RP600J机械式沥青混凝土摊铺机螺旋分料器设计

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精益求精，善益求善。RP600J机械式沥青混凝土摊铺机螺旋分料器设计第1章绪论第1章绪论PAGEPAGEV第1章绪论PAGE前言近年来，由于国民经济飞速发展，我国高等级公路的也迅猛发展，根据国家“十一五”发展规划，“十一五”期间在公路建设上投资1000亿元，将加快以“五纵七横”为重点的公路国道主干网建设全面贯通“三纵两横”，起步建设西北公路的八条新通道。2005年公路通车里程达到160万公里左右，其中高速公路2.5万公里，到2015年国道主干线和公路主枢纽系统全部建成。沥青混凝土路面由于具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点，在高速公路和高等级公路上得到越来越广泛的应用。然而，最近几年高速公路路面早期破坏现象很严重，给我国带来极大的经济损失。经过大量研究，发现沥青路面早期破坏除了超限超载外，还与沥青混合料的离析有很大关系。造成离析的原因有很多，而其中骨料离析与摊铺机的关系最大。摊铺机的使用产生离析的原因有：（1）摊铺宽度大，螺旋分料器运送过程过长，混合料温度下降严重，两边和中间的温度不一致造成温度离析；（2）摊铺机螺旋分料器转速太高，造成其起停的加减速度也大，从而产生不平稳输送，加之各螺旋轴之间的同轴度误差而产生的振动，造成粗骨料集于铺层表面而形成离析，且摊铺宽度越宽，离析越严重；（3）摊铺机操作手操作不当如摊铺速度不均匀，受料斗两侧粗骨料堆积过多，受料斗侧壁翻转频繁也会造成混合料的离析；（4）摊铺机自身设计缺陷如发动机功率小，不能连续均匀输送物料，料槽尺寸、螺旋支撑设计不合理造成输料阻滞而产生离析。以上原因可知产生离析主要在于螺旋分料器，要解决这一难题就要在螺旋分料器的设计上下功夫。鉴于此，提高路面摊铺的质量解决路面早期破坏将刻不容缓，其中摊铺机“螺旋分料器”设计优良好坏将直接影响路面铺筑状况。基于以上分析，为避免沥青混合料产生离析，在摊铺中应采取如下措施：（1）采用螺旋叶片全埋输料方法，大小粒料能被均匀输送，使摊铺层宽度方向上粒料均匀，以免横向离析；（2）螺旋前面导料板的离地间隙应可调整，能减少粒料向基层表面脱落，使摊铺层厚度方向上均匀，以免竖向离析；（3）螺旋高度应多级调整，可对摊铺层表面粒料起到再次搅拌作使摊扑层厚度方向上粒料均匀，，以免竖向离析；（4）合理设计方向叶片、料槽宽度、螺旋支撑，改善输料阻滞现象以避免纵向带状离析；（5）合理设计刮板宽度和料斗形状，减少料斗收合时的集料量，减少大粒料滚落成堆，以免窝状离析；（6）尽量采用具有大直径、低转速螺旋布料器（低速大扭矩马达）的摊铺机。本文从摊铺机的工作原理出发，根据总体技术指标，通过对螺旋分料器的传动方案、结构、功能作用等方面的分析论证，完成沥青混凝土摊铺机螺旋分料器的系统设计，使螺旋分料器在作业中平稳、可靠，降低离析程度，实现自动控制。具体重点如下：（1）螺旋分料器的驱动型式布置；（2）螺旋分料器各参数的确定；（3）螺旋分料器的结构。目录前言 I摘要 IABSTRACT II第1章绪论 11.1概述 11.1.1用途及工作对象 11.1.2沥青混凝土摊铺机的发展历史 11.1.3国外研究现状和发展趋势 41.1.4国内研究现状和发展趋势 51.2沥青混凝土摊铺机的分类 61.2.1按行走方式分 61.2.2按行走机构分 61.2.3按行走的动力传递方式分 61.2.4按熨平装置延伸方式分 71.2.5按熨平板的加热方式分 71.2.6按摊铺宽度分 71.2.7按摊铺厚度分 71.2.8按摊铺预压密实度分 81.3沥青混凝土摊铺机目前存在的问题 81.4研究内容 81.4.1研究重点 81.4.2研究意义 9第2章摊铺机基本结构与工作原理 102.1摊铺机基本结构 102.1.1动力装置 112.1.2传动系统 112.1.3行走机构 122.1.4机架 122.1.5料斗 122.1.6刮板输料器 132.1.7螺旋分料器 132.1.8熨平—振捣装置 152.1.9自动找平装置 162.2工作原理 17第3章摊铺机总体设计 193.1摊铺机的作业程序 193.2总体设计 203.2.1设计原理 203.2.2设计要点 20第4章螺旋分料器系统设计 244.1螺旋分料器设计系统方案论证 244.1.1设计要求 244.1.2方案选型 244.2RP600J型摊铺机的主要技术参数 254.3螺旋分料器 264.3.1螺旋分料器工作原理 264.3.2螺旋叶片的基本构造 274.4螺旋分料系统设计计算 284.4.1螺旋分料器的生产率(t/h)的确定 284.4.2螺旋分料器螺旋直径 D（m）的计算 284.4.3螺旋分料器的轴径d（m）的计算 294.4.4螺旋分料器的螺距t（m）的计算 304.4.5螺旋转速n（r/min）的计算 304.4.6螺旋驱动功率P(kw)的计算 314.4.7螺旋功率PL(kw)的计算 324.5螺旋分料器受力分析 324.5.1螺旋分料器扭矩M(kN·m)的计算 344.5.2螺旋分料器上的轴向力FZ（N）的计算 344.5.3螺旋分料器上的横向力F（N）的计算 344.6螺旋分料器的强度和刚度校核 354.6.1选材 354.6.2强度校核计算 354.6.3刚度校核计算 374.6.4扰度的校核 374.7叶片轴套与螺旋轴连接螺栓的选择和校核 384.7.1选择螺栓 384.7.2叶片轴套与螺旋轴连接螺栓布置及受力分析 384.7.3校核螺栓 404.8轴承的选择及校核 414.8.1选择轴承 414.8.2校核轴承 414.9螺旋吊臂的设计及校核 424.9.1螺旋吊臂的设计 424.9.2螺旋吊臂的校核 434.10螺旋分料器的链传动 434.10.1已知数据 434.10.2链条主要参数的确定 434.10.3链轮的选择 454.11液压部分设计 474.11.1液压回路选型 474.11.2液压元件的选择 484.11.3拟定液压回路工作原理图 49第5章结论与展望 515.1结论 515.2展望 52致谢 53参考文献 54PAGEIIPAGE57摘要RP600J机械式沥青混凝土摊铺机采用机械驱动行走，具有操作简便，作业效率高，施工质量好，价格低廉等优点。本设计从摊铺机的工作原理出发，根据总体技术指标，通过对螺旋分料器的传动方案、结构、功能作用等方面的分析论证，完成沥青混凝土摊铺机螺旋分料器的系统设计，使螺旋分料器在作业中平稳、可靠，降低离析程度，实现自动控制。在对螺旋分料器设计中对几种方案从其功能设计要求、经济性以及摊铺机市场定位考虑进行了比较论证，继承优点，消除缺陷，确定了螺旋分料器的结构参数，驱动布置方式，支撑布置方式，并绘出其总装配图与主要零部件图；其次本文还采用了液压系统控制螺旋分料器转速及旋向，可实现通过无级变速分别控制左右摊铺螺旋进行正、反向，同向和相向，因此可以实现从中间向两边分料，也可以从两边向中间集料，以及从一边向另一边移料，以适应不同工况的要求。关键词：RP600J沥青混凝土摊铺机，螺旋分料器，结构设计ABSTRACTRP600Jmechanicalpaverasphaltmixturemechanicaldrivewalkissimple,efficientoperationandconstructionofgoodqualityandlowcostadvantages.Thisdesignembarksfromthepaverprincipleofwork,accordingtotheoveralltechnicalspecification,throughtoscrewminuteaspectandsoonglasswaretransmissionplan,structure,functionanalysisproofs,completesanasphaltconcretepaverscrewminuteglasswarethesystemdesign,causesascrewminuteglasswaretobesteadyinthework,tobereliable,reducesthesegregationdegree,therealizationautomaticcontrol.Individedintheglasswaredesigntothescrewtoseveralkindofplansfromitsfunctionaldesignrequest,efficientaswellasthepavermarketlocalizationconsiderationhascarriedonthecomparisonproof,theinheritancemerit,eliminatedtheflaw,hasdeterminedthescrewminuteglasswaredesignparameter.Theactuationarrangementway,thesupportarrangementway,anddrawsitsassemblydrawingandthemainsparepartchart;Nextthisarticlealsousedthehydraulicsystemcontrolscrewtobedividedtheglasswarerotationalspeedandthegyrotropicabout,mightrealizethroughthelimitlessspeedchangecontrolsseparatelyspreadspavingthescrewtocarryon,reverse,concurrentandtheoppositedirection,thereforemightrealizefromamongtotwosideminutematerials,alsomightfromtwotothemiddleaggregate,aswellastoontheotherhandmovesinadditionfromontheonehandthematerial,adaptedthedifferentoperatingmoderequest.Keywords:RP600JAsphaltconcretePaver,Screwspreader,Structuredesign第1章绪论1.1概述1.1.1用途及工作对象沥青混凝土摊铺机是用来铺筑沥青混凝土路面的专用机械，是修筑一般公路和高速公路不可缺少的关键设备。它的功能是将拌制好的沥青混凝土按照一定的技术要求（横截面形状和厚度）迅速而均匀地摊铺在已整好的路基上，并给以初步捣实和整平，供压路机进一步碾压成型。这既大大增加摊铺路面的速度和质量，又可节省成本[1]。摊铺机能还够准确保证摊铺层厚度、宽度、路面拱度、平整度、密实度。另外沥青混凝土摊铺机还适用于各种材料的基层和面层，因而广泛用于公路、城市道路、大型货场、停车场、码头和机场等工程中的沥青混凝土摊铺作业[2]。1.1.2沥青混凝土摊铺机的发展历史（1）国外沥青混凝土摊铺机的发展国外沥青混凝土摊铺机起步于上世纪30年代，已是种类繁多，功能齐全。早在上世纪30年代，美国BLAW-LNOX，BABER-GREENE公司就已生产出了早期的专用摊铺机，用于当时道路的铺筑，到目前已有70多年的发展历史。随着世界整体工业技术水平和相关技术设备的不断发展和提高，摊铺机也发展成为具有多种功能结构形式的系列装备，在修筑公路中起着至关重要的作用。美国，欧洲和日本等工业发达国家和地区，均有多家摊铺机专业制造厂商与相应的开发研制机构，随着市场需要和科技进步而不断地开发一代又一代的新产品。例如，从1931年就生产制造的美国BLAW-KNOX公司，目前已开发研制出了摊铺宽度为2.5m—12.5m的全系列轮胎式或履带式摊铺机，共有20多个荣获了22项专利技术，生产能力达到20000台套，覆盖了55%以上的美国市场何70%以上的英国市场，是目前最大和品种齐全的摊铺机生产厂商。此外，德国的ABG、VO、GELE、DEMAG、DYNAPAC等厂家生产制造的系列摊铺机产品均系市场上的优良产品，其中从80年代开始开发研究的高密度摊铺机具有多种机型，预压密度要比标准摊铺机提高5%--7%，有效地提高了摊铺机的质量和生产效率，减少了对摊铺层材料的施压遍数，尤其是对于摊铺需要快速成型的碾压混凝土材料以及各种基层，低层稳定材料效果良好，受到了施工单位的欢迎和好评[3]。eq\o\ac(○,1)自动找平系统找平基准：在原有挂线、托靴找平基准的基础上，20世纪70年代中期出现了找平效果更好的梁找平基准，目前它们完全可以满足各种铺路情况。找平传感器：20世纪90年代的自动找平装置中，非接触式超声波传感器得到了应用，增强了抗干扰能力，找平效果更趋良好，如CEDARAPIDS公司较早地采用了超声波传感器。激光传感器出现在20世纪70年代，由于其本身的复杂性以及受外界影响较大，没有得到发展。20世纪90年代，美国一些公司正致力于激光传感器的研究，有望成为将来使用的重点。控制器：20世纪70年代，脉冲调制式的比例脉冲控制方式取代了前期的开关控制方式，在控制精度上得到了很大的改善，但较机-液、电-液伺服控制方式来看，仍存在不足。20世纪90年代，随着计算机控制技术和液压技术的发展，出现了数字控制器自动找平装置，它是计算机与高速响应阀相结合的产物，如BLAW-KNOX公司生产的“BLAW-KNOX”自动调平系统，此系统采用微处理器来自动控制纵坡和横坡，同时提供了一个自身故障诊断系统。eq\o\ac(○,2)供料系统刮板输送器和螺旋分料器于20世纪70年代实现自动控制的初期，由于传感技术的制约，所采用的传感器是料拍转交式料位传感器，它直接与高温粘性的沥青混合料接触，其寿命和精度较差。近来，多数公司采用了超声波传感器解决了上类传感器的性能不足问题，使供料量更急稳定。其中BLAW-KNOX公司是采用这类波传感器进行供料控制的先驱。螺旋分料器通过液压系统操纵实现了自动升降，调节方便、可靠。eq\o\ac(○,3)行走驱动系统轮胎式摊铺机和履带式摊铺机由于各自独立的特点，目前都有应用，但大型摊铺机多为履带式结构。德国与美国相比，液压技术发展较慢，摊铺机中引用液压驱动方式较晚。20世纪80年代ABG公司生产的TITAN411型摊铺机其行走驱动装置采用的是液压机械联动方式，它实现转向需借助于左右侧的离合器和制动器，转向轨迹呈锯齿形，弯道摊铺质量较差。20世纪90年代该公司推出了TITAN422、423型全液压独立行走驱动系统，借助于速度传感器、转向传感器和单片机控制器等环节组成的闭式系统实现了较圆滑的转向性能，同时也确保了直道摊铺时的直线行驶。eq\o\ac(○,4)熨平装置熨平板：目前采用液压伸缩式熨平装置的摊铺机型较多，而且其发展趋势是伸缩范围增大并可以方便地实现无极变化摊铺宽度。BLAW-KNOX公司近年来研制出一种装置确保了螺旋分料器随熨平板一起伸缩。振捣-熨平装置：目前国外摊铺机其振捣-熨平装置可分为两类：高密实度型和标准型，前者多被德国厂家所采用；而美国生产的摊铺机多采用标准型振捣-熨平装置。（2）国内沥青混凝土摊铺机的发展我国在上世纪五六十年代，修筑沥青路面采用的大部分是二级以下的公路标准。由于当时各方面条件的限制，沥青面层多采用层铺法施工，即先用沥青撒布机在已修筑好的路基上喷洒沥青，再用人工或机械均匀地撒布石料，最后用压路机压实。当时也曾从日本等国进口过少量的摊铺机，但也仅用于少数城市的个别路段施工。七十年代初期，交通部公路科学研究所与交通部西安筑路机械厂共同开发研制了我国第一台摊铺宽度为4.5m的LT6型轮胎式沥青混凝土摊铺机。迄今为止该机已成为我国累计生产量和年生产量最多的摊铺机品种。累计共生产了1000多台套，年生产量已达到可120—150台套。近年来，西安筑路机械厂在引进制造技术和生产了LT6型摊铺机的基础，又先后开发出了LT5，LTY4500以及LTV4型摊铺机。从1978年我国实行改革开放以后，随着高等级公路建设迅速发展，开始逐步进口使用于高等级公路路面摊铺机作业的高级摊铺机，据粗略估计到1995年底已累计进口4000多台套这类摊铺机，在进口的高级摊铺机中，大多数是德国的ABG和VOGELE，DYNAPAC(制造厂在德国)，美国BLAW-KNOX，BARBER-GREENE，意大利MARINI以及日本NIIGATA等公司的产品。目前，进口的摊铺机多为摊铺宽度为9m以上的高密实度摊铺机产品。通过多种形式的技术交流和多种进口摊铺机的使用经验的积累，使国内逐步了解了高等级摊铺机的先进技术和结构形式。为了尽快的掌握和赶上世界先进技术水平，交通部西安筑路机械厂与交通部公路科学研究所合作于1987年引进了德国DYNAPAC-HOSE公司的摊铺机制造技术。经过消化、吸收的国产化工作，分别研制出了摊铺宽度为8m的LT89(轮式)和GT-LY750(履带式)高级摊铺机，目前已形成了批量生产的能力，国产化率达80%以上。九十年代初期，徐州工程机械厂和陕西建设机械厂先后从德国VOGELE公司与ABG公司引进了多种型号的沥青混凝土摊铺机的制造技术，目前已不同程度的形成了批量生产能力。通过引进多家的摊铺机制造技术，一方面我国具备了批量生产制造高等级摊铺机的能力，更重要的是，使我国的整体技术水平上了一个台阶，向世界先进水平跨进了一大步。但同时也应该清楚的认识到，由于我国整体工业水平仍与发达国家产品存在一定的差距，尤其是在可靠性，使用寿命等方面还有待于不断地改善与提高，还需要做大量的工作[4]。1.1.3国外研究现状和发展趋势发达国家十分重视沥青混凝土摊铺机的研究和开发，摊铺机技术不断发展和完善。目前，沥青混凝土摊铺机已形成系列产品，能充分满足各种工程的需要。在技术开发和产品开发上，成熟地应用了机、电、液一体化技术，使沥青混凝土摊铺机具有结构合理、功能完善、性能稳定、安全可靠、易于维修等优点，并且乍在不断地采用新理念、新技术、新工艺、新材料改进结构和功能，使产品不断更新换代。自90年代以来，国外沥青混凝土摊铺机进入了一个新的发展时期，目前沥青混凝土摊铺机发展总的趋势是：发展快，水平高。（1）在广泛应用新技术的同时，不断涌现出新结构和新产品，产品系列的发展更加丰富。（2）继续完成提高整机可靠性。正用全液压、全自动的先进技术改造老产品和开发新产品。（3）技术发展的重点在于增加产品的电子信息技术含量，在集成电路、微处理器、微型计算机及电子监控技术等方面都有广泛的应用。（4）努力完善产品的标准化、系列化和通用化，改善驾驶人员的工作条件，向节能、环保方向发展，可靠性、安全性、舒适性、环保性得到了高度重视。（5）设计更加人性化和精细化整机布局更加合理，驾驶室可整体翻起、多种设置活门等，更便于维修保养人员进入维修，上述改进充分体现了人性化设计理念。加大液压系统的冷却效果，使之适应各种恶劣工况。熨平装置快速连接机构、螺旋分料器与熨平装置同步升降，便于实现快速转运需求等都体现精细化设计，使得整机性能更先进。（6）双层沥青混合料铺层一次性完成德国戴纳派克公司经过各种工况下的依次摊铺双层沥青混合料的施工试验研究表明：这种施工工艺可使双铺层之间早热状态下接合、粘接更好，整体强度更高。两层之间无需专门喷洒粘接剂，具有可节约大量沥青材料，提高摊铺生产效率等诸多优点。目前戴纳派克公司已经开发研制出了双层一次摊铺的专用摊铺机产品[5]。1.1.4国内研究现状和发展趋势我国的摊铺机工业起步较晚，20世纪60年代才有了自己的生产厂家。这些制造厂是在引进国外技术的基础上生产，在很大程度上受到国外技术发展的制约。我国从20世纪70年代初开始研制沥青混凝土摊铺机，80年代摊铺宽度4500mm的沥青混凝土摊铺机逐渐形成一定的生产批量，80年代后期开始引进国外先进技术。目前，国产摊铺机产品在技术水平、质量、使用性能等方面已基本上达到或接近国外先进水平。但大部分厂家正处于对引进技术消化吸收或技术合作阶段，产品的品种规格较少，未形成系列产品。而且与国际先进技术相比，在产品综合技术性能、可靠性、耐用性和制造精度等方面还存在较大差距。国产摊铺机已得到道路施工的广泛应用，其比例不断升高，已成为主导机型。培养了一大批摊铺机开发研究、使用管理、维修保养等方面的专业人才，为今后进一步发展打下良好的技术基础。现代化的公路运输对公路路面强度、刚度、密实性、均匀性、平整度、行车的舒适性、高速性、安全性等要求不断提高，所以作为主要承担中国公路网的黑色路面施工机械的主要产品摊铺机呈现出高速的发展态势。随着电液控制技术的不断发展和施工工艺的不断提高及市场用户要求的提高，摊铺机将可能有以下几个发展态势：（1）机型多元化国内外摊铺机的生产厂家追求产品的多样性，即产品在宽度系列开发有4.5~12.5m不同的宽度系列的产品，技术水平高、中、低，价格高、中、低等不同型式的产品，满足不同层次施工单位和公路施工的要求。（2）技术型和经济型分层发展摊铺机最重要的指标为密实度和平整度，与此同时，随着电液控制技术的发展，操作的舒适性和维护保养的方便快捷性，使摊铺机朝着技术型和经济型两个方面发展。技术型摊铺机具有中央通讯、恒速控制及故障诊断功能，数字式超声波找平仪，集中润滑等功能;经济性摊铺机追求可靠、实用、操作简单、价格低廉。（3）多层摊铺及转运车联合作业随着施工工艺的改变，将越来越多的采用多机摊铺工艺，防止边道及接缝离析是我们应考虑的问题，同时为防止温度和粒料离析，转运车可能会被越来越多的采用，另外一方面转运摊铺施工工艺正是对我国现行的公路结构设计合理性、施工管理及监理制度规范化，以及机械化配套合理性的最好的验证[3]。1.2沥青混凝土摊铺机的分类1.2.1按行走方式分沥青混凝土摊铺机按行走方式分为自行式沥青混凝土摊铺机和拖式沥青混凝土摊铺机两种。自行式沥青混凝土摊铺机有自身的行走传动系统，整机性能好，摊铺质量好，适用于各种等级公路施工，是应用最为广泛的摊铺机。拖式沥青混凝土摊铺机工作时靠其他车辆牵引或顶推进行摊铺作业。它的结构简单，功能低，摊铺质量差，仅用于低等级公路施工。1.2.2按行走机构分沥青混凝土摊铺机按行走方式分为轮胎式沥青混凝土摊铺机和履带式沥青混凝土摊铺机两种。履带式沥青混凝土摊铺机接地比压小，附着力大，摊铺作业时很少出现履带打滑现象，牵引力大，能抵抗料车的撞击，运行平稳，制动可靠。但是机动性差，行走速度低，转移场地不方便。履带式摊铺机多为大宽度摊铺机和稳定土摊铺机，用于大型公路工程施工。轮胎式沥青混凝土摊铺机行走速度高，转移运行速度快，机动性能好。但附着力小，摊铺作业时容易出轮胎现打滑现象。轮胎式摊铺机多为中小型摊铺机，主要用于道路修筑和养护作业[6]。1.2.3按行走的动力传递方式分沥青混凝土摊铺机按行走的动力传递方式分为机械传动式式沥青混凝土摊铺机和液压传动式沥青混凝土摊铺机两种。机械式沥青混凝土摊铺机结构简单，成本低，摊铺质量差，仅用于中小型公路工程施工。液压式沥青混凝土摊铺机的行走系统、刮板输料系统、螺旋输料系统、振捣系统、振动系统等等所有传动系统均采用液压传动方式，仅分动箱、减速器等为辅助机械传动。液压式沥青混凝土摊铺机结构简单，能大幅度减速，大范围无级变速，运动平稳，机电液一体化，自动控制，操作省力，是应用最为广泛的沥青摊铺机，适用于各种等级公路施工。1.2.4按熨平装置延伸方式分沥青混凝土摊铺机按熨平装置延伸方式可分为机械加宽式和液压伸缩式两种。机械加宽式摊铺机的熨平板是按摊铺宽度要求，用螺栓将各种固定宽度的熨平板组装而成。它具有结构简单，组合宽度大，整体刚度好，牵引阻力小等优点。大宽度摊铺机多为机械加宽式摊铺机，适用于高等级公路施工。液压伸缩式摊铺机的熨平板是靠液压缸伸缩来无级调整伸缩熨平板的伸出长度，使熨平板达到施工要求的摊铺宽度。它具有调节方便省力，便于两机梯队摊铺等优点。但应结构复杂，整体刚度差，牵引阻力较大，所以最大摊铺宽度一般都不超过9m。1.2.5按熨平板的加热方式分沥青混凝土摊铺机按熨平板的加热方式可分为电加热、液化石油气加热和燃油加热三种。电加热较均匀，无污染，使用方便，熨平板和振动梁受热变形小；液化石油气加热，虽然设备结构简单、使用方便，但有污染，安全性差；燃油加热适应性好，操作方便简单，燃料易解决，但同样有污染，并且结构复杂。1.2.6按摊铺宽度分沥青混凝土摊铺机按摊铺宽度分为小型、中性、大型、超大型种。小型摊铺机最大摊铺宽度一般小于3.6m，主要用于低等级公路的路面养护和城市狭窄公路的修筑工程。中型摊铺机最大摊铺宽度为4~6m，主要用于一般公路的修筑工程，也可用于路面的养护作业。大型摊铺机最大摊铺宽度一般在7~9m之间，主要用于高等级公路路面施工。超大型摊铺机最大摊铺宽度大于等于9m，目前沥青混凝土摊铺机的最大摊铺宽度可达16m，主要用于公路，机场，码头，广场等大面积沥青混合料路面施工。1.2.7按摊铺厚度分摊铺机按摊铺厚度可分为小型、中性、大型三种。小型摊铺机最大摊铺厚度一般小于120mm，主要用于摊铺沥青混合料。中型摊铺机最大摊铺厚度小于400mm，用于摊铺沥青混合料和稳定土。大型摊铺机最大摊铺厚度大于400mm，主要用于摊铺稳定土。1.2.8按摊铺预压密实度分按摊铺预压实密度分类，可将摊铺机分为标准型摊铺机和高密实度摊铺机。标准型摊铺机采用标准熨平装置，一般都装有振捣系统和振动机构，可对铺层混合料进行预压，预压密实度最高可达85%。高密实度摊铺机则还装有双振捣梁或双压力梁等装置，可对铺层混合料进行强力压实，使铺层材料的预压密实度最高可达90%以上，有效地提高了摊铺的平整度，并可以减少压路机的压实遍数，提高生产率[6]。1.3沥青混凝土摊铺机目前存在的问题防止离析仍然是沥青混凝土摊铺机设计和制造所要解决的问题[8]。摊铺机的螺旋结构、送料速度和摊铺宽度、螺旋分料器的固有缺陷等很容易产生骨料离析，加之螺旋支撑结构使螺旋叶片无法连续，从而经常在的螺旋支撑结构和中间支撑处产生三条离析带。此外，摊铺机的螺旋分料器比熨平板窄，经螺旋分料器到两端的混合料靠重力和粒料间的推力作用向两端摊铺，此处粗骨料居多，且温度较低，容易形成两条离析带。在没有其他输送形式情况下，如何靠摊铺机本身将混合料的离析程度降低是当前摊铺机急需解决的问题[4]。1.4研究内容本设计主要针对RP600J机械式沥青混凝土摊铺机螺旋分料器，从其现有的结构出发，结合目前存在的问题，通过相应的论述、说明、计算和设计，选择合理的系统结构和主要部件，制定优化设计方案，形成RP600J机械式沥青混凝土摊铺机螺旋分料器设计说明和相应设计文件。1.4.1研究重点本设计从摊铺机的工作原理出发，根据总体技术指标，通过对螺旋分料器的传动方案、结构、功能作用等方面的分析论证，完成沥青混凝土摊铺机螺旋分料器的系统设计，使螺旋分料器在作业中平稳、可靠，降低离析程度，实现自动控制。具体重点如下：（1）螺旋分料器的驱动型式布置；（2）螺旋分料器各参数的确定；（3）螺旋分料器的结构。1.4.2研究意义通过对RP600J机械式沥青混凝土摊铺机螺旋分料器的研究，可以改进螺旋分料器的结构，驱动布置方式，使摊铺作业时粒料摊铺均匀，降低离析程度，提高摊铺质量和生产率。第2章摊铺机基本结构与工作原理2.1摊铺机基本结构沥青混凝土摊铺机是将拌制好的各种沥青混合料、稳定土材料等均匀地摊铺在已修建好的路面基层或路基上并对其进行一定程度预压实和整形的专用机械。经过几十年的发展，其结构日臻完善。沥青混凝土摊铺机由一台特制的轮胎式或履带式基础车底盘上装设供料设备、工作装置及操作机构等部件组成[7]。一般沥青混凝土摊铺机主要由动力装置、传动系统、行走机构、机架、料斗、刮板输料器、螺旋分料器、振捣机构、振动机构和熨平装置及自动找平装置等组成，如图2.1所示。履带式与轮胎式的结构处行走装置及相应的控制系统有区别外，其余组成部分基本相似[8]。现以履带式沥青混凝土摊铺机为例说明其总体结构。图2.1RP600J沥青混个合了摊铺机总机图2.1.1动力装置沥青混凝土摊铺机一般以高速柴油机作动力。柴油机横向置于机架的右前方，通过弹性支座固定在支架上。支架通过三个弹性垫与机架相连接。2.1.2传动系统沥青混凝土摊铺机的传动系统主要包括行走传动和供料传动两大部分，传动形式又分为机械传动和液压传动两种。中、小型沥青混凝土摊铺机以机械传动方式较多见，大型摊铺机一般以液压传动为主，其传动系统如图2.2所示。传动系统由离合器、变速箱、齿轮分动箱、液压泵、液压马达以及各种传动链和链轮等组成。图2.2履带式沥青混凝土摊铺机的行走传动系统示意图1—发动机；2—齿轮分动箱；3—供行驶用的变量泵；4—供转向用的变量泵；5—用于行驶的定量液压马达；6—回档减速器；7—万向传动轴；8—中间传动齿轮箱；9—转向定量马达；10—制动器；11—驱动轮；12—轮边行星齿轮减速器；13—履带；14—链传动2.1.3行走机构台车架为钢板焊接在一起的箱型构架，它通过后端上的套管装在从机架侧板伸出的轴上，前端铰接在机架前端的摆动梁上。驱动轮、引导轮、支重轮和托轮安装在台车架上，13个支承轮布置成前疏后密，间距不等，以不适应均匀荷载要求，如图2.3所示。履带板内藏行星式齿轮减速器连同行走马达以一起装在驱动轮毂内履带的张紧靠引导轮后的液压缸，缓冲靠蓄能器[9]。图2.3履带式摊铺机行走机构示意图2.1.4机架机架是摊铺机各总成、机构、装置等安装以致结合成整体的基体，一般为焊接钢结构件，机架应该有足够的刚度。机架与前后桥无弹性悬挂、刚型连接。机架前端设有推辊，其作用是顶推自卸车后轮，使自卸车与摊铺机同步前进，便于自卸车向料斗内卸料[10]。2.1.5料斗料斗位于摊铺机前部，用以接受自卸车卸下的沥青混合料。各类型摊铺机料斗的结构形式基本相似，只是容量有所不同。其容量应满足该机在最大摊铺宽度和厚度摊铺时所需的混合料量。料斗由后壁、左右边斗、铰轴、液压缸、底板和支座等组成，如图2-4所示。图2-4料斗结构示意图1—液压油缸；2—左边斗；3—铰轴；4—支座；5—右边斗2.1.6刮板输料器刮板输料器是带有许多刮料板的链传动装置，如图2.5所示。目前摊铺机采用的刮板输料器有单排和双排两种，单排用于小型摊铺机，双排用于大、中型摊铺机。图2.5刮板输料器示意图2.1.7螺旋分料器螺旋分料器又称螺旋布料器，作用是将刮板送来的混合料分送到熨平板的前端。螺旋分料器由两组对称布置的螺旋轴、螺旋叶片、连接套筒、反向叶片等组成[11]，如图2.6所示。图2.6螺旋分料器示意图1-端盖；2-螺旋轴；3-支撑；4-螺旋叶片；5-螺栓；6-联结套筒；7-中间螺旋轴；8-中间反向叶片两组螺旋轴上的螺旋叶片的旋向相反，以使混合料由摊铺槽中部向两端输送。为控制料位高度，左右两端设有料位传感器。螺旋叶片采用耐磨材料（38CrMoAl调制）制造，左右两根螺旋轴支承在机架上，由左右两个传动链轮或齿轮分别驱动（液压传动亦如此），转速可相同也可不同，以适应左右摊铺宽度、摊铺厚度和摊铺速度等不同要求。螺旋分料器分为主节段和加长节段，他们分别与熨平板的主节段和加长节段的长度相适应。螺旋分料器一般固定在机架后壁的下方[12]，为使中央的材料能均匀分部开，可在螺旋轴的内端安装四片螺旋叶浆，如图2.7所示。图2.7螺旋弹铺器结构示意图1—轴；2—可换叶片；3—螺旋叶浆2.1.8熨平—振捣装置熨平—振捣装置位于螺旋分料器后面，其功能是将摊铺宽度内的沥青混合料摊平、捣实和熨平。一般沥青混凝土摊铺机的熨平—振捣装置（如图2.8）由牵引臂、刮料板、振捣梁、熨平板、厚度调节机构和拱度调节机构等组成[10]。左右牵引臂交接在机架的中部，整个熨平—振捣装置是依靠提升液压缸悬挂在机身后部，摊铺作业时在铺层上呈浮动状态。如图2.8振捣—熨平工作装置示意图1—主机；2—螺旋分料器；3—熨平板振动装置；4—副振捣梁；5—主振捣梁；6—挡料板；7—振捣偏心轴；8—液压提升油缸；9—大臂（1）振捣梁结构振捣梁为板梁式结构，安装在熨平板前部，如图2.9所示，上面套有偏心轴，上面为栅板，下前缘为斜面。（2）熨平装置熨平板由型钢、普通钢板焊接成箱形结构，内部装有路拱调节器，与厚度调节器配合调整路面横截面形状（图2.10）。熨平板和振捣梁一起通过左右牵引壁铰装在机架两侧专用托架或自动调平装置的液压缸上。图2.9振捣梁示意图1—主振捣梁；2、3—振捣梁的加长节段；4—栅板a)熨平装置侧视图b)熨平装置后视图图2.10熨平装置示意图1、3—销子；2—连接块；4—牵引臂；5—固定架；6—护板；7—振捣器；8—熨平板；9—厚度调节器；10—油缸；11—液压执行机构；12—偏心轴；13—偏心螺栓；14—加热系统2.1.9自动找平装置摊铺机的自动找平装置由一下几部分组成：电源，纵向控制器（包括纵向传感器和调节器）和横向控制器（包括横向传感器和调节器）。自动找平装置是利用安装在熨平板上的纵向和横向控制器，并以事先设置好的滑杆、钢丝、铺设好的路面和路基为基准进行工作的。图2.11摊铺机自动找平控制系统简图1—电源；2—电磁换向阀；3—油缸；4—横向控制器；5—纵向控制系统；6—熨平板；7—基准面2.2工作原理通常把摊铺机的调平大臂与熨平板联合称为摊铺机的工作装置。通过该装置完成沥青混合料的摊铺与初步振实[7]，如图2.12和图2.13所示。调平大臂通过牵引点与主机铰接在一起，另一端与熨平板相连。在作业时，熨平板的全部重量和大臂的部分重量都压在新铺的混合料上。主机通过牵引点、大臂带动熨平板前进，此时熨平板如同一块滑雪板在混合料表面上滑行。若旋动厚度调节螺杆，让熨平板的后方向下移动时，熨平板底面与其运动方向间便产生一个仰角称为工作角。当工作角一经固定，整个工作装置便成为一个刚性系统，此时若位于摊铺机履带或轮胎下面的已铺层或称下卧层绝对平整，混合料均匀一致，摊铺机以恒速前进，则作用于熨平板上的各个力相互平衡即熨平板的重力与板底混合料对熨平板浮力的垂直分力相等；牵引力与混合料对熨平板底面的摩擦力相等熨平板将在相对于下卧层一定的垂直高度即摊铺层厚度上运动，不会上下浮动。因此摊铺层表面平整，且始终维持同一厚度。当再次旋转厚度调节螺杆，让工作角增加，此时，熨平板受的阻力浮力必然增加，其垂直分力亦相应增加，这时板底混合料对熨平板浮力的垂直分力大于重力，熨平板势必被抬高，摊铺层加厚。因牵引点的高度并未改变，所以熨平板的抬高相当于工作装置绕牵引点逆时针转了一个角度，这样一来，工作角随之减小，直到重新达到新的平衡状态。同理，当旋转厚度调节螺杆让工作角减小时，熨平板必然下降，摊铺层跟着变薄。由此看来，熨平板工作角的变化，决定着摊铺层的厚度的变化，亦即欲调整摊铺层厚度，可借调整熨平板的工作角来实现。在实际摊铺作业中，下卧层如路面基层表面不可能是理想的平面，因此，摊铺机行驶在上面必然会上下浮动和左右摆动，与主机铰接着的大臂牵引点位置将不断变化，熨平板工作角亦跟着变化，所以摊铺层厚度也变化，这将导致压实后路表面平整度的降低。但是，由于大臂较长，加之熨平板自重很大，惯性也大，牵引点细微的位置变化要传到熨平板需要一定的时间。实验证明，大约在摊铺机行驶过5倍于调平大臂长度的距离后，这个传递才能全部完成。在正常施工条件下，下卧层的平整度不可能太差，亦即其表面起伏变化的波长不可能太大，在未完成这一传递前，牵引点可能又早已回到了原来的高度位置，对熨平板的影响不是太大，故在很大程度上保证了摊铺层表面的平整，所以摊铺机的这种工作装置起到了“滤波”的作用[10]。图2.12摊铺机厚度调整工作原理示意图1—前枢铰；2—左右侧臂；3—熨平器手动升降操纵机构；4—熨平板图2.13摊铺机浮动熨平板自找评工作原理示意图第3章摊铺机总体设计3.1摊铺机的作业程序现代自行式摊铺机的结构总体上分为两大部分，即前面的主机—牵引机；后面是熨平装置—工作装置。主机通过大臂牵引熨平装置，自行式摊铺机摊铺作业的程序如下：（1）摊铺前根据施工要求设定摊铺宽度、摊铺厚度、摊铺速度及振捣振动等相关参数。（2）摊铺开始后，摊铺机顶推料车，在基层路面上一边行驶一边将料车上的混合料接收到料斗内。（3）接收到料斗中的混合料经刮板输料器输送到主机的后方。（4）输送到主机后方的混合料经螺旋输料器向两侧输送到整个熨平装置的前边。（5）熨平装置在主机牵引下向前行进，将混合料熨平夯实，形成平整密实的摊铺层，供压路机进一步压实成形。（6）在摊铺作业过程中进行自动或手动控制，确保摊铺层达到施工要求的宽度、厚度、横坡度和压实度[13]。自动摊铺机可同时完成几个工序，如图3.1所示。摊铺完一辆料车的混合料即为一个作业循环，每个作业循环紧密连接，形成了基本的连续供料和连续摊铺。连续摊铺对路面平整度大有好处，如果采用物料转运车给摊铺机供料，就能实现真正的连续供料。物料转运车行进在料车和摊铺机之间，顶推料车，不与摊铺机直接接触。工作时，物料转运车将从料车接收的混合料传送到高处，不间断地落入摊铺机料斗，供摊铺机刮板输料器输送。图3.1摊铺机工作简图1—发动机；2—方向盘；3—侧臂提升液压缸；4—侧臂；5—熨平板上下调整手把；6—熨板；7—振捣器；8—螺旋分料器；9—驱动轮；10—刮板输料器；11—方向轮；12—顶推辊；13—料斗；14—闸门3.2总体设计3.2.1设计原理摊铺机的总体设计应按以下原理进行：（1）按摊铺机的工作原理设计。即在总体方案设计和总成方案设计中，除按照一般的设计理论及设计基础进行设计外，最重要的是遵循浮动摊铺工作原理。控制熨平装置的动力平衡条件，使其在整个摊铺作业循环中变化甚微，对平整度的影响极小，从而使所设计的摊铺机达到高的技术性能等级。（2）摊铺机的设计原理。即针对摊铺机的工作特点而研究出的一些设计原理，依据这些设计原理进行设计，使所设计的摊铺机的功能更加完善，性能更加可靠。如：eq\o\ac(○,1)根据螺旋叶片全埋输料原理设计，可增强摊铺机的抗离析能力；eq\o\ac(○,2)根据等振距振捣原理设计，可提高压实度和平整度的纵向均匀性，并实现压实度预选；eq\o\ac(○,3)根据等比功率振捣原理设计，可提高压实度和平整度的横向均匀性；eq\o\ac(○,4)根据主机、刮板、螺旋、大臂及熨平装置之间的动态匹配原理设计，可实现大厚度稳定土摊铺；eq\o\ac(○,5)根据车架弹性变形原理设计，可提高摊铺机自调平能力，并克服车架弹性变形对构件产生的破坏力；eq\o\ac(○,6)根据熨平装置仰角传递原理设计，能提高摊铺路面的平整度[6]。3.2.2设计要点（1）牵引性能参数的合理匹配摊铺机的负荷特点是每次摊铺作业既具有重复性，又不是完全重复；各个工序工作阻力既不相同，又随机变化。一般大型摊铺机在摊铺作业循环中，行走机构的功率变化占发动机输出功率的5%，输料机构占17%，总功率最大波动为22%左右。因此摊铺机是接近连续作业的机械。摊铺机在作业时，发动机、行走机构、输料机构、夯实机构、辅助机构既相互联系又相互制约。摊铺机的整机性能不仅取决于各总成本身的性能，而且也与各总成间的工作是否协调有着密切的关系。因此，在摊铺机的总体参数之间存在着相互匹配是否合理的问题。eq\o\ac(○,1)平均阻力矩与发动机调速特性合理匹配工程机械牵引性能参数的匹配理论表明，发动机只有在稳定负荷下工作时，才能输出额定功率，平均阻力矩的工作点才能配置得等于其额定扭矩。而阻力矩发生波动时，发动机的最大平均输出功率总是小于它的额定功率。要想获得最大的平均输出功率，只有适当配置阻力矩在发动机调速特性上的位置。应该将平均阻力矩的工作点配置在发动机调速曲线的额定工况附近，这样既获得了发动机较大的平均输出功率，又保证了发动机的转速在整个摊铺作业循环中不致发生大的波动。eq\o\ac(○,2)最大输出功率与滑转曲线的合理匹配工程机械牵引性能参数的匹配理论指出，行走机构的牵引效率随着牵引力的增大而增大。在某一牵引力下，牵引效率可出现最大值。当牵引力超过这一值而继续增大时，牵引效率随牵引力的增大而下降。对于连续作业的机械来说，最大牵引效率工况和最大生产率工况是一致的。对于接近连续作业的机械来说，两者有一定的偏离。为了使摊铺机获得最大生产率，并尽量发挥发动机的功率，应将工作循环中的平均工作阻力配置在最大生产率工况附近，并根据最大生产率工况和滑转率对摊铺速度（平整度）的影响限度来确定摊铺机的额定滑转率。一般履带式摊铺机的额定滑转率为3%~5%，由于RP600J机械式沥青混凝土摊铺机是技术性能低的中小型摊铺机，所以应取偏大值。在额定滑转率下相对应的有效牵引力等于附着质量和有效附着系数之积。由此可得出牵引性能参数合理匹配的原则：在保证摊铺速度稳定的前提下，充分利用发动机的功率和发挥摊铺机的最大生产率[6]。（2）传动方案的选择自行式摊铺机的传动方式有液压传动和机械传动两种，它们各有所长，视所设计机型的不同而选取。液压传动的优点为：易于大幅度减速，实现大范围的无级变速；运动平稳；易于实现过裁保护；传动装置质量轻、体积小、便于整体布置；集液压、电气、机械于一体，易于实现自动控制；操作简便省力。缺点为：传动效率低；液压油温度和粘度的变化会造成传动比不稳定；液压油渗漏较难避免。机械传动有以下优点：速比恒定；动力分流和最终传动结构紧凑[13]。RP600J机械式沥青混凝土摊铺机采用机械传动与液压传动并存，这是由于机械传动与液压传动的摊铺机结构紧凑，操作简便，摊铺速度恒定，故障率低，作业效率高，施工质量好，价格低廉等特点，适于低等级公路施工，符合设计要求。（3）主参数选择摊铺机主参数指最大摊铺宽度、最大摊铺厚度和最大摊铺速度。RP600J机械式沥青混凝土摊铺机的最大摊铺宽度为6m，最大摊铺厚度为300mm，最大摊铺速度7m/min，这样既能获得理想的压实度，又能得到满意的生产率。发动机的选择在选择发动机装车的额定功率时，应适当留有储备。对于中小型摊铺机，宜取90%的1h功率（或称Π类功率、间断功率）作为发动机装车的额定功率；对于大型摊铺机，宜取90%的连续功率作为发动机装车的额定功率。这样可改善发动机的可靠性和耐久性[14]。发动机的转速不宜过高，过高的转速对振动、噪声、传动平衡性、分动箱散热等都不利，发动机的扭矩适应性系数（最大扭矩与额定扭矩之比）不应低于1.15（大型摊铺机不应低于1.20）。否则，发动机的扭矩储备过小，会导致发动机的平均输出功率减小。发动机的调速率（最高空转转速与额定转速之比）不应高于8%，这样，在摊铺作业中，发动机在调速特性曲线的调速区段上工作，转速不致发生大的波动，有利于提高路面的平整度。由以上结论RP600J机械式沥青混凝土摊铺机可选择4135AZKA/NT4135GR2A柴油机，额定转速1500rpm，额定功率为90kw。（5）恒速控制方案选择产生摊铺速度变化有以下三个原因：eq\o\ac(○,1)负荷的变化引起发动机转速的变化从而造成摊铺速度的变化，这种速度变化，只要将发动机调速特性曲线上平均阻力短的工作点配置在额定工况附近，就不会超过3%，但是仍对平整度有一定影响。eq\o\ac(○,2)对于液压传动的摊铺机，液压泵和液压马达容积效率的变化造成摊铺速度的变化，其变化可严重影响平整度。如果在液压系统设计中设法控制液压油温度、工作压力及变量泵的使用排量，速度的变化可以得到一定的控制，但对平整度的影响仍然是严重的。eq\o\ac(○,3)履带或轮胎的滑转造成摊铺速度的变化。产生这种速度变化的客观困难较复杂，具有很大的随机性，比较难以控制[6]。因此，恒速控制的方法是在发动机上安装电子调速器，对发动机转速进行控制。（6）输料方案的选择大、中型摊铺机应设置完善的输料机构，刮板输送器可采用单排刮板链或双排刮板链，螺旋分料器可采用单旋向双螺旋或双旋向双螺旋。根据总体方案和生产率确定的刮板输送器或螺旋分料器输料量应均匀。这样平均工作阻力波动小，混合料对熨平板的各种作用力稳定，摊铺的路面平整。因此，必须对刮板输送器和螺旋分料器的输料量进行控制。（7）夯实方案的选择夯实有振捣和振动两种方式。目的是对摊铺层进行预压实，以减少碾压工作量，提高平整度。对于机械加宽熨平装置，在整个摊铺宽度上只需设置一个振捣源和一个振动源。对于液压伸缩熨平装置，则需要设置2～4真个振捣源和2～4个振动源。各根源的频率不相同，互相会产生干扰、叠架，其结果减弱了夯实效果，并对熨平板的夯实击反力产生很大波动，最终造成路面压实度不均匀，平整度不好[14]。因此，必须合理配置振捣与振动的频率。比较有效的办法是拉开振捣与振动的频率，适宜的频率是振捣22～35Hz，振动55～65Hz[16]。（8）行走机构的选择履带式行走机械的接地比压大，附着性能好。因此RP600J机械式沥青混凝土摊铺机选用履带式行走机构。第4章螺旋分料器系统设计4.1螺旋分料器设计系统方案论证4.1.1设计要求（1）螺旋转速，应满足摊铺机生产率的要求；（2）螺旋功率，应满足摊铺机功率匹配的要求；（3）螺旋参数之间的匹配应满足摊铺路面抗离析及均匀性的要求；（4）在设定的摊铺厚度和摊铺速度下，其供料系统能满足连续摊铺的需要；（5）摊铺机的螺旋分料器能够无级调速，能自动调节混合料的速度、流量，保证均匀平整地摊铺；（6）螺旋分料器能满足各种材料不同厚度的摊铺要求；（7）具有自动找平和保持摊铺层厚度均匀的功能；4.1.2方案选型根据设计的相关要求，本文初步列出了以下几种方案：方案一：单液压中央同时驱动，等螺距，等螺旋直径；方案二：双液压中央分别驱动，等螺距，等螺旋直径；方案三：单液压中央同时驱动，变螺距，变螺旋直径；方案四：双液压中央分别驱动，变螺距，变螺旋直径；方案五：双液压边缘分别驱动，等螺距，等螺旋直径；方案六：双液压边缘分别驱动，变螺距，变螺旋直径。方案确定：方案一结构简单，维修方便，造价低廉，转速可实现无级调速。但是左右螺旋不能分开调速，不能适应左右摊铺宽度、摊铺速度和摊铺厚度不同的要求，使摊铺作业受到限制。方案二不仅有着方案一的优点，而且还能使左右两螺旋的转速可以相同，也可以不同，以适应左右摊铺宽度、摊铺速度和摊铺厚度不同的要求，但是二者会产生较大的中央离析带。方案三相对于方案一来说改变了螺旋参数，这样做能有效解决混合料的离析和均匀性问题。方案四与前三种方案相比，具有前三种方案的所有优点，但是没有解决中央离析问题。方案五将中央驱动变为左右两边驱动，使驱动箱一分为二后尺寸减小，有利于其底部粒料流动；采用中部支承可减小料槽中央的轴端支承座的尺寸，可有效地解决粒料中央离析带问题；该方案可通过。方案六虽然具有方案五的优点，但是其制造难度大，互换性差且搅拌不均匀，造价高。综上，从螺旋分料器的功能设计要求、经济性以及摊铺机市场定位考虑，我选择方案五，该方案可通过无级变速分别控制左右摊铺螺旋进行正、反向，同向和相向，因此可以实现从中间向两边分料，也可以从两边向中间集料，以及从一边向另一边移料。其示意图如图4.1所示。图4.1螺旋分料器驱动方式示意图1—左右驱动液压马达；2—左右链条传动链轮；3—左右螺旋；4—中间轴承支座4.2RP600J型摊铺机的主要技术参数RP600J型摊铺机，其摊铺宽度可在3.0～6.0m范围内调节，摊铺厚度可在0～300mm范围内无级调节。最大生产率可达300。它的主要技术参数如表4.1。表4.1RP600J型摊铺机的主要技术参数项目Item单位Unit参数Parameter基本摊铺宽度BasicWorkingWidthm3.0最大摊铺宽度MaxworkingWidthm6.0最大摊铺厚度MaxPavingThicknessm0～300摊铺速度PavingSpeedm/min2～7行驶速度TravelingSpeedkm/h0～4料斗容量HopperCapacityt12额定生产率TheoreticalProductivityt/h300爬坡能力GradientAbility%20振捣频率TamperFrequencyr/min0～1500振捣振幅TamperAmplitudem4／8拱度调节CrownAdjust%0～3柴油机型号EngineType4135AZKA/NT4135GR2A额定功率RatedOutputkw90/88.2额定转速GeneratorPowerrpm1500整机重量Weightt8～13外形尺寸OverallDimensionm5800×3000×3635上表的参数都是本设计的已知参数，在设计的过程中，必须根据这些参数来进行设计和改进，在适当的时候，根据设计的需要，可以改变某些数据，以方便设计顺利进行。4.3螺旋分料器沥青混凝土摊铺机主要用于铺筑稳定层和沥青混凝土，是筑路施工的专用机械设备。螺旋分料器担负着横向输送物料的任务，它设计的合理性及使用技术将直接影响摊铺机的生产能力和路面施工质量，为整机设计的关键环节。螺旋分料器设在摊铺机后方摊铺室内，其功能是把摊铺室中部的热混合料左右横向输送到摊铺机全幅宽度，动力传递路线为：发动机——分动箱——液压马达——链传动——螺旋轴体。其螺旋轴体左右两侧各成独立系统，既可同时作业，又可单独工作。螺旋叶片采用耐磨材料或进行表面硬化处理。左右叶片旋向相反以使混合料由中部向两侧输送。为控制料位高度，摊铺室左右两侧设有料位传感器。4.3.1螺旋分料器工作原理螺旋分料器是沥青混凝土摊铺机必不可少的重要组成部分。其功能就是在保证沥青混合料均匀性的前提下，将混合料按照一定的生产率，无离析地均匀分布到熨平板前一定的宽度上。在摊铺机的输分料系统中，由带有螺旋叶片的转动轴在个布料槽内转动，使装入布料槽的沥青混合料，在其本身重力、叶片摩擦力及料槽的摩擦力的作用下，不是和螺旋一起旋转，而是沿着布料槽向两端运动，并不停的向螺旋下面落料，同时向熨平板前沿塞料，从而达到布料目的[15]。4.3.2螺旋叶片的基本构造螺旋是螺旋分料器的基本构件，它是由轴和螺旋叶片组成。叶片的形状按照混合料的性质有各种形式：（1）实体螺旋面型实体螺旋面型叶片是最普通的形状（如图4.2所示），其螺距是叶片直径的0.8倍，适于输送粉状和粒状混合料。图4.2实体螺旋面叶片（2）成型叶片螺旋面型成型叶片螺旋面型（如图4.3所示）应用较少，主要用于输送粘度较大和可压缩型混合料，在输送过程中同时完成搅拌、混合等工序，其螺距约为叶片直径的1.2倍。图4.3成型叶片（3）带式螺旋面型带式叶片（如图4.4所示）适用于输送糖浆、沥青、煤焦油等半流动性性质的物料，其螺距t是叶片直径D相等。图4.4带式叶片本课题设计的RP600J机型的沥青混凝土摊铺机选用实体螺旋面型，螺旋叶片的厚度一般取4～10m,取8m。不仅使结构能易于实际生产加工，而且使本机的成本下降。4.4螺旋分料系统设计计算4.4.1螺旋分料器的生产率(t/h)的确定为了连续供料和均匀的将料摊铺开，螺旋分料器的生产率应大于摊铺机整机的生产率，即，螺旋分料器由两个螺旋组成，每个螺旋的最大生产率=（0.6～0.7）,取=0.65[8]。所以=2=(t/h)4.4.2螺旋分料器螺旋直径 D（m）的计算螺旋叶片直径是螺旋分料器的重要参数，直接关系到螺旋分料的生产率和结构尺寸。（1）螺旋输送机的研究成果[17]所以，式（4.1）令，则式（4.1）可变为： 式（4.2）式中：K—物料综合特性系数，其值可查阅相关手册；—螺旋输送机输送量（）；—为填充系数，