畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-瀝青混凝土攤鋪機(jī)分料系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖書分類號(hào)：密級(jí)：瀝青混凝土攤鋪機(jī)分料系統(tǒng)設(shè)計(jì)THEDESIGNOFASPHALTPAVERSPRIALFEEDER學(xué)生姓名學(xué)院名稱學(xué)號(hào)班級(jí)專業(yè)名稱指導(dǎo)教師年月日PAGEII摘要瀝青混凝土攤鋪機(jī)性能設(shè)計(jì)的好壞將直接影響到瀝青混凝土路面質(zhì)量的優(yōu)劣，特別是分料系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不合理會(huì)帶來(lái)離析、厚度不均勻等路面質(zhì)量問(wèn)題。本文重點(diǎn)做的是瀝青混凝土攤鋪機(jī)分料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，用一些設(shè)計(jì)和計(jì)算，讓瀝青混凝土攤鋪機(jī)在攤鋪的工作中擁有更好的性能。針對(duì)上述情況，本文從解決實(shí)際問(wèn)題的情況出發(fā)，根據(jù)攤鋪機(jī)攤鋪的工作原理和特點(diǎn)，對(duì)瀝青混凝土攤鋪機(jī)的分料系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。以解決工作過(guò)程中呈現(xiàn)的問(wèn)題。對(duì)分料系統(tǒng)的傳動(dòng)部件以及工作部件等做出相應(yīng)的分析和計(jì)算，對(duì)螺旋分料裝置進(jìn)行三維建模。本文先描寫了瀝青混凝土攤鋪機(jī)的用途及分類和特點(diǎn)，接著寫了瀝青混凝土在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展與研究現(xiàn)狀，描寫了攤鋪機(jī)的發(fā)展歷史和發(fā)展趨勢(shì)，還有攤鋪機(jī)存在的問(wèn)題。然后描寫了瀝青混凝土攤鋪機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。接著又描寫了瀝青混凝土攤鋪機(jī)的總體設(shè)計(jì)，還寫了瀝青混凝土攤鋪機(jī)的作業(yè)程序，并且描寫了瀝青混凝土攤鋪機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。下面對(duì)螺旋分料裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)與計(jì)算。還寫了瀝青混凝土攤鋪機(jī)螺旋分料裝置的分料原理，并且對(duì)螺旋分料器進(jìn)行了受力分析和相關(guān)的計(jì)算。本文還對(duì)一些零件進(jìn)行了三維建模，并且對(duì)螺旋分料裝置進(jìn)行了裝配。還對(duì)一些零件進(jìn)行了相關(guān)的校核。并且還設(shè)計(jì)了螺旋分料裝置的液壓回路，還對(duì)螺旋分料裝置的物料控制進(jìn)行了相關(guān)的分析。關(guān)鍵詞瀝青混凝土攤鋪機(jī)；鏈條；液壓；螺旋葉片；螺旋分料器AbstractAsphaltpaverdesignperformancewilldirectlyaffectthequalityofasphaltconcretepavementstrengthsandweaknesses,particularlydosingsystemdesignwillbringsegregationunreasonable,uneventhicknessofpavementquality.Thisarticlefocusesondoingisasphaltpaverpointsdesignedfeedingsystem,withsomedesignandcalculation,theasphaltpaverhasabetterperformanceinpavingwork.Fortheabove,thispapersetoutthecasetosolvepracticalproblems,accordingtopaverworkingprincipleandcharacteristicsofthesub-feedsystemasphaltpaverforrelateddesignandcalculation.Workingprocesstoresolvetheissuespresented.Transmissionpartsandworkingpartsofthedosingsystem,etc.maketheappropriateanalysisandcalculationofthescrewdosingdeviceforthree-dimensionalmodeling.Thispaperdescribesthefirstuseoftheasphaltpaverandclassificationandcharacteristics,andthenwritetheasphaltconcreteinthedevelopmentandresearchstatusathomeandabroad,describingthedevelopmenthistoryandtrendspavers,aswellaspaversProblems.Thendescribesthebasicstructureandworkingprincipleasphaltpaver.Thenhedescribestheoveralldesignoftheasphaltpaver,alsowroteaworkprogramasphaltpaver,anddescribesthedesignelementsasphaltpaver.Next,thescrewdosingdevicedesignandcalculation.AlsohewroteasphaltpaverdosingprincipleofSpiralfeedingdevice,andtheaugerforceanalysisandrelatedcalculations.Thisarticlealsosomepartsofthethree-dimensionalmodeling,andthescrewdosingdeviceassembly.Alsosomepartsoftherelevantcheck.Andalsodesignedthehydrauliccircuitscrewdosingdevice,butalsoonmaterialcontrolscrewdosingdevicefortherelevantanalysis.KeywordsAsphaltpaverChainHydraulicpressureThespiralvaneSpiralfeederPAGE54目錄TOC\o"1-3"\h\u16950摘要 I9337Abstract II64491緒論 1120831.1瀝青混凝土攤鋪機(jī)的用途及分類和特點(diǎn) 1319031.2國(guó)內(nèi)攤鋪機(jī)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀 2251421.3國(guó)外攤鋪機(jī)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀 349391.4瀝青混凝土攤鋪機(jī)的發(fā)展歷史 4143771.5攤鋪機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 4184731.6現(xiàn)在瀝青混凝土攤鋪機(jī)存在的問(wèn)題 5265111.7本文的主要研究?jī)?nèi)容 6311332瀝青混凝土攤鋪機(jī)的總體設(shè)計(jì) 759832.1瀝青混凝土攤鋪機(jī)的總體設(shè)計(jì) 751922.1.1攤鋪機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 7259102.1.2攤鋪機(jī)的設(shè)計(jì)原理 9319672.2瀝青混凝土攤鋪機(jī)的作業(yè)程序 9128563瀝青混凝土攤鋪機(jī)的基本機(jī)構(gòu)和工作原理 1125863.1瀝青混凝土攤鋪機(jī)的工作原理 1150883.2攤鋪機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 1258213.2.1傳動(dòng)系統(tǒng) 12287393.2.2刮板輸送裝置 13136423.2.3自動(dòng)找平裝置 14188463.2.4料斗 1466193.2.5振搗-熨平裝置 1469503.2.6機(jī)架 16133643.2.7行走裝置 16310833.2.8動(dòng)力裝置 177893.2.9螺旋分料裝置 17314454螺旋分料裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 18131294.1論證螺旋分料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 18207374.1.1螺旋分料系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求 18286834.1.2選擇分料系統(tǒng)的方案 185204.2螺旋葉片的基本構(gòu)造 19142614.3螺旋分料裝置的工作原理 20268664.4螺旋分料裝置 20242854.5螺旋分料器生產(chǎn)率的計(jì)算 2279154.6螺旋驅(qū)動(dòng)功率的確定 22320644.7螺旋分料器的受力分析與計(jì)算 22150914.7.1螺旋分料器橫向力的確定 2369634.7.2螺旋分料器的軸向力的確定 2410474.7.3螺旋分料器軸徑的計(jì)算 24275064.7.4螺旋分料器扭矩的確定 24211154.8選擇和校核軸承 25318734.8.1軸承的選擇 25321934.8.2軸承的校核 25261074.9螺旋分料器強(qiáng)度的校核 25275334.9.1選擇材料 25229214.9.2螺旋分料器強(qiáng)度的校核和計(jì)算 26100334.10確定螺旋分料器的鏈傳動(dòng) 27318264.10.1已有的數(shù)據(jù) 27296494.10.2確定鏈條的主要參數(shù) 27217934.10.3選擇鏈輪 2952384.11葉片軸套和螺旋軸連接螺栓的選取和校核 30155154.11.1螺栓的選擇 3086824.11.2分析葉片軸套和螺旋軸連接螺栓的受力 30266784.11.3螺栓的校核 31174974.12螺旋分料器的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31117264.12.1選擇螺旋分料器的液壓回路 3258924.12.2選擇液壓元件 32197294.12.3螺旋分料器的液壓回路的設(shè)計(jì) 34283034.13螺旋分料器的物料控制 35135905三維實(shí)體的建模和裝配 37160445.1三維軟件Pro/E的介紹 37122495.1.1Pre/E基本的功能和作用 375635.1.2三維建模的優(yōu)點(diǎn) 38272555.2板的三維建模過(guò)程 38248055.3軸的三維建模過(guò)程 39185215.4葉片的三維建模過(guò)程 40267395.5回轉(zhuǎn)體的三維建模過(guò)程 4183725.6軸套的三維建模過(guò)程 4267765.7箱體上板的建模過(guò)程 43166445.8馬達(dá)的裝配過(guò)程 44244575.9螺旋分料裝置的裝配過(guò)程 4593285.10箱體的裝配過(guò)程 46121715.11攤鋪機(jī)分料系統(tǒng)的總體裝配 4738946關(guān)鍵零部件的有限元分析 484936.1有限元分析方法的介紹 48303556.2螺旋軸的有限元分析 48277656.3支撐板的有限元分析 508381結(jié)論 5219912致謝 531519參考文獻(xiàn) 541緒論1.1瀝青混凝土攤鋪機(jī)的用途及分類和特點(diǎn)瀝青混凝土攤鋪機(jī)（以下簡(jiǎn)稱攤鋪機(jī)）是將已經(jīng)攪拌好的瀝青混凝土均勻地?cái)備佋诼访娴谆鶎由系囊环N鋪筑瀝青路面的專用工程機(jī)械[1]。攤鋪機(jī)可以保證攤鋪層的厚度、路面拱度、密實(shí)度、寬度、平整度等達(dá)到需要的要求。攤鋪機(jī)被廣泛應(yīng)用于高等級(jí)公路、城市道路、停車場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)和碼頭等瀝青路面的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中[4]。攤鋪機(jī)與自卸車和壓路機(jī)合作進(jìn)行路面的攤鋪，能滿足有更好的自動(dòng)化、更方便的操作等條件。同時(shí)還能讓攤鋪路面的平整度和質(zhì)量得到保證。目前我國(guó)在高等級(jí)公路的施工中使用的多數(shù)為進(jìn)口攤鋪機(jī)，其中進(jìn)口的產(chǎn)品中以德國(guó)為主。美國(guó)自稱攤鋪機(jī)整機(jī)技術(shù)最先進(jìn)，有些美國(guó)產(chǎn)品也已經(jīng)來(lái)到我國(guó)的攤鋪市場(chǎng)。美國(guó)制造的瀝青混凝土攤鋪機(jī)的性能比較好，更高的自動(dòng)化程度，可以被稱為近代瀝青混凝土攤鋪機(jī)。攤鋪機(jī)的能按兩種形式來(lái)分類。第一種分類方式根據(jù)攤鋪的寬度來(lái)分，有小型、中型、大型超大型四類。第二種分類方式是根據(jù)行走方式來(lái)分的，有拖式和自行式兩種。接著，自行式的又包括履帶式和輪胎式兩類。在路面保養(yǎng)和城市路面的攤鋪中，通常應(yīng)用最大攤鋪寬度小于3600mm的小型機(jī)，路面的攤鋪和養(yǎng)護(hù)的工作中通常用到的是中型的攤鋪機(jī)，其攤鋪的寬度在4000-6000mm之間。高等級(jí)的公路路面攤鋪則應(yīng)用攤鋪寬度為7000-9000mm的大型攤鋪機(jī)。高速公路、碼頭、廣場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)地大的瀝青路面攤鋪中則應(yīng)用的是攤鋪寬度不小于12000mm的超大型攤鋪機(jī)。大型和超大型攤鋪機(jī)攤鋪的路面質(zhì)量比較好，因?yàn)樗鼈冊(cè)O(shè)有自動(dòng)找平裝置，使攤鋪的路面縱向接縫少，并且有好的整體性和平整度。拖式攤鋪機(jī)的構(gòu)造比較簡(jiǎn)便，因?yàn)樗慕恿稀⑤斄?、分料和熨平裝置都放在一個(gè)機(jī)架上，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的工作方式主要是由運(yùn)料自卸車牽引和頂推。制造和使用的成本通常比較低。但是拖式攤鋪機(jī)的攤鋪能力比較小，攤鋪路面質(zhì)量低，一般用在低等級(jí)公路的路面養(yǎng)護(hù)施工中。履帶式的瀝青混凝土攤鋪機(jī)通常是大型的或者是超大型的攤鋪機(jī)。它在攤鋪工作時(shí)運(yùn)作更穩(wěn)定同時(shí)無(wú)打滑情況，因?yàn)樗慕拥乇葔翰淮?，附著能力不差。然而它也有缺點(diǎn)，機(jī)動(dòng)性能比較差，而且履帶對(duì)路基突起物的吸收能力差，整體機(jī)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本比較高。輪胎式攤鋪機(jī)的輪胎起著重要的作用，輪胎承受著整個(gè)機(jī)器的質(zhì)量，并且靠輪胎來(lái)提供附著力。它的機(jī)動(dòng)性能比較好，轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)行速度也較高并且對(duì)路面突起物的吸收能力較強(qiáng)。但是它也許會(huì)由打滑情況，因?yàn)樗母街Σ淮蟆Ｌ貏e是在攤鋪寬度大、攤鋪厚度更厚時(shí)最好出現(xiàn)打滑情況。在路面平整度方面，得需要自動(dòng)找平裝置的協(xié)助，因?yàn)樗鼘?duì)路面起伏比較敏感。1.2國(guó)內(nèi)攤鋪機(jī)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀從我國(guó)進(jìn)行改革開(kāi)放，到我國(guó)參加WTO，我國(guó)的進(jìn)步步伐非?？臁ｋS著我國(guó)的進(jìn)步，我國(guó)的高等級(jí)公路建設(shè)也得到了很快的進(jìn)步。我國(guó)開(kāi)始一點(diǎn)點(diǎn)的引入高級(jí)攤鋪機(jī)，高級(jí)攤鋪機(jī)重點(diǎn)用在高等級(jí)公路路面的鋪路工作中。到現(xiàn)在這個(gè)時(shí)候，我國(guó)引入的攤鋪機(jī)產(chǎn)品一般是高密實(shí)度攤鋪機(jī)，它的攤鋪寬度基本上全大于9米。美國(guó)、意大利、德國(guó)和日本這四個(gè)國(guó)家是我國(guó)進(jìn)口攤鋪機(jī)最多的國(guó)家。我國(guó)的公路等級(jí)慢慢變的多元化。這中間有高等級(jí)路面、城鄉(xiāng)路面以及城市路面，它們?nèi)谧裱欢ǖ臏?zhǔn)則和速度朝著大規(guī)模進(jìn)步。與此同時(shí)，路面攤鋪的速度也在一直加快。就這樣不停的拉動(dòng)著路面攤鋪朝著機(jī)械化進(jìn)步。并且對(duì)施工機(jī)械技術(shù)水平、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、路面施工工藝以及路面材料提出了更高的要求[19]。通過(guò)幾十年的不斷努力，我國(guó)在攤鋪機(jī)制造方面也取得了一些成就。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：國(guó)產(chǎn)的攤鋪機(jī)已變?yōu)槲覈?guó)的主導(dǎo)機(jī)型，在公路的攤鋪工作中用的越來(lái)越廣，并且所占有的比例也不斷擴(kuò)大。在攤鋪機(jī)的生產(chǎn)方面已經(jīng)形成可以制造適應(yīng)不同要求的攤鋪機(jī)產(chǎn)品。而且能量產(chǎn)履帶式和輪胎式的攤鋪機(jī)。這些攤鋪機(jī)的攤鋪寬度能實(shí)現(xiàn)在3到12.5米其中不一樣寬度的攤鋪過(guò)程。制造的攤鋪機(jī)種類也在變多，能符合不一樣的工作情況。在攤鋪機(jī)制造發(fā)展的過(guò)程中，我國(guó)也培養(yǎng)了一大批攤鋪機(jī)方面的人才，他們可以開(kāi)發(fā)研究也會(huì)使用管理并且懂得如何維修保養(yǎng)。這些有知識(shí)的人在往后攤鋪機(jī)的進(jìn)步中有大的用處。目前我國(guó)生產(chǎn)的攤鋪機(jī)已經(jīng)達(dá)到或接近國(guó)外的生產(chǎn)水平了。在技術(shù)水平、攤鋪機(jī)質(zhì)量以及使用性能等方面，國(guó)產(chǎn)攤鋪機(jī)都做出了相應(yīng)的開(kāi)發(fā)研究，并且都得到了進(jìn)一步的完善。我國(guó)現(xiàn)在還用一批先進(jìn)的攤鋪機(jī)制造工廠，這些工廠有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，擁有先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)并且可以進(jìn)行成批量的生產(chǎn)攤鋪機(jī)。但是，我國(guó)的攤鋪機(jī)技術(shù)確實(shí)是從1960年進(jìn)行的，正式的進(jìn)步時(shí)間不足30年，但是發(fā)達(dá)的國(guó)家則不同了，它們?cè)跀備仚C(jī)的制造和應(yīng)用方面遠(yuǎn)超過(guò)我國(guó)，它們已經(jīng)有八十多年的歷史了。到現(xiàn)在為止，我國(guó)真正擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并且可以獨(dú)立研發(fā)和制造攤鋪機(jī)的廠家并不是很多。我國(guó)生產(chǎn)的攤鋪機(jī)在許多方面和國(guó)外的攤鋪機(jī)相比仍然存在著相當(dāng)大的差距[6]。這些表現(xiàn)在我國(guó)的攤鋪機(jī)在應(yīng)用性能上、應(yīng)用穩(wěn)定性上以及故障率上全和國(guó)外的攤鋪機(jī)有大的距離。導(dǎo)致這些差距的原因是多方面的，我國(guó)的整體技術(shù)水平就不高，而且我國(guó)在加工工藝、裝配以及人員素質(zhì)等方面都與國(guó)外的相差很多。還有在國(guó)產(chǎn)配套件和材料等方面也使得我國(guó)落后于國(guó)外。上面的各個(gè)因素讓我國(guó)的攤鋪機(jī)制作有一定的缺點(diǎn)。其中國(guó)產(chǎn)配套件，例如液壓件、發(fā)動(dòng)機(jī)、電控元器件、傳動(dòng)部件和重要的材質(zhì)等方面都存在著質(zhì)量上的問(wèn)題，它們都和國(guó)外生產(chǎn)的有很大的差距。很多時(shí)候我國(guó)必須從國(guó)外進(jìn)口這些配套件，這也是我國(guó)攤鋪機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量有所低的原因之一。1.3國(guó)外攤鋪機(jī)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀提起國(guó)外攤鋪機(jī)，最先想到的是美國(guó)，早在20世紀(jì)30年代，美國(guó)就已經(jīng)生產(chǎn)出了專用與道路鋪筑的攤鋪機(jī)，到目前為止已有80多年的發(fā)展歷史了。而且發(fā)達(dá)的國(guó)家比較注重?cái)備仚C(jī)的研制和開(kāi)發(fā)，它們的工作讓攤鋪機(jī)技術(shù)一直發(fā)展和完善。在一些國(guó)家和地區(qū)例如美國(guó)、日本和歐洲等，它們都擁有專業(yè)的攤鋪機(jī)制造廠商，并且這些制造廠商都有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，它們都有獨(dú)立的開(kāi)發(fā)研制機(jī)構(gòu)[5]。另外，在攤鋪機(jī)生產(chǎn)技術(shù)方面和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面上，他們綜合的將機(jī)、電、液一體化技術(shù)應(yīng)用于攤鋪機(jī)的生產(chǎn)制造方面[13]。他們制作的攤鋪機(jī)與我國(guó)的比較有很多優(yōu)勢(shì)。生產(chǎn)的攤鋪機(jī)有合理的結(jié)構(gòu)，完善的功能，使用性能穩(wěn)定并且安全可靠，在維修方面也特別方便。他們的對(duì)攤鋪機(jī)的開(kāi)發(fā)研究仍然不斷的努力，并且將一些新的理論，新的工藝、新的材料已經(jīng)新的技術(shù)應(yīng)用在攤鋪機(jī)設(shè)計(jì)制造上[15]。。一直改變著攤鋪機(jī)的構(gòu)造和能力，讓攤鋪機(jī)的種類一直變多。例如，在前幾年沃爾沃公司推出的ABG8820瀝青混凝土攤鋪機(jī)，它的動(dòng)力系統(tǒng)良好，噪音低，功率高，并且低排放，低污染。戴納派克公司專為我國(guó)的高等級(jí)公路的攤鋪工作制造了F182CS型的多功能的履帶式攤鋪機(jī)。它是一種大型的專用攤鋪設(shè)備，它通常用在高等級(jí)路面基層、面層各種材料的攤鋪中。它攤鋪的寬度能為3-13.5米，同時(shí)最大的攤鋪寬度能做到1350mm。能適應(yīng)對(duì)攤鋪路面的要求更加的寬和更加的厚施工要求。還有別的集團(tuán)制造的攤鋪機(jī)的種類它們?nèi)棺钕冗M(jìn)的攤鋪機(jī)例子。到現(xiàn)在為止，國(guó)外的攤鋪機(jī)的發(fā)展情況能概括為以下幾方面：有些舊的產(chǎn)品慢慢的由一些新的攤鋪機(jī)來(lái)?yè)Q掉可以自動(dòng)轉(zhuǎn)向、實(shí)現(xiàn)定位、可以無(wú)線通訊并且可以遠(yuǎn)程鎖車找平控制上也能一體化在控制方面也實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化自行控制工作速度和給料速度可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高舒適度能一次性做到雙層瀝青混凝土的攤鋪通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的研究，我們發(fā)現(xiàn)這種施工工藝優(yōu)點(diǎn)更多，它可以使雙鋪層之間在熱的狀態(tài)下結(jié)合，并且粘結(jié)更好，使得整體強(qiáng)度更高[16]。而且不需要在結(jié)合時(shí)噴灑粘結(jié)劑，可以節(jié)省大量的瀝青材料，使得攤鋪的生產(chǎn)效率也有所提高。產(chǎn)品的種類越來(lái)越多為了讓高等級(jí)公路的路面相接變少，適應(yīng)高等級(jí)路面整體平整度的規(guī)定，大型化的攤鋪機(jī)這時(shí)在最大攤鋪寬度上全在13米左右。當(dāng)然為了滿足路面養(yǎng)護(hù)的需要，還有生產(chǎn)一些小型的攤鋪機(jī)。這些小型攤鋪機(jī)同時(shí)一直的進(jìn)步和改變，在構(gòu)造和能力上也變的更加平穩(wěn)。1.4瀝青混凝土攤鋪機(jī)的發(fā)展歷史全世界制造攤鋪機(jī)的集團(tuán)不少，制造的種類也不少，同時(shí)有好的功能。各個(gè)公司從從前的制造單一的產(chǎn)品進(jìn)步到能制造一套的產(chǎn)品的技術(shù)，這些產(chǎn)品能實(shí)現(xiàn)各種道路攤鋪的工作。伴著自動(dòng)找平裝置在攤鋪機(jī)中的使用性能的進(jìn)步還有液壓傳動(dòng)不斷對(duì)機(jī)械傳動(dòng)的代替。我們能把攤鋪機(jī)的發(fā)展劃分成三個(gè)歷史階段。20世紀(jì)30-50年代的攤鋪機(jī)美國(guó)在這個(gè)時(shí)期制造攤鋪機(jī)最領(lǐng)先，制造的瀝青混凝土攤鋪機(jī)是第一種型號(hào)。美國(guó)在1930年左右就制造出了軌道式攤鋪機(jī)。這時(shí)用軌道當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保證路面的平整度。美國(guó)在1937年制造了拖式攤鋪機(jī)，這種攤鋪機(jī)的構(gòu)造有點(diǎn)簡(jiǎn)單，有小的尺寸，通常含有拖拉機(jī)構(gòu)和浮動(dòng)熨平機(jī)構(gòu)。這種拖式攤鋪機(jī)的自動(dòng)化水平很低，供料系統(tǒng)的功能比較簡(jiǎn)單，不可以由需要的料的多少來(lái)指導(dǎo)進(jìn)料的多少。它的找平效果有點(diǎn)差，在找平的功能上，只使用了浮動(dòng)熨平板的自動(dòng)找平特征，不可以實(shí)現(xiàn)找平的質(zhì)量要求。20世紀(jì)50-70年代的攤鋪機(jī)這個(gè)時(shí)期，液壓技術(shù)不斷進(jìn)步，自動(dòng)控制理論也得到了快的進(jìn)步和使用。它們?cè)跀備仚C(jī)上的使用，讓攤鋪機(jī)的能力發(fā)生了大的進(jìn)步，不但讓攤鋪寬度和厚度變大了，而且在攤鋪機(jī)的找平機(jī)構(gòu)、供料機(jī)構(gòu)上也有大的進(jìn)步。1970年到至今的攤鋪機(jī)這些年來(lái)，電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等都得到了較快的進(jìn)步，它們的進(jìn)步讓攤鋪機(jī)的性能也得到了好的完善。這些進(jìn)步在攤鋪機(jī)上的使用，一點(diǎn)點(diǎn)的讓攤鋪機(jī)的進(jìn)步向著智能化和數(shù)字化方面靠近。讓攤鋪機(jī)一點(diǎn)點(diǎn)的進(jìn)步，自動(dòng)找平機(jī)構(gòu)、行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及自動(dòng)供料機(jī)構(gòu)全受到了大的改變。但我國(guó)在攤鋪機(jī)工業(yè)方面的發(fā)展比較晚，1960年我國(guó)才有能制造攤鋪機(jī)的廠家。這些廠家的生產(chǎn)都是通過(guò)引進(jìn)外國(guó)生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的，大都沒(méi)有自主產(chǎn)權(quán)，生產(chǎn)技術(shù)的高低在很大程度上取決于國(guó)外生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。但是到目前為止，我國(guó)已經(jīng)有好多家生產(chǎn)單位了，這些生產(chǎn)單位可以獨(dú)立設(shè)計(jì)和研發(fā)了，并且有了自主創(chuàng)新。這些單位有徐工集團(tuán)、三一重工、中聯(lián)重工等。并且這些單位生產(chǎn)的攤鋪機(jī)在同類型中已經(jīng)可以與國(guó)外的同類型攤鋪機(jī)相競(jìng)爭(zhēng)。1.5攤鋪機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的投資也不斷加大，我國(guó)不斷擴(kuò)大公路、機(jī)場(chǎng)等的建設(shè)。而且電液控制技術(shù)也受到了大的進(jìn)步，我國(guó)的工作工藝也在進(jìn)步，為了符合市場(chǎng)用戶的需要，攤鋪機(jī)往后的進(jìn)步會(huì)呈現(xiàn)以下幾個(gè)方面：發(fā)展方向分為技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)層次密實(shí)度和平整度是攤鋪機(jī)兩個(gè)重要的指標(biāo)，很多因素將使攤鋪機(jī)向著技術(shù)型和經(jīng)濟(jì)型兩個(gè)方向發(fā)展。例如，電液控制技術(shù)的不斷發(fā)展、操作起來(lái)更加的舒適、維修保養(yǎng)方面更加的方便快捷等。技術(shù)型攤鋪機(jī)的功能很多而且很先進(jìn)，它可以實(shí)現(xiàn)中央通訊功能，并且可以實(shí)行恒速控制可以智能診斷故障。在找平上用的是數(shù)字超聲波技術(shù)。而且使用的是集中潤(rùn)滑功能等。經(jīng)濟(jì)型的攤鋪機(jī)就不一樣了，它的定位不一樣，追求的是實(shí)用、可靠性好、方便操作以及價(jià)格適中。技術(shù)性能、可靠性和適應(yīng)能力更好更好的技術(shù)功能表現(xiàn)在攤鋪機(jī)會(huì)裝有智能一體化的控制裝置，攤鋪裝置會(huì)通過(guò)幾個(gè)CPU控制的全電子控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。主操縱面板和兩個(gè)遙控器也改為觸摸式按鍵的形式。每個(gè)系統(tǒng)之間會(huì)成為一些區(qū)域網(wǎng)，比如主機(jī)的每個(gè)系統(tǒng)之間以及每個(gè)系統(tǒng)和找平系統(tǒng)之間全有區(qū)域網(wǎng)。這樣的進(jìn)步和使用，讓攤鋪機(jī)完成正式的遠(yuǎn)距離聯(lián)系。可以在線監(jiān)測(cè)施工的質(zhì)量。在找平上也做到了智能化的控制。與此同時(shí)，攤鋪機(jī)配置符合低排放標(biāo)準(zhǔn)的電控發(fā)動(dòng)機(jī)。而且?guī)в薪?jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)模式。攤鋪機(jī)的生產(chǎn)還可以根據(jù)用戶的不同要求配置不同的技術(shù)，例如可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟邊接縫?？梢詫?shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)向。并且可以安裝定位系統(tǒng)，還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊以及遠(yuǎn)程鎖車。還可以實(shí)現(xiàn)一些國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)，可以使裝備自動(dòng)調(diào)拱，還可以讓它自動(dòng)點(diǎn)火加熱等。這樣的進(jìn)步在攤鋪機(jī)方面的使用讓攤鋪機(jī)有更好的可靠性和適應(yīng)性。呈現(xiàn)更多的種類、攤鋪機(jī)更加智能在攤鋪機(jī)的多種類上，全世界的攤鋪機(jī)生產(chǎn)公司全在進(jìn)步。就攤鋪寬度而言就有從3.5-13.5米不同攤鋪寬度的系列產(chǎn)品。在技術(shù)發(fā)展上也有高、中、低三個(gè)方面不一樣的產(chǎn)品。價(jià)格方面也分為高、中、低不同價(jià)位的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的多樣性是為了滿足不同等級(jí)的施工單位同時(shí)滿足不同的公路施工要求。攤鋪機(jī)的發(fā)展方向?qū)⑹菙備伕又悄堋碛卸ㄎ幌到y(tǒng)，可以自動(dòng)轉(zhuǎn)向、可以遠(yuǎn)程鎖車還可以無(wú)線通訊等。1.6現(xiàn)在瀝青混凝土攤鋪機(jī)存在的問(wèn)題瀝青混凝土攤鋪機(jī)在設(shè)計(jì)和制造的過(guò)程中，預(yù)防離析的發(fā)生還是需要不斷解決的問(wèn)題。骨料離析的產(chǎn)生和攤鋪機(jī)的很多因素有關(guān)，例如螺旋的結(jié)構(gòu)、攤鋪的速度、輸料時(shí)的速度以及螺旋分料系統(tǒng)，一般情況下容易產(chǎn)生三條離析帶，螺旋葉片一般不是連續(xù)的，因?yàn)槁菪~片之間安裝了螺旋支撐結(jié)構(gòu)?；炷恋碾x析是混凝土拌合物組成材料之間的粘聚力不足以抵抗粗集料下沉，混凝土拌合料成分互相分離，造成內(nèi)部組成和結(jié)構(gòu)不均勻的現(xiàn)象。通常表現(xiàn)為粗集料與砂漿相互分離，例如密度大的顆粒沉積到拌合物的底部，或者粗集料從拌合物中整體分離出來(lái)。和螺旋分料器相關(guān)的離析現(xiàn)象通常有兩種，一種是中線離析，另一種是邊緣離析。因此一般有三處地方容易產(chǎn)生離析帶，例如螺旋支撐結(jié)構(gòu)處和中央支撐處。除此之外，瀝青混凝土攤鋪機(jī)的螺旋分料系統(tǒng)一般沒(méi)有熨平板寬，這樣在攤鋪的過(guò)程中也容易形成兩條離析帶，因?yàn)閺穆菪至舷到y(tǒng)到兩邊的混凝土只能靠自身的重力以及混凝土之間的相互的推力來(lái)實(shí)現(xiàn)向兩邊的攤鋪工作，在這里的粗的混凝土很多，并且有較低的溫度，所以就形成了離析。如果沒(méi)有其他的輸送形式，當(dāng)前瀝青混凝土攤鋪機(jī)要解決的問(wèn)題就是怎樣依靠自身的改變來(lái)降低瀝青混凝土的離析程度。1.7本文的主要研究?jī)?nèi)容本文主要研究的是瀝青混凝土攤鋪機(jī)的分料系統(tǒng)，并且對(duì)分料系統(tǒng)做出相應(yīng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算和相關(guān)分析。分料系統(tǒng)既螺旋分料裝置也叫做螺旋分料器。它的用途是橫向均勻地?cái)備侀_(kāi)刮板送來(lái)的混凝土。螺旋分料裝置含有左右兩部分，它們有自己的驅(qū)動(dòng)，還有葉片的螺旋方向不一樣，但是旋轉(zhuǎn)的方向一樣。鏈傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)的螺旋分料裝置的旋轉(zhuǎn)速度是不能改變的。假設(shè)是通過(guò)兩個(gè)液壓馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)，就能讓左、右螺旋分別運(yùn)轉(zhuǎn)或是同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。能符合不同攤鋪寬度、速度和攤鋪層的要求。螺旋分料裝置位于機(jī)架后壁的下方。能由不一樣的攤鋪層厚度在垂直方向上進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖?。螺旋分料裝置的葉片一般是由經(jīng)過(guò)硬化處理的耐磨合金鋼制成，用螺栓安裝在螺旋分料裝置上，便于實(shí)現(xiàn)更換。同時(shí)為了跟上熨平板主節(jié)段的長(zhǎng)度，螺旋分料裝置也有主節(jié)段和加長(zhǎng)節(jié)段。為了使混凝土能均勻的攤鋪在整個(gè)攤鋪寬度上，螺旋分料裝置的總長(zhǎng)度應(yīng)該是攤鋪寬度的90%。攤鋪機(jī)設(shè)計(jì)性能的優(yōu)差與瀝青混凝土路面質(zhì)量的好壞有很大關(guān)系，分料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加要注意。本課題的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容是：進(jìn)行分料系統(tǒng)的鏈條的設(shè)計(jì)計(jì)算，以及螺旋葉片的受力分析計(jì)算，還有進(jìn)行相應(yīng)的液壓計(jì)算，繪制相關(guān)的圖形。而且對(duì)重要的零部件進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治觥Ｓ缮厦娴脑O(shè)計(jì)、計(jì)算和分析對(duì)瀝青混凝土攤鋪機(jī)的分料系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和改變，讓攤鋪機(jī)的性能更好。2瀝青混凝土攤鋪機(jī)的總體設(shè)計(jì)2.1瀝青混凝土攤鋪機(jī)的總體設(shè)計(jì)2.1.1攤鋪機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)確定夯實(shí)方案振搗和振動(dòng)是夯實(shí)的兩種主要形式。夯實(shí)可以提高攤鋪的平整度，并且使碾壓的工作量減小，而且可以對(duì)攤鋪層實(shí)現(xiàn)預(yù)壓實(shí)。在機(jī)械加寬的熨平裝置上，整個(gè)攤鋪寬度上放置一個(gè)振搗源便可。但在液壓伸縮的熨平裝置上，就需要放置2到4個(gè)振搗源。但是由于各根源的有不同的頻率，并且有互相的干擾和疊加，這使得夯實(shí)效果有所減弱，并且使得熨平板的夯實(shí)反力有較大的波動(dòng)，就這樣使得路面的壓實(shí)度不均勻，并且路面的平整度也受到影響[8]。因此振搗和振動(dòng)頻率的正確匹配很重要。使振搗和振動(dòng)的頻率拉開(kāi)是一種比較好的辦法，一般振搗的頻率在22-35Hz,振動(dòng)的頻率在55-65Hz，比較合適[10]。傳動(dòng)方案的確定液壓系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)是自行式攤鋪機(jī)的兩個(gè)重要的傳動(dòng)方法，它們有自己的優(yōu)勢(shì)，在設(shè)計(jì)攤鋪機(jī)時(shí)，由機(jī)型的大小來(lái)選用。液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)有：能完成幅度大的減速，在大的范圍里無(wú)級(jí)調(diào)速，同時(shí)運(yùn)行穩(wěn)定，方便完成過(guò)載保護(hù)，容易實(shí)現(xiàn)整體的分布，由于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不重、體積不大，能完成自動(dòng)控制，合理使用了液壓、電氣和機(jī)械，方便操作同時(shí)不費(fèi)勁。液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：小的傳動(dòng)效率，傳動(dòng)比優(yōu)點(diǎn)步平穩(wěn)因?yàn)橐簤河蜏囟群驼扯鹊母淖?，難以避開(kāi)液壓油的泄漏。機(jī)械傳動(dòng)的優(yōu)勢(shì)為不變的速比，分流來(lái)自動(dòng)力，整體是靠緊的傳動(dòng)裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)的確定在發(fā)送機(jī)裝車額定功率的選取中，應(yīng)保留一定的量。在中小型的攤鋪機(jī)里面，常常用90%的間斷功率當(dāng)作發(fā)動(dòng)機(jī)裝車的額定功率。在大型的攤鋪機(jī)中，通常取百分之九十的連續(xù)功率當(dāng)作發(fā)動(dòng)機(jī)裝車的額定功率。由這樣的選取能讓發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和耐久性有所增加。假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度過(guò)大，將會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)、噪聲，同時(shí)讓運(yùn)動(dòng)的平衡性和散熱出現(xiàn)情況，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度不可以太大。通常發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩適應(yīng)性系數(shù)不可以低于1.15，對(duì)大型的攤鋪機(jī)來(lái)說(shuō)不能低于1.20。假使低于的話，將會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的儲(chǔ)備減小，而且發(fā)動(dòng)機(jī)的平均輸出功率也減小。為了提高路面的平整度，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能有大的波動(dòng)，應(yīng)該使發(fā)動(dòng)機(jī)在調(diào)速特性曲線的調(diào)速區(qū)段上工作，因此在攤鋪過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速率一般不能大于8%。確定行走機(jī)構(gòu)履帶式行走的機(jī)械優(yōu)勢(shì)為擁有好的附著能力，同時(shí)有不小的接地比壓。因此本文選用的行走機(jī)構(gòu)是履帶式的行走機(jī)構(gòu)。確定輸料方案大、中型的攤鋪機(jī)有好的輸料裝置，使用單排刮板鏈或者雙排刮板鏈的刮板輸送裝置。螺旋分料裝置分單旋向雙螺旋和雙旋向雙螺旋兩種。為了讓刮板輸送裝置和螺旋分料裝置的輸送的料的大小均勻，能夠由總體方案和生產(chǎn)率來(lái)選用。這樣讓攤鋪的路面有好的平整度，由于平均工作阻力不大，讓熨平板受到的作用力很平穩(wěn)。因此控制刮板輸送裝置和螺旋分料裝置的輸料量的多少比較重要。恒速控制方案的確定三個(gè)原因讓攤鋪速度發(fā)生改變攤鋪速度的改變和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的改變相關(guān)。速度一發(fā)生改變便會(huì)對(duì)平整度有影響，但是把發(fā)動(dòng)機(jī)的平均阻力矩的工作點(diǎn)調(diào)節(jié)在額定工況鄰近，速度改變便不會(huì)超出3%。對(duì)于液壓傳動(dòng)的攤鋪機(jī)，平整度受到速度變化的嚴(yán)重影響，速度變化與液壓泵和液壓馬達(dá)的容積效率有關(guān)。要想控制速度的改變，可在液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)，可以控制好液壓油的溫度、工作壓力和變量泵的使用排量，但仍能很大的影響到平整度。攤鋪速度的改變還與履帶和輪胎的混轉(zhuǎn)有聯(lián)系。這種變化是難控制的，因?yàn)檫@種變化隨機(jī)性較大，并且客觀因素比較復(fù)雜。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝電子調(diào)速器能完成恒速控制，能控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。主參數(shù)的確定最大的攤鋪寬度、最大的攤鋪厚度和最大的攤鋪速度是攤鋪機(jī)的主參數(shù)。本文瀝青混凝土攤鋪機(jī)的最大攤鋪寬度是9.5m，最大的攤鋪厚度是800cm,最大的攤鋪速度是4m/min。這樣能保障壓實(shí)度同時(shí)能有高的生產(chǎn)率。正確配置攤鋪機(jī)牽引性能的參數(shù)攤鋪機(jī)的負(fù)荷有一定的特點(diǎn)，每次施工的工程中所受的負(fù)荷都會(huì)重復(fù)，但并不是完全重復(fù)。每個(gè)工序之間的工作阻力全步一樣，同時(shí)不斷改變。攤鋪機(jī)通常是靠近持續(xù)工作的機(jī)械，在某些大型的攤鋪機(jī)攤鋪工作中，總功率通常最大波動(dòng)使20%左右，行走結(jié)構(gòu)的功率通常是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的5%,輸料結(jié)構(gòu)的功率常為70%。在攤鋪機(jī)的攤鋪工作中，里面的發(fā)動(dòng)機(jī)、行走裝置、輸料裝置、夯實(shí)裝置、輔助裝置之間有一定的聯(lián)系并互相制約。攤鋪機(jī)的整體特性與每個(gè)總成之間的配合工作有一定的關(guān)系，同時(shí)還和每個(gè)總成自身有關(guān)。在總體參數(shù)之間出現(xiàn)的相互匹配能否合理成了攤鋪機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的問(wèn)題。發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性應(yīng)和平均阻力矩正確的配置要想讓平均阻力矩的工作點(diǎn)與額定的扭矩相等，由工程機(jī)械牽引性能參數(shù)的配置原理得只有當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)受到的負(fù)載平穩(wěn)時(shí)，才能輸出額定的功率。如果阻力矩有所波動(dòng)，那么它的額定功率總是大于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大平均輸出功率。僅有調(diào)節(jié)好阻力矩在發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速特性的位置才能得到最大的平均輸出功率。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在攤鋪工程中不發(fā)生大的波動(dòng)，并且可以得到較大的發(fā)動(dòng)機(jī)平均輸出功率，可以把平均阻力矩的工作點(diǎn)調(diào)整在發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速曲線的額定工況附近。最大的輸出功率和滑移曲線的合理匹配由工程機(jī)械的牽引性能參數(shù)的配置理論可以得到，伴著牽引力的變大行走機(jī)構(gòu)的牽引效率也會(huì)變大。牽引效率最大的數(shù)應(yīng)能體現(xiàn)在某一牽引力的位置。假設(shè)牽引力超出了這一定值并且還在變大時(shí)，這時(shí)牽引效率將會(huì)下降。常常對(duì)于持續(xù)工作的機(jī)械而言，生產(chǎn)率的最大數(shù)呈現(xiàn)在最大的牽引效率位置。但有些靠近持續(xù)工作的機(jī)械，能讓兩者出現(xiàn)偏離。把攤鋪過(guò)程中的平均工作阻力改變到最大的生產(chǎn)率左右，就能保障攤鋪機(jī)收到最大的生產(chǎn)率，同時(shí)能充分的應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。攤鋪機(jī)的額定滑轉(zhuǎn)率是由最大生產(chǎn)率和滑轉(zhuǎn)率對(duì)攤鋪的平整度的影響程度確立的。履帶式的瀝青混凝土攤鋪機(jī)通常有3%-5%的額定滑轉(zhuǎn)率。滑轉(zhuǎn)率在額定的情況下，有效牽引力的大小與附著質(zhì)量和有效附著系數(shù)的乘積相等。這樣便能得到牽引性能參數(shù)合理的匹配原則：在穩(wěn)定攤鋪速度的情況下，充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率以及讓攤鋪機(jī)有最大的生產(chǎn)率。2.1.2攤鋪機(jī)的設(shè)計(jì)原理以下的設(shè)計(jì)原理能用在攤鋪機(jī)的總體設(shè)計(jì)上：由設(shè)計(jì)原理進(jìn)行攤鋪機(jī)的設(shè)計(jì)。為讓設(shè)計(jì)的攤鋪機(jī)比較完美，同時(shí)有靠譜的能力，由攤鋪機(jī)的作業(yè)特性專為其制作處一些設(shè)計(jì)理論，由這些理論來(lái)對(duì)攤鋪機(jī)設(shè)計(jì)。這些原理包括：為了增加攤鋪機(jī)的抗離析能力，能由螺旋葉片全埋輸料原理設(shè)計(jì)、為了讓壓實(shí)度和平整度有好的縱向均勻性能由等振距振搗的原理設(shè)計(jì)、要想保證壓實(shí)度和平整度的橫向均勻性能由等比功率的振搗原理設(shè)計(jì)、要想實(shí)現(xiàn)大厚度的穩(wěn)定攤鋪可以按照主機(jī)、刮板、螺旋、大臂和熨平裝置之間的動(dòng)態(tài)匹配原理設(shè)計(jì)、為了減少對(duì)構(gòu)件的破壞以及改善攤鋪機(jī)的自動(dòng)調(diào)平能力可按照車架彈性變形原理來(lái)設(shè)計(jì)、想保障攤鋪后的平整性能由熨平機(jī)構(gòu)的仰角傳動(dòng)理論來(lái)設(shè)計(jì)。由攤鋪機(jī)的工作原理來(lái)設(shè)計(jì)。在總體方案和總成方案的設(shè)計(jì)工作里，不但關(guān)系到設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，更重要的還有考慮浮動(dòng)攤鋪工作原理。要想讓設(shè)計(jì)的攤鋪機(jī)有好的技術(shù)能力級(jí)別，熨平機(jī)構(gòu)的動(dòng)力平衡得控制好，讓攤鋪機(jī)在攤鋪工作中有小的改變，這就能保障路面的平整度。2.2瀝青混凝土攤鋪機(jī)的作業(yè)程序目前自行式攤鋪機(jī)主要由兩部分組成，第一部分是主機(jī)-牽引機(jī)，第二部分是熨平裝置-工作裝置，熨平機(jī)構(gòu)由主機(jī)引導(dǎo)，接下來(lái)描寫一下自行式攤鋪機(jī)的工作過(guò)程：（1）在施工前設(shè)定好相關(guān)的參數(shù)，它們包括攤鋪的寬度、攤鋪層的厚度、攤鋪的速度還有振搗振動(dòng)等。（2）開(kāi)始施工后，料車由攤鋪機(jī)推動(dòng)，在路基面上一邊行駛一邊接收來(lái)自料車的料進(jìn)入料。（3）混凝土進(jìn)到料斗后由刮板輸料裝置把它們傳到主機(jī)的后面。（4）混凝土被送至主機(jī)后方后，混凝土接著被螺旋輸料裝置向兩端攤鋪到熨平裝置的前端。（5）主機(jī)引導(dǎo)著熨平機(jī)構(gòu)朝前進(jìn)行，混凝土被熨平和夯實(shí)，讓攤鋪成變成平整密實(shí)的程度，后面的工作讓壓路機(jī)壓實(shí)完成。（6）要想使攤鋪層的厚度、攤鋪寬度、橫坡度以及攤鋪的密實(shí)度達(dá)到要求，在攤鋪工程中還有進(jìn)行手動(dòng)或者自動(dòng)控制。在自動(dòng)攤鋪機(jī)上這幾個(gè)工序可以被同時(shí)完成,如圖2-1所示。一個(gè)工作過(guò)程即把一個(gè)裝料車?yán)锩娴牧嫌猛?，讓各個(gè)工作過(guò)程相接起來(lái)，便能完成持續(xù)的提供物料和持續(xù)的工作。連續(xù)的攤鋪可以更好的保證路面的平整度，真正的連續(xù)供料是由專門的物料轉(zhuǎn)運(yùn)車提供的。轉(zhuǎn)運(yùn)物料的車不和攤鋪機(jī)直接相連，而是推動(dòng)料車，它位于料車和攤鋪機(jī)的中間位置。攤鋪時(shí)，混合料不斷的進(jìn)入料斗，因?yàn)檗D(zhuǎn)運(yùn)車將接收到的混合料送到高處，這樣可以一直供刮板輸料器輸送。圖2-1攤鋪機(jī)施工示意圖1-發(fā)動(dòng)機(jī)；2-方向盤；3-側(cè)臂提升液壓缸；4-側(cè)臂；5-熨平板上下調(diào)整手把；6-熨板；7-振搗器；8-螺旋粉料器；9-驅(qū)動(dòng)輪；10-刮板輸送器；11-方向輪；12-頂推輥；13-料斗；14-閘門3瀝青混凝土攤鋪機(jī)的基本機(jī)構(gòu)和工作原理3.1瀝青混凝土攤鋪機(jī)的工作原理攤鋪機(jī)的工作裝置一般含有調(diào)平大臂和熨平板?；炷恋臄備伜统醪秸駥?shí)能被工作裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖3-1和圖3-2所示。調(diào)平大臂的一端和主機(jī)連接在一起，另一端和熨平板連接。在工作時(shí)，混凝土上受到熨平板的全部重量以及大臂的部分重量。熨平板由主機(jī)和大臂拖動(dòng)向前行動(dòng)，在混凝土上滑動(dòng)。工作角是熨平板和其運(yùn)動(dòng)方向之間的一個(gè)仰角，這個(gè)仰角是通過(guò)旋動(dòng)厚度螺桿使熨平板的后方下移時(shí)產(chǎn)生的。當(dāng)把工作角固定住，這時(shí)整個(gè)裝置就是剛性系統(tǒng)，并且在攤鋪機(jī)履帶下面已經(jīng)鋪好的混合料非常平整，并且均勻。攤鋪機(jī)的攤鋪速度一定，這樣熨平板的受力平衡也就是底板下的混凝土給熨平板的分力和熨平板的重力相同。熨平板受到的摩擦力和牽引力一樣。這時(shí)的熨平板保持一定的高度也就是攤鋪厚度運(yùn)動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)浮動(dòng)。這就能保障攤鋪層的平整，同時(shí)厚度相同。要想增加攤鋪層的厚度，這時(shí)還要接著旋轉(zhuǎn)厚度調(diào)節(jié)螺桿，使得工作角變大，這時(shí)熨平板所受的浮力和阻力也變大，同時(shí)垂直分力也變大了。熨平板這樣被提升，由于熨平板的重力這時(shí)不大于熨平板受到的浮力的垂直分力，這就讓攤鋪厚度變厚。伴著攤鋪厚度的提高，還能有一個(gè)平衡情況。因?yàn)闋恳c(diǎn)的高度沒(méi)有變化，熨平板的升高實(shí)際上就是工作裝置繞著牽引點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定的角度，使得工作角變小，這樣就出現(xiàn)了一個(gè)平衡狀態(tài)。想讓攤鋪層減小，同樣改變厚度螺桿讓工作角變小，這樣熨平板就下來(lái)了。由以上的厚度改變能觀察到，攤鋪層厚度的大小和工作角的大小相關(guān)。因此想改變攤鋪層的厚度僅改變熨平板的工作角就行。但是在現(xiàn)實(shí)的攤鋪工作時(shí)，情況并不是理想化的，路基基層的路面不可能是一個(gè)不變的平面，這時(shí)攤鋪機(jī)在攤鋪時(shí)會(huì)出現(xiàn)上下浮動(dòng)和左右擺動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)使得牽引點(diǎn)的位置不斷發(fā)生改變，使得工作角的大小也不斷變化，這樣攤鋪厚度不斷改變，就直接改變路面的平整度，讓平整度下降。當(dāng)然這個(gè)工程是需要一段時(shí)間的，因?yàn)榇蟊郾容^長(zhǎng)，并且熨平板自身重量很大，慣性相對(duì)也大，一點(diǎn)點(diǎn)的牽引點(diǎn)位置變化傳到熨平板還是需要一定的時(shí)間的。通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，這個(gè)傳遞全部完成，應(yīng)該是攤鋪機(jī)攤鋪工作行駛到五個(gè)調(diào)平大臂的長(zhǎng)度時(shí)才會(huì)完成。實(shí)際上，攤鋪機(jī)的工作裝置有一定的反饋功能，因?yàn)樵谡嬲臄備伖ぷ鲿r(shí)，路基的平衡度不會(huì)太差，路基表面起伏變化的波長(zhǎng)不會(huì)太長(zhǎng)，這樣使得還沒(méi)有完成這個(gè)傳遞，牽引點(diǎn)就到達(dá)原來(lái)的位置了，正式對(duì)熨平板的改變很小，還能在大的比例上保障攤鋪層的平整度。圖3-1攤鋪機(jī)厚度改變攤鋪原理簡(jiǎn)圖1-前樞鉸；2-左右側(cè)臂；3-熨平器手動(dòng)升降操縱機(jī)構(gòu)；4-熨平板圖3-2攤鋪機(jī)浮動(dòng)熨平板自動(dòng)找平攤鋪原理簡(jiǎn)圖3.2攤鋪機(jī)的基本結(jié)構(gòu)瀝青混凝土攤鋪機(jī)是一種專用機(jī)械，它的功能是將攪拌好的瀝青混凝土均勻地?cái)備佋诼坊?，它能讓攤鋪層的厚度、路面拱度、平整度、密?shí)度和寬度等完成規(guī)定的要求。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)步，它的構(gòu)造一直在變完美。瀝青混凝土攤鋪機(jī)通常是由一輛基礎(chǔ)車和供料裝置、工作裝置還有操作裝置等組成?；A(chǔ)車一般是輪胎式或履帶式，在基礎(chǔ)車的地盤上有各種裝置。瀝青混凝土攤鋪機(jī)一般由動(dòng)力裝置、行走機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、供料機(jī)構(gòu)和工作裝置等組成。除了行走機(jī)構(gòu)和相應(yīng)的控制系統(tǒng)不同外，輪胎式和履帶式瀝青混凝土攤鋪機(jī)的組成基本相似[7]。本文描寫一下履帶式的瀝青混凝土攤鋪機(jī)。3.2.1傳動(dòng)系統(tǒng)行走傳動(dòng)和供料傳動(dòng)是組成瀝青混凝土攤鋪機(jī)的兩個(gè)部分。機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)是常用的兩類傳動(dòng)形式。機(jī)械傳動(dòng)通常用在中、小型的攤鋪機(jī)上。液壓傳動(dòng)通常用在大型攤鋪機(jī)上。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)常常含有離合器、液壓泵、變速箱、液壓馬達(dá)、齒輪分動(dòng)箱還有傳動(dòng)鏈和鏈輪等見(jiàn)圖3-3。圖3-3履帶式攤鋪機(jī)的行走裝置傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖1-發(fā)動(dòng)機(jī)；2-齒輪分動(dòng)箱；3-供行駛用的變量泵；4-供轉(zhuǎn)向用的變量泵；5-用于行駛的定量馬達(dá)；6-回檔減速器；7-萬(wàn)向傳動(dòng)軸；8-中間傳動(dòng)齒輪箱；9-轉(zhuǎn)向定量馬達(dá)；10-制動(dòng)器；11-驅(qū)動(dòng)輪；12-輪邊行星齒輪減速器；13履帶；14-鏈傳動(dòng)3.2.2刮板輸送裝置刮板輸送裝置即為一種鏈傳動(dòng)裝置，常常含有許多刮料板。刮板輸送裝置分為單排和雙排兩種。小型攤鋪機(jī)常用單排的，大、中型攤鋪機(jī)常用雙排的，見(jiàn)圖3-4。圖3-4刮板輸送裝置簡(jiǎn)圖3.2.3自動(dòng)找平裝置瀝青混凝土攤鋪機(jī)的自動(dòng)找平結(jié)構(gòu)常常含有電源、橫向控制器和縱向控制器等幾部分?？v向和橫向控制器是自動(dòng)找平裝置工作的關(guān)鍵部分，它根據(jù)設(shè)置好的滑桿、鋼絲以及鋪好的路面來(lái)進(jìn)行工作，見(jiàn)圖3-5。圖3-5攤鋪機(jī)自動(dòng)找平控制系統(tǒng)示意圖1-電源；2-電磁換向閥；3-油缸；-4橫向控制器；5-縱向控制系統(tǒng)；6-熨平板；7-基準(zhǔn)面3.2.4料斗料斗可以收到自卸車卸下的瀝青混凝土，在攤鋪機(jī)的前部。除了容量不同之外，各種類型的攤鋪機(jī)料斗基本相似。通常用最大攤鋪寬度和最大攤鋪厚度來(lái)評(píng)價(jià)料斗的容量。料斗常常含有后壁、液壓缸、底板、鉸軸和支座等幾部分如圖3-6。圖3-6料斗結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1-液壓油缸；2-左邊斗；3-鉸軸；4-支座；5-右邊斗3.2.5振搗-熨平裝置振搗-熨平裝置能對(duì)鋪好的瀝青混凝土實(shí)施預(yù)壓實(shí)，并且可實(shí)現(xiàn)整形和熨平。它位于螺旋分類裝置的后端。它是由熨平板和振搗梁組成如圖3-7。圖3-7振搗-熨平工作裝置簡(jiǎn)圖1-主機(jī)；2-螺旋分料器；3-熨平板振動(dòng)裝置；4-副振搗梁；5-主振搗梁；6-擋料板；7-振搗偏心軸；8-液壓提升油缸；9-大臂熨平裝置熨平裝置安裝在振搗裝置后端，可以根據(jù)要求對(duì)鋪層的寬度、拱度和厚度進(jìn)行整型。熨平板里面裝有路拱調(diào)節(jié)器，通常是一個(gè)箱型的結(jié)構(gòu)用鋼板焊接成的如圖3-8。熨平裝置側(cè)視圖b)熨平裝置后視圖圖3-8熨平機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1、3銷子；2-連接塊；4-牽引臂；5-固定架；6-護(hù)板；7-振搗器；8-熨平板；9-厚度調(diào)節(jié)器；10-油缸；11-液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)；12-偏心輪；13-偏心螺栓；14-加熱系統(tǒng)振搗梁裝置振搗機(jī)構(gòu)放在熨平板前面，含有偏心輪和振搗梁兩部分。振搗梁含有上下兩部分，上面有偏心套，下面有斜面如圖3-9。圖3-9振搗梁簡(jiǎn)圖1-主振搗梁；2、3-振搗梁的加長(zhǎng)節(jié)段；4-柵板3.2.6機(jī)架機(jī)架常是一個(gè)基體，它一般含有攤鋪機(jī)的各種總成、裝置和機(jī)構(gòu)。機(jī)架通常是焊接而成的結(jié)構(gòu)件，并且有一定的剛度要求。機(jī)架和前后橋之間是剛性連接。推輥一般放在機(jī)架的前面，它能推動(dòng)自卸車的后輪，讓攤鋪機(jī)和自卸車同時(shí)行動(dòng)，讓自卸車容易朝料斗里面卸料。3.2.7行走裝置臺(tái)車架上通常安有驅(qū)動(dòng)輪、支重輪、托輪和引導(dǎo)輪。臺(tái)車架是用鋼板焊接成的箱型構(gòu)架，它通常裝在機(jī)架側(cè)板伸出的軸上，前段和機(jī)架前段鉸接在一起。支撐輪的布置前后間距不同，并且前疏后密。驅(qū)動(dòng)輪輪轂內(nèi)安有齒輪減速器和行走馬達(dá)。通過(guò)液壓缸對(duì)履帶進(jìn)行張緊，并且通過(guò)蓄能器來(lái)緩沖如圖3-10。圖3-10履帶式攤鋪機(jī)行走機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖3.2.8動(dòng)力裝置通常瀝青混凝土攤鋪機(jī)多選取高速柴油機(jī)作動(dòng)力。柴油機(jī)通常放在機(jī)架上，處于機(jī)架的右前邊。3.2.9螺旋分料裝置螺旋分類裝置也叫螺旋分料器，它的用處是將刮板送來(lái)的料橫向均勻的攤鋪開(kāi)來(lái)。常含有螺旋葉片、反向葉片、螺旋軸和連接套筒等幾部分見(jiàn)圖3-11。圖3-11螺旋分料結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1-端蓋；2-螺旋軸；3-支撐；4-螺旋葉片；5-螺栓；6-連接套筒；7-中間螺旋軸；8-中間方向葉片4螺旋分料裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1論證螺旋分料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案4.1.1螺旋分料系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求對(duì)螺旋功率的規(guī)定，應(yīng)能和攤鋪機(jī)的功率相匹配對(duì)螺旋速度的要求使應(yīng)能適應(yīng)攤鋪機(jī)的生產(chǎn)率螺旋參數(shù)的設(shè)計(jì)與螺旋參數(shù)之間的配合，應(yīng)該與攤鋪路面的抗離析及攤鋪的均勻性想符合攤鋪機(jī)在工作的過(guò)程中應(yīng)具有自動(dòng)找平的功能，并且可以使攤鋪層厚度的均勻性保持一致。應(yīng)該保證瀝青攤鋪的均勻性和平整度，要求攤鋪機(jī)的分析系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，并且根據(jù)實(shí)際情況對(duì)混凝土的速度、流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。瀝青混凝土攤鋪機(jī)的攤鋪速度和攤鋪厚度被規(guī)定后，要求瀝青混凝土的供料系統(tǒng)能提供連續(xù)工作的能力螺旋分料系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在不同的材料下對(duì)不同的攤鋪厚度來(lái)進(jìn)行攤鋪4.1.2選擇分料系統(tǒng)的方案由分料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，本文初步選擇幾種方案如下：方案一：?jiǎn)我簤褐虚g同時(shí)驅(qū)動(dòng)，相等的螺旋直徑，相等的螺距方案二：雙液壓中間分開(kāi)驅(qū)動(dòng)，相等的螺旋直徑，相等的螺距方案三：?jiǎn)我簤褐虚g同時(shí)驅(qū)動(dòng)，相等的螺旋直徑，變化的螺距方案四：雙液壓中間分開(kāi)驅(qū)動(dòng)，變化的螺旋直徑，變化的螺距方案五：雙液壓兩邊分開(kāi)驅(qū)動(dòng)，相等的螺旋直徑，相等的螺距方案六：雙液壓兩邊分開(kāi)驅(qū)動(dòng)，相等的螺旋直徑，變化的螺距進(jìn)行方案的確定：第一種方案，有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，維修起來(lái)比較方便，造價(jià)方面比較便宜，并且速度的調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。確定是在攤鋪工作上有一定的局限性，因?yàn)椴荒芊謩e調(diào)節(jié)左邊和右邊的螺旋的速度，這樣當(dāng)遇到左邊和右邊對(duì)攤鋪的厚度、攤鋪的速度和攤鋪的寬度要求不同時(shí)，就不能進(jìn)行攤鋪了。第二種方案，具有方案一的優(yōu)點(diǎn)，并且可以分別調(diào)節(jié)左邊和右邊的螺旋的轉(zhuǎn)速，在左邊和右邊對(duì)攤鋪的厚度、攤鋪的速度以及攤鋪的寬度要求不同時(shí)，可以進(jìn)行攤鋪工作。但是第二種方案容易在中間產(chǎn)生較大的離析帶。第三種方案與第一種方案相比來(lái)說(shuō)，螺旋的參數(shù)發(fā)生了改變，這樣可以減少混凝土的離析現(xiàn)象，并且可以提高瀝青混凝土的均勻性。第四種方案與前面三種的方案進(jìn)行比較，具有前面三種設(shè)計(jì)方案的所有的優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)于中間離析的問(wèn)題來(lái)說(shuō)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)解決。第五種方案中間驅(qū)動(dòng)的方式改為左邊和右邊分別驅(qū)動(dòng)的方式。減少了驅(qū)動(dòng)箱的尺寸，因?yàn)檫@里將驅(qū)動(dòng)箱一分為二了，這樣對(duì)底部的混凝土流動(dòng)有幫助。還減小了料槽中間的軸端支撐座的尺寸，因?yàn)檫@里采用了中間支撐的方式，并且中間離析帶的問(wèn)題也得到了相應(yīng)的解決，通過(guò)分析選擇第五種方案。第六種方案有第五種方案的優(yōu)點(diǎn)，但第六種方案制造起來(lái)比較難，并且比較難以實(shí)現(xiàn)互換，在工作的工程中均勻性不好，而且制造成本比較高。根據(jù)上面的分析，考慮到各個(gè)方面，比如分料系統(tǒng)的功能方面的要求，分料系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，以及對(duì)瀝青混凝土攤鋪機(jī)的市場(chǎng)方面的定位。在這里我選擇第五種方案。第五種方案可以實(shí)現(xiàn)左邊和右邊的螺旋速度分開(kāi)來(lái)控制，并且可以對(duì)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速?？梢钥刂茢備伮菪M(jìn)行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，可以相同的方向也可以不同的方向旋轉(zhuǎn)。所以在攤鋪的工程中，可以將瀝青混凝土從中央攤鋪到兩邊，也可以將左右兩邊的瀝青混凝土集中到中央，以及可以實(shí)現(xiàn)將一邊的瀝青混凝土移到另一邊去，簡(jiǎn)圖如圖4-1所示。圖4-1螺旋分料裝置驅(qū)動(dòng)形式簡(jiǎn)圖1-左右驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)；2-左右鏈條傳動(dòng)鏈輪；3-左右螺旋；4-中間軸承支座4.2螺旋葉片的基本構(gòu)造螺旋是螺旋分料裝置的組成部分，通常由軸和螺旋葉片兩部分組成。葉片的形式能由混合料的性質(zhì)分為三種：（1）帶式螺旋面型葉片這種形狀的葉片一般用來(lái)輸送半流動(dòng)性的物料，例如糖漿、瀝青、焦油。它的螺距和葉片直徑是相等的，形狀見(jiàn)下圖4-2。圖4-2帶式葉片（2）實(shí)體螺旋面型這種葉片形狀是最一般的，它的螺距是葉片直徑的0.8倍，通常用來(lái)輸送粉狀和料狀混合料，形狀如圖4-3。圖4-3實(shí)體葉片（3）成型葉片螺旋面型這樣的葉片使用很少，它在送料的工作中能實(shí)現(xiàn)攪拌、混合等工作，唱用在輸送粘度大和能壓縮的混凝土。它的螺距約是葉片直徑的1.2倍，形狀見(jiàn)圖4-4。圖4-4成型葉片4.3螺旋分料裝置的工作原理螺旋分料裝置是瀝青混凝土攤鋪機(jī)的重要部分，它的用處并不是簡(jiǎn)單的將混凝土均勻地的攤鋪開(kāi)，還要能維持一定的生產(chǎn)率。還能保障把混凝土鋪開(kāi)到熨平板前，混凝土均勻同時(shí)沒(méi)有離析情況。為了實(shí)現(xiàn)將料分開(kāi)的目的，在攤鋪機(jī)的輸分料裝置力還放有帶螺旋葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸在布料槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)放在布料槽內(nèi)的瀝青混凝土在自身重力、料槽給它們的摩擦力和葉片的摩擦力作用下，沿著布料槽向左右兩邊運(yùn)動(dòng)。同時(shí)還一直向螺旋下面落料，不斷的向熨平板前塞料，這樣就可以實(shí)現(xiàn)布料了[9]。4.4螺旋分料裝置螺旋分料裝置也叫螺旋分料器，它的用處是把刮板輸送裝置輸送過(guò)來(lái)的混凝土均勻地?cái)備侀_(kāi)。螺旋分料器由兩根螺桿組成，這兩根螺桿具有大的螺距和大直徑的葉片。為了使混凝土可以同時(shí)從中間向左右兩邊攤鋪，左右螺桿的旋向是相反的。同時(shí)左右兩邊還放有超聲波料位傳感器能控制料位的高度。螺旋葉片常用耐磨材料制作，或?qū)嵭斜砻娴挠不幚?。還有兩根螺旋軸，它們被安裝在料槽擋板上，內(nèi)端則裝在后鏈輪上，并且靠左右的兩個(gè)傳動(dòng)鏈來(lái)驅(qū)動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)是螺旋分料器的驅(qū)動(dòng)方式，左右螺旋分料裝置分別由兩個(gè)液壓馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)，液壓馬達(dá)有液壓泵來(lái)帶動(dòng)。這樣能讓左右螺旋分料裝置分別運(yùn)轉(zhuǎn)或是同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)在速度控制方面能完成無(wú)級(jí)變速。可以滿足多種施工的要求。要想將混凝土同時(shí)分到兩側(cè)后從兩側(cè)同時(shí)集中到中央，螺旋分料器必須同一方向旋轉(zhuǎn)。這樣就能符合一般攤鋪或有特別要求的攤鋪情況。螺旋分料器裝在機(jī)架后壁下方，可以根據(jù)攤鋪厚度的不同，在垂直方向上做調(diào)整，這樣可以提供均勻的料流[14]。螺旋分料裝置通常由液壓馬達(dá)、液壓泵、分料螺桿、高壓油管等組成。螺桿軸中心到地面的距離一般是可以在一定范圍內(nèi)做無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)的，一般根據(jù)攤鋪厚度的不同可以在120cm內(nèi)做上下調(diào)節(jié)。分料螺桿通常由基本段和加長(zhǎng)段組成，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有螺桿軸和螺紋兩部分。螺旋分料裝置的液壓部分常含有兩個(gè)回路，一個(gè)是液壓泵另一個(gè)是液壓馬達(dá)。為了滿足螺旋分料速度可以調(diào)節(jié)的要求，螺旋分料速度是可以控制的，一般是由泵通過(guò)電磁閥控制斜盤的角度來(lái)改變高壓油的流量從而控制速度的[17]。螺旋分料裝置是攤鋪機(jī)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，它承擔(dān)著橫向物料的攤鋪，它的一些設(shè)計(jì)和應(yīng)用會(huì)影響到攤鋪機(jī)的生產(chǎn)率還關(guān)系到路面的質(zhì)量好壞，因此一定注重螺旋分料裝置的合理性以及應(yīng)用技術(shù)方面。LTU950型瀝青混凝土攤鋪機(jī)的主要的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表4-1表4-1技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目Item單位Unit參數(shù)Parameter基本攤鋪寬度BasicWorkingWidthm3最大攤鋪寬度MaxworkingWidthm9.5最大攤鋪厚度MaxPavingThicknessmm350攤鋪速度PavingSpeedm/min3料斗容量HopperCapacityt14額定生產(chǎn)率TheoreticalProductivityt/h600分料轉(zhuǎn)速FeedSpeedr/min90振搗頻率TamperFrequencyr/min0-1500主振搗振幅TamperAmplitudemm5主振搗振幅TamperAmplitudemm0,3,6,9,12拱度調(diào)節(jié)CrownAdjust%0-3柴油機(jī)型號(hào)EngineTypeD6114ZG1B額定轉(zhuǎn)速GeneratorPowerrpm2300整機(jī)重量Weightt16.8-21外形尺寸Overalldimensionsmm6890mm×2790mm×3580mm4.5螺旋分料器生產(chǎn)率的計(jì)算螺旋分料裝置的生產(chǎn)率應(yīng)不小于于攤鋪機(jī)整機(jī)的生產(chǎn)率，它計(jì)算公式為式（4.1）式（4.1）式中：D——螺旋的直徑m，一般取0.3-0.6這里取D=0.42L——螺旋的螺距m,取L=0.36——螺旋的轉(zhuǎn)速r/min取n=90——攤鋪系數(shù)，一般取0.6-0.75取=306.21t/h整機(jī)的生產(chǎn)率為300t/h，這時(shí)螺旋分料裝置的生產(chǎn)率不小于整機(jī)的生產(chǎn)率滿足設(shè)計(jì)要求。4.6螺旋驅(qū)動(dòng)功率的確定螺旋驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算公式（4.2）：式（4.2）式中：α——混凝土消耗的系數(shù)α=0.6——螺旋分料器的生產(chǎn)率——最大攤鋪寬度——混合料移動(dòng)的阻力系數(shù)=5K——混合料在分料器下可能集料的安全系數(shù)k=1.5g——重力加速度g=9.81m/s^2——螺旋分料器轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械效率=0.96則因?yàn)閮筛菪欠謩e驅(qū)動(dòng)的，則每根螺旋的驅(qū)動(dòng)功率為4.7螺旋分料器的受力分析與計(jì)算在螺旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋面對(duì)物料施加幾個(gè)力，例如有向前的推力、圓周力還有合力F，如圖4-5所示。圓周力能讓物料沿著圓周偏轉(zhuǎn)α角分布，如圖4-6所示，圓周力越大傾斜角也越大。當(dāng)角度增大到一定時(shí)，這就讓物料沿著圓周力運(yùn)動(dòng)。圖4-5螺旋面對(duì)混凝土粒料的力的分開(kāi)圖圖4-6螺旋的剖視圖在螺旋分料器攤鋪的過(guò)程中，螺旋分料器還會(huì)受到橫向力F、軸向力和扭矩M的作用，如圖4-7所示。圖4-7螺旋分料裝置受力簡(jiǎn)圖4.7.1螺旋分料器橫向力的確定橫向力的計(jì)算公式為（4.3）式（4.3）代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得4.7.2螺旋分料器的軸向力的確定軸向力的計(jì)算公式為式（4.4）式（4.4）式中：P——每根螺旋的驅(qū)動(dòng)功率，P=18.58kw——半徑為r的地方螺旋線的升角，度——瀝青混合料與螺旋分料器的表面換算角，=30-50，這里取32又有式（4.5）式（4.5）式中：t——螺旋分料器的螺距，t=0.36mr——作用力作用的半徑，,取r=0.35D=0.126m所以這時(shí)將代入中，計(jì)算得N4.7.3螺旋分料器軸徑的計(jì)算螺旋葉片的升角是經(jīng)螺旋軸徑的大小和螺距所確立的，物料的滑移方向和速度分布同樣由兩者確立。螺距和螺旋軸徑的大小有關(guān)系。要想確立正確而又合理的軸徑和螺距的關(guān)系，可以從兩個(gè)方面考慮，一個(gè)是分析螺旋面與物料的摩擦關(guān)系，二是分析速度各分量的適當(dāng)分布。軸徑的計(jì)算公式一般為式（4.6）：式（4.6）這里取4.7.4螺旋分料器扭矩的確定螺旋分料器扭矩的計(jì)算公式為式（4.7）式（4.7）式中：M——螺旋分料器的扭矩，——每根螺旋分料裝置的驅(qū)動(dòng)功率，N——螺旋分料器的轉(zhuǎn)速，n=90r/min則4.8選擇和校核軸承4.8.1軸承的選擇由于螺旋分料器受到軸向力、橫向力F(N)以及扭矩M(KN?m)的作用，由于這個(gè)原因，這里和螺旋分料器連接的軸承也會(huì)有橫向載荷和徑向載荷的作用，還有就是軸向載荷和徑向載荷比較大。這里根據(jù)螺旋軸的直徑選擇的軸承是圓錐滾子軸承，型號(hào)是32926[12]。4.8.2軸承的校核計(jì)算比值為式（4.8）式（4.8）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知：圓錐滾子軸承32926的當(dāng)量載荷是，它的額定靜負(fù)荷為,因?yàn)樗裕菏剑?.9）校核軸承的靜強(qiáng)度可以根據(jù)下式來(lái)計(jì)算見(jiàn)式（4.10）：式（4.10）這里：——額定的靜負(fù)荷，——靜載荷的安全系數(shù)，根據(jù)靜載荷的安全系數(shù)表可以知道，在正常的使用條件下，取0.8到1之間，這里取0.85——當(dāng)量靜載荷，所以因?yàn)?，所以本文選用的圓錐滾子軸承32926滿足設(shè)計(jì)的需要。4.9螺旋分料器強(qiáng)度的校核4.9.1選擇材料螺旋分料器材料的選取和它所處的工作環(huán)境以及工作狀況有關(guān)。螺旋分料裝置的主要破壞形式就是磨損。這和螺旋分料器的工作過(guò)程有直接的關(guān)聯(lián)。螺旋分料裝置的工作原理是在輸分料裝置里面，帶有螺旋葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在布料槽中轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣使得瀝青混合料受到多個(gè)力的作用，有自身的重力作用，葉片的摩擦力作用還有料槽給它的摩擦力。這些力讓混凝土不和螺旋一起旋轉(zhuǎn)，僅向著布料槽的兩端運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還會(huì)一直向螺旋下部落料。還有不斷的塞料給熨平板的前端，這樣就是料分開(kāi)了。通過(guò)工作原理可以看出，螺旋分料器應(yīng)該旋轉(zhuǎn)耐磨性好的材料，這里選擇的是38CrMoAl,并且要做調(diào)制處理。4.9.2螺旋分料器強(qiáng)度的校核和計(jì)算在校核螺旋分料器的強(qiáng)度時(shí)，橫向力可以看成是沿著螺旋分料器長(zhǎng)度方向的均布載荷。螺旋分料器在橫向力、軸向力和扭矩的作用下產(chǎn)生彎曲應(yīng)力、壓應(yīng)力和剪應(yīng)力[11]。（1）彎矩的確定通過(guò)材料力學(xué)的知識(shí)我們可以知道彎矩的最大值應(yīng)該是在螺旋分料器的中間部位，因?yàn)闄M向力被看作是沿螺旋分料器長(zhǎng)度方向的均布載荷。由材料力學(xué)的知識(shí)，能得到彎矩的計(jì)算公式為式（4.11）：式（4.11）式中：F——螺旋分料器的橫向力，F(xiàn)=15635N——螺旋分料器每根的長(zhǎng)度，所以（2）螺旋分料裝置彎曲應(yīng)力的確定根據(jù)材料力學(xué)的知識(shí)，可以知道彎曲應(yīng)力的公式為式（4.12）：式（4.12）式中：——螺旋分料器的彎矩，=8990.67N?mW——螺旋軸的抗彎截面模量式（4.13）所以彎曲應(yīng)力為（3）螺旋分料裝置壓應(yīng)力的計(jì)算由材料力學(xué)的知識(shí)，可知壓應(yīng)力的計(jì)算公式為式（4.14）式（4.14）式中：——軸向力S——螺旋軸的截面積，所以壓應(yīng)力為：(4)螺旋分料裝置剪應(yīng)力的計(jì)算根據(jù)材料力學(xué)的知識(shí)，可知剪應(yīng)力的計(jì)算公式為式（4.15）：式（4.15）式中：M——扭矩，M=8.99KN·m——螺旋軸的抗扭截面模量，則剪應(yīng)力為式（4.16）式（4.16）（5）螺旋分料器的總應(yīng)力（6）總應(yīng)力的校核所選材料為38CrMoAl,并且作調(diào)制處理，通過(guò)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知因?yàn)?，，所以是安全的?.10確定螺旋分料器的鏈傳動(dòng)4.10.1已有的數(shù)據(jù)這里已經(jīng)知道的數(shù)據(jù)是螺旋軸的轉(zhuǎn)速是90r/min，軸直徑的大小是0.07m,因此大鏈輪的轉(zhuǎn)速可以知道是90r/min。4.10.2確定鏈條的主要參數(shù)（1）傳動(dòng)比和鏈輪齒數(shù)的確定傳動(dòng)比的選用應(yīng)合理，這里選用的傳動(dòng)比為i=1。還有小齒輪的齒數(shù)的選用，由于它將影響到傳動(dòng)的平穩(wěn)性和壽命。這里我們根據(jù)傳動(dòng)比的大小，選擇小齒輪的齒數(shù)為15，根據(jù)傳動(dòng)比為1，我們可以知道大齒輪的齒數(shù)為15.那么小齒輪的轉(zhuǎn)速就為90r/min。鏈條型號(hào)的選用，鏈條節(jié)距的確立根據(jù)鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算可知，鏈傳動(dòng)承載能力的條件應(yīng)該是計(jì)算功率應(yīng)該等于或者小于許用工率[2]，也就是式（4.17）：式（4.17）那么單排傳遞所需的功率是式（4.18）：式（4.18）這里：——鏈輪在實(shí)驗(yàn)的條件下傳遞的額定功率，Kw——工作情況系數(shù)，這里取1.2——小齒輪的齒數(shù)系數(shù)，取0.89——傳動(dòng)比系數(shù)，這里取1.15——鏈的多排系數(shù)，這里取1——中心距系數(shù)，這里取0.8——鏈條的功率，，是螺旋分料器單根的驅(qū)動(dòng)功率，是鏈傳動(dòng)的效率。所以：這里取由功率和轉(zhuǎn)速，能查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：節(jié)距p=44.45,鏈條的型號(hào)是28B。鏈速的校核為式（4.19）：式（4.19）因?yàn)殒溗俪２淮笥?2-15m/s,因此，鏈速滿足需求。計(jì)算分度圓的直徑為式（4.20）：式（4.20）初步確定中心距為式（4.21）在的時(shí)候，式（4.21）鏈節(jié)數(shù)的確定初步的計(jì)算鏈節(jié)數(shù)可以根據(jù)下式（4.22）：式（4.22）把已知的數(shù)據(jù)帶入上式得：經(jīng)過(guò)圓整后可以取28節(jié)。實(shí)際中心距的計(jì)算為式（4.23）：式（4.23）鏈作用在軸上的力的確定：鏈傳動(dòng)的計(jì)算功率公式如式（4.24）：式（4.24）計(jì)算鏈條的工作拉力軸上受到的力可以近似的取為式（4.25）：式（4.25）將F帶入上式得：4.10.3選擇鏈輪這次選的鏈條型號(hào)是28B，它的相關(guān)數(shù)據(jù)和尺寸如下：節(jié)距P=44.45mm,排距=59.56mm,內(nèi)鏈板高度=37.08mm,滾子直徑，內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬，。計(jì)算齒頂圓的直徑式（4.26）式（4.27）計(jì)算分度圓弧的齒高式（4.28）式（4.29）確定齒根圓的直徑式（4.30）確定最大軸凸緣直徑這里取170mm。齒輪齒形的確定確定滾子鏈輪的最大和最小的齒槽形狀：a.計(jì)算齒側(cè)圓弧的半徑計(jì)算最大齒槽形狀為式（4.31）：式（4.31）計(jì)算最小齒槽形狀為式（4.32）：式（4.32）B.滾子定位圓弧半徑的計(jì)算：計(jì)算最大齒槽形狀為式（4.33）：式（4.33）確立最小齒槽形狀為式（4.34）：式（4.34）C.計(jì)算滾子的定位角計(jì)算最大齒槽形狀式（4.35）：式（4.35）確立最小齒槽形狀為式（4.36）：式（4.36）滾子鏈鏈輪的軸向齒廓尺寸的計(jì)算：a計(jì)算單排的齒寬,因?yàn)閜=44.45>12.7,所以：式（4.37）b計(jì)算齒側(cè)倒角為式（4.38）式（4.38）c計(jì)算齒側(cè)半徑，這里取45mmd計(jì)算齒側(cè)深度為式（4.39）式（4.39）e確立齒側(cè)凸緣的圓角半徑為式（4.40）式（4.40）f計(jì)算齒全寬其中n是排數(shù)。4.11葉片軸套和螺旋軸連接螺栓的選取和校核4.11.1螺栓的選擇由粗牙普通螺紋的標(biāo)準(zhǔn)（GB/T196-2003）,本文選用螺紋和螺栓的材料為Q235、選用性能等級(jí)為4.8公稱直徑d=16mm的螺栓M16。4.11.2分析葉片軸套和螺旋軸連接螺栓的受力根據(jù)前面的計(jì)算可以知道，作用在螺旋分料裝置上的載荷有橫向力F、軸向力以及扭矩M，因此螺旋軸套與螺旋連接螺栓所受的力是工作拉力、剪切力等。分別確立各個(gè)螺栓的最大軸向載荷和最大的橫向載荷以及總拉力：彎矩帶來(lái)的工作拉力為式（4.41）：式（4.41）螺旋軸軸向力帶來(lái)的最大的剪力為式（4.42）：式（4.42）所以螺栓受到的橫向工作載荷是：計(jì)算螺旋扭矩帶來(lái)的最大工作拉力的公式見(jiàn)式（4.43）：式（4.43）螺旋橫向力帶來(lái)的最大的工作拉力是式（4.44）：式（4.44）所以螺栓受到的橫向的工作載荷是：由于受到橫向載荷的作用，軸套與螺旋軸的結(jié)合面之間可能會(huì)有滑移，根據(jù)不滑移的條件為式（4.45）：式（4.45）由以上的公式能得到預(yù)緊力為式（4.46）：式（4.46）由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可以知道：結(jié)合面之間的摩擦系數(shù)f=0.30,本文用，因此，并且取防滑系數(shù)，那么每個(gè)螺栓所需的預(yù)緊為式（4.47）：式（4.47）這里：——螺旋分料器受到的彎矩，——螺旋分料器受到的軸向力，M——螺旋分料器受到的扭矩，M=1.97KN?mR——螺栓距離中心的尺寸，r=0.055m——螺栓的預(yù)緊力，N因此，各個(gè)螺栓受到的總拉力是式（4.48）：式（4.48）4.11.3螺栓的校核這里螺栓的材料用的是Q235、螺栓的性能等級(jí)是4.8，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)能得到該材料的屈服極限是，它的安全系數(shù)是S=1.5，因此求螺栓的許用應(yīng)力為式（4.49）：式（4.49）螺栓的直徑計(jì)算為式（4.50）：式（4.50）因此螺栓的直徑是由粗牙的普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)（GB/T196-2003）能得知，本文用的的螺栓直徑是16mm,因?yàn)?6>14.37，所以這里的強(qiáng)度符合需求。4.12螺旋分料器的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)螺旋分料器的螺桿的旋轉(zhuǎn)是通過(guò)液壓馬達(dá)帶動(dòng)，有兩個(gè)液壓回路并且可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)控制。由于施工的需要，有時(shí)要求螺桿可以實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，并且可以調(diào)整轉(zhuǎn)速。螺旋分料器的液壓系統(tǒng)常含有螺旋分料器液壓泵、螺旋粉料器液壓馬達(dá)、油箱以及空氣濾清器等幾部分。它的動(dòng)力傳遞的程序見(jiàn)圖4-8所示。圖4-8螺旋分料裝置動(dòng)力傳遞程序簡(jiǎn)圖螺旋分料器的液