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CM2000铣刨机转子安装架的设计

   日期:2017-08-12    
陕西建设机械股份有限公司生产的CM2000路面铣刨机是一种适用于高等级公路养护的大型路面铣刨机,转子系统作为铣刨机的工作装置,是铣刨机的核心部件,它由铣刨转子和转子安装架组成。本文对该机转子安装架的结构和功能及其组成部件进行介绍,供读者参考。
  1、转子安装架的结构及功能
  如图1所示,转子安装架是由罩壳1、一级拖斗7、左右侧板8和15及后刮板(含后刮板下部10和后刮板上部11)形成的一个可封闭容腔,铣刨转子3在左右两端与罩壳1刚性连接,转子安装架通过高强螺栓4与车架2连接。
图1:转子系统

  作业情况下,整机前进的同时,铣刨转子3做旋转运动,转子安装架、铣刨转子3和车架2一起相对地面向下运动,直至设定的铣刨深度,由安装在铣刨转子上的铣刀9将废旧路面铣掉(铣刨深度通常在6~20cm),铣削下来的物料封闭在转子安装架形成的容腔中,由拼焊在滚筒上的螺旋带将废料推到转子中间并抛至与一级拖斗7相连接的橡胶输送带上,并由后刮板下部将遗留在铣刨过的路面上的废料刮干净;左、右侧板浮动于地面上,其上各悬挂一个绳传感器,传感器的另一端与车架固定,通过车架与左、右侧板相对位置的变化来测定铣刨深度;根据施工的需要,一级拖斗7的下底面既可以在地面上浮动,也可以提高至某一高度,一级拖斗在2个液压缸的作用下实现上下运动。
  在检查、更换铣刀时,由后刮板液压缸13将后刮板下部向上提起至一定高度,使其与后刮板上部一起绕门轴向上旋转,并固定至挂钩14上;在检查、更换铣刨转子两侧的铣刀时,也可直接通过侧板液压缸5将左、右侧板向上提起,以便在机器两侧检查、更换铣刀,较为便捷。
  2、转子安装架的主要组成部分
  2.1 一级拖斗
  一级拖斗位于转子安装架的前端,其结构如图2所示。其主要功用为:由后壁板4作为转子安装架的前封板,将铣刨下来的废料挡在转子安装架内腔,在一级皮带机安装孔6处由螺栓将一级拖斗与一级皮带机连成一体,废料通过料孔7抛至一级皮带机输送带上。
图2:一级拖斗

  如图3所示,一级拖斗由2个一级拖斗液压缸2将其与车架4连接,由两组连接臂3将其与罩壳5连接。铣刨时,罩壳5与车架4连同铣刨转子一起向下运动,而一级拖斗可浮动于未铣刨的路面上(接触面为耐磨衬板1的下平面)或提升至任一位置。  当一级拖斗浮动于地面时,在行走阻力作用下会以罩壳前挡板7与后壁板6的接触线为支点向后摆动,同时还有可能受横向力,使整个一级拖斗左右摆动。因此后壁板6与铣刀、一级拖斗限位板与罩壳两侧固定板间均留有适当间隙以防干涉,同时设置了连接臂3以有效保护一级拖斗液压缸。
图3:一级拖斗的连接与运动原理

  一级拖斗作为废料的出料口,工作状况极为恶劣,极易漏料、卡住、磨损、受外力冲击后变形等,在结构设计时应具有足够的强度和耐磨性(如安装硬质合金刃的耐磨衬板1),同时在出料孔7处应有较好的密封性,以防止废料抛出时过多地遗漏在输送带外,并能在底板处有效地排除堆积的废料。
  2.2 左、右侧板
  左、右侧板位于转子安装架的左右两侧,如图4所示,它们除了与罩壳、后刮板和一级拖斗后壁板共同构成转子封闭壳腔、输送铣刨废料外,还在孔4处安装切削深度传感器(传感器另一端固定在主机架上)。铣刨机作业时,耐磨衬板7下平面始终与未切削路面接触(该面作为铣刨路面的基准面),铣刨转子与罩壳3一起向下运动,达到设定的铣刨深度,此时左右侧板与罩壳及车架间产生相对运动,传感器拉绳长度也随之变化,可实时监测、反馈并调整铣刨深度。
图4:左右侧板的连接与运动原理

  作业时左右侧板处于浮动状态,即可在地面的作用下相对于罩壳3向上运动,遇到较低路面时靠其自重向下运动;检修时左右侧板的向上运动通过侧板液压缸2(左右各2个,上端与罩壳3连接,下端与左右侧板连接)完成,向下运动仍靠其自重实现。侧板上下运动时罩壳前耳板10沿着侧板前板12与前压板11形成的空腔运动,与罩壳连接的滑块8沿着侧板滑槽6运动。
图5:左右侧板

  左、右侧板结构如图5所示,设计时在保证足够的强度、刚性及耐磨性的同时,应重点注意以下问题:
  (1)左、右两侧的前后左右2个侧板液压缸均为并联,受前后重量不均衡、升降时前后阻力随机变化等因素影响,侧板在升降过程中会出现前、后速度不一致,甚至出现前/后端液压缸已经到头,而后/前端油缸尚未动作的情况,在确定侧板油缸行程及连接孔1的位置时,应充分考虑极限状态下侧板的运动轨迹,避免干涉。另外,在结构设计时还应综合考虑侧板自重对其下降速度的影响,如果侧板自重不足,即下降速度过慢,会导致遇到不平路面时切深传感器反应不灵敏,影响施工效果。为解决核问题,可根据需要增加配重块,既可均衡前后重量,又可调节侧板下降速度。
  (2)左右侧板相对转子安装架的固定侧板做上下运动,为保证其运动顺畅,在2个较大平面间留有间隙,因作业时废料始终向两侧挤压侧板,使其呈现外“八”字状。间隙越大,外“八”字越严重,切深控制越不准确;间隙越小,原材料本身及制造误差的积累使二者间摩擦力较大,

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