淺談公路修補機的結(jié)構(gòu)選型與設計

摘 要:本文主要介紹小型公路修補機在研發(fā)制造過程中，一些主要部件的選用原則，設計和特點，供供養(yǎng)護施工，制造和設計部門參考。

關(guān)鍵詞:公路修補機結(jié)構(gòu)選型摩擦輪傳動燃燒器齒輪傳動電動機選擇

中圖分類號:U418文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(a)-0095-01

1 機械傳動方式的設計

1.1 普通齒輪傳動

通常在機械傳動中大多選擇漸開線式圓柱齒輪，這種齒輪制造方便，加工簡單。在工作過程中，漸開線圓柱齒輪的傳動比在一定范圍內(nèi)的變化量比較小，傳遞運動比較準確，瞬時傳動比的變化量比較小，保證了機械振動小，沖擊小，和噪聲低，傳遞運動比較平穩(wěn)，載荷均勻分布在齒輪上，有利于延長使用壽命。

增大壓力角的大小，能夠使節(jié)點處的齒廓曲率半徑和赤厚也增大，有利于齒輪接觸強度和彎曲強度的提高。在齒輪傳動的中心距保持不變的時候，增加齒數(shù)，不僅使模數(shù)減小，齒高降低，還可以使傳動的穩(wěn)定性的的到提高，重合度增大，進而是金屬的切削量降低，制造費用下降。根據(jù)齒輪強度的計算公式能夠得出，增加齒輪的寬度，能夠使齒輪的承載能力提高，所以齒輪不適宜太狹窄，但是如果齒輪太寬的話又會使載荷在齒面上不均勻的分布，所以齒寬系數(shù)的選擇應當適當。

在齒輪的安裝過程中，大齒圈要被固定在滾筒的外面，并且滾筒和大齒圈要保證同軸度和同心度，滾筒中心線要和大齒圈的直徑垂直，由于滾動在工作過程中會受熱膨脹，所以滾筒的材料應和大齒圈的材料盡量一致，使用膨脹系數(shù)相同的材料。

1.2 摩擦輪傳動

摩擦輪傳動無論是從設計研發(fā)還是加工制造方面而言，都是簡單而方便的，并且可以實現(xiàn)主動件和從動件之間無間隙的正向和反向的傳動，能夠緩和震動的沖擊，和其他傳動方式相比，能夠使得是傳動的噪聲大大降低。通常情況，主動輪往往被制造成為一個圓柱體，并有一層耐高溫的彈性體(比如膠合板或硬塑物等，根據(jù)不同的加熱方式和熱處理形式，主動輪的材料也可以選擇鋼質(zhì)的)將其包覆起來，滾筒和從動輪焊接在一起，滾筒通常鑄造成一個光圈并加一凸緣，目的是為了防止?jié)L筒運行的時候在軸向力的作用下出現(xiàn)軸向的竄動，從而威脅到修補機安全穩(wěn)定的工作。主動輪還起支撐的作用，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且能夠緩和沖擊，降低了運行時的噪聲。

摩擦輪傳動方式是一種變速傳動，由于主動輪的運行環(huán)境，長期受到摩擦而產(chǎn)生磨損，當修補機的載荷突然增大的時候，主動輪和從動輪之間發(fā)生相對滑動的概率大大增加了。如果出現(xiàn)相對滑動，就會降低滾筒的轉(zhuǎn)速，增大主動輪和從動輪的磨損，增加機械功率的損失，使得效率大大降低，在設計的時候這方面應當予以重視。

在設計和計算的時候，通常要對橡膠輪的強度以及滑動安全系數(shù)進行校核，如果和上述的條件不相符的話，能夠改變的參數(shù)有:摩擦輪的個數(shù)，摩擦輪彈性體的寬度，摩擦輪的直徑，主動輪的轉(zhuǎn)速，滾筒與摩擦輪的中心線和垂直線的夾角等等。在實際設計過程中，應當注意，摩擦輪需防止在滾筒的下方，當瀝青混合料加入以后，重量會變的更大，通常情況其壓緊力都能夠滿足相關(guān)的要求。

2 布置滾筒攪拌葉片的注意事項

在攪拌路面填充料時，填充料的流向需要符合右手螺旋定則，即當攪拌的方向和四指的指向相同時大拇指的指向就是填充料的流向。之所以增加攪拌葉片，目的就是為了強化滾筒里面填充料和熱空氣的熱交換，并且能夠使填充料加熱均勻。滾筒攪拌葉片的布置和設計應當使填充料不斷的上升和下降。

3 加熱方式的選擇

填充料的加熱方式可以分為滾筒內(nèi)部加熱和滾筒底部加熱。

3.1 滾筒內(nèi)部加熱

出料口和燃燒器應當被設置在相同的一側(cè)，燃燒器的噴嘴最好使用60度結(jié)構(gòu)，因為采用這種結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的火焰短而粗。瀝青混凝土不直接和火焰接觸。除塵器出料口和上料口需要被設置在同一側(cè)，滾筒內(nèi)部的內(nèi)膽需要耐高溫且?guī)в性S多小孔，這些小孔的作用不僅可以是滾筒內(nèi)的熱空氣順利通過，而且還可以屏蔽火焰。

3.2 滾筒底部加熱

這種加熱方式相比內(nèi)部加熱比較簡單，用液化石油氣加熱滾筒的外壁，通過內(nèi)膽的熱傳導作用加熱填充料。

4 燃燒器的選擇

如今市場上的燃燒器存在各式各樣，種類繁多。重油，柴油，液化氣都可以作為燃燒的介質(zhì)來使用。并且不同形式的燃燒器需要根據(jù)不同的加熱形式而定。燃燒器的功率計算公式為:Q=Q1+Q2+Q3+Q4。

其中，Q1—填充料加熱產(chǎn)生的煙氣帶走的熱量(KJ)，Q2—滾筒所散發(fā)的熱量(KJ)，Q3—滾筒自身總共吸收的熱量，Q1—瀝青填充料總共吸收的熱，Q—燃料燃燒時需要的總熱量。

5 電動機的選擇

5.1 電動機結(jié)構(gòu)形式和類型的選擇

電動機分為直流電動機和交流電動機兩類。但由于直流電動機需要配有直流電源，不僅結(jié)構(gòu)復雜，而且成本較高，維護起來很不方便，所以如果使用條件沒有特殊的限制，通常都選用交流電動機。電動機的額定電壓一般為380V。電動機的類型通常要根據(jù)啟動性能和啟動制動反轉(zhuǎn)的頻繁程度，載荷特性(過載情況、大小、變化性質(zhì))，工作條件(空間位置尺寸、環(huán)境、溫度)，電源種類(直流或交流)，以及轉(zhuǎn)速的高低和低速性能要求等條件來決定。

5.2 電動機容量的選擇

電動機的容量通常情況下取決于運行時發(fā)熱條件來決定。電動機的發(fā)熱和它的運行狀態(tài)密不可分。運行狀態(tài)大致分為三種:重復短時運行，短時運行和長期連續(xù)運行。電動機容量的選擇直接影響到修補機運行時經(jīng)濟性。電動機容量大于工作要求，就會使電動機的能力得不到充分的發(fā)揮，電動機成本高，而且由于長期不能在滿載的狀態(tài)下運行，功率因數(shù)和效率都很低，電能的消耗增加，浪費資源。如果容量過小就不能保證修補機的正常工作，或者由于長期處于過載的工作狀態(tài)，是修補機的使用壽命大大縮短。

5.3 電動機轉(zhuǎn)速的確定

相同容量的同種類型電動機，生產(chǎn)廠家都會生產(chǎn)出幾種轉(zhuǎn)速不同的產(chǎn)品供使用者選擇。高轉(zhuǎn)速電動機的極對數(shù)少，轉(zhuǎn)矩也小，所以無論是重量還是外廓尺寸都比較小，價格也相對較低，但不容易使傳動裝置的總傳動比減小，使得傳動裝置的重量和體積較大;低轉(zhuǎn)速的電動機則恰恰相反。所以在電動機的轉(zhuǎn)速確定時，需要綜合考慮，分析重量，尺寸，價格以及比較傳動裝置和電動機的性能等因素。通常多選用同步轉(zhuǎn)速是1000和1500r/min的電動機(由于修補機內(nèi)需要正反轉(zhuǎn)，選用后者最佳)，若沒有其他的特殊要求，通常不建議選取750r/min的電動機。

參考文獻

[1]婁小珍，韓憲鎖，靳長征，王志遠，瀝青加熱技術(shù)[M].北京:人民交通出版社，1998.

[2]吳宗澤.機械設計.[M].機械設計.北京:中央廣播電視大學出版社，1998.

[3]邱宣懷.機械設計[M].4版.北京:高等教育出版社，1997.