【文章內(nèi)容簡介】 化瀝青運輸罐車 液態(tài)瀝青保溫運輸罐車 平地機 銑刨機 新骨料運輸卡車及壓路機等 道路冷再生機主要分為結(jié)構(gòu)件、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)（電氣及液壓系統(tǒng)）、銑削及其拌和轉(zhuǎn)子、噴灑系統(tǒng)、 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等幾大部分。 國外比較先進水平的道路就地冷再生機械的技術(shù)有如下新特點：銑削系統(tǒng)的參數(shù)控制采用閉式的自動控制系統(tǒng)，可以根據(jù)具體的路面情況自動的調(diào)整其參數(shù)，并且銑削轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速也可以根據(jù)路面情況進行變速以達到最好的拌和銑削效果，達到滿意的瀝青材料的顆粒度。采用低速大扭矩馬達直接驅(qū)動或高速行走 方案的液壓全輪驅(qū)動系統(tǒng)，采用手動伺服控制、電液控制或電液比例控制等控制系統(tǒng)。駕駛室、整機外觀造型和色彩采用工業(yè)設(shè)計原理，駕駛室內(nèi)部采用人機工程學(xué)原理設(shè)計，操縱環(huán)境向轎車的內(nèi)部裝飾方向發(fā)展，提高整機的美學(xué)功能和操縱舒適性。采用流線的外觀設(shè)計、合理的總體布局以及鮮明光澤的外觀涂漆更具現(xiàn)代的氣息。另外還可選配冷暖型空調(diào)系統(tǒng)、音響系統(tǒng)。結(jié)合現(xiàn)代工程機械的發(fā)展的大方向，道路冷再生機械也實現(xiàn)了機電液信一體化，其中的劑料的添加噴灑系統(tǒng)都是由其計算機系統(tǒng)控制精確計量的。小型的就地冷再生機械其中的后輪還可以擺動到其轉(zhuǎn)子銑削寬 度的內(nèi)部可以實現(xiàn)靠邊的路面可以全部銑削到等。 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計要求以及參考國外先進的就地冷再生機的制造設(shè)計技術(shù) ，在此畢業(yè)設(shè)計中，主要參考維特根的 WR2500KS 的一些參數(shù)結(jié)構(gòu)。主要系統(tǒng)的設(shè)計與各個結(jié)構(gòu)的布局，也參考一些相關(guān)的成型的產(chǎn)品，結(jié)合計算選擇其零件。以下是其就地冷再生機的基礎(chǔ)設(shè)計。整機設(shè)計圖如圖 所示： 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 11 1— 轉(zhuǎn)向液壓缸 2— 轉(zhuǎn)向拉桿 3— 行走馬達與輪邊減速器 4— 轉(zhuǎn)子提升臂 5— 車輪總成 6— 車架 7— 駕駛室 8— 噴 灑裝置 9— 水箱 10— 轉(zhuǎn)子總成 11— 轉(zhuǎn)子 12— 發(fā)動機 13— 液壓油箱 14— 燃油箱 15— 轉(zhuǎn)向泵 16— 行走泵 17— 輔助液壓泵 18— 減速器 19— 轉(zhuǎn)子軸 圖 道路冷再生機的總體裝配圖 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 .動力系統(tǒng) 本機采用康明斯 QS 15600 蝸輪增壓式大功率大扭矩柴油發(fā)動機， 符合目前實施 的歐美非公路用機動設(shè)備的第三階段排放標(biāo)準(zhǔn) (Tier 3)。該發(fā)動機實行了全電控，可以使發(fā)動機輸出 360～ 600馬力變化的功率，滿足不同工況下發(fā)動機在最好的工作狀態(tài)的使用要求。具有較大的散熱面積的冷卻器，風(fēng)扇裝有自動控制裝置。在較好的布置之下，發(fā)動機的所有維護和保養(yǎng)均可以在地面上進行，車輛的左右上面均設(shè)置有窗口可方便的對發(fā)動機實施檢查維修。 發(fā)動機具體參數(shù)如下 表 發(fā)動機 康明斯 汽缸數(shù)目 6 額定轉(zhuǎn)速 1800r/min 型號 QSX15600 輸出功率 440KW 最大扭矩 @1400r/min 冷卻方式 水冷 排量 15L 全負荷油耗 .工作裝置傳動系統(tǒng) 本就地冷再生機的工作裝置是通過機械傳動來實現(xiàn)的，由發(fā)動機的分動箱分配出來的動力通過離合器、聯(lián)軸器傳輸?shù)焦ぷ餮b置的 3級減速器，實現(xiàn)其傳動比為 11 的傳動，再通過帶輪帶傳動最終傳到銑削轉(zhuǎn)子上，驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。其中的皮帶采用能傳動其大扭矩的窄 V 帶，能夠保證工作裝置再大的工作阻力下長時間不間歇正常工作。并且在大扭矩的發(fā)動 機 的驅(qū)動下能滿足各個工況的工作。 、行走傳動系統(tǒng)與 制動系統(tǒng) 本機的行走和制動是通過液 壓驅(qū)動的，并且能使每 個行走輪都是通過其各自的馬達驅(qū)動，通過輪邊減速器和制動器的結(jié)合來實現(xiàn)行走和制動的。行走和制動的液壓系統(tǒng)的原理圖如圖 所示，行走的傳動路線是發(fā)動機→分動箱→行走液壓柱塞變量泵→控制閥→行走液壓柱塞變量馬達→驅(qū)動輪。液壓泵和馬達都采用變量的，再生機工作和行駛速度可實現(xiàn)無級調(diào)速。通過操縱變量泵手動換向閥改變液壓馬達液壓油的流向，可實現(xiàn)再生機的前進方向和停車。行走系統(tǒng)所有的液壓元件都是選用著名品牌，并且通過合理的匹配使各個元件都能達到最高的性能。車輛的制動由靜液壓傳動系統(tǒng)和多片制動離合器實現(xiàn) 。液壓油通過其行走泵提供的液壓油實現(xiàn)的。在再生機工作的過程中 ， 通過控制液壓系統(tǒng)實現(xiàn)了行駛在 0～ 15m/min 范圍內(nèi)的行走 ,而在非工作狀態(tài)下 ,冷再生機可以實現(xiàn) 200m/min 的行駛速度 ,增強了本機的機動性能。 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 1 1 2 3 4 5127891011 圖 冷再生機的行走制動液壓系統(tǒng) 1變量馬達； 8電磁閥； 3單向分流閥； 4三位四通手動換向閥； 5制動器；6壓力表； 7變量泵； 9截止閥； 10濾油器； 11冷卻器； 12液壓油箱。 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 14 圖 冷再生機的制動原 理圖 1制動踏板 2推桿 3主活塞缸 4制動缸 5油管 6制動輪缸 7輪缸活塞 8制動鼓 9摩擦片 10制動蹄 11制動底板 12支撐銷 13制動蹄復(fù)位彈簧 .轉(zhuǎn)向傳動系統(tǒng) 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為液壓傳動。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓元件組成與工作原理如圖 和圖 所示。傳動路線是：發(fā)動機→齒輪泵→控制閥→液壓缸。本就地冷再生機采用的是輪式四輪轉(zhuǎn)向，可以使長大 10 米的機器以較小的半徑實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，提高機器的機動性能。在前后轉(zhuǎn)向輪支撐支架上有轉(zhuǎn)向支板、轉(zhuǎn)向支架、連桿組成的轉(zhuǎn)向機構(gòu)。駕 駛?cè)藛T可以通過控制臺設(shè)定轉(zhuǎn)向的扭矩控制轉(zhuǎn)向的速度，操縱方向盤控制轉(zhuǎn)向液壓泵可使駕駛?cè)藛T輕松的實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 15 、 圖 前輪的轉(zhuǎn)向機構(gòu) 示意圖 發(fā)動機12345667 圖 轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)原理圖 1濾油器； 2齒輪定 量泵； 3變向組合閥； 6液壓鎖組合閥體； 7后輪轉(zhuǎn)向液壓缸。 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 圖 轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 .輔助液壓缸傳動系統(tǒng) 輔助的液壓系統(tǒng)主要是在冷再生機工作 裝置的液壓缸，通過反饋的控制傳感器電路等自動實現(xiàn)銑削深度和拌和空間的大小的控制?？梢允乖诓煌穆窙r和施工條件下達到較好的銑削破碎效果。并且在下板的液壓缸對其的壓力使施工過的瀝青路面滿足一定的壓實度和平整度，便于進一步的壓實施工。 輔助液壓系統(tǒng)的作用是控制銑拌轉(zhuǎn)子大臂的升降、轉(zhuǎn)子罩尾門的啟閉和后輪的轉(zhuǎn)向。該系統(tǒng)由幾組電磁閥來控制各油缸運動。電磁閥組為并聯(lián)閥組，各閥組基板相連，基板進油口與單路穩(wěn)定分流閥相連，閥 組出口與集流塊相連，供油控制閥組 為整個系統(tǒng)提供高壓油。當(dāng)供油電磁閥不通電時 P口與 T 口相通，系統(tǒng)液壓油卸荷 ，整個系統(tǒng)不能工作；當(dāng)供油電磁閥通電時 P口與 T 口斷開，為整個系統(tǒng)提供高壓油，系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，溢流閥設(shè)定壓力 16MPa，保護系統(tǒng)元件。 銑拌轉(zhuǎn)子的升降。操縱電磁閥開關(guān)，液流從電磁閥流出經(jīng)液控單向閥和單向節(jié)流閥進入大臂提升油缸的有桿腔和無桿腔，活塞桿收縮或伸出，大臂帶動轉(zhuǎn)子升降。當(dāng)轉(zhuǎn)子下降時，油缸有桿腔液壓油流出，經(jīng) A 口單向節(jié)流閥，油液流量減小，使轉(zhuǎn)子速度下降不至過快。當(dāng)電磁閥開關(guān)處于中位時，無論工作裝置在何位置，液壓鎖把油缸鎖住，保證拌和深度不變。 當(dāng)操縱尾門電磁閥開關(guān)時，則可以控制尾門油缸的運動，實現(xiàn)尾門 的開關(guān)，并可固定在一定的開度狀態(tài)。為了可以控制尾門的啟閉速度，在尾門油缸的進出油口安裝有單向節(jié)流閥。 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 17 當(dāng)操縱后輪轉(zhuǎn)向電磁閥開關(guān)時，則可以控制后輪的轉(zhuǎn)向，左右轉(zhuǎn)向角的大小利用接近開關(guān)實現(xiàn)自動控制，并具有自動回中功能。液壓鎖把油缸鎖住，保證后輪轉(zhuǎn)向的可靠性。 圖 輔助液壓系統(tǒng) .電氣系統(tǒng) 24V(80A)三相交流發(fā)電機系統(tǒng)。全系列工作照明系統(tǒng)，包括兩盞帶磁鐵底座，它可用在任何需要安裝照明燈的地方。在駕駛室內(nèi)安裝有照 明燈以及空調(diào)裝置，可以使施工駕駛?cè)藛T在炎熱的天氣舒適的施工操作。 .噴灑系統(tǒng) 本機配置有三套再生噴灑裝置，包括泡沫瀝青噴灑，水噴灑以及水泥等其他漿料的撒布裝置，可以滿足 多種 舊路面的冷再生要求。只有水噴灑有完整的裝置系統(tǒng)，安置一個有電動的泵和控制計量系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確添加水的量，使再生后的瀝青材料達到好的性能要求。 供水液壓系統(tǒng)由串接在行走泵后的液壓泵、和水泵聯(lián)接的液壓馬達及相關(guān)管路組成，噴灑系統(tǒng)在轉(zhuǎn)子拌合物料時，把適量的水噴進轉(zhuǎn)子罩內(nèi)，使物料獲得均勻的、合乎要求的濕度。噴灑用水要求是清水，由水車供應(yīng)，水 車在冷再生機前面，用水管連接在冷再生機前端的接口上，接口處用消防快速接頭，便于拆裝。離心水泵把水從水車吸出，加壓輸送到噴頭處，噴到轉(zhuǎn)子罩內(nèi)。流量控制閥是個球閥，通過推拉軟軸控制其開度，從而控制水的流量。渦輪流量計 7 內(nèi)部葉輪的轉(zhuǎn)速和流經(jīng)的水流量成正比，葉輪旋轉(zhuǎn)使檢出裝置的磁路發(fā)生周期性的變化，檢出線圈兩端感應(yīng)出與流量成正比的電脈沖頻率信號，經(jīng)前置放大器放大后送至駕駛室內(nèi)的顯示儀表。冬季不學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 18 用時，應(yīng)將泵體與輸水管路內(nèi)的水排放干凈。 其他的噴灑系統(tǒng)以簡單緊湊的噴灑裝置在冷再生機上沒有設(shè)置專門的噴灑計量裝置，噴灑動力裝 置以及控制裝置，只有輸送和噴嘴等裝置，其余輔助裝置都可以方便的安裝在 專用配套機械 ，在配套機 械上動力裝置和控制臺，動力可以通過液壓傳動，駕駛員可以通過控制臺 控制整個噴灑裝置的工作，滿足不同工況的使用要求。施工過程中噴灑系統(tǒng)的工作過程如圖 和圖 所是示。 圖 噴灑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作過程 圖 水泥撒布裝置的工作過程 .銑削及其拌和轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子（圖 ）銑削過程做上切運動，即工作過程為逆銑（圖 ）。 工作過程中車輛的行駛速度最高達到 15m/min,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速也能達到 70r/min，以及調(diào)整合適的拌和空間（圖 ）能是瀝青混合料達到需要的要求，達到好的拌和效果。轉(zhuǎn)子上的 200把刀具使舊瀝青混合料有很好的顆粒度。 刀具為子彈形 (參見圖 )，刀具底部為五角形，學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 19 插入安裝座，由帶有自鎖功能的螺釘固定。在工作過程中，刀具可以在刀座內(nèi)自由的轉(zhuǎn)動，使刀具四周能夠均勻的磨損，延長刀具的壽命。 圖 轉(zhuǎn)子圖 圖 不同銑削深度下的拌和空間大小 圖 銑削工作裝置的總成圖 、道路就地冷再生機的施工工作參數(shù)指標(biāo) 在現(xiàn)代的工程機械中，就地冷再生機的工作施工等標(biāo)準(zhǔn)還 沒有建立完全，尤其在國內(nèi)冷再生機才剛剛起步，但是在路面施工機械中，就地冷再生機的工作原理與穩(wěn)定土拌和設(shè)備以及冷銑刨機的工作原理相同。所以我們可以參考起以上兩個設(shè)備的施工標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)指標(biāo)要求。 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 20 在冷再生的施工過程中的主要指標(biāo)參數(shù)要求主要有：再生機械的生產(chǎn)率，添加料的類型和用量，再生后路面瀝青混合料的平整度和顆粒度以及壓實后路面指標(biāo)要求等。在大中型帶熨平板的冷再生機械中，還有其再生后的攤鋪新路面指標(biāo)參數(shù)要求。 道路就地冷再生是國外 80 年代后期迅速發(fā)展起來的一門新技術(shù) ,在國外被廣泛地應(yīng)用于舊路維修改造、升級中。道路 就地冷再生技術(shù)是指充分利用現(xiàn)有舊路材料 (面層和部分基層 ),按照新的設(shè)計要求 ,選擇性地摻入適量的骨料 ,按比例加入添加劑 (水泥、石灰、粉煤灰、泡沫瀝青和乳化瀝青等 )和適量的水 ,在自然環(huán)境狀態(tài)下就地連續(xù)地完成舊瀝青路面的銑刨、破碎、拌和和攤鋪 ,隨后進行找平及壓實 ,形成具有所需性能、質(zhì)量滿足要求的道路新基層。在舊路維修改造中應(yīng)用冷再生技術(shù)可大大簡化施工工序 ,同時可節(jié)約材料、縮短工期、保護環(huán)境、節(jié)約成本、提高效益 。 通過水泥混合料的實驗表明： 水泥劑量小于 %時 ,再生料的抗壓強度不能滿足要求 。水泥劑量為 5%； %； %時 ,再生料的抗壓強度滿足要求 ,但從經(jīng)濟的角度考慮 ,采用 %的水泥更為合理些。各技術(shù)指標(biāo)的實測結(jié)果見表 。 水泥再生混合料的級配 表 在我國的就地冷再生的應(yīng)用實例中也可以總結(jié)就地冷再生的施工指標(biāo)。比如： 山東省泰安市東平縣公路站完成的 “ 舊瀝青路面材料再生利用技術(shù)研究與開發(fā) ” 是一種將舊瀝青路面材料、經(jīng)過技術(shù)處理，摻加再生劑后重新拌制成符合路用性能的再生瀝青混合料及其路面鋪筑等工藝。它主要解決了舊料回收加工，再生劑配制應(yīng)用，再生路面結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工程序，特別是應(yīng)用陽離子乳化瀝青冷再生的施工藝設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)。其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)為：舊料利用率 40－ 65%，再生路面彎沉值 ，摩擦系數(shù) ，平整度 99%，完好率 99%。該再生劑配制應(yīng)用技術(shù)具有簡便易行、成本低廉、再生效果優(yōu)良等優(yōu)點 。 施工中因每次開始和終止而形成的橫 穿作業(yè)面的橫向接縫是不連續(xù)的。每次停機 ,即使僅需幾分鐘用于更換罐車 ,也將形成一個嚴重影響再生材料均勻性的橫縫。因此 ,施工中應(yīng)盡量減少停機現(xiàn)象。在不可避免的情況下 ,應(yīng)對所形成的橫縫進行認真處理。在臨時停機后重新開始施工時 ,整個再生機組應(yīng)倒退 ～ 2m 的距離到達再生過的材料上 ,以保證開始施工后所有材料均得到處理。上一作業(yè)段壓實時 ,要預(yù)留 5