬度及銑削深度來(lái)控制銑削轉(zhuǎn)子的進(jìn)刀速度，即可自動(dòng)調(diào)節(jié)銑削轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和銑刨機(jī)行走速度，使銑刨機(jī)始終處于最大功率利用狀態(tài)，并不會(huì)發(fā)生超負(fù)荷工作情況；</p><p>　　3. 發(fā)動(dòng)機(jī)功率增大，同樣銑削寬度的新型銑刨機(jī)功率越來(lái)越大，生產(chǎn)效率提高；</p><p>　　4. 較大的銑削深度，新型銑刨機(jī)一次銑削深度均超過(guò)300mm，使對(duì)整個(gè)行車道的全厚度鋪層進(jìn)行銑削成為可能；<

27、/p><p>　　5. 性能良好的銑削轉(zhuǎn)子，多數(shù)冷銑刨機(jī)將銑刀頭固定在數(shù)塊半圓形瓦片上，通過(guò)瓦片在轉(zhuǎn)子上安裝的多少來(lái)調(diào)整銑刨機(jī)的銑削寬度；</p><p>　　6. 簡(jiǎn)便的銑削物裝載，銑刨機(jī)前部掛裝集料輸送裝置即可完成快速收料，并將銑削物裝入運(yùn)載汽車上。通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)調(diào)整卸料高度，并可使傳送帶左右擺40°～50°，從而實(shí)現(xiàn)路側(cè)裝料；</p><p>　

28、　7. 大量采用先進(jìn)技術(shù)，如全輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)及機(jī)電液一體化控制技術(shù)、智能化故障診斷和維護(hù)系統(tǒng)、精確的自動(dòng)找平系統(tǒng)、安全自保護(hù)系統(tǒng)及功率自動(dòng)分配系統(tǒng)；</p><p>　　8. 大容量容器水箱、柴油箱容積更大，機(jī)器工作時(shí)燃油、冷卻水加注間隔長(zhǎng)，待機(jī)時(shí)間短；</p><p>　　9. 模塊化設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)及其外圍部件——液壓泵、液壓閥和冷卻系統(tǒng)均裝置在同一底架上，所有的電磁閥都裝配在同一個(gè)分配閥上，易

29、于調(diào)整、檢測(cè)和維修；</p><p>　　國(guó)內(nèi)路面銑刨機(jī)的發(fā)展起始于20世紀(jì)80年代，開(kāi)始是以拖拉機(jī)為底盤通過(guò)安裝銑刨裝置改裝而成的，直到進(jìn)入90年代才開(kāi)始進(jìn)行自行式銑刨機(jī)的研制。近兩年有了一定的發(fā)展，主要機(jī)型的使用性能已完全能滿足國(guó)內(nèi)高等級(jí)公路及市政道路的養(yǎng)護(hù)要求，良好的性能價(jià)格比與國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品相比也有較大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但在品種規(guī)格、技術(shù)水平及配套件等方面仍存在較大的差距?？傮w來(lái)看，國(guó)產(chǎn)銑刨機(jī)產(chǎn)品缺乏系列化，功能

30、欠完善，技術(shù)含量低，工作可靠性差。目前僅以生產(chǎn)銑刨寬度0.5和1米的兩種輪式銑刨機(jī)為主，生產(chǎn)銑刨寬度2米銑刨機(jī)的只有徐州工程機(jī)械制造廠等幾個(gè)少數(shù)廠家。國(guó)家經(jīng)貿(mào)委已經(jīng)明確指出“十五”期間將重點(diǎn)發(fā)展銑刨寬度1.4-4.0米，銑刨速度0-3m/min，銑刨濃度0-300mm的銑刨機(jī)，從而快速提高我國(guó)路面養(yǎng)護(hù)機(jī)械的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p>　　就目前產(chǎn)品的技術(shù)水平而言，國(guó)產(chǎn)機(jī)型更多地借鑒了歐洲銑刨機(jī)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，在動(dòng)

31、力、液壓和控制系統(tǒng)上均采用了國(guó)際化的配套，可以說(shuō)在系統(tǒng)配置上達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家以徐州工程機(jī)械制造廠、鎮(zhèn)江華通機(jī)械集團(tuán)公司、山東德州工程機(jī)械公司3家為主。徐州工程機(jī)械制造廠于1999年引進(jìn)德國(guó)維特根2000DC銑刨機(jī)技術(shù)，通過(guò)消化吸收已形成了銑削寬度分別為1米和2米的系列化產(chǎn)品。鎮(zhèn)江華通機(jī)械集團(tuán)公司生產(chǎn)銑刨寬度0.5和1米兩種型號(hào)的銑刨機(jī)，最近研制成功銑刨寬度1.0米的帶回收裝置的LXZYH1000型銑刨機(jī)。山東德州工程機(jī)械

32、公司主要生產(chǎn)銑刨寬度1米的銑刨機(jī)，最近正在試制銑刨寬度2米的LX2000型銑刨機(jī)。</p><p>　　在今后的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，我國(guó)的銑刨機(jī)生產(chǎn)廠商應(yīng)該發(fā)揮以下優(yōu)勢(shì)：①利用我國(guó)已經(jīng)加入WTO的有利條件，樹立國(guó)際化的設(shè)計(jì)思想，加強(qiáng)國(guó)際間的技術(shù)合作，在技術(shù)上保持與國(guó)際發(fā)展水平同步，爭(zhēng)取更大的高端產(chǎn)品市場(chǎng)；②發(fā)揮本地化的優(yōu)勢(shì)，為用戶提供及時(shí)的從整機(jī)技術(shù)到配件供給等全方位的服務(wù)；③利用我國(guó)勞動(dòng)力價(jià)格低廉的條件，降低整機(jī)成本，

33、發(fā)揮價(jià)格優(yōu)勢(shì)，爭(zhēng)取更多的中低端用戶，擴(kuò)大市場(chǎng)；④注意研發(fā)符合我國(guó)道路特點(diǎn)的專有技術(shù)及產(chǎn)品系列，為公路養(yǎng)護(hù)工程服務(wù)，促進(jìn)我國(guó)公路交通事業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。</p><p>　　隨著公路交通事業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，特別是經(jīng)過(guò)“八五”和“九五”期間的快速健康發(fā)展，我國(guó)公路基礎(chǔ)設(shè)施的總量取得了巨大的突破，到2002年底，公路總里程已達(dá)176萬(wàn)km，其中高速公路為2.52萬(wàn)km、二級(jí)以上高等級(jí)公路24萬(wàn)km。為保持道路通行的安全、舒

34、適、快速，對(duì)它們進(jìn)行及時(shí)、有效、高質(zhì)量的養(yǎng)護(hù)將是今后日常工作的重點(diǎn)。</p><p>　　根據(jù)我國(guó)公路發(fā)展的統(tǒng)計(jì)，未來(lái)公路養(yǎng)護(hù)對(duì)各類現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備的需求將會(huì)越來(lái)越大。隨著高速公路大修期的到來(lái)和公路交通行業(yè)以及城市管理部門對(duì)現(xiàn)代化養(yǎng)護(hù)方式的認(rèn)識(shí)，對(duì)路面銑刨機(jī)的需求將會(huì)逐年增加，并且會(huì)以很快的速度增加。國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品盡管性能先進(jìn)，但價(jià)格昂貴、維修服務(wù)不便，因此可以預(yù)計(jì)國(guó)產(chǎn)瀝青路面銑刨機(jī)將具有較廣闊的市場(chǎng)前景。</

35、p><p>　　國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)抓住機(jī)遇，使國(guó)產(chǎn)瀝青路面銑刨機(jī)盡快形成完整的系列，并不斷提高產(chǎn)品的使用性能和可靠性，為用戶提供經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高質(zhì)量的銑刨機(jī)。</p><p>　　1.2 路面銑刨機(jī)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想</p><p>　　高速公路隨著路面齡期的增加，由于行車載荷與自然環(huán)境因素，路面會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)一些病害，嚴(yán)重影響行車速度與安全。由于路面銑刨機(jī)工作效率高、施工工藝簡(jiǎn)單、

36、銑削深度易于控制、操作方便靈活、機(jī)動(dòng)性能好、銑削的舊料能直接回收利用等。顯然，處理病害快速有效的方法是使用路面銑刨機(jī)銑刨路面，使路面保持平整。用銑刨機(jī)械銑刨損壞的舊鋪層，再鋪設(shè)新面層是一種最經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化養(yǎng)護(hù)方法。</p><p>　　結(jié)合國(guó)內(nèi)外路面銑刨機(jī)的發(fā)展概況，設(shè)計(jì)思想有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1. 向大型化方向發(fā)展；</p><p>　　2. 實(shí)用性與

37、先進(jìn)性兼顧；</p><p>　　3. 充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率；</p><p>　　4. 簡(jiǎn)化操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，設(shè)備可靠；</p><p>　　5. 簡(jiǎn)化設(shè)備保養(yǎng)，合理潤(rùn)滑，充分防腐；</p><p>　　1.3 路面銑刨機(jī)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　根據(jù)以上的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想，可以確定以下的設(shè)計(jì)原則</

38、p><p>　　簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，選用標(biāo)準(zhǔn)件和成熟機(jī)構(gòu)，盡可能結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備，降低制造成本，并保證性能和質(zhì)量；</p><p>　　配套件必須可靠，確保作業(yè)要求；</p><p>　　操作簡(jiǎn)單，維修方便；</p><p>　　第2章 路面銑刨機(jī)的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　路面銑刨機(jī)的總體設(shè)計(jì)，就是根據(jù)其主要用途、作業(yè)條件、使

39、用場(chǎng)合及生產(chǎn)情況等，合理的選擇和確定機(jī)型、各總成的結(jié)構(gòu)型式、性能參數(shù)及整機(jī)尺寸等，并進(jìn)行合理的布置。這些組成和部件相互依賴又相互制約，因此，路面銑刨機(jī)的性能不僅取決與每個(gè)部件的好壞，而更重要的是取決于各總成性能的相互協(xié)調(diào)。各總成性能的相互協(xié)調(diào)如何，又取決于各總體參數(shù)及各總成部件的匹配情況及其布局的合理性。如果整體設(shè)計(jì)過(guò)程中缺乏全局觀念，而對(duì)總體參數(shù)及各總成部件性能的協(xié)調(diào)匹配考慮不周，或注意不夠，即便設(shè)計(jì)的各單個(gè)總成部件結(jié)構(gòu)是先進(jìn)的，性能

40、是良好的，但組合裝配在一起不一定就能獲得整機(jī)的良好性能。這是因?yàn)槟承┛偝刹考膬?yōu)點(diǎn)可被另一些總成部件所抵消或限制，使其得不到充分發(fā)揮。所以，路面銑刨機(jī)的總體設(shè)計(jì)對(duì)整機(jī)的性能起著決定性的影響。因此，總體設(shè)計(jì)必須從保證路面銑刨機(jī)的整體性能出發(fā)，正確的選擇和確定各總成的結(jié)構(gòu)型式、總體參數(shù)，使其獲得良好的匹配關(guān)系，并進(jìn)行合理的布置，以達(dá)到設(shè)計(jì)的完美性。</p><p>　　以下各節(jié)分別就路面銑刨機(jī)的選型、總成部件結(jié)構(gòu)型式

41、的選擇及比較等作以具體的闡述。</p><p>　　2.1 路面銑刨機(jī)的選型</p><p>　　路面銑刨機(jī)結(jié)構(gòu)型式的選擇，主要是根據(jù)其用途和作業(yè)場(chǎng)合，前已述及。路面銑刨機(jī)的結(jié)構(gòu)型式按銑刨機(jī)行走方式不同，可分為輪式和履帶式。</p><p>　　輪胎式的優(yōu)點(diǎn)：重量輕、速度快、機(jī)動(dòng)靈活、效率高、行走時(shí)不破壞路面及維修方便等。由于以上特點(diǎn)，輪胎式路面銑刨機(jī)一般以中小型居

42、多，運(yùn)行方便、快捷靈活。適用于小面積的路面維修、刮除噴涂標(biāo)線、銑刨小型溝槽等，一般不帶廢料回收裝置。在工作量不大、作業(yè)地點(diǎn)不太集中、轉(zhuǎn)移性頻繁的情況下，生產(chǎn)率大大超過(guò)了履帶式。</p><p>　　輪胎式的缺點(diǎn)：輪胎接地比壓較大、通過(guò)性能差、重心較高，穩(wěn)定性較差。</p><p>　　履帶式的優(yōu)點(diǎn)：履帶接地面積大，使得接地比壓小，通過(guò)性能好、重心低、穩(wěn)定性好、重量大、附差性好、牽引力大、比

43、切入力大。因此，大中型路面銑刨機(jī)一般為履帶全液壓式，主要用于大規(guī)模路面養(yǎng)護(hù)作業(yè)。</p><p>　　履帶式的缺點(diǎn)：速度低、不夠靈活機(jī)動(dòng)、制造成本高、維修較難、行走時(shí)易破壞路面，轉(zhuǎn)移工作場(chǎng)地時(shí)需用拖車托運(yùn)。</p><p>　　隨著市政道路和高等級(jí)公路建設(shè)突飛猛進(jìn)，大規(guī)模的機(jī)械化養(yǎng)護(hù)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。國(guó)家經(jīng)貿(mào)委已經(jīng)明確指出“十五”期間將重點(diǎn)發(fā)展銑刨寬度1.4-4.0米，銑刨速度0-3m/min

44、，銑刨濃度0-300mm的銑刨機(jī)，從而快速提高我國(guó)路面養(yǎng)護(hù)機(jī)械的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。因而，根據(jù)現(xiàn)有路面銑刨機(jī)總體性能的優(yōu)缺點(diǎn)，以及國(guó)內(nèi)路面銑刨機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，我們選用履帶式行走系統(tǒng)大型路面銑刨機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.2路面銑刨機(jī)的各總成部件結(jié)構(gòu)型式的選型</p><p>　　2.2.1傳動(dòng)型式的選擇</p><p>　　路面銑刨機(jī)的傳動(dòng)型式可分為液壓、液壓機(jī)械混

45、合、機(jī)械三種傳動(dòng)方式。</p><p><b>　　1. 液壓傳動(dòng)</b></p><p>　　液壓傳動(dòng)對(duì)于小型銑刨機(jī)充分體現(xiàn)了它的優(yōu)越性，具有傳動(dòng)與控制簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊且銑刨鼓可輕易實(shí)現(xiàn)左右移動(dòng)（切邊）等特點(diǎn)。其動(dòng)力傳遞路線一般如下所示：</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)→彈性聯(lián)軸器→分動(dòng)箱或簡(jiǎn)易的泵安裝板→液壓泵→液壓馬達(dá)→銑刨鼓</p>

46、;<p>　　德國(guó)維特根前期的W50型（銑刨寬度為500mm）、日本HANTA的CRP-120型（銑刨寬度為1200mm）和國(guó)內(nèi)一些廠家生產(chǎn)的銑刨寬度小于1300mm（含1300mm）的中小型銑刨機(jī)采用了這種傳動(dòng)方式。</p><p><b>　　液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)：</b></p><p>　　（1）實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速且變速范圍大，并能實(shí)現(xiàn)微動(dòng)；</p&g

47、t;<p>　?。?）操縱簡(jiǎn)單方便；</p><p>　?。?）可用液壓系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)；</p><p>　?。?）可采用行走履帶分別驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，能方便地實(shí)現(xiàn)彎道行駛和原地轉(zhuǎn)向；</p><p>　?。?）便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)；</p><p>　　但是，液壓傳動(dòng)在銑刨機(jī)的銑刨系統(tǒng)也存在明顯的缺點(diǎn)，像維特根現(xiàn)在的W50型已改為機(jī)械皮帶傳動(dòng)

48、，也就是說(shuō)目前維特根公司生產(chǎn)的銑刨機(jī)其銑刨系統(tǒng)全部采用機(jī)械傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)如下：</p><p>　　1） 傳動(dòng)效率低，液壓系統(tǒng)熱損耗大。液壓泵的總效率一般η1=0.92；液壓馬達(dá)總效率η2=0.9。假如液壓閥及管道的總效率η3=0.95，則液壓傳動(dòng)的總效率η=η1·η2·η3=0.79＜80%，而且這是新液壓件時(shí)的效率，當(dāng)使用1年后，其傳動(dòng)效率還有大的下降。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，銑刨機(jī)銑刨作業(yè)時(shí)

49、，銑刨系統(tǒng)約占發(fā)動(dòng)機(jī)總輸出功率的80%，有約16%的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率轉(zhuǎn)化為液壓系統(tǒng)的熱量，這對(duì)液壓油及液壓控制系統(tǒng)是非常不利的；</p><p>　　2） 可能導(dǎo)致整體布置困難。為了保證液壓系統(tǒng)工作在正常溫度范圍內(nèi)（一般小于80℃），將液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的大量熱量散去，液壓油冷卻器的外形尺寸將相對(duì)大很多，這就可能導(dǎo)致整體布置困難和成本的增加；</p><p>　　3） 相對(duì)機(jī)械傳動(dòng)而言可靠性低。液

50、壓件是非常精密的元件，維護(hù)保養(yǎng)相對(duì)要困難，故障率相對(duì)要高。特別對(duì)于工程機(jī)械，工作環(huán)境非常惡劣，常常由于液壓油不干凈導(dǎo)致故障發(fā)生；</p><p>　　因此，液壓傳動(dòng)大都應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)功率較小的銑刨機(jī)，對(duì)于配備大功率的大型路面冷銑刨機(jī)的銑刨傳動(dòng)系統(tǒng)不是一種理想的傳動(dòng)方式。</p><p>　　2. 液壓機(jī)械混合傳動(dòng)</p><p>　　液壓機(jī)械混合傳動(dòng)是國(guó)內(nèi)廠家節(jié)約成本

51、的產(chǎn)物。其動(dòng)力傳遞路線一般如下所示：</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)→彈性聯(lián)軸器→液壓泵→液壓馬達(dá)→減速箱→ 鏈傳動(dòng)→銑刨鼓</p><p>　　采用這種傳動(dòng)方式的液壓馬達(dá)為高速馬達(dá)，所以成本較液壓傳動(dòng)低；由于還采用了鏈傳動(dòng)，因而這種傳動(dòng)方式的效率比液壓傳動(dòng)要低，而且銑刨作業(yè)時(shí)阻力變化很大，沖擊大，還會(huì)導(dǎo)致鏈傳動(dòng)、減速箱高故障的發(fā)生。</p><p>　　這種傳動(dòng)方式雖

52、然可以降低一些成本，但相對(duì)整個(gè)機(jī)器是得不償失的。</p><p><b>　　3. 機(jī)械傳動(dòng)</b></p><p>　　機(jī)械傳動(dòng)的動(dòng)力傳遞路線目前市場(chǎng)上存在兩種，如下所示：</p><p><b>　　第一種：</b></p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)→彈性聯(lián)軸器或彈性聯(lián)軸器加分動(dòng)箱→液壓離合器→皮帶傳

53、動(dòng)→行星減速機(jī)→銑刨鼓</p><p><b>　　第二種：</b></p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)→彈性聯(lián)軸器→機(jī)械式離合器→分動(dòng)箱→傳動(dòng)軸→變速箱→鏈傳動(dòng)→銑刨鼓</p><p>　　第二種傳遞路線由于成本非常低，只有國(guó)內(nèi)的一些低檔次型號(hào)的機(jī)器采用。由于該傳遞路線剛性太大，緩沖性能差，容易出現(xiàn)斷齒、斷軸等問(wèn)題；離合器為機(jī)械式常閉離合器，銑刨系統(tǒng)

54、的啟動(dòng)與停止操作麻煩；因此也是不適合大功率高檔次銑刨機(jī)。</p><p>　　第一種傳遞路線也可稱作機(jī)械皮帶傳動(dòng)，主要包括液壓離合器、皮帶傳動(dòng)、行星減速機(jī)、銑刨鼓等，具有傳動(dòng)效率高、穩(wěn)定性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。由于這種傳動(dòng)中離合器、分動(dòng)箱比較特殊，價(jià)格昂貴，因而相對(duì)成本較高是這種傳動(dòng)的缺點(diǎn)。</p><p>　　離合器：離合器選用液壓控制常開(kāi)式離合器。由于只有在銑刨作業(yè)時(shí)離合器才處于接合狀態(tài)

55、傳遞動(dòng)力，因而離合器大部分時(shí)間處于分離狀態(tài)；且銑刨機(jī)都具有短距離轉(zhuǎn)場(chǎng)功能，如采用常閉式離合器，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和機(jī)器轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)都需將離合器分離，操作煩瑣，且時(shí)刻靠一個(gè)外力來(lái)控制離合器處于分離狀態(tài)也是不可靠的。液壓控制可方便地與皮帶傳動(dòng)張緊油缸實(shí)現(xiàn)銑刨鼓啟動(dòng)與停止只須一個(gè)按鈕操作，控制簡(jiǎn)單且可靠。</p><p>　　皮帶傳動(dòng)：皮帶傳動(dòng)不但能高效、可靠地將動(dòng)力傳遞給銑刨鼓，而且由于皮帶傳動(dòng)柔性好，能有效地吸收銑刨作業(yè)時(shí)由于路

56、基狀況不同銑刨鼓的切削阻力變化很大而產(chǎn)生沖擊載荷，減少對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。</p><p>　　由于采用了油缸自動(dòng)張緊，在機(jī)器沒(méi)有銑刨作業(yè)時(shí)，皮帶只是處于預(yù)張緊狀態(tài)，因而不僅保證了動(dòng)力的高效傳遞，同時(shí)保證了皮帶具有很長(zhǎng)的使用壽命。</p><p>　　由于傳遞的功率大（約占機(jī)器總輸出功率的80%），皮帶宜選用聯(lián)組帶，以保證每根皮帶的長(zhǎng)度基本相同，避免工作時(shí)由于部分皮帶過(guò)長(zhǎng)

57、而不能有效地工作，從而在保證動(dòng)力高效、平穩(wěn)傳遞的同時(shí)也保證了皮帶具有很長(zhǎng)的使用壽命。</p><p>　　機(jī)械皮帶傳動(dòng)的控制是通過(guò)對(duì)其液壓離合器和皮帶張緊油缸的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其液壓原理圖如下圖2-1所示：</p><p>　　P為壓力油口，T為回油口。液壓系統(tǒng)的高壓油（一般在200bar左右）經(jīng)減壓閥7后獲得了符合離合器控制要求的壓力；電磁換向閥6控制壓力油是否通向離合器。電磁換向閥11控

58、制壓力油是否通向張緊油缸13，因而實(shí)現(xiàn)控制銑刨鼓轉(zhuǎn)動(dòng)與停止；壓力表9實(shí)時(shí)顯示了控制壓力； 蓄能器12是為了保證控制壓力穩(wěn)定，以提供恒定的皮帶張緊力，使動(dòng)力傳動(dòng)更高效、平穩(wěn)；</p><p>　　機(jī)械皮帶傳動(dòng)的控制雖然操作簡(jiǎn)單，但控制元件相對(duì)較多，因而成本也相對(duì)要高些。</p><p>　　綜上所述，液壓機(jī)械混合傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)中的變速箱與鏈傳動(dòng)缺點(diǎn)較多，故障率較高，在萬(wàn)不得已的情況下才采用這

59、些傳動(dòng)；當(dāng)機(jī)器發(fā)動(dòng)機(jī)功率較小時(shí)，液壓傳動(dòng)中功率損失的絕對(duì)值不高，因而其缺點(diǎn)就不那么突出，可以應(yīng)用于小型銑刨機(jī)；而機(jī)械皮帶傳動(dòng)雖然成本相對(duì)較高，但從設(shè)計(jì)理念、節(jié)約能源、外觀造型、可靠性等方面而言，這種傳動(dòng)方式更具科學(xué)性，是路面冷銑刨機(jī)銑刨傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。因而，本次設(shè)計(jì)采用機(jī)械皮帶傳動(dòng)，其余各系統(tǒng)均采用液壓傳動(dòng)。</p><p>　　銑刨鼓離合器 銑刨鼓皮帶張緊</p><p&g

60、t;　　圖2－1 皮帶傳動(dòng)液壓控制系統(tǒng)圖</p><p>　　2.2.2動(dòng)力裝置的選用</p><p>　　工程機(jī)械大部分都采用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，因此發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能的好壞直接關(guān)系到機(jī)器能否正常工作，以及能否發(fā)揮最大的效率。</p><p>　　工程機(jī)械用發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)組用、車用發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能是有較大差異的，其更注重輸出轉(zhuǎn)矩，因而要求發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備大，工作轉(zhuǎn)速

61、一般比車用發(fā)動(dòng)機(jī)要低，且標(biāo)定的額定功率是持續(xù)功率。</p><p><b>　　1. 發(fā)動(dòng)機(jī)的特性</b></p><p>　　工程機(jī)械工作環(huán)境惡劣，作業(yè)阻力變化大，發(fā)動(dòng)機(jī)常常因?yàn)檫^(guò)載而掉速。為讓發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定地工作在額定轉(zhuǎn)速左右，發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)其輸出轉(zhuǎn)矩的增加應(yīng)盡可能多。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與功率成正比，與轉(zhuǎn)速成反比，因此在低于額定轉(zhuǎn)速300－400r/min范圍內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)

62、的輸出功率基本保持不變或反而增加的發(fā)動(dòng)機(jī)是很合適的。</p><p><b>　　2. 額定轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　由于工程機(jī)械的液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)，大都是從發(fā)動(dòng)機(jī)取力，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速將影響液壓元件的選型，甚至機(jī)器的某些性能參數(shù)。額定轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳工作轉(zhuǎn)速，也是機(jī)器正常工作的轉(zhuǎn)速，因而選型時(shí)要兼顧考慮額定轉(zhuǎn)速對(duì)液壓系統(tǒng)的影響，是否滿足液壓系統(tǒng)的要求

63、。首先要考慮是否滿足液壓泵允許輸入轉(zhuǎn)速的要求；其次發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也是決定液壓系統(tǒng)流量的因素之一，因此還要考慮對(duì)機(jī)器的行走速度、液壓油缸的控制速度等。</p><p><b>　　3. 控制方式</b></p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)的控制主要是指對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油門的控制，分為機(jī)械與電控兩種。機(jī)械式是傳統(tǒng)的通過(guò)油門拉線來(lái)控制供油量的多少；電控又可細(xì)分為兩種，一種是將傳統(tǒng)的機(jī)械式油門

64、拉線改為電磁閥來(lái)控制供油量；另一種就是目前市場(chǎng)上控制最為先進(jìn)的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，由專門系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的大小控制噴油量的多少，這種發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性能好，且能達(dá)到較高的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，但價(jià)格比較貴。</p><p><b>　　4. 排放標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　雖然我國(guó)目前對(duì)工程機(jī)械的排放還沒(méi)有具體要求，但這是遲早的事情，因此再選型時(shí)要適當(dāng)考慮。</p>

65、<p>　　此外，還要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的外圍設(shè)備。例如：燃油供給系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。</p><p>　　2.2.3料輸送裝置型式的選擇</p><p>　　整個(gè)輸送裝置應(yīng)包括料輸送帶和裝車輸送帶。料輸送帶收集并將銑刨下來(lái)的散料運(yùn)送到裝車運(yùn)送帶。輸送帶由變量馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)。料輸送帶通過(guò)支架結(jié)構(gòu)來(lái)支撐，裝車輸送帶通過(guò)夯架結(jié)構(gòu)來(lái)支撐。</p><p&g

66、t;　　2.2.4灑水裝置型式的的選擇</p><p>　　灑水裝置用以減少路面銑刨機(jī)工作時(shí)的灰塵飛揚(yáng)，并冷卻刀具。灑水裝置由水泵、水箱、水管、以及噴頭等組成。除水箱外一般選用標(biāo)準(zhǔn)件，無(wú)需進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，只要合理組裝即可。根據(jù)不同的工作環(huán)境，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。</p><p>　　2.2.5底盤車架的型式的的選擇</p><p>　　車架是銑刨機(jī)設(shè)計(jì)的重要課題，它幾乎

67、比引擎更為重要，因?yàn)樗暮脡闹苯雨P(guān)系到車銑刨機(jī)的一切（操控、性能、安全、舒適........）</p><p>　　要評(píng)價(jià)車架設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的好壞，首先應(yīng)該清楚了解的是銑刨機(jī)在工作行駛時(shí)車架所要承受的各種不同的力。如果車架在路面銑刨機(jī)及其發(fā)展趨勢(shì)某方面的韌性不佳，就算有再好的系統(tǒng)，也無(wú)法達(dá)到良好的操控表現(xiàn)。而車架在實(shí)際環(huán)境下要面對(duì)4種壓力。</p><p><b>　　負(fù)載彎曲<

68、;/b></p><p>　　從字面上就可以十分容易的理解這個(gè)壓力，銑刨機(jī)的重量，是由車架承受的，通過(guò)輪軸傳到地面。而這個(gè)壓力，主要會(huì)集中在軸距的中心點(diǎn)。因此車架底部的縱梁和橫梁，一般都要求較強(qiáng)的剛度。</p><p><b>　　非水平扭動(dòng)</b></p><p>　　當(dāng)前后對(duì)角履帶遇到道路的不平，車架的梁柱便要承受這個(gè)縱向扭曲壓力，情

69、況就好像要你將一塊塑料片扭曲成螺旋形一樣。</p><p><b>　　3. 橫向彎曲</b></p><p>　　橫向彎曲，就是銑刨機(jī)在入彎時(shí)重量的慣性（即離心力）會(huì)使車身產(chǎn)生向彎外甩的傾向，而履帶的抓著力會(huì)和路面形成反作用力，兩股相對(duì)的壓力將車架橫向扭曲。</p><p><b>　　4. 水平菱形扭動(dòng)</b><

70、/p><p>　　因?yàn)槁访驺娕贆C(jī)在行駛時(shí)，每個(gè)履帶因?yàn)槁访婧托旭偳闆r的不同，（路面的鋪設(shè)情況、凹凸起伏、障礙物及進(jìn)出彎角等等）每個(gè)履帶會(huì)承受不同的阻力和牽引力，這可以使車架在水平方向上產(chǎn)生推拉以至變形，這種情況就好像將一個(gè)長(zhǎng)方形拉扯成一個(gè)菱形一樣。</p><p>　　其實(shí)車架的好壞并非物理指標(biāo)就可以涵蓋，所以即使有超強(qiáng)的新車架出現(xiàn)，最傳統(tǒng)的車架形式依然存在。</p><p

71、><b>　　1）大梁式車架</b></p><p>　　也稱作“陣式車架”，是最早出現(xiàn)的車架類型。大梁車架的原理很簡(jiǎn)單：將粗壯的鋼梁焊接或鉚合起來(lái)成為一個(gè)鋼架，然后在這個(gè)鋼架上安裝引擎、懸架、車身等部件，這個(gè)鋼架就是名附其實(shí)的“車架”。大梁式車架的優(yōu)點(diǎn)是鋼梁提供很強(qiáng)的承載能力和抗扭剛度，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)容易，生產(chǎn)工藝的要求也較低。致命的缺點(diǎn)是鋼制大梁質(zhì)量沉重，車架重量占去全車總重的

72、相當(dāng)部分；此外，粗壯的大梁縱貫全車，影響整車的布局和空間利用率，大梁的厚度使整車重心偏高。</p><p><b>　　2）承載式車架</b></p><p>　　也稱作整體式或單體式車架。針對(duì)大梁式車架質(zhì)量重、體積大、重心高的問(wèn)題，承載式車架的意念是用金屬制成堅(jiān)固的車身，再將發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架等機(jī)械零件直接安裝在車身上。這個(gè)車身承受所有的載荷，充當(dāng)車架，所以準(zhǔn)確稱呼應(yīng)為“

73、無(wú)車架結(jié)構(gòu)的承載式車身”（采用大梁車架的銑刨機(jī)車身則稱為“非承載式車身”）。承載式車架由鋼板經(jīng)沖壓、焊接而成，對(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的要求都很高，這也是中國(guó)目前的車身設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)難以突破的大難點(diǎn)。成型的車架是個(gè)帶有坐艙、發(fā)動(dòng)機(jī)艙和底板的骨架，我們所能看到的光滑的銑刨機(jī)車身則是嵌在骨架上的覆蓋件。承載式車車架是目前先進(jìn)路面銑刨機(jī)的主流，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)將車架和車身二合為一，重量輕，可利用空間大，重心低。但是除了開(kāi)發(fā)制造難度高外，剛度（尤其是抗扭剛度）不

74、足也是承載式車身的一大缺陷。目前主要采取的辦法是優(yōu)化車架的幾何形狀和采用局部增粗或補(bǔ)焊以加強(qiáng)抗扭能力。</p><p><b>　　3）鋼管式車架</b></p><p>　　顧名思義，鋼管式車架就是用很多鋼管焊接成一個(gè)框架，再將零部件裝在這個(gè)框架上。它的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，很適合小規(guī)模作業(yè)，有很多小規(guī)模的生產(chǎn)廠生產(chǎn)各式各樣的銑刨機(jī)，都是用自行開(kāi)發(fā)制造的鋼管車架。</

75、p><p>　　大梁式和承載式車架是占絕大多數(shù)的主流車架形式，但它們都分別有著顯著的缺點(diǎn)，即笨重和剛度不足。于是近年出現(xiàn)了融合這兩者優(yōu)點(diǎn)和車架設(shè)計(jì)方案，在承載式結(jié)構(gòu)的車廂底部增加了獨(dú)立的鋼框架，可以認(rèn)為是簡(jiǎn)化的大梁結(jié)構(gòu)，從而在保證剛度的同時(shí)，重量和重心又比大梁式結(jié)構(gòu)大為下降。因而，本次設(shè)計(jì)采用大梁式和承載式融合車架設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　2.3路面銑刨機(jī)的總體參數(shù)的選型</p&g

76、t;<p>　　路面銑刨機(jī)的總體設(shè)計(jì)，就是根據(jù)其主要用途、作業(yè)條件、使用場(chǎng)合及生產(chǎn)情況等，對(duì)其性能提出具體的要求，以作為整機(jī)和總體部件設(shè)計(jì)的依據(jù)。</p><p>　　路面銑刨機(jī)的總體參數(shù)的選擇與確定，是設(shè)計(jì)過(guò)程中一項(xiàng)十分重要的工作?？傮w參數(shù)選擇的合理，不僅給以后的技術(shù)要求設(shè)計(jì)帶來(lái)方便，而且更重要的是使路面銑刨機(jī)獲得良好的使用性能，較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，從而提高生產(chǎn)率，降低作業(yè)成本。</p>

77、;<p>　　路面銑刨機(jī)的總體參數(shù)包括：路面銑刨機(jī)的質(zhì)量；發(fā)送機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速；最大銑刨寬度、深度；載荷的分配；行走速度和爬坡能力；履帶結(jié)構(gòu)尺寸；箱體容積；料輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸及質(zhì)量等。</p><p>　　以上參數(shù)不是孤立的，它們之間存在著一定的內(nèi)在聯(lián)系。要合理的選擇它們，就必須做大量的調(diào)查研究工作，了解與之所設(shè)計(jì)的多種同類型銑刨機(jī)的結(jié)構(gòu)，性能和重要參數(shù)，與所設(shè)計(jì)的銑刨機(jī)進(jìn)行分析比較，從整機(jī)性能出發(fā)

78、，考慮“三化”的要求，合理選擇和正確確定以上各參數(shù)。</p><p><b>　　1. 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)</b></p><p>　　銑刨機(jī)作業(yè)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)有如下的分配:</p><p>　　1) 機(jī)器行走系統(tǒng)消耗功率；</p><p>　　2) 機(jī)器轉(zhuǎn)子系統(tǒng)消耗功率；</p><p>　　3) 其

79、它系統(tǒng)消耗的功率；</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　?。?）消耗于傳動(dòng)系統(tǒng)與輔助裝置的功率：</p><p><b>　　(2—1)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　………發(fā)動(dòng)機(jī)的有效

80、功率；</p><p>　　………傳動(dòng)系統(tǒng)的功率(對(duì)液壓傳動(dòng)為0. 6-0. 7 )；</p><p>　　（2）用于銑刨作業(yè)的功率：</p><p><b>　　(2—2)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　………銑刨功率占總功率的比例

81、(一般為0. 75-0. 8 )；</p><p>　　………消耗于傳動(dòng)系統(tǒng)與輔助裝置的功率；</p><p>　?。?）消耗于克服滾動(dòng)阻力的功率：</p><p><b>　　(2—3)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　………銑刨機(jī)的

82、滾動(dòng)阻力；</p><p>　　………銑刨機(jī)的作業(yè)速度； </p><p>　　………銑刨機(jī)的使用質(zhì)量；</p><p>　　………滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于輪式銑刨機(jī)在瀝青路面行駛，一般取0. 02-0. 03；</p><p><b>　　………坡度角;</b></p><p>　　………由銑刨機(jī)轉(zhuǎn)子

83、作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的垂直于路面的當(dāng)量質(zhì)量；</p><p>　　考慮到銑刨機(jī)的不同工作環(huán)境，參考同類型路面銑刨機(jī)的具體參數(shù)，同時(shí)根據(jù)國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平與國(guó)外技術(shù)的差距，為保證機(jī)器的工作可靠，在這里我們采用 “卡特皮勒 6直列水冷 3406EATAAC型”大功率柴油機(jī)。</p><p>　　功率： 421KW 轉(zhuǎn)速： 2100r/min 排量： 14.6L</p>

84、<p>　　2. 最大銑刨寬度、深度</p><p>　　根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求及路面銑刨機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，參考同類型的大型路面銑刨機(jī)的具體參數(shù)，在這里確定：</p><p>　　最大銑刨寬度： 2000mm 銑刨深度： 0－320mm</p><p>　　轉(zhuǎn)子直徑： 980mm 轉(zhuǎn)子最大傾斜角度： 5°</p><p&

85、gt;　　3. 行走速度和爬坡能力</p><p>　　根據(jù)路面銑刨機(jī)的工作環(huán)境及要求，確定</p><p>　　行走速度： 0－84m/min</p><p>　　理論爬坡能力： 100％</p><p>　　離地間隙： 310 mm</p><p><b>　　4. 履帶結(jié)構(gòu)尺寸</b><

86、;/p><p>　　履帶（長(zhǎng)×寬×高）： 1720×300×610 mm</p><p><b>　　5. 箱體容積</b></p><p>　　燃油箱： 1310 L</p><p>　　液壓油箱： 300 L</p><p>　　水箱： 3000 L<

87、/p><p>　　6. 料輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸及質(zhì)量等</p><p>　　根據(jù)所設(shè)計(jì)的路面銑刨機(jī)的整機(jī)大小及工作能力，參考現(xiàn)有機(jī)型選用</p><p>　　收料皮帶： 800 mm 卸料皮帶： 800 mm</p><p>　　理論運(yùn)輸能力： 330 /h</p><p>　　機(jī)架尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：

88、 8500×1250×1150 mm</p><p>　　皮帶質(zhì)量： 1.5 T</p><p>　　7. 路面銑刨機(jī)的質(zhì)量</p><p>　　根據(jù)所設(shè)計(jì)個(gè)零部件，路面銑刨機(jī)的質(zhì)量重約為25噸。</p><p>　　2.4路面銑刨機(jī)的總體布置</p><p>　　路面銑刨機(jī)的總體布置就是在參考同類

89、型銑刨機(jī)的基礎(chǔ)上，以保證路面銑刨機(jī)的主要性能為出發(fā)點(diǎn)，在總體設(shè)計(jì)和總體部件設(shè)計(jì)密切配合下，通過(guò)繪制布局草圖，根據(jù)使用要求及載荷分配來(lái)協(xié)調(diào)各個(gè)總成部件的性能，來(lái)確定它們的位置、尺寸和重量?？傮w布置不緊要使路面銑刨機(jī)有良好的使用性能，而且必須保證操作輕快、拆裝容易和維修方便。</p><p>　　1. 總體布置草圖基準(zhǔn)面的選擇</p><p>　　為了確定各總成部件在整機(jī)上的位置和尺寸，首先初

90、步確定支撐間距，輪距和履帶尺寸并畫在草圖上。參考同類型的機(jī)架的高度，確定機(jī)架上緣的位置，然后選擇三個(gè)基準(zhǔn)面，通?；鶞?zhǔn)面的選擇如下：</p><p>　　以通過(guò)后橋中心線的水平面為上下位置的基準(zhǔn)面；</p><p>　　以通過(guò)后橋中心線的垂直平面為左右位置的基準(zhǔn)面；</p><p>　　以通過(guò)路面銑刨機(jī)的縱向?qū)ΨQ軸為左右位置的基準(zhǔn)面；</p><p

91、>　　2. 發(fā)動(dòng)機(jī)、水箱、燃油箱、液壓油箱和傳動(dòng)系統(tǒng)的布置</p><p>　　動(dòng)力機(jī)通常布置在路面銑刨機(jī)的中后部，這樣不僅可以改善駕駛員的前后視野，而且還可以增加路面銑刨機(jī)的穩(wěn)定性。根據(jù)載荷分配確定其曲軸中心線的上下位置，在不影響整機(jī)的使用要求和傳動(dòng)系統(tǒng)的布置的情況下，希望盡可能的低一些，以降低整機(jī)的重心高度。動(dòng)力機(jī)的位置確定后，即可裝載機(jī)械傳動(dòng)裝置，確定轉(zhuǎn)軸。參考同類型路面銑刨機(jī)，水箱則可緊靠在發(fā)動(dòng)機(jī)后

92、面，以便對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻。燃油箱水箱一側(cè)布置在水箱側(cè)面即可。液壓油一般布置在機(jī)身尾部，其后配備風(fēng)扇對(duì)其進(jìn)行降溫。</p><p>　　3. 工作裝置的布置</p><p>　　路面銑刨機(jī)的工作裝置為銑刨裝置，并通過(guò)料傳遞裝置來(lái)運(yùn)輸物料。大型路面銑刨機(jī)的銑刨裝置一般布置在機(jī)身的中間位置下部，料傳送裝置在機(jī)身的前端。在布置時(shí)，結(jié)合工作裝置的設(shè)計(jì)和工作情況，參考同類型的路面銑刨機(jī)的布局，合理的分

93、配空間，以使銑刨機(jī)的工作狀態(tài)穩(wěn)定可靠。</p><p><b>　　4. 駕駛室的布置</b></p><p>　　駕駛室的位置在整機(jī)的中上部，操縱平臺(tái)位于駕駛室的前側(cè)，并安裝減震設(shè)備，來(lái)減少工作時(shí)由于機(jī)器的震動(dòng)而引起的儀表顯示不準(zhǔn)確和防止誤操作。</p><p>　　路面銑刨機(jī)的履帶行走機(jī)構(gòu)采用四輪液壓驅(qū)動(dòng)，前后輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向。為增加整機(jī)的穩(wěn)定性

94、，可使履帶的接地面積適當(dāng)增加。</p><p>　　通過(guò)路面銑刨機(jī)的總體參數(shù)確定和總體布置后，確定其主要參數(shù)如下：</p><p>　　圖 2-2路面銑刨機(jī)總裝示意圖</p><p>　　XBJ.W2000型主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　最大銑刨寬度： 2000 mm</p><p>　　銑刨深度： 0－320 m

95、m</p><p>　　刀間距： 15 mm</p><p>　　轉(zhuǎn)子直徑： 980 mm</p><p>　　轉(zhuǎn)子最大傾斜角度： 15°</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)：卡特皮勒 3406 EATAAC 6直列 水冷</p><p>　　主機(jī)尺寸（長(zhǎng)×寬×高）： 7120×300

96、0×3250 mm</p><p>　　機(jī)架尺寸（長(zhǎng)×寬×高）： 8500×1250×1150 mm</p><p>　　5. 路面銑刨機(jī)重心位置的確定</p><p>　　路面銑刨機(jī)的重量一般分為結(jié)構(gòu)質(zhì)量和使用重量，結(jié)構(gòu)重量是指裝配質(zhì)量，使用質(zhì)量是指除結(jié)構(gòu)質(zhì)量外還包括冷卻水、燃料、潤(rùn)滑油、液壓系統(tǒng)的工作油、運(yùn)輸物料

97、、工具、駕駛員和其它附件等。如不特殊說(shuō)明，一般說(shuō)路面銑刨機(jī)的重量是指其使用重量。</p><p>　　確定路面銑刨機(jī)的重量為25噸。</p><p>　　重心估計(jì)位置圖如下：</p><p>　　圖 2-3 重心位置分布圖</p><p>　　圖中：G1-運(yùn)輸機(jī)架重力（帶料） G2-車架重力 G3-發(fā)動(dòng)機(jī)重力 G4-銑刨裝置重力 G5

98、-水箱重力 G6-油箱重力 G7-液壓油箱重力 G8-駕駛員重力 G9-前履帶重力 G10-后履帶重力</p><p>　　以前履帶支撐柱軸心與地面交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。</p><p>　　根據(jù)各部件重心位置進(jìn)行計(jì)算，列表如下：</p><p>　　表2-1 重心位置表</p><p><b>　　根據(jù)重心坐標(biāo)：</b&g

99、t;</p><p>　　， (2—4)</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，得</b></p><p><b>　　(2—5)</b></p><p><b>　　(2—6)</b></p>

100、<p>　　求得整機(jī)重心為（1.8，1.47）即重心在距前履帶支撐軸心水平距離1.8 m，距地面1.47m的位置上。</p><p>　　第3章 路面銑刨機(jī)底盤車架的設(shè)計(jì)</p><p>　　在底盤的設(shè)計(jì)中，車架總成作為整車的基礎(chǔ)件，其設(shè)計(jì)的成功與否將直接影響到整車總布置的方便性，并對(duì)整車的安全性能起到至關(guān)重要的作用。大梁式和承載式車架是占絕大多數(shù)的主流車架形式，但它們都分別

101、有著顯著的缺點(diǎn)，即笨重和剛度不足。因而，本次設(shè)計(jì)采用大梁式和承載式融合車架設(shè)計(jì)方案。在承載式結(jié)構(gòu)的車廂底部增加了獨(dú)立的鋼框架，可以認(rèn)為是簡(jiǎn)化的大梁結(jié)構(gòu)，從而在保證剛度的同時(shí)，重量和重心又比大梁式結(jié)構(gòu)大為下降。</p><p>　　3.1車架總體尺寸的確定</p><p><b>　　1. 高度的確定</b></p><p>　　高度的確定根據(jù)總

102、布置，同時(shí)要滿足總成的安裝要求，確定車架的截面高度為1563mm。</p><p><b>　　2. 寬度的確定</b></p><p>　　設(shè)計(jì)車架時(shí)，一般必須根據(jù)整車總布置的要求(總寬、前后輪距、前輪轉(zhuǎn)向角、發(fā)動(dòng)機(jī)的外形尺寸等)來(lái)確定車架的寬度。車架的寬度受履帶軸距及最大轉(zhuǎn)向角的限制，最小值取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的外廓寬度，安裝方式的影響。</p><p

103、>　　因此，根據(jù)整車身提出的寬度要求，車架的寬度為2498mm。</p><p><b>　　3. 長(zhǎng)度的確定</b></p><p>　　車架的長(zhǎng)度主要取決于整車車身的設(shè)計(jì)要求及底盤各總成的布置情況，確定車架的總長(zhǎng)為7120mm，其中車架前段的長(zhǎng)度為(2484+425)mm，車架后段的長(zhǎng)度為1380mm，其中425mm為車身與運(yùn)輸機(jī)架的接頭部分。</p&

104、gt;<p>　　3.2補(bǔ)焊鋼框架的設(shè)置</p><p>　　剛度不足承載式車身的一大缺陷，目前主要采取的辦法是優(yōu)化車架的幾何形狀和采用局部增粗或補(bǔ)焊以加強(qiáng)抗扭能力。合理的補(bǔ)焊鋼框架是保證車架具有足夠扭轉(zhuǎn)剛度的必要條件，同時(shí)，補(bǔ)焊的鋼框架往往又是底盤一些總成的安裝基體，因此，在確定各補(bǔ)焊鋼框架的位置前必須充分考慮到整車各總成的布置情況。合理布局，在確保車架具有足夠的強(qiáng)度和剛度的同時(shí)，保證其他總成的安

105、裝方便性。</p><p>　　由于發(fā)動(dòng)機(jī)中置，為保證發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器及傳動(dòng)系的安裝要求，因此在車架的中間位置設(shè)置補(bǔ)焊鋼框架。</p><p>　　前、后軸間段的補(bǔ)焊鋼框架的設(shè)置，除考慮總成的安裝要求外，主要還要考慮行走系統(tǒng)的安裝要求，并避免與支座的安裝發(fā)生干涉。</p><p><b>　　3.3車架的連接</b></p><

106、;p>　　為了滿足總布置提出的各總成部件的安裝要求，因此把車架設(shè)計(jì)成前、中、后不等長(zhǎng)的三段組成。其中前段車架的寬度為2910mm，中段車架的長(zhǎng)度為1830mm，后段車架的長(zhǎng)度為1380mm。前、中、后兩段縱梁可通過(guò)重疊焊接并加設(shè)連接加強(qiáng)板而成為一牢固的整體，如圖3－1所示。（詳細(xì)尺寸見(jiàn)配套圖紙）</p><p><b>　　圖3-1 車架</b></p><p>

107、;<b>　　3.4車架結(jié)構(gòu)樣式</b></p><p>　　車架結(jié)構(gòu)樣式 如圖3－2示。（詳細(xì)尺寸見(jiàn)配套圖紙）</p><p>　　如圖3－2 車架結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.5車架與運(yùn)輸機(jī)架接頭的強(qiáng)度校核</p><p>　　由于車架的主體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，進(jìn)行校核計(jì)算將會(huì)十分的復(fù)雜、困難。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，并參考同類型路

108、面銑刨機(jī)的車架參數(shù)，尤其是以世界上非常先進(jìn)的維特根的產(chǎn)品W2000型底盤車架為研究對(duì)象。本次設(shè)計(jì)直接仿制出其車架結(jié)構(gòu)，大大降低了設(shè)計(jì)難度，縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了效率。下面對(duì)車架與運(yùn)輸機(jī)架接頭的進(jìn)行一下強(qiáng)度校核。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，車架與運(yùn)輸機(jī)架是通過(guò)鉚接的形式進(jìn)行連接的。鉚接具有工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、抗震、耐沖擊和牢固可靠等優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)一般較為笨重，被聯(lián)接件（或被鉚接件）上由于制有釘孔，使強(qiáng)度受到較大的削

109、弱。</p><p>　　設(shè)計(jì)鉚接時(shí)，通常是根據(jù)承載情況及具體要求，按照有關(guān)專業(yè)的技術(shù)規(guī)范或規(guī)程，選出合適的鉚縫類型即鉚釘規(guī)格，進(jìn)行鉚縫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后分析鉚縫受力時(shí)可能的破壞形式，并進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核。</p><p>　　鉚縫受力時(shí)可能的破壞形式如下：</p><p>　　1) 鉚釘被剪斷 2）板邊被剪壞 3）釘孔接觸面被破壞&

110、lt;/p><p>　　4）板邊被撕裂 5）板沿釘孔被拉斷</p><p>　　應(yīng)該指出：在進(jìn)行受力分析時(shí)，均假定 ①危險(xiǎn)截面上的拉應(yīng)力或切應(yīng)力、工作面上的擠壓應(yīng)力都是均勻分布的；②被鉚件貼合面上無(wú)摩擦力；③鉚縫不受彎矩作用。</p><p>　　根據(jù)理論力學(xué)和材料力學(xué)的知識(shí)可知，當(dāng)運(yùn)輸機(jī)架水平位置工作時(shí)，接頭鉚釘處受力最大，示意圖如下：<

111、/p><p><b>　　圖3－3</b></p><p><b>　　圖3－4</b></p><p><b>　　圖3－5</b></p><p>　　鉚釘受到運(yùn)輸機(jī)架給它的彎矩（圖3－3），我們將彎矩轉(zhuǎn)化為一對(duì)平衡力（圖3-4），根據(jù)作用力與反作用力之間的關(guān)系，兩塊支承板對(duì)鉚

112、釘?shù)闹С辛镕（圖3-5）。</p><p>　　由設(shè)計(jì)可知，運(yùn)輸機(jī)架工作狀態(tài)是重量為M=2200Kg，因而重力為 </p><p>　?。?200×9.8＝21560 N (3—1)</p><p><b>　　又因?yàn)椋?lt;/b></p><p><b>

113、　　(3—2)</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，得</b></p><p>　　21560×4250＝2×F×350/2 (3—3)</p><p>　　F=261800 N</p><p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知

114、：</p><p>　　1. 由被鉚件的拉伸強(qiáng)度條件得知，允許鉚縫承受的靜載荷為</p><p><b>　　(3—4)</b></p><p>　　2. 由被鉚件上孔壁的擠壓強(qiáng)度條件得知，被鉚件允許承受的壓力為</p><p><b>　　(3—5)</b></p><p>