Асфальтоукладчики. Конструкция и расчет

Примечание: При  движении в городских условиях скорость для всех машин принимается 19 км/ч.

 

4. ПРИЕМНОЕ  УСТРОЙСТВО УКЛАДЧИКА

 

Приемные устройства предназначены для приема асфальтобетонной смеси из автотранспортных средств. К ним относят упорную балку с толкающими роликами и бункер.

 

4.1. Упорная  балка

 

Так как прием  материала из автосамосвалов производится без остановки асфальтоукладчика, последний толкает перед собой разгружающийся автосамосвал, упираясь в колеса упорными балками с толкающими роликами. Упорная балка (рис.4.1.) представляет собой присоединенный к нижней раме 1 укладчика металлический брус 2, к которому спереди на проушинах 3 крепятся два толкающих ролика 4, расположенных по осям задних колес 5 автосамосвала.

В конструкциях современных асфальтоукладчиков применяют  поворотные упорные балки, шарнирно укрепленные на нижней раме. Это объясняется тем, что направление движения укладчика не всегда совпадает с направлением движения автосамосвала, например, при его подъезде к укладчику или на закруглениях дороги.

 При жестком  закреплении упорной балки в  контакте с колесами автосамосвала находится один толкающий ролик, возникает несимметричная нагрузка на раму, разворачивающая укладчик, машину трудно удержать по курсу, что ведет к нарушению ровности покрытия.

Благодаря установке  поворотной балки оба толкающих ролика нагружаются равномерно, облегчается управление асфальтоукладчиком и отпадает необходимость в дополнительном маневрировании автосамосвалов при подъезде к укладчику.

 

Рис. 4.1. Схема  работы поворотной упорной балки

                 асфальтоукладчика

 

Асфальтоукладчик может  работать с автосамосвалами разной грузоподъемности, поэтому при проектировании упорной балки желательно предусмотреть возможность регулировки расположения толкающих роликов по высоте. Различие же в размерах колеи задних колес автосамосвалов учитывается выполнением толкающих роликов достаточной длины.

Анализ существующих в  мире конструкций асфальтоукладчиков [11] позволяет рекомендовать следующие параметры упорной балки (рис.4.2):

- длину упорной балки B_у - 2 300 мм;

- длину толкающего ролика b_р - 650 мм;

- диаметр толкающего ролика d_р - 90...1 200 мм;

- расстояние от оси  ролика до дороги h_р - 350... 430 мм.

Рис.4.2. Схема  к определению основных параметров

                   упорной балки                           

 

4.2. Бункер

 

Бункер асфальтоукладчика, предназначенный для приема материалов непосредственно из кузова автосамосвала, служит для накопления материала и обеспечения непрерывной работы укладчика с заданной производительностью.

Таким образом, бункер согласует  цикличную подачу асфальтобетонной смеси с непрерывной ее укладкой в покрытие.

Приемные бункеры бывают двух типов: с активными питающими  органами - питателями, и не имеющие  питателей - бездонные, у которых днищем бункера служит основание дороги.

На самоходных асфальтоукладчиках нашли применение бункеры с питателями (рис.4.3).

Рис.4.3. Бункер

 

Бункер асфальтоукладчика  образован передними cтенками рам, левой 2 и правой 6 боковинами, а дном служат стальные листы, закрепленные на раме на всю ее длину. По этим листам асфальтобетонная смесь перемещается скребковыми питателями из передней в заднюю часть машины.

Заслонки бункера 3 и 5 шиберного типа, установлены на передней стенке верхней рамы, перемещаются винтами 4 и служат для регулирования количества смеси, подаваемой к распределительным шнекам.

Поворачиваемые гидроцилиндрами  боковины облегчают поступление смеси на питатели и ликвидируют ручной труд по очистке боковых стенок.

Геометрическая емкость  приемного бункера определяется по формуле (3.2).

Ширина бункера B_б (рис.4.4) не зависит от типа асфальтоукладчика, а определяется габаритными размерами автосамосвала (табл.3.1) и назначается в пределах 2,8...3,2 м.

Ширина боковин b_б составляет 0,6...1,0 м в зависимости от принятой ширины скребкового транспортера.

Угол наклона  нижней части боковин j_р составляет 15...18°, при подъеме угол наклона нижней части боковин j_в составляет 50...55°.  

Высота задней стенки бункера h в существующих моделях машин составляет 0,55...0,80 м, а высота передней стенки h_п находится в пределах 0,47...0,65 м (большие значения для более тяжелых машин).

Задавшись значениями вышеперечисленных геометрических параметров бункера, можно подсчитать его длину следующим образом. Геометрическая емкость бункера равна (рис.4.4):

                ,

или в развернутом виде:

        (4.1)

отсюда 

  .

 Подставляя в (4.1) значения V, вычисленные по формуле (3.2), можно определить значение l_б. В существующих конструкциях асфальтоукладчиков длина бункера изменяется в пределах 1,1...1,3 м (укладчики легкого типа), 1,5 м (среднего типа) и до 2,0 м (тяжелые укладчики). Если при расчете по формуле (4.1) длина бункера получилась более приведенных рекомендаций, следует увеличить высоту стенок бункера и повторить расчет.

 

Рис.4.4. Схема  к определению основных

параметров приемного  бункера

 

Для всех моделей длина  бункера составляет примерно 0,5 длины ходовой части (без рабочих органов) [11].

Высота боковых стенок бункера от основания     определяется разгрузочной высотой  кузова автосамосвала (нижней кромки заднего борта при поднятом кузове) и составляет около 0,5 м.

 

4.3. Питатель

 

Наибольшее распространение  получили асфальтоукладчики с двухсекционными питателями, работающими по принципу погруженных скребков.

Скребковый  питатель (рис.4.5) получает крутящий момент от приводной звездочки 7 на ведущие звездочки 1, установленные на приводном валу 5, вращающемся в подшипниковых опорах 6. Тяговые цепи 2 натянуты с помощью винтового натяжного устройства 3 между ведущими звездочками 1 и натяжными колесами 8.

Рис.4.5. Питатель

На цепях  закреплены скребки 4, которые при работе питателя скользят по стальным листам днища бункера и, находясь в погруженном состоянии, транспортируют асфальтобетонную смесь из бункера к распределительным шнекам. Нижняя ветвь тяговой цепи проходит под днищем бункера.

Ведомый вал  размещается в передней части  приемного бункера под передней стенкой, ведущий вал со звездочками 1 - в задней части рамы асфальтоукладчика.

Использование тяговых цепей с большим шагом и стесненные условия для размещения скребкового конвейера требуют применения звездочек с малым количеством зубьев (от 4 до 8). На натяжном валу вместо звездочек обычно применяются гладкие колеса 8, по которым обкатывается тяговая цепь 2.

В качестве тяговых цепей используются специальные цепи с большим разрывным усилием с шагом от 62,8 до 106 мм. Желательно применение разборных цепей, позволяющих быстрее устранить поломки во время эксплуатации асфальтоукладчиков.

Натяжное устройство питателя 3 состоит из специальных винтов с гайками, общий ход натяжного винта составляет до 1,5 шага цепи.

Скребки 4 питателя вставляются между звеньями тяговых цепей и по концам закрепляются шплинтами или крепятся болтами с потайными головками.

Скребки и наконечники  скребков изготавливаются из кованой стали с повышенной износостойкостью.

Днище питателя изготавливают из листовой износоустойчивой стали толщиной 8...12 мм.

На всем протяжении питателя тяговые цепи имеют козырьки, ограждающие их от попадания асфальтобетонной смеси. В бункере козырьки крепят на шарнирах для облегчения доступа к тяговым цепям.

Основным параметром скребкового питателя является производительность. Суммарная производительность питателей должна быть 1,5П_а.

Анализ существующих моделей асфальтоукладчиков [11] показывает, что длина скребков l_с (рис.4.6) находится в пределах 450...760 мм и зависит от ширины днища бункера (см. раздел 4.2).

Рис.4.6. Схема  к определению основных параметров

скребкового питателя:

а - схема питателя; б - схема скребка

 

Учитывая, что высота подъема заслонки не должна превышать h_з£0,3l_п, можно определить скорость движения скребков, м/мин:

           ,                (4.2)                                         

где K_v - коэффициент скорости, K_v=0,8; K_уп - коэффициент, учитывающий уплотнение смеси скребками питателя, K_уп=1,05.

 В существующих  конструкциях асфальтоукладчиков  скорость движения скребков питателя  устанавливается в пределах 6,41...30,11 м/мин.

Шаг тяговой  цепи t_ц обычно принимается 75...106 мм, а шаг скребков t_с равен трех- четырехкратному шагу цепи.

Высота скребков h_c равна 20...22 мм, ширина b_c    принимается в пределах 45...60 мм (большие значения для более длинных скребков).

Длина питателя L_п в 1,5...2,0 раза больше длины бункера l_б, а длина заборной части питателя, находящейся в бункере l_пб, составляет 30...50 % от его общей длины.

 

5.РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ  АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ

 

Для распределения  асфальтобетонной смеси по ширине укладываемой полосы применяют плужные, лопастные и шнековые распределители.

Плужные распределители просты по конструкции, но имеют большой вес и габаритные размеры. Ими трудно достигнуть качественной стыковки соседних полос из-за образования "языков" в начале и конце полосы. При работе плужных распределителей отмечается значительное запаздывание в подаче требуемого количества материала при изменении его расхода, что вызывает образование огрехов в покрытии.

Из-за указанных  недостатков плужные распределители применяют в настоящее время только на универсальных укладчиках, в основном для укладки абразивных материалов (песка, щебня, гравия).

Лопастные распределители выполняются в виде распределительной лопасти, которая передвигается возвратно-поступательно в поперечном направлении вдоль направляющей при одновременном перемещении всей машины.

Их достоинства - простота конструкции и надежность в работе. Недостатки относительная сложность привода, необходимость реверса и дополнительные динамические нагрузки при этом.

Эти недостатки ограничивают применение лопастных  распределителей в асфальтоукладчиках. Их применяют в специальных укладчиках, для устройства покрытий из литого асфальта, например, в безбункерных с разгрузкой материала из автосамосвалов непосредственно на основание.

Фирмой «Vogele» (Германия) создана машина для горячего восстановления асфальтобетонного покрытия на месте. С асфальтоукладчика "Супер 1700" сняты бункер, питатели и распределительные шнеки, на их месте установлена цистерна для сжиженного газа, разогреватель покрытия, многозубчатый рыхлитель и лопастной распределитель.

Шнековые распределители получили наибольшее применение в асфальтоукладчиках, так как они просты, компактны, эффективны и надежны в работе.

Шнековый распределитель (рис.5.1) представляет собой симметричную относительно продольной оси асфальтоукладчика конструкцию.

К задней стенке нижней рамы 19 прикреплены кронштейны 7, в которых на биметаллических втулках 16, служащих подшипниками скольжения, вращаются промежуточные валы 14. На валах с обоих концов на шпонках насажены звездочки 12, передающие вращение цепями 11 на валы 13 шнеков, вращающиеся в биметаллических втулках 9, установленных в кронштейнах 2. Цепная передача закрыта корпусом 10.

На валах 13 болтами 3 с гайками 4 и шайбами 5 закреплены секции шнеков 6, 8 и 15.

Шнек состоит из левых  секций 1, 6 и 8, соединенных между собой, имеющих правую навивку винта и самостоятельный привод, и зеркально расположенных правых секций, имеющих левую навивку и также самостоятельный привод.

В зависимости от требуемой  ширины укладываемой полосы можно включать один или оба шнека, убирать или ставить уширительные секции 1 и 18.

 

Рис.5.1. Распределительный шнек

 

Шнековые распределители работают не в жестком кожухе, а  в призме материала, расположенной  в шнековой камере, образуемой передним и задним отражательным щитами и двумя торцовыми щитами. Днищем шнековой камеры служит основание дороги.

На большинстве асфальтоукладчиков устанавливают общий привод шнека  и скребкового питателя (рис.10.1), обеспечивая независимое включение  каждой половины шнека, кинематически  сблокированной с соответствующей секцией скребкового питателя.

Основным параметром шнекового  распределителя является производительность, определяемая по формуле (3.4).

Для шнеков асфальтоукладчиков обычно принимают диаметр шнека D_ш равным шагу шнека t_ш.

Анализ существующих конструкций [11] показывает, что на асфальтоукладчиках в основном устанавливают шнеки трех диаметров: на машинах легкого типа - 250, среднего типа - 300, и тяжелого - 350 мм.