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装订线毕业论文报告纸16米摊铺机履带及张紧装置设计全套图纸,加153893706摘 要摊铺机广泛适用于公路和城市道路的建设和养护,还用于机场、港口、停车场等工程施工。本文详细说明了摊铺机的行走装置和张紧装置的设计:履带式摊铺机履带接地面积大,具有摊铺作业过程中附着牵引力性能良好,不易打滑,同时可起到更好的摊铺滤浪作用,提高摊铺平整度、平稳性,适用于公路大规模的连续摊铺;张紧装置采用张紧弹簧和张紧油缸,松弛的履带会导致它在行驶中产生振跳现象,履带的振跳将引起冲击载荷和额外的功率损耗,加快履带销和销套的磨损.因此履带必须有合适的张紧度.因此履带张紧缓冲机构就显得尤为重要,张紧装置的缓冲弹簧在履带行走机构受到冲击时,起缓冲作用。关键词:摊铺机,履带设计,张紧装置设计ABSTRACTPaver is widely used in highway and urban road construction and maintenance, but also for airports, ports, car parks, such as construction. This article details the walk paver installation and design of the tensioning device:Crawler crawler paver grounding area with paver traction attachment processes in good and difficult to spin, at the same time could play a better role in paving wave filter to improve the smoothness paver, smooth, and apply major highway scale continuous paver;Tension spring tensioning devices and tensioning the use of the fuel tank, Relaxation of the track will lead to vibration generated in a moving dance phenomenon, Tracked jump to the vibration caused by impact load and additional power loss, Track sales and marketing to accelerate wear and tear sets, Therefore it must have a suitable track tensioning degree,and so track buffer body tension is particularly important.when It have a dampening effect ,the buffer spring tensioning device in the body by the impact of walking tracks.KEY WORDS: paver ,the design of the,track, design of the Tensioning device 第 2 页装订线毕业论文报告纸目 录第一章 绪论11.1 选题的背景及意义11.2 国内摊铺机发展现状21.2.1 中国摊铺机概况21.2.2 中国摊铺机的选型21.2.3中国摊铺机的技术发展31.2.4 对我国摊铺机发展的看法41.3 国外摊铺机发展现状41.4 总结语6第二章 摊铺机简介及工作原理72.1 摊铺机的分类72.2 摊铺机的主要结构及特点82.2.1发动机82.2.2传动系统82.2.3供料设备102.2.4工作装置102.2.5自动找平系统112.2.6操纵控制系统112.2.7 底盘的结构112.3 摊铺机的工作原理122.4 摊铺技术132.4.1摊铺机结构参数的调整与选用132.4.2摊铺机的起步142.4.3.摊铺速度14第三章 履带行走装置结构特点分析及理论计算153.1履带153.1.1履带板结构型式153.1.2履带节距153.1.3履带销和销套163.2 驱动轮163.2.1主要参数163.2.2驱动轮齿形173.2.3强度计算173.3 支重轮和托轮173.4 引导轮和张紧装置18第四章 履带液压张紧缓冲装置的设计计算204.1 结构组成204.2 主要设计参数分析214.2.1摊铺机前进时液压张紧机构的张紧力214.2.2摊铺机后退时液压张紧机构的张紧力224.2.3 张紧液压缸的设计234.2.4 蓄能器的选用设计244.3 结论25总 结27致 谢28参考文献29装订线毕业论文报告纸第一章 绪论1.1选题的背景及意义 随着中国经济的迅猛发展,公路交通事业也蒸蒸日上,公路的数量和质量不断提高.沥青路面由于舒适性以及维护方便,受到广泛青睐,所占比例逐渐扩大.沥青混凝土摊铺机作为修筑沥青混凝土路面最主要的机械之一,直接关系到路面的质量,其重要性不言而喻,如何选择合适的摊铺机是广大交通工作者普遍关注的事情.一级公路和高等级公路对路面的平整度的要求高,而水泥稳定碎石基层的平整度对沥青路面的平整度有着定性的作用,只有采用摊铺机摊铺水泥稳定土混合料,并采用合适的碾压工艺进行碾压才能满足这些要求。工程机械行业是我国机械工业16个重要行业之一,已发展为包括挖掘机械、铲运工程机械、工程起重机、机动工业车辆、压实与路面机械、城市建设机械、工程零部件以及其他机械在内的18大类、288个系列、约4300多个型号规格的产品,具有相当规模和一定技术水平。现代工程建设单位一般工期都较短 对质量的要求也越来越高 建设施工单位不得不选用世界一流的产品来保障施工质量和进度, 对机器没有1 0 0 把握和信赖很难使其决定购买。一旦摊铺机故障停机, 相应的搅拌设备、运输车, 各型配合的压路机, 以及人员就得全部停机待工 给施工单位带来重大的经济损失j 另一旦因施工质量不合理导致摊铺后形成路面重新铣刨掉重铺, 那将给施工单位带来的是灾难性的经济损失和工期的拖延。工程机械行业是一国国民经济中的重要组成部分,对一个国家的基础设施建设、农业生产、工业生产有着不可替代的重要作用。工程机械产品被广泛应用于水利、电力、冶金、矿山、环保、交通运输、石油、化工、城市基建等基础设施建设领域,对支撑和带动国民经济的发展具有极为重要的作用。从国际上看,工程机械产品的设计与生产能力往往反映了一个国家的技术先进程度、经济发展水平和综合国力强弱。由于与国民经济发展关联密切,工程机械行业的发展状况在一定程度上成为反映国民经济的“晴雨表”。中国的工程机械总体上经过上世纪90年代末和本世纪初波澜壮阔的、跨越式的发展可以说踏入了与世界同步竞争的舞台,引进、模仿照搬的时代已经过去了新一轮的竞争刚刚开始 我国通过 863 国家高新技术项目一工程机械机群智能化系统研究其摊铺机总体技术有了很大提升。但应看到2007年外资品牌摊铺机销售量占国内总销量的15以上,2008年达到17 2009年26高端沥青混凝土摊铺机国内产品的技术仍还处于劣势。我国摊铺机制造业起步较晚,摊铺机整体制造技术水平和研发能力明显落后于工业发达国家。从20世纪80年代起,随着高等级公路建设迅速发展,开始逐步进口适用于高等级公路路面摊铺作业的摊铺机。据粗略统计,到2000年年底已累计进口约800多台套摊铺机。在进口的高等级摊铺机中,德国VOGELE和ABG两家公司的产品占据了主导地位,市场占有率达80%以上,此外,还进口了德国DEMAG、DYNAPAC(制造厂在德国)、美国BLAWKONX、BARBERGREENE,意大利MARINI、BITILI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9m以上的高密实度摊铺机产品。为扭转国家公路建设设备依赖进口这一被动局面,我国通过多种形式引进国外先进技术,并在消化吸收的基础上进行二次创新,使我国摊铺机整体制造水平上了一个台阶。1.2 国内摊铺机发展现状2O世纪60年代,中国开始研制沥青混合料摊铺机产品,在19861993年期间分别引进13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。1.2.1 中国摊铺机概况已形成可批量生产制造履带和轮胎式、铺宽为3125m的多品种系列摊铺机产品,适应不同工况的需求。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。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。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。1.2.2 中国摊铺机的选型摊铺机发展中的选型必须紧密地结合中国道路施工的具体国情和需求。在借鉴国外先进技术和结构时,要遵循充分满足中国道路质量和合理成本等要求。否则将会导致不必要的浪费,甚至产生诸多严重后果。下述几个方面应予以总结,少走弯路。(1) 低速高密实度摊铺的理念目前我们施工应用摊铺机产品绝大多数是低速高密实度型式的摊铺机。它具有可提高摊铺平整度,减少材料浪费和减少压实遍数等优势。此外,我们目前施工机械配套能力(包括沥青混合料、搅拌设备、压实机械等)也较低。实际施工证明:采用低速高密实度摊铺机,要比快速摊铺机更合理,在有效地保证质量的同时,还能适当降低成本。(2) 履带式和轮胎式的选择履带式摊铺机履带接地面积大,具有摊铺作业过程中附着牵引力性能良好,不易打滑,同时可起到更好的摊铺滤浪作用,提高摊铺平整度、平稳性。公路大规模的连续摊铺作业很少转移工地,故履带式摊铺机更适合公路施工,而城市道路施工,如果转移过多,则选用轮胎式更适宜。(3) 采用稳定土摊铺机进行基层摊铺采用自行研制的性价比较为合理的国产稳定土摊铺机进行道路基层稳定材料的摊铺,替代平地机摊铺方式,由于摊铺平整度较好及路边缘整齐,可减少1015材料浪费,减少压实遍数,提高生产效率等。尤其可以保证公路基层良好的施工质量。(4) 摊铺宽度的选择目前,不依据具体工况的需求,过份地强调和选用摊铺宽度超过12m的大型摊铺机,片面地推广一次性全幅路面无纵向接缝的摊铺方式。而忽视其造成不必要的摊铺材料过度离析的后果,给我们摊铺质量带来了严重的问题。国外采用多台摊铺机阶梯作业方式,可有效避免材料严重离析,而纵向接缝质量是能够控制的成熟技术,不会影响路面摊铺质量。这是值得我们吸取教训的。1.2.3中国摊铺机的技术发展发达国家的摊铺机制造和应用已有80余年的历史。我国是从2O世纪6o年代才正式开始,快速发展阶段不足1O年,目前已具有年生产制造1500台套以上的能力。现已进口了德国进口摊铺机均超过200台套。其中以ABG和福格勒公司的摊铺机产品居多。中国已成为德国摊铺机的主要进口国,约占德国每年总产量的15左右。1. 现代先进摊铺机的关键技术和结构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。确保高质量连续摊铺作业。3)多种组合形式的高密实度熨平装置。目前具有多种组合的高密实度熨平装置,分别采用不同工作原理和结构。福格勒公司近期开发研制适合不同工况的多种熨平装置,更便于用户选择应用。4)组合式自动找平系统。将参照基准分别设置在已摊铺和未摊铺的路面上,并采用非接触式传感装置,有效地提高了摊铺平整度和应用机动性能。5)全轮驱动的轮胎式摊铺机。加大了附着牵引力,减少打滑,改善了轮胎式摊铺机的使用性能。1.2.4 对我国摊铺机发展的看法摊铺机的质量主要包括技术性能、结构、可靠性、稳定性以及故障率等综合指标。评估摊铺机的优劣,要采用在多种工况下,定量的施工时间的科学方法进行考核验证和评估。1)我国目前各个制造厂家生产的高档摊铺机产品基本上都采用德国先进摊铺机型的技术和结构。其主要的液压元件、电控元器件、传动箱体等均选用进口件。亦有发动机也采用进口产品。因此摊铺使用性能、平整度、压实度、摊铺路面几何尺寸以及使用工况等方面基本上均可达到国外同类摊铺机的技术水平。2)我国摊铺机在使用可靠性、稳定性以及故障率等方面尚存在相当大的差距,由于国内整体技术水平、加工工艺、装配、人员素质以及国产配套件和材料等方面差距较大,故使得我们的产品制造方面存在诸多先天不足。3)国产配套件包括发动机、液压件、电控元器件、传动部件以及重要材质等方面的质量,均与国外有相当大的差距,但这是影响摊铺机产品质量的关键条件之一。因此,亟待完善和提高,否则将会制约摊铺机的质量和技术发展。4)自主开发创新能力亟待改进和提高。我们在引进、学习和借鉴国外先进技术、结构等方面都做得相当不错,也很及时。但属于我们自主开发的专利技术和结构极少,这将会制约我们今后的发展和产品大规模出口业务。5)各摊铺机搀假充分利用了解中国国情、市场以及摊铺机产品的优势,开发研制出稳定土摊铺机。多种档次的摊铺机产品等方面适应了中国市场不同工况需求,使我国摊铺机产品市场实用性很强,在这方面取得了良好效果。6)中国摊铺机不能停留在国内市场上进行残酷价格战的层面上,要在质量和品牌上多下工夫,开发研制出同档性价比占优势的多档产品,增强自身的竞争力。同时要利用我们的性价比优势,尽快大力开拓国际市场,逐步形成稳定的国际市场。1.3 国外摊铺机发展现状20 世纪30 年代,VOGEL E 公司生产出世界上第一台沥青混合料摊铺机,主要靠轨道作为基准来保证路面的平整度。BARBER - GREENE 公司在1937 年推出拖式摊铺机,它由拖拉装置和浮动熨平装置组成,结构简单,尺寸较小。但其供料装置功能简单,不能根据需料量控制进料量的大小;在找平性能方面,仅采用了浮动熨平板的自动找平特性,找平效果较差。5070 年代,随着液压技术的成熟及自动控制理论的发展,摊铺机在功能上有了较大进步, 除了摊铺宽度和厚度有所增加外,在找平装置、供料系统等方面与从前产品相比有着本质的改善当今世界有8 大摊铺机制造厂商:ABG、VO2 GEL E、BLOW - KNOX、DYNAPAC、DEGAG、MARINI、BTELL T 和CATERPILLAR。这些公司的技术代表了当今世界摊铺机的发展方向。ABG公司的产品目前是国际摊铺机市场首选品牌,其大型摊铺机在中国市场上的占有率已达70 %以上。INGERSOLL - RAND 瞄准中国路面机械市场,相继兼并了德国ABG 公司和美国BLOW- KNOX 公司, 从而形成INGERSOLL - RAND、Wirtgen (VOGEL E) 与Met so (DEMAG 与DYNA2 PAC) 三足鼎立的态势。国外品牌的摊铺机技术的新发展主要体现在以下几个方面:(1)全液压新技术国际上发达国家正在用全液压,全自动的先进摊铺机代替各种老型老产品,其技术性能都很强大(2) 环保节能国外摊铺机在整机噪声控制方面采取了许多有效措施,使整机噪声控制在110dB以下。福格勒系统摊铺机具有发动机经济型运转模式选择开关,超级1600系列发动机特点在94KW/(1800r/min);超级1800系列在125KW/(1800r/min)。由于发动机3/4的谈扑工况不需要满负荷工作,故而该技术的应用可明显降低机器的燃油油耗、磨损及噪声;TITAN 8820多功能摊铺机选用道依茨BF6M1013ECP发动机,可满足欧排放标准,散热系统由马达扑动风扇,设有温控系统,可以降低噪声并节能。(3) 智能控制操作英格索兰ABG摊铺机的EPM电子管理摊铺作业系统已发展到第二代,该系统既有数据远程传送,卫星跟踪定位,电子路面扫描系统及镭射找平等功能,还有触摸式操作平台实现整机运作情况监测及故障诊断,在面板上实现刮板无级调速、夯锤频率调整等。(4) 熨平板技术英格索兰ABG摊铺机的熨平板设有停车等料、起步双重锁定功能(防起步爬升及防停车下降);带张紧调节油缸机构,可防止熨平板纵向变形,保证摊铺质量;拱度液压调节,方便施工;专利技术的VB88熨平板延伸段采用液压快速连接机构,安装方便快捷,使市政维护等施工更有弹性,效率更高;夯锤和振动装置不通过皮带而是由马达直接驱动;可配置高密实度自动伸缩型熨平板和标准型伸缩熨平板;英格索兰ABG和福格勒均展出了机械加长熨平板液压伸缩加长块新技术,该技术弥补了机械加长熨平板宽地不能无级变化的缺陷。(5) 人性化设计 纵观国外厂商推出的摊铺机,无不体现以人为本的人机工程设计原则。英格索兰ABG熨平板拱度液压调整,延伸段液压快速连接机构;福格勒和戴纳派克螺旋分料器高度可机械或液压无级调幅等,使机器安装轻便快捷,效率更高;福格勒SUPER 2100C摊铺机的驾驶台整体可以后翻,易于接近所有维修点,料斗前部液压折叠,确保料斗排空,减少人工劳动强度,司机座椅和控制面板一起可以摆动至两侧,视野更佳。1.4 总结语沥青混凝土路面施工是一项技术性强,工艺要求高的作业,现代化的摊铺机和摊铺技术是路面平整度的保证.如何根据工况选择合适的摊铺机以及在摊铺过程中的控制技术,仍然是施工技术人员继续探讨的课题.第二章 摊铺机简介及工作原理沥青混合料摊铺机(以下简称摊铺机)是修建高等级公路沥青路面必不可少的机械之一,是集机、电、液技术为一体的非常复杂的机械。它可将以拌制好的沥青混合料按一定的技术要求(横断面形状和厚度)。迅速而均匀地摊铺在已整好的路基或底基层上,并给予初步捣实和整平。这既大大增加了铺筑路面的速度,节约了成本,又提高了路面的质量。2.1摊铺机的分类沥青混凝土摊铺机广泛适用于公路和城市道路的建设和养护,还用于机场、港口、停车场等工程施工。沥青混凝土摊铺机的分类:(1)按行走装置分有轮胎式和履带式轮胎式摊铺机:一般为全桥驱动,其前轮为实心光面轮胎,实心的目的是为了防止因料斗内混合料重量的变化引起前轮的变形,而影响到摊铺厚度的变化;后轮为充气或充气液二相轮胎,可提高其爬坡及附着能力。轮胎式摊铺机可获得较大的行驶速度,机动性好,在弯道上摊铺可实现较平化过渡。 履带式摊铺机:其履带式为无履刺式。履带式摊铺机可获得较大的牵引力,接地比压低,对路基不平度敏感性较差。但其行驶速度较低,在弯道处摊铺机会形成锯齿状。(2)按动力传动系统分有液压式、机械式和液压机械式三种。液压式摊铺机的行走、供料、分料、熨平板和夯实板的振动、熨平板的延伸等均采用液压传动。目前摊铺机向着全液压的方向发展,并广泛采用机电液一体化技术。机械式摊铺机的行走、供料、分料采用机械传动,结构复杂,操作不便。由于传动链多,且中心距较大,故多采用链式传动,调速性和速度匹配性较差。液压机械式摊铺机的结构是机械式和液压式摊铺机的综合。因而,结构特点和使用性能介于二者之间。(3)按摊铺宽度分有小型、中型、大型和超大型四种。小型摊铺机摊铺宽度一般小于3.6m,主要用于沥青混凝土路面的养护和低等级路面的摊铺。中型摊铺机摊铺宽度一般为45m,主要用于二级以下公路的修筑和养护作业。随着自动调平系统的应用,该机型也可用于一级公路的摊铺。大型摊铺机摊铺宽度在510m之间,主要用于高等级路面的摊铺,传动形式以液压机械式和全液压式为主。具有自动找平系统,摊铺质量高。超大型摊铺机摊铺宽度在10m以上,主要用于高速公路的施工,路面纵向接缝少,整体性好。目前公路工程常用的摊铺机的类型有:西安筑路机械厂LT-6型,镇江路面机械制造厂的ZLTLZ45型,德国产ABC Titan411型,VOGELE Super 1700型,意大利玛莲尼公司的P176及C300型等2.2摊铺机的主要结构及特点沥青混凝土摊铺机主要由一台特制的轮胎式或履带式基础车(发动机 传动系统)、供料设备、行走系统、以及操纵机构等部分组成。2.2.1发动机 摊铺机一般选用高速柴油机做动力。由于摊铺机始终处在较高的环境温度下工作,较多地选用风冷柴油机以保证工作可靠性。摊铺机应稳定在选用的作业速度下连续工作,这一原则对选用发动机提出了更高的要求。即发动机应具备了足够的持续功率和良好的外特性,发动机要与液压传动和机械传动油最佳的功率匹配。2.2.2传动系统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,另外还有控制系统和熨平装置的动力传动。目前国内外摊铺机的传动系统有机械和液压传动两种,机械传动在中小摊铺机中采用比较多,如国产LT6摊铺机行走的传动系统为机械传动,料斗及熨平板的提升以及液压为动力,大型摊铺机均采用液压传动。图2.1为LT6摊铺机的传动系统简图,传动路线:发动机离合器主变速箱链传动高低变速箱差速器半轴链传动后轮。LT6液压传动力从发动机前端和主变速箱取力齿轮取力驱动液压泵,为前料斗、熨平板及转提供液动力。液压传动已在大型摊铺机上普遍使用,不同型号的摊铺机其液压系统各有差异,但其基本构成大致相同,均有发动机通过动力箱驱动各液压泵,并将液压油输送到液压马达或油缸等液压元件,再通过控制系统操纵液压元件,完成摊铺机的各项作业。图2.2是德国的SUPER1600摊铺机的液压泵驱动示意图,发动机的飞轮端装有动力箱,动力箱有多根动力轴分别驱动行走、刮板、螺旋、振捣等液压泵。行走系统的液压传动一般采用闭式回路,有变量泵变量马达和变量泵定向马达两种结构式,液压马达将动力传给齿轮变速箱,一般变速箱内设有23个档位,动力传经差速器及链传动等驱动行走系统。刮板和螺旋分为左右两个独立的系统,操作方便。图2.1 机械传动系统简图1.发动机; 2.离合器; 3.主变速箱; 4.传动链; 5.后轮; 6.摩擦离合器; 7.高低速变速箱; 8.传动链; 9.刮板输送器; 10.螺旋分料器图2.2 SUPER1600型摊铺机液压泵驱动示意图1.发动机; 2.分动箱; 3.(右侧履带)轴向柱塞泵; 4.(左侧履带)轴向柱塞泵; 5.(液压棒)齿轮泵; 6.(二次振捣)齿轮泵; 7.(液压振捣)齿轮泵; 8.(螺旋分料)轴向柱塞泵; 9.(刮板输料)轴向柱塞泵; 10.(振捣梁)齿轮泵; 11.补油齿轮泵; 12.(油缸)齿轮泵; 13.专用电机2.2.3供料设备 供料设备由料斗、刮板输送器和闸门组成 料斗 置于机械前面,用来接受汽车卸下的混合料。它由底板与左右侧壁组成,前面敞开,后面以闸门作为后壁,其横截面有梯形和箱型两种。料斗的两侧壁连同其毗连部分(斗底)都可由其下面的油缸向中央顶翻,以便将料斗内的混合料向中央倾卸。刮板输送器位于料斗下面,用来将料斗内的混合料连续向后输送到摊铺室内,它由一块与斗底公用的底板和两副装在链条上的许多刮板所组成的,如图所示。链条的转动就是刮板沿底板向后移动,将斗内混合料向后刮送,一直送到摊铺室内卸下。左右两副刮板独立操纵,可控制在同速或不同速下运转。 闸门有左右两扇,可以独立升降,以控制向后输送混合料的强度。闸门开启的大小有标志,驾驶人员可在驾驶室内观察到。现在摊铺机一般设有供料电控系统,可根据摊铺室内混合料高度的变化成比例的调整供料速度。2.2.4工作装置工作装置由旋转摊铺器、夯实板和熨平板组成。螺旋摊铺器是由两根大螺距、大叶片、螺旋方向相反的螺杆组成。它们同向旋转时能将混合料自中间向两侧推移。夯实板是左右两块矩形板,由液压驱动的偏心轴来驱动作上下振动,对所铺混合料进行初步振实。熨平板紧贴在夯实板之后,分左右两块,由竖板与箱型纵截面的底座组成。用来熨平混合料并做成所需路拱。箱型底座中装有电加热器(远红外加热器),以便冬季施工时加热混合料。螺旋摊铺器,夯实板与熨平板三者的左右外侧都可接加长段,以便摊铺更宽的路面。2.2.5自动找平系统现代摊铺机都没有自动找平系统,可根据道路不平度的变化随时调节两大臂牵引点的垂直高度,使摊铺的路面平整度符合技术要求,而不受路基不平度的影响。其工作情况如下:摊铺机工作时,当左侧路面不平使左牵引点升降时,安装在左牵引臂上的纵坡传感器也随之升降,改变了传感器的传感臂与基准线之间的初始夹角(一般为450)从而产生高度偏差信号,并经驱动电路推动左侧电磁阀,使调平油缸带动牵引臂的牵引点升降,直接熨平板恢复原来的工作抑角,传感器也回到原位.此时偏差信号消失,油缸停止调节。右侧的调节与左侧相似,不同之处是它用横坡传感器检测横坡坡度的变化,只要有坡度偏差,右侧调平油缸便进行调节,直到横坡度恢复设定值。2.2.6操纵控制系统摊铺机的操纵控制系统比较复杂,由于摊铺机的类型、结构和自动控制程度不同,操纵控制的区别较大。一般结构有行走、变速、差速器操纵、转向、料斗倾翻、发动机油门控制、熨平板升降、刮板输料和螺旋分料速度控制、熨平板加热、熨平板延伸、拱度和厚度的操纵等。大型全液压摊铺机为便于作业,将方向行走等操作系统做成可移动式,按作业需要可任意移到方便的位置。2.2.7 底盘的结构摊铺机的底盘是指机体与行走机构相连接的部件,它把机体的重量传给行走机构,并缓和地面传给机体的冲击,保证摊铺机行驶的平顺性和工作的稳定性,底盘是摊铺机机的骨架,用来安装所有的总成和部件,使整机成为一个整体摊铺机底盘目前的结构一般为液压驱动,刚性连接式车架,底盘主要包括车架及行走装置,车架为框架焊接结构,上面有发动机、油水散 热器、燃油及液压油箱、操纵装置等的安装支架;底盘的行走装置主要包括驱动轮、导向轮、支重轮、 托链轮、履带总成、履带涨紧装置及行走减速机、纵梁等组成、行走装置中左、右纵梁分别整体焊接 后,与中间整体框架式车架用高强度螺栓连接成为一个整体车架。底盘的车架后端可两个蛙式支腿或两个垂直的支腿,可有效降低支腿部分重量及简化结构,底盘的行走 装置主要包括履带张紧装置、 橡胶履带总成、驱动轮、导向轮、支重轮及行走减速机等组成。底盘的 橡胶履带有两种结构方式可选择,一可采用BRIGESTONE公司的整体式橡胶履带;二可采用 BERCO公司的组合式橡胶履带的结构,二者相比前者结构简单,节距较小,车架高度较低,但后者 强度高,可承受更大的载重量,损坏后可以更换,驱动轮、导向轮、支重轮、履带张紧装置都可直接 配套。底盘的履带张紧装置由张紧油缸、张紧弹簧、导向轮、油杯等组成。2.3 摊铺机的工作原理通常把摊铺机的调平大臂与熨平板的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。 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/考试大/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,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/考试大/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。 2.4 摊铺技术 2.4.1摊铺机结构参数的调整与选用摊铺机结构参数是指熨平板的宽度、拱度、工作角,螺旋分料器的长度、位置,振捣器和振动器的振幅、频率等。同一台摊铺机当选用的结构参数不同,则铺筑出的摊铺层质量就不一样,合理地调整与选用各结构参数值,是保证摊铺层均匀一致、平整密实的重要前提。 ()熨平板宽度的调整与选用 每种型号的摊铺机其熨平板都有一个基本宽度,也就是最小宽度。通常摊铺机使用时,摊铺层的宽度要等于或大于熨平板的基本宽度,若摊铺层的宽度大于基本宽度时,则可采用机械或液压伸缩方式加宽熨平板。加宽不是无限制的,目前使用的摊铺机其熨平板最大加宽可达,路面再宽可采用分次摊铺,或采用多台摊铺机呈梯队形同时作业。 ()熨平板工作角的调整与选用 工作角的取值,一般都是通过试铺确定下来。试铺时先在摊铺机熨平板下垫木板。木板长约为熨平板的长度,宽度取,厚度为路面该层设计厚度乘以所用沥青混合料的松铺系数松铺系数应在试铺中确定,此时可根据有关规范推荐的数值结合以往经验暂定下来。每节熨平板下最好都垫一块这样的木板,或至少在板宽三分点处各放一块。当熨平板加热完毕呈平直状后,转动厚度调节螺杆手柄,让熨平板前缘略微抬起,产生一个小的仰角即工作角,在摊铺厚度小于时,其变化范围一般在之间,然后进料,开始摊铺。待摊铺机走出一段距离后,量一下摊铺层厚,若厚度小于要求的松铺厚度时,再适当转动厚度调节螺杆手柄,加大工作角。相反,若厚度大于要求的松铺厚度时,则须适当减小工作角。每调节一次至少让摊铺机走出后,再在熨平板后缘附近测记厚度,因为此时厚度方才稳定,否则所测厚度无代表性。 ()拱度的调整与选用 一般摊铺机上都设有拱度调节机构,并刻有拱度值,通过转动拱度调节器,可将熨平板调节至路面设计的拱度。 ()螺旋分料器长度的调整与选用 螺旋分料器的长度应与摊铺机熨平板的宽度相适应。当熨平板较宽时,螺旋分料器亦应较长;反之亦然。 长度的调整方法,依机型的不同而异。通常对于具有单层式熨平板的摊铺机,其螺旋分料器一般是靠人工借助螺栓将一节节叶片依次固定在横轴上的,叶片愈多,螺旋分料器就愈长;而具有双层式熨平板的摊铺机,其螺旋分料器的长短是通过液压系统实现自动延伸或缩短的。 2.4.2摊铺机的起步摊铺机的起步有两种情况:某一沥青层第一次摊铺时的起步和在已铺层上对接时的起步。前者须将摊铺机驶至起铺处,让熨平板前缘位于起铺线后约处,并在其下至少垫两块厚度与该层松铺厚度相同的木板支撑住熨平板;后者须将熨平板置于已铺层上,并让熨平板前缘与接口平行,其下应垫厚度等于已铺层的松铺厚与压实厚之差的木板。 熨平板就位后要进行预热,根据机型不同,加热方式有燃气加热、燃油加热和电加热三种。不管哪种加热方式,都要注意加热均匀,防止局部过热和熨平板底板变形。加热温度以达到与所铺混合料的温度相同或略低为好。 2.4.3.摊铺速度摊铺机的工作速度与混合料的供给能力、混合料类型、摊铺层横截面尺寸和摊铺机类型等因素有关。一般可通过简单计算和经试铺根据连续工作原则确定下来。所谓连续工作原则是指,自摊铺机起步至规定段长或完成当日工作量之前,摊铺机始终按选定的速度不中断地前进,不得发生因供料不足而放慢速度或停机。 摊铺沥青面层时,摊铺速度宜选在之间。太慢了,作业效率低下,机件磨损严重;太快了,既增加供料难度,又不能保证摊铺层的初始压实度。第三章 履带行走装置结构特点分析及理论计算履带行走装置是行走系中工作条件最恶劣的部件。设计行走装置时,应满足下列要求:(1)适应不同的路面条件,有良好的附着性能和通过性能;(2)有足够的强度、刚度,耐磨损、耐腐蚀,工作可靠,寿命长;(3)重量轻,维修简便。我国已有四轮一带(驱动轮、引导轮、支重轮、托轮和履带)的统图,为行走系的设计和维修提供了方便。3.1履带履带用来传递牵引力,保证整机附着性能和承受机体重量和地面冲击,由于直接与地面接触,履带的工作条件十分恶劣,是最易损坏的零部件之一。目前,履带式机械广泛采用组合式履带,这类机械由履带板、链轨节、履带销和销套组成。履带的设计内容主要包括:履带板结构型式和履带节距的确定,履带销的强度计算。履带的主要设计要求是提高耐磨性和延长使用寿命。3.1.1履带板结构型式根据工程机械类型和作业地面的条件选择履带板的结构型式。履带板按其履刺的形状、尺寸和布置的不同,分单履刺型,矮履刺型,多履刺型,三角型和岩基型等结构。推土机一般用单履刺型,取其牵引性能好。装载机一般用矮履刺型和双履刺型,兼有良好的牵引性能和转向性能。 工程机械用的履带板通常采用轧制,以利于节省材料,提高质量。履带板的材料可以用40Mn2Si钢材,调质处理后中频淬火,板体硬度为HRC3845。履带板的破坏形式主要是筋部的磨损、板部的弯曲和局部断裂。3.1.2履带节距履带节距可以参考同类机型选取,也可以用经验公式计算在本次设计中,摊铺机整机重量为25T,所以=2.5N103 N,可求得履带节距=10=223.6mm,为了符合工程机械“四轮一带统图”所以取节距为228.5mm。 所选履带节距应符合工程机械“四轮一带”统图,统图中的节距系列有173mm、203mm、216mm和228.5mm四种。 为满足强度和刚度要求,随着功率(或机重)的增大,履带节距增大,链轨节的结构尺寸也相应增加。增大履带节距可以减少履带板数目,有利于接地比压均匀和履带节销摩擦损失的降低,但将增大驱动轮的直径。 链轨节一般用45钢锻造并经淬火,轨面硬度为HRC5055。链轨节的主要破坏形式是工作面磨损和啃轨。3.1.3履带销和销套履带销和销套是连接链轨节的铰链,两者之间能产生相对转动,磨损后可以更换。履带销通常用50钢制造,高频淬火后表面硬度为HRC5663。销套通常用20钢制造,渗碳淬火后表面硬度为HRC5864。履带各零部件强度计算时的计算载荷按机械在横坡上工作掌握,机重的75%由一侧履带承受,发动机提供给驱动轮以足够的力矩,传到下侧履带的最大驱动力受地面附着条件限制(取附着系数为1) 求得=0.75=18.75 N强度计算可以按机械零部件的常用方法进行。履带板和链轨节应验算抗拉强度,履带销需作弯曲强度和剪切强度的校核。3.2驱动轮驱动轮有组合式和整体式两种,齿圈的结构尺寸可以参阅“四轮一带”统图。驱动轮的主要设计要求是减小轮齿磨损、保证啮合平稳和拆装方便。3.2.1主要参数(1)节距,应与履带节距一致。(2)齿数,增加驱动轮齿数,能使履带速度均匀性改善,摩擦损失减少,但导致驱动轮直径增大,引起机重和整机高度的增加。驱动轮齿数一般为奇数,使得啮合过程中每个齿都能和节销啮合。若齿数为偶数,则仅有一半齿参加啮合,齿面磨损后拆下重装时,可以让另一半齿参加啮合,这样可以延长使用寿命。驱动轮的齿数通常取=2327。(3)节圆半径,减少驱动轮节圆半径可以使总传动比减小,机重减轻。但节圆半径过小会使齿数变少,引起传动不均匀。驱动轮节圆半径可以按下式计算 由上式计算得=438.61mm,圆整为440mm。 履带式机械驱动轮节圆半径一般为=400500mm。3.2.2驱动轮齿形 驱动轮的齿形应能保证节销顺利地进入啮合和退出啮合,保证工作面间的冲击力和接触应力小,磨损轻、寿命长和工作可靠。驱动轮常用的齿形有直线形和凹齿形两种。可以按统图进行选择设计。3.2.3强度计算 驱动轮的计算载荷与履带一样,假定一侧履带所传递的最大驱动力受地面附着条件限制,并认为扭矩只经一个轮齿传递。按机械零部件的计算方法验算轮齿的弯曲强度和齿面接触强度。 驱动轮轮齿根部的弯曲应力应满足式中:h齿高(假定力作用在齿顶),mm。 驱动轮轮齿齿面挤压应力应满足式中:b轮齿宽度,mm; d履带销套外径,mm。 为提高驱动轮的耐磨性,驱动轮常选择较高淬透性和较低热敏感性材料制造,以提高其使用寿命,多采用45,50或ZG45,ZG50钢铸造,齿面经淬火后硬度为HRC5057 。许用弯曲应力=400500M,许用挤压应力=5001000M。3.3 支重轮和托轮 支重轮经常在泥水中工作,且承受强烈的冲击,设计中要求滚动表面和轮缘具有高强度和耐磨性以及轴承处密封可靠,以提高各磨损零部件的寿命。 支重轮滚动表面的直径d可以参考国内外同类机型选取,一般取为履带节距的11.25倍,同时所选的d值应符合工程机械的“四轮一带”统图。 为了减少支重轮的磨损,应使轮缘对履带的接触应力小于许用接触应力式中:b支重轮缘工作宽度,mm; r支重轮半径,mm; n支重轮个数; 许用接触应力,=230M。 支重轮轴的强度计算是假定机械越过突起障碍时,每侧各有一个支重轮承受整机总重,即支重轮上的最大径向计算载荷为机重之半,按该工况计算支重轮轴的弯曲应力。支重轮轴承是按经常载荷计算,假定压力中心偏移,取受力最大的一支重轮载荷作为计算载荷式中:,。代入上式整理后,得经常载荷可以利用计算轴承比压和发热。支重轮体材料一般为35钢或50钢,表面淬火后硬度为HRC4857;支重轮轴材料通常为45钢或50钢,表面淬火后硬度为HRC55,心部调质硬度为HB255285。滑动轴承是由铅青铜或磷青铜烧结合金制成的双金属轴套,许用比压=1.5 M。托轮与支重轮相比,受力较小,磨损也轻,因此结构较简单,尺寸略小,通常不进行强度计算。托轮常用灰铸铁或ZG50钢铸造,轮缘表面不经机械加工。一般安装时为悬臂型式。3.4引导轮和张紧装置引导轮和张紧装置是用来引导和张紧履带,并调节履带的松紧程度的。张紧装置中的弹簧可以起缓冲作用,还能防止履带等零部件过载。引导轮和张紧装置的主要设计要求是保证履带行走装置的张紧和缓冲性能。引导轮的轮面通常是中间凸起的,其宽度便于卡入两条履轨之间。引导轮轮体一般用箱式结构,强度较好。轮缘通常不加工。通常用ZG50钢铸造,经淬火后表面硬度为HRC55。引导轮能够沿台车架纵梁前后移动,以调节履带的松紧。调节行程应大于履带节距的一半,以便在履带因磨损而伸长时,拆去一块履带板后能继续使用。张紧度调整机构的型式有螺杆式和液压式。螺杆式结构简单,但调整费力,尤其在螺纹生锈后更加困难。液压式是利用黄油枪将油脂注入油缸,靠油脂压力将引导轮前推,调整方便省力,应用较广泛。 张紧装置的缓冲弹簧必须有一定的预紧力,是机械前进时不因稍受外力作用就影响履带销和驱动轮齿的正常啮合。同时应保证机械倒退、转向和制动时履带不脱轨。预紧力不能太大,当履带受到较大冲击力时,缓冲弹簧应能进一步压缩,以保护行走系各零部件不致损坏。 通常缓冲弹簧预紧力为=(0.60.9)。弹簧最大变形压力为。缓冲弹簧的工作行程是指弹簧由预紧状态到最大变形状态时的附加变形量。为了使驱动轮和履带间挤入石块时不致卡死,应使履带可以在驱动轮顶圆上滑动脱离啮合,故工作行程为式中:h驱动轮齿高,mm。第四章 履带液压张紧缓冲装置的设计计算 履带行走机构是履带式行走机械设备的一个重要组成部分 ,松弛的履带会导致它在行驶中产生振跳现象,履带的振跳将引起冲击载荷和额外的功率损耗,加快履带销和销套的磨损。另外,履带过分松弛将使履带容易脱轨 ,因此履带必须有合适的张紧度。但履带也不能调得过紧,否则将增加履带销与销套以及引导轮
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