淺談公路修補(bǔ)機(jī)的結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計(jì)

摘 要:本文主要介紹小型公路修補(bǔ)機(jī)在研發(fā)制造過程中，一些主要部件的選用原則，設(shè)計(jì)和特點(diǎn)，供供養(yǎng)護(hù)施工，制造和設(shè)計(jì)部門參考。

關(guān)鍵詞:公路修補(bǔ)機(jī)結(jié)構(gòu)選型摩擦輪傳動(dòng)燃燒器齒輪傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)選擇

中圖分類號(hào):U418文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)09(a)-0095-01

1 機(jī)械傳動(dòng)方式的設(shè)計(jì)

1.1 普通齒輪傳動(dòng)

通常在機(jī)械傳動(dòng)中大多選擇漸開線式圓柱齒輪，這種齒輪制造方便，加工簡單。在工作過程中，漸開線圓柱齒輪的傳動(dòng)比在一定范圍內(nèi)的變化量比較小，傳遞運(yùn)動(dòng)比較準(zhǔn)確，瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化量比較小，保證了機(jī)械振動(dòng)小，沖擊小，和噪聲低，傳遞運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，載荷均勻分布在齒輪上，有利于延長使用壽命。

增大壓力角的大小，能夠使節(jié)點(diǎn)處的齒廓曲率半徑和赤厚也增大，有利于齒輪接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的提高。在齒輪傳動(dòng)的中心距保持不變的時(shí)候，增加齒數(shù)，不僅使模數(shù)減小，齒高降低，還可以使傳動(dòng)的穩(wěn)定性的的到提高，重合度增大，進(jìn)而是金屬的切削量降低，制造費(fèi)用下降。根據(jù)齒輪強(qiáng)度的計(jì)算公式能夠得出，增加齒輪的寬度，能夠使齒輪的承載能力提高，所以齒輪不適宜太狹窄，但是如果齒輪太寬的話又會(huì)使載荷在齒面上不均勻的分布，所以齒寬系數(shù)的選擇應(yīng)當(dāng)適當(dāng)。

在齒輪的安裝過程中，大齒圈要被固定在滾筒的外面，并且滾筒和大齒圈要保證同軸度和同心度，滾筒中心線要和大齒圈的直徑垂直，由于滾動(dòng)在工作過程中會(huì)受熱膨脹，所以滾筒的材料應(yīng)和大齒圈的材料盡量一致，使用膨脹系數(shù)相同的材料。

1.2 摩擦輪傳動(dòng)

摩擦輪傳動(dòng)無論是從設(shè)計(jì)研發(fā)還是加工制造方面而言，都是簡單而方便的，并且可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)件和從動(dòng)件之間無間隙的正向和反向的傳動(dòng)，能夠緩和震動(dòng)的沖擊，和其他傳動(dòng)方式相比，能夠使得是傳動(dòng)的噪聲大大降低。通常情況，主動(dòng)輪往往被制造成為一個(gè)圓柱體，并有一層耐高溫的彈性體(比如膠合板或硬塑物等，根據(jù)不同的加熱方式和熱處理形式，主動(dòng)輪的材料也可以選擇鋼質(zhì)的)將其包覆起來，滾筒和從動(dòng)輪焊接在一起，滾筒通常鑄造成一個(gè)光圈并加一凸緣，目的是為了防止?jié)L筒運(yùn)行的時(shí)候在軸向力的作用下出現(xiàn)軸向的竄動(dòng)，從而威脅到修補(bǔ)機(jī)安全穩(wěn)定的工作。主動(dòng)輪還起支撐的作用，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且能夠緩和沖擊，降低了運(yùn)行時(shí)的噪聲。

摩擦輪傳動(dòng)方式是一種變速傳動(dòng)，由于主動(dòng)輪的運(yùn)行環(huán)境，長期受到摩擦而產(chǎn)生磨損，當(dāng)修補(bǔ)機(jī)的載荷突然增大的時(shí)候，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間發(fā)生相對滑動(dòng)的概率大大增加了。如果出現(xiàn)相對滑動(dòng)，就會(huì)降低滾筒的轉(zhuǎn)速，增大主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的磨損，增加機(jī)械功率的損失，使得效率大大降低，在設(shè)計(jì)的時(shí)候這方面應(yīng)當(dāng)予以重視。

在設(shè)計(jì)和計(jì)算的時(shí)候，通常要對橡膠輪的強(qiáng)度以及滑動(dòng)安全系數(shù)進(jìn)行校核，如果和上述的條件不相符的話，能夠改變的參數(shù)有:摩擦輪的個(gè)數(shù)，摩擦輪彈性體的寬度，摩擦輪的直徑，主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，滾筒與摩擦輪的中心線和垂直線的夾角等等。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)注意，摩擦輪需防止在滾筒的下方，當(dāng)瀝青混合料加入以后，重量會(huì)變的更大，通常情況其壓緊力都能夠滿足相關(guān)的要求。

2 布置滾筒攪拌葉片的注意事項(xiàng)

在攪拌路面填充料時(shí)，填充料的流向需要符合右手螺旋定則，即當(dāng)攪拌的方向和四指的指向相同時(shí)大拇指的指向就是填充料的流向。之所以增加攪拌葉片，目的就是為了強(qiáng)化滾筒里面填充料和熱空氣的熱交換，并且能夠使填充料加熱均勻。滾筒攪拌葉片的布置和設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)使填充料不斷的上升和下降。

3 加熱方式的選擇

填充料的加熱方式可以分為滾筒內(nèi)部加熱和滾筒底部加熱。

3.1 滾筒內(nèi)部加熱

出料口和燃燒器應(yīng)當(dāng)被設(shè)置在相同的一側(cè)，燃燒器的噴嘴最好使用60度結(jié)構(gòu)，因?yàn)椴捎眠@種結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的火焰短而粗。瀝青混凝土不直接和火焰接觸。除塵器出料口和上料口需要被設(shè)置在同一側(cè)，滾筒內(nèi)部的內(nèi)膽需要耐高溫且?guī)в性S多小孔，這些小孔的作用不僅可以是滾筒內(nèi)的熱空氣順利通過，而且還可以屏蔽火焰。

3.2 滾筒底部加熱

這種加熱方式相比內(nèi)部加熱比較簡單，用液化石油氣加熱滾筒的外壁，通過內(nèi)膽的熱傳導(dǎo)作用加熱填充料。

4 燃燒器的選擇

如今市場上的燃燒器存在各式各樣，種類繁多。重油，柴油，液化氣都可以作為燃燒的介質(zhì)來使用。并且不同形式的燃燒器需要根據(jù)不同的加熱形式而定。燃燒器的功率計(jì)算公式為:Q=Q1+Q2+Q3+Q4。

其中，Q1—填充料加熱產(chǎn)生的煙氣帶走的熱量(KJ)，Q2—滾筒所散發(fā)的熱量(KJ)，Q3—滾筒自身總共吸收的熱量，Q1—瀝青填充料總共吸收的熱，Q—燃料燃燒時(shí)需要的總熱量。

5 電動(dòng)機(jī)的選擇

5.1 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式和類型的選擇

電動(dòng)機(jī)分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)兩類。但由于直流電動(dòng)機(jī)需要配有直流電源，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且成本較高，維護(hù)起來很不方便，所以如果使用條件沒有特殊的限制，通常都選用交流電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的額定電壓一般為380V。電動(dòng)機(jī)的類型通常要根據(jù)啟動(dòng)性能和啟動(dòng)制動(dòng)反轉(zhuǎn)的頻繁程度，載荷特性(過載情況、大小、變化性質(zhì))，工作條件(空間位置尺寸、環(huán)境、溫度)，電源種類(直流或交流)，以及轉(zhuǎn)速的高低和低速性能要求等條件來決定。

5.2 電動(dòng)機(jī)容量的選擇

電動(dòng)機(jī)的容量通常情況下取決于運(yùn)行時(shí)發(fā)熱條件來決定。電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和它的運(yùn)行狀態(tài)密不可分。運(yùn)行狀態(tài)大致分為三種:重復(fù)短時(shí)運(yùn)行，短時(shí)運(yùn)行和長期連續(xù)運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)容量的選擇直接影響到修補(bǔ)機(jī)運(yùn)行時(shí)經(jīng)濟(jì)性。電動(dòng)機(jī)容量大于工作要求，就會(huì)使電動(dòng)機(jī)的能力得不到充分的發(fā)揮，電動(dòng)機(jī)成本高，而且由于長期不能在滿載的狀態(tài)下運(yùn)行，功率因數(shù)和效率都很低，電能的消耗增加，浪費(fèi)資源。如果容量過小就不能保證修補(bǔ)機(jī)的正常工作，或者由于長期處于過載的工作狀態(tài)，是修補(bǔ)機(jī)的使用壽命大大縮短。

5.3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定

相同容量的同種類型電動(dòng)機(jī)，生產(chǎn)廠家都會(huì)生產(chǎn)出幾種轉(zhuǎn)速不同的產(chǎn)品供使用者選擇。高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)少，轉(zhuǎn)矩也小，所以無論是重量還是外廓尺寸都比較小，價(jià)格也相對較低，但不容易使傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比減小，使得傳動(dòng)裝置的重量和體積較大;低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)則恰恰相反。所以在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速確定時(shí)，需要綜合考慮，分析重量，尺寸，價(jià)格以及比較傳動(dòng)裝置和電動(dòng)機(jī)的性能等因素。通常多選用同步轉(zhuǎn)速是1000和1500r/min的電動(dòng)機(jī)(由于修補(bǔ)機(jī)內(nèi)需要正反轉(zhuǎn)，選用后者最佳)，若沒有其他的特殊要求，通常不建議選取750r/min的電動(dòng)機(jī)。

參考文獻(xiàn)

[1]婁小珍，韓憲鎖，靳長征，王志遠(yuǎn)，瀝青加熱技術(shù)[M].北京:人民交通出版社，1998.

[2]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì).[M].機(jī)械設(shè)計(jì).北京:中央廣播電視大學(xué)出版社，1998.

[3]邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].4版.北京:高等教育出版社，1997.