攤鋪機(jī)螺旋布料器結(jié)構(gòu)分析與改進(jìn)

王剛，唐飛婷，孫磊

摘 要：結(jié)合當(dāng)前市場攤鋪機(jī)螺旋分料器在施工中的應(yīng)用情況，分析螺旋布料器原理和結(jié)構(gòu)形式，對螺旋布料器安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，解決拼裝中出現(xiàn)的常規(guī)問題，提高施工效率。

關(guān)鍵詞：攤鋪機(jī)；螺旋布料器；主減速箱

中圖分類號：U415.521 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）06-0048-03

Abstract： In view of the application of spiral distributor of paver in current market in construction， the principle and structure of spiral distributor are analyzed， and the installation structure of spiral distributor is improved to solve the common problems in assembly and improve construction efficiency.

Keywords： paver； spiral distributor； main deceleration box

螺旋布料系統(tǒng)是攤鋪機(jī)一個(gè)重要的組成部分，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和調(diào)整對施工效率和質(zhì)量影響很大。其中布料器由左右兩個(gè)螺旋水平分置于主機(jī)后面，在攤鋪機(jī)行進(jìn)中將物料向兩邊分流輸送，同時(shí)填塞在熨平板的前沿，供熨平板夯實(shí)熨平。螺旋布料系統(tǒng)中螺旋分料器的結(jié)構(gòu)由數(shù)根長短不一的螺旋軸和若干葉片組成，分別組合成不同的寬度來滿足不同寬度的路面施工需求，在實(shí)際使用時(shí)路面寬度的變化致使螺旋軸頻繁調(diào)整，調(diào)整過程復(fù)雜，且耗時(shí)較多，大大降低了施工效率?，F(xiàn)對螺旋分料器的原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，提出簡化方法，提供施工效率。

1 螺旋布料器工作原理

螺旋布料的工作原理（見圖1）是帶有螺旋葉片的傳動(dòng)軸通過液壓傳動(dòng)系統(tǒng)控制，使其在由物料圍成的料槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使進(jìn)入料槽的物料由于重力、葉片摩擦力及料槽摩擦力的作用下和螺旋一起旋轉(zhuǎn)，沿料槽向輸送方向運(yùn)移，并不停地向螺旋下面落料，同時(shí)向熨平板前沿塞料。整個(gè)的工作過程又是在攤鋪機(jī)的行進(jìn)中進(jìn)行。

2 螺旋布料器液壓控制原理

攤鋪機(jī)螺旋布料器多為閉環(huán)液壓系統(tǒng)（如圖2）。由變量泵和變量馬達(dá)組成的雙泵雙馬達(dá)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)閉式液壓回路，通過比例電磁閥和變量機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)泵流量的大小和方向，從而改變液壓馬達(dá)輸出速度和旋向?？刂茣r(shí)由兩側(cè)螺旋料位器檢測的料位高度通過電信號輸入到控制器，輸入信號與預(yù)設(shè)料位高度值進(jìn)行比較，輸入信號值高于預(yù)設(shè)值則降低液壓泵控制電流，減少泵的輸出排量從而減少螺旋軸轉(zhuǎn)速，降低料槽內(nèi)物料高度。反之輸入信號值低于預(yù)設(shè)值則增加液壓泵控制電流，增大泵的輸出排量從而提高螺旋軸轉(zhuǎn)速，升高料槽物料高度實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。液壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)螺旋布料器的傳動(dòng)與控制，提高布料器自身結(jié)構(gòu)會(huì)減輕液壓驅(qū)動(dòng)壓力，提高穩(wěn)定性。

3 螺旋布料器結(jié)構(gòu)組成

（1）螺旋布料器由主鏈輪箱，數(shù)根螺旋軸、若干螺旋葉片和幾個(gè)螺旋支撐連接架組成（如圖3）。

（2）螺旋布料器拼裝和問題

如圖3所示，主鏈輪箱根據(jù)施工需要高度通過緊固螺栓安裝于主機(jī)上，螺旋內(nèi)外支撐根據(jù)主鏈輪箱的高度調(diào)整到相應(yīng)位置。螺旋軸三內(nèi)側(cè)安裝于主鏈輪箱處，外側(cè)固定在螺旋內(nèi)支撐上，用同樣的方法安裝螺旋軸二和螺旋軸一實(shí)現(xiàn)最終螺旋布料器的安裝，安裝后的幾根螺旋軸軸線應(yīng)保持在一條水平線上。

施工中安裝時(shí)幾根螺旋軸軸線會(huì)有安裝誤差較大，使安裝好的各螺旋軸形成一定角度，造成轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)螺旋軸阻力增加，液壓系統(tǒng)空載壓力提升較大，最高壓力不便，施工時(shí)載荷較大輸出真實(shí)驅(qū)動(dòng)扭矩就會(huì)減小使液壓系統(tǒng)長期處于最高壓力輸出，降低系統(tǒng)壽命。由于液壓系統(tǒng)壓力輸出能力下降，布料器輸送卡頓或停滯現(xiàn)象也會(huì)頻繁出現(xiàn)。螺旋軸安裝不同軸時(shí)還會(huì)出現(xiàn)擺動(dòng)現(xiàn)象，影響布料器輸料均勻性，大大降低施工質(zhì)量。

4 螺旋布料器拼裝結(jié)構(gòu)分析與改進(jìn)

螺旋布料器拼裝結(jié)構(gòu)主要有兩種形式，分別是：螺旋軸銷軸連接式結(jié)構(gòu)，螺旋軸法蘭連接式結(jié)構(gòu)，通過分析提出改進(jìn)形式，內(nèi)容如下。

4.1 螺旋軸銷軸連接式結(jié)構(gòu)分析（如圖4）

1-螺旋葉片，2-下傳力套，3-輸出軸，

4-上傳力套，5-銷軸，6-主鏈輪箱

圖4所示結(jié)構(gòu)是當(dāng)前攤鋪機(jī)螺旋軸結(jié)構(gòu)的主要連接形式，此結(jié)構(gòu)由攤鋪機(jī)螺旋布料器6-主鏈輪箱的3-輸出軸端頭設(shè)計(jì)有銷軸孔，連接與主鏈輪箱處的螺旋軸通過2-下傳力套、4-上傳力套、5-連接軸將螺旋軸固定在6-主鏈輪箱的輸出軸端，連接軸的另一端由螺旋支撐固定在螺旋擋料板上，其他螺旋軸依次向外連接實(shí)現(xiàn)整個(gè)螺旋的拼裝。此螺旋軸的兩端均為固定銷連接，銷軸安裝間隙很小，一旦螺旋軸連接高度出現(xiàn)偏差就使整個(gè)螺旋軸旋轉(zhuǎn)軸線不同心時(shí)，無法補(bǔ)償軸線角度誤差，常規(guī)的螺旋布料器拼裝問題會(huì)放大很多，此時(shí)所有的螺旋軸動(dòng)力傳動(dòng)均由主鏈輪箱輸出軸端的一根連接銷軸傳遞，當(dāng)傳遞載荷較大時(shí)容易出現(xiàn)損耗斷裂情況。

4.2 螺旋軸法蘭連接式結(jié)構(gòu)分析（如圖5）

圖5所示結(jié)構(gòu)為螺旋軸法蘭連接形式結(jié)構(gòu)，攤鋪機(jī)螺旋布料器6-主鏈輪箱輸出端為連接法蘭結(jié)構(gòu)， 5-法蘭盤和螺栓將螺旋軸固定在6-主鏈輪箱的端面，連接軸的另一端由螺旋支撐固定在螺旋擋料板上，1-螺旋葉片，2、4-軸瓦用3-銷軸固定在螺旋軸上，其他螺旋軸依次向外連接實(shí)現(xiàn)整個(gè)螺旋的拼裝。此結(jié)構(gòu)通過數(shù)個(gè)連接螺栓傳力，動(dòng)力傳遞效果很好，但由5-法蘭盤固定后同樣無法實(shí)現(xiàn)角度補(bǔ)償，當(dāng)各螺旋軸安裝有誤差時(shí)，也無法避免出現(xiàn)液壓系統(tǒng)能力下降，系統(tǒng)壽命減小，回轉(zhuǎn)時(shí)晃動(dòng)等情況出現(xiàn)。這種法蘭形式連接螺栓為均布設(shè)置，內(nèi)存螺栓緊固時(shí)受到空間位置限制非常不便。

4.3 螺旋軸連接形式改進(jìn)結(jié)構(gòu)（如圖6）

1-螺旋葉片，2-傳力套，3-輸出軸，4-主鏈輪箱

針對圖3、圖4螺旋軸連接形式從三方面進(jìn)行改進(jìn)如圖6所示，首先此結(jié)構(gòu)中3-輸出軸端頭設(shè)計(jì)為球體形式，與2-傳力套連接時(shí)有較大角度偏轉(zhuǎn)。同時(shí)3-輸出軸和2-傳力套之間無強(qiáng)制緊固機(jī)構(gòu)，兩者通過相互內(nèi)切式（見圖7）結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)，兩者之間有很大間隙，當(dāng)布料器出現(xiàn)安裝不同軸問題后，首先3-輸出軸和2-傳力套之間應(yīng)球面接觸而形成支點(diǎn)定位，在進(jìn)行一定角度補(bǔ)償，最后用相互內(nèi)切式結(jié)構(gòu)和較大的間隙實(shí)現(xiàn)最終的完整調(diào)節(jié)。此方式能有效減少3-輸出軸和2-傳力套之間的阻力，提高液壓系統(tǒng)有效輸出能力，讓系統(tǒng)長時(shí)間在合理壓力范圍內(nèi)工作能很高保護(hù)系統(tǒng)并提高使用壽命。

其次改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)能有效提高安裝過程如圖8，序號2-傳力套在未切入3-輸出軸前可將2-傳力套放置3-輸出軸端球型端頭處起到支點(diǎn)作用，安裝螺旋軸外側(cè)時(shí)只需要起吊外側(cè)螺旋軸，待外側(cè)初步裝配后旋轉(zhuǎn)1-螺旋葉片后對準(zhǔn)3-輸出軸凹槽插入即可完成裝配。整個(gè)過程由一個(gè)人即可完成極大，且勞動(dòng)強(qiáng)度很低。圖3、圖4結(jié)構(gòu)形式都需要安裝人員在保證螺旋軸軸線水平情況下反復(fù)對正內(nèi)外側(cè)安裝孔，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

1-螺旋葉片，2-傳力套，3-輸出軸，4-主鏈輪箱

最后改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)用大直徑2-傳力套凹凸相嵌結(jié)構(gòu)，受力結(jié)構(gòu)較圖4、圖5結(jié)構(gòu)有很大提高，保障高扭矩輸出。

5 結(jié)束語

螺旋布料器的拼裝是一項(xiàng)較為復(fù)雜的過程，主流的銷軸連接式和法蘭連接式拼裝結(jié)構(gòu)存在不少問題，通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)使得液壓系統(tǒng)動(dòng)力輸出和壽命有效提高，同時(shí)解決了安裝誤差造成軸線不同心問題，還能簡化拼裝過程，減少施工拼裝時(shí)間提高施工效率。

參考文獻(xiàn)：

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