攤鋪機螺旋布料器結構分析與改進

王剛，唐飛婷，孫磊

摘 要：結合當前市場攤鋪機螺旋分料器在施工中的應用情況，分析螺旋布料器原理和結構形式，對螺旋布料器安裝結構進行改進，解決拼裝中出現的常規問題，提高施工效率。

關鍵詞：攤鋪機；螺旋布料器；主減速箱

中圖分類號：U415.521 文獻標志碼：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

螺旋布料系統是攤鋪機一個重要的組成部分，其結構設計和調整對施工效率和質量影響很大。其中布料器由左右兩個螺旋水平分置于主機后面，在攤鋪機行進中將物料向兩邊分流輸送，同時填塞在熨平板的前沿，供熨平板夯實熨平。螺旋布料系統中螺旋分料器的結構由數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，在實際使用時路面寬度的變化致使螺旋軸頻繁調整，調整過程復雜，且耗時較多，大大降低了施工效率。現對螺旋分料器的原理和結構進行分析，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軸通過液壓傳動系統控制，使其在由物料圍成的料槽內旋轉，使進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，沿料槽向輸送方向運移，并不停地向螺旋下面落料，同時向熨平板前沿塞料。整個的工作過程又是在攤鋪機的行進中進行。

2 螺旋布料器液壓控制原理

攤鋪機螺旋布料器多為閉環液壓系統（如圖2）。由變量泵和變量馬達組成的雙泵雙馬達獨立驅動閉式液壓回路，通過比例電磁閥和變量機構調節泵流量的大小和方向，從而改變液壓馬達輸出速度和旋向。控制時由兩側螺旋料位器檢測的料位高度通過電信號輸入到控制器，輸入信號與預設料位高度值進行比較，輸入信號值高于預設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速，降低料槽內物料高度。反之輸入信號值低于預設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速，升高料槽物料高度實現閉環控制。液壓傳動控制系統實現螺旋布料器的傳動與控制，提高布料器自身結構會減輕液壓驅動壓力，提高穩定性。

3 螺旋布料器結構組成

（1）螺旋布料器由主鏈輪箱，數根螺旋軸、若干螺旋葉片和幾個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，主鏈輪箱根據施工需要高度通過緊固螺栓安裝于主機上，螺旋內外支撐根據主鏈輪箱的高度調整到相應位置。螺旋軸三內側安裝于主鏈輪箱處，外側固定在螺旋內支撐上，用同樣的方法安裝螺旋軸二和螺旋軸一實現最終螺旋布料器的安裝，安裝后的幾根螺旋軸軸線應保持在一條水平線上。

施工中安裝時幾根螺旋軸軸線會有安裝誤差較大，使安裝好的各螺旋軸形成一定角度，造成轉動時螺旋軸阻力增加，液壓系統空載壓力提升較大，最高壓力不便，施工時載荷較大輸出真實驅動扭矩就會減小使液壓系統長期處于最高壓力輸出，降低系統壽命。由于液壓系統壓力輸出能力下降，布料器輸送卡頓或停滯現象也會頻繁出現。螺旋軸安裝不同軸時還會出現擺動現象，影響布料器輸料均勻性，大大降低施工質量。

4 螺旋布料器拼裝結構分析與改進

螺旋布料器拼裝結構主要有兩種形式，分別是：螺旋軸銷軸連接式結構，螺旋軸法蘭連接式結構，通過分析提出改進形式，內容如下。

4.1 螺旋軸銷軸連接式結構分析（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所示結構是當前攤鋪機螺旋軸結構的主要連接形式，此結構由攤鋪機螺旋布料器6-主鏈輪箱的3-輸出軸端頭設計有銷軸孔，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現整個螺旋的拼裝。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偏差就使整個螺旋軸旋轉軸線不同心時，無法補償軸線角度誤差，常規的螺旋布料器拼裝問題會放大很多，此時所有的螺旋軸動力傳動均由主鏈輪箱輸出軸端的一根連接銷軸傳遞，當傳遞載荷較大時容易出現損耗斷裂情況。

4.2 螺旋軸法蘭連接式結構分析（如圖5）

圖5所示結構為螺旋軸法蘭連接形式結構，攤鋪機螺旋布料器6-主鏈輪箱輸出端為連接法蘭結構， 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現整個螺旋的拼裝。此結構通過數個連接螺栓傳力，動力傳遞效果很好，但由5-法蘭盤固定后同樣無法實現角度補償，當各螺旋軸安裝有誤差時，也無法避免出現液壓系統能力下降，系統壽命減小，回轉時晃動等情況出現。這種法蘭形式連接螺栓為均布設置，內存螺栓緊固時受到空間位置限制非常不便。

4.3 螺旋軸連接形式改進結構（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行改進如圖6所示，首先此結構中3-輸出軸端頭設計為球體形式，與2-傳力套連接時有較大角度偏轉。同時3-輸出軸和2-傳力套之間無強制緊固機構，兩者通過相互內切式（見圖7）結構實現動力傳動，兩者之間有很大間隙，當布料器出現安裝不同軸問題后，首先3-輸出軸和2-傳力套之間應球面接觸而形成支點定位，在進行一定角度補償，最后用相互內切式結構和較大的間隙實現最終的完整調節。此方式能有效減少3-輸出軸和2-傳力套之間的阻力，提高液壓系統有效輸出能力，讓系統長時間在合理壓力范圍內工作能很高保護系統并提高使用壽命。

其次改進后的結構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作用，安裝螺旋軸外側時只需要起吊外側螺旋軸，待外側初步裝配后旋轉1-螺旋葉片后對準3-輸出軸凹槽插入即可完成裝配。整個過程由一個人即可完成極大，且勞動強度很低。圖3、圖4結構形式都需要安裝人員在保證螺旋軸軸線水平情況下反復對正內外側安裝孔，費時費力。

1-螺旋葉片，2-傳力套，3-輸出軸，4-主鏈輪箱

最后改進后的結構用大直徑2-傳力套凹凸相嵌結構，受力結構較圖4、圖5結構有很大提高，保障高扭矩輸出。

5 結束語

螺旋布料器的拼裝是一項較為復雜的過程，主流的銷軸連接式和法蘭連接式拼裝結構存在不少問題，通過結構改進使得液壓系統動力輸出和壽命有效提高，同時解決了安裝誤差造成軸線不同心問題，還能簡化拼裝過程，減少施工拼裝時間提高施工效率。

參考文獻：

[1]郭小宏.攤鋪機螺旋布料器的結構及混合料粒料在布料槽中的運動分析[J].山東交通學院學報，2010，18（2）：81-86.

[2]賈利新.攤鋪機的故障維修與保養探析[J].河南建材，2013（3）：192-195.