CN1032075C - 路基稳定粉料撒铺机 - Google Patents

Abstract

本发明为一种用于路基施工中的稳定粉料撒铺机械。由操纵台、发动机、机架、前后桥及行走机构组成的自行式底盘，发动机后顺序接有液力变矩器、弹性联轴器、主离合器、主变速箱、副变速箱并安装在底盘上，底盘后部有全封闭式储料箱、配料计量系统、出料口。最大特点是采用多排可独立控制的螺旋给料器与计量料滚相组合的二级计量装置，不堵料、蓬料，可对撒铺厚度和宽度进行有机调整；出料口采用套式伸缩唇帘结构，有效控制了粉料外逸。本机采用了液力-机械混合传动，特别适应在软土基上行走作业。

Description

路基稳定粉料撒铺机

本发明属于筑路设备，特别涉及一种用于路基施工中的稳定粉料撒铺机械。

在路基稳定施工中，粉状粘结剂的撒铺作业存在着以下难度：①撒铺数量受集料(砂、土石子等)层铺厚度和设计规定的重量比制约，变化范围较大，加之石灰和水泥的剂量分别占集料总重的8—12％和4—6％，因而要求撒铺机应有更大的适应能力；②粉状材料粒度细小，极易在自然风的作用下飘逸飞扬造成严重的环境污染，采用一般旋转盘式喷洒机是无法胜任此项工作的；③粉料的撒铺一般在未经压实的需铺集料(沙、石、土的混合物)上进行，需要底盘车有足够大的牵引动力和对底面较小的压强，而一般宜于在成型路面上工作的洒盐和其它粒状物料的机械，是难于担当此任的。美国专利2697609公开了一种路面撒砂机、US2827205公开了一种撒料机、US3559894公开了一种带有可转换材料传递装置的喷洒设备、US4422562公开了一种地面控制系统，以及欧州专利0071291公开了一种多用途机械、EP0303082公开了一种撒铺车，它们均采用旋转盘式抛洒装置，仅适用于像盐类粒状物料的撒铺作业。如果用来承担粉状物料的撒铺，必然会造成严重的粉尘污染。再则，由于粒状物料的物理性质有别于粉状物料，因而它们的料箱结构、输送机构和计量控制系统均不适宜于粉状物料。目前，在我国的路基施工中，普遍还由人工完成粉料的撒铺作业。这不仅难以保证施工质量，而且粉尘污染严重、工作条件恶劣、生产效率低下，与现代化的公路建设很不相适。在国外，原西德生产的一种拖式粉料撒铺机，其主要结构由拖行机构1、密度调整板2、计量料滚3、料箱4及转向盘5等几部分组成。它存在如下缺点：1.机动性不好，须由拖拉机或推土机等牵引，总长度达七、八米，在路基上转弯调头较困难；2.计量不准，仅靠单一的横置料滚控制出料，无法满足各种虚铺厚度的集料对粉料的比例要求；3.宽度调整级数受其结构限制仅为三档，其余宽度无法满足使用；4.易出现蓬料现象，造成出料不匀，计量失空。美国Rockland公司生产的粉料撒铺机，其主要结构是由计量装置1、料箱2、输料器3、发动机及控制装置4、接料斗5、行走机构6等部分组成。其缺点是：1.由于其接料方式为开式料斗，由前端接料，需要频繁停车，且无法避免污染；2.出料箱距地面的距离较小，使整机的通过性降低；3.料箱重心于后轮中心之后，结构布置不尽合理，有两端实中间空的弊病。

本发明的目的就是要克服现有技术的不足，提供一种计量准确、操纵性好、通过能力强、污染小、结构布置合理、可有效防止“堵料”“蓬料”现象、可对撒铺厚度和宽度进行有机的调整、能满足路基修筑工程需要的、性能优良的路基稳定粉料撒铺机。

本发明是这样构思的：它的总体布局为发动机前置，料箱后置、左右对称安排，结构布置合理。它采用由操纵台、发动机、主离合器、主变速箱、前后驱动桥、机架及行走机构等组成的自行式底盘，机动零活，操纵性好，结构紧凑。发动机上接有液力变矩器可增强发动机对负载变化的适应能力。行走机构采用宽基平纹轮胎，以适宜在软土基和虚铺集料表面上行走。主变速箱中采用高效的多曲回变速机构，成倍地增大了高、低档之间的速比，满足了本机特殊速度要求(即高档：35km/h，低档：0.5km/h)。本发明的配料计量系统由副变速箱、给料箱、计量料滚及出料槽等构成。它采用了多排可独立控制的螺旋给料器与计量料滚相组合的二级计量装置，既可有效防止″堵料″和″蓬料″现象产生，同时又能够提高计量精度，实现对撒铺厚度和宽度的有机调整。副变速箱从后桥取力，采用塔轮变速分动装置，既可为配料计量系统提供20种以上的调整速度，又能使给料箱中的螺旋给料器与计量料滚获得同步转速。它的出料口采用套式伸缩唇帘结构，由伸缩套，橡胶唇、提升油缸等构成。工作时，伸缩套伸长使橡胶唇紧贴在集料表面上拖行，可有效地防止扬尘溢出，减少粉尘对大气的污染。当它行走时，在油缸的作用下，唇帘收缩提起，提高了整机在运行过程中的通过能力。

本发明的工作过程是：所需撒铺的粉料(如粉状石灰或水泥)由罐车直接装入储料箱，通过纵向设置在给料箱底部的数根螺旋输料器，将粉料推送到尾部的出料槽，完成第一次计量。再通过设置在出料槽底部的计量滚进行二次计量后，由出料口撒落出来。与此同时，整机同步向前运行，使粉料均匀地按所需数量要求撒铺在事先铺平的集料表面。

本发明与现有技术相比优点在于：它结构布置合理、计量准确、操纵性好、通过能力强、污染小，并可有效地防止“堵料”“蓬料”现象、完全满足GBJ97—87“规范”对路基稳定粉料撒铺的要求，可根据工程实际需要随机地调整粉料撒铺厚度和宽度。

下面结合附图通过实施例详细叙述本发明的结构。

图1为本发明的整机结构示意图。

图2为本发明工作原理示意图。

图3为本发明的主变速箱结构示意图。

图4为本发明的副变速箱结构示意图。

图5为本发明的配料计量系统结构示意图。

图6为本发明的出料口结构示意图。

图7为本发明的储料箱结构示意图。

图8为图6的侧视图。

图9为图6的A—A剖视图。

其中：1—操纵台；2—发动机；3—机架；4—液力变距器；5—主离合器；6—主变速箱；7—储料箱；8—副变速箱；9—配料计量系统；10—行走机构；11—出料口；12—提升油缸；13—前驱动桥；14—联轴器； 15—传动轴；16—后驱动桥；17—箱体；18—离合器连接盘；19—输入轴；20—双联齿轮；21—轴承；22—中间轴；23—双联滑移齿轮；24—输出轴；25—前桥离合套；26—连接法兰；27—齿轮；28—滑键轴；29—滑移双联齿轮；30—中间轴；31—换档手柄；32—锥齿轮；33—输出链轮；34—滑动换档齿轮；35—支撑架； 36—塔轮组；37—圆柱销；38—副变速箱箱体；39—塔轮轴；40—固定齿轮；41—输出链轮；42—输出轴；43—输入轴；44—输入链轮；45—出料槽；46—计量料滚；47—防尘环；48—隔板；49—给料箱；50—环状螺旋叶片；51—实体螺旋叶片；52—传动齿轮；53—传动链轮； 54—传动轴； 55—单控离合定位器；56—滑动套；57—离合器； 58—传动箱；59—钢丝绳；60—橡胶唇；61—伸缩套；62—支撑杆；63—滑轮；64—齿轮；65—齿轮；66—齿轮；67—齿轮； 68—齿轮；69—箱体；70—进料管；71—出气孔；72—顶盖；73—螺旋给料器。

例：FS—A型路基稳定粉料撒铺机，它的总体结构如图1所示，由操纵台1、发动机2、机架3、前驱动桥13、后驱动桥16及行走机构10组成的自行式底盘，发动机2后顺序接有液力变矩器4、弹性联轴器14、主离合器5、主变速箱6、副变速箱8，并安装在底盘机架3上，在底盘后部还配有储料箱7、配料计量系统9、出料口11。行走机构10为宽基平纹轮胎。液力变矩器4直接安装在发动机2的飞轮壳体上，通过一付弹性联轴器14接主离合器5(如图2所示)，主离合器5通过其离合器连接盘18接主变速箱6的输入轴19，主变速箱6通过其输出轴24、前桥离合套25、连接法兰26和传动轴15连接前驱动桥13与后驱动桥16(如图2、图3所示)，副变速箱8从后桥取力，通过链轮44与后桥16连接，并通过变速分动塔轮组36，分别由安装在塔轮轴39一端的输出链轮41与配料计量系统9中的传动链轮53相连，安装在塔轮轴3另一端的输出轴42通过输出链轮33与配料计量系统中的计量料滚46连接(如图4、图5所示)。如图5所示，配料计量系统9由传动箱59、给料箱49、出料箱45、计量料滚46组成，在给料箱49内排有11根螺旋给料器73，由前部为起弹性送料作用的环状螺旋叶片50、后部为完成对粉料的初次计量并将粉料推送到出料槽45的顶部的实体螺旋叶片51两部分叶片组成，每根蝶旋给料器73与传动箱58中相应的传动轴54连接，传动箱58内还设有离合器57、传动齿轮52、传动链轮53并顺序安装在每根传动轴54上，且在离合器57上套有滑动套56并装有单控离合定位器55，出料槽45位于给料箱49向机尾方向一端的下部，计量料滚46位于出料槽45的下部，传动箱58位于给料箱49向机首方向的一端。如图6、图8所示，出料口11为套式伸缩唇帘结构，由伸缩套61加上可由提升油缸12通过滑轮63与钢丝绳59提升的橡胶唇60构成，滑轮63固定于计量料滚46上方的用来平衡钢丝绳对伸缩套61的压力的支撑杆62的两端，提升油缸12固定在储料箱7的箱体69上。如图7所示，储料箱7采用全封闭式结构，由箱体69、进气管70、出气孔71及顶盖72构成，连接在给料箱49的上方，并与之相通。

下面叙述本机是如何工作的。

本机各部位的传动关系如图2所示。由发动机2产生动力，通过液力变矩器4产生液力偶合实现对输出转速的无级调整可使来自工作机构的冲击载荷和瞬时过载对发动机的不利影响减小到最低程度。所输出的动力通过一付弹性联轴器14和主离合器5传入主变速箱6。在主变速箱中，动力由离合器连接盘18传递到输入轴19，再通过齿轮64和65及64和66两对常啮合齿轮实行分动，分别传到中间轴22和输出轴24，前者由齿轮67和双联齿轮20经一套双曲回机构扩大速比后获得两个工作速度和一个倒退档速度，经双联滑移齿轮23传到输出轴24，后者则直接获得一个快速行走速度(如图3所示)。这些速度可以由操纵人员依据工况需要方便地通过操纵台1加以选择，尔后由传动轴15传递到前驱动轴13、后驱动桥和16。

副变速箱8由后桥取力实现对配料系统9的驱动。动力由输入链轮44传递进来，通过齿轮27和滑移双联齿轮29，变成两种转速，再由滑键轴28和一对固定齿轮68传到中间轴30，经换档手柄31和安装在支撑架35上的滑动换挡齿轮34的配合工作，可以依据工况需要有选择地和由十个齿轮组成的塔轮组36上的任意一个齿轮相啮合，形成一种撒铺速度，则共可生成十种撒铺速度。每种速度可通过安装在塔轮轴39两端的输出链轮41和锥齿轮32进行分动，一支用于驱动配料系统9，一支用于驱动计量料滚46，如图4所示。

在配料系统9中，传动箱58与给料箱49分置。目的在于充分隔离粉尘对传动另件的污染。动力由链轮53输入后，可同时带动滑动套56在并排十一根传动轴54上的十一个齿轮一起转动，每根传动轴均可通过离合器57、滑动套56和单控离合定位器55的协调动作实现独立控制，从而达到对每根螺旋给料器73均可单独控制。如图5所示。

粉料经螺旋给料器73初次计量后，被推送到出料口11，经计量料滚46进行最终计量后，经由伸缩套61和橡胶唇60撒铺在集料上。

本发明还具有如下的优点：

(1)储料箱7采用密闭式结构，而出料口采用套式唇帘结构，可有效控制进料、出料两个环节上粉料外逸造成的环境污染。套式唇帘(如图6、图7所示)，可在提升油缸12的作用下，上下伸缩，撒铺作业时，唇帘下伸，使橡胶唇60紧贴在集料表面拖行，防止粉料下落过程中的飞溅和飘逸。当结速工作后，唇帘上缩，保证底盘车在行走中具有足够的离去角度。

(2)副变速箱8和配料传动箱58有机组合，可以获得三十余种不同的撒铺剂量，完全满足了施工和设计的需要。

(3)由于副变速箱8取力于后桥16，使配料系统的传动速度和底盘车的行走速度保持严格一致，当撒铺数量调定后，不受底盘行进速度的影响，大大方便了操纵。

(4)给料箱49中，水平布置着的十一个螺旋给料器73均可实现独立控制，不仅有助于撒铺数量的辅助调整(通过开动螺旋给料器73的数量来实现)，而且可以有效调整撒铺宽度，使之在0.2～2.2米之间变化。

(5)每根螺旋输料器73均由环状叶片50和实体叶片51两部分组成。环状叶片50的总长度和储料箱7的底部长度大致相当，主要起送料作用，当后面的料比较充实时，多余的料可以通过叶片的环状心部漏向前面，避免过量的挤赛造成粉料密度的剧烈变化，导致产生计量误差。故称之为弹性送料。实体螺旋叶片51设在尾部，和给料箱49的内壁形成筒形配合，由它送出来的料的数量和螺旋转速保持定比关系，因此可起到初次计量的作用。

(6)计量料滚46的叶片在滚轴方向呈螺旋形状，可使料滚46和出料槽45内壁之间的工作阻力接近连续状态，从而大大减少了不必要的冲击和震动。

(7)本机采用宽基平纹轮胎，可减小对路表面的压强，适宜于在松软地面上行走，这对在集料虚铺层上行进作业是极有益的。

(8)在主传动系统中，本机采用了液力—机械混合传动。即在发动机2和主变速箱6之间，插入一个液力变矩器4，使原来的刚性传动变为弹性传动，相当于给发动机增加了缓冲保护装置。当遇到负载(包括行走阻力或工作阻力)突然增大的情况时，液力变矩器4通过自身的转速调节，增大扭矩克服瞬时过载，从而使发动机不致因此而发生熄火现象。这一特点，可以保证本机能在软土基上顺利行走和作业。

Claims (9)

1.一种由操纵台、发动机、离合器、变速箱、储料箱、配料计量系统、出料口及行走机构组成的路基稳定粉料撤铺机，其特征是：它有由操纵台(1)、发动机(2)、机架(3)、前驱动桥(13)、后驱动桥(16)及行走机构(10)组成的自行式底盘，其中发动机(2)后顺序接液力变矩器(4)、弹性联轴器(14)、主离合器(5)、主变速箱(6)、副变速箱(8)，并安装在底盘机架(3)上，它的储料箱(7)、配料计量系统(9)、出料口(11)配备在底盘后部，它的各部分联接关系是，液力变矩器(4)直接安装在发动机(2)的飞轮壳体上，通过一付弹性联轴器(14)接主离合器(5)，主离合器(5)通过其离合器连接盘(18)接主变速箱(6)的输入轴(19)，主变速箱(6)通过其输出轴(24)、前桥离合套(25)、连接法兰(26)和传动轴(15)连接前驱动桥(13)与后驱动桥(16)，副变速箱(8)通过其链轮(44)与后桥(16)连接，并通过变速分动塔轮组(36)，分别由安装在塔轮轴(39)一端的输出链轮(41)与配料计量系统(9)中的传动链轮(53)相连，安装在塔轮轴(3)另一端的输出轴(42)通过输出链轮(33)与配料计量系统中的计量料滚(46)连接，其中配料计量系统(9)由传动箱(59)、给料箱(49)、出料槽(45)、计量料滚(46)组成，在给料箱(49)内排有1根以上的螺旋给料器(73)与传动箱(58)中相应的传动轴(54)连接，传动箱(58)内还设有离合器(57)、传动齿轮(52)、传动链轮(53)并顺序安装在每根传动轴(54)上，且在离合器(57)上套有滑动套(56)并装有单控离合定位器(55)，出料槽(45)位于给料箱(49)向机尾方向一端的下部，计量料滚(46)位于出料槽(45)的下部，传动箱(58)位于给料箱(49)向机首方向的一端，出料口(11)为套式伸缩唇帘结构，由伸缩套(61)加上可由提升油缸(12)通过滑轮(63)与钢丝绳(59)提升的橡胶唇(60)构成，滑轮(63)固定于计量料滚(46)上方的用来平衡钢丝绳对伸缩套(61)的压力的支撑杆(62)的两端，提升油缸(12)固定在储料箱(7)的箱体上，储料箱(7)连接在给料箱(49)的上方，并与之相通。

2.根据权利要求1所述的路基稳定粉料撒铺机，其特征在于它的行走机构(10)为宽基平纹轮胎。

3.根据权利要求1或2所述的路基稳定粉料撒铺机，其特征在于它的螺旋给料器(73)是由前部为起弹性送料作用的环状螺旋叶片(50)和后部为完成对粉料的初次计量并将粉料推送到出料槽(45)的顶部的实体螺旋叶片(51)两部分叶片组成的。

4.根据权利要求1或2所述的路基稳定粉料撒铺机，其特征在于它的计量料滚(46)的叶片在滚轴方向呈螺旋形状。

5.根据权利要求3所述的路基稳定粉料撒铺机，其特征在于它的计量料滚(46)的叶片在滚轴方向呈螺旋形状。

6.根据权利要求1或2所述的路基稳定粉料撒铺机，其特征在于它的储料箱(7)是由箱体(69)、进气管(70)、出气孔(71)及顶盖(72)构成的全封闭式结构。

7.根据权利要求3所述的路基稳定粉料撒铺机，其特征在于它的储料箱(7)是由箱体(69)、进气管(70)、出气孔(71)及顶盖(72)构成的全封闭式结构。

8.根据权利要求4所述的路基稳定粉料撒铺机，其特征在于它的储料箱(7)是由箱体(69)、进气管(70)、出气孔(71)及顶盖(72)构成的全封闭式结构。

9.根据权利要求5所述的路基稳定粉料撒铺机，其特征在于它的储料箱(7)是由箱体(69)、进气管(70)、出气孔(71)及顶盖(72)构成的全封闭式结构。

Images