小型铣刨机铣刨鼓快换连接结构的研究

徐记锋，李定国，李芳玉

（山推工程机械股份有限公司，山东 济宁 272073）

路面铣刨机是沥青混凝土路面养护施工的主要设备之一，是一种最经济的现代化养护方法[1]。铣刨机按铣刨宽度可分为3 大类，铣刨宽度B＜1.0m 为小型，1m ≤B＜2.0m 为中型，B≥2.0m 为大型[2]。

小型铣刨机具有施工速度快、施工操作简单以及施工质量易于控制等特点[3]。在道路养护施工过程中，小型铣刨机适用于用于城市道路的养护作业，辅助大型铣刨机完成贴边作业，以及沿井盖铣刨等工况。同时，还可以用于路面切缝，路面标线清楚，排水沟的铣刨和隆声带的铣刨等。为满足不同施工工况的需求，铣刨机用户就需要随时更换不同铣刨宽度的铣刨鼓。因此，本文就针对一种液压驱动的铣刨鼓的常规结构在更换铣刨鼓时存在的问题进行分析，并重新设计了一种可实现快换铣刨鼓的结构形式，同时又赋予该铣刨机铣刨路缘石槽沟的功能。

1 常规连接结构

为满足0.5m 小型铣刨机小巧灵活和结构紧凑的特点，它的铣刨鼓通常采用液压方式驱动。铣刨鼓的常规连接结构如图1 所示，主要由铣刨仓、工作马达、减速机和铣刨鼓组成。减速机的运动端通过螺栓组安装到铣刨鼓中间的单法兰上，减速机的壳体可以大面积的暴露在空气中，以便于减速机的散热；减速机的固定端通过螺栓组安装到铣刨仓；工作马达通过花键和螺栓组与减速机连接。工作马达在液压油的带动下驱动减速机和铣刨鼓高速旋转，完成对路面的铣刨作业。

图1 铣刨鼓常规连接结构示意图

常规结构更换铣刨鼓的流程如下：①拆除工作马达；②拆除减速机固定端与铣刨仓的连接螺栓；③将铣刨鼓和减速机一体从铣刨仓内拖出；④将减速机从铣刨鼓上拆除；⑤更换新的铣刨鼓；⑥再依次将新的铣刨鼓、减速机、铣刨仓和工作马达连为一体。

常规结构更换铣刨鼓存在如下问题。

1）更换铣刨鼓的工作效率低：需拆除零件过多；在将铣刨鼓与减速机一体安装到铣刨仓时，需调整减速机固定端与铣刨仓安装孔的位置以保证减速机加、放油口的位置要求，费时费力；装有液压软管的工作马达在与减速机的花键配合不易操作。

2）工作马达从减速机拆除时，减速机内的齿轮油会泄漏，每次更换新的铣刨鼓后，均需向减速机内重新加注齿轮油。

2 快换连接结构设计

图2 铣刨鼓快换结构示意图

铣刨鼓的快换连接结构如图2 所示，主要由铣刨仓、工作马达、减速机、铣刨鼓和连接法兰组成。减速机的运动端通过螺栓组安装到连接法兰上，连接法兰的滚筒壁上开有通风窗口以便于减速机的散热；减速机的固定端通过螺栓组安装到铣刨仓；工作马达通过花键和螺栓组与减速机连接；铣刨鼓的安装法兰由左侧调整到右侧，并通过螺栓组与连接法兰连接。

快换结构更换铣刨鼓的流程如下：①将铣刨鼓从连接法兰上拆除；②将新的铣刨鼓安装到连接法兰上即可完成铣刨鼓的更换。

快换结构更换铣刨鼓的优势如下。

1）更换过程中，只需要拆除和安装铣刨鼓，有效提高铣刨鼓更换的工作效率。

2）更换过程中，无须拆除工作马达，杜绝了减速机齿轮油泄漏的问题。

3 路缘石槽沟铣刨功能设计

图3 铣槽轮安装结构示意图

图4 铣槽轮安装整机结构示意图

首先整机的右后轮旋转至车身内侧（处于贴边作业模式），在铣刨鼓快换结构的基础上外接一个铣槽轮如图3 和图4 所示，以实现道路两侧路缘石安装时槽沟的铣刨。为满足槽沟铣刨深度的要求，以及避免损坏路缘石内侧的道路，在铣刨槽沟时需将原有的铣刨鼓拆除。前面提及的快换结构已为铣刨鼓的拆除提供了便利，为了达到铣槽轮与连接法兰快速安装的目的，此处采用平键连接的方式。

已知连接法兰与铣槽轮连接面的直径为∅180mm，侧选取平键的宽度b=45mm，高度h=25mm。

式中T——键连接所能传递的扭矩，Nm；

h——键的高度，mm；

l′——键的接触长度，mm；

[σp]——许用挤压应力，根据铣刨机作业工况选取[σp]=90MPa。

工作马达最大输出扭矩为T马达=6 080Nm，则根据上式可知

在普通平键型式尺寸中选取l=110mm，接触长度l′=65mm，可满足传递扭矩要求。

4 结论

本文对小型铣刨机铣刨鼓的常规连接结构和快换连接结构做了详细介绍，通过拆装对比得出采用铣刨鼓快换连接结构可有效提高铣刨鼓更换的工作效率，并且在快换连接结构的右侧可方便加装铣槽轮，实现铣刨路缘石槽沟的功能，达到铣刨机一机多用的目的。