工程机械设计课件-沥青摊铺机总体设计

沥青混合料摊铺机主要讲授内容第二节

摊铺机总体设计

第三节

行走系统设计第四节

刮板输料系统设计

第一节

摊铺机分类、结构及工作原理第五节

螺旋输料系统设计第七节

振动和熨平装置设计第六节

振捣系统设计ASPHALTPAVER下达各部件任务书查找资料总体布置总体计算现场调研确定总体参数初步确定参数调研专利调查初步设计各部件选型确定部件连接型式部件选型计算绘制总图YN稳定性计算3.4.1总体设计思路

沥青路面施工中主要配套机械设备之一。

功能是将拌制好的混合料按照一定的宽度、厚度、压实度、平整度和工作速度要求，均匀的铺设在修建好的路面基层上，供压路机进一步碾压成型。第一节摊铺机分类、结构及工作原理<scr<scr

按行走方式：自行式，拖式按行走机构：履带式，轮胎式

按传动方式：机械式，液压式

按功能分类：沥青混合料、稳定土和多功能

按熨平装置延伸方式：机械加宽式，液压伸缩式

按摊铺宽度：小型<4.5m

、中型5m～8m和大型>9m

按摊铺厚度：小型<120mm

、中型<400mm和大型>400mm

分类：

<scr<scr并机梯形摊铺1、机电液一体化摊铺机已成主流

2、摊铺机恒速控制得到广泛应用

3、自动调平装置成为重要特性

4、比例控制输料达到匹配新水平

5、抗离析摊铺技术日趋成熟

技术现状1、机电液一体化摊铺机已成主流

2、摊铺机恒速控制得到广泛应用

3、自动调平装置成为重要特性

4、比例控制输料达到匹配新水平

5、抗离析摊铺技术日趋成熟

技术现状1.动力装置2.液压系统3.机械传动4.电气控制5.机架6.行走机构7.刮板输料器8.螺旋输料器9.熨平装置10.振捣机构11.振动机构

基本组成熨平装置的受力与其在摊铺机主机上的悬挂方式及几何尺寸有关。根据液压缸在摊铺作业中的工作状态的不同，摊铺机的工作原理可分为两种，即强制摊铺工作原理和浮动摊铺工作原理。如果活塞杆被锁定在一定的位置上，则熨平装置、主机及液压缸三者组成失去运动的刚性构架，这样进行摊铺的话，就是强制摊铺。如果液压缸上下两腔中的油液都与液压油箱相通，活塞杆受到外力作用可以自由伸缩，则熨平装置、主机及液压缸三者组成以液压缸为移动幅的熨平装置摆动机构。这样进行摊铺的话，就是浮动摊铺。

第二节摊铺机总体设计一、摊铺机的设计原理

①根据螺旋叶片全埋输料原理设计，可增强抗离析能力。

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。

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。

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。

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。

⑥根据熨平装置仰角传递原理设计，能提高摊铺路面平整度。二设计要点1牵引性能参数的合理匹配2传动方案的选择3

主参数的选择4发动机的选择5速度恒速控制方案的选择6液压系统的设计7输料方案的选择8夯实方案的选择9行走机构的选择10自动调平系统的设计1、牵引性能参数的合理匹配摊铺机在作业时，发动机、行走机构、输料机构、夯实机构既相互联系又相互制约，直接影响者摊铺机的整机性能。⑴平均阻力矩与发动机调速特性的合理匹配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。摊铺机的浮动摊铺工作原理又表明，只有稳定的摊铺速度，才能达到高的平整度。⑵发动机最大输出功率与滑转曲线的合理匹配摊铺机的浮动摊铺工作原理表明，只有将滑转率限定在较小的范围内，才能达到高的平整度。由此可以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。3、主参数的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。设计时常常是首先确定最大摊铺宽度和最大摊铺厚度。最大摊铺宽度一般根据市场需求、技术性能等级、产品系列型谱、销售价格等因素确定。摊铺机的基本摊铺宽度受车辆行驶及运输空间的限制，一般在2.5m～3m之间。最大摊铺厚度应根据中国现行路面施工规范和压实机械的压实能力确定，摊铺沥青路面不超过12cm为宜，摊铺稳定土不超过30cm为宜，也可达到50cm左右。最大摊铺速度的确定主要考虑以下几个因素：第一，摊铺速度对摊铺后路面压实度的影响。压实度是摊铺机最主要的技术性能指标之一。理想的摊铺速度是5m～6m/min。第二，摊铺速度对摊铺后路面平整度的影响。其一、在摊铺作业条件和路况条件相同情况下，摊铺速度大，路面平整度好。其二、对于行走系统采用变量泵的液压传动的摊铺机，如果最大摊铺速度设计得过高，在低速摊铺时变量泵的使用排量就很小，泵的容积效率随工作压力的变化就特别大，造成摊铺速度不稳定，导致摊铺的路面不平整。第三，由摊铺速度、宽度和厚度所决定的生产率应与配套搅拌设备的生产率相匹配。综上所述，液压传动的摊铺机其最大摊铺速度不宜超过20m/min，机械传动的摊铺机其最大摊铺速度不宜超过12m/min。在分配速度档位的时候，必须要有5m～6m/min这个档位。具有这种速度的摊铺机，如果使用低速摊铺，可获得高的压实度；如果使用高速摊铺，可得到高的生产率；如果使用5m～6m/min速度摊铺，既能获得理想的压实度，又能得到满意的生产率。5、速度恒速控制方案的选择产生摊铺速度的变化有以下三个原因：第一、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。第二、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。这种速度的变化可严重影响平整度。第三、履带或轮胎的滑转造成摊铺速度的变化。速度恒速控制的方法有以下两种：第一、在发动机上安装电子调速器，对发动机转速进行控制。当因负荷的变化导致发动机的转速发生变化时，电子调速器从发动机飞轮处或液压泵上检测出转速信号、与设定的转速对比处理后输出控制信号控制发动机的供油量，使发动机恢复到原来的设定转速。这种控制方法可以使发动机的转速偏差稳定在设定转速的0.1%以内。第二、在行走机构的终端减速箱或液压马达上安装速度传感器，测出真正的摊铺速度信号，反馈给速度控制器（即微处理器）。速度控制器将输入的速度信号与设定的速度进行对比处理，然后输出信号去控制行走变量泵的排量。摊铺速度变慢时，增加变量泵的排量，提高速度；反之，减少变量泵的排量，降低速度。10、自动调平系统的设计第三节行走系统设计摊铺机的牵引功率计算

第四节刮板输料系统设计一、刮板速度计算刮板的生产率可以从两个方面考虑计算，¤按摊铺作业的工作量计算：¤按刮板的输料能力计算：设计要点：一是刮板速度计算，以满足摊铺机生产率的要求；二是刮板功率计算，以满足摊铺机功率匹配的要求。

二、刮板功率计算料斗内的移动物料与底板之间的摩擦阻力F1机身内的移动物料与刮板之间的摩擦阻力F2料斗内的不动物料与移动物料顶面之间的摩擦阻力F3料斗内的不动物料与移动物料侧面之间的摩擦阻力F4第五节螺旋输料系统设计设计要点：1螺旋转速计算，应满足摊铺机生产率的要求。2螺旋功率计算，应满足摊铺机功率匹配的要求。3螺旋参数的匹配，应满足摊铺路面抗离析及均匀性要求。

螺旋的生产率可从两个方面考虑计算，一是按摊铺作业的工作量计算，二是按螺旋的输料能力计算。

螺旋驱动比功率NL’是由试验测得。设计时，对于直径360mm的叶片和420mm的叶片组合使用的摊铺机，摊铺沥青混合料取3.4kW～4kW/m，摊铺稳定土取4.2kW～5kW/m。第六节振捣系统设计摊铺机压实度：对摊铺机摊铺后的铺层，在碾压前实测其密度，与标准标密度相比，所得到的比值称为摊铺机压实度或预压实度。

振捣驱动比功率：在一定的摊铺速度情况下，单位摊铺宽度上所消耗的振捣驱动功率称为振捣驱动比功率。

振距：振捣梁夯实两次摊铺机前进的距离称为振距。

振捣频率根据经验，摊铺机的最大振捣频率不超过25Hz（1500r/min）为宜。当振捣频率大于25Hz时，除了产生不良的夯实效果外（如过振，将石料振坏），机械噪声会大增，结构件损坏严重，安装在熨平装置上的自动调平仪器振动会过大。振捣冲程振捣梁的冲程也称振幅。最大振幅等于振捣偏心轴的偏心距的两倍。根据经验，常用的振幅是4mm～6mm。驱动功率N根据经验，摊铺机的振捣驱动功率N用下式表示：N=NT′B设计时，对于振距2.5mm，压实度指标85%的稳定土摊铺机，振捣驱动比功率取1.5kW/m；对于振距3mm，压实度指标80%的稳定土摊铺机，振捣驱动比功率取1.2kW/m。沥青混合料摊铺机参照稳定土摊铺机计算，更趋于可靠。第七节振动和熨平装置设计一、熨平板的比压熨平装置底板上单位面积的质量称为熨平板比压，其大小影响着预压实度和平整度，因此必须控制在一个合理有效范围内。通常最大摊铺宽度时的比压在0.06kg/cm2～0.16kg/cm2范围内，大中型摊铺机，摊铺厚度大的摊铺机或压实度高的摊铺机选偏大值，反之选偏小值。在熨平装置设计时，应尽量使各个熨平板组件的比压趋于相等，保证在全宽度上比压的均匀性。纵向变形位移

垂向变形位移

2.熨平装置的刚度

3.熨平装置的几何参数