沥青混合料摊铺机课件.ppt

第五章 沥青混合料摊铺机,长安大学工程机械结构分析课教学,制作：展朝勇,1,第五章 沥青混合料摊铺机,第一节 概述第二节 沥青混合料摊铺机构造第三节 沥青混合料摊铺机工作装置第四节 摊铺机操纵与控制系统,2,一、沥青混合料摊铺机的作用,沥青混合料摊铺机为用来摊铺各种沥青混合料、稳定土材料、铁路道渣等筑路材料的专用机械，它将拌和好的混合料按照一定的要求（截面形状和厚度）迅速而均匀地摊铺在已经整好的路面基层上，并给以初步捣实和整平，既可以大大增加铺筑路面的速度和节省成本，又可以提高路面的质量。,第一节 概述,3,国外摊铺机施工现场图,4,国内摊铺机施工现场图,5,二、沥青混合料摊铺机的分类,按行走装置不同分为轮胎式沥青混合料摊铺机和履带式沥青混合料摊铺机 。,按传动系传动形式的不同分为机械传动、液压机械传动和液压传动。,6,二、沥青混合料摊铺机的分类,按熨平板的加宽形式不同分液压无级伸缩式沥青混合料摊铺机和机械有级加宽式沥青混合料摊铺机；按熨平板的型式不同可分熨平板式和振动熨平板式 。,按振捣装置的不同分为单振捣梁式和双振捣梁式。,7,三、基本组成,发动机,操作台,工作装置,牵引臂,行走装置,受料斗,刮板输送器,推辊,8,推辊推动置空挡的自卸车前移自卸车将混合料卸入料斗(闸门开度一定下)刮板输送器将混合料送至摊铺室螺旋摊铺器将混合料横摊开振捣器将混合料初步振捣实熨平器将摊铺层修整成合适的断面并加以熨平(或用振动熨平器初步压实)。,四、工作过程,驱动轮为充气轮胎,前轮为实心轮胎,9,注：为了提高摊铺平整度，并减少沥青混合料的热离析，现代沥青路面的铺筑大多采用转运机与摊铺机配合工作。,10,第二节 沥青混合料摊铺机构造,一、总体构造,由发动机、底盘和工作装置构成。用于高等级路面施工的沥青混合料摊铺机一般还要另配一套自动找平系统。,NF220AV型摊铺机,TITAN423型摊铺机,11,履带式沥青混合料摊铺机总体构造,12,二、传动系,（一）机械式传动系及工作过程,13,（1）行走：通过主、副变速箱、链传动等实现。,（2）混合料的输送、摊铺、振捣：,离合器接合,液压马达驱动,14,（二）TIITAN355摊铺机传动系,15,由齿轮箱、变量泵、行走定量马达、(四档)变速箱、万向传动装置、中间传动齿轮箱、转向定量马达、链传动、驱动链轮等组成。,1、组成,（三） TIITAN420摊铺机传动系,16,2、工作过程,（1）行走发动机动力齿轮箱行走泵行走马达变速箱万向传动左右中间齿轮传动箱链传动终传动驱动链轮履带。,（2）转向发动机动力齿轮箱转向泵转向马达某侧履带逐渐加速整机平顺转向。(避免使用转向离合器转向所造成的弯道边缘形成锯齿形）。,17,（四）TITAN423型摊铺机传动系,1、组成与工作过程,18,2、工作特点,1）两个变量液压泵和两个变量液压马达组成闭式液压回路，分别驱动两侧的履带。液压驱动系统和电子控制的两个履带可独立驱动，在负载改变的条件下可产生最大与之相适应的牵引力，在弯道上亦可产生最大的牵引力。2）计算机同步控制系统，精确保持预选速度和转弯半径，准确的直线行走和恒速平滑的弯道转向。,19,3）通过传感器测定每侧履带的行驶速度，将被测值与控制电位器中的预选值进行比较，通过电控系统纠正预置与实际值之间的偏差。即使在遇到极大冲击的情况下，也能保证按预定的速度和转角行驶。,4）两侧履带可反向旋转原地转向，摊铺机的转弯半径小。,2、工作特点：,5）变量泵上装有压力切断装置，防止牵引系统超载和过热。全液压驱动系统，无级变速，调速范围宽。,20,三、TITAN423摊铺机履带行驶装置,液压油缸张紧履带，用液压缸的蓄能器，在行驶过程中可以吸收地面冲击，保护行驶装置。,履带板外部附有可更换的橡胶。静摩擦力大，履带的接地面积大并具有最优的重量分配，即使在稳定性较差的基层上也可以确保摊铺作业的顺利进行。,21,第三节 混合料输送与工作装置,一、推辊,推辊左右对称安装在摊铺机最前端的凸出支座上，用以配合自卸车倒车卸料。,22,二、料斗,两侧斗壁采用油缸翻转。摊铺中通过其上翻可将料斗内的混合料全部卸至刮板输送机。,摊铺机运输过程中，料斗已收起并由靠近发动机侧两个手动的销子固定，可减小摊铺机的运输宽度，保证安全。,23,三、刮板输送器,一般有两个，装在料斗底部。可在料斗底板上滑移。其作用是将自卸车倒入摊铺机料斗的混合料，输送至尾部摊铺室内。,24,工作中可由传动链或由液压马达驱动。采用液压驱动的可以实现刮板输送机的无级调速，控制刮板输送器的速度，以控制混合料进入螺旋布料器的数量。,三、刮板输送器,25,四、螺旋布料器,26,1、组成,为左右两个，安装在摊铺室内，左螺旋布料器为左旋，右螺旋布料器为右旋。,27,将刮板输送机送来的混合料均匀横向摊开。,2、作用,28,3、螺旋布料器的结构特点,螺旋叶片采用高锰合金铸钢铸造而成，通过高强度螺栓连接到螺旋布料器的轴上。叶片有三种不同的大小，根据施工要求选用不同。螺旋布料器宽度较大时，应选用大直径叶片。如果螺旋布料器轴外侧不加装布料器，要装保护套，防止磨损。螺旋布料器采用基本件和加长件进行加长。基本件为与主机连接的螺旋布料器。基本件有1.25m、2.7m两种，左、右旋各一根，加长件有0.3m、0.8m、1.1m、1.5m的带连接四种，每种均有左、右旋各一根。螺旋布料器的组合长度根据熨平板的宽度选择。,29,螺旋布料器的长度一般应小于熨平板的宽度0.5-0.6m左右,因为螺旋布料器可以将混合料输送至布料器外。当摊铺宽度等于螺旋布料器的宽度时，应将最外端的一片螺旋叶片拆除。这样可以避免过多的冷料积存在熨平板两端，影响摊铺层的结构均匀性和平整度，同时还可以减轻螺旋叶片的磨损。,3、螺旋布料器的结构特点,30,五、振捣装置,1、组成与作用,振捣装置（振捣梁）由偏心轴和铰接在偏心轴上的振捣梁组成。与螺旋布料器一样，机上有两套并排布置结构相同的振捣装置。振捣梁的作用是将横向铺开的料带进行初步捣实，将大骨料压入铺层内部。,31,2、单振捣梁,安装在熨平板护板和熨平器之间。液压马达驱动偏心机构转动时，振捣梁上下往复运动。振捣梁的底部前沿切有斜面，当机器作业时，振捣梁对松散混合料的击实作用逐渐增强。为使铺层顺利进入熨平板下，振捣梁运动的下止点位置低于熨平板底面34mm。,32,3、TITAN423型摊铺机双振捣式振捣梁,1)附有两套振捣装置，前者为预捣实梁，后者为主振捣梁，且各自的振幅可调；,2)两只振捣梁安装在同一根偏心轴上，但偏心位置相位配置相差180。,33,六、熨平装置,1、作用,将振捣梁击实后的沥青混合料铺层按一定的拱度和厚度整平，同时，熨平装置对铺层的作用力也具有预压实作用。,34,2、组成,35,熨平板燃气加热装置,36,3、熨平宽度改变方式,1）人工加宽式,37,2、液压伸缩式,38,佛格勒478型摊铺机液压伸缩式熨平板,39,佛格勒478型摊铺机液压伸缩式熨平板,40,3、振动熨平板,熨平板上附有振动器，施工中除了对混合料整平与预压实外，还具有振动压实效果，从而减少压实机械的碾压遍数。,41,4、熨平装置的调整,熨平板宽度是依据施工现场的路面摊铺层宽度、作业方式进行调整的，同时还要考虑有无路拱和两机作业以及两次通过的重叠量的大小的因素。尽量减少拆装摊铺机熨平板的次数，当拆装次数不能减少时，应减少拆装的工作量。当摊铺层有路拱时，应在第一次通过时将路拱铺出，然后根据两侧的剩余宽度来调整熨平板的组合宽度，统筹兼顾，合理安排。如果摊铺层外侧有路缘石或者其它构筑物，且又无法一次组合宽度铺完时，应将最外侧先行摊铺好，然后调整熨平板宽度，将最后一次通过放在接近中心处，否则机械无法通过。,42,第四节 摊铺机工作装置操纵与控制系统,现代沥青混合料摊铺机的工作装置都是采用液压操纵系统。工作装置配置不同，操纵液压系统的组成也不同。沥青混合料摊铺机的液压回路包括：料斗翻转液压回路、刮板输送机液压回路、螺旋布料器液压回路、振捣梁液压回路、熨平板振荡液压回路、熨平板提升液压回路、侧臂控制液压回路等。,43,一、料斗翻转液压回路,齿轮泵供油分两路到达料斗收缩油缸，一条经单向阀直接到达三位四通电磁换向阀内，另一路经节流阀和单向阀到达换向阀，当三位四通电磁换向阀处于中位时，料斗开闭油缸处于固定位置，而当该换向阀处于右位或左位时，料斗打开或闭合。,溢流阀起系统定压作用。背压阀起稳定回路压力的作用，使料斗打开趋于平缓，其调定压力为1.5MPa。,44,二、刮板输送器液压回路,当系统没有电信号时，溢流阀处于关闭状态，系统不工作。当系统给定一电信号，且泵提供一定的油压时，阀开启，系统开始工作。由于单向阀的作用，刮板输送器马达只作单向旋转。,45,1、结构特点该系统是由变量泵和定量马达组成的闭式回路。变量泵通过左右三位四通电磁换向阀实现变量泵斜盘的正负角的变化和其流量的控制。控制油来自辅助泵，辅助泵由溢流阀定压，调定值为1.6MPa。,三、螺旋布料器液压回路,46,2、工作过程,油液通过节流阀小流量流过换向阀，保证泵的换向平稳性，使速度变换不剧烈。当液压泵突然停止供油，液压马达制动时，液压马达由于惯性力的作用可造成系统一侧出现真空、一侧出现过载现象，过载阀与单向阀则共同起作用，多液压马达进行过载卸压及真空补油。过载压力调定值为28MPa。,三、螺旋布料器液压回路,47,四、熨平板提升液压回路,齿轮泵部分油经节流阀、单向阀、换向阀至熨平板提升油缸。另一部分经单向阀、换向阀至提升油缸。系统没通电时，电磁换向阀处于左位，液压油由卸荷阀卸荷，提升油缸处于闭锁状态。电磁换向阀电源由操纵杆控制，当摊铺机停止运行时，熨平板提升油缸闭锁，保证摊铺路面的平整度。系统通电时，电磁换向阀处于右位，整个系统开始工作。,48,手动换向阀置上位，熨平板处于浮动位置，升降油缸油腔浮动；处于第二位时，来油进入油缸大腔，熨平板下降，此时油压由调压式溢流阀调定，调定值为3Mpa，处于第三位时，熨平板处于静止状态；此时来油进入油缸小腔，熨平板上升，经节流阀的油压也进入油缸的小腔，为熨平板的上升增加了辅助油压，油压由调压式溢流阀调定2-7MPa。,四、熨平板提升液压回路,49,五、自动找平系统,（一）作用,沥青混凝土摊铺机的自动找平系统可根据路面的起伏不平及时调整摊铺厚度，以提高沥青混合料摊铺机的摊铺平整度。,50,（二）浮动熨平板的自动找平原理,摊铺机越过起伏变化的路基时，若熨平板两侧臂铰点随机架上升了H距离，整个熨平装置以后边缘为支点转动一个角度。熨平板前缘抬起高度h=（b/a）H；,摊铺第二层熨平板前缘抬起量h=(b/a)2H；,摊铺第三层熨平板前缘抬起量 h=(b/a)3H；,51,由于牵引臂长度a远大于熨平板长度b（b/a为1/5.5左右），第一铺层厚度变化比原路基高低不平的变化衰减了许多。对于下一铺层，这种不平度将进一步衰减，对原有路基不平度起到一种“滤波”作用。浮动熨平板的这种特性，称为自找平特性。,（二）浮动熨平板的自动找平原理,52,但对于高等级公路沥青路面的铺筑，仍需要在摊铺机上安装自找平装置，该装置可使摊铺机摊铺的平整度进一步提高。,（二）浮动熨平板的自动找平原理,53,（三）自动找平方式的分类,1、挂线式找平,作为基准的张紧钢丝的标高是按铺层设计标高预先测量架设的。纵坡控制传感器装在熨平装置上。传感器探臂压在基准线上，这种基准能使铺层的标高严格地受控于基准标高。,摊铺机作业中，当熨平装置的高度偏离基准设定的高度时，传感器探臂转角的变化信号经系统处理后控制侧臂控制油缸的伸缩，通过熨平板的上下浮动改变摊铺厚度，以使摊铺的平整度得以保证。,54,1）系统组成,55,（1）若基层不平，熨平板下降(或上升)，角上升(或下降)，且牵引臂顺摆（或逆摆），使传感器下降(或上升)，旋臂逆摆(或顺摆)，传感器给控制系统发出信号，控制系统使伺服阀通路打开；,2）系统工作原理,56,2）系统工作原理,（2）油缸一腔进油，另一腔回油，活塞杆上升(或下降)，牵引臂浮动铰点上升 (或下降)，熨平板角恢复原值；同时传感器触臂恢复原位，偏差信号消失，油缸油路断开。铺层在熨平板浮动中虽h值不断变化但熨平板角不变使平整度提高。,57,2、机械式浮动梁找平,机械式浮动基准梁是一种随摊铺机一起运动的基准，它以较大范围内多点高度的平均值来控制摊铺厚度，通常用于高程已经精确校正后的下面层上摊铺上面层。,58,因道路靠路边的平整度要比靠路中心的平整度差很多使误差比较大。为解决老式平均梁的不足之处，工程上常采用一种跨越熨平板，适于大型摊铺机整幅摊铺作业的超长浮动基准梁。,2、机械式浮动梁找平,59,3、声纳非接触平衡梁(SAS系统)找平,由声纳追踪器和控制盒、平衡杆组成。一根平衡杆上装有四个声纳追踪器，声纳追踪器以地面为基准，每个探头每秒发射39次声脉，精确测出距离平均值，再通过传感器指挥机械本身的液压浮动装置来控制升降高度，以达到更好的光滑平整的摊铺效果。工作中声纳追踪器(为一个高程控制传感器）发射高频声脉冲，并测出从物理参照物(如地面)反射回来的回脉之时间，然后发出信息给控制盒，控制盒检测此信息并控制升降油缸以维护适当的面层厚度，以达到平整的摊铺效果。,60,4、RSS非接触式激光扫描自动找平,使用激光扫描器B发射出多束不可见的激光到路面A上，这些激光波从路面反射回扫描器，扫描器内的电子装置根据从发射到接收激光波所经过的时间的改变，计算出激光波所运行的距离变化，及时进行熨平厚度的调整以保证摊铺层的平整度。,61,本章完 谢谢！,62,