工程機(jī)械 水泥混凝土攤鋪機(jī).doc

第十五章 水泥混凝土攤鋪機(jī) 第一節(jié) 概 述一、用途水泥混凝土攤鋪機(jī)是將拌制好的水泥混凝土沿路基按給定的厚度、寬度及路型要求進(jìn)行攤鋪，然后經(jīng)過振實(shí)、整平和抹光等作業(yè)程序，完成鋪筑混凝土路面的施工機(jī)械。水泥混凝土攤鋪機(jī)的工作裝置一般由布料器、刮平板、振搗器（包括振搗器和振搗器）、整平機(jī)、抹光機(jī)等裝置。同時(shí)，還需要機(jī)架、行走機(jī)構(gòu)、操縱控制系統(tǒng)和其它一些輔助機(jī)構(gòu)的有機(jī)配合。有的機(jī)型將全部裝置集于一體，有得分成倆臺(tái)或倆臺(tái)以上的獨(dú)立單機(jī)。水泥混凝土攤鋪機(jī)廣泛用于城市道路、機(jī)場(chǎng)跑道和公路路面的施工，可以提高攤鋪層的內(nèi)在質(zhì)量和路面外觀質(zhì)量，生產(chǎn)效率提高。二、分類及代號(hào)表示方法水泥混凝土攤鋪機(jī)可按以下方法分類：（1）按性能和施工方式可分為軌模式和滑膜式倆種類型。軌模式攤鋪機(jī)又稱為“攤鋪練車”，它是由布料機(jī)、振搗機(jī)和抹光機(jī)等組成。攤鋪機(jī)施工時(shí)，列車在固定不動(dòng)的軌模上行駛可鋪筑出一條行車帶，軌模既是列車的行駛軌道，又是鋪筑路面的邊模。它是施工工藝過程是：首先由攤鋪（又稱布料機(jī)）將傾卸在路基上的水泥混凝土按一定的厚度均勻地?cái)備佋诼坊?，然后再通過預(yù)振搗機(jī)組進(jìn)行振實(shí)，再經(jīng)抹光機(jī)抹平。在混凝土硬化期間，保留軌模不拆，到硬化后再拆模板，繼續(xù)鋪筑一下斷路面。由此可見，安裝和拆軌模式攤鋪機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，但在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中鋪設(shè)和調(diào)整規(guī)模較為復(fù)雜，且需要大量模板才能保證施工效率。目前已有可一次完成多種作業(yè)程序的綜合型軌模攤鋪機(jī)和大范圍內(nèi)調(diào)整攤鋪寬度的珩架型軌模式混泥土攤鋪機(jī)，可以克服攤鋪機(jī)的上述缺點(diǎn)?；な綌備仚C(jī)采用自行走方式，不需要另設(shè)軌跡，幾家倆側(cè)裝有長模板，對(duì)水泥混凝土進(jìn)行連續(xù)攤鋪、振實(shí)、整齊、結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，作業(yè)效率高。為此，本章主要介紹滑膜式水泥混凝土攤機(jī)。（2）按用途分為路緣鋪筑機(jī)、路基鋪筑機(jī)、路面和溝壑鋪筑機(jī)，其中溝壑鋪筑機(jī)適用于河床的斜攤鋪，主要用于河道和堤壩的施工鋪筑，他的和寬度較大。（3）按照行走方式不同分為輪胎式、鋼輪是和履帶式，現(xiàn)代滑膜式機(jī)攤機(jī)一般機(jī)構(gòu)都采用了履帶式行走機(jī)構(gòu)，軌模式攤鋪機(jī)采用鋼輪式行走機(jī)構(gòu)。第二節(jié) 滑膜式水泥混凝土攤鋪機(jī)機(jī)構(gòu)造一、總體結(jié)構(gòu)如圖所示，SF-350型四履帶滑膜式攤鋪機(jī)主要有動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、機(jī)架、四履帶支腿總成、螺旋布料器、進(jìn)料控制板、振動(dòng)器、搗實(shí)板、形成模板、浮動(dòng)模板、側(cè)模板、超鋪控制模板、自動(dòng)找平和自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)組成。該機(jī)的攤鋪工藝過程為：螺旋攤鋪器布料進(jìn)料控制板水平式振動(dòng)器振實(shí)板成形模板浮動(dòng)抹光板施布。SF-350型四履帶滑膜式水泥混凝土攤鋪機(jī)的性能特點(diǎn)主要有：（1）滑膜式攤鋪機(jī)安裝在履帶底盤上，行走裝置在模板外側(cè)移動(dòng)，支撐側(cè)邊的模板沿機(jī)器長度方向安裝。機(jī)器的行進(jìn)方向和路面水平標(biāo)準(zhǔn)靠固定在路面?zhèn)z側(cè)樁上拉緊的基準(zhǔn)線來控制。作業(yè)時(shí)，不需要另設(shè)軌道和模板，就能按照要求使路面材料擠壓成形。（2）使用靈活，工作半徑小。履帶行走機(jī)構(gòu)采用液壓無極變速，可提供圓滑的運(yùn)行速度。（3）SF-350型攤鋪機(jī)有四個(gè)自動(dòng)找平傳感器和四個(gè)轉(zhuǎn)向傳感器構(gòu)成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)。機(jī)器前后的兩對(duì)履帶行走機(jī)構(gòu)上均安裝轉(zhuǎn)向臂，當(dāng)機(jī)器在彎道上作業(yè)時(shí)，由于受轉(zhuǎn)向臂的牽制，通過自控觸桿，控制系統(tǒng)使轉(zhuǎn)向油缸伸縮帶動(dòng)行走機(jī)構(gòu)偏轉(zhuǎn)，保證左右轉(zhuǎn)向同步。（4）振動(dòng)器系統(tǒng)的液壓振動(dòng)器可變頻，獨(dú)立控制，深度位置可調(diào)。(5)所有的電器、電液操控系統(tǒng)均由控制臺(tái)集中操作，便于監(jiān)視和控制全部攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。二、主機(jī)架構(gòu)造及動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) （一）主機(jī)架構(gòu)造 機(jī)架是攤鋪機(jī)各種作業(yè)裝置以及發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和控制臺(tái)等部件的支承體。它應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，同時(shí)也是滿足攤鋪機(jī)在寬度調(diào)整時(shí)，各構(gòu)件能方便地更換和伸縮的條件。主機(jī)架是由厚鋼板焊接的箱形梁通過螺栓連接或焊接而成的框架式結(jié)構(gòu)。它主要由兩根端梁、兩根伸縮橫梁、兩根伸縮套、兩根中心梁、兩根支撐縱梁和兩根托梁組成。圖15-3所示為主機(jī)架伸縮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。由圖可知，端梁通過螺栓與行走系統(tǒng)的可轉(zhuǎn)向支腿相連接，左側(cè)端梁側(cè)面通過螺栓與伸縮固結(jié)。一端裝在身縮套上的液壓缸通過銷軸與端梁連接。它與伸縮梁、伸縮套、端梁一起構(gòu)成了攤鋪機(jī)主機(jī)架伸縮系統(tǒng)。因此，在施工時(shí)能根據(jù)路寬要求調(diào)整攤鋪機(jī)主機(jī)的寬度，保證攤鋪寬度在3.659.75m之間。兩根托梁通過托架同伸縮梁相連。這樣，提高了前后兩根伸縮梁的剛度，同時(shí)通過連接件同攤鋪機(jī)工作裝置連接，支持?jǐn)備仚C(jī)的工作裝置左端。支撐縱梁通過焊接同伸縮套相連，與中心梁、托梁共同組成工作裝置懸架系統(tǒng)，承受工作裝置的主要重量與工作壓力。螺旋布料器的驅(qū)動(dòng)箱、振搗器、成形盤、抹光板等裝置均通過螺栓、托架與其連接。主機(jī)架上還安裝有各種動(dòng)力裝置、控制系統(tǒng)。為操作、維護(hù)方便，其上還用花紋鋼板鋪有多條人行通道。（二）動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)變速器傳遞給液壓泵組。主減速器直接安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)后部。它可以把發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力傳遞給油泵系統(tǒng)。油泵系統(tǒng)由振動(dòng)器驅(qū)動(dòng)泵、螺旋攤鋪器驅(qū)動(dòng)泵、履帶行走裝置驅(qū)動(dòng)泵、振實(shí)板、振動(dòng)器加速驅(qū)動(dòng)泵及輔助泵系統(tǒng)組成。這些油泵均系由內(nèi)齒輪泵和特殊軸向柱塞泵組合成的組合泵，分別有各自的控制系統(tǒng)控制。在發(fā)動(dòng)機(jī)前部裝有發(fā)電機(jī)。有12V和24V兩種輸出，其中24V用于啟動(dòng)系統(tǒng)，12V用于電液控制系統(tǒng)。三、行走系統(tǒng)滑模式攤鋪機(jī)的行走系統(tǒng)均采用履帶式行走系統(tǒng)，一般采用液壓傳動(dòng)。它是由四條履帶及驅(qū)動(dòng)裝置組成。四條履帶又通過支腿與主機(jī)架連接。履帶與支腿總成件圖15-4.履帶行走裝置主要由軸向柱塞泵變量行走馬達(dá)、減速箱、驅(qū)動(dòng)鏈輪、履帶、支重輪、張緊裝置及機(jī)架等組成。每條履帶均由雙向液壓馬達(dá)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，且通過一側(cè)的液壓馬達(dá)同步回轉(zhuǎn)。支腿用來連接主機(jī)架與履帶行走裝置，并可實(shí)現(xiàn)整機(jī)的升降、轉(zhuǎn)向等。在支腿圓筒內(nèi)側(cè)設(shè)置了一根導(dǎo)向支柱，當(dāng)機(jī)器達(dá)到最低位置時(shí)，支柱頂部承受載荷，使油缸活塞卸荷。轉(zhuǎn)向時(shí)同行走機(jī)構(gòu)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)向油缸的推力下帶動(dòng)履帶轉(zhuǎn)向。支腿升降靠油缸來完成，油缸伸縮帶動(dòng)支腿及整個(gè)極佳的升降。四、作業(yè)裝置滑模式水泥攤鋪機(jī)的作業(yè)裝置通常由螺旋布料其、搗實(shí)板、內(nèi)振搗器、成形盤、定形盤和副機(jī)架構(gòu)成，如圖15-5所示。（一）螺旋布料器機(jī)控制系統(tǒng)SF-350型滑模式水利攤鋪機(jī)的螺旋布料器與傳統(tǒng)的布料器相似，表面經(jīng)過特殊硬化處理，因此比較耐用。兩個(gè)液壓馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng)左、右攤鋪螺旋。二者的旋轉(zhuǎn)方向可以相同或相反，能無極調(diào)速。螺旋可機(jī)械加長以增加攤鋪機(jī)的攤鋪寬度，且拆裝方便。圖15-6示出了一側(cè)落螺旋布料器總裝圖，左、螺旋布料器對(duì)稱。定量液壓馬達(dá)的動(dòng)力經(jīng)行星變速器減速后傳至鏈箱，鏈箱中大鏈輪與螺旋布料器輸入端連接，驅(qū)動(dòng)螺旋布料器旋轉(zhuǎn)。通過控制臺(tái)上布料器控制開關(guān)來改變其旋轉(zhuǎn)方向。螺旋布料器結(jié)構(gòu)如圖15-7所示。它主要由葉片軸、葉片軸套機(jī)支承軸套組成。葉片按螺旋線焊接在葉片軸套上，軸套均為180圓柱面，然后用螺釘固定在葉片軸上。這種結(jié)構(gòu)便于拆卸，給更換螺旋葉片易損壞帶來很大方便。螺旋布料系統(tǒng)液壓傳動(dòng)回路如圖15-8所示，左、右布料器分別由泵1和泵3通過兩套控制系統(tǒng)和兩個(gè)馬達(dá)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。兩泵的回油管串聯(lián)安裝，分別給泵6帶動(dòng)。系統(tǒng)工作原理是：供給泵經(jīng)真空吸濾清器從油箱中吸油，當(dāng)控制板上螺旋布料器控制手柄處于中間位置時(shí)，液壓油不經(jīng)過點(diǎn)位移控制器而從頂開單向閥7，給主泵的低壓側(cè)供油，但這時(shí)由于沒有油流到控制泵斜盤的伺服結(jié)構(gòu)，斜盤傾角為零，泵空轉(zhuǎn)沒有輸出。當(dāng)控制板上的布料器空轉(zhuǎn)手柄打向左方時(shí)，點(diǎn)位移控制器一端的電磁圈通電，點(diǎn)位移控制器在上位工作，液壓油流到控制斜盤的伺服結(jié)構(gòu)，使斜盤傾角為正，同時(shí)液壓油頂開單向閥7，給主泵的低壓側(cè)供油機(jī)。主泵泵出的高壓油流到布料氣馬達(dá)，布料器馬達(dá)正轉(zhuǎn)。當(dāng)布料器控制手柄打向有方向時(shí)，電位移控制器5在下位工作，主泵斜盤傾角為負(fù)，布料器馬達(dá)反轉(zhuǎn)。（二）振搗系統(tǒng)振搗系統(tǒng)由振動(dòng)棒系統(tǒng)和搗實(shí)板組成。振動(dòng)棒系統(tǒng)的作用是通過高頻振動(dòng)消除混凝土內(nèi)部間隙，排出空氣并使混凝土流體化，保證一定的密實(shí)度。而搗實(shí)板的作用是將振動(dòng)過的混凝土進(jìn)行預(yù)壓實(shí)，然后再由成形模板成形。1.振動(dòng)棒系統(tǒng)SF-350型水泥混凝土攤鋪機(jī)共有18根液壓振動(dòng)棒。每根振動(dòng)棒都由單獨(dú)的液壓回路控制，振動(dòng)頻率可調(diào)，深度位置可調(diào)。機(jī)器上液壓振動(dòng)棒的液壓線路多留了兩條，以便臨時(shí)增加振動(dòng)棒的 數(shù)量，因此機(jī)上共有20條液壓油路。振動(dòng)棒采用液壓傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)頻，對(duì)不同性質(zhì)的混凝土（如坍落度不同），可以選擇使混凝土充分液化的最佳振動(dòng)頻率。振動(dòng)棒懸掛在支承橫梁上，支撐橫梁上下運(yùn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)振動(dòng)棒的垂直升降。支撐橫梁的上下移動(dòng)是通過液壓平行連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。振動(dòng)棒系統(tǒng)液壓回路由振動(dòng)泵、振動(dòng)增壓泵、振動(dòng)壓力歧管、流量控制閥、液壓油冷卻器、回油冷卻歧管、控制閥及油箱等組成，如圖15-9所示。液壓油經(jīng)振動(dòng)增壓泵、冷卻器、振動(dòng)泵，經(jīng)壓力歧管分別送入流量控制閥驅(qū)動(dòng)振動(dòng)棒產(chǎn)生振動(dòng)。2.振搗板系統(tǒng)搗實(shí)板由三節(jié)組成，中間一節(jié)的結(jié)構(gòu)見圖15-10。工作原理為：液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)偏心輪運(yùn)動(dòng)，偏心輪把驅(qū)動(dòng)力通過驅(qū)動(dòng)臂的連桿機(jī)構(gòu)傳給搗實(shí)板的驅(qū)動(dòng)棒，驅(qū)動(dòng)棒帶動(dòng)搗實(shí)板的支撐桿左平移運(yùn)動(dòng)，從而使搗實(shí)板做上下和左右運(yùn)動(dòng)。搗實(shí)系統(tǒng)液壓回路如圖15-11所示。搗實(shí)泵1經(jīng)單向閥從液壓油箱中吸油，經(jīng)過泵體將油送入流量控制閥3.當(dāng)控制板上的搗實(shí)開關(guān)打在“OFF”位置時(shí)，流量控制閥3中的電磁線圈斷電，閥內(nèi)的彈簧移動(dòng)閥心，打開通往液壓油箱的油道，發(fā)動(dòng)機(jī)一旦運(yùn)轉(zhuǎn)搗實(shí)泵就開始工作，從泵來的液壓油通過閥流動(dòng)，不經(jīng)搗實(shí)馬達(dá)而返回液壓油箱。當(dāng)控制板上的搗實(shí)開關(guān)打在”O(jiān)N”位置時(shí)，流量控制閥3中的電磁線圈通電，閥心克服彈簧力移動(dòng)，打開通往搗實(shí)馬達(dá)的油道。從搗實(shí)馬達(dá)返回的液壓油流入回流冷卻歧管，再經(jīng)冷卻器或旁通單向閥流到回油濾清器，由此流回油箱或循環(huán)進(jìn)入搗實(shí)泵。旁通單向閥控制回油歧管的油流方向，若液壓油足夠冷卻，液壓油壓力高于450kPa，則旁通單向閥打開。否則，液壓油在進(jìn)入濾清器前必須通過回油冷卻器。（三）攤鋪裝置攤鋪裝置是將經(jīng)振搗后的混凝土料按施工要求鋪成路面的裝置，它由進(jìn)料控制板、成形盤、超鋪板和側(cè)模板及浮動(dòng)盤、抹布等組成。1.進(jìn)料控制板進(jìn)料控制板亦稱虛方控制板，主要用來控制混凝土進(jìn)入成形盤的數(shù)量，進(jìn)料過多或過少都會(huì)影響攤鋪質(zhì)量。進(jìn)料控制板分別由三個(gè)油缸單獨(dú)控制，可以左、右邊單獨(dú)升降或共同升降，通常將其調(diào)整到比成形盤的頂模板高3cm左右的位置。提升油缸的上端固定于主機(jī)架，下端與整平板相連，由中央組合閥提供壓力油。2.成形盤成形盤的作用是將搗實(shí)后的混凝土按路面要求進(jìn)行擠壓成形。成形盤通過路拱調(diào)節(jié)裝置可按設(shè)計(jì)要求調(diào)整中央路拱。在彎道上作業(yè)時(shí)，也可調(diào)整單邊坡。成形盤可通過增加標(biāo)準(zhǔn)組件加長以調(diào)整攤鋪寬度變。成形盤結(jié)構(gòu)如圖15-12所示，它主要由路拱調(diào)節(jié)裝置、成形頂模板、超鋪板、側(cè)模板組成。成形盤由幾個(gè)相互獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)組件用螺栓連接而成，但與中間部分是以鉸接形式連接的，以便調(diào)節(jié)路拱。路拱調(diào)節(jié)裝置由路拱上部總成和路拱下部總成組成。上部總成被安裝在與主機(jī)架連接的殼套內(nèi)，而下部總成用銷與成形頂模板的中央部分相連。上部總成由路拱馬達(dá)、鏈條減速機(jī)構(gòu)、螺旋軸組成。下部總成由梯形螺旋螺母、成形頂模板懸掛裝置等組成。其結(jié)構(gòu)如圖15-13所示。路拱調(diào)節(jié)馬達(dá)輸出的動(dòng)力經(jīng)鏈傳動(dòng)減速后，驅(qū)動(dòng)梯形螺旋軸旋轉(zhuǎn)。由于旋轉(zhuǎn)軸固定在主機(jī)架上，不能軸向移動(dòng)，因而螺母將上下移動(dòng)，帶動(dòng)路拱下部總成上、下移動(dòng)，提升或降低成形 頂模板，由于成形頂模板中央部分與相鄰標(biāo)準(zhǔn)模板鉸接，從而就形成了路拱。由于左、右螺旋軸的運(yùn)動(dòng)可單獨(dú)控制，因而還可調(diào)成單邊坡。但一但路拱裝置調(diào)整好，感覺路基變化是有自由動(dòng)找平控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，而不用經(jīng)常調(diào)節(jié)路拱裝置。3 浮動(dòng)盤在形成盤的后端有一塊剛性結(jié)構(gòu)的彈性懸掛動(dòng)盤，它以較小的變形在混凝土表面進(jìn)行第二平整。浮動(dòng)盤的伸長與縮短是通過液壓油缸來實(shí)現(xiàn)的。（四） 調(diào)平系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)平就是保持?jǐn)備仚C(jī)作業(yè)裝置，都始終能保持在統(tǒng)一預(yù)定的水平高度上，從而保證路面平整。調(diào)平原理是在四個(gè)行走機(jī)構(gòu)的支腿上分別安裝在調(diào)傳感器，其在鉸接有觸桿，觸桿的一端其自重始終壓在尼龍繩上，其壓力可通過調(diào)整觸桿上的平衡配重加以改變，當(dāng)攤鋪機(jī)工作業(yè)時(shí)，如果路基低了，機(jī)器的行走結(jié)構(gòu)將下降，此時(shí)壓緊在尼龍繩上的觸桿就相應(yīng)地升高，觸桿的偏轉(zhuǎn)使液壓隨動(dòng)器運(yùn)動(dòng)，從油泵出來的高壓油通過隨動(dòng)器進(jìn)入支腿升降油缸的上腔，使機(jī)架上升，直到機(jī)器達(dá)到基準(zhǔn)的水平位置為止：反之，如果路基高了，機(jī)架會(huì)相應(yīng)地下降。調(diào)平傳感器有殼體1、偏心軸2、偏心軸承3和伺服閥4組成，見圖15-14.偏心軸2在安裝于殼體1內(nèi)的軸承內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并且一端伸出殼體；伺服閥4安裝在殼體1的上部，滑閥從伺服閥中伸出，在彈簧的作用下他、與偏心軸承3保持接觸。當(dāng)偏心軸承從零位開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，滑閥上下移動(dòng)，而打開或關(guān)閉升降回路的出油口。五、轉(zhuǎn)向液壓回路由助泵1壓力歧管2端架歧管3、電磁組合閥4、轉(zhuǎn)向油缸5組成，其系統(tǒng)布置如圖15-15所示。液壓油從輔助泵流經(jīng)壓力歧管，再流入每個(gè)支腿的電磁組合閥，。電磁組合發(fā)中有兩個(gè)電磁閥與垂直于支腿安裝的轉(zhuǎn)向油缸相連，從而控制攤鋪機(jī)的轉(zhuǎn)向。電磁閥由控制臺(tái)上的轉(zhuǎn)向開關(guān)控制，可手動(dòng)或自動(dòng)轉(zhuǎn)向。手動(dòng)轉(zhuǎn)向時(shí)，只需將手動(dòng)轉(zhuǎn)向開關(guān)移到“RIGHT”或LEET”位置，通過電磁閥控制轉(zhuǎn)向油缸的油液的流動(dòng)方向?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)向。自動(dòng)轉(zhuǎn)向時(shí)，系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)向傳感器、轉(zhuǎn)向反饋纜繩裝置、反饋閥來控制電磁閥的油液流向。1.轉(zhuǎn)向傳感器轉(zhuǎn)型傳感器結(jié)構(gòu)域調(diào)平傳感器相同。兩個(gè)轉(zhuǎn)向傳感器安裝在有放樣線的一側(cè)，通過快速分離盤與各自支腿的轉(zhuǎn)向油缸連接，它控制著轉(zhuǎn)向油缸的伸縮。在攤鋪機(jī)的另一側(cè)，即沒有放樣線的那一側(cè)，有兩個(gè)反饋閥和各自支腿的轉(zhuǎn)向油缸連接，反饋