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1、长 安 大 学研 究 生 课 程 论 文论文题目：沥青混凝土摊铺机螺旋分料器叶片尺寸、螺距和转速测试大纲及生产率参数不确定度评定课程名称： 工程机械性能测试成 绩： 学 号： 2010125056姓 名： 李胜民联系方式: 13474023939 任课老师： 谢立扬日 期： 2011-6-51目 录目 录 .1第一章 背 景 .2第二章 沥青混合料摊铺机螺旋分料器测试大纲 .4一、试验目的 .4二、技术要求 .4三、试验方法 .43.1 螺旋分料器相关尺寸参数测量 .43.2 摊铺作业参数的试验 .53.3 摊铺作业性能试验 .6四、原始记录 .7第三章 螺旋分料器生产率参数测量不确定度评定
2、.8一、测试对象描述 .8二、测量仪器 .8三、测量方法描述 .8四、数学模型 .8五、影响不确定度的因素分析 .9六、不确定度传播规律 .9七、不确定度分量的评定 .97.1 叶片直径 D 的重复性测量引起的不确定度分量 .97.2 螺距的重复性测量引起的不确定度分量 .97.3 转速的重复性测量引起的不确定度分量 .107.4 直尺示值的误差引起的不确定度分量： .107.5 非接触式转速器误差引起的不确定度分量： .10八、合成不确定度 .11九、扩展不确定度 .11十、不确定度报告 .11十一、不确定度评定分析 .11附录 .122第一章 背 景在公路建设中,由于沥青混凝土路面具有表面
3、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了越来越广泛的应用。然而,部分沥青混凝土路面往往在通车后短期内便出现了局部松散、车辙、推移、壅包、甚至坑槽等破坏现象。造成沥青混凝土路面这些破坏的主要原因就是施工过程中发生的沥青混合料离析。所谓沥青混凝土路面离析就是指路面破坏区域内沥青混合料因粗细集料动力特性的差异而出现分离的现象,沥青混合料主要性质的不均匀性,离析混合料级配已偏离目标配合比设计的级配,一部分粗集料多,另一部分细集料多。沥青含量、添加剂含量、集料组成以及路面的空隙率都发生了变化,在通车后因气候温差、降雨和车辆
4、荷载作用产生各种路面病害,严重时影响到道路的服务质量、行车安全和道路的使用寿命。离析是施工中最难控制的现象之一,造成离析的原因有很多，它与材料、施工工艺，尤其是施工设备密切相关。沥青路面出现压实度不够、均匀性差的主要原因是沥青混合料在摊铺时出现温度离析和骨料离析。而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太长,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,造成其启停的加速度也打,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
5、)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产生离析。目前摊铺机物料的输送和分布由刮板输送和螺旋分料器 2 个环节完成，刮板是一种平移式分层输料装置，对物料不会产生重新搅拌混合作用，因而对前几道工序产生的物料物理和温度离析不能起改善作用。对摊铺机自身而言，改善离析和提高摊铺平整度的作用，主要通过螺旋分料器的结构设计以及运动学参数来实现。级配混合料(包括基础和面层)中的内摩擦力作用以及物料与输料3螺旋之间的外摩擦力作用影响着螺旋沥青混凝
6、土路面摊铺离析控制输料和二次搅拌(拌和机为一次搅拌)的效果。合理的摊铺机螺旋分料器应具有良好的搅拌物料的能力，使前期工序产生的物料离析得到有效改善，同时满足摊铺宽度上不同部位所需物料量，使平整度得到保证。这是螺旋分料器设计的最终要求，也是摊铺机提高性能的合理途径。螺旋分料器是沥青混合料摊铺机必不可少的重要组成部分。它所消耗的功率占发动机总功率的一半左右，担负着横向输送物料的任务，其功能就是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。其最重要的性能指标是输送效率、生产率和防离析等，这些指标主要取决于螺旋转速、螺距、螺旋直径和扭矩等参数。其结构形状及参数选择是否合理将直接影响
7、螺旋分料器的生产能力和路面的施工质量。因此，沥青混合料摊铺机的螺旋分料器设计是整机设计的关键环节。对摊铺机自身而言，改善离析和提高摊铺平整度的作用，主要通过改进螺旋分料器的结构设计以及运动学参数来实现。以下为螺旋分料器示意图：图 1、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-连接套筒7-中间螺旋轴；8-中间反向叶片此大纲通过测试螺旋分料器叶片直径 D 和螺距 s，在相同的螺旋分料器转速 n 下，对比其他尺寸的叶片 D 和螺距 s 对螺旋分料器生产率的影响。从而为叶片的设计与布置提供依据。然后测试不同的螺旋分料器的转速 n，分别对应不同转速检测摊铺路面的离析程
8、度，进而得到其他条件都固定的情况下，转速n 与路面离析程度之间的关系。为提高路面质量提供依据。4第二章 沥青混合料摊铺机螺旋分料器测试大纲一、 试验目的通过测试螺旋分料器叶片直径 D 和螺距 s，在相同的螺旋分料器转速 n下，对比其他尺寸的叶片 D 和螺距 s 对螺旋分料器生产率的影响。从而为叶片的设计与布置提供依据。然后测试不同的螺旋分料器的转速 n，分别对应不同转速 n 检测摊铺路面的离析程度，进而得到其他条件都固定的情况下，转速 n 与路面离析程度之间的关系。为提高路面质量提供依据。二、技术要求2.1 样机使用说明书及设计资料参数；2.2 样机出厂验收技术条件、检验合格证书2.3 螺旋分
9、料器部件图纸；2.4 螺旋分料器的作业能力应与摊铺机的最大生产率匹配，应能独立进行横向传送、分配和摊铺沥青混合料。2.5 螺旋分料器的工作速度应能进行有级或无级调节，工作参数应达到产品规定值，允许误差 5%。2.6 螺旋分料器的作业宽度应能在基本摊铺宽度的基础上，随摊铺宽度的变宽在最大摊铺宽度内加宽。2.7 螺旋分料器叶片直径和螺距数据精度要求 5%。三、试验方法3.1 螺旋分料器相关尺寸参数测量3.1.1 试验条件a.摊铺机按运行状态装备，停置于试验场地，场地应为平整、坚实的干硬5性地面，在样机最大外形尺寸范围内，地面个方向坡度不大于 0.5%，平面度应不大于 3mm/ 。 制动器制动，轮胎
10、式摊铺机转向轮的转向角应调整为零。2mb.摊铺机各部分应清洁、干净、无油污、泥土或其他污物。c.在晴天或阴天进行检测，风速小于 3m/s。3.1.2 测量项目a.螺旋分料器叶片直径b.螺旋分料器叶片螺距3.1.3 测量仪器划线器、游标卡尺（ 0.001mm）3.1.4 测量方法a.叶片直径的测量：用投影法测量螺旋分料器叶片的直径,测量 3 次取平均值。b.螺距的测量：直接用游标卡尺测量三次，然后取平均值。测量结果记入表 1。3.2 摊铺作业参数的试验3.2.1 试验条件a.摊铺机停置于试验场地；b.熨平装置按最大作业宽度装备，并以浮动状态放置于平放的胶轮轮胎之上；c.启动发动机，调制额定转速；
11、d在晴天或阴天进行检测，风速小于 3m/s。3.2.2 测量项目螺旋分料器转速的测量3.2.3 测量仪器非接触式转速器3.2.4 测试方法用非接触式转速计直接测量螺旋分料装置轴在工作档位的转速，测量三次取平均值，结果记入表 2。63.3 摊铺作业性能试验3.3.1 试验条件a、所需摊铺的路面型式应是面层为二层式或三层式结构的沥青混凝土或沥青碎石路面；b、面层等中、下层进行；c、试验层铺筑等沥青混合料应为中粒式，铺层厚度不小于 50mm；d、路面铺筑层等全幅宽应大于或等于所试验摊铺机等最大摊铺宽度；e、试验路段等直线长度不小于 50m，纵坡不大于 5%；f、基层的密实度不小于 95%，平整度不大
12、于 10mm（3m 直尺测量） 。3.3.2 测量项目摊铺路面离析程度。3.3.3 测量仪器核子密度湿度仪(使用前已标定好)：符合国家规定的关于健康保护和安全使用标准，密度的测定范围为 1.122.73g/ cm3，测定误差不大于3cm0.03，含水率测量范围为 00.64 ,测定误差不大于0.015 g/ 。3c3.3.3 离析度的 PQI 评定标准检测项目 轻度离析 中度离析 严重离析密度差（kg/ ）3m4060 6080 80沥青混合料的标准密度采用试验路段平均密度。3.3.3 PQI 测试方法在试验路段上以纵向 2m 为间隔,共 25 个横断面,每个断面上每隔 1m 作 1 列(共 11 列),则该区域为 11 列25 行的单元,其示意图见图 1。在每个方格中部测定沥青路面密度。将纵向 11 列的每一列 25 个数取均值,其结果汇总见表3.1。7四、原始记录见附录。8第三章 螺旋分料器生产率参数测量不确定度评定一、 测试对象描述螺旋分料器的生产率是衡量其分料能力最重要标准之一。它的确定由对其叶片直径、螺距、转速、松
