精品工程机械水泥混凝土摊铺机.docx

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精品工程机械水泥混凝土摊铺机

工程机械-水泥混凝土摊铺机

第十五章水泥混凝土摊铺机

第一节概述

一、用途

水泥混凝土摊铺机是将拌制好的水泥混凝土沿路基按给定的厚度、宽度及路型要求进行摊铺，然后经过振实、整平和抹光等作业程序，完成铺筑混凝土路面的施工机械。

水泥混凝土摊铺机的工作装置一般由布料器、刮平板、振捣器（包括振捣器和振捣器）、整平机、抹光机等装置。

同时，还需要机架、行走机构、操纵控制系统和其它一些辅助机构的有机配合。

有的机型将全部装置集于一体，有得分成俩台或俩台以上的独立单机。

水泥混凝土摊铺机广泛用于城市道路、机场跑道和公路路面的施工，可以提高摊铺层的内在质量和路面外观质量，生产效率提高。

二、分类及代号表示方法

水泥混凝土摊铺机可按以下方法分类：

（1）按性能和施工方式可分为轨模式和滑膜式俩种类型。

轨模式摊铺机又称为“摊铺练车”，它是由布料机、振捣机和抹光机等组成。

摊铺机施工时，列车在固定不动的轨模上行驶可铺筑出一条行车带，轨模既是列车的行驶轨道，又是铺筑路面的边模。

它是施工工艺过程是：

首先由摊铺（又称布料机）将倾卸在路基上的水泥混凝土按一定的厚度均匀地摊铺在路基上，然后再通过预振捣机组进行振实，再经抹光机抹平。

在混凝土硬化期间，保留轨模不拆，到硬化后再拆模板，继续铺筑一下断路面。

由此可见，安装和拆轨模式摊铺机结构简单，造价低，但在摊铺作业中铺设和调整规模较为复杂，且需要大量模板才能保证施工效率。

目前已有可一次完成多种作业程序的综合型轨模摊铺机和大范围内调整摊铺宽度的珩架型轨模式混泥土摊铺机，可以克服摊铺机的上述缺点。

滑膜式摊铺机采用自行走方式，不需要另设轨迹，几家俩侧装有长模板，对水泥混凝土进行连续摊铺、振实、整齐、结构紧凑，操作方便，可实现自动控制，作业效率高。

为此，本章主要介绍滑膜式水泥混凝土摊机。

（2）按用途分为路缘铺筑机、路基铺筑机、路面和沟壑铺筑机，其中沟壑铺筑机适用于河床的斜摊铺，主要用于河道和堤坝的施工铺筑，他的和宽度较大。

（3）按照行走方式不同分为轮胎式、钢轮是和履带式，现代滑膜式机摊机一般机构都采用了履带式行走机构，轨模式摊铺机采用钢轮式行走机构。

第二节滑膜式水泥混凝土摊铺机机构造

一、总体结构

如图所示，SF-350型四履带滑膜式摊铺机主要有动力系统、传动系统、行走及转向系统、机架、四履带支腿总成、螺旋布料器、进料控制板、振动器、捣实板、形成模板、浮动模板、侧模板、超铺控制模板、自动找平和自动转向控制系统组成。

该机的摊铺工艺过程为：

螺旋摊铺器布料→进料控制板→水平式振动器→振实板→成形模板→浮动抹光板→施布。

SF-350型四履带滑膜式水泥混凝土摊铺机的性能特点主要有：

（1）滑膜式摊铺机安装在履带底盘上，行走装置在模板外侧移动，支撑侧边的模板沿机器长度方向安装。

机器的行进方向和路面水平标准靠固定在路面俩侧桩上拉紧的基准线来控制。

作业时，不需要另设轨道和模板，就能按照要求使路面材料挤压成形。

（2）使用灵活，工作半径小。

履带行走机构采用液压无极变速，可提供圆滑的运行速度。

（3）SF-350型摊铺机有四个自动找平传感器和四个转向传感器构成一个完整的控制系统。

机器前后的两对履带行走机构上均安装转向臂，当机器在弯道上作业时，由于受转向臂的牵制，通过自控触杆，控制系统使转向油缸伸缩带动行走机构偏转，保证左右转向同步。

（4）振动器系统的液压振动器可变频，独立控制，深度位置可调。

（5）所有的电器、电液操控系统均由控制台集中操作，便于监视和控制全部摊铺作业。

二、主机架构造及动力传动系统

（一）主机架构造

机架是摊铺机各种作业装置以及发动机、传动系统和控制台等部件的支承体。

它应具有足够的刚度和强度，同时也是满足摊铺机在宽度调整时，各构件能方便地更换和伸缩的条件。

主机架是由厚钢板焊接的箱形梁通过螺栓连接或焊接而成的框架式结构。

它主要由两根端梁、两根伸缩横梁、两根伸缩套、两根中心梁、两根支撑纵梁和两根托梁组成。

图15-3所示为主机架伸缩系统结构。

由图可知，端梁通过螺栓与行走系统的可转向支腿相连接，左侧端梁侧面通过螺栓与伸缩固结。

一端装在身缩套上的液压缸通过销轴与端梁连接。

它与伸缩梁、伸缩套、端梁一起构成了摊铺机主机架伸缩系统。

因此，在施工时能根据路宽要求调整摊铺机主机的宽度，保证摊铺宽度在3.65~9.75m之间。

两根托梁通过托架同伸缩梁相连。

这样，提高了前后两根伸缩梁的刚度，同时通过连接件同摊铺机工作装置连接，支持摊铺机的工作装置左端。

支撑纵梁通过焊接同伸缩套相连，与中心梁、托梁共同组成工作装置悬架系统，承受工作装置的主要重量与工作压力。

螺旋布料器的驱动箱、振捣器、成形盘、抹光板等装置均通过螺栓、托架与其连接。

主机架上还安装有各种动力装置、控制系统。

为操作、维护方便，其上还用花纹钢板铺有多条人行通道。

（二）动力传动系统

发动机的动力经变速器传递给液压泵组。

主减速器直接安装在发动机后部。

它可以把发动机输出的动力传递给油泵系统。

油泵系统由振动器驱动泵、螺旋摊铺器驱动泵、履带行走装置驱动泵、振实板、振动器加速驱动泵及辅助泵系统组成。

这些油泵均系由内齿轮泵和特殊轴向柱塞泵组合成的组合泵，分别有各自的控制系统控制。

在发动机前部装有发电机。

有12V和24V两种输出，其中24V用于启动系统，12V用于电—液控制系统。

三、行走系统

滑模式摊铺机的行走系统均采用履带式行走系统，一般采用液压传动。

它是由四条履带及驱动装置组成。

四条履带又通过支腿与主机架连接。

履带与支腿总成件图15-4.

履带行走装置主要由轴向柱塞泵变量行走马达、减速箱、驱动链轮、履带、支重轮、张紧装置及机架等组成。

每条履带均由双向液压马达独立驱动，且通过一侧的液压马达同步回转。

支腿用来连接主机架与履带行走装置，并可实现整机的升降、转向等。

在支腿圆筒内侧设置了一根导向支柱，当机器达到最低位置时，支柱顶部承受载荷，使油缸活塞卸荷。

转向时同行走机构一起转动，在转向油缸的推力下带动履带转向。

支腿升降靠油缸来完成，油缸伸缩带动支腿及整个极佳的升降。

四、作业装置

滑模式水泥摊铺机的作业装置通常由螺旋布料其、捣实板、内振捣器、成形盘、定形盘和副机架构成，如图15-5所示。

（一）螺旋布料器机控制系统

SF-350型滑模式水利摊铺机的螺旋布料器与传统的布料器相似，表面经过特殊硬化处理，因此比较耐用。

两个液压马达分别驱动左、右摊铺螺旋。

二者的旋转方向可以相同或相反，能无极调速。

螺旋可机械加长以增加摊铺机的摊铺宽度，且拆装方便。

图15-6示出了一侧落螺旋布料器总装图，左、螺旋布料器对称。

定量液压马达的动力经行星变速器减速后传至链箱，链箱中大链轮与螺旋布料器输入端连接，驱动螺旋布料器旋转。

通过控制台上布料器控制开关来改变其旋转方向。

螺旋布料器结构如图15-7所示。

它主要由叶片轴、叶片轴套机支承轴套组成。

叶片按螺旋线焊接在叶片轴套上，轴套均为180°圆柱面，然后用螺钉固定在叶片轴上。

这种结构便于拆卸，给更换螺旋叶片易损坏带来很大方便。

螺旋布料系统液压传动回路如图15-8所示，左、右布料器分别由泵1和泵3通过两套控制系统和两个马达独立驱动。

两泵的回油管串联安装，分别给泵6带动。

系统工作原理是：

供给泵经真空吸滤清器从油箱中吸油，当控制板上螺旋布料器控制手柄处于中间位置时，液压油不经过点位移控制器而从顶开单向阀7，给主泵的低压侧供油，但这时由于没有油流到控制泵斜盘的伺服结构，斜盘倾角为零，泵空转没有输出。

当控制板上的布料器空转手柄打向左方时，点位移控制器一端的电磁圈通电，点位移控制器在上位工作，液压油流到控制斜盘的伺服结构，使斜盘倾角为正，同时液压油顶开单向阀7，给主泵的低压侧供油机。

主泵泵出的高压油流到布料气马达，布料器马达正转。

当布料器控制手柄打向有方向时，电位移控制器5在下位工作，主泵斜盘倾角为负，布料器马达反转。

（二）振捣系统

振捣系统由振动棒系统和捣实板组成。

振动棒系统的作用是通过高频振动消除混凝土内部间隙，排出空气并使混凝土流体化，保证一定的密实度。

而捣实板的作用是将振动过的混凝土进行预压实，然后再由成形模板成形。

1.振动棒系统

SF-350型水泥混凝土摊铺机共有18根液压振动棒。

每根振动棒都由单独的液压回路控制，振动频率可调，深度位置可调。

机器上液压振动棒的液压线路多留了两条，以便临时增加振动棒的数量，因此机上共有20条液压油路。

振动棒采用液压传动，可实现无级调频，对不同性质的混凝土（如坍落度不同），可以选择使混凝土充分液化的最佳振动频率。

振动棒悬挂在支承横梁上，支撑横梁上下运动即可实现振动棒的垂直升降。

支撑横梁的上下移动是通过液压平行连杆机构来实现。

振动棒系统液压回路由振动泵、振动增压泵、振动压力歧管、流量控制阀、液压油冷却器、回油冷却歧管、控制阀及油箱等组成，如图15-9所示。

液压油经振动增压泵、冷却器、振动泵，经压力歧管分别送入流量控制阀驱动振动棒产生振动。

2.振捣板系统

捣实板由三节组成，中间一节的结构见图15-10。

工作原理为：

液压马达转动时，带动偏心轮运动，偏心轮把驱动力通过驱动臂的连杆机构传给捣实板的驱动棒，驱动棒带动捣实板的支撑杆左平移运动，从而使捣实板做上下和左右运动。

捣实系统液压回路如图15-11所示。

捣实泵1经单向阀从液压油箱中吸油，经过泵体将油送入流量控制阀3.当控制板上的捣实开关打在“OFF”位置时，流量控制阀3中的电磁线圈断电，阀内的弹簧移动阀心，打开通往液压油箱的油道，发动机一旦运转捣实泵就开始工作，从泵来的液压油通过阀流动，不经捣实马达而返回液压油箱。

当控制板上的捣实开关打在”ON”位置时，流量控制阀3中的电磁线圈通电，阀心克服弹簧力移动，打开通往捣实马达的油道。

从捣实马达返回的液压油流入回流冷却歧管，再经冷却器或旁通单向阀流到回油滤清器，由此流回油箱或循环进入捣实泵。

旁通单向阀控制回油歧管的油流方向，若液压油足够冷却，液压油压力高于450kPa，则旁通单向阀打开。

否则，液压油在进入滤清器前必须通过回油冷却器。

（三）摊铺装置

摊铺装置是将经振捣后的混凝土料按施工要求铺成路面的装置，它由进料控制板、成形盘、超铺板和侧模板及浮动盘、抹布等组成。

1.进料控制板

进料控制板亦称虚方控制板，主要用来控制混凝土进入成形盘的数量，进料过多或过少都会影响摊铺质量。

进料控制板分别由三个油缸单独控制，可以左、右边单独升降或共同升降，通常将其调整到比成形盘的顶模板高3cm左右的位置。

提升油缸的上端固定于主机架，下端与整平板相连，由中央组合阀提供压力油。

2.成形盘

成形盘的作用是将捣实后的混凝土按路面要求进行挤压成形。

成形盘通过路拱调节装置可按设计要求调整中央路拱。

在弯道上作业时，也可调整单边坡。

成形盘可通过增加标准组件加长以调整摊铺宽度变。

成形盘结构如图15-12所示，它主要由路拱调节装置、成形顶模板、超铺板、侧模板组成。

成形盘由几个相互独立的标准组件用螺栓连接而成，但与中间部分是以铰接形式连接的，以便调节路拱。

路拱调节装置由路拱上部总成和路拱下部总成组成。

上部总成被安装在与主机架连接的壳套内，而下部总成用销与成形顶模板的中央部分相连。

上部总成由路拱马达、链条减速机构、螺旋轴组成。

下部总成由梯形螺旋螺母、成形顶模板悬挂装置等组成。

其结构如图15-13所示。

路拱调节马达输出的动力经链传动减速后，驱动梯形螺旋轴旋转。

由于旋转轴固定在主机架上，不能轴向移动，因而螺母将上下移动，带动路拱下部总成上、下移动，提升或降低成形顶模板，由于成形顶模板中央部分与相邻标准模板铰接，从而就形成了路拱。

由于左、右螺旋轴的运动可单独控制，因而还可调成单边坡。

但一但路拱装置调整好，感觉路基变化是有自由动找平控制系统来实现，而不用经常调节路拱装置。

3浮动盘

在形成盘的后端有一块刚性结构的弹性悬挂动盘，它以较小的变形在混凝土表面进行第二平整。

浮动盘的伸长与缩短是通过液压油缸来实现的。

（四）调平系统

自动调平就是保持摊铺机作业装置，都始终能保持在统一预定的水平高度上，从而保证路面平整。

调平原理是在四个行走机构的支腿上分别安装在调传感器，其在铰接有触杆，触杆的一端其自重始终压在尼龙绳上，其压力可通过调整触杆上的平衡配重加以改变，当摊铺机工作业时，如果路基低了，机器的行走结构将下降，此时压紧在尼龙绳上的触杆就相应地升高，触杆的偏转使液压随动器运动，从油泵出来的高压油通过随动器进入支腿升降油缸的上腔，使机架上升，直到机器达到基准的水平位置为止：

反之，如果路基高了，机架会相应地下降。

调平传感器有壳体1、偏心轴2、偏心轴承3和伺服阀4组成，见图15-14.偏心轴2在安装于壳体1内的轴承内旋转，并且一端伸出壳体；伺服阀4安装在壳体1的上部，滑阀从伺服阀中伸出，在弹簧的作用下他、与偏心轴承3保持接触。

当偏心轴承从零位开始旋转时，滑阀上下移动，而打开或关闭升降回路的出油口。

五、转向液压回路由助泵1压力歧管2端架歧管3、电磁组合阀4、转向油缸5组成，其系统布置如图15-15所示。

液压油从辅助泵流经压力歧管，再流入每个支腿的电磁组合阀，。

电磁组合发中有两个电磁阀与垂直于支腿安装的转向油缸相连，从而控制摊铺机的转向。

电磁阀由控制台上的转向开关控制，可手动或自动转向。

手动转向时，只需将手动转向开关移到“RIGHT”或LEET”位置，通过电磁阀控制转向油缸的油液的流动方向实现转向。

自动转向时，系统通过转向传感器、转向反馈缆绳装置、反馈阀来控制电磁阀的油液流向。

1.转向传感器

转型传感器结构域调平传感器相同。

两个转向传感器安装在有放样线的一侧，通过快速分离盘与各自支腿的转向油缸连接，它控制着转向油缸的伸缩。

在摊铺机的另一侧，即没有放样线的那一侧，有两个反馈阀和各自支腿的转向油缸连接，反馈法和转向传感器之间又由转向反馈缆绳装置连接，转向传感器得到的信号经转向反馈缆绳装置传给反馈法。

反馈法则根据输入的信号控制这一侧的转向油缸，使摊铺机的四条履带同步转向。

2.转向反馈缆绳装置

转向反馈缆绳的一端与绞车相连。

轿车安装在机器放样线侧支腿转向传感器的转向臂上，缆绳通过一系列滑轮和缆绳支架绕过机器的前部，与机器相对一侧的支腿上的反馈阀轴连接，并用弹簧张紧。

反馈阀结构域转向传感器完全相同。

当机器放样线一侧的履带转向时，反馈揽绳使反馈阀轴转动，液压油进入转向油缸的大腔或小腔，带动履带转向。

履带的转向臂随着履带转向而转动，带动反馈连杆动作，使反馈阀轴转到零位，转向油缸保持在转到的位置。