水泥混凝土路面锯切机锯片结构的优化

周乾龙，刘世伟，冉宝山，孙配芳

（长安大学工程机械学院，陕西 西安 7 1 0 0 6 4）

随着水泥混凝土路面锯切机（以下简称锯切机）的广泛使用，有关工作效率的问题已成为其进一步发展的关键因素。作为锯切机的核心部件，锯片结构设计合理与否直接决定了锯切机的工作效率能否得到充分发挥。传统的锯切机由于锯片只能随锯切机机架进行垂直、水平运动，无法实现相对于机架的水平移动，在对路面锯切时会遇到路面切割死角的问题，尤其在对较窄路面横向锯切时，由于切割死角的存在，其锯切效率大大降低。本文通过在锯切机锯片结构固定底座上增加导柱、导套和双向液压缸装置，增加锯片结构水平移动范围，成功地解决了水泥混凝土路面切割死角的难题，同时锯切效率也得到明显提高[1]。

1 传统锯切机锯片结构特点

传统的锯切机按照配置的锯片数量可分为单锯片式锯切机和双锯片式锯切机。单锯片式锯切机的锯片为单侧布置，锯切机在行走导轨上行进1次只能对路面进行1次切削，工作时增加了导轨的布置次数，锯切效率较低，主要应用于小型作业区域；双锯片式锯切机锯片采用双侧布置，锯切机在行走导轨上行进1次可以对路面进行2次切削，锯切效率高于前者，主要应用于广场、机场等大型作业场所。

传统锯切机的工作装置主要由升降结构和锯片结构组成。锯片的上下运动是通过升降立柱和升降液压缸来共同完成，升降立柱的存在保证了锯切结构在竖直方向上运动的平稳性，升降液压缸的运动确保了锯片在升降立柱上的运动精度。由于传统锯切机锯片无法实现相对于机架的水平移动，在对路面进行切割时，锯片的旋转中心无法运动到路面边缘处，因此会存在一个锯片无法锯切到的区域，即切割死角。

YFSJ2000型全液压双锯片水泥混凝土路面锯切机主要由动力装置、行走装置、锯切装置、冷却装置等几部分组成，其中锯切装置改进前结构如图1所示。锯切机采用发动机作为动力源，由液压泵、液压马达、液压缸等来实现锯切机的行走、锯切及升降运动，其工作模型如图2所示。

图1 改进前锯切机锯片结构

1-锯切机底座；2-升降立柱；3-锯片结构固定底座；4-减速器；5-锯片；6-马达；7-联轴器；8-升降液压缸

图2 锯切机工作模型

2 锯片结构改进

2.1 改进后的锯片结构

对该全液压双锯片水泥混凝土路面锯切机的锯片结构进行改进，利用导柱、滑块取代传统锯切机锯片结构的固定底座，通过两侧液压缸提供的动力，实现锯片结构在锯切机上的横向运动，增加锯片工作时的独立运动行程，从而避免锯切死角的出现。

改进后的锯片结构如图3所示，主要由液压马达、减速器、金刚石锯片等组成。传动轴通过联轴器联接在减速器两侧输出轴上，其另一端的联轴器通过楔键、锁紧螺母与金刚石锯片进行固定连接，为了保证金刚石锯片工作的可靠性，采用内六角螺钉与锁紧螺母进行双重固定。金刚石锯片的水平独立运动通过导柱与滑块的间隙配合来实现，锯片在双导柱水平方向上移动的动力是通过2个交替工作的液压缸来推动实现，当锯切机接近路面边缘处时，机架保持静止，锯片结构在液压缸的推动下继续向前移动进行路面切割。此外，导柱两端设有行程开关限制锯片在水平方向上的运动行程，从而可以使锯片装置在导柱上的移动位置时刻处于理想的行程范围内，避免锯片越程运动带来的危险，提高其工作的可靠性。

图3 改进后锯切机锯片结构

2.2 改进后锯片结构工作参数确定

改进后的水泥混凝土路面锯切机工作时路面切割死角问题的解决，主要取决于锯切机的有效宽度b、锯片的回转半径R及液压缸的工作行程L等参数的选取[2]，上述参数必须满足

式中：b为锯切机的有效宽度，mm；k为工作可靠性系数（取1.15～1.35）[3]；R为锯片回转半径，mm；d1为锯片中心至待切路面的高度，mm；d2为锯片最低端切削刃至路面底层的垂直距离，一般情况下，d2可以根据经验来取值，通常可取30～35mm；L为液压缸工作的有效行程，mm；h为待切路面的厚度，mm。

2.3 改进前后锯片结构效率对比

通过对YFSJ2000型锯切机锯片结构进行改进，锯切机的灵活性得到明显改善，当其工作在较窄水泥混凝土路面工况时，不再因为效率因素而使其适用范围受到限制。由试验数据可知：改进后的锯切机在较窄水的泥混凝土路面横向锯切时，由于不存在切割死角，同时又减少了锯切机行走轨道的布置次数，其锯切效率提高25%左右；但在纵向锯切时，由于切割死角对改进前后机型的锯切效率影响较小，其锯切效率主要由行走轨道的布置次数和布置时间两种因素决定，因此锯切效率提高不明显。

将改进后YFSJ2000型全液压水凝混凝土路面锯切机与改进前同机型进行路面锯切数据对比，结果见表1。

3 结 论

针对YFSJ2000型全液压双锯片锯切机进行改进后，锯切机锯片结构能够在双侧导柱水平方向上自由移动，成功解决了水泥混凝土路面锯切机锯切死角这一难题。通过数据对比分析可知，当其在对较窄水泥混凝土路面横向锯切时，其锯切效率可以得到明显改善，该锯片结构的改进设计也可为水泥混凝土路面锯切机的进一步研发提供借鉴。

表1 改进前后同种机型效率对比

[1] 王良文．砼路面切割机的技术现状及其发展方向[J].工程机械，2003，34(2)：34-37．

[2] Sariisik A, Sariisik G． Investigation of the cu tting per form ance o f the natu r al stone b lock p roduction in quarries w ith arm edchain cutting m achine[J]．Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C：Journal of Mechanical Engineering Science,2013, 227(6): 1291-1301．

[3] 丁星妤．切割花岗岩的预合金粉末胎体金刚石锯片的研究[D]．长沙：中南大学，2007．