【文章內容簡介】 院學士學位論文4國內路面銑刨機的發(fā)展起始于 20 世紀 80 年代，開始是以拖拉機為底盤通過安裝銑刨裝置改裝而成的，直到進入 90 年代才開始進行自行式銑刨機的研制。近兩年有了一定的發(fā)展，主要機型的使用性能已完全能滿足國內高等級公路及市政道路的養(yǎng)護要求，良好的性能價格比與國外進口產品相比也有較大的競爭優(yōu)勢，但在品種規(guī)格、技術水平及配套件等方面仍存在較大的差距?？傮w來看，國產銑刨機產品缺乏系列化，功能欠完善，技術含量低，工作可靠性差。目前僅以生產銑刨寬度 米和 1 米的兩種輪式銑刨機為主，生產銑刨寬度 2 米銑刨機的只有徐州工程機械制造廠等幾個少數(shù)廠家。國家經貿委已經明確指出將重點發(fā)展銑刨寬度 米，銑刨速度 03m/min，銑刨深度 0300mm 的銑刨機，從而快速提高我國路面養(yǎng)護機械的國際競爭力。 表 11：國內銑刨機主要生產廠商及主要機型情況表 生產廠 型號 銑刨寬度（米） 行走方式 控制方式 山西建筑機械股份有限公司CM2022 履帶式 數(shù)字電子CM1900 履帶式 數(shù)字電子西安宏大交通科技有限公司 CM1200 輪式 數(shù)字電子西安筑路機械公司 LX200 履帶式 數(shù)字電子XM200 履帶式 數(shù)字電子XM101 輪式徐州徐工筑路機械有限公司XM100 輪式LXZYH2022 輪式 數(shù)字電子鎮(zhèn)江華晨華通路面機械有限公司 LX1000 輪式KFX2200 履帶式 數(shù)字電子KFX2022 履帶式 數(shù)字電子沈陽北方交通工程司KFX1000 輪式天津鼎盛工程機械有限公司LX1000 輪式德國 Wirtgen 公司 W2022 履帶式 數(shù)字電子瑞典 Dynapac 公司 PL2022S 履帶式 數(shù)字電子意大利 Bitelli 公司 SF200L 履帶式 數(shù)字電子就目前產品的技術水平而言，國產機型更多地借鑒了歐洲銑刨機的技術和經驗，在動力、液壓和控制系統(tǒng)上均采用了國際化的配套，可以說在系統(tǒng)配置上達到了國際先進水平。國內生產廠家以徐州工程機械制造廠、鎮(zhèn)江華通機械集團公司、山東德州工程機械公司 3 家為主。徐州工程機械制造廠于 1999 年引進德國維特根 2022DC 銑刨機技術，通過消化吸收已形成了銑削寬度分別為 1 米和 2 米的系列化產品。鎮(zhèn)江華通機械集團公司生產銑刨寬度 和 1 米兩種型號的銑刨機，最近研制成功銑刨寬度 米的帶回收裝置的 LXZYH1000 型銑刨機。山東德州工程機械公司主要生產銑刨寬度 1 米的銑刨機，最近正在試制銑刨寬度 2 米的 LX2022 型銑刨機。在今后的市場競爭中，我國的銑刨機生產廠商應該發(fā)揮如下優(yōu)勢：①利用我國已經加入 WTO 有利條件，樹立國際化設計思想，加強國際間技術合作，技術上保持與國際發(fā)展水平同步，爭取更大的高端產品市場；②發(fā)揮本地化的優(yōu)勢，為用戶提供及時的從整機技術到配件供給等全方位的服務；③利用我國勞動力價格低廉的優(yōu)勢，降低整機成本，發(fā)揮價格優(yōu)勢，爭取更多的中低端用戶，擴大市場；④注意研發(fā)符合我國道路特點的專公路銑刨機整機的設計5有技術及產品系列，為公路養(yǎng)護工程服務，促進我國公路交通事業(yè)的技術進步。隨著公路交通事業(yè)突飛猛進發(fā)展，特別是經過“八五”和“九五”期間的快速健康發(fā)展，我國公路基礎設施的總量取得了巨大的突破，到 2022 年底，公路總里程已達 176萬 km，其中高速公路為 萬 km、二級以上高等級公路 24 萬 km。為保持道路通行的安全、舒適、快速，對它們進行及時、有效、高質量的養(yǎng)護將是今后日常工作的重點。根據(jù)我國公路發(fā)展的統(tǒng)計，未來公路養(yǎng)護對各類現(xiàn)代化機械設備的需求將會越來越大。隨著高速公路大修期的到來和公路交通行業(yè)以及城市管理部門對現(xiàn)代化養(yǎng)護方式的認識，對路面銑刨機的需求將會逐年增加，并且會以很快的速度增加。國外進口產品盡管性能先進，但價格昂貴、維修服務不便，因此可以預計國產瀝青路面銑刨機將具有較廣闊的市場前景。國內生產企業(yè)應抓住機遇，使國產瀝青路面銑刨機盡快形成完整的系列，并不斷提高產品的使用性能和可靠性，為用戶提供經濟、實用、高質量的銑刨機。 路面銑刨機設計的指導思想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，路面會陸續(xù)出現(xiàn)一些病害，嚴重影響行車速度與安全。由于路面銑刨機工作效率高、施工工藝簡單、銑削深度易于控制、操作方便靈活、機動性能好、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銑刨路面，使路面保持平整。用銑刨機械銑刨損壞的舊鋪層，再鋪設新面層是一種最經濟的現(xiàn)代化養(yǎng)護方法。結合國內外路面銑刨機的發(fā)展概況，設計思想有以下幾點：1. 向大型化方向發(fā)展；2. 實用性與先進性兼顧；3. 充分利用發(fā)動機的功率；4. 簡化操作，實現(xiàn)自動化控制，設備可靠；5. 簡化設備保養(yǎng)，合理潤滑，充分防腐； 路面銑刨機設計的設計原則根據(jù)以上的設計指導思想，可以確定以下的設計原則，選用標準件和成熟機構，盡可能結合現(xiàn)有設備，降低制造成本，并保證性能和質量；，確保作業(yè)要求；，維修方便； 本文設計的主要內容本文主要負責公路銑刨機整體的設計，包括銑刨機總體的布置，總體參數(shù)的選型，功率的計算及發(fā)動機的選型，傳動方案的選擇，行星減速器的計算與選型，行走系統(tǒng)的設計，銑刨系統(tǒng)的設計以及輸料裝置的設計。通過比較不同廠家的現(xiàn)有的銑刨機，進而選出最優(yōu)的設計方案。無錫太湖學院學士學位論文62 路面銑刨機的總體設計路面銑刨機的總體設計，就是根據(jù)其主要用途、作業(yè)條件、使用場合及生產情況等，合理的選擇和確定機型、各總成的結構型式、性能參數(shù)及整機尺寸等，并進行合理的布置。這些組成和部件相互依賴又相互制約，因此，路面銑刨機的性能不僅取決與每個部件的好壞，而更重要的是取決于各總成性能的相互協(xié)調。各總成性能的相互協(xié)調如何，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。如果整體設計過程中缺乏全局觀念，而對總體參數(shù)及各總成部件性能的協(xié)調匹配考慮不周，或注意不夠，即便設計的各單個總成部件結構是先進的，性能是良好的，但組合裝配在一起不一定就能獲得整機的良好性能。這是因為某些總成部件的優(yōu)點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，路面銑刨機的總體設計對整機的性能起著決定性的影響。因此，總體設計必須從保證路面銑刨機的整體性能出發(fā)，正確的選擇和確定各總成的結構型式、總體參數(shù)，使其獲得良好的匹配關系，并進行合理的布置，以達到設計的完美性。以下各節(jié)分別就路面銑刨機的選型、總成部件結構型式的選擇及比較等作以具體的闡述。 路面銑刨機的選型路面銑刨機結構型式的選擇，主要是根據(jù)其用途和作業(yè)場合，前已述及。路面銑刨機的結構型式按銑刨機行走方式不同，可分為輪式和履帶式。輪胎式的優(yōu)點：重量輕、速度快、機動靈活、效率高、行走時不破壞路面及維修方便等。由于以上特點，輪胎式路面銑刨機一般以中小型居多，運行方便、快捷靈活。適 用于小面積的路面維修、刮除噴涂標線、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)地點不太集中、轉移性頻繁的情況下，生產率大大超過了履帶式。輪胎式的缺點：輪胎接地比壓較大、通過性能差、重心較高，穩(wěn)定性較差。履帶式的優(yōu)點：履帶接地面積大，使得接地比壓小，通過性能好、重心低、穩(wěn)定性好、重量大、附差性好、牽引力大、比切入力大。因此，大中型路面銑刨機一般為履帶全液壓式，主要用于大規(guī)模路面養(yǎng)護作業(yè)。履帶式的缺點：速度低、不夠靈活機動、制造成本高、維修較難、行走時易破壞路面，轉移工作場地時需用拖車托運。隨著市政道路和高等級公路建設突飛猛進，大規(guī)模的機械化養(yǎng)護時代已經到來。國家經貿委已經明確指出將重點發(fā)展銑刨寬度 米，銑刨速度 03m/min，銑刨深度 0300mm 的銑刨機，從而快速提高我國路面養(yǎng)護機械的國際競爭力。因而，根據(jù)現(xiàn)有路面銑刨機總體性能的優(yōu)缺點，以及國內路面銑刨機的發(fā)展趨勢，我們選用履帶式行走系統(tǒng)大型路面銑刨機進行設計。公路銑刨機整機的設計7 路面銑刨機的總體參數(shù)的選型路面銑刨機的總體設計，就是根據(jù)其主要用途、作業(yè)條件、使用場合及生產情況等，對其性能提出具體的要求，以作為整機和總體部件設計的依據(jù)。路面銑刨機的總體參數(shù)的選擇與確定，是設計過程中一項十分重要的工作?？傮w參數(shù)選擇的合理，不僅給以后的技術要求設計帶來方便，而且更重要的是使路面銑刨機獲得良好的使用性能，較高的技術經濟指標，從而提高生產率，降低作業(yè)成本。路面銑刨機的總體參數(shù)包括：路面銑刨機的質量；發(fā)送機的功率、轉速；最大銑刨寬度、深度；載荷的分配；行走速度和爬坡能力；履帶結構尺寸；箱體容積；料輸送系統(tǒng)的結構尺寸及質量等。以上參數(shù)不是孤立的，它們之間存在著一定的內在聯(lián)系。要合理的選擇它們，就必須做大量的調查研究工作，了解與之所設計的多種同類型銑刨機的結構，性能和重要參數(shù)，與所設計的銑刨機進行分析比較，從整機性能出發(fā)，考慮“三化”的要求，合理選擇和正確確定以上各參數(shù)。（1）發(fā)動機參數(shù)銑刨機作業(yè)時發(fā)動機的功率組合為 :??3 最高可能的切削速度下進行最大切深的銑刨作業(yè)，所需功率為 ；max2P 集料系統(tǒng)最大能力回收廢料，所需功率為 P ； H 散熱系統(tǒng)最大能力散熱，所需功率為 P ； S 控制系統(tǒng)進行正確的控制，所需功率為 P ； K 輔助系統(tǒng)進行必要的輔助動作，所需功率為 P 。 F（2）最大銑刨寬度、深度根據(jù)本次設計的要求及路面銑刨機的發(fā)展趨勢，參考同類型的大型路面銑刨機的 具體參數(shù)，在這里確定：最大銑刨寬度：4000mm 銑刨深度： 0－300mm轉子直徑： 2022mm 轉子最大傾斜角度： 5176。（3）行走速度和爬坡能力根據(jù)路面銑刨機的工作環(huán)境及要求，確定行走速度： 0－84m/min理論爬坡能力： 100％離地間隙： 310 mm（4）履帶結構尺寸履帶（長寬高）： 3300520550mm（5）箱體容積燃油箱： 2310 L液壓油箱：1200 L水箱： 3000 L（6）料輸送系統(tǒng)的結構尺寸及質量等無錫太湖學院學士學位論文8根據(jù)所設計的路面銑刨機的整機大小及工作能力，參考現(xiàn)有機型選用收料皮帶： 2022 mm 卸料皮帶：2022 mm理論運輸能力： 630 /h3m機架尺寸（長寬高）： 100002500550 mm皮帶質量： T（7）路面銑刨機的質量根據(jù)所設計個零部件，路面銑刨機的質量重約為 45 噸。 路面銑刨機的總體布置路面銑刨機的總體布置就是在參考同類型銑刨機的基礎上，以保證路面銑刨機的主要性能為出發(fā)點，在總體設計和總體部件設計密切配合下，通過繪制布局草圖，根據(jù)使用要求及載荷分配來協(xié)調各個總成部件的性能，來確定它們的位置、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。（1）總體布置草圖基準面的選擇為了確定各總成部件在整機上的位置和尺寸，首先初步確定支撐間距，輪距和履帶尺寸并畫在草圖上。參考同類型的機架的高度，確定機架上緣的位置，然后選擇三個基準面，通?；鶞拭娴倪x擇如下：以通過后橋中心線的水平面為上下位置的基準面；以通過后橋中心線的垂直平面為左右位置的基準面；以通過路面銑刨機的縱向對稱軸為左右位置的基準面；（2）發(fā)動機、水箱、燃油箱、液壓油箱和傳動系統(tǒng)的布置 ??3動力機通常布置在路面銑刨機的中后部，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，在不影響整機的使用要求和傳動系統(tǒng)的布置的情況下，希望盡可能的低一些，以降低整機的重心高度。動力機的位置確定后，即可裝載機械傳動裝置，確定轉軸。參考同類型路面銑刨機，水箱則可緊靠在發(fā)動機后面，以便對發(fā)動機進行冷卻。燃油箱水箱一側布置在水箱側面即可。液壓油一般布置在機身尾部，其后配備風扇對其進行降溫。（3）工作裝置的布置路面銑刨機的工作裝置為銑刨裝置，并通過料傳遞裝置來運輸物料。大型路面銑刨機的銑刨裝置一般布置在機身的中間位置下部，料傳送裝置在機身的前端。在布置時，結合工作裝置的設計和工作情況，參考同類型的路面銑刨機的布局，合理的分配空間，以使銑刨機的工作狀態(tài)穩(wěn)定可靠。（4）駕駛室的布置駕駛室的位置在整機的中上部，操縱平臺位于駕駛室的前側，并安裝減震設備，來減少工作時由于機器的震動而引起的儀表顯示不準確和防止誤操作。路面銑刨機的履帶行走機構采用四輪液壓驅動，前后輪獨立轉向。為增加整機的穩(wěn)定性，可使履帶的接地面積適當增加。公路銑刨機整機的設計9 銑刨機總體方案的設計總體方案如圖所示：1．發(fā)動機，為整臺機器提供動力，由傳動系統(tǒng)傳遞到各個部分；2．銑刨機的機架，主要用來支撐各個部分，為各部分的裝配提供載體；3．支撐架，用來將輸送裝置裝配到機架上；4．輸送裝置，用來將銑下的肥料收集，運送到運輸車上；5．行走機構，主要實現(xiàn)行走，支撐，轉向等功能；，銑刨機的主要結構，直接用來銑削路面的的裝置，由銑刨鼓，刀具，固定擋板，浮動擋板，后刮板等組成。 圖 銑刨機總體設計方案（1）行走機構的設計輪式機動性好、轉場方便，特別適合于中小型路面作業(yè)。履帶式多為銑削寬度2022mm 以上的大型銑刨機，有舊材料回收裝置，適用于大面積路面再生工程。由于本文設計的銑刨機銑刨寬度為 4m，故選用履帶式的行走機構。（2）減速器的選擇一般發(fā)動機的轉速在 2022r/min 左右，而銑刨鼓的轉速在 30~50r/