滿足橫向振動均勻性的攤鋪機熨平板的製作方法

2023-05-06 16:35:11 1

專利名稱：滿足橫向振動均勻性的攤鋪機熨平板的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種攤鋪機熨平板，尤其是涉及一種滿足橫向振動均勻性的攤鋪機熨平板。

背景技術：
攤鋪機是鋪築各種等級公路所必須的關鍵設備之一。熨平板作為攤鋪機的核心工作裝置，用於對螺旋分料器所攤鋪的混合料進行預壓、整形和整平，以便為隨後的壓路機碾壓創造必要的條件，它是確保攤鋪質量的關鍵裝置之一，直接關係到產品的性能及修築公路的質量。目前，國內外攤鋪機所用的熨平板都安裝有振動器，它通過偏心軸高速旋轉時產生的離心力，來強迫熨平板產生振動作用，從而提高虛鋪層混合料的壓實度，使攤鋪層密實和表面平整。由於攤鋪機的熨平板是由不同尺寸段的多段熨平板拼裝而成，安裝有振動器的各尺寸段熨平板質量不等，因此很容易造成不同尺寸段熨平板間激振質量與參振質量的不統一，致使拼裝起來的熨平板在穩態振動時的各段振幅難以相同，從而在攤鋪機工作時沿熨平板寬度方向的橫向振動強度將無法相同。實踐證明，在使用現有技術的振動熨平板攤鋪機進行作業時，不同攤鋪寬度位置處的熨平板振動加速度相差是較大的，由此直接導致了攤鋪層密實度的橫向不均勻性，使碾壓後路面的平整度下降，嚴重影響了公路施工的質量。


發明內容
本發明所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種滿足橫向振動均勻性的攤鋪機熨平板，其設計合理、改進方法簡便且改進效果好、工作性能可靠，能有效解決攤鋪機工作時沿熨平板寬度方向橫向振動不均勻的問題。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是一種滿足橫向振動均勻性的攤鋪機熨平板，包括由多段熨平板拼裝組成的組合式熨平板，所述多段熨平板上均安裝有振動器，所述振動器包括偏心軸、安裝在偏心軸上的軸承和固定在熨平板上且供軸承安裝的軸承座，所述多段熨平板的數量為n，其特徵在於所述多段熨平板的名義振幅均相等且均等於常值A0，即其中Ai為第i段熨平板的名義振幅，mi＝Fi·Li·ρ且其為第i段熨平板上所安裝偏心軸的質量，且其為第i段熨平板上所安裝偏心軸的偏心距，i＝1、2、3...n，且其為第i段熨平板上所安裝偏心軸偏心段的偏心部分截面積，Li為第i段熨平板上所安裝偏心軸的偏心段長度，ρ為第i段熨平板上所安裝偏心軸的材料密度，D1為第i段熨平板上所安裝偏心軸的偏心段圓柱直徑；di為第i段熨平板上所安裝偏心軸的軸頸圓柱直徑，αi為第i段熨平板上所安裝偏心軸的偏心段圓柱軸線與軸頸圓柱軸線的間距。
所述Li與第i段熨平板的橫向寬度相對應。
所述多段熨平板中相鄰兩段熨平板上所安裝的偏心軸間通過聯軸器進行傳動連接。
所述動力源為電動機，所述動力傳動機構為皮帶輪傳動機構。
所述振動器水平安裝在熨平板的質心。
本發明與現有技術相比具有以下優點 1、設計合理且改進方法簡便，對現有攤鋪機各段熨平板的改進幅度小，只需根據設計結果主要對各段熨平板上所安裝振動器偏心軸的偏心段圓柱直徑和偏心段長度進行相應改進即可。
2、改進效果好，工作性能可靠，能有效解決攤鋪機工作時沿熨平板寬度方向橫向振動不均勻的問題，具體是根據不同尺寸段的熨平板質量，設計不同的振動器偏心軸尺寸，以保證不同尺寸段熨平板具有相同的名義振幅，從而確保熨平板在整個攤鋪寬度方向都保持相同的振動，以使攤鋪層密實度達到較高的橫向均勻性。當不同尺寸段熨平板拼裝成某一攤鋪寬度的整體時，沿熨平板寬度方向的振幅將均勻分布，這樣在攤鋪機作業時，振動器經過集中驅動和聯軸器的連接傳動，不同尺寸段熨平板上安裝的振動器將強迫各自熨平板產生相同的振動，從而使整個攤鋪寬度方向上的鋪層混合料都受到相同的振動作用效果，確保了攤鋪層密實度達到較高的橫向均勻性。本發明所設計的攤鋪機熨平板，對振動器的結構改變不大，既保證了振動效果和作業質量，又不會影響與熨平板相關其他裝置結構和功能。試驗證明，採用本發明設計的攤鋪機熨平板，在相同的施工條件和熨平板寬度下，熨平板的橫向振動均勻性可以提高40％左右，並且攤鋪寬度越大，這種改善的效果就越顯著。
當不同尺寸段熨平板拼裝成某一攤鋪寬度的整體時，雖然安裝有振動器的各尺寸段熨平板質量不等，但通過合理選擇偏心軸的直徑尺寸和偏心段長度，確保了每段熨平板都有相同的名義振幅，保證了沿整個熨平板寬度方向振幅的均勻分布。這樣在攤鋪機作業時，振動器經過集中驅動和聯軸器的連接傳動，不同尺寸段熨平板上安裝的振動器將強迫各自熨平板產生相同的振動，從而使整個攤鋪寬度方向上的鋪層混合料都受到相同的振動作用效果，確保了攤鋪層密實度達到較高的橫向均勻性。
綜上所述，本發明採用熨平板等名義振幅的設計方法來確定不同尺寸段熨平板的振動器偏心軸尺寸，可顯著提高熨平板的橫向振動均勻性，確保攤鋪路面達到較高平整度，而且設計方法簡單可靠，且不影響與熨平板相關的其他裝置結構和功能。振動器工作時，偏心軸高速旋轉產生離心力，強迫與其安裝在一起的熨平板產生振動作用。熨平板產生的振動則由其底板直接傳遞給鋪層混合料，從而提高虛鋪層混合料的壓實度，使攤鋪層密實和表面平整。
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。



圖1為本發明的結構示意圖。
附圖標記說明 1-熨平板；2-軸承；3-偏心軸； 4-軸承座；5-動力源； 6-動力傳動機構； 7-聯軸器。

具體實施例方式 如圖1所示，本發明包括由多段熨平板1拼裝組成的組合式熨平板，所述多段熨平板1上均安裝有振動器，所述振動器包括偏心軸3、安裝在偏心軸3上的軸承2和固定在熨平板1上且供軸承2安裝的軸承座4，所述多段熨平板1的數量為n，所述偏心軸3上裝有與動力源5相接的動力傳動機構6。所述多段熨平板1中相鄰兩段熨平板1上所安裝的偏心軸3間通過聯軸器7進行傳動連接。本實施例中，所述組合式熨平板包括基本寬度段熨平板和依次對稱安裝在基本寬度段熨平板左右兩側的多個加長寬度段熨平板，基本寬度段熨平板由兩個左右對稱的左基本寬度段熨平板和右基本寬度段熨平板連接組成且左基本寬度段熨平板和右基本寬度段熨平板的結構與大小均相同。所述左基本寬度段熨平板或右基本寬度段熨平板上所安裝振動器的偏心軸3通過動力傳動機構6與動力源5傳動連接，其餘各段熨平板上所安裝振動器的偏心軸3通過聯軸器7與已傳動的振動器連接。所述動力源5為電動機，所述動力傳動機構6為皮帶輪傳動機構。所述振動器水平安裝在熨平板1的質心，實際安裝時通常因為多種原因，將振動器沿攤鋪方向安裝在熨平板1的質心附近處。
所述多段熨平板1的名義振幅均相等且均等於常值A0，即其中Ai為第i段熨平板1的名義振幅，mi＝Fi·Li·ρ且其為第i段熨平板1上所安裝偏心軸3的質量，且其為第i段熨平板1上所安裝偏心軸3的偏心距，i＝1、2、3...n，且其為第i段熨平板1上所安裝偏心軸3偏心段的偏心部分截面積，Li為第i段熨平板1上所安裝偏心軸3的偏心段長度，ρ為第i段熨平板1上所安裝偏心軸3的材料密度，Di為第i段熨平板1上所安裝偏心軸3的偏心段圓柱直徑；di為第i段熨平板1上所安裝偏心軸3的軸頸圓柱直徑，αi為第i段熨平板1上所安裝偏心軸3的偏心段圓柱軸線與軸頸圓柱軸線的間距。
由公式可知，應根據不同尺寸段熨平板1的質量，分別設計各熨平板1上所安裝振動器的偏心軸3尺寸，來保證不同尺寸多段熨平板1具有相同的名義振幅。實際加工製作過程中，在組成攤鋪機組合式熨平板的多段熨平板1結構和尺寸一定的條件下，為確保多段熨平板1的名義振幅均相等且均等於常值A0，主要是對不同尺寸段熨平板1上所安裝振動器偏心軸3的尺寸進行確定，主要分兩種情況(1)當偏心軸3偏心段的長度尺寸Li不變時，可通過合理選擇偏心軸3偏心段的圓柱直徑Di來保證各段熨平板1具有相同的名義振幅，此時同時設計所述偏心軸3偏心段的圓柱直徑Di時還要考慮安裝位置尺寸的限制問題；(2)當偏心軸3偏心段的圓柱直徑Di不變時，則可通過合理選擇長度尺寸Li來保證各段熨平板1均具有相同的名義振幅，此時實踐中，為保證各段熨平板1在整個寬度方向上能夠均勻振動，則各段熨平板1上所安裝振動器偏心軸3的偏心段長度Li應有足夠的長度，也就是說所述Li與第i段熨平板1的橫向寬度相對應，因而在設計偏心軸3的偏心段長度Li時還要考慮各段熨平板1的寬度及寬度方向上質量分布的均勻性問題。綜上所述，主要通過改變各段熨平板1上所安裝振動器偏心軸3的偏心段圓柱直徑Di的尺寸和偏心軸3的偏心段長度Li的尺寸來保證所述多段熨平板1的振幅沿橫向一致。
以下通過本發明對攤鋪寬度為9m的機械加長式攤鋪機進行優化設計，攤鋪寬度為9m的機械加長式攤鋪機的組合式熨平板由寬度為1250×2＝2500mm的基本寬度段熨平板和8個加長寬度段熨平板組成，所述8個加長寬度段熨平板分別為依次對稱安裝在基本寬度段熨平板左右兩側的兩個寬度為1500mm的加長寬度段熨平板、兩個寬度為500mm的加長寬度段熨平板、兩個寬度為1000mm的加長寬度段熨平板和兩個寬度為250mm的加長寬度段熨平板。
通過本發明改進之前，經測量攤鋪寬度為9m的機械加長式攤鋪機各尺寸段熨平板1上所安裝振動器偏心軸3的結構參數，如表1所示 表1各尺寸段熨平板1上所安裝偏心軸改進前的結構參數
表1中，Ri＝Di/2，ri＝di/2。
利用公式對各段熨平板1上所安裝偏心軸3的質量mi、偏心距ei、名義振幅Ai等參數進行統計計算，結果如表2所示 表2各尺寸段熨平板上所安裝偏心軸改進前名義振幅的計算結果

由表2可以看出，各段熨平板1的名義振幅各不相同，基本寬度段熨平板的名義振幅最小，為0.055mm；寬度1500mm的加長寬度段熨平板的名義振幅最大，為0.120mm；兩者相差2倍多，由於各段熨平板1的名義振幅不一致，因而必然導致整個組合式熨平板沿橫向的振幅分布不均。
以下通過本發明並結合各段熨平板1的實際工作狀態，考慮各段熨平板1上所安裝振動器偏心軸3的橫向安裝尺寸Li，對各段偏心軸3偏心段的外徑Ri進行了調整，改進後各尺寸段熨平板1上所安裝振動器偏心軸3的結構參數如表3所示 表3各尺寸段熨平板1上所安裝偏心軸改進後的結構參數
參考國內外一些振動壓機的名義振幅，遵循等振幅設計原則，令Ai＝A0＝0.08mm，利用公式反算出各段熨平板1上所安裝偏心軸3偏心段的長度Li，其計算結果如表4所示 表4利用本發明統一名義振幅後反算設計偏心軸偏心段長度的計算結果
根據表4改進後的計算結果，對對攤鋪寬度為9m的機械加長式攤鋪機各段的偏心軸3進行相應改進，在各振動器獨立工作條件下，對不同振動頻率下各段熨平板1的最大加速度進行測量，並且選取各個振動頻率下各段熨平板1中的最大和最小加速度有效值與改進前的參數進行對比，其比較結果如表5所示 表5經本發明改進前後攤鋪機熨平板加速度對比結果
由表5可以看出，對於相同的振動頻率，改進後攤鋪機各段熨平板1中最大加速度有效值與最小加速度的有效值差別均比改進前小，說明改進後的攤鋪機熨平板其橫向振動加速度均勻性得到了改善，從而說明改進後的熨平板橫向振幅的均勻性得到了提高。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。
權利要求
1.一種滿足橫向振動均勻性的攤鋪機熨平板，包括由多段熨平板(1)拼裝組成的組合式熨平板，所述多段熨平板(1)上均安裝有振動器，所述振動器包括偏心軸(3)、安裝在偏心軸(3)上的軸承(2)和固定在熨平板(1)上且供軸承(2)安裝的軸承座(4)，所述多段熨平板(1)的數量為n，所述偏心軸(3)上裝有與動力源(5)相接的動力傳動機構(6)，其特徵在於所述多段熨平板(1)的名義振幅均相等且均等於常值A0，即其中Ai為第i段熨平板(1)的名義振幅，mi＝Fi·Li·ρ且其為第i段熨平板(1)上所安裝偏心軸(3)的質量，且其為第i段熨平板(1)上所安裝偏心軸(3)的偏心距，i＝1、2、3...n，且其為第i段熨平板(1)上所安裝偏心軸(3)偏心段的偏心部分截面積，Li為第i段熨平板(1)上所安裝偏心軸(3)的偏心段長度，ρ為第i段熨平板(1)上所安裝偏心軸(3)的材料密度，Di為第i段熨平板(1)上所安裝偏心軸(3)的偏心段圓柱直徑；di為第i段熨平板(1)上所安裝偏心軸(3)的軸頸圓柱直徑，αi為第i段熨平板(1)上所安裝偏心軸(3)的偏心段圓柱軸線與軸頸圓柱軸線的間距。
2.按照權利要求1所述的滿足橫向振動均勻性的攤鋪機熨平板，其特徵在於所述Li與第i段熨平板(1)的橫向寬度相對應。
3.按照權利要求1或2所述的滿足橫向振動均勻性的攤鋪機熨平板，其特徵在於所述多段熨平板(1)中相鄰兩段熨平板(1)上所安裝的偏心軸(3)間通過聯軸器(7)進行傳動連接。
4.按照權利要求1或2所述的滿足橫向振動均勻性的攤鋪機熨平板，其特徵在於所述動力源(5)為電動機，所述動力傳動機構(6)為皮帶輪傳動機構。
5.按照權利要求1或2所述的滿足橫向振動均勻性的攤鋪機熨平板，其特徵在於所述振動器水平安裝在熨平板(1)的質心。
全文摘要
本發明公開了一種滿足橫向振動均勻性的攤鋪機熨平板，包括由多段熨平板拼裝組成的組合式熨平板，多段熨平板上均安裝有振動器，振動器包括偏心軸、安裝在偏心軸上的軸承和固定在熨平板上的軸承座，偏心軸上裝有與動力源相接的動力傳動機構，多段熨平板的名義振幅均相等且均等於常值A0，即Ai＝ml·el/Ml＝A0＝(∑mi·el)∑Mi，其中偏心軸質量mi＝Fl·Li·ρ，偏心距ei＝alD2i/(D2l-d2i)，偏心軸偏心段偏心部分截面積Fi＝π·(D2i-d2i)/4，Li為偏心軸的偏心段長度，ρ為偏心軸的材料密度，Di為偏心軸的偏心段圓柱直徑；di為偏心軸的軸頸圓柱直徑，αi為偏心軸的偏心段圓柱軸線與軸頸圓柱軸線的間距。本發明設計合理、改進方法簡便且改進效果好、工作性能可靠，能有效解決攤鋪機工作時沿熨平板寬度方向橫向振動不均勻的問題。
文檔編號E01C19/00GK101649596SQ20091002395
公開日2010年2月17日 申請日期2009年9月17日 優先權日2009年9月17日
發明者馮忠緒, 趙利軍, 朱林波, 趙紫苓 申請人:長安大學