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1、第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.1 6.1 摊铺机概述机概述2.2.按行走机构分：按行走机构分：轮胎式：机胎式：机动性好，但性好，但牵引性不十分引性不十分好；履好；履带式：附着性式：附着性牵引性好，机引性好，机动性差；复合式：两性差；复合式：两者兼有，工作者兼有，工作时为履履带行走，行走，转移移时为轮胎行走；胎行走；3.3.按接料型式分：有接料斗按接料型式分：有接料斗摊铺机；无接料斗机；无接料斗摊铺机；机；4.4.按按传动系系统分：机械分：机械传动液液压操操纵；全液；全液压传动。5.5.按按摊铺宽度分：小型、中型、大型、特大型；度分：小型、中型、大型、特大型；2第六章沥青混凝土摊铺机创新设计
2、6.1 6.1 摊铺机概述机概述三、三、组成：成：1.1.发动机机动力装置；力装置；2.2.底底盘行走装置；行走装置；3.3.受料供料装置；受料供料装置；4.4.螺旋螺旋摊铺器；器；5.5.熨平工作装置；熨平工作装置；6.6.自自动找平装置；找平装置；7.7.液液压操操纵装置；装置；8.8.电器器仪表系表系统；9.9.其它附属装置；其它附属装置；3第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.1 6.1 摊铺机概述机概述四、要求四、要求1.1.熨平装置熨平装置结构构应具有能随具有能随时调整整铺层厚度，校正厚度，校正铺层平面使之平整的功能，且能方便地改平面使之平整的功能，且能方便地改变铺层断面形状；断面形状
3、；2.2.对摊铺开的混合料有均匀开的混合料有均匀预压实功能；功能；3 3）摊铺室内混合料高度要保持相室内混合料高度要保持相对恒定；恒定；4 4）摊铺作作业时行行驶速度速度应以以选好的速度恒速行好的速度恒速行驶；5 5）铺层应达到达到规定的定的纵、横坡度，平整度，密、横坡度，平整度，密实度及度及标高。高。4第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.2 基本参数基本参数选择与生与生产率率计算算一、一、沥青混凝土青混凝土摊铺机的基本参数机的基本参数选择基本参数主要有：最大基本参数主要有：最大摊铺宽度、度、基本基本摊铺宽度、最大度、最大摊铺厚度、厚度、摊铺速度、料斗容量等，其中有些参速度、料斗容量等，其中有些
4、参数是数是设计任任务书给定的，有些是根定的，有些是根据施工据施工对象要求所象要求所设计计算出，算出，设计中主要中主要设计确定的基本参数有：确定的基本参数有：1 1、基本、基本摊铺宽度与最大度与最大摊铺宽度度（1 1）基本）基本摊铺宽度，根据公路运度，根据公路运输车辆限制限制宽度一般度一般为，故，故摊铺机的基本机的基本摊铺宽度一般不易超度一般不易超过，通常可，通常可选为，特大型可，特大型可选3m3m，小型机可，小型机可选2m2m以下。以下。5第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.2 基本参数基本参数选择与生与生产率率计算算（2 2）最大）最大摊铺宽度，一般度，一般视铺摊铺机的用途而确定，机的用途而确
5、定，通常通常对于用于修筑高等于用于修筑高等级公路用公路用摊铺机，一般每机，一般每侧为双双车道，道，宽度通常在度通常在8m8m以上，因而以上，因而摊铺宽度通常度通常应在在8m8m以以上。因每上。因每车道道为4m4m左右，故左右，故摊铺机的最大机的最大摊铺宽度度应在在车道道宽度基度基础上略增加一点考上略增加一点考虑。例：一般大型。例：一般大型摊铺最最大大铺宽一般一般为8 89m9m或或12m12m（考（考虑附道），中小型附道），中小型摊铺机机一般最大一般最大铺宽为4 4左右，考左右，考虑到附道到附道设置，大型以置，大型以9 912m12m为易，小型以易，小型以为易。易。6第六章沥青混凝土摊铺机创新
6、设计6.2 基本参数基本参数选择与生与生产率率计算算2 2、最大、最大摊铺厚度厚度摊铺机的机的摊铺厚度厚度应设计为可可调的，其最大的，其最大摊铺厚度厚度应视被修筑道路最大被修筑道路最大铺层厚度而定；厚度而定；为了了扩大大摊铺机的使机的使用用途，使其不用用途，使其不仅用于修筑用于修筑沥青面青面层，还能用于能用于稳定土定土的的摊铺及及RCCRCC施工，通常最施工，通常最大大摊铺厚度厚度为250250300mm300mm，中、小型中、小型摊铺机机则一般取一般取150150250mm250mm。7第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.2 基本参数基本参数选择与生与生产率率计算算3 3、最大、最大摊铺速度速
7、度考考虑到到摊铺机在机在摊铺作作业中中应对铺层既有一定的密既有一定的密实度，度，又保又保证铺层具有一定的平整度，且熨平板具有一定的平整度，且熨平板对铺层的摩擦的摩擦作用不作用不应使使铺层产生裂生裂纹，因而，因而摊铺机的最大工作速度机的最大工作速度一般不一般不应大于大于8 810m/min10m/min；有些；有些摊铺机的机的标定工作定工作速度有的最高可达速度有的最高可达20m/min20m/min以上，但以上，但实际工作中极少工作中极少应用，故可取最大用，故可取最大摊铺速度速度8 810m/min10m/min。8第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.2 基本参数基本参数选择与生与生产率率计算算二
8、、二、摊铺机的生机的生产率及相关参数率及相关参数计算算1 1、摊铺机的生机的生产率率计算算摊铺机的最大机的最大摊铺速度，速度，宽度、厚度确定后可度、厚度确定后可计算算摊铺机的最大生机的最大生产率，并据此确定一些其它参数。率，并据此确定一些其它参数。 （T/hT/h）其中：其中：h h：摊铺厚度，可取最大厚度，可取最大摊铺厚度（厚度（mmmm）；）；B B：摊铺宽度，度，为使使发动机功率合理运用也可不取最大机功率合理运用也可不取最大铺宽（m m）；）；v v0 0：摊铺机工作速度（机工作速度（m/minm/min）；）；0 0：压实混合料密度，混合料密度，2 2（T/mT/m3 3）；）；k k
9、B B：时间利用系数利用系数k kB B，可取；，可取；9第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.2 基本参数基本参数选择与生与生产率率计算算注意：因注意：因摊铺机工作中很少在最大机工作中很少在最大摊铺宽度、最大度、最大摊铺厚度下，以最大厚度下，以最大摊铺速度工作，因此，速度工作，因此，为了合理配了合理配备发动机功率，也可以考机功率，也可以考虑在在计算最大生算最大生产率率时，不以最大，不以最大摊铺速度速度计算，可考算，可考虑选择适当低一些，适当低一些，这要要视设计任任务要求要求选择，一般可取，一般可取为最大最大摊铺速度的一半以下。速度的一半以下。例：例：ABG423ABG423在在宽，20cm20c
10、m厚厚稳定土砂定土砂砾摊铺作作业时速度一速度一般般1 1。2 2、料斗容量、料斗容量计算算摊铺机机设置料斗的目的是置料斗的目的是为了保了保证摊铺过程中程中摊铺机能机能够始始终不断不停不断不停车等速等速摊铺，因而料斗容量，因而料斗容量应大于大于摊铺机在自卸机在自卸车卸料卸料换车时间内所内所摊铺的混合料，因此料斗的混合料，因此料斗容量可按下式容量可按下式计算：算： (m(m3 3) )10第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.2 基本参数基本参数选择与生与生产率率计算算其中：其中：Q Q：摊铺机的生机的生产率（率（应取最大生取最大生产率）率）T/hT/h；t t0 0：两：两辆自卸自卸车换车时间，t
11、t0 02 2；k kH H：料斗充：料斗充满系数，系数，k kH H；1 1：松散混合料密度，：松散混合料密度，1 11.7 T/m1.7 T/m3 3；料斗容量确定后即可据此及料斗容量确定后即可据此及摊铺机基本机基本摊铺宽度、高度度、高度确定料斗几何尺寸。确定料斗几何尺寸。3 3、刮板、刮板输送器生送器生产率率计算及有关参数算及有关参数选择为了保了保证摊铺机正常机正常摊铺作作业，刮板，刮板输送器生送器生产率率应大大于于摊铺机生机生产率，通常取率，通常取Q QK K。即：即：其中：其中：b b：每排刮板：每排刮板输送器的送器的宽度，度，应视料斗料斗宽度而定，度而定，通常通常为50050060
12、0mm600mm（双排），（双排），700700750mm(750mm(单排排) )；11第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.2 基本参数基本参数选择与生与生产率率计算算h hK K：闸门下下缝隙高度，一般隙高度，一般h hK K；2 2：松散混合料密度，：松散混合料密度，2 23 3；v vK K：刮板：刮板输送器速度送器速度 m/minm/min；k kv v：速度系数，当：速度系数，当h hK K时，k kv v(1(12.3) h2.3) hK K/b /b ，一般取，一般取k kv v；Z Z：刮板：刮板输送器的排数，一般送器的排数，一般Z Z1 12 2；在确定刮板在确定刮板输送器参
13、数送器参数时，一般，一般宽度由度由结构确定，而速构确定，而速度通常情况下，以最大不超度通常情况下，以最大不超过20m/min20m/min来来选择，为可可变速度，然后速度，然后计算开度算开度h hK K或或h hK K先由先由结构确定后构确定后计算算选取最取最大速度。大速度。即：即： （m/minm/min），一般），一般20m/min20m/min12第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.2 基本参数基本参数选择与生与生产率率计算算4 4、螺旋分料器生、螺旋分料器生产率率计算及参数算及参数选择螺旋分料器螺旋分料器应保保证在在摊铺过程中，混合料能程中，混合料能够始始终沿沿宽度方向分布均匀，度方向分
14、布均匀，为此其此其单侧生生产率率应不少于。不少于。即：即：其中：其中：D D：螺旋分料器螺旋直径：螺旋分料器螺旋直径m m，一般，一般D D300300400mm400mm；t t：螺距：螺距m m，一般取，一般取t/Dt/D1 1，即，即t tD D；n nL L：螺旋分料器：螺旋分料器转速速r/minr/min；k k1 1：截面充：截面充满系数，系数，k k1 1，可取；，可取；k k2 2：因混合料：因混合料挤压及溜走及溜走对生生产率降低的系数率降低的系数, ,k k2 2在确定在确定D D、t t、n nL L 时，一般首先确定，一般首先确定D D、t t，然后按最大，然后按最大生生
15、产率确定率确定n nL L。即：即： (r/min)(r/min)13第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.3 摊铺机机牵引引计算算摊铺机在工作中所要克服的工作阻力主要有：自身移机在工作中所要克服的工作阻力主要有：自身移动阻力、推移阻力、推移载重汽重汽车阻力、工作装置沿阻力、工作装置沿铺层移移动阻力、阻力、工作装置前料堆推移阻力、起步工作装置前料堆推移阻力、起步惯性力等。性力等。一、一、摊铺机运行阻力机运行阻力1.1.摊铺机本身移机本身移动阻力阻力W W1 1 （kNkN）其中：其中：m mm m：摊铺机不机不计熨平板工作装置熨平板工作装置时重量（重量（T T）；）；m mc c：摊铺机料斗内机料
16、斗内沥青混合料重量（青混合料重量（T T）；）；f f：沿路基或底基：沿路基或底基层滚动阻力系数，阻力系数，对履履带式式摊铺机：机：f f；对轮胎式：胎式：f f；i i：路基最大：路基最大纵向坡度，可取向坡度，可取i i。14第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.3 摊铺机机牵引引计算算2.2.工作装置沿工作装置沿铺层移移动阻力阻力 （kNkN）其中：其中：m mP P：熨平板工作装置重量（：熨平板工作装置重量（T T）；）；1 1：熨平板沿：熨平板沿沥青混合料摩擦系数青混合料摩擦系数1 1；3.3.振振捣器前被刮料档板推移混合料堆阻力器前被刮料档板推移混合料堆阻力 （kNkN）其中：其中：m
17、mt t：料堆：料堆质量（量（T T），）， (T)(T)其中：其中：B B：摊铺宽度，即料堆度，即料堆长度；度；h ht t：料堆平均高度，：料堆平均高度，h ht t 2/3H2/3H，H H：为振振捣器高度；器高度；l l：料堆沿：料堆沿摊铺方向方向长度，可取度，可取l lh ht t；2 2；2 23 3；15第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.3 摊铺机机牵引引计算算4.4.顶推自卸推自卸车阻力阻力 （kNkN）其中：其中：m ma a：自卸：自卸车自重（自重（T T）；）；m mc c：自卸：自卸车装装载混合料混合料质量（量（kgkg）；）；f f，i i；5.5.摊铺机机顶推汽推汽
18、车起步起步惯性阻力性阻力 (kN)(kN)其中：其中：m mY Y：摊铺机机总质量（包括工作装置）（量（包括工作装置）（T T）；）；m mc c：摊铺机装机装载混合料混合料质量（量（T T）；）；v v0 0：摊铺速度（速度（m/sm/s）；）；t tp p：加速：加速时间，可取，可取t tp p1 12s2s；16第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.3 摊铺机机牵引引计算算6.6.混合料切割阻力混合料切割阻力对于无斗底料斗（即由料斗直接卸料于路基上），于无斗底料斗（即由料斗直接卸料于路基上），还应考考虑计算算对混合料的切割阻力混合料的切割阻力 （kNkN）其中：其中：k kc c：混合料柱：
19、混合料柱单位切割阻力系数，位切割阻力系数，k kc c75kN/m75kN/m2 2；F F：料斗出口面：料斗出口面积m m2 2；7.7.摊铺机运行机运行总阻力：阻力：8.8.摊铺机运行不打滑条件：机运行不打滑条件：其中：其中：m m：摊铺附着附着质量，履量，履带式：式：m mm mm m；轮胎式：胎式：m m驱动轮轴荷；荷；c c：附着系数，：附着系数，轮胎式：胎式：c c；履；履带式：式：c c；17第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.4 发动机功率机功率计算算摊铺机工作中，机工作中，发动机功率除用于克服行机功率除用于克服行驶阻力，使阻力，使摊铺机行机行驶前前进外，外，还用于用于驱动刮板刮
20、板输送器、螺旋送器、螺旋摊铺器、器、振振捣梁振梁振动装置及其它附助装置，装置及其它附助装置，计算算发动机功率机功率时应全面考全面考虑。一、一、摊铺机工作中运行所需机工作中运行所需牵引功率引功率 （kwkw）其中：其中：1 1：行走装置机械效率，：行走装置机械效率，轮胎式：胎式：1 1； 履履带式：式：1 1；2 2：传动系系传动效率，由效率，由结构构设计确定。确定。18第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.4 发动机功率机功率计算算二、刮板二、刮板输送器所需功率送器所需功率刮板刮板输送器所需功率主要消耗在克服坡道阻力将混合送器所需功率主要消耗在克服坡道阻力将混合料送入后方料送入后方摊铺室及克服料斗
21、混合料与室及克服料斗混合料与输送混合料送混合料层间摩擦阻力上。摩擦阻力上。1.1.克服坡道阻力克服坡道阻力输送所需功率送所需功率 (kw)(kw)其中：其中：H H：混合料的提升高度（：混合料的提升高度（m m）；）；K K：驱动装置装置传动效率；效率； L LK K：刮板：刮板输送器向后送器向后输送的距离（送的距离（m m）；）；1 1：混合料移：混合料移动阻力系数，阻力系数，1 12 23 3；Q QK K：刮板：刮板输送器送器总生生产率（率（T/hT/h），），Q QK K1.5Q 1.5Q ；19第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.4 发动机功率机功率计算算2.2.克服混合料克服混合料层
22、间摩擦阻力所需功率摩擦阻力所需功率 (kw)(kw)其中：其中：P PC C：混合料两：混合料两层间摩擦阻力（摩擦阻力（N N）；）； K K：上：上层混合料重量分配系数，混合料重量分配系数，K K；q q：料斗：料斗满载时混合料的重量；混合料的重量；2 2：混合料：混合料间摩擦系数，摩擦系数，2 2；20第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.4 发动机功率机功率计算算3.3.刮板刮板输送器所需功率送器所需功率 (kw)(kw)4.4.刮板刮板输送器所需功率送器所需功率还可按下式可按下式计算：算： （kwkw）其中：其中：v vK K； 1 1：传动效率；效率；k kD D：动载系数，系数，k k
23、D D； W Wk k：刮板：刮板链条与混合料移条与混合料移动阻力（阻力（kNkN）；）；b b：刮板：刮板宽(m)(m)；h hK K：闸门开度（开度（m m）；）；L LK K：刮板：刮板输送器送器长度（度（m m）；）； 2 23 3；1 1：阻力系数，：阻力系数，1 12 23 3；2 2; ;21第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.4 发动机功率机功率计算算三、螺旋三、螺旋摊铺器所需功率器所需功率螺旋螺旋摊铺器所需功率主要消耗在水平推移混合料上，因器所需功率主要消耗在水平推移混合料上，因不不论横坡有多大，横坡有多大，摊铺器均是由中器均是由中间向两向两侧摊料，因而料，因而坡道影响左右相互
24、抵消，故可按水平情况坡道影响左右相互抵消，故可按水平情况计算如下：算如下： （kwkw）其中：其中：Q QL L：螺旋分料器：螺旋分料器总生生产率，率，Q QL LQ Q；L LL L：单侧螺旋分料器横向推移混合料距离（螺旋分料器横向推移混合料距离（m m），），可取可取L LL L，B B为摊铺宽度；度；2 2：混合料移：混合料移动阻力系数，阻力系数，水泥砂水泥砂砾：2 2；粘性磨削物：粘性磨削物：2 24 4；沥青混合料，青混合料，2 25 5；L L：螺旋分料器：螺旋分料器传动机构机械效率。机构机械效率。22第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.4 发动机功率机功率计算算四、振四、振捣梁工作
25、所需功率梁工作所需功率振振捣梁所需功率主要消耗于振梁所需功率主要消耗于振捣梁与熨平板梁与熨平板间的摩擦力的摩擦力及振及振捣梁与混合料梁与混合料间摩擦力及摩擦力及捣实功功损失上。失上。1.1.振振捣梁与熨平板梁与熨平板间摩擦力摩擦力 （kNkN）其中：其中：S SP P：将振：将振捣梁梁压向熨平板的向熨平板的弹簧簧预紧力（力（kNkN）；）；w w3 3：振：振捣梁前料堆推移阻力（梁前料堆推移阻力（kNkN）；）；3 3：振：振捣梁梁对熨平板的摩擦系数，熨平板的摩擦系数，3 3；2.2.振振捣梁与混合料梁与混合料间摩擦力摩擦力 （kNkN）其中：其中：1 1：振：振捣梁梁对混合料的摩擦系数混合料
26、的摩擦系数,1 10.6;0.6;23第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.4 发动机功率机功率计算算3.3.振振动梁向下运梁向下运动时混合料混合料对振振捣梁的反力梁的反力因振因振捣梁梁宽度很小，故可度很小，故可认为混合料混合料对振振捣梁端面的比梁端面的比阻力阻力为p p1 1常数：常数： p p1 1；故混合料的反力故混合料的反力为：其中：其中：F Fb b：梁底与混合料的接触面：梁底与混合料的接触面积（m m2 2）；）；b b：振：振捣梁梁宽度（度（m m）；）；d d：振：振捣梁厚度，梁厚度，d d；（因此（因此值较小，小，计算算时可忽略不可忽略不计）4.4.振振捣梁每上下运梁每上下运动一
27、次克服一次克服摩擦力、混合料反力所做功：摩擦力、混合料反力所做功： (kJ)(kJ)其中：其中：e e：振：振捣梁梁驱动轴偏心距（偏心距（m m）；）；24第六章沥青混凝土摊铺机创新设计6.4 发动机功率机功率计算算四、四、辅助装置的助装置的驱动功率功率一般估一般估计选取，可取取，可取 （kwkw）五、五、发动机所需功率机所需功率以上是按最大以上是按最大负荷工作状荷工作状态计算所需功率，算所需功率，还应根据根据摊铺机最高速度行机最高速度行驶状状态计算，一般按下式校核：算，一般按下式校核：其中：其中：w w：摊铺机运行阻力；机运行阻力；v v：摊铺机的最高行机的最高行驶速度；速度；若上式不成立，若上式不成立，则应取行取行驶功率功率为发动机所需功率机所需功率计算算25第六章沥青混凝土摊铺机创新设计
