畢業(yè)設(shè)計(jì)---2m銑刨機(jī)行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　二 ○ 一 一 屆 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</p><p>　　2m銑刨機(jī)行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 院： 工程機(jī)械學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著公路

2、交通事業(yè)的發(fā)展，以大型銑刨機(jī)為主要設(shè)備的機(jī)械化養(yǎng)護(hù)作業(yè)方式已經(jīng)在我國廣泛采用。大型銑刨機(jī)行走系統(tǒng)一般都采用四輪獨(dú)立液壓驅(qū)動(dòng)，而路面的損壞程度、路面材料的硬度、銑削層的深度以及刀具的情況等都會(huì)對(duì)行走液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。</p><p>　　為了提高銑刨機(jī)的使用性能和工作可靠性，保證銑刨機(jī)具有較高的生產(chǎn)率和作業(yè)質(zhì)量。本文對(duì)2米銑刨機(jī)的行走液壓系統(tǒng)進(jìn)行了研究。</p><p>　　在對(duì)2米銑刨

3、機(jī)國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研的基礎(chǔ)上，確定了2米銑刨機(jī)行走系統(tǒng)的參數(shù)；分析了履帶式銑刨機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性；設(shè)計(jì)了路面銑刨機(jī)行走液壓系統(tǒng),完成了行走液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算、元件選型和校核。探討了了液壓系統(tǒng)的控制方式。</p><p>　　關(guān)鍵詞:履帶式銑刨機(jī)，行走系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)，設(shè)計(jì)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p

4、>　　With the development of road transport, the mechanical maintenance operations, using large milling machine as the main equipment, have been widely used on the highway. The moving system of milling machine is genera

5、lly four-wheel independent hydraulic driving. The damage extent of the roads, the hardness of the road, the depth of the milling and the condition of the tools will have an impact on the moving hydraulic driving system.&

6、lt;/p><p>　　In order to increase the operation performance and reliability of milling machine, ensure the milling machine with higher productivity, operation quality and economic benefit, increase the performan

7、ce of milling machine, the moving system of 2-meter milling machine have been discussed and designed in this paper.</p><p>　　On the basis of analyzing the performance requirements of the 2-meter milling mach

8、ine and moving system conditions, the overall parameters of the 2-meter milling machine have been determined; kinematics and dynamics analysis of the track milling machine have been done; power analysis of the moving sys

9、tem and milling rotor system have been done. According to the rules of kinematics, dynamics of 2-meter tracked milling machine and the requirements of milling machine moving system, the hydraulic mo</p><p>　

10、　Keywords：track milling machine，moving system，hydraulic system，design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒論………………………………………………………………..1</p><p>　　1.1路面銑刨機(jī)國內(nèi)外研究狀況1</p&g

11、t;<p>　　1.1.1國內(nèi)瀝青路面銑刨機(jī)的發(fā)展概況...................................................................................1</p><p>　　1.1.2國外瀝青路面銑刨機(jī)的發(fā)展概況............................................................

12、.......................2</p><p>　　1.1.3國內(nèi)外銑刨機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)...............................................................................................5</p><p>　　1.2課題研究的意義…………………………………………………………………...

13、6</p><p>　　第二章 行走系統(tǒng)的分析…………………………………………………….7</p><p>　　2.1履帶銑刨機(jī)行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析及行走系統(tǒng)的功率分析7</p><p>　　2.1.1銑刨機(jī)行駛系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析...................................................................

14、....................8</p><p>　　2.1.2履帶式銑刨機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析...........................................................................................9</p><p>　　2.1.3附著條件決定的最大切線牽引力.........................

15、.........................................................10</p><p>　　2.1.4行走系統(tǒng)功率分析..........................................................................................................10</p><p

16、>　　2.1.5銑刨轉(zhuǎn)子的功率分析......................................................................................................11</p><p>　　2. 2行走系統(tǒng)底盤件分析12</p><p>　　2.2.1三輪一帶與張緊緩沖裝置配套廠家的選擇...........

17、......................................................13</p><p>　　2.2.2導(dǎo)向與張緊緩沖裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算.................................................................................13</p><p>　　(1)結(jié)構(gòu)組成及工作原理....

18、...........................................................................................14</p><p>　　(2) 設(shè)計(jì)參數(shù)................................................................................................

19、.................14</p><p>　　(3) 導(dǎo)向與張緊緩沖裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)分析.................................................................14</p><p>　　1) 履帶的靜態(tài)張緊度.........................................................

20、...................................14</p><p>　　2) 張緊油缸的初張力............................................................................................15</p><p>　　3) 張緊油缸的工作壓力P...................

21、..................................................................16</p><p>　　4) 張緊油缸工作行程S1的確定............................................................................16</p><p>　　5) 緩沖彈簧的彈性行程

22、S2.....................................................................................16</p><p>　　6) 緩沖彈簧的預(yù)緊力Pd和最大彈性行程時(shí)的張力............................................17</p><p>　　第三章 行走液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及校

23、核……………………………………….20</p><p>　　3.1行走液壓系統(tǒng)的基本要求20</p><p>　　3.2 2m銑刨機(jī)行走液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.3行走液壓系統(tǒng)工作壓力匹配25</p><p>　　3.4行走液壓系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì)………………………………………………….25</p><

24、;p>　　3.4.1機(jī)器的角功率Pj.............................................................................................................25</p><p>　　3.4.2液壓馬達(dá)的參數(shù)設(shè)計(jì)...................................................

25、..................................................26</p><p>　　3.4.3液壓泵的參數(shù)設(shè)計(jì).........................................................................................................27</p><p>　　3.

26、4.4液壓元件選型.................................................................................................................28</p><p>　　3.5行走液壓系統(tǒng)校核………………………………………………………….…….28</p><p>　　3.5.1泵校核...

27、.........................................................................................................................28</p><p>　　3.5.2馬達(dá)校核.................................................................

28、.......................................................29</p><p>　　第四章 行走液壓系統(tǒng)的控制…………………………………………………..32</p><p>　　4.1銑刨機(jī)功率自動(dòng)分配及控制32</p><p>　　4.2行走液壓系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配35</p><p>

29、;　　4.3行走液壓系統(tǒng)的無級(jí)調(diào)速39</p><p>　　4.3.1容積調(diào)速回路.................................................................................................................39</p><p>　　4.3.2閉環(huán)電液伺服控制系統(tǒng).............

30、............................... .....................................................41</p><p>　　第五章 結(jié)論…………………………………………………………………….44</p><p>　　致 謝…………………………………………………………………………45</p><

31、p>　　主要參考文獻(xiàn)………………………………………………………………..46</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1路面銑刨機(jī)國內(nèi)外研究狀況</p><p>　　銑刨機(jī)是通過機(jī)械傳動(dòng)或液壓傳動(dòng)使銑刨工作裝置旋轉(zhuǎn)，由升降裝置完成銑削深度的控制，由液壓行走驅(qū)動(dòng)裝置使機(jī)器運(yùn)行，完成銑刨作業(yè)進(jìn)給和行駛的一種自行式路

32、面機(jī)械。它主要用于公路、城鎮(zhèn)道路、機(jī)場、貨場、停車場等面層的開挖翻修；可以高效地清除路面擁包、油浪、網(wǎng)紋、車轍等，開挖路面坑槽及溝槽，還可用于水泥路面的拉毛及面層錯(cuò)臺(tái)的銑平等。由于該設(shè)備作業(yè)效率高、施工工藝簡單、銑削深度易于控制、操作方便靈活、機(jī)動(dòng)性好和銑削下來的舊料可回收利用等特點(diǎn)，故廣泛用于瀝青路面的養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，現(xiàn)已成為瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工機(jī)械的主要設(shè)備之一。</p><p>　　1.1.1國內(nèi)瀝青路面銑刨機(jī)的發(fā)

33、展概況</p><p>　　國內(nèi)銑刨機(jī)的發(fā)展比較晚，自20世紀(jì)80年中期起步，主要結(jié)構(gòu)形式有兩種一種是在農(nóng)用輪式拖拉機(jī)上加裝銑削裝置構(gòu)成簡易型冷銑刨機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單，適用于中等強(qiáng)度以下的瀝青路面銑削。如:湖北襄樊公路機(jī)械廠以鐵牛55型拖拉機(jī)為底盤，研制了一種簡易的1m銑刨機(jī)。1987年江蘇鎮(zhèn)江路面機(jī)械廠參照國外的銑刨機(jī)機(jī)型研制出寬為0.5m銑刨機(jī)。銑刨深度為60mm，行走為液壓驅(qū)動(dòng)，工作裝置為機(jī)械驅(qū)動(dòng)，1990年天

34、津道橋處機(jī)修廠也研制出了LX-1000銑刨機(jī)，寬度為1m，深度80mm，行走和工作均采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　到20世紀(jì)90年代，由于高速公路的建設(shè)和快速發(fā)展，路面的養(yǎng)護(hù)也愈來愈迫切，高效率高質(zhì)量的機(jī)械化養(yǎng)護(hù)設(shè)備日益成為公路交通行業(yè)關(guān)注和研究的課題，作為主要養(yǎng)護(hù)設(shè)備之一的銑刨機(jī)在近幾年得到了飛速的發(fā)展。</p><p>　　1999年，鎮(zhèn)江華晨華通路面機(jī)械有限公司在吸收國外先進(jìn)技

35、術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開發(fā)和研制出LXZY1000銑刨機(jī)，寬度1m，全液壓驅(qū)動(dòng)。一年后，有開發(fā)出國內(nèi)第一臺(tái)1m帶回收皮帶的銑刨機(jī)，填補(bǔ)了國產(chǎn)銑刨機(jī)物回收裝置的空白。</p><p>　　大約從 2000年開始，國內(nèi)才開始設(shè)計(jì)和制造具有現(xiàn)代化液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)的大型路面銑刨機(jī)，國產(chǎn)銑刨機(jī)更多地借鑒了歐洲銑刨機(jī)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。在動(dòng)力、液壓和控制系統(tǒng)上均采用了國際化的配置，從系統(tǒng)配置上可以說我國的銑刨機(jī)達(dá)到了國際先進(jìn)水平

36、。如西安筑路機(jī)械有限公司的LX200銑刨機(jī)、陜西建設(shè)機(jī)械股份有限公司的CM2000和西安宏大交通科技有限公司生產(chǎn)的CM2200、M1900和CM1200，不但擁有完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，且在整機(jī)系統(tǒng)、制造工藝等方面已達(dá)到了國際先進(jìn)技術(shù)水平。</p><p>　　表1.1國內(nèi)主要生產(chǎn)廠商及主要機(jī)型情況表</p><p>　　總之，國內(nèi)銑刨機(jī)與國外的機(jī)型相比，國產(chǎn)的路面銑刨機(jī)更多的借鑒了歐洲銑刨機(jī)的經(jīng)

37、驗(yàn)和技術(shù)。動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)上均采用了際化的配套，可以說系統(tǒng)的配置達(dá)到了國際先進(jìn)水平。從知識(shí)產(chǎn)權(quán)角度來衡量，國產(chǎn)路面銑刨機(jī)中，徐工的XM系列銑刨機(jī)，陜西建設(shè)機(jī)械股份有限公司生產(chǎn)的CM2000以及西安宏達(dá)交通科技有限公司生產(chǎn)的CM1900和CM1200，其整機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及數(shù)字網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，都是通過廣泛的國際合作而完成的，不但擁有完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而且在整機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)及其軟件設(shè)計(jì)和制造工藝等方面均達(dá)到國

38、際先進(jìn)水平。</p><p>　　1.1.2國外瀝青路面銑刨機(jī)的發(fā)展概況</p><p>　　國外路面銑刨機(jī)的發(fā)展和工程應(yīng)用具有較長的歷史，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。主要的生產(chǎn)廠商有德國維特根(Wirtgen)、美國的RoadTech公司、CMI公司、Caterpillar公司。國外生產(chǎn)的銑刨機(jī)己形成系列產(chǎn)品，生產(chǎn)率達(dá)到150-2000，一次銑削深度為60-320mm。</p>&l

39、t;p>　　20世紀(jì)50年代，日本研制了國產(chǎn)1號(hào)電熱式銑刨機(jī)，它是在平地機(jī)上安裝了一個(gè)加熱裝置，后部裝備銑刨器，邊加熱邊銑刨，加熱寬度為2m，銑深只有20mm，工作速度也只有0.12km/h。20世紀(jì)60年代，日本又在平地機(jī)上改裝成了世界上第一臺(tái)冷式銑刨機(jī)，銑刨寬度2m，銑刨深度30-50mm。</p><p>　　20世紀(jì)70年代以來，隨著瀝青路面舊料再生技術(shù)的發(fā)展，德國、美國、瑞典、意大利等國家也相繼開

40、發(fā)了瀝青路面銑刨機(jī)。其中德國維特根(Wirtgen)作為以生產(chǎn)瀝青路面銑刨機(jī)的專業(yè)公司，1971年該公司開發(fā)的裝有紅外線路面預(yù)加熱系統(tǒng)的小型銑刨機(jī)，它的出現(xiàn)開創(chuàng)了道路養(yǎng)護(hù)施工新紀(jì)元，并很快為承包商所接受。到1970年代中期全歐洲已有一百多臺(tái)這樣的銑刨機(jī)在使用。十年后，維特根公司又開發(fā)了帶直接收集舊料裝置的小型冷銑刨機(jī)，并迅速推廣。1990年代初，維特根公司的銑刨機(jī)的大型化、系列化、液壓及控制技術(shù)得到顯著提高，迄今為止，己發(fā)展成為全球產(chǎn)量

41、最大、品種最齊全、技術(shù)水平最高的銑刨機(jī)專業(yè)廠商，并以銑刨機(jī)為基礎(chǔ)，開發(fā)了瀝青路面冷、熱再生設(shè)備，其中W2200代表了當(dāng)今冷銑刨機(jī)技術(shù)的最高水平。發(fā)動(dòng)機(jī)是卡特彼勒421kW，動(dòng)力強(qiáng)勁生產(chǎn)率高;四條履帶，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以無級(jí)調(diào)速而不必在行走檔和工作檔之間切換，二級(jí)輸送帶可液壓折疊，使得整機(jī)長度減短，運(yùn)輸方便;采用快速換刀系統(tǒng)，可減少更換刀具的時(shí)間;采用FCS(Flexible CutterSystem)系統(tǒng)，可改變銑刨寬度;轉(zhuǎn)向通過手柄控制，有

42、四種轉(zhuǎn)向模式;控制系統(tǒng)采用C</p><p>　　美國的CMI公司、意大利的Bitelli公司、Marini公司，Caterpillar公司均在1990年代初開發(fā)了自己的冷銑刨機(jī)，尤以意大利Bitelli公司的技術(shù)水平發(fā)展最快，它的SF系列產(chǎn)品在技術(shù)與性能方面幾乎可完全與Wirtgen公司的產(chǎn)品媲美；而美國的CMI公司自1976年生產(chǎn)了世界上第一臺(tái)專業(yè)的路面銑刨機(jī)以來，根據(jù)本國93%的路面為瀝青混合料路面的特點(diǎn)，

43、開發(fā)了從200HP的小型市政用機(jī)型到全世界最大的1200HP機(jī)型。銑刨寬度由0.3m和4.2m，銑刨深度由25mm至450mm，尤以大型冷銑刨機(jī)在同類銑刨設(shè)備中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。該公司的產(chǎn)品大多為三履帶驅(qū)動(dòng)，特別是大型冷銑刨機(jī)；輸料裝置的二級(jí)輸料皮帶可擺動(dòng)到60º。</p><p>　　戴納派克公司從1978年開始生產(chǎn)銑刨機(jī)，通過不斷的改進(jìn)與創(chuàng)新，PL2000S可代表該公司的最新水平。該機(jī)采用康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)功率為

44、448kw，配有全套電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置；整機(jī)只有一個(gè)操作臺(tái)，操作臺(tái)可在駕駛臺(tái)寬度范圍內(nèi)左右移動(dòng)；采用四履帶驅(qū)動(dòng)，每條履帶都安裝了電子比例調(diào)速器和防滑控制裝置；控制器是專利設(shè)計(jì)的PLC控制器和CAN-Bus總線控制系統(tǒng)完成對(duì)整機(jī)的控制和故障診斷；可選配攝像監(jiān)控系統(tǒng)，可提高設(shè)備操作的安全性，使得駕駛員獨(dú)立一人也可方便的進(jìn)行操作。美國RoadTech公司開發(fā)了銑刨寬度為0.3m-4.2m的銑刨機(jī)，其銑刨機(jī)產(chǎn)品銑刨寬度為2500mm以下的全部采

45、用三履帶驅(qū)動(dòng)，而其它機(jī)型則采用四履帶驅(qū)動(dòng)；所有的銑刨機(jī)都配備雙向操作，使其在反向行走時(shí)也可銑刨；有些機(jī)型上配備適應(yīng)側(cè)向銑刨的不同寬度的銑刀及其附件，使得RoadTech公司的銑刨機(jī)使用更加靈活。RoadTech公司銑刨機(jī)的銑刨轂用VCS(Variable Cutter System)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的功能與維特根FCS(Flexible Cutter System)系統(tǒng)相同，即不用卸掉銑刨轂組件就可以改變銑刨寬度，可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，使<

46、;/p><p>　　意大利的Bitelli公司從上世紀(jì)80年代起就開始生產(chǎn)銑刨機(jī)。銑刨寬度為</p><p>　　0.6m-2.01m，該公司的最新機(jī)型是該公司的最新機(jī)型是SF2OOR銑刨機(jī)。該機(jī)型是SF200L機(jī)型的發(fā)展和改進(jìn)之作，不僅繼承了SF20OL機(jī)型同樣的特征，SF20OR選用戴姆勒克萊斯勒公司的OM502LA全電控發(fā)動(dòng)機(jī)，功率比SF2OOL的大 10kw。</p>&

47、lt;p>　　美國的caterpillar公司從上世紀(jì)90年代開始生產(chǎn)銑刨機(jī)，主要有PM-465、PM-565B兩種機(jī)型。Caterpillar公司的銑刨機(jī)嚴(yán)格按照Caterpiliar的工藝標(biāo)準(zhǔn)采用原廠的發(fā)動(dòng)機(jī)和可靠的電控系統(tǒng)。履帶系統(tǒng)及張緊輪采用技術(shù)成熟的原廠小型推土機(jī)D3級(jí)D4的履帶組件。</p><p>　　國外銑刨機(jī)的相關(guān)參數(shù)可以參見下表：</p><p>　　表1.2 國

48、外主要路面銑刨機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　縱觀各個(gè)生產(chǎn)廠商，雖然各個(gè)參數(shù)不盡相同，但是在銑刨寬度差不多的情況下，相應(yīng)主要的參數(shù)數(shù)值還是比較接近。目前全世界冷銑刨機(jī)的年產(chǎn)量大約為2000多臺(tái)，銑刨寬度在1500以上的冷銑刨機(jī)占總量30%以上，維特根公司的銑刨機(jī)產(chǎn)量最大，約占總量的55%以上；其次為CMI公司，約占13%以上；其余的被上述其他公司所分配。</p><p>　　1.1.3

49、國內(nèi)外銑刨機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　國外的 Wirtgen、Dynapac、Caterpillar、Roadtech 等技術(shù)先進(jìn)的銑刨機(jī)生產(chǎn)廠家，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷地研究新技術(shù)、新工藝，進(jìn)一步提升銑刨機(jī)的性能。特別是 Wirtgen，一直是銑刨機(jī)技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)航者。維特根的銑刨機(jī)性能和技術(shù)水平一直處于領(lǐng)先地位，是大多數(shù)廠家跟隨和模仿的對(duì)象。</p><p>　　維特根的銑刨機(jī)采

50、用了大量新技術(shù)、新工藝，銑刨機(jī)的性能更加優(yōu)越，操作更容易，作業(yè)質(zhì)量更好。維特根銑刨機(jī)的優(yōu)越性主要有以下幾個(gè)方面：</p><p>　?、侏?dú)有的 FCS 通用銑刨系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以讓一臺(tái)銑刨機(jī)根據(jù)需要更換不同的工作裝置，達(dá)到不同的銑刨寬度，提高了設(shè)備的通用性，可顯著提高用戶的運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　?、诳鞊Q刀具座系統(tǒng)。大多數(shù)廠家的刀具座焊接在刀具基座上，但是刀具座在銑刨過程也受到比較嚴(yán)

51、重的磨損，磨損到一定程度，需要更換刀具座，更換時(shí)，首先需要用碳弧氣刨等方法切下?lián)p壞的刀具座，再將新刀具座焊接到位。這種方式有很多缺陷：更換工作周期長，勞動(dòng)強(qiáng)度大；新刀具座焊接位置不準(zhǔn)確。維特根的快換刀具座系統(tǒng)，刀具座與刀具基座之間通過螺栓或鍵等連接方式，可有效解決這個(gè)問題，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。 </p><p>　?、巯冗M(jìn)可靠的控制系統(tǒng)。由于銑刨機(jī)的動(dòng)作復(fù)雜，操作性能的好壞嚴(yán)重影響銑刨機(jī)的使用性能和作業(yè)

52、效率。維特根的操作系統(tǒng)采用大量的新技術(shù)，操作性能良好。功率自適應(yīng)系統(tǒng)，可以根據(jù)實(shí)際的銑刨阻力，適時(shí)調(diào)整行走速度，保證銑刨作業(yè)的最佳效率。故障監(jiān)控和報(bào)警功能，有效的保證機(jī)器安全運(yùn)轉(zhuǎn)，可以在一定程度上防止故障發(fā)生，故障發(fā)生后，可以在最短的時(shí)間內(nèi)，找出故障原因，排除故障，提高工作效率。自動(dòng)找平系統(tǒng)，維特根的銑刨機(jī)除了能夠提供傳統(tǒng)的滑橇式系統(tǒng)外，還可以提供更加精確的超聲波、激光等找平方式。銑刨作業(yè)時(shí)，只需設(shè)定銑刨深度，控制系統(tǒng)能夠在銑刨過程中，

53、根據(jù)路面狀況，適時(shí)的調(diào)整銑刨深度，保證銑刨深度一致。</p><p>　　國內(nèi)的大型銑刨機(jī)生產(chǎn)廠家中，中聯(lián)重科和西安宏大公司做的相對(duì)比較好，配置性能接近維特根的水平，但在可靠性等方面有所欠缺，但是由于價(jià)格和維修等方面的優(yōu)勢(shì)，具有了一定的與國外品牌競爭的實(shí)力。 </p><p>　　目前，為了進(jìn)一步提升銑刨機(jī)的作業(yè)性能，需要解決以下幾個(gè)方面的問題：</p><p>　

54、?、倩炷良盀r青混合料銑刨機(jī)理缺乏：混凝土及瀝青混合料的切割破碎制約著銑刨刀具的設(shè)計(jì)、機(jī)器的效率，影響到機(jī)器的工作與性能。由于缺乏混凝土及瀝青混合料的切割理論，銑刨刀具的布置沒有理論基礎(chǔ)。國內(nèi)基本上是模仿。</p><p>　?、阢娕偾邢魉俣炔缓侠恚恒娕贆C(jī)的工作速度和轉(zhuǎn)子速度是其主要技術(shù)性能參數(shù)，工作速度直接影響機(jī)器的作業(yè)生產(chǎn)率。銑刨刀具刀尖線速度是機(jī)器工作速度和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的綜合指標(biāo)，它對(duì)銑刨機(jī)的技術(shù)性能極為重要，

55、它直接影響到銑刨刀具的磨損、使用壽命及機(jī)器完成單位立方路面材料銑削作業(yè)的施工成本，即影響機(jī)器的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。國外公司在此參數(shù)上做了大量試驗(yàn)研究，結(jié)果表明一般將轉(zhuǎn)子刀尖線速度控制在 4～5m/s，而一些國內(nèi)機(jī)器轉(zhuǎn)子刀尖線速度并不在此范圍，也沒有具體的試驗(yàn)研究。</p><p>　?、坫娕傧到y(tǒng)的設(shè)計(jì)不完善：目前，國內(nèi)生產(chǎn)的銑刨機(jī)只能銑刨單一寬度，嚴(yán)重制約了銑刨機(jī)的使用范圍。國外部分產(chǎn)品為了使一臺(tái)機(jī)器能適應(yīng)不同的銑刨寬

56、度，銑刨機(jī)的銑刨寬度被設(shè)計(jì)成有級(jí)可調(diào)的。通常是在轉(zhuǎn)子上裝有可拆卸銑刨瓦，通過拆裝銑刨瓦來調(diào)整銑刨寬度。還有的被設(shè)計(jì)成可在一定范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)節(jié)銑刨寬度。擁有這種通用銑刨系統(tǒng)后，一臺(tái)銑刨機(jī)可以銑刨出多種不同的寬度規(guī)格，相當(dāng)于多臺(tái)銑刨機(jī)在作業(yè)。這不但提高了銑刨機(jī)的通用性能，更重要的是提高了機(jī)器的運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　?、芸刂频闹悄芑图苫Ｄ壳般娕贆C(jī)的控制有許多缺點(diǎn)和不足，例如多點(diǎn)操作、多位操作、多人操作、操

57、作安全性差、勞動(dòng)強(qiáng)度大；作業(yè)工況監(jiān)測(cè)能力差、故障預(yù)警能力不足；銑刨軌跡控制不準(zhǔn)；銑刨速度不能與銑削深度自適應(yīng)；排料速度不能自動(dòng)適應(yīng)銑刨廢料的輸出要求等。為了解決上述的眾多不足，需要進(jìn)一步提高銑刨機(jī)的控制系統(tǒng)的智能化和集成化。</p><p>　?、莸毒吲c轉(zhuǎn)子的通用性。原則上講，路面鋪層的不同，銑刨刀具的材質(zhì)、銑刨刀具的切入角度、切削速度要求不同，因此不同路面需要不同的銑刨機(jī)，但實(shí)際操作上有難度。當(dāng)前，解決這個(gè)問題

58、的最好的方法是更換不同的銑刨刀頭，這就造成了銑刨轉(zhuǎn)子和銑刨刀座的異常磨損，影響銑刨轉(zhuǎn)子的使用壽命，此外更換刀頭也是相當(dāng)麻煩的。目前，一臺(tái)銑刨機(jī)只能銑刨固定寬度，給實(shí)際施工造成很大的不便。</p><p>　　1.2課題研究的意義</p><p>　　國內(nèi)外大部分大中型銑刨機(jī)的行走系統(tǒng)都采用四輪獨(dú)立液壓驅(qū)動(dòng)，而路面的損壞程度、路面材料的硬度、銑削層的深度及刀具的情況等都會(huì)影響行走液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

59、。根據(jù)現(xiàn)代銑刨機(jī)的用途，銑刨機(jī)的工作環(huán)境較惡劣，銑刨機(jī)需適應(yīng)各種復(fù)雜的工況，這樣就要求性能優(yōu)越行走液壓系統(tǒng)能與其相適應(yīng)，以提高銑刨機(jī)的使用性能和工作可靠性，優(yōu)化工作速度與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的匹配，保證銑刨機(jī)有較高的生產(chǎn)率和作業(yè)質(zhì)量，使銑刨機(jī)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。通過對(duì)銑刨機(jī)行走液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究，推動(dòng)銑刨機(jī)性能的全面提升，使銑刨機(jī)能夠適應(yīng)各種惡劣工況，合理有效的分配發(fā)動(dòng)機(jī)功率，達(dá)到高性能、高可靠性和養(yǎng)護(hù)效率及養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的統(tǒng)一，這樣將具有重要的現(xiàn)實(shí)意

60、義。</p><p><b>　　行走系統(tǒng)的分析</b></p><p>　　根據(jù)銑刨機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，銑刨機(jī)可分為輪式和履帶式兩種。輪式銑刨機(jī)一般采用實(shí)心輪，具有機(jī)動(dòng)靈活、易于轉(zhuǎn)場、適宜狹小區(qū)域作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，主要用于中小型銑刨機(jī)。履帶式機(jī)型雖然機(jī)動(dòng)性稍差，但附著力大，自找平性能良好。綜合輪式和履帶式的優(yōu)點(diǎn)，近幾年出現(xiàn)了一些輪胎和履帶可以互換的機(jī)型，以提高機(jī)器的適應(yīng)性和使用

61、性能。對(duì)于銑刨寬度為2m的大型銑刨機(jī)，多采用履帶式。</p><p>　　銑刨機(jī)行走系統(tǒng)的組成：底盤件（三輪一帶和張緊裝置）、行走液壓泵、液壓馬達(dá)。主要為銑刨機(jī)提供行走動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)行走功能。</p><p>　　本文選用的銑刨機(jī)型號(hào)為：維特根W2000型銑刨機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　2.1履帶銑刨機(jī)行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析及行走系統(tǒng)的功率分析</

62、p><p>　　大中型銑刨機(jī)液壓回路較多，屬于多泵多回路復(fù)合液壓回路，多選用發(fā)動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器接分動(dòng)箱將動(dòng)力分流，驅(qū)動(dòng)方式如圖2.1，這樣各個(gè)液壓系統(tǒng)互不影響。</p><p>　　圖2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)路線</p><p>　　2m銑刨機(jī)采用發(fā)動(dòng)機(jī)間接驅(qū)動(dòng)形式，發(fā)動(dòng)機(jī)通過分動(dòng)箱，將整機(jī)功率進(jìn)行分流，這樣銑刨機(jī)各個(gè)液壓系統(tǒng)如行走液壓系統(tǒng)、輸料液壓系統(tǒng)、風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)、輔助液壓系統(tǒng)

63、等互不影響，可提高銑刨機(jī)的可靠性。</p><p>　　2.1.1 銑刨機(jī)行駛系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析</p><p>　　2m銑刨機(jī)采用四履帶行走機(jī)構(gòu)(根據(jù)調(diào)研，大型銑刨機(jī)均采用履帶式行走機(jī)構(gòu))，履帶行駛機(jī)構(gòu)是由驅(qū)動(dòng)鏈輪和鏈軌組成，并且一般在低速工況下運(yùn)行，它的運(yùn)動(dòng)情況具有低速鏈傳動(dòng)的特性，在履帶車輛行駛時(shí)，若履帶在地面上作無滑轉(zhuǎn)行駛時(shí)，履帶車輛的理論行駛速度在數(shù)值上等于鏈輪與鏈軌傳動(dòng)時(shí)的動(dòng)力

64、半徑的圓周速度，如下式:</p><p>　　或 </p><p>　　式中: —銑刨機(jī)理論行駛速度,m/s;</p><p>　　—驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，r/min</p><p>　　—驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力半徑，m;</p><p>　　—驅(qū)動(dòng)輪每轉(zhuǎn)卷繞的履帶板塊數(shù)，即嚙合齒數(shù);</p><p>

65、;　　T—鏈軌的節(jié)距，m。</p><p>　　履帶行走機(jī)構(gòu)的實(shí)際行駛速度v，是履帶的滑轉(zhuǎn)速度和臺(tái)車架對(duì)接地鏈軌的相對(duì)速度</p><p>　　的合成速度。實(shí)際行駛速度可以用滑轉(zhuǎn)率表示為:</p><p>　　或 </p><p>　　式中:—履帶對(duì)地面的滑轉(zhuǎn)率，通常取0.03。</p><p>

66、　　由線速度和角速度的關(guān)系可得馬達(dá)轉(zhuǎn)速公式:</p><p>　　式中:i—驅(qū)動(dòng)輪終端減速比。</p><p>　　2m銑刨機(jī)的驅(qū)動(dòng)鏈輪的最高轉(zhuǎn)速與工作時(shí)的轉(zhuǎn)速將以下參數(shù)分別帶入公式:驅(qū)動(dòng)鏈輪直徑為0.4312m，工作速度為30m/min，行駛速度為83m/min(5km/h)，計(jì)算出鏈輪的轉(zhuǎn)速分別為:行駛時(shí)的鏈輪轉(zhuǎn)速為62r/min，工作時(shí)的鏈輪轉(zhuǎn)速為22r/min。</p>

67、<p>　　2.1.2 履帶式銑刨機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析</p><p>　　履帶式銑刨機(jī)在工作時(shí)，其上作用著抵抗車輛前進(jìn)的各種外部阻力和推動(dòng)車輛前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)力一切線牽引力。而切線牽引力本身則由驅(qū)動(dòng)鏈輪上的驅(qū)動(dòng)力矩所產(chǎn)生。</p><p>　　當(dāng)履帶式銑創(chuàng)機(jī)在等速穩(wěn)定工況下工作時(shí)，存在著以下兩種平衡關(guān)系:</p><p>　　式中: —各種外部阻力總和，N；&

68、lt;/p><p>　　—銑刨機(jī)切線牽引力，N；</p><p>　　r —履帶驅(qū)動(dòng)段效率，取0.96-0.97；</p><p><b>　　—驅(qū)動(dòng)力矩，Nm；</b></p><p>　　—驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力半徑，m；</p><p>　　在穩(wěn)定行駛的工況下，作用在銑刨機(jī)上的外部阻力，這些外部阻力包括如下

69、:</p><p>　　式中: —滾動(dòng)阻力，N；</p><p>　　—銑刨機(jī)坡道阻力，N；</p><p>　　—銑刨機(jī)工作阻力，N；</p><p>　　而滾動(dòng)阻力、銑刨機(jī)坡道阻力如下各式:</p><p>　　(1) </p><p>　　式中:—銑刨機(jī)運(yùn)動(dòng)表面對(duì)水平面

70、的傾角，度;</p><p>　　—銑刨機(jī)的重量，N;</p><p>　　(2) </p><p>　　式中，正號(hào)表示上坡，負(fù)號(hào)表示下坡，其它同上。</p><p>　?。?）銑刨機(jī)工作阻力</p><p>　　主要包括工作裝置—銑削轉(zhuǎn)子的阻力、轉(zhuǎn)子后門的阻力和銑刨機(jī)兩側(cè)的浮動(dòng)板的阻力等，銑刨機(jī)兩

71、側(cè)的側(cè)板上的密封板的阻力相對(duì)比較小可忽略不計(jì)。銑刨機(jī)工作阻力通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來確定。下面公式為銑刨機(jī)水平工作阻力的計(jì)算公式:</p><p>　　式中：—銑刨機(jī)水平工作阻力，N；</p><p>　　—與瀝青路面材料以及銑刀有關(guān)的參數(shù)；</p><p><b>　　—銑刨寬度，m；</b></p><p><b>

72、　　—銑刨厚度，m；</b></p><p>　　—行走速度，m/s。</p><p>　　一般取工作阻力系數(shù)為0.05。</p><p>　　2.1.3 附著條件決定的最大切線牽引力</p><p>　　由附著條件決定的最大切線牽引力，的公式如下:</p><p>　　式中—履帶式銑刨機(jī)在瀝青路面上的附

73、著系數(shù)，約為0.7;</p><p>　　G—銑刨機(jī)的附著質(zhì)量，Kg;</p><p>　　g—重力加速度，取9.8m2/s;</p><p>　　計(jì)算最大切線牽引力，將取0.7，G取 29000Kg，g為9.8m2/s，可得198940N。</p><p>　　2.1.4 行走系統(tǒng)功率分析</p><p>　　對(duì)于

74、某一臺(tái)銑刨機(jī)來講，在等速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的工況下，行走系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)扭矩為:</p><p>　　式中：-銑刨機(jī)切線牽引力，N；</p><p>　　-驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力半徑，m;</p><p>　　行走系統(tǒng)消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為：</p><p>　　式中V-銑刨機(jī)理論行駛速度，m/s，</p><p>　　t-行走系統(tǒng)傳動(dòng)總效率。<

75、;/p><p>　　可得行走系統(tǒng)消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)功率公式:</p><p>　　可見, 主要取決于理論行走速度V和行走系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力，而是一個(gè)關(guān)于速度的變量。當(dāng)V上升，則上升;當(dāng)V下降，則下降;當(dāng)V為0，則為O。故行走系統(tǒng)的功率是一個(gè)隨作業(yè)速度變化而變化的二次函數(shù)，如下圖示。</p><p>　　圖2.2 行走功率Fk與行走速度V的曲線</p><p>

76、　　2.1.5 銑刨轉(zhuǎn)子的功率分析</p><p>　　銑刨機(jī)的功率主要消耗在工作裝置銑刨轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、行走系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)，行走系統(tǒng)消耗的功率與銑刨轉(zhuǎn)子消耗的功率有很大關(guān)系。</p><p>　　銑刨轉(zhuǎn)子系統(tǒng)消耗的功率主要取決于轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：</p><p>　　式中：—銑刨轉(zhuǎn)子系統(tǒng)傳動(dòng)總效率；</p><p>　　在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力分析中

77、，將轉(zhuǎn)子單獨(dú)分離出來，把轉(zhuǎn)子切削阻力的合力沿銑刨轂徑向和切向進(jìn)行分解，得和。將各力對(duì)轉(zhuǎn)子中心取矩，一得轉(zhuǎn)子力矩平衡式:</p><p>　　式中：—銑刨轉(zhuǎn)子瞬時(shí)工作阻力，它的數(shù)值是隨切削條件變化而變化；</p><p><b>　　—轉(zhuǎn)子半徑。</b></p><p>　　可得： </p><p>　　

78、由上式可知，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一定時(shí)，如下圖2.3，與成線性關(guān)系</p><p>　　圖2.3 轉(zhuǎn)自功率Pm和轉(zhuǎn)子分力Fζ的曲線</p><p>　　可見，銑刨轉(zhuǎn)子在刀具因素、路面材料一定的情況下，工作阻力與作業(yè)速度和切削線速度有關(guān)。當(dāng)一定時(shí)，即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一定時(shí)，工作阻力隨作業(yè)速度的增大而增大，隨其減小而減小。在刀具因素、作業(yè)速度一定時(shí)，工作阻力由路面材料的性質(zhì)決定，路面材料越硬，工作阻力越大。&l

79、t;/p><p>　　2.2行走系統(tǒng)底盤件分析</p><p>　　目前，銑刨機(jī)有兩種行走結(jié)構(gòu)，履帶式和輪式。中小型一般選用輪胎式，機(jī)動(dòng)性好，而且成本低廉。大型銑刨機(jī)整機(jī)重量大，銑刨作業(yè)寬度、深度參數(shù)高，沖擊較大。輪式結(jié)構(gòu)可能造成由于本身彈性，造成銑刨轉(zhuǎn)子的額外沖擊，損壞銑刨轉(zhuǎn)子，因此大型銑刨機(jī)的行走結(jié)構(gòu)不能選用輪胎式結(jié)構(gòu)，鎮(zhèn)江華辰曾經(jīng)嘗試過輪胎式的大型銑刨機(jī)試驗(yàn)，最終以失敗告終。履帶是由于支

80、撐剛性好、附著力好等優(yōu)點(diǎn)，適合于大型銑刨機(jī)。</p><p>　　2m 銑刨機(jī)采用全輪驅(qū)動(dòng)的履帶式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　1.履帶總成 2.導(dǎo)向輪 3.行走支架 4.支重輪 </p><p>　　5.履帶張緊裝置 6.驅(qū)動(dòng)鏈輪 7.行走馬達(dá)</p><p>　　圖2.4 銑刨機(jī)行走系統(tǒng)底盤件</p&g

81、t;<p>　　行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要合理匹配行走泵、馬達(dá)，滿足正常行走、銑刨作業(yè)、爬坡等工況的驅(qū)動(dòng)力要求，同時(shí)必須選擇合理的履帶張緊裝置，保證各種工況下履帶動(dòng)張緊。同時(shí)應(yīng)該能夠具有行走跑偏的檢測(cè)與自動(dòng)校正功能。</p><p>　　三輪一帶與張緊緩沖裝置配套廠家的選擇</p><p>　　銑刨機(jī)三輪一帶的選擇需要考慮如下問題： </p><p>　?、?/p>

82、實(shí)現(xiàn)盡量小的接地比壓，即盡量選擇寬的履帶板和盡量長的履帶接地長度，保證在銑刨作業(yè)時(shí)，機(jī)器本身不會(huì)損壞路面； </p><p>　　②行走裝置的結(jié)構(gòu)盡量緊湊，即盡量選擇窄的履帶板和盡量短的履帶接地長度，保證轉(zhuǎn)向及行走的靈活性；</p><p>　　③三輪一帶的采購的方便性。 </p><p>　　上述兩個(gè)要求是相互矛盾的，因此在選擇三輪一帶時(shí)，必須綜合考慮，在保證行走

83、裝置盡量緊湊的情況下，實(shí)現(xiàn)盡量小的接地比壓。 </p><p>　　目前2m銑刨機(jī)普遍采用是鏈軌節(jié)距140和寬度300的履帶板的履帶總成，單側(cè)履帶4支重輪。</p><p>　　導(dǎo)向與張緊緩沖裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　導(dǎo)向與張緊緩沖裝置的作用：引導(dǎo)履帶鏈軌正確卷繞，并通過調(diào)節(jié)履帶鏈軌的松緊程度使履帶鏈保持在一定張力范圍內(nèi)工作。緩沖彈簧在履帶行走機(jī)構(gòu)受到?jīng)_擊

84、時(shí)，起緩沖作用，防止履帶行走機(jī)構(gòu)零件過載，減小履帶振跳，延長履帶的使用壽命。</p><p>　　1.導(dǎo)向輪 2.連接座 3.連接螺母</p><p>　　4.緩沖彈簧 5.張緊油缸 6.加油裝置</p><p>　　圖2.5 履帶張緊裝置組成</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)組成及工

85、作原理</b></p><p>　　導(dǎo)向與張緊緩沖裝置一般放置在履帶行走機(jī)構(gòu)的前部，主要由導(dǎo)向輪、張緊油缸、緩沖彈簧等部分組成。導(dǎo)向輪可以在行走支架的導(dǎo)向槽中前后滑動(dòng)，張緊油缸和緩沖彈簧支承著導(dǎo)向輪，利用黃油槍將油脂經(jīng)加油裝置注入張緊油缸，以控制張緊油缸的伸長量和履帶的張緊力，前后移動(dòng)導(dǎo)向輪，使履帶張緊或松弛；緩沖彈簧在履帶行走機(jī)構(gòu)受到?jīng)_擊載荷時(shí)，能使導(dǎo)向輪向后后退一段距離，起緩沖作用，以減少?zèng)_擊，防

86、止履帶行走機(jī)構(gòu)零件過載。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　導(dǎo)向與張緊緩沖裝置的設(shè)計(jì)主要確定以下三個(gè)參數(shù)： </p><p>　?、倬彌_彈簧正常工作的彈性行程： 當(dāng)履帶行走機(jī)構(gòu)受到?jīng)_擊載荷或跨越障礙時(shí), 應(yīng)能依靠緩沖彈簧的彈性行程完全補(bǔ)償履帶鏈曲線的變化，以防止履帶行走機(jī)構(gòu)零件過載； </p>&l

87、t;p>　　②緩沖彈簧正常工作的的預(yù)緊力：在正常的工作條件下,導(dǎo)向輪不會(huì)因上方區(qū)段履帶的跳動(dòng)而后移, 即此時(shí)緩沖彈簧不應(yīng)產(chǎn)生彈性行程； </p><p>　　③導(dǎo)向與張緊緩沖裝置正常工作的調(diào)節(jié)行程：當(dāng)履帶鏈因銷軸和銷孔磨損而伸長時(shí),應(yīng)可以通過對(duì)張緊機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié), 從履帶鏈中拆掉一塊履帶板,并恢復(fù)履帶的正常張緊度。</p><p>　　導(dǎo)向與張緊緩沖裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)分析</p>

88、<p><b>　　履帶的靜態(tài)張緊度</b></p><p>　　1.導(dǎo)向輪 2.驅(qū)動(dòng)輪</p><p>　　圖2.6 履帶張緊度</p><p>　　履帶的靜態(tài)張緊度通常是根據(jù)履帶松邊(上方區(qū)段)的下垂量h來確定(圖2.6)。在路面冷銑刨機(jī)履帶行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于結(jié)構(gòu)限制，不能安裝托鏈輪，所以根據(jù)經(jīng)

89、驗(yàn)，下垂量h的值一般取為:</p><p>　　式中：h—履帶的下垂量，mm；</p><p>　　L—導(dǎo)向輪與驅(qū)動(dòng)輪之間的中心距，mm。</p><p>　　張緊油缸的初張力F0</p><p>　　張緊液壓缸的初張力F0是根據(jù)履帶鏈所受到的靜態(tài)預(yù)張力確定的。履帶鏈的靜態(tài)預(yù)張力按履帶松邊(上方區(qū)段)的下垂量h計(jì)算。履帶上方區(qū)段的形狀是一條懸

90、垂線，如圖2.7所示。由于沒有托鏈輪，取履帶上方區(qū)段的一半為研究對(duì)象，則有：</p><p>　　1.導(dǎo)向輪 2.驅(qū)動(dòng)輪</p><p>　　圖2.7 履帶下垂量</p><p>　　式中：—最小預(yù)張力，履帶鏈上方區(qū)段最低點(diǎn)的預(yù)張力，N；</p><p>　　—單節(jié)履帶總成的重量，N；</p>

91、<p>　　n—L/2長度包含的履帶劫數(shù)；</p><p><b>　　n=L/2t</b></p><p>　　t—鏈軌節(jié)距，mm；</p><p>　　從圖2.7可以看出，大小等于和的合力，但方向相反。所以：</p><p>　　式中：—最大預(yù)緊力，履帶鏈的預(yù)張力，N</p><p&g

92、t;　　從圖2.8所示，張緊油缸的初張力F0為：</p><p>　　式中：F0—張緊油缸的初張力，N；</p><p>　　—履帶鏈上方區(qū)段最高點(diǎn)的預(yù)張力與水平方向的夾角，º。</p><p>　　1.導(dǎo)向輪 2.驅(qū)動(dòng)輪</p><p>　　圖2.8 履帶張緊力</p><p

93、>　　張緊油缸的工作壓力P</p><p>　　式中：P—漲緊油缸的工作壓力，Pa；</p><p>　　D—張緊油缸活塞桿直徑，mm。</p><p>　　張緊油缸工作行程S1的確定</p><p>　　張緊液壓缸的工作行程應(yīng)大于履帶鏈節(jié)距的一半，以便在履帶鏈因磨損變長時(shí)，可拆去一塊履帶板而繼續(xù)使用。</p><p

94、>　　式中：S1—張緊油缸的工作行程，mm。</p><p>　　緩沖彈簧的彈性行程S2</p><p>　　緩沖彈簧的彈性行程是指彈簧從預(yù)緊狀態(tài)到最大變形狀態(tài)的變形量。根據(jù)履帶張緊緩沖裝置的設(shè)計(jì)原則，緩沖彈簧的彈性行程應(yīng)能在各種嚴(yán)重的工況下，如跨越障礙，以及履帶鏈的驅(qū)動(dòng)段內(nèi)堵塞污泥和嵌入石塊等情況下，完全補(bǔ)償履帶鏈曲線的變化。要能完全補(bǔ)償履帶鏈曲線的變化而避免履帶行走機(jī)構(gòu)零件過載，

95、緩沖彈簧的彈性行程必須滿足：</p><p>　　——履帶和驅(qū)動(dòng)輪可脫開嚙合；</p><p>　　——履帶可從導(dǎo)向輪上滑脫。</p><p>　　1.導(dǎo)向輪 2.驅(qū)動(dòng)輪</p><p>　　圖2.9 緩沖彈簧的彈性行程</p><p>　　在履帶張緊緩沖裝置設(shè)計(jì)中，如圖2.9所

96、示，緩沖彈簧的彈性行程可用下列公式求得：</p><p>　　式中：S2—緩沖彈簧的彈性行程，mm；</p><p>　　h—障礙物突出高度、驅(qū)動(dòng)輪齒高或?qū)蜉嗇喚壐叨?取三者中的最大值，mm；</p><p>　　—鏈軌變?yōu)榻嵌龋?#186;。</p><p>　　在實(shí)際設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)輪齒高一般大于導(dǎo)向輪輪緣高度，所以研究履帶和驅(qū)動(dòng)輪脫開嚙合

97、的情況即可確定緩沖彈簧的彈性行程。為使驅(qū)動(dòng)輪和履帶鏈間卡入石塊時(shí)不致卡死, 應(yīng)使履帶鏈可在驅(qū)動(dòng)輪齒頂圓上滑動(dòng)。設(shè)履帶鏈為完全柔性的，則履帶鏈在驅(qū)動(dòng)輪齒頂圓上滑動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪齒頂圓的1/2周長為。正常嚙合時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪齒根圓的1/2周長為，此時(shí)履帶鏈拉動(dòng)導(dǎo)向輪向后移動(dòng)了,即緩沖彈簧的彈性行程:</p><p>　　式中：Da—驅(qū)動(dòng)輪齒頂圓直徑，mm；</p><p>　　Di—驅(qū)動(dòng)輪齒根圓直徑，m

98、m。</p><p>　　從上述可知,導(dǎo)向輪的總行程為：</p><p>　　式中：S—導(dǎo)向輪的總行程,mm。</p><p>　　緩沖彈簧的預(yù)緊力Pd和最大彈性行程時(shí)的張力</p><p>　　1.導(dǎo)向輪 2.驅(qū)動(dòng)輪</p><p>　　圖2.10 爬坡狀態(tài)張緊裝置受力分析</p>

99、;<p>　　緩沖彈簧的預(yù)緊力一般比履帶張緊力大2倍以上。在調(diào)節(jié)履帶張緊力時(shí),緩沖彈簧的拉力和長度都不會(huì)發(fā)生變化。 </p><p>　　緩沖彈簧的預(yù)緊力可按銑刨機(jī)設(shè)計(jì)最大爬坡能力后退爬坡時(shí),緩沖彈簧不會(huì)產(chǎn)生附加變形來決定。如圖2.10所示, 路面冷銑刨機(jī)履帶所提供的牽引力N應(yīng)大于整機(jī)重量沿斜面方向產(chǎn)生的分力,每條履帶所提供的牽引力應(yīng)大于，即:</p><p>　　式中：N—

100、銑刨機(jī)的牽引力,N；</p><p>　　G—銑刨機(jī)整機(jī)重量，N；</p><p>　　—后退爬坡時(shí)的最大爬坡角度，º；</p><p>　　—單條履帶的承重載荷，N；</p><p>　　—單條履帶的牽引力，N。</p><p>　　緩沖彈簧的預(yù)緊力為：</p><p>　　式中：—

101、單條履帶緩沖彈簧的預(yù)緊力，N。</p><p>　　緩沖彈簧必須有一定的預(yù)壓縮量，使彈簧存在預(yù)緊力。緩沖彈簧的預(yù)緊力不能過小，必須保證緩沖彈簧在機(jī)器前進(jìn)時(shí)不因稍受外力變松弛，從而影響履帶鏈軌銷和驅(qū)動(dòng)輪的嚙合，引起履帶跳振。同時(shí)又要保證導(dǎo)向輪在各種正常工作條件下(如轉(zhuǎn)彎、倒退) 不會(huì)后移，影響履帶鏈軌銷和驅(qū)動(dòng)輪的正常嚙合，甚至脫鏈；但同時(shí)必須注意預(yù)緊力也不宜取得過大，預(yù)緊力過大，就失去了緩沖作用。當(dāng)履帶和各輪之間卡

102、入堅(jiān)硬石塊時(shí)或當(dāng)前方受到較大的沖擊時(shí)，緩沖彈簧應(yīng)能進(jìn)一步壓縮，以保護(hù)履帶行走機(jī)構(gòu)各零件不致?lián)p壞。在大型路面冷銑刨機(jī)設(shè)計(jì)中，一般采用四履帶或三履帶結(jié)構(gòu)，緩沖彈簧預(yù)緊力和緩沖彈簧最大變形時(shí)(限位時(shí))彈簧壓縮力的取值一般為：</p><p>　　式中：—應(yīng)取履帶中承受負(fù)荷的較大者，N。</p><p>　　行走液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及校核</p><p>　　3.1行走液壓系統(tǒng)的基

103、本要求</p><p>　　本文2m銑刨機(jī)采用全液壓驅(qū)動(dòng)的四履帶行駛系統(tǒng)，有高速檔和低速檔。為了保證路面銑削的質(zhì)量，生產(chǎn)效率及充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，對(duì)2m銑刨機(jī)的行走系統(tǒng)提出了很多的要求，比如行走速度無級(jí)調(diào)節(jié)、根據(jù)負(fù)載的變化控制行走速度自動(dòng)調(diào)節(jié)即功率自動(dòng)分配、高低速等。行走控制系統(tǒng)應(yīng)能滿足如下的基本要求:</p><p>　　（1）無論前進(jìn)后退，都可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)速度范圍內(nèi)的無級(jí)變速；<

104、/p><p>　?。?）在銑刨機(jī)工作時(shí)，銑刨機(jī)加速減速過程均勻平穩(wěn)，起步、轉(zhuǎn)向和停車過程均勻平穩(wěn)；</p><p>　?。?）有手動(dòng)和自動(dòng)控制， 有一定的爬坡能力；</p><p>　?。?）銑刨機(jī)在自動(dòng)工作模式下作業(yè)時(shí)，根據(jù)負(fù)載的變化情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)行走速度既功率自動(dòng)分配；</p><p>　?。?）能實(shí)現(xiàn)停車制動(dòng)，緊急停車功能，并且解除制動(dòng)后銑

105、刨機(jī)才能行走。</p><p>　　（6）銑刨機(jī)行走系統(tǒng)能很好的與銑刨機(jī)銑刨系統(tǒng)相匹配。</p><p>　　3.2 2m銑刨機(jī)行走液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　2m銑刨機(jī)行走系統(tǒng)采用四輪獨(dú)立液壓驅(qū)動(dòng)，主要完成銑刨機(jī)的工作作業(yè)和轉(zhuǎn)場時(shí)的速度控制。銑刨機(jī)行走液壓系統(tǒng)由于高功率密度和前進(jìn)、后退及行車制動(dòng)等需要，采用閉式液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，其液壓原理如圖3.1。</

106、p><p>　　該液壓系統(tǒng)由變量柱塞泵和雙速變量柱塞馬達(dá)組成的容積調(diào)速回路，主要由變量泵1、變量馬達(dá)3.6.8.10、分流閥2、電磁閥5.7.9、及油箱等組成。此系統(tǒng)中泵和馬達(dá)為軸向柱塞式，結(jié)構(gòu)緊湊，工作轉(zhuǎn)速和壓力高，系統(tǒng)傳動(dòng)總效率較高可達(dá)80%以上。這種調(diào)速方式的優(yōu)點(diǎn)是:</p><p>　　(l)變量可連續(xù)，并且調(diào)速范圍大；</p><p>　　(2)泵的工作壓力取

107、決于馬達(dá)的負(fù)載大小，零流量時(shí)，幾乎無功率損失；</p><p>　　(3)泵有安全閥，可限制輸出的扭矩值；</p><p>　　(4)換向操作簡單易行。</p><p>　　可采用電子控制，有比例電磁鐵控制液壓泵的斜盤的角度，系統(tǒng)流量隨著變化，即可實(shí)現(xiàn)車輛可進(jìn)行無級(jí)調(diào)速。</p><p>　　行走液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)選用德國力士樂A4VG電控變量泵和

108、雙速變量馬達(dá)A6VE。力士樂A4VG系列斜盤結(jié)構(gòu)軸向柱塞變量泵EP(電液比例控制)控制原理如下圖3.2。行走馬達(dá)通常為斜軸變量馬達(dá)，該馬達(dá)采用電液雙位控制，在銑刨作業(yè)時(shí)，通過一個(gè)內(nèi)裝式電磁閥(或外部電磁閥)的通斷電，使得馬達(dá)排量從最小排量至最大排量根據(jù)電液原理變化，反之亦然。泵在相同排量下，馬達(dá)為最小排量，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速高，為行駛工況;馬達(dá)為最大排量時(shí)，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速低，為銑刨作業(yè)工況。通過操作臺(tái)上的開關(guān)即可進(jìn)行操作。</p>&

109、lt;p>　　圖3.2 電液比例泵原理圖</p><p>　　力士樂A6VE系列雙速馬達(dá)原理如下圖3.3。</p><p>　　圖3.3 電液控制馬達(dá)原理圖</p><p>　　此液壓系統(tǒng)的工作原理如下：閉式系統(tǒng)中，變量泵1既是液壓能源又是控制元件，通過電磁比例閥和變量機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)泵流量的大小和方向，就可以改變液壓馬達(dá)輸出速度的大小和方向。行走馬達(dá)選用雙速變量馬達(dá)