摊铺机技术研究报告.docx

摊铺机技术研究汇报

一、摊铺机概念
摊铺机（paver）是一种重要用于道路上基层和面层多种材料摊铺作业的施工设备。
由多种不一样的系统互相配合完毕摊铺工作的，重要包括行走系统、液压系统、输分料系统等等。
二、摊铺机种类
1、按行走方式，摊铺机分为自行式和拖式两种。
自行式摊铺机有自身的行走传动系统，整机性能好，摊铺质量好，合用于多种等级公路施工，是应用最广泛的摊铺机。
拖式摊铺机工作时靠其他车辆牵引进行摊铺作业。它的构造简朴，功能低，摊铺质量差，仅用于低等级公路施工或养护作业，二十世纪八十年代初我国已不再使用这种摊铺机。
2、按行走机构，摊铺机分为履带式和轮胎式两种。
履带式摊铺机接地比压小，附着力大，摊铺作业时很少出现履带打滑现象，牵引力大，能抵御料车的撞击，运行平稳，制动可靠。不过机动性差，行走速度低，转移场地不以便。履带式摊铺机多为大中型摊铺机和稳定土摊铺机，用于大型公路工程的施工。
轮胎式摊铺机行走速度较高，转移运行速度快，机动性能好。不过附着力较小，摊铺作业时易出现轮胎打滑现象。轮胎式摊铺机多为中小型摊铺机，重要用于道路修筑与养护作业。
3、按传动方式，摊铺机分为机械式和液压式两种。
机械式摊铺机的行走系统、刮板输料系统和螺旋输料系统都是采用机械传动方式。这种摊铺机构造简朴，成本低，摊铺质量较差，仅为中小型。
液压式摊铺机的行走系统、刮板输料系统、螺旋输料系统、振捣系统、振动系统等等所有传动系统都是采用液压传动方式，仅分动箱、减速器等为辅助机械传动。液压式摊铺机构造简朴，能大幅度减速，大范围无级变速，运动平稳，机电液一体化，自动控制，操作省力，是应用最广泛的摊铺机，合用于多种等级公路施工。
4、按功能，摊铺机分为沥青混合料摊铺机、稳定土摊铺机、多功能摊铺机、双层摊铺机和薄层摊铺机五种。
沥青混合料摊铺机摊铺的物料是多种沥青混合料。
稳定土摊铺机摊铺的物料是多种稳定土，摊铺厚度大，生产率高。
假如既能摊铺沥青混合料，又能摊铺稳定土，就是多功能摊铺机。
双层摊铺机能同步摊铺沥青面层和下层。
薄层摊铺机是用于高等级公路磨耗层防止性养护的洒布和摊铺同步作业的摊铺机。
5、按熨平装置延伸方式，摊铺机分为机械加宽式和液压伸缩式两种。
机械加宽式摊铺机的熨平板是按摊铺宽度规定，用螺栓将多种固定宽度的熨平板组装而成。它具有构造简朴，组合宽度大，整体刚度好，牵引阻力小等长处。大宽度摊铺机多为机械加宽式摊铺机，合用于高等级公路施工。
液压伸缩式摊铺机的熨平板是靠液压缸伸缩来无级调整伸缩熨平板的伸出长度，使熨平板到达施工规定的摊铺宽度。它具有调整以便省力，便于两机梯队摊铺等长处。但因构造复杂，整体刚度差，牵引阻力较大，因此最大摊铺宽度一般都不超过9m，伴随技术的发展，目前部分厂家的铺宽度可以到达19米。
6、按摊铺宽度，摊铺机分为小型、中型和大型三种。
小型摊铺机最大摊铺宽度一般不不小于4.5m。
中型摊铺机最大摊铺宽度在5m～8m。
大型摊铺机最大摊铺宽度在9m以上。
三、操作规程
1、摊铺机操作人员必须通过专业培训，理解机械性能、构造，掌握保养知识，纯熟地掌握本机性能及操作要领和安全事项，并经有关部门确认合格后，方可单独操作。
2、起动发动机前必须检查:油(机油、燃油、工作油、润滑油)量与否足，风扇上皮带松紧度，有无漏油及其部件松动现象。检查当日工作所需的多种配件、附件、工具等与否齐备。
3、起动发动机后，怠速运行至少两分种后检查各监控系统指示与否正常。
4、运料车辆倒料必须有人指挥，精确将料卸入机器料斗内。
5、摊铺机工作前须和左右调平人员获得联络，保证其他人员不在作业内，方可作业。
6、在作业档向行车走档转换时，必须在小油门，机器完全停稳后，各工作部件停止工作状况下进行。
7、操作人员严禁酒后操作，操作设备时必须穿戴整洁，不得穿拖鞋，不得有吸烟、饮食等其他有碍安全作业行为。
8、摊铺机在工作后，所有防护装置必须安装在指定位置上。
9、操作室(台)必须保持清洁，及时清理油污等污物，不得乱放工具等其他物品。
10、司机离开操作台前，必须将操作机构所有置于"0"位上。
11、对于液压自动加宽摊铺机加宽时，必须注意和观测附近状况，以免伤人和损坏设备。
12、当摊铺在使用液化气罐加热时，在熄火或失火等状况，必须将罐阀关闭。当环境温度高于200C或太阳直晒车气罐时使用气罐加热，气罐必须加以遮盖。
13、摊铺结束后，清洗材料输送、捣实装置、停机时必须把熨平板放置在垫木上，机器停放下不得阻碍交通，且应放置警示牌。发动机怠带运行5分钟再熄火，然后切断电源，锁上仪表盘。
14、设备保养必须按照阐明书中的规定进行。
15、设备维修保养时，必须:
①料斗、熨平板固定牢固。
②发动机熄火。
③维修液压系统时，必须释放液压系统的余压。
四、技术故障
1、液压油过热:
摊铺机液压系统的油温过高会使油液黏度减少，泄漏量增长，所润滑部位的油膜破坏，使部件的磨损加剧;同步，高温还会使橡胶等材料制成的密封垫过早老化而损坏。因此，控制合适的油温非常重要。当油温过高时，必须停机检查，一般可从如下几种方面着手:
(1)检查油箱液面与否过低。经验表明，油温高往往是由于油箱缺油所致，故缺油时应及时补充。
(2)液压油滤芯及回路与否堵塞。
(3)散热器与否正常。散热器如黏附了大量的灰尘，可导致散热不良，使油温升高。由于摊铺机工作环境灰尘较多，因此对散热器应及时清理.
(4)液压油质量与否合格。若加入的油质量不合格，也会导致系统油温过高。
此外，液压系统在缺油时工作，轻易导致泵和马达损坏，因此缺油故障排除后还要检查泵和马达的运转状态，必要时更换泵和马达的已损部件。
2、螺旋布料器不工作:
摊铺机有时会发生左、右布料器不工作的状况，原因一般为补油系统有故障。引起补油系统压力偏低的原因有:补油泵进油道不畅;补油泵溢流阀压力偏低;补油泵自身故障;液压马达严重泄漏。一般应重点检查补油泵及其溢流阀。
注意事项:
在摊铺机的使用中，做好液压系统的保养工作，就可大大地减少故障。一般应注意如下几点:
(1)液压油在加入液压油箱前，应采用清洁的容器装油，液压油须经滤油器过滤后再加入液压油箱;液压油的更换周期视所用油液质量而定(一般1000h更换一次);更换液压油应在工作温度下进行;为了保证液压系统的散热良好，还应定期清洗液压油散热器。
(2)由于沥青摊铺机的施工环境一般比较恶劣，液压油滤芯的更换周期也应缩短(一般以750h为宜)，更换新滤芯时应做检查，严禁使用已变形、污染或生锈的滤芯。
(3)在每日启动发动机工作时，应先怠速运转一段时间后，再操纵各执行元件工作，这样有助于液压泵的使用。
(4)摊铺机由于长期使用，其液压系统参数有时会发生变化，因此，应定期检查液压系统的参数设置，及时加以调整。
五、技术保养
1、平常技术保养
(1)清洁摊铺机:清除摊铺机表面堆积的泥块、粘沙和沥青等;清除发动机、液压元件和其他部件表面上的尘土、油垢。注意，切勿将污物弄进各加油口和空气滤清器内。
(2)检查加热系统的喷头、连接管、气罐和各开关。
(3)检查摊铺机各零部件的连接和紧固状况，尤其是左右履带梁和机架、熨平板、分料装置和刮板输送装置的连接螺栓与否松动或断裂，必要时予以紧固或更换。
(4)检查并排除各部位的渗漏。
(5)检查发动机的机油、燃油、冷却液以及液压油的数量，并按规定加入新油至油标指示刻度。
(6)检查集中润滑装置中润滑脂与否适量。
(7)检查螺旋分料装置的叶片与否有裂纹，如有应更换。
(8)检查各电气插头与否有松脱现象。
2、周期性技术保养
(1)磨合50h后的技术保养内容
投入使用前，摊铺机应进行50h的试运行，否则不得投入使用。对50h的磨合运行，应按发动机使用阐明书中的有关规定进行。磨合试运行结束后，须按如下内容进行技术保养:
①更换柴油机机油:热机时放尽旧机油，然后注入新机油;经短期运行后，立即检查机油油位与否在规定的高度。
②更换分动箱和所有减速机(包括行走、分料、输料减速机)的润滑油;热机时放尽旧润滑油，然后注入新润滑油。
③更换机油滤清器滤芯。
④更换柴油精滤器滤芯。
⑤检查液压油与否到达规定量。
⑥检查发动机冷却液液位，如局限性应加至规定量。
⑦检查加热系统的喷头、连接管、气罐和各开关。
⑧检查橡胶履带板与否有裂纹，如裂纹长度不小于50mm，必须更换。
⑨检查各液压系统与否有渗漏现象，如有须排除。
⑩柴油机每工作50h，必须清理一次空气滤清器的滤芯。
检查螺旋分料装置的叶片与否有裂纹，如有应更换。
检查自动找平装置与否正常。
检查各工作缸与否有渗漏现象，如有应排除。

(2)每工作100h的技术保养内容
①进行平常技术保养的所有项目。
②按柴油机使用阐明书中100h的技术保养项目进行保养。
(3)每工作200h的技术保养
①反复100h的技术保养内容。
②按柴油机使用阐明书中200h的技术保养项目进行保养。
(4)每工作500h的技术保养内容
①反复200h技术保养中的所有项目。
②按柴油机使用阐明书中200h的技术保养项目进行保养。
③检查机架、油箱等各重要部件的焊接处有无裂纹，履带梁有无变形。如有予以处理。
④检查各操作开关、操纵监视装置的电气线路与否正常，如损坏须立即修复。
⑤检查分料装置的磨损状况。
⑥检查蓄电池的基本状况，如两极的氧化状况等。
(5)每工作1000h的技术保养内容
①反复200h时技术保养的内容。
②按柴油机使用阐明书中200h的技术保养项目进行保养。
③更换液压油滤油器滤芯。
④更换柴油机机油。
除以上简介的周期性技术保养外，在每年的冬季须对摊铺机进行一次全面的检查维修，必要时更换各减速机和分动箱的润滑油。
3、长期停放的技术保养
假如摊铺机将停放3个月，应按下列规定进行保养:
(1)按使用阐明书中的规定作长期停放的技术保养，并作防锈处理。
(2)将机器内外表面、料斗、熨平板、螺旋分料装置和刮板输送装置等清洗洁净。应尽量停放在库房;若放在露天，应放在通风处，并用帆布盖好。
(3)将熨平板用木块垫起来。
(4)料斗、找平缸要所有收回，并涂上润滑脂。
(5)长期停放时，主机上只能装有熨平装置、分料装置的基本段部分。
(6)摊铺机的随机附件在清洗后在做好防锈处理，并放在洁净通风的房内。
(7)对摊铺机各润滑点加注新润滑油或润滑脂。
六、摊铺机选型
沥青混凝土摊铺机是一种集机、电、液、人工智能于一体的高科技产品。伴随高等级公路和都市道路的蓬勃发展,沥青摊铺机在路面施工中地位举足轻重,对沥青摊铺机的规定也越来越高。怎样选择技术性能优越、可靠性强、合用性好、经济性好的沥青混凝土摊铺机就显得尤为重要。构及性能分析
1、液压系统
沥青混凝土摊铺机的行走转向系统、螺旋、刮板系统及其他辅助系统都经历了由机械传动到液压传动的变革,液压传动以其高的传动效率、灵活的传动方式、优越的控制性能和高可靠性低故障率成为主流;液压系统也经历了由初始的开环式系统到闭环式系统的变革,开环系统由于不易无级调速、元件分散、效率低、不易持续控制的缺陷,逐渐被闭环控制系统所取代。
2、行走驱动机构
国内外大中型摊铺机均采用履带行走机构,履带行走机构以接地比压小、附着性能好、摊铺平整度好,而得到广泛的应用;驱动装置,过去都采用液压马达加链条或减速器组合形式,目前都采用液压马达加行星齿轮减速器,配套驱于一致。轮胎式行走机构用于中小型摊铺机上,以其高机动性能、低摊铺幅度的自身特点在低端摊铺机上广泛应用。
3、机电液一体化
现代化的沥青摊铺机已发展成为机械、电控、液压传动与人工智能为一体的先进设备,依托电控可以实现恒速摊铺、直线行走、圆滑转向、输料比例控制、振捣频率预选、熨平装置的浮动、提高、下降、锁定、增压、减压、延时、平整摊铺、电气故障报警和故障部位识别等功能。
4、恒速控制系统
摊铺机摊铺速度的不稳定,是影响摊铺路面平整度的重要原因。速度不稳定的重要原因有:
①发动机转速的变化。
② 液压元件容积率的变化。
③ 履带滑转率的变化。
这三方面均与摊铺作业中负载的忽然变化有关。摊铺机的恒速不能仅通过控制发动机的油门或手动控制行走变量泵来实现(不能保证摊铺速度的精确控制) ,现代化的摊铺机大都通过在行走液压马达安装速度传感器,将检测到的速度信号与设定速度进行对比处理,然后输出信号控制行走变量泵;同步安装恒功率控制系统也是保证在负荷忽然增大时发动机不掉速的有效手段,即各系统自动分派功率,当出现发动机掉速时,螺旋和振捣消耗功率大的系统,自动调整螺旋转速及振捣频率,减少液压系统功率,防止掉速,实现匀速摊铺,保证平整度。
5、自动调平控制系统
自动找平控制系统从数据源的类型可分为模拟信号和数字信号,数字式控制器不仅提高了系统的控制精度,也提高了系统的综合性能:如能进行故障报警、故障诊断、显示运行状态等,已得到广泛的应用.数据的采集方式分为:接触式和非接触式。接触式找平有拉钢纤和拖长滑靴,都比较易于实现,简朴易行,投资少,可实现纵向的、接触范围内的有限平整度;非接触式找平有超声波和激光两种形式,能高精度、高可靠性、全面赔偿校正偏差,实现了自动调平系统的网络化、智能化控制。以超声波检测技术为关键的非接触式平衡梁,其技术成熟,多组多探头智能控制系统,探测范围大,精度高,全面赔偿校正偏差,能交替使用面基准和线基准,可实现大范围的平整度控制。
6、持续输料技术
摊铺机供料系统的驱动功率占发动机总功率的50 %以上,输料量与生产率之间的匹配影响路面的平整度。怎样实目前设定的摊铺速度、宽度、厚度状况下的持续稳定供料,并且保证液压系统负荷稳定,就需要对左右刮板输料系统和左右螺旋输料系统采用的变量泵及非接触式料位器,分别比例控制,提高传动系统可靠性。熨平板中的螺旋分料器是由边端的变量泵直接驱动,可正反向旋转,使料槽内混合料可向两边集中或推向单边,不会导致产生离析的阻料现象,螺旋高度迅速可调,料斗两侧翼板可单独控制。
7、抗离析摊铺技术
离析是摊铺机大宽度摊铺很难处理的问题。摊铺机摊铺路面时物料离析有4 种形式:横向、竖向、纵向带状、窝状离析。其中横向离析出现最多、危害最大。可结合自身摊铺机构造特点,开发对应的抗离析技术:
①采用螺旋叶片全埋输料措施,大小粒料能被均匀输送,减少了横向离析。
②螺旋高度多级、无级调整,可对摊铺层粒料再次持续搅拌,在厚度方向上防止竖向离析。
③合理设计螺旋直径,螺旋输料通道可根据摊铺厚度对应加大,改善物料阻滞现象,防止纵向带状离析。
8、熨平装置构造
熨平板是摊铺机的关键部件,它直接关系到摊铺路面的质量。从构造形式可分为机械加长和液压伸缩两种;机械拼装整体刚度高,对于提高摊铺路面平整度有好处;从预压实机构可分为单夯锤、双夯锤、液压振动压力梁等多种组合,这是预压实度到达90 %以上的保证,是提高平整度必备的机构;在摊铺机停机再启动时,由于熨平板自重和物料承载能力的关系会出现熨平板压痕、大臂下沉以及起步熨平板爬升现象,严重影响路面平整度。在新型国外进口摊铺机上运用了自动控制熨平板防爬锁和防沉锁:短时间停机时锁住熨平板提高油缸的下腔,防止下沉导致压痕;开机时延时锁住熨平板提高油缸的下腔,摊铺一种熨平板宽度后再打开下腔浮动摊铺;长时间停机,在开机时同步打开熨平板提高油缸的下腔,延时锁住上腔,摊铺一种熨平板宽度后再打开上腔浮动摊铺,以控制熨平板爬升;此外根据测量的物料温度间断点火,保温熨平板。
9、数字化控制技术
由于机电液一体化在摊铺机上的广泛运用,电控系统已成为衡量摊铺机先进与否的一种重要标志;新一代微机控制、CAN 系统总线设计为摊铺机功能的扩展提供了空间。如采用了全电子管理系统(EPM 系统)、采用液晶显示屏技术和故障自动诊断系统等。影响摊铺机摊铺质量的重要原因有:
① 摊铺速度能否恒定。
② 物料能否持续适量输送。
③ 物料能否摊铺均匀。
④ 路况和物料的干扰能否有效控制。国内外多种品牌的摊铺机都会强调产品在某些方面优于其他品牌,需要从众多的功能配置中作合用性分析,有针对性选择符合自己实际工程需要机型。
合用性分析及使用性能评价
1）不可盲目追求摊铺机的多功能摊铺
① 摊铺质量规定:良好的沥青面层对摊铺机的熨平板、自动找平系统规定较高,元件精密,而一旦摊铺基层稳定材料,熨平板、供料系统会产生非常大的磨损,这将严重影响面层的施工质量。
② 不一样材料规定摊铺机的地面附着力不一样样。
③ 不一样材料摊铺作业,摊铺机负荷差异大:摊铺基层材料比沥青材料时负荷一般要大30 %～40 % ,单位时间内机械各方面磨损要严重得多,对发动机、熨平板、输料机构等机械重要部件导致较大损伤,减少机械的有效使用寿命,经济上不合算。综上所述,对于市政道路的摊铺对摊铺机的选择应在满足高摊铺精度、使用的灵活性、经济性状况下, 不要过于追求摊铺机的多功能作业。
2）摊铺宽度和摊铺厚度的科学设置
沥青摊铺机宽度和厚度的选择应权衡多方面原因,综合确定,包括:工程的实际需要、沥青站的生产能力、摊铺的质量规定。摊铺机的摊铺厚度一般都在0～300 mm 之间,完全可以满足施工规定,配置趋于一致。厚度越大,预压实度越小,施工平整度、压实度无法保证。 不可盲目追求摊铺宽度,以全幅摊铺来提高平整度是个误区,理由有如下几点:
①摊铺宽度大,螺旋分料器运送混合料距离长,不可防止粗细料的离析,影响路面质量,导致初期损坏。
②在摊铺机重量和功率一定的状况下,宽度越大,平均到料层上的振捣力越小,预压实密度越小,增大了压路机的碾压工作量;由于初压密实度小,在重型压路机不能紧密跟进碾压状况下,严重影响平整度;物料降温后,影响压实度; 而小型压路机轻易产生推拥, 影响平整度。
③宽幅摊铺,表面看上去平整,但中间和边缘的密实度不一样样,在压路机碾压后横向平整度不能保证。
综上所述,提议市政道路的摊铺机应选择9 m如下机型。 摊铺机与沥青混凝土搅拌站生产能力应大体匹配。摊铺机理论生产能力为Q = hB VρK (1)其中, h 为摊铺层厚度; B 为摊铺宽度; V 为摊铺速度;ρ为摊铺密实度; K 为时间运用率(0. 75～0. 95) 。以一般9米摊铺机为例:摊铺宽度为9 m ,摊铺层厚度为0. 1 m ,摊铺速度为5 m/ min , 其理论生产率为550 t/ h ,目前拌和设备生产能力无法满足摊铺机的持续作业需要,增大了停机待料的次数,必将严重影响路面平整度,应在摊铺机的摊铺宽度、厚度和摊铺速度上作出调整。
3）熨平机构的合理选择
熨平板的选择重要从如下三方面考虑:
①机械加宽熨平板和液压伸缩熨平板的选择:机械加宽熨平板由于整体刚度好,抗形变能力强,在宽幅摊铺和基层大负荷摊铺时常常选用。目前摊铺机大都采用液压迅速连接和拆开机构,拆装麻烦的缺陷有所改善,摊铺机宽度常常调整,宜选用液压伸缩机型。
② 振捣方式的选择:单夯锤由于其击振力有限,难以到达90 %以上的初压实度,对路面的平整度有影响,很少单独使用;双夯锤设计和单夯加液压振动压力梁设计都可满足预压实度的规定,在选择时不必过度追求双夯,振动梁可以大大加紧熨平板下混料的流动性,减小熨平板的磨损,实现物料均匀性和平整度。
③ 加热方式的选择:电加热以加热便捷、均匀著称,但增长发动机负荷, 相对易出故障。两种形式熨平板都各有利弊。
4）自动找平系统的选择
找平系统应根据施工路况综合选择:在狭窄区域、小范围施工,滑靴因不会出现碰撞,是一种适合市政道路施工的理想选择;在障碍物较多的施工路段,使用机械式纵坡传感器探测钢纤也是市政道路摊铺常用、易行的选择;而对于大范围长距离的摊铺,多探头超声波数字找平仪和长距离激光纵坡传感器则可以保证较长路段整体的平整度。
10、综上所述
1、规定摊铺机多功能摊铺是不现实的,专业摊铺稳定基层和专业摊铺沥青混合料,无论从机械的维护和保养,还是运行成本来说,都是经济的、科学的。
2、不必盲目追求摊铺机技术上的先进性、配置上的高端规定,生产能力、摊铺宽度和技术性能只要到达使用规定,不必作太高规定。
3、 供料机构和熨平机构功能的完善是保证摊铺性能的关键;找平系统的选择应因地制宜。