CN1154768C - 路面处理机械 - Google Patents

Abstract

翻新路面用的机械具有一个操作者用的司机室、一个带有两根轴(4)的自行式行走机构和一个相对于机架(1)可旋转支承的工作辊(8)，该工作辊封闭在一个限定工作室的外罩(7)中，以及一台传动马达(9)，该马达提供传动工作辊(8)和行驶所需的功率。本发明设置的一个包括传动马达(9)的传动单元支承在一个旋转箱体(13)上，并构成一个可相对于机架(1)旋转的结构单元(2)，该工作辊(8)也支承在可旋转的结构单元(2)上并共同与结构单元相对于外罩(7)旋转，该外罩固定装在机架(1)上，该工作辊(8)通过结构单元(2)直接加载，几乎整个机器重量都集中在行走机构轴(4)之间并传递到可旋转的结构单元(2)上。

Description

路面处理机械

技术领域

本发明涉及一种处理路面用的自行式建筑机械。

背景技术

这种建筑机械用于路面材料处理亦即例如稳定承载力不够的土壤、破碎硬的沥青路面，乃至整修连接在一起或不连接在一起的路面。

公知的这类建筑机械一般都具有一个在工作室中旋转的工作辊，为了适合要处理的路面，该工作辊一般都设置或高度和斜度可调。

根据相应的使用情况，在这个工作室中进行必要的处理过程，例如切开的路面材料的翻松和破碎、粘结材料的添加、添加材料的搅拌和分布等等。

根据在相同旋转方向时的工作辊圆周力是抵消机械的推进力或支持推进力，本发明的工作过程也可分为反向工作过程或正向工作过程。由于这种建筑机械相当宽的使用范围，特别是在处理例如散装形式的石灰或水泥之类的粘结材料与要处理的表面层进行搅拌时，出于工作安全的原因，这类建筑机械往往配备一个封闭的操作台。

用来翻新路面用的上述建筑机械具有一个一侧传动或两侧传动的工作辊，而且根据使用条件在预先选择工作辊转数时需要很高的传动功率。由于工作过程常常在两边有障碍的附近例如边坡、路缘石、树、墙等等的附近进行，所以在工作区内使滚刀的外切边与机器的外缘之间保持尽可能小的距离往往有困难。

在工作辊和外罩之间延伸的工作室对工作结果具有特别的意义，例如用较大的工作深度来扩大工作室对工作结果是有利的。在公知的机械中，辊轴相对于行走机构轴的位置是大不相同的。大量的试验表明，辊轴相对于行走机构轴的位置对翻松性能具有特别大的意义。通常配有两个行走机械轴的机械对工作辊的翻松性能需要相当大的压力，此压力的最大值是由机械重量来确定的。如果在反向和正向工作过程中尽可能将整个机械重量用作工作辊所需的压力时，工作辊的布置便是有利的。外罩固定设置在机架上，由于较小的结构费用(取消了导向件)，所以外罩的固定设置一般是有利的。翻松的或部分加入的材料的粒度或粒度级配对工作结果意义重大。由工作辊和外罩之间限定的几何比例来确定的工作室的几何形状对粒度级配的影响起决定性作用。特别是，一个耐受机械应力的外罩对工作结果是有利的。

出于工作安全的考虑，这种机械必须的操作台当其增加了机械的高度时，对机械的运输是特别不利的。由于这个原因，在公知的结构型式中，都把操作台设置在机器的尾部或头部，因为在这个部位还有足够的位置。但另一方面却具有只能观察到一个工作方向的缺点。

根据要处理的路面的表面状况，工作过程要求工作辊轴适应相对应的工作深度，亦即工作辊离要处理的表面和辊轴的绝对横向斜度的相对垂直距离。在工作辊圆周上布置的材料翻松过程用的工具部分配有路面翻松机用的切割工具。

上述工作过程的公知的方法和装置视不同的结构型式具有如下的一个或多个缺点：

工具辊传动的解决方案由于液压的、液压机械的或间接机械的原理而具有相应能量损失的不利效率。对所述的建筑机械，至今尚未实现直接的机械传动。

在这些建筑机械的结构型式中，用增加工作深度来扩大工作室对工作效果虽然有利，但辊轴相对于行走机构轴的有利布置则要付出代价。这也适用于这类结构型式，即辊轴虽然位于行走机构轴之间，但重量分布(进刀轴和随动轴)这样的不利，以致不可能在反向和正向工作过程中实现上述利用机器重量来作工作辊压力的优点。另一方面，有些建筑机械的结构型式具有辊轴相对于行走机构轴的有利布置，但却没有以增加工作深度来扩大工作室的优点。

建筑机械的现有结构或者是外罩固定布置或活动布置在机架上。在已知的建筑机械中固定式布置的上述优点只有在不可调节的工作室的情况中才能实现。此外，工作辊外罩在固定布置时，也只有所谓破碎条才能实现，因为材料破碎通常引起力，这种力最好导入机架中。可调的破碎条，亦即在工作过程中可改变破碎条和工作辊之间的距离的装置至今尚未实现。

操作台的位置在已知的这类建筑机械中没有满意解决：在操作台不是中心布置时，整个机器缺乏一目了然性，而在操作台中心布置时，则运输高度太高，尤指有司机室的结构型式，以致从一个工地运到另一个工地时必须拆卸部位。

在迄今为止公知的机器中，工作深度的指示是用工作辊轴和行走机构轴之间的相对位置来进行的。这意味着这种建筑机械常用的大体积轮胎由于其弹性作用而不可避免地导致工作深度的测量误差和指示误差。至今尚未实现采用调节装置来调节和保持预选的工作深度。

由于要处理的材料有一部分具有高的松开阻力，所以例如在一个切割刀具破坏时，就会损坏刀夹或固定在工作辊上的别的部件，这样一来，由于需要检修，就会导致严重的运行故障和工作中断。象路面翻松机使用的快速换刀系统至今尚未用于这种工程机械中。

这种先有技术例如已公知在美国专利US5 259 692，5 190 398和5 354 147中。

发明内容

根据美国专利US5 259 692公知的这类先有技术，本发明的任务在于，提出开始时所述的那类翻新路面用的一种机械，这种机械在正向运行和反向运行中都可最佳利用机械重量。

这个任务的技术方案在于路面处理机械具有：

-一个操作人员用的设置在机架上的操作台，

-一个带有两根行走机构轴的自行驶行走机构，该自行驶行走机构支撑着机架，

-一个相对于机架支承的工作辊，该工作辊可以旋转并被一个限定工作室的外罩包围，

-一具有一台传动马达的传动单元用来产生工作辊传动用的和行驶所需的传动功率，

其特征是，

-该传动单元安装在一旋转箱体上，

-该工作辊安装在一相对于机架转动的结构单元上，

-该旋转箱体和该传动单元和该工作辊构成了上述相对于机架转动的结构单元，

-该外罩固定安装在机架上，

-该工作罩连同该结构单元相对于该外罩旋转，

-该工作辊由结构单元的重量直接加载，其中几乎整个机器重量都集中在行驶机构轴之间并传递到可旋转的结构单元上，

-该旋转箱体固定在机架上可绕一根平行于辊轴延伸的轴旋转。

本发明以有利的方式把一个包括工作马达的传动单元支承在一个旋转箱体中，并组成一个可相对于机架旋转的结构单元；工作辊同样支承在这个可旋转的结构单元中并共同与结构单元相对于固定安装在机架上的外罩旋转；工作辊由该结构单元的重量直接加载，而且几乎整个机器重量都集中在行走机构轴之间，并传递到可旋转的结构单元上。

传动单元布置在可旋转的结构单元上提高了工作辊的直接重量加载以及结构单元的惯性，在行走机构轴之间相当均匀分布的重量集中在中心布置在行走机构轴之间的可旋转的结构单元上，这样就获得了反向或正向工作过程都同样有利的低的重心。

工作辊连同可旋转的结构单元的可调节性可使工作室的尺寸例如用增加工作深度来扩大。亦即根据设定的工作深度可在工作室中混合不的材料量。预先选定的工作深度越大，要处理的材料量就越多。所以作为混合室用的工作室是可变的，一方面达到要求的量，另一方面又以高效率达到要求的良好的混合质量。

支承在旋转箱体内的传动单元具有一台用来产生工作辊和行走机构的传动功率的内燃机，内燃机产生机器传动所需的总的传动功率，特别是工作辊的传动功率，但还有行走机构的传动功率。为此，传动单元可传动多台液压泵，用它们的液压可单独驱动行走机构轮子上的液压马达。

最好将正向工作过程中工作辊上的切力的垂直反力用一个杠杆臂作用到可旋转的结构单元上，该杠杆臂的长度等于或小于将重力作用到可旋转结构单元上的杠杆臂，从而可用尽可能高的压力驱动工作辊。

特别是，可设定合成重力的垂直平面大致与正向工作过程中工作辊啮合时切割刀具的切力合成反力的垂直平面一致。

在上述结构中，工作辊轴在一个与合成重力和合成切力共同的垂直平面有一定的水平距离的垂直平面内延伸。

通过把支承和传动机构集成在工作辊内，本发明实现了开始时所述的零边。这样，机器一侧的工作辊就可伸到与车道平齐，因此，可沿一条预定的线工作。机器突出部分在边上很小，甚至可贴近沿墙面工作。

根据本发明，通过把传动元件数量减少到最低限度以及通过将这些直接传递力的元件布置成适应结构单元的空间限定而达到内燃机的传动能量很小损失的传递。根据本发明，工作辊转数的调节例如通过机械传动的固定变速级、通过皮带传动的不同的可调变速级或通过它们的组合来实现。

根据本发明，通过将结构单元与带有固定在机架上的外罩的机架做成一体而实现了具有增加工作深度的工作室扩大。根据本发明，还通过工作辊轴可这样定位在行走机构轴之间而可最佳利用机架重量和结构单元重量来作为工作辊的压力。外罩与机架的固定连接可将破碎过程的反作用力直接导入机架中，例如通过在外罩上固定配置一个可绕一根与辊轴平行的旋转轴旋转的破碎条。一个特别有利的结构型式是，用这种外罩通常具有的外罩的材料控制活门作为破碎条或将破碎条的功能合成一体。

操作台的定位对达到最佳的工作效果具有重大意义。根据本发明，操作台直接布置在包括工作辊的结构单元上方，即布置在机器中心。这样便于司机在反向和正向工作过程中对机器进行观察。通过本发明将包括工作辊的结构单元集成在机架内的原理可将需要的施工空间(机器高度)限制很小，所以尽管操作台布置在中间，仍可使运输高度最小而不需拆卸部件。对配有封闭司机室的机械，本发明将封闭的司机室上部布置成可旋转的，以便于运输。此外，操作台的这种布置包括垂直于机架移动布置的可能性，以便进一步改善例如所谓零边的一目了然性。

对包括工作辊的结构单元，工作辊连同机架高度调节部件的工作过程所需的横向斜度调节例如可用立柱导轨或平行四边形导轨来实现。

根据本发明，机器两侧的工作深度的指示通过机架和要处理的表面之间的工作深度的相对测量来进行。这可通过无接触的测量系统来进行，例如通过在辊轴两侧附近设置一个超声波传感器或在机架两侧设置多个超声波传感器作为距离传感器。不用超声波传感器，也可用别的无接触或有接触的测量系统。如果这种系统的测量信号不但用来指示工作深度，而是通过这个信号的反馈也可用来调节工作深度，则这样的测量系统具有特别有利的结构型式。

本发明机械的工作辊装有切削刀具。切削刀具与工作辊连接是通过刀具夹头来实现的。刀具夹头与工作辊的连接最好为可拆卸的连接。一种特别有利的容易更换的刀具夹头结构是通过形状连接并附加用锁紧螺丝固定在工作辊本体上。

下面结合本发明建筑机械的一个实施例来说明本发明的其他特征和优点。

附图说明

图1表示本发明建筑机械的原理侧视图；

图2表示可旋转的结构单元的原理侧视图；

图3表示由外罩限定的工作室内的工作辊；

图4表示通过工作辊剖开的纵截面示意图；

图5表示正向运行的建筑机械；

图6表示反向运行的建筑机械。

具体实施方式

图1所示的路面处理机械具有一个由两个行走机构托住的机架1和由一个司机室23组成的操作台。司机室23可在机架上相对于行驶方向横向移动。操作台的侧向液压移动满足了工作过程中或高速运送向前行驶时视野清楚的要求。此外，在向后行驶时，操作台可旋转180°，同时也可进行控制行走机构轴4的转换。司机室由一个下部22和一个上部24组成，上部在运输时可旋转180°，因此降低了运输时机器的结构高度。

在机架1的前端和后端上，行走机构具有两个共同的或可选择地单独控制的行走机构轴4。在该轴上，每个轮子都配置了一个例如作成液压马达形式的独立的液压传动，并在必要时可单独控制。每个轮子都配有一个高度调节装置25，因此，机架1的高度和必要时它的斜度都可精确调到工作高度或运输高度。整个机器重量集中在行走机构轴4之间的范围，而且在司机室下方相对于机器中心错开固定一个外罩7，该外罩限定了一个工作辊8的作为混合室用的工作室28。

在机架1的下方，机架1上的一个结构单元2铰接在机架1上而可绕一根与工作辊8平行的旋转轴3旋转，该轴布置在机架1与司机室23对应的一端上大致在行走机构轴4的高度内。借助于机架1两侧布置的柱塞油缸单元60可将结构单元2下降到要求的工作深度29，从而同时将外罩7下方的工作室28扩大。柱塞油缸单元60一方面大致啮合在机架1长度的中点上，另一方面又啮合在结构单元2面向工作辊8的一端的上部范围。每个柱塞油缸单元60的两个施力点都大致位于整个机器垂直于行驶方向延伸的垂直重心平面41内。

结构单元2具有一个旋转箱体13，在该箱体上支承一台带有一个冷却设备52的内燃机9、用于轮子液压传动的图中未详细示出的液压泵、一个通过一台减速箱11直接机械传动工作辊8用的皮带传动10，以及自支承的工作辊8。这样就把机器重量的主要部分集中在结构单元2上，该结构单元2可将大的重力直接传递到工作辊8上。此外，其余的重力由机架1传递到结构单元2上，这样就能以有利的方式在正向或反向工作过程中利用几乎整个机器的重量。

结构单元2上工作辊传动的结构保证一个尽可能高的效率。内燃机9的功率通过一个图中未示的操纵离合器和皮带传动10直接传递到工作辊8内的减速箱11上。这种集成在结构单元2内的传动单元的优点在于，不需要进行与不利的力损失联系的液压转换，也不需要进行复杂的功率转换。皮带传动10可直接传动减速箱11。轮子传动用的液压泵通过一个在内燃机9上的图中未示的油泵分动箱来传动。

工作辊8的辊轴5相对于行走机构轴4的有利位置和从中得出的有利重量分布可从图中一目了然。

固定布置在机架1上的外罩7的外罩壳自由端上设置有液压可调的活门18、19，该活门可绕平行于辊轴5延伸的旋转轴20旋转。一个可调的破碎条用来将翻松的土块切细，这对冷翻新特别重要。

外罩7的活门18、19作为可调的破碎条用，以避免太大的粒度，或作为材料控制活门用，并通过液压柱塞油缸单元64、66操作。液压油缸单元64的旋转铰链21布置在机架1下降范围内司机室23的下方。材料控制活门18的液压柱塞油缸单元66铰接在结构单元2上。

从图3可清楚看出外罩7具有一个粘接材料的加料装置32，所以粉碎的路面材料又作为添有一种粘接材料(水泥、石灰、乳胶体、沥青)的翻新材料62重新筑入行驶方向工作辊8后面的路面中。

工作辊8垂直于行驶方向横跨机器的整个宽度并在其圆周上设置有装切割刀具17的用夹紧螺钉固定的可更换刀夹16。这种可更换的刀夹16可在检修情况中迅速换刀，从而缩短停机时间。图中切割刀具17切割的圆柱体用标号6表示，工作辊8的施转方向48在反向运行和正向运行中都是相同的。

图4表示通过工作辊8剖开的纵截面，其中切割圆柱体6用虚线表示。工作辊8配有一个设置在工作辊内部的减速箱11，该减速箱为了增加工作辊8的可能的工作深度29具有一个轴偏移量30，从而使传动皮带10在工作辊一侧具有一个垂直于辊轴5的向上偏移的旋转轴。工作辊传动的轴偏移量30可以在相同的辊径时扩大工作深度29，或在相同工作深度29时减小工作辊的结构尺寸。

皮带传动10可用传动带14从内燃机9将力直接传递到减速箱11上。

如图4所示，旋转箱体13连接外罩7，外罩7具有一个如图1和2所示的孔50，该孔可使工作辊8下降，所以随着工作深度的不断增加，工作室28也可按有利的方式不断扩大。

根据设定的工作深度，在工作室内便可混合不同的大量的材料。

此外，还可从图4看出工作辊的内部支座12是这样节省空间地设置在减速箱11的对边上，即在工作辊8的这边上提供了一个所谓的零边，该零边几乎不用机器的侧向突出就能处理路面。所以减小了机器外壳到工作辊的距离，图中用标号33表示这个距离。

图5说明正向工作过程，其中在切割圆柱体6内表示出了在正向工作过程中主要产生的垂直切力和切力分布。从位于啮合的圆柱形圆周面44范围内的这些垂直切力分力40中可得出一个反作用在机器上的垂直合力42，该垂直合力离辊轴5有一个距离a并与切力40方向相反。此合力通过机器的重力补偿；其中，结构单元2和机架1的合成重力与由切力引起的垂直反作用力42一样都作用在垂直于行驶方向延伸的相同的垂直平面41中。所以机器通过反作用力42均匀卸载，因而对机器的行驶性能不产生负面影响。

在图6所示的反向工作过程中，在切割区45中产生作为切力相关分力的水平力43。所以这些水平力大致与机器的推进力26平衡。平衡力用标号46表示，且与推进力方向相反。

工作辊8的辊轴5离共同垂直平面41的水平距离a约为工作辊直径的0.25至0.4倍，最好约为0.3倍。这个距离在行走机构轴的最小距离情况下可实现机器重量的最佳利用。

结构单元2的旋转轴3离辊轴5的距离b至少为工作辊直径的1¹/₂倍至2倍。

通过机器在纵向不相对于行走机构突出而可使重力几乎完全导入可旋转的结构单元2上，该结构单元由于布置有各种装置而具有大的自重，自重直接作用到工作辊8上。

Claims (15)

1.路面处理机械具有：

-一个操作人员用的设置在机架(1)上的操作台，

-一个带有两根行走机构轴(4)的自行驶行走机构，该自行驶行走机构支撑着机架(1)，

-一个相对于机架(1)支承的工作辊(8)，该工作辊可以旋转并被一个限定工作室的外罩(7)包围，

-一具有一台传动马达的传动单元用来产生工作辊(8)传动用的和行驶所需的传动功率，

其特征是，

-该传动单元安装在一旋转箱体(13)上，

-该工作辊(8)安装在一相对于机架(1)转动的结构单元上，

-该旋转箱体(13)和该传动单元和该工作辊(8)构成了上述相对于机架(1)转动的结构单元(2)，

-该外罩(7)固定安装在机架(1)上，

-该工作辊(8)连同该结构单元(2)相对于该外罩(7)旋转，

-该工作辊(8)由结构单元(2)的重量直接加载，其中几乎整个机器重量都集中在行驶机构轴(4)之间并传递到可旋转的结构单元(2)上，

该旋转箱体(13)固定在机架(1)上可绕一根平行于辊轴(5)延伸的轴(3)旋转。

2.按权利要求1的路面处理机械，其特征是，传动单元具有一台带有一个冷却装置的内燃机(9)用来产生工作辊(8)和行走机构的液压传动装置的液压泵的传动功率。

3.按权利要求1的路面处理机械，其特征是，通过一个减速箱(11)传动工作辊(8)。

4.按权利要求3的路面处理机械，其特征是，通过一个皮带轮(10)进行传动的减速箱(11)的传动偏心设置在辊轴(5)上。

5.按权利要求1的路面处理机械，其特征是，在机架(1)上可旋转地固定的结构单元(2)中所安装的工作辊(8)通过外罩(7)端部的孔(50)可下降。

6.按权利要求1的路面处理机械，其特征是，与机架(1)牢固连接的外罩(7)具有可绕一根与工作辊(8)的辊轴(5)平行的轴旋转的破碎条(19)。

7.按权利要求1的路面处理机械，其特征是，操作台具有一个司机室(23)，在运输时司机室的墙板可全部或部分卸掉。

8.按权利要求7的路面处理机械，其特征是，司机室(23)的上部(24)在运输时可旋转。

9.按权利要求1的路面处理机械，其特征是，为了指示工作深度(29)，在路面处理机械一侧或两侧设置有无接触的或有接触的测量系统。

10.按权利要求9的路面处理机械，其特征是，为了指示工作深度(29)，设置了超声波传感器。

11.按权利要求10的路面处理机械，其特征是，从传感器得到的信号可用来调节工作深度(29)。

12.按权利要求1的路面处理机械，其特征是，工作辊(8)装有切割刀具(17)，这些刀具夹持在可更换的刀夹(16)上。

13.按权利要求1的路面处理机械，其特征是，在外罩(7)上设置有一个加料装置(32)用来加入沥青和/或用水混合的粘接材料。

14.按权利要求1的路面处理机械，其特征是，工作辊(8)的辊轴(5)位于一个垂直平面内，该垂直平面与合成重力和合成切力的共同垂直平面相距一个水平距离a，其中，距离a为工作辊(8)的直径的0.25至0.40倍。

15.按权利要求14的路面处理机械，其特征是，结构单元(2)的旋转轴(3)离辊轴(5)的距离b至少为工作辊(8)的直径的1.5倍至2倍。

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