【doc】HTH4500型水泥混凝土摊铺机的开发

【doc】HTH4500型水泥混凝土摊铺机的开发 HTH4500型水泥混凝土摊铺机的开发 《建设机械技术与管理》l992年第1期(总第2l期) HTG4500型水泥混凝土摊铺机的开发 建设部长沙建筑机械研究所唐剑仑 一 . 目的意义: 随着国民经的发展,交通运输任务也目趋繁重. 但目前我国公路总里程步,等级低,路况差,与国民经 济的发展不相适应为此.交通部制订了长期公路发展 ,预计到本世纪末公路总里程将由现在的1.03× l0'增加到12×10km,其中高等级公路将达到 8GOOOkm.高等级路面分沥青混凝土和水泥混凝土两 种路面.由于我国水泥比沥青的资源丰富,1990年我 国水泥年产量已达2.03×l0t,居世界之首,质量也戟 稳定,加之水泥谒凝土路面具有整体强度高,承载能力 大,使用寿命长,养护费用低等特点,故近十年来,在运 输繁忙,交通流量大的主干线公路上已开始使用水泥 混凝土路面.如:南京至台肥(11Okra),南京至杭州 (370km),南京至上海(287km),哈尔滨至大庆 (133kin)等高等级干线公路约7O以上的路段均采用 了水泥混凝土路面.此外,还有相当数量的城市道路和 出口路段也采用了水泥混凝土路面但是修筑水泥混 凝土路面的技术要求和施工工艺比沥青路面更严格, 采用传统的人力和手工作业或使用小型的混凝土施工 机械已难以满足高等级路面的施工质量和施工进度要 求.因此,国内公路施工部门已先后从国外购进数十台 套水泥混凝土摊铺机但匿国内修筑高等级路面的施 工工艺,混凝土配合比及相应的机械配套设备与国 外存在很大差异,这些进口设备的作用不能充分发挥. 于是,施工部门呼吁和研究单位尽快地研制出符 合我国国情的公路施工机械设备.可见,研究和制造 HTG-4509型水泥混凝土摊铺机.已成为目前急待解决 的问题. =.国内外概况 美国,德国,英国等西方工业发达国家.历来就重 视水泥混凝土路面的发展,尤其重视发展混凝土路面 的机械化施工早在二十年代美国已率先将水泥混凝 土摊铺机用于施工,二次世界大战时,德国研制出轨道 26 式水泥混凝土摊铺,振实,整平铺路机组,六十年代至 七十年代谮模式水泥混凝土摊铺机在美国应运而生, 这些先进的施工机械有的还配备丁计算机控制,自动 导向,自动找平装置,因而其机械化,自动化程度很高, 有效地保证丁施工质量和进度国外生产水泥混凝土 摊铺机的公司主要有德国的ABG公司,VOGELE公司 和美国的CATERPILLAR--CMI公司,GOMACO公司 等,其产品技术先进,系列品种繁多,质量上乘,在世界 摊铺机行业颇具代性.因其生产历史较长,除满足国 内及西欧地区公路施工的需求外,现已向亚太地区销 售,以德国的V(~ELE公司和美国的CMI公司尤为突 出,该两家公司被用户作为第一选择的概率较高.目 前,我国公路施工部门所使用的绝大多数混凝土摊铺 设备均系这两家公司的产品,且轨道式混凝土摊铺机 多于谮模式混凝土摊铺机. 七十年代中期.我国已开始自行研制水泥混凝土 摊铺设备,当时由长沙建筑机械研尧所负责研制,并在 广东某空军机场投入使用,但由于各种原因未能成批 生产.目前,国内有三至四家企业.生产简易型水泥混 凝土摊铺设备,施工部门反映,这些摊铺设备不很适应 公路修筑中常用的干硬性混凝土,且其作业功能不齐 全,施工效率低,施工质量难以保证.因而无法提供傲 高等级路面使用.而只能做一般的低等级路面,其产品 结构有待改进.到目前为止.我国还没有批量生产水泥 混凝土摊铺机的厂家.该状况与我国公路建设的发展 需要是极不相适应的如何尽快开发研制出适合于我 国国情的高教实用的路面施工设备.已成为广大科技 工作者的当务之急. 三,产品选型: 在水泥混凝土路面机械化施工的成套机械中,混 凝土摊铺机承担着主要工序的施工任务,它对施工方 式,质量,进度起主要作用,并决定着水泥混凝土路面 的内在质量,外观质量及使用性能水泥混凝土摊铺机 《建设机械技术与管理J992年第l期(总第21期) 按其性能和施工方式,可分为轨道式和滑模式混凝土 摊铺机两种类型. 针对我国公路事业发展的需要及国内公路施工机 械落后的情况,我所于I990年开始对国内外混凝土路 面的发展情况和国内外水泥混凝土路面的施工机械, 施工工艺进行调查,并到武汉,安徽,江苏等国内 机械化程度较高的施工单位和有关生产混凝土摊铺机 的厂家进行实地考察,通过走访用户,了解国内外各类 ,分别对轨道式和滑模式 型混凝土摊铺机的使用情况 泥混凝土摊铺机施工情况,进行了技术性能,使用寿 命,经济合理性,质量可靠性及施工工艺对照比较,其 分析结果如下: 滑模式水泥混凝土摊铺机机组的机械数量少,是 集浇筑,摊平,夯实,精整等多种作业功能于一体的练 合型混凝土摊铺机,其自动化程度高;可自动找平和自 动导向不需另外铺设轨道和侧模;通过随机移劝的滑 动模板一次成型.所需辅助人工少,固而施工效率高. 但这种混凝土摊铺机多数采用行走传感器,电液伺服 机构来实行整机全液压驱动,其结构复杂,操作难以掌 握,故障不易排除此外,对混凝土搅拌设备及配套设 备的技术性能及其生产量要求高,对混凝土的原材料 及其坍落度,配合比等技术指标要求较严,而且其设备 售价及维修费用较高. 轨道式水泥混凝土摊铺机机组的机械组成则较灵 活,是将浇筑,摊平,夯实,精整等作业工序分别由多台 独立单机完成,其结构简单,坚固耐用,易操作,对混凝 土的坍落度和搅拌设备及施工配套设备要求不高,施 工进度较快,而且其售价及维修费用较低.但其自动化 程度不如滑模式摊铺机,所用轨道和模板的数量较多, 对轨道和模扳的安装精度要求较高,不自带找平装置. 经对上述两种水泥混凝土摊铺机的技术经济分析 与比较,考虑到我国现阶段公路施工单位的技术素质 和譬理水平,混凝土搅拌设备及运输设备不配套以及 购买能力等实际情况,我们选择丁轨道式水泥混凝土 摊铺机作为设计的雏型. 四,产品介绍t HTG4500型水泥混凝土摊铺机是我所在消化,吸 收国外先进技术的基础上,自行开发研制的适合我国 国情的新型路面施工机械.它由一混凝土布料机,一混 凝土铺路机和一混凝土整面机等三部分单机组成的摊 铺机组(如图l所示) 图l混凝土摊铺机组 l一混凝土布料机2一混凝土铺路机3一混蕞 土整面机 前两台作业单机(即混凝土布料机,混凝土铺路 机),自带行走机构和动力,可以独立地运行和完成作 业,第三台机(即混凝土整面机)则借助于混凝土铺路 机的牵引一起运行,同时依靠混凝土铺路机的发动机 提供液力作为它的作业动力. 混凝土布料机的结构如图l所示: 该机的主要工作装置是刮板匀料机构.刮板通过 移动小车和主梁与机架相连接,刮板的回转机构是固 定在移动小车架上川,车通过牵引机构沿主粱可以在 左右模板之间实现横向移动,与此同时,通过回转机构 刮板又可绕其自身轴线正反旋转l80.,整车还可沿轨 道前进或后退.因此,刮板的运动实质上是三种运动的 复台运动,故能将运料车倒在轨道模板之间的料堆摊 开布均 混凝土布料机是由一台柴油机通过机械藏压多个 动力输出和多个传动装置,实现对整机的驱动.机械传 动部分由两部分组成,一是动力由柴油机输出后经皮 带传动装置t将动力输入给离台器传至齿轮减速箱,通 过牵引机构带动刮板横向移动;二是动力由柴油机输 出后经离台器及多级链传动传至行走支腿之蒗轮,从 而实现整机的进退行走.液压传动部分则是通过三个 油缸分别实现行走支腿的升降和刮板的回转运动. 刮板底缘的高低决定着物料摊铺的虚高,它可以 通过行走支腿的升降实现无级调整,最大调整范匿为 27 《建设机械技术与管理》1992年第1期(总第21期) 300ram,以轨道上缘为基准上调50ram,下调250ram. 混凝土铺路机是整个摊铺机组的核心,它直接决 定着施工质量和精度.其结掏如图3所示: 图3混凝土铺路机 混凝土铺路机的动力源是一台柴油机,通过三个 离台器经皮带传动装置,多级链传动,齿轮减速箱分别 将机械动力传至振动粱,整平计量装置和行走支膳,来 实现整机各工作机掏动作此外,通过外联油泵为支腿 升降油缸和后面的混凝土整面机的精整梁提升及横移 运动提供液压动力. 整平计量装置安放在该机的前方,与前进方向垂 直一方面它随整机向前运行,另一方面其本身还可以 在摊铺宽度上作横向往复移动,对混凝土产生揉搓 作用.此外,它可通过行走支膳油缸的伸墙而随机架升 降,又可通过自身的手轮丝杆在垂直方向进行微调,其 目的是在混凝土布料机匀料摊平的基础上,根据各种 不同混凝土的虚方和实方的体积比例关系,调整与振 动梁的相对高差,为随之而来的振实作业预留出比较 精确的虚高,因而能保证充分振实所必需的混凝土留 量,又不致于预留混凝土过剩而导致振动梁前堆积量 过多,并对虚方混凝土进一步抹平,初步压实. 振动粱位于柴油机的正下方,由柴油机通过一对 皮带鸵直接驱动,它除随整机一起向前运行外.其自身 还在垂直方向上下振动振动梁的主要作用是保证在 垫十摊铺宽度上得到大致相同的振实效果,为了确保 这一点.在设计时注意到在多处振动部位增加不同厚 度的调整垫片来改变振子的激振力,以求达到预期的 握实效果 混凝土铺路机和混凝土布料机的升降机构相同, 均由设置在行走支腿上的油缸来控制,调整范围同上. 混凝土整面机处在三台机器的最后位置.由混凝 土铺路机通过杆件牵引行走,其结掏如图所示: 幽?混凝土整面机 该机的主要工作装置是振动粱和精整梁,除随整 机一起运行外,两粱的轴线均与主横梁成一定夹角,并 做相对运动,从而有利于精整梁的底板削平波峰,填平 波谷,对已振实的混凝土板面进行后抹光,得到平整光 滑的理想表面,达到预期的平整精度.该振动粱的振幅 较小,目的在于提浆,以便使精整时有足够的浆,便路 面抹平精整粱由导向滚轮,支承滚轮支承.借助拖动 油缸形成一横向往复运动,目的在于对混凝土产生"揉 搓作用,并对巳成型的混凝土表面进行最后压实,以 求达到麓工要求.两粱均可在垂直方向借助提升油缸 和当个定位销精确调整,并可单独调节两底面的幅对 位置混凝土整面机上的液压动力由混凝土铺路机提 供,并在混凝土铺路机上集中控制. HTG4500型水泥凝土摊铺机由建设部长沙建筑 机械研究所负责设计.湖南省筑路机械厂承担试制任 务.其产品主要技术参数: 摊铺宽度:3,4.5m 摊铺厚度;18~30~m 摊铺精度:3mm/3m 工作运行速度: 布料机;26m/rnin 铺路机O.95,26.3m/mm 振动频率: 铺路机:4500r/rain 整面机{4800v,mIn 振幅; 铺路机:1.3mm 整面机0.4mta 柴油机功率2×14.2kW 整机重量<10000kg 通过产品试制t模拟工地试验及性能捡稠,该机各 技术性能指标均基本达到设计要求,由于振实充分.抹 光效果较好,密实度和平整度均符台施工要求.施工单 位反映,该机设计符台中国国情,适应干硬性混凝土的 摊铺,技术性能基本达到国外同类产品水平,可以投入 麓工