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1、四川大学锦江学院毕业论文（设计） 毕业论文（设计）题 目 高速公路路面质量检测冲击设备设计 院 系 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 年级 学生姓名 学 号 指导教师 - IV - 高速公路路面质量检测冲击设备设计机械设计制造及其自动化 专业学生 黄选 指导教师 田大庆【摘 要】 由于国际上经济形势的不断变化,新一轮的“刺激国内需求”的国家基础设施建设又迎来了一个峰值,公路建设的规模在世界上已位居第一,公路所有量仅在美国之后。这些已经完成或准备建设公路的施工质量和使用寿命,不仅直接影响到公路的投资效益和工程质量的形象也会危及地面行驶安全1。在本文中,根据需求的高速公路路面质量检测条
2、件,设计一个冲击设备在同一地以某一频率性能必须武力打击。在早期阶段的高速公路投入使用的高速公路路面损坏预测表。【关键词】 路面质量 检测 冲击Impact of highway pavement quality testing equipment design【Abstract】With the changes in the international economic situation, the national infrastructure construction of a new round of stimulating domestic demand, ushered in a p
3、eak, the scale of Chinas highway construction has been ranked the worlds first highway ownership is second only to the United States. These have been built or equipment to build the quality of construction and service life of the highway, directly affect the image of highway investment efficiency an
4、d quality of the project.According to the highway pavement quality testing conditions need to design a shock device on the same ground to impose certain frequency results of certain forces to combat. Put into use in the early stage of the highway on the way of the highway Table dilapidated condition
5、s forecast.【Key words】 pavement quality testing impact 目录1 绪论11.1 课题的背景和意义11.2 国内外研究现状12偏心轮和电机的确定42.1确定偏心块质量42.2确定电动机功率及传动比53带和带轮的参数确定73.1V带类型确定73.2 V带尺寸确定73.3计算带轮D2直径并确定带根数73.4求轴上的载荷83.5带轮结构83.6计算带轮D3、D4直径并确定带根数93.7轴上的载荷103.8带轮结构113.9带的工作应力计算113.10带的寿命计算124轴的设计134.1初步确定带轮4上轴的尺寸134.2带轮4上轴的整体设计134.3轴
6、的受力校核134.4初步确定带轮3上轴的尺寸155键的选择175.1带轮1上键的选择与校核175.2带轮2上键的选择175.3带轮3上键的选择185.4带轮4上键的选择186机架的设计和电动机的安装196.1机架的设计196.2电动机的安装及外形尺寸197车轮的参数217.1车轮的选择218设计总结22参考文献23致谢241 绪论1.1 课题的背景和意义近年来,随着交通基础设施投资的增加,中国的高速公路里程逐年快速增长。2012年全国交通运输工作会议在2011年告诉我们国家新公路通车里程71400公里,高速公路11000公里,新改造的农村公路190000公里,到2011年底,总里程85000公
7、里。根据这个预测,符合公路建设的迅速发展,在我国,在未来需要大量的改造原有道路,保持一个良好的路用性能。路面性能测试关键是在公路建设，管理技术,为检测和控制工程质量,决定了网络维护的决策更科学,直接影响到公路养护资金的分配。根据相关规定,其主要路面测试指标包括偏转、平整度、摩擦系数、破损等。此外,还可以根据实际项目需求在车辙、厚度和完整性指标。传统的检测方法主要包括:(1)贝克曼梁的挠度仪、百分表、标准轴载的黄河车,利用杠杆原理测试道路回弹弯沉;(2)使用3 m直尺、测试纵向粗糙度,横向断面车辙试验路面车辙;(3)摩擦系数摆仪、人工采点测试路面摩擦系数;(4)使用取芯机、采取样品测试路面厚度、
8、用芯样判断完整性;(5)人为损坏调查,了解路面损害的状态。这些早期的测试方法不仅费时,影响交通,还有一些甚至破坏路面结构,数据精度难以得到可靠的保证,因此,已逐渐被新的测试设备取代2。路表损坏情况常常是道路使用者对道路建设和维护质量的直观感受,因此,我国各级公路主管部门一直更关心路面损坏状况。目前该指标主要依赖人工取样。除了主观性大，效率很低，还有很多潜在的安全隐患。针对这种情况,国内部分单位近年来引入了损坏的路表测试系统,其基本原理是通过图像摄像系统连续采集,然后通过后处理软件自动处理结合人工解释、识别、分类和统计路表损坏。道路损坏表测试系统大大提高了工作效率,避免人为损坏的风险调查,随着公
9、路建设的快速发展。将成为广泛使用的设备。目前，路测试系统主要有美国、加拿大和其他国家的产品。因为是价格更昂贵的进口设备,国内自主研发和有一些单位有早期的产品投入使用。根据调查这些产品,主要的问题包括:(1)设备主要识别裂缝类病害。不能准确地识别三维病害;(2)后处理工作量较大,因为这种产品不可以自动识别破损。错判率高,如容易区分为路面坑槽污染,因此需要人工判读，处理时间太长;(3)人为和天气因素影响测试结果的准确性。在不同的天气条件,比如识别的效果是不同的。设备商为了解决这个问题,改进设备。重点是自动识别的表面损伤。分类,减少误判,漏判率,并自动输出指标的路面破损。本课题的研究可以在高速公路投
10、入使用之前对路面进行选择行打击破坏，以检测路面质量在符合要求的同时也用以确定路面多长时间进行维护检修。2。1.2 国内外研究现状目前,国外研究公路的路面挠度测试,主要包括贝克曼梁的挠度仪, 路面曲率仪, 拉克鲁瓦弯沉仪、自动偏转试验机等。自动弯沉仪测定路面弯沉值高自动化设备、对高密集的点在路上强度测量,适用于路面施工质量控制、验收和路面养护管理。自动弯沉仪器的使用简单的杠杆原理偏转,以一定的速度1,将安装在测试车后方,底盘下面测量梁的挠度之间的正面车辆底盘和保持在地面上,当后桥通过测量头、挠度位移传感器和其他设备自动记录,在这一点上,测量梁双车速度到下一个点,连续向前测定2。通过电脑输出截面挠
11、度测试统计结果。动态挠度测试使用落锤挠度仪(FWD),丹麦产的相对先进的是国际DYNATEST 8000 FWD牵引式落锤式挠度仪,它由一个拖拉机和拖车两部分组成。拖拉机配备计算机控制系统和电源控制系统。通过测量地表面一定距离内的弯沉,计算路面回弹模量的方法来综合判断路面承载能力。该方法简单快速,综合评价高。FWD便携式落锤挠度仪(便携式)是一种动态测试设备,它是一种新型的用于确定地基承载力和地基检测设备、可以得到路基动态弹性模量。通过加载系统、数据采集系统、数据传输系统,测试原理,具有小型的、便携式、携带方便、快速传送速度,检测时间短,人员少、适用范围广等1。路面平整度评价是路面施工质量验收
12、的一个重要指标,主要反映了道路断面曲线的平整度。当路表面轮廓曲线相对平稳,路面是相对平滑,行驶舒适,反之表示粗平整度相对差。路面粗糙度检测可以提供重要的信息为决策者,决策者可以使路面养护维修优化决策。路面平整度检测的另一方面,是能够提供信息在路面施工质量的路面施工提供客观指标的质量评价。在19世纪70年代,平面度测量主要采用水平仪, 3 m直尺，但是这种方法低精度和速度慢。90年代以后,平面度检测手段逐步得到改善,连续平面度规,颠簸累积仪等新的检测设备不断出现。目前,路面粗糙度的测试设备主要分成两大类:截面以及反应类型。部分类是测量路面表面的凹凸情况,粗糙度仪,如连续激光分析器,等等。反应类是
13、司机和乘客的直观感受3,因此,它实际上是舒适的性能指标,如颠簸累积仪,其原理是测试路上的汽车在一定速度,振动引起的不均匀,通过机械传感器的道路汽车后桥与汽车之间的单向位移累积价值VBI,VBI值越大,行车越不舒服。由于国际平整度指数轮式侦察车的不标准,所以需要通过校准实验和部分之间建立国际平整度指数IRI值这样的设备校准转换关系。一般来说,截面类型的设备在国内和国外是主流产品。早期的产品连续度平整仪，连续测试原理很简单,即由间距是三米前轮和后轮之间作为一个支点,架起平衡梁,由位移传感器来检测平衡梁垂直距离路面的中值变异,然后转换成平面度标准偏差。连续的平面度仪由于测试速度慢,正常速度约5公里/
14、小时,测试主要用于施工过程。激光分析器是更多的截面类型的测试设备使用,正常速度80公里/小时,具有特征的测试速度,准确度高,如指标可用于粗糙度测试,其基本原理是利用激光传感器的身体,他们距离表面同时使用加速度计测量的垂直位移的身体本身,和部分道路的概要文件,然后使用剖面iri实时计算。围绕激光断面仪研究主要是测试结果的重复性和再现性。欧洲和美国已经大规模的重复性和再现性研究,在建立关系的主流设备使用。目前,使用激光断面仪有很多品牌,设备已经大量使用,但因为没有系统的研究,再现性2，相似性之间的数据可比性不高。总的来说,近几年来新型设备大量出现,为我们提供了更多的信息,因此,如何更好地使用自动化测试技术的路面性能评价,提出合理的维修方案,将是下一阶段的测试设备用户关注的重点2。由此可以看出国内外在路表破损状况投入的研究相对较少，属于相对空白的研究领域。2偏心轮和电机的确定2.1确定偏心块质量在整体设计中，由于总打击力在100N-200N，在本次设计中，由于总力是偏心块离心力和打击头重力的合力，所以，偏心块受力应该考虑到：当冲击头被提升至最高位置时，偏心块产生的离心力只需要客服冲击头重力，即F离G重，根据条件，频率为10HZ-50HZ。这里取f=10HZ，取打击力100N，即 W=2f=20rad/s (21)
