设计计算说明书终极版

摘要

专用摊铺机是综合了沥青混凝土摊铺机和沥青洒布机的产品结构特点，根据超薄层沥青混凝土摊铺和改性乳化沥青表面处置施工工艺要求，实现乳化沥青封层和沥青级配混合料薄层快速摊铺同步施工作业，进行创新设计的新型施工设备。通过同步进行道路表面沥青封层和薄层沥青混凝土摊铺，有效的修复路面裂纹、车辙、拥包等缺陷．构建道路新的磨耗层具有快速摊铺，快速成型，快速通车．施工效率高，施工质量好等突出优点。

本设计主要针对超薄型摊铺机，该种摊铺机将高性能摊铺技术与先进的乳化沥青喷洒技术融为一体，既可同步进行乳化沥青喷洒及沥青混合料摊铺的薄层沥青罩面作业，也可以分别用作沥青混合料摊铺和乳化沥青喷洒。对超薄型沥青摊铺机熨平装置进行设计，采用液压伸缩式熨平板和单振捣系统，再加上振动熨平板而使摊铺层达到相应的厚度和平整度，并通过相应的计算与分析得出一些结论。

关键词：摊铺机，沥青洒布，熨平板，单振捣，平整度

ABSTRACT

Is a combination of dedicated paver asphalt paver and asphalt spreader product structure characteristics, according to the thin layer of asphalt concrete paving and modified asphalt emulsion surface disposal of construction technology requirements to achieve emulsified asphalt seal coat and asphalt grading mix paving thin fast synchronous construction operations, for innovative design of the new construction equipment. Corfu by synchronizing the road surface and thin asphalt seal coat asphalt concrete paving, effective repair pavement cracks, rutting, pro package and other defects. Build a new road paving wearing course with fast, rapid prototyping, rapid traffic. Construction, high efficiency, good quality of construction and other prominent advantages

This design focuses slim paver, the kind of high-performance paver paving asphalt emulsion technology and advanced spray technology integration, either simultaneously spraying emulsified asphalt and asphalt paving thin layer of asphalt overlay operations, are also used as asphalt paving and asphalt emulsion spray. For ultra-thin asphalt paver screed device design, with hydraulic telescopic screed and single vibrating system, coupled with the vibrating screed leaving paving layer reaches the appropriate thickness and flatness, and through the corresponding calculation and analysis to draw some conclusions.

Keywords: paver, asphalt distributor, screed, single vibrators, flatness

目录

第一章绪论 (1)

1.1研究背景及意义 (1)

1.2 国外发展情况及趋势 (1)

1.2.1 国外发展概况及趋势 (1)

1.2.2 国发展概况及趋势 (2)

1.3 薄层罩面技术 (3)

1.4 本设计主要容 (5)

第二章摊铺机分类以及熨平装置结构和原理的分析 (6)

2.1 沥青摊铺机的分类 (6)

2.2 摊铺机的工作过程 (8)

2.3 熨平装置的工作原理 (9)

2.3.1 熨平装置的工作状态分析 (9)

2.3.2 熨平板的浮动原理 (11)

2.3.3 自动调平装置的工作原理 (13)

2.3.4 熨平板的摊铺厚度调节特性 (14)

第三章熨平装置总体设计方案的选择 (15)

3.1 熨平板基本形式 (15)

3.2 加热装置的选择 (16)

3.3 振捣机构的选择 (17)

3.3.1 摊铺机振捣装置的压实机理 (17)

3.3.2 摊铺机振捣装置的结构分析 (18)

3.4 拱度调节方式 (20)

3.5 伸缩导向套管的数量 (20)

第四章熨平装置基本参数的分析与确定 (22)

4.1 熨平装置基本参数确定 (22)

4.2 振捣系统参数设计 (23)

4.2.1 与压实度相关的参数设计 (23)

4.2.2 振捣参数计算 (24)

4.2.3 振捣功率计算 (25)

4.2.4 振捣参数优化设计 (27)

4.3 熨平装置设计 (28)

4.3.1 熨平板的主要结构参数 (28)

4.3.2 熨平装置的刚度及其挠度 (29)

4.3.3熨平板的比压 (34)

4.3.4 熨平装置的几何参数 (34)

第五章熨平装置中主要装置的设计计算 (35)

5.1 振捣装置计算 (35)

5.1.1 振捣偏心轴、轴承及联轴器的设计 (36)

5.1.2 振捣梁的设计及计算 (39)

5.1.3 振捣液压回路的设计 (40)

5.2 振动装置的设计 (41)

5.3 液压伸缩装置的设计 (42)

5.4 电加热装置的设计 (43)

5.5 熨平箱体的整体设计 (43)

5.5.1 前挡板及侧挡板的基本结构 (43)

5.5.2 熨平底板 (44)

5.5.3 基础熨平板及加宽熨平板的几何形状 (47)

5.6 调拱装置的设计 (47)

5.6.1 调拱装置总体结构及调拱原理 (47)

5.6.2调拱轴的设计 (48)

5.6.3 链轮的设计 (49)

第六章结论与展望 (52)

6.1 结论 (52)

6.2 展望 (53)

致 (54)

参考文献 (55)

第一章绪论

1.1研究背景及意义

沥青混凝土摊铺机是进行沥青摊铺作业的主要机械设备, 用来将拌制好的混合料, 按照路面的形状和厚度均匀地摊铺在已经平整好的路基或路面基层上, 并给以初步的捣实和整平, 形成满足一定宽度、厚度、平整度和密实度要求的路面基层或面层。沥青混凝土摊铺机在高等级公路的铺筑中起着关键性作用，在机械化施工中, 沥青混凝土摊铺机是不可缺少的机种之一，它广泛用于公路、城市道路、大型货场、停车场、码头和机场等工程中沥青混凝土的摊铺作业，也可用于摊铺稳定材料和干硬性水泥混凝土材料。路面摊铺技术的发展，将有助于提高我国高等级路面的质量，从而带动国民经济的发展。它直接影响着铺筑路面的平整度和密实度等，从而影响路面质量和使用寿命。然而，从我国摊铺机的现状来看，一方面，我国企业现在应用的是上世纪从国外引进的已落后的摊铺技术，技术含量较低且缺乏自主知识产权的核心技术；另一方面，由于企业在引进时没有吃透其关键技术，致使我国摊铺机在性能和技术水平等方面尚存在着较大的差距，已不能满足当前及今后我国公路建设的需求。

当前我国公路建设投资仍然保持着很大规模，用户不但对沥青混凝土摊铺机的需求量与日俱增，而且对使用要求也越来越高。因此，在吸收传统摊铺机技术优点的基础上，开发新一代拥有自主知识产权的高作业质量的沥青摊铺机，是加强我国摊铺机技术水平，发挥后发优势，实现我国沥青摊铺机跨越式发展的必由之路，这也为解决我国目前道路施工质量所急需。

本项目将对沥青混凝土摊铺机熨平装置进行研究。通过研究熨平装置的核心技术，从而显著提升我国摊铺机的使用性能和技术水平，改善摊铺作业质量，使其技术水平达到国际同行业先进水平。这不但对提高公路施工质量和速度有着重要的实用价值，而且对生产企业有良好的经济效益和社会效益。

1.2 国外发展情况及趋势

1.2.1 国外发展概况及趋势

问世于20世纪30年代的沥青混合料摊铺机，经过近80年的发展，已成为集机械技术、液压机术、电子技术等高新技术于一身的高科技产品。我国是从20世纪60年代才正式开始，快速发展阶段不足10年。目前国外先进摊铺机的技术现状主要体现在以下五个方面：

（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。

目前，我们可以通过展览会、技术交流以及各种技术资料等多种渠道去了解国外摊铺机的技术发展情况。公路建设的迅猛发展，有力的促进了摊铺机技术的不断提高。当前，摊铺机的发展趋势主要以下几个方面：

（1）高密实度摊铺，熨平板由单排振捣发展为双排振捣梁，并同时在熨平板箱体装有振动器，显著提高了铺层材料的密实度；

（2）多功能摊铺，不但能够铺设沥青混合料，而且也可以摊铺稳定土、RCC材料等多种材料；

（3）人性化和精细化的设计动向

近期的展览会上展出国外摊铺机产品，整机布局合理，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，因为摊铺机布局十分紧凑，接近不见困难，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。

（4）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在早热状态下接合、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）机型多元化

国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。

（6）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;经济性摊铺机极力追求可靠、实用、操作简单、价格低廉。

1.2.2 国发展概况及趋势

20世纪60年代，中国开始研制沥青混合料摊铺机产品，在1986~1993年期间分别引进日本NIIGATA、德国戴纳派克、福格勒和ABG公司的制造技术，同时也进口了大量的德国摊铺机产品。截至目前我们已经形成了可生产制造全系列摊铺机产品的能力，并得到广泛应用，可满足各种工况需求。

（1）产品种类齐全：已形成可批量生产制造履带和轮胎式、摊铺宽度为3-12.5m 的多品种系列摊铺机产品，适应不同工况的需求。

（2）技术水平先进：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。

（3）生产能力强大：拥有一批具有相当先进技术和可进行批量生产的专业摊铺机制造工厂，年生产能力可达1500台套以上。

（4）应用比较广泛：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。

（5）培养专业人才：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。

目前，国有关摊铺机熨平装置的研究主要集中在自动悬挂装置、智能加热装置、抗弯拉紧装置等方面，相关的研究单位主要有东北大学、大学、中国矿业大学、天津工程机械研究所和长安大学等几家。研究容包括建立熨平装置的数学模型，振捣、振动机构的运动学、动力学分析，振动、振捣频率的确定，振捣机构振幅调节方法等，取得了一定的成绩。但大家的研究分析仅停留在理论分析阶段，没有结合熨平装置的实际工作情况，相关试验研究也未见到。专利方面，国有关熨平装置的专利涉及了自动找平系统，熨平板液压伸缩装置，振捣机构的传动控制，熨平板的浮动控制等方面，对于本项目拟将开展的熨平板振捣惯性力平衡技术、振动均匀性技术和箱体热变形抑制技术等方面未见涉及。

国的发展趋势是：

（1）左右行走履带全液压独立驱动方式，可实现圆滑转向摊铺以及无级变速的性能。

（2）全自动比例供料系统。全自动比例及非接触式传感控制方式，使供料自动保持均匀，稳定。

（3）多种组合形式的高密实度熨平装置。

（4）组合式自动找平系统。有效提高摊铺平整度和应用机动性能。

（5）全轮驱动的轮胎式摊铺机。加大附着牵引力，减少打滑，改善轮胎式摊铺机的使用性能。

1.3 薄层罩面技术

1.薄层罩面按功能分为以下三种：

（1）普通型罩面（简称罩面）

（2）防水型罩面（简称封层）

（3）抗滑层罩面（简称抗滑层）

2.薄层罩面适用围：

（1）罩面主要适用消除破损，恢复原有路面平整度、改善路面性能的修复工作；

（2）封层主要适用于提高原有路面的防水性能，平整度和抗滑性能的修复工作；

（3）抗滑层主要适用于提高路而抗滑能力的修复工作。

3.薄层罩面材料要求：