一种降低温度离析的螺旋分料器设计

　　【论文摘要】为了防止沥青混合料因施工机械及施工工艺的影响而产生温度离析，设计了一种装有电加热棒可对沥青混合料加热的螺旋分料器。通过对螺旋分料器的零部件中单侧螺旋、主段螺旋、延伸段螺旋、螺旋吊座的结构重新设计，使沥青混合料在摊铺前经过二次搅拌和均匀加热，有效地降低了沥青混合料的温度离析，为摊铺机螺旋分料器的设计提供了全新的思路，具有一定的参考价值。
　　【论文关键词】螺旋分料器；温度离析；沥青混合料；电加热棒
　　Design of Auger for Temperature Segregation Reduction
　　WU Jun- liang， HUO Cong- hao， TIAN Shu- chen
　　Abstract： In order to avoid temperature segregation of asphalt mixture caused by construction equipment and technology， an auger equipped with electrical heating rod was designed. By redesigning the unilateral spiral， spirals of main part and extension part of the auger and the hanging brackets， another mixing and heating were conducted on asphalt mixture before the paving process， and the temperature segregation was effectively lowered. The design provides a new thought on paver augers.
　　Key words： auger； temperature segregation； asphalt mixture； electrical heating rod
　　0引言
　　温度离析是指在储存、运输及摊铺过程中，沥青混合料受天气、施工机械和施工工艺等影响产生热量损失而出现温度差异的现象。有研究指出当沥青混合料温度变化超过20℃时会显著影响路面性能。温度离析严重的区域密度小、空隙率大，容易导致路面出现水损害和疲劳破坏，严重离析的路面使用寿命可能会缩短一半以上[1]。
　　温度离析的原因很多，相应有很多传统的降低温度离析的方法。有研究表明采用转运车能极大的改善温度离析现象。本文从设计摊铺机的角度出发，通过设计合理的螺旋分料器降低沥青混合料的温度离析，可以有效地降低沥青路面的施工成本[2-3]。
　　1螺旋分料器设计
　　螺旋分料器作为摊铺机的主要工作部件之一，通过螺栓等连接件与摊铺机机架相连接。其功能是将沥青混合料按照一定的生产率，无离析地均匀输送到待摊铺的全副宽度内。在摊铺机的螺旋分器中，由带有螺旋叶片的转动轴在布料槽内转动，使装入布料槽的沥青混合料在自身重力、叶片摩擦力及布料槽摩擦力的作用下，沿着布料槽向两端运动，并向螺旋下面落料，从而达到向待摊铺宽度内布料的目的。螺旋分料器的设计应满足以下方面[4-6]。
　　（1）螺旋转速应满足摊铺机对螺旋分料器生产率的要求。
　　（2）螺旋功率应与摊铺机功率相匹配。
　　（3）螺旋参数之间的匹配应满足摊铺路面抗离析及均匀性的要求。
　　（4）在设定的摊铺厚度和摊铺速度下，螺旋供料系统能满足连续摊铺的需求。
　　（5）摊铺机的螺旋分料器能够无级调速，自动调节混合料的摊铺速度，并保证均匀平整的摊铺。
　　（6）螺旋分料器能满足各种材料不同厚度的摊铺需求。
　　（7）具有自动找平和保持摊铺层厚度均匀性的功能。
　　1.1总体结构
　　螺旋分料器的结构部件主要包括螺旋机箱、螺旋驱动装置、螺旋提升棘轮扳手、左右撑拉装置、左右主段挡料板、左右延伸段挡料板、左右延伸段螺旋等，左右两侧延伸段螺旋及挡料板从螺旋机箱处成对称布置，如图1所示。左右两侧螺旋分为主段螺旋和延伸段螺旋，主段螺旋与第一延伸段螺旋、第一延伸段螺旋与第二延伸段螺旋之间通过螺旋吊座连接，吊座同时也与主段或延伸段挡料板连接。左右两侧延伸段螺旋及挡料板的数量可根据施工时摊铺宽度的需求灵活拼接，并在两侧螺旋末端安装轴套保护轴头。在左右延伸段螺旋与机架之间连有撑拉装置，以确保左右螺旋挡料板不变形。整个螺旋分料器与机架通过螺栓连接，可根据摊铺厚度的需求调整螺旋提升棘轮扳手实现螺旋离地高度的调整。
　　1.2零部件结构设计
　　1.2.1单侧螺旋结构设计
　　因为左右螺旋从机箱处成对称布置，现以右侧螺旋为例说明两侧螺旋的结构组成。右侧螺旋分料器主段螺旋、吊座及延伸段螺旋的连接结构剖面图如图2所示。单侧螺旋主要由驱动链轮、链轮箱端盖、主段螺旋、第一延伸段螺旋、第二延伸段螺旋、螺旋吊座及与吊座轴末端的轴套等组成，吊座轴如图3所示。主段螺旋靠近链轮箱侧装有驱动链轮和链轮箱端盖，另一侧通过螺旋吊座与第一延伸段螺旋连接，第一延伸段螺旋与第二延伸段螺旋之间也是通过螺旋吊座连接。主段螺旋和延伸段螺旋的一端焊有十字定位叉，如图4所示。焊有十字定位叉的一端与螺旋吊座的吊座轴带径向定位叉的一端连接，实现螺旋的径向定位。螺旋吊座与主段或延伸段挡料板通过螺栓连接实现轴向定位。在左右两侧螺旋末端，通过沉头螺钉将带内花键的轴套与吊座轴末端固定，使吊座轴轴头在工作时能得到保护。

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