近年来,摊铺机发展的关键 技术 之一,就是如何有效解决摊铺物料的离析问题。业已成为制约摊铺机向大宽度、高生产率、高作业质量、多功能发展的最大障碍。
业内人士对摊铺离析问题都很关注。物料离析现象,随着摊铺速度的增加、摊铺厚度和宽度的加大而加剧,严重影响了材料的力学结构和路面压实后的最终平整度、密实度和使用寿命。关于离析现象,一般认为有两种因素:一为温度差异引起离析,对沥青材料这一因素不容忽视;另一因素则为机械学因素,即混合物料在装卸、输送和最终熨平过程中,由于不同容重物料颗粒的运动速度差异,而引起分离。这一因素对各种材料均有影响,表现在稳定土材料中则为惟一离析因素。解决离析的技术方法目前按两条路线发展,一种为使用物料转运车方式,通过转运车的保温加热、二次搅拌、以蓄料均匀输送作用,解决物料在摊铺工艺之前产生的温度和机械学离析,同时保证连续均匀送料提高摊铺平整度。这一方式的缺点为增加施工设备,且不能解决摊铺机本身产生的离析现象,因而还未能全面推广。另一方式则为改进摊铺机本身的结构来解决离析,特别是机械学离析,这一方法不增加机械成本,使用方便,因而被普遍采用。
摊铺机产生离析的主要环节在螺旋分料过程,在作业过程中功率消耗最大的环节也在螺旋分料过程,约为 整机 功率的50%至60%。国内的各种摊铺机目前主要延用一、二十年前国外摊铺机的设计思想,即考虑功率因素,使螺旋 分析 器中的物料表面位于螺旋直径的1/2至2/3位置。按照这种方法,当用于大厚度、大宽度的稳定土摊铺时,输料量很大,而螺旋只有位于物料内部的部分才有输料能力,因而螺旋输料率低。为满足输料量要求,不得不将工作转速增高。高速旋转且部分暴露在空间中的螺旋向螺旋顶端(外侧)和物料层上部的空间中抛扬物料,这是形成机械学离析的主要原因。不少工程机械人员在施工现场的观察和录像资料分析,十分清楚地说明了这一点。
攻克离析难题,成为国内外许多摊铺机械技术工作者的主攻课题。国内的陕西中大机械集团,国际的玛连尼、比泰利(卡特匹勒)等机械制造厂家致力于科研攻关,已取得了较好效果。
例如,陕西中大机械集团的DT1300型摊铺机主要基于一个全新的设计理念:即让物料满埋螺旋输送。物料满埋螺旋可以提高螺旋输料率,降低螺旋工作转速,减小不同容重物料颗粒之间的惯性差异;螺旋埋藏于料内,位于摊铺层底部,可以对物料进行二次搅拌,改善物料在前期运输过程中产生的温度和机械学离析;位于物料底部的螺旋向两侧沿整个断面挤出物料,而不是由上向下倾推物料,可以减小不同宽度位置上的左右离析和物料颗粒上下滚动产生的上下层离析;螺旋上部不在空间暴露,无上抛产生的面层离析。总之,物料满埋螺旋可以有效解决摊铺材料的上下、左右离析现象。
物料满埋螺旋的另一作用是整个摊铺层均在螺旋搅拌挤压下进行作业,因而可减小摊铺层的密实度差异,使之在碾压后表面平整。
物料满埋螺旋必须增加摊铺机的功率配置及螺旋驱动系统的动力元件容量,整机功率将相应增大20%至 30%,螺旋驱动系统应选用更高压力容量的 液压 元件以提高工作可靠性。
值得一提的是,意大利玛连尼、比泰利(卡特匹勒),国内陕西中大机械集团,均相继采用了高压低速大扭矩马达驱动螺旋的传动方式,这种传动固有的低速及启动高效率,可提高螺旋带载启动的能力和低速工作稳定性,与传统的高速马达加减速机方式相比,更能适用于螺旋工作的需要,提高螺旋改善离析的能力和减小密实度差异的能力。
陕西中大机械集团DT1300摊铺机在西安至户县高速公路、云南嵩明至待补高速公路等地进行的摊铺试验表明,高功率配置、高压低速大扭矩马达驱动、螺旋满埋物料工作的摊铺机,是适应我国基础设施建设所需的新型摊铺机械。
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