分類
根據結構特點,穩定土拌和機可以按以下幾個方面進行分類:
(1)按行走部分不同,分為履帶式、輪胎式和複合式(履帶和輪胎結合),見下圖(a)、(b)、(c)。
(2)按移動方式不同,分為自行式、半拖式和懸掛式,見下圖(d)、(e)、(f)。
(3)按動力傳動的方式不同,分為機械式、液壓式和混合式(機液結合)。
(4)按其工作裝置(銑刀式拌和機的工作裝置稱為銑削筒,又稱為轉子)在機器上的位置不同,分為中置式和後置式兩種,見下圖(g)、(h)。一般來說,後置式穩定土拌和機的整機穩定性較差,但更換刀具及拌和轉子容易,保養方便;中置式穩定土拌和機由於軸距較大,轉彎半徑大,機動性受到限制。
(5)按拌和轉子旋轉方向不同可分為正轉和反轉兩種。正轉即拌和轉子由上向下切削;反轉即拌和轉子由下向上切削。正轉相對反轉拌和阻力小,因此所消耗功率較小,但反轉轉子對穩定材料反覆拌和與破碎較好,拌和質量也比正轉好,且正轉只適用於拌和鬆散的穩定材料 。
用途
穩定土拌和機主要用於公路工程施工中,完成穩定土基層的現場拌和作業。由於該機型拌和幅度變化範圍大,所以它既適用於高等級公路穩定土基層施工,又適用於中、低級路面或縣鄉道路路面施工,可以拌和Ⅰ、Ⅱ級土壤,也可以拌和Ⅲ、Ⅳ級土壤;附設有熱態瀝青或浮化瀝青再生作業、自動灑水裝置,可就地改變穩定土的含水量並完成拌和;通過更換作業裝置,裝上銑削滾筒,還可完成瀝青混凝土或水泥混凝土路面銑刨作業 。
結構
穩定土拌和機是由各種機構和裝置組成的(見下圖)。這些結構與裝置的構造和安裝位置可以有不同的形式,但均由主機、工作裝置和穩定劑噴灑控制系統三大部分組成。在築路工程上,較為常見的拌和機是銑刀輪式。
1.主機
穩定土拌和機的主機除傳動系統有自己獨特的要求外,其餘類似於專用底盤,因此,這裡主要結合國內外典型機種,闡述其傳動系統的結構和工作原理。
動力傳動由行走傳動系統和工作裝置傳動系統組成。行走傳動系統必須滿足運行與作業速度要求;工作裝置(轉子)傳動系統必須滿足因拌和土壤性質不同而轉速不同的要求;同時,拌和機在拌和作業過程中,被拌材料的種類及物理特性的變化會引起其外阻力的變化,這就要求其傳動系統能根據機器外阻力的變化自動調節其行走傳動系統與轉子傳動系統之間的功率分配比例;另外,當轉子遇到埋藏在被拌材料中的大石塊、樹根等類雜物的突然衝擊載荷時,則要求傳動系統有過載安全保護裝置。
穩定土拌和機常用的傳動形式有兩種:一種是行走與轉子傳動系統均為液壓式,也稱為全液壓式;另一種是行走為液壓,轉子為機械式,也稱為液壓一機械式。
下圖所示為國產WBY21型穩定土拌和機的傳動原理示意圖,其傳動方式為全液壓式。其行走傳動路線為:發動機1—萬向節傳動軸2—分動箱6—行走變數泵4—行走定量馬達8—兩速變速器9—驅動橋10;轉子傳動路線為:發動機1一萬向節傳動軸2一分動箱6一轉子變數泵7一轉子定量馬達11一轉子12。該拌和機的行走操縱系統如圖所示。其中操縱閥1的操縱手柄控制行走變數泵斜盤角度的大小和方向,從而達到改變機器行走方向、調節速度和停車的目的。
操縱手柄置於中間為零位,向前推機器前進,向後拉機器倒退。變速器為兩擋,由操縱桿通過推拉軟軸進行變速操縱,操縱桿上抬為高速擋,且可通過操縱閥手柄實現無級調速,行走速度(進退)為0~24.5 km/h;操縱桿下壓為低速擋,行走速度(進退)為0~3.4 km/h,從而滿足行駛與作業速度要求。轉子工作操縱是採用無級摩擦盤及推拉軟軸帶動連桿,連桿帶動轉子泵柄來實現的,轉於泵柄角度的變化即改變了泵斜盤的角度,從而使轉子的轉速可實現無級變化以適應外載的變化。
全液壓式的傳動方式具有無級調速且調速範圍寬、液壓緩衝衝擊載荷可保護髮動機等優點,但造價較貴。液壓機械式的轉子採用機械傳動,由於轉子的速比不大且範圍要求不寬,因此是簡便可行的,但轉子的過載保護裝置的安全保險銷剪斷後安裝對中困難。
2.工作裝置
工作裝置又稱拌和裝置,主要由轉子、轉子架以及轉子升降油缸、罩殼後斗門開啟油缸等組成。
在運輸狀態,通過轉子升降油缸使轉子被抬起,罩殼支撐在轉子兩端的軸頸上,因此也被抬起;在工作狀態,轉子通過轉子升降油缸被放下來,罩殼便支撐在地面上,此時,轉子軸頸則藉助於罩殼兩側長方形孔內的深度調節墊塊支撐在罩殼上。因此,在自身重量和轉子重量的共同作用下,罩殼緊緊地壓在地面上,形成一個較為封閉的工作室,拌和轉於在裡面完成粉碎拌和作業。轉子架一般為框架結構,鉸接於車架的懸掛端部,用來支撐工作轉子並使轉子相對於地面作升降運動。
(1)轉子
下圖所示為穩定土拌和機轉子結構示意圖。它由轉子軸、轉子軸支承調心滾子軸承及軸承座(該座設定在轉子架上,圖中未畫出)、刀盤及刀片等組成。
(2)罩殼
如圖所示,罩殼由罩蓋、後斗門、後斗門開啟油缸、前斗門等組成。罩殼藉助於兩側的長方形孔支承在轉子的兩端軸徑上。
罩殼和轉子形成拌合間,液壓傳動的後斗門及手動可調的前斗門可使拌和間內物料容量保持正常及與拌和深度和前進速度成合適的比例。這樣就可為物料的拌和機提供最適宜的控制並保持均勻性 。