小型銑刨機(jī)銑刨鼓快換連接結(jié)構(gòu)的研究

徐記鋒，李定國，李芳玉

（山推工程機(jī)械股份有限公司，山東 濟(jì)寧 272073）

路面銑刨機(jī)是瀝青混凝土路面養(yǎng)護(hù)施工的主要設(shè)備之一，是一種最經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化養(yǎng)護(hù)方法[1]。銑刨機(jī)按銑刨寬度可分為3 大類，銑刨寬度B＜1.0m 為小型，1m ≤B＜2.0m 為中型，B≥2.0m 為大型[2]。

小型銑刨機(jī)具有施工速度快、施工操作簡單以及施工質(zhì)量易于控制等特點[3]。在道路養(yǎng)護(hù)施工過程中，小型銑刨機(jī)適用于用于城市道路的養(yǎng)護(hù)作業(yè)，輔助大型銑刨機(jī)完成貼邊作業(yè)，以及沿井蓋銑刨等工況。同時，還可以用于路面切縫，路面標(biāo)線清楚，排水溝的銑刨和隆聲帶的銑刨等。為滿足不同施工工況的需求，銑刨機(jī)用戶就需要隨時更換不同銑刨寬度的銑刨鼓。因此，本文就針對一種液壓驅(qū)動的銑刨鼓的常規(guī)結(jié)構(gòu)在更換銑刨鼓時存在的問題進(jìn)行分析，并重新設(shè)計了一種可實現(xiàn)快換銑刨鼓的結(jié)構(gòu)形式，同時又賦予該銑刨機(jī)銑刨路緣石槽溝的功能。

1 常規(guī)連接結(jié)構(gòu)

為滿足0.5m 小型銑刨機(jī)小巧靈活和結(jié)構(gòu)緊湊的特點，它的銑刨鼓通常采用液壓方式驅(qū)動。銑刨鼓的常規(guī)連接結(jié)構(gòu)如圖1 所示，主要由銑刨倉、工作馬達(dá)、減速機(jī)和銑刨鼓組成。減速機(jī)的運動端通過螺栓組安裝到銑刨鼓中間的單法蘭上，減速機(jī)的殼體可以大面積的暴露在空氣中，以便于減速機(jī)的散熱；減速機(jī)的固定端通過螺栓組安裝到銑刨倉；工作馬達(dá)通過花鍵和螺栓組與減速機(jī)連接。工作馬達(dá)在液壓油的帶動下驅(qū)動減速機(jī)和銑刨鼓高速旋轉(zhuǎn)，完成對路面的銑刨作業(yè)。

圖1 銑刨鼓常規(guī)連接結(jié)構(gòu)示意圖

常規(guī)結(jié)構(gòu)更換銑刨鼓的流程如下：①拆除工作馬達(dá)；②拆除減速機(jī)固定端與銑刨倉的連接螺栓；③將銑刨鼓和減速機(jī)一體從銑刨倉內(nèi)拖出；④將減速機(jī)從銑刨鼓上拆除；⑤更換新的銑刨鼓；⑥再依次將新的銑刨鼓、減速機(jī)、銑刨倉和工作馬達(dá)連為一體。

常規(guī)結(jié)構(gòu)更換銑刨鼓存在如下問題。

1）更換銑刨鼓的工作效率低：需拆除零件過多；在將銑刨鼓與減速機(jī)一體安裝到銑刨倉時，需調(diào)整減速機(jī)固定端與銑刨倉安裝孔的位置以保證減速機(jī)加、放油口的位置要求，費時費力；裝有液壓軟管的工作馬達(dá)在與減速機(jī)的花鍵配合不易操作。

2）工作馬達(dá)從減速機(jī)拆除時，減速機(jī)內(nèi)的齒輪油會泄漏，每次更換新的銑刨鼓后，均需向減速機(jī)內(nèi)重新加注齒輪油。

2 快換連接結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖2 銑刨鼓快換結(jié)構(gòu)示意圖

銑刨鼓的快換連接結(jié)構(gòu)如圖2 所示，主要由銑刨倉、工作馬達(dá)、減速機(jī)、銑刨鼓和連接法蘭組成。減速機(jī)的運動端通過螺栓組安裝到連接法蘭上，連接法蘭的滾筒壁上開有通風(fēng)窗口以便于減速機(jī)的散熱；減速機(jī)的固定端通過螺栓組安裝到銑刨倉；工作馬達(dá)通過花鍵和螺栓組與減速機(jī)連接；銑刨鼓的安裝法蘭由左側(cè)調(diào)整到右側(cè)，并通過螺栓組與連接法蘭連接。

快換結(jié)構(gòu)更換銑刨鼓的流程如下：①將銑刨鼓從連接法蘭上拆除；②將新的銑刨鼓安裝到連接法蘭上即可完成銑刨鼓的更換。

快換結(jié)構(gòu)更換銑刨鼓的優(yōu)勢如下。

1）更換過程中，只需要拆除和安裝銑刨鼓，有效提高銑刨鼓更換的工作效率。

2）更換過程中，無須拆除工作馬達(dá)，杜絕了減速機(jī)齒輪油泄漏的問題。

3 路緣石槽溝銑刨功能設(shè)計

圖3 銑槽輪安裝結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 銑槽輪安裝整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

首先整機(jī)的右后輪旋轉(zhuǎn)至車身內(nèi)側(cè)（處于貼邊作業(yè)模式），在銑刨鼓快換結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上外接一個銑槽輪如圖3 和圖4 所示，以實現(xiàn)道路兩側(cè)路緣石安裝時槽溝的銑刨。為滿足槽溝銑刨深度的要求，以及避免損壞路緣石內(nèi)側(cè)的道路，在銑刨槽溝時需將原有的銑刨鼓拆除。前面提及的快換結(jié)構(gòu)已為銑刨鼓的拆除提供了便利，為了達(dá)到銑槽輪與連接法蘭快速安裝的目的，此處采用平鍵連接的方式。

已知連接法蘭與銑槽輪連接面的直徑為?180mm，側(cè)選取平鍵的寬度b=45mm，高度h=25mm。

式中T——鍵連接所能傳遞的扭矩，Nm；

h——鍵的高度，mm；

l′——鍵的接觸長度，mm；

[σp]——許用擠壓應(yīng)力，根據(jù)銑刨機(jī)作業(yè)工況選取[σp]=90MPa。

工作馬達(dá)最大輸出扭矩為T馬達(dá)=6 080Nm，則根據(jù)上式可知

在普通平鍵型式尺寸中選取l=110mm，接觸長度l′=65mm，可滿足傳遞扭矩要求。

4 結(jié)論

本文對小型銑刨機(jī)銑刨鼓的常規(guī)連接結(jié)構(gòu)和快換連接結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)介紹，通過拆裝對比得出采用銑刨鼓快換連接結(jié)構(gòu)可有效提高銑刨鼓更換的工作效率，并且在快換連接結(jié)構(gòu)的右側(cè)可方便加裝銑槽輪，實現(xiàn)銑刨路緣石槽溝的功能，達(dá)到銑刨機(jī)一機(jī)多用的目的。