摊铺机、 熨平板和振捣机构相位差的设置方法 技术领域 本发明涉及摊铺机熨平板振捣机构相位差的设置方法和采用本方法设置振捣机 构的相位差的摊铺机及其熨平板。
背景技术 摊铺机熨平板的振捣机构是摊铺机上非常重要的工作装置。
图 1 示出了摊铺机的一套熨平板的结构示意图, 如图 1 所示, 一套熨平板一般由左 右对称的多段子熨平板 (1500 段、 1250 段、 1000 段、 500 段、 250 段等, 其中数字表示子熨平 板长度, 单位为 mm) 组合而成, 各子熨平板的振捣机构结构形式一致, 且其偏心轴一般通过 各种联轴器刚性连接起来, 从而使各子段振捣机构转速一致。
图 2 示出了摊铺机的某一子熨平板的振捣机构的结构示意图, 如图 2 所示, 振捣机 构一般刚性固定于板架 10 上, 并由一根偏心轴 13 转动, 进而带动振捣架 12、 刀片 11 等做往 复运动, 从而对混合料产生捣实作用, 其运动原理可近似为图 3 所示的曲柄滑块机构。偏心 轴 13 每转动一周, 则振捣架 12 上的刀片 11 往复运动一次。
考虑到减轻熨平板振动等因素, 相邻子段的振捣机构间往往设置一定角度的相位 差, 即当某一子段的振捣机构的刀片到达最低点时, 相邻振捣机构的刀片须经偏心轴转过 一定角度才到达最低点。
图 3 示出了相邻两振捣机构 1 和 2 的相位差的示意图, 如图 3 所示, 振捣机构 2 需 转过角度 α 才能到达振捣机构 1 当下所在的位置, 也就是说振捣机构 2 的相位相对于振捣 机构 1 滞后 α, 也即振捣机构 1 相对于振捣机构 2 的相位差为 α。
目前对于相位差如何设置还没有很深入的研究或很优秀的方法, 较为普遍的方法 是, 从整套熨平板一侧到另一侧, 各段的振捣机构按同一旋向依次错开相同角度的相位差, 也有的将左、 右主段间的设置为与其它不同。
发明内容
本发明的目的在于提供一种摊铺机熨平板的振捣机构相位差的设置方法, 以减小 振捣机构的惯性力和最大瞬时扭矩, 本发明的另一目的还在于提供一种熨平板和摊铺机, 其中, 子熨平板的振捣机构之间的相位差采用本发明的设置方法来设置。
为此, 本发明一方面提供了一种摊铺机熨平板的振捣机构相位差的设置方法, 该 熨平板包括左右对称的若干段子熨平板, 其中, 所述设置方法满足以下要求 : 任一左右对称 的两段子熨平板的振捣机构之间的相位差为 180° ; 以及根据各段子熨平板的长度按比例 在预定转角范围内配置各振捣机构的相位差。
进一步地, 上述预定转角范围为 360°。
进一步地, 上述摊铺机熨平板从左至右依次为左 n、 左 (n-1)... 左 3、 左 2、 左 1、 右 1、 右 2、 右 3... 右 (n-1)、 右 n 段, 且左右对称, 其每段长度对应分别为 l1、 12、 l3...ln, 各相 邻子熨平板振捣机构的相位差以逆时针方向或顺时针方向为正向, 其中, 按照各段子熨平板的长度按比例在一周 360°内配置各振捣机构的相位差满足以下函数关系式 :
α11 = 180° ;
其中, 所述 α11 为右 1 段子熨平板的振捣机构相对于左 1 段的相位差, 所述 αl(i+1) i 为位于左侧的长度为 li 的左 i 段子熨平板的振捣机构相对于长度为 li+1 的左 i+1 段的相 位差 ; 所述 αri(i+1) 为位于右侧长度为 li+1 的右 i+1 段子熨平板的振捣机构相对于长度为 li 的右 i 段的相位差, 其中, i 的取值为 1...n-1。
根据本发明的另一方面, 提供了一种熨平板, 其各段子熨平板的振捣机构之间采 用根据上面所描述的设置方法来设置相位差。
本发明还提供了一种具有上述熨平板的摊铺机。
本发明具有以下效果 : 1、 显著降低整套熨平板的振捣机构的惯性力, 进而减轻熨 平板的振动, 提高路面摊铺质量 ; 2、 降低整套熨平板的振捣机构的最大瞬时扭矩, 降低振捣 液压系统的压力, 提高联轴器与液压元件等的使用寿命。
除了上面所描述的目的、 特征、 和优点之外, 本发明具有的其它目的、 特征、 和优 点, 将结合附图作进一步详细的说明。
附图说明 构成本说明书的一部分、 用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施 例, 并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中 :
图 1 示出了摊铺机的一整套熨平板的结构示意图 ;
图 2 示出了摊铺机的某一子熨平板的振捣机构的结构示意图 ;
图 3 示出了相邻两子熨平板的振捣机构的相位差的示意图 ;
图 4 示出了摊铺机的一套熨平板的各熨平板之间的相位差示意图 ; 以及
图 5 示出了某一子熨平板的振捣机构扭矩 ( 功率 ) 函数示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明, 但是本发明可以由权利要求限定 和覆盖的多种不同方式实施。
经过研究发现, 振捣机构的相位差首先可显著地影响振捣机构的惯性力, 从而可 不同程度地引起熨平板的振动并对摊铺路面造成不利影响 ; 其次可影响振捣机构的最大瞬 时扭矩, 进而影响到液压系统的最大瞬时压力, 并可最终影响联轴器与液压元件等的使用 寿命。考虑以上因素, 本发明的振捣机构相位差的设置方法包含以下两个约束要素 : 1、 任一左右对称的两段子熨平板的振捣机构之间的相位差为 180° ; 2、 根据各段子熨平板的 长度按比例在一角度范围内配置各振捣机构的相位差。
按照约束要素 1 设置相位差, 可使左右任意对称的两段振捣机构的相位差均为 180°, 从而可使振捣机构的惯性力产生相互抵消的效果, 进而降低其引起的熨平板的振 动, 提高路面摊铺质量。
按照约束要素 2 设置相位差, 使各段的最大瞬时扭矩相互错开, 并使整套熨平板 的振捣机构叠加时的最大瞬时扭矩值降低, 进而使振捣液压系统的最大瞬时压力降低, 以 提高联轴器与液压元件等的使用寿命。
下面对根据本发明的振捣机构相位差的设置方法的优选实施例进行说明, 在优选 实施例中, 约束要素 1 不变, 约束要素 2 具体限定为 : 根据各段子熨平板的长度按比例在一 周 360°内配置各振捣机构的相位差。
图 4 示出了摊铺机的一套熨平板的各熨平板的振捣机构之间的相位差示意图, 如图 4 所示, 一套熨平板由若干段子熨平板组合而成, 从左至右依次为左 n 段、 左 (n-1) 段 ... 左 3 段、 左 2 段、 左 1 段、 右 1 段、 右 2 段、 右 3 段 ... 右 (n-1) 段、 右 n 段, 且左右对 称, 其每段长度对应分别为 l1、 l2、 l3...ln, 以逆时针方向 ( 或顺时针方向 ) 为正向, 其左 i 段相对于左 (i+1) 段的振捣机构相位差设为 α1(i1)i, 右 (i+1) 段相对于右 i 段的相位差设 为 αri(i+1), 右 1 段相对于左 1 段的相位差设为 α11。
在优选实施例中, 各相位差按如下公式配置 :
α11 = 180° .....................(1) ;
在上式 (2) 和 (3) 中,为熨平板的总长度, li 表示 i 段子熨平板的长度, li+1表示与其相邻的 (i+1) 段子熨平板的长度, 在上式 (3) 中, 负号表示右段的相位差与左段的 旋向相反。
从上式 (2) 和 (3) 中可以看出, i 取任意值时, 右 i 段相对于左 i 段的振捣机构的 相位差为 180°, 另外相位差严格按照各段自熨平板的长度在一周 360° ( 转角范围 ) 来分 配。
在本优选实施例中, 通过在一周 360°内配置各振捣机构的相位差, 可使各段的最 大瞬时扭矩相互错开, 并使整套熨平板的振捣机构叠加时的最大瞬时扭矩值为最小, 使振 捣液压系统的最大瞬时压力为最小, 提高联轴器与液压元件等的使用寿命。
以一套 9 米拼接式熨平板为例, 其从左至右分别为左 250 段、 左 500 段、 左 1000 段、左 1500 段、 左 1250 段、 右 1250 段、 右 1500 段、 右 1000 段、 右 500 段、 右 250 段, 其中左、 右 段的数字表示其长度, 单位为 mm。则依据本发明, 其各段振捣机构间的相位差应如下设置 :
1) 右 1250 段相对于左 1250 段的相位差为 180° ;
2) 左 500 段相对于左 250 段的相位差为 15°, 左 1000 段相对于左 500 段的相位 差为 30°, 左 1500 段相对于左 1000 段的相位差为 50°, 左 1250 段相对于左 1500 段的相 位差为 55° ;
3) 右 1500 段相对于右 1250 段的相位差为 -55°, 右 1000 段相对于右 1500 段的 相位差为 -50°, 右 500 段相对于右 1000 段的相位差为 -30°, 右 250 段相对于右 500 段的 相位差为 -15°, 负号表示右侧相位差旋向与左侧相反。
在根据本发明的振捣机构相位差的设置方法的其它实施例中, 例如当熨平板较长 拼接段数较多时, 除两主段 ( 即左 1 段和右 1 段 ) 的相位差外, 其余各相位差均在本方案的 基础上乘以一个系数 b, 即各相位差为 αl(i+1)i*b 和 αri(i+1)*b, 此时相当于在 360° *b 的转 角范围内分配相位差, 例如其系数 b 为 2 时, 则在 720°的转角范围内分配相位差。在上述 优选实施例中, 可最有效地使整套熨平板的振捣机构叠加时的最大瞬时扭矩值降低, 与此 相比, 其它实施例的效果稍差一些。 经研究发现, 单段振捣机构的惯性力随时间 ( 也即随转角 ) 变化的函数为一以振 捣机构的偏心轴转动一周为周期的正余弦函数或其叠加, 其峰值大小与振捣机构的重量成 正比。
当两段振捣机构的相位差为 180°时, 其惯性力可产生相互抵消的效果, 而此两段 振捣机构对称从而重量相同时, 其惯性力可近似认为完全抵消掉, 因此按本发明的方法来 设置摊铺机熨平板的相位差时, 可使整套熨平板振捣机构的惯性力即各子段振捣机构惯性 力之和为最小。
单段振捣机构的扭矩或功率随时间 ( 也即随转角 ) 变化的函数为一峰值远大于平 均值且同样以振捣机构的偏心轴转动一周为周期的函数, 且大小可认为与子熨平板的长度 成正比, 如图 5 所示, 其波形随振捣机构的形式及其安装方式不同而稍有变化。
值得指出的是, 在其他因素不变的情况下, 一段时间内熨平板的振捣机构对摊铺 材料所做的功是一定的, 与相位差设置方式无关, 也就是说其平均扭矩或者平均功率与相 位差设置方式无关, 但其最大瞬时值的大小却受振捣机构相位差设置方法的显著影响。
根据各子熨平板的长度来按比例配置各相邻两子段振捣机构的相位差, 也就是根 据各子段的振捣机构的功率大小来分配各子段功率的波峰部分在整个周期内所占用的时 间的多少, 从而使各子段的功率的波峰部分在整个预定转角范围内相互错开, 并且使各单 位时间内的总做功趋于平均, 进而最为有效地降低了整套熨平板的振捣机构的最大瞬时功 率 ( 扭矩 ) 及振捣液压系统的最大瞬时压力。
通过以上描述可以看出, 本发明的摊铺机振捣机构相位差的设置方法, 具有以下 效果 : 1、 显著降低整套熨平板的振捣机构的惯性力, 进而减轻熨平板的振动, 提高路面摊铺 质量 ; 2、 降低振捣机构的最大瞬时扭矩, 降低振捣液压系统的最大瞬时压力, 提高联轴器与 液压元件等的使用寿命。
以上仅为本发明的优选实施例而已, 并不用于限制本发明, 对于本领域的技术人 员来说, 本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内, 所作的任何修改、
等同替换、 改进等, 均应包含在本发明的保护范围之内。