第三章稳定土拌合机械设计课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章稳定土拌合机械设计,3.1,稳定土拌合机械的用途，类型及作用原理,一、用途,稳定土拌合机械是修筑道路稳定基层的一种专用机械。,其作用是将土壤（包括土、骨料、粉煤灰）、稳定剂材料（水泥、石灰、沥青）、水根据工程设计的配比拌合均匀。,二、类型,按拌合工艺不同分路拌机和厂拌设备两大类。,1,3.1,稳定土拌合机械的用途、类型及作用原理,1,、路拌机,即在路基上就地拌合施工的机械。,（,1,）特点：所需配套设备少，所占施工场地少，机动灵活，成本低，但拌合计量精度较低。,（,2,）种类：,按行走方式分：,轮胎式：机动性好，稳定性、附着性不如履带式；,履带式：附着力大，稳定性、通过性好，机动性差。,2,3.1,稳定土拌合机械的用途、类型及作用原理,按移动能力分：自行式、半悬掛式、拖式；,按转子旋转方向分：,正转式：作业阻力小，破碎性差，拌合质量差；,反转式：破碎性、拌合质量好，但阻力大，消耗功率大。,按转子布置方式分：转子后置式、转子中置式。,3,3.1,稳定土拌合机械的用途、类型及作用原理,2,、厂拌式,稳定土厂拌设备,即将土、碎石、水泥、石灰、粉煤灰、,水等按一定级配，在一固定地点搅拌,均匀的专用设备。,特点：采用定量级配，叶桨强制搅拌；,级配精度高，拌合质量好；但所需配,套机械多，占场地大。,4,3.1,稳定土拌合机械的用途、类型及作用原理,三、路拌机的作用原理,路拌机工作是通过转子旋转带,动转子上的刀具经如下几个过,程完成拌合的。,1.,切削，由刀具将土壤切削起；,2.,抛掷，切下的土壤被刀具抛,起抛向转子罩充分破碎；,3.,搅拌，刀具旋转过程中，将堆集的松土等其它材料搅拌均匀。,四、主要性能参数,宽度、深度、速度、功率、,拌合精度、计量精度。,5,3.1,稳定土拌合机械的用途、类型及作用原理,五、结构组成,1,、基础车,转子后置式：整体车架，偏转,前轮转向，前部设配重箱，行,走、转子均为液压驱动，转向,桥为摆动式，刚性悬挂。,转子中置式：整体车架，刚性,悬挂，前后轮全轮偏转转向，,行走液压驱动（便于控制），,转子机械传动（目的提高效率，,可提高,20%,），前桥为转向驱动,桥，后桥为摆动式,。,6,3.1,稳定土拌合机械的用途、类型及作用原理,2,、转子工作装置,后置式,:,转子、罩壳、举升臂、操纵油缸等；,7,3.1,稳定土拌合机械的用途、类型及作用原理,中置式：仅为悬掛方式不同。,8,3.1,稳定土拌合机械的用途、类型及作用原理,3,、粘结液和水的计量喷洒系统,9,3.2,路拌稳定土拌合机设计计算,一、拌合宽度及深度确定,1,、稳定土拌合机拌合宽度的确定,应根据被处理路基的宽度适当考虑重叠量，以最少整倍数为好。,即：一般取,2.0,2.4 m,。,其中：,B,：被处理车道宽度,m,；,n,：稳定土拌合机通过的趟数；,b,：两趟间重叠宽度,0.1,0.2 m,。,轮距：,2,2.2m,，轮胎外沿宽度,2.5,2.6m,，若宽度过大会使工作质量及配重过大，整机性能降低，且转子驱动马达在外也会影响通过性。,10,3.2,路拌稳定土拌合机设计计算,2,、拌合深度,应以路基施工标准和规程来确定，一般路基稳定土层厚度，单层,20cm,，两层,26,28cm,，机场单层,30cm,，故稳定土拌合机拌合深度一般取,300,400mm,。,二、转子的直径、转速确定,1,、转子直径,D,（刀刃圆规迹半径）,根据拌合深度确定，一般,700,900mm,，最小直径,D,min,0.9D,，即刀具磨损后最小直径。一般用低速大扭矩马达驱动选,1.2,1.3m,；高速马达驱动为,0.9,1m,。,2,、转速,根据切削速度确定，据实验切削速度,V,pe,不应超过,14m/s,，过大功率消耗与刀具磨损过大，过小生产率低。,即：,n=V,pe,/D(,转,/,秒,)=60V,pe,/D (,转,/,分,),；,一般取,V,pe,9,13m/s,。,11,3.2,路拌稳定土拌合机设计计算,三、工作速度,拌合机的工作速度取决于滚筒截面上的刀数及切削土屑的厚度。,根据实验，土屑最佳切削厚度,h,1,2,5cm,；截面铣刀数为,Z,：,一般,Z=4,6,把，多数用,6,把；,则工作速度：,V,P,h,1,n,Z (m/s),切削厚度增加，生产率提高，但破碎性降低，据实验粘土要达规定粉碎质量，其最大切削厚度应为,2,5cm,，且粘性越大，越应取小值。目前作业速度一般,0,3km/h,左右，行驶,0,20km/h,，实际拌合作业一般,0.5,1.5km/h,铣削作业,0.2,0.5km/h,，此时泵排量应为,15,50%,。,四、整机质量与桥荷分配：,对后置式：前桥,30,2%,；对中置式：后支承桥,30%,。,整机质量在满足整机稳定性要求的前提下，越小越好，一般拌宽在,2.0,2.3m,间的机重为,13,16T,。,12,3.2,路拌稳定土拌合机设计计算,五、铣刀的安装布置,铣刀沿铣削滚筒宽度方向应成螺旋布置（目的在任何时刻与土壤接触的刀刃数相同）。,一般相邻排两刀间夹角，在垂直于转子轴线方向平面内,12,40,（个别达,60,65,）；过小易粘土，过大载荷不均。,刀刃切土角：,45,55,过大阻力大,过小不利于抛土,;,相邻刀盘间隙：一般取刀刃宽度的,1,1.24,倍；,刀刃宽度：,60,130mm,；刀刃厚度：,7,15mm,。,13,3.2,路拌稳定土拌合机设计计算,六、发动机功率及转子驱动力矩计算,稳定土拌合机发动机功率主要消耗于：牵引行走、铣削土壤及其它附助功率。,1,、切削土壤所耗功率,N,1,（,kw,）,其中：,n,：转速（,rpm,）；,Z,：铣削滚筒铣刀数；,h,1,：切屑厚度（,m,）；,h,：切削深度（,m,）；,b,：铣刀宽度（,m,）；,P,0,：土壤切削阻力（,Pa,）,级土壤：,70,80 kPa,级土壤：,130,140 kPa,级土壤：,200,220 kPa,如为预先耙松的土，相应降低,15,20%,。,14,3.2,路拌稳定土拌合机设计计算,2,、抛掷土壤所耗功率,N,2,(kw),其中：,k,0,：抛掷系数，窄刀：,0.75,，宽刀：,1,；,m,：每秒抛掷土的质量（,kg,）；,v,0,：铣刀圆周速度,(m/s),；,B,：铣削宽度（,m,）；,h,：铣削深度（,m,）；,：土的密度（,kg/m,3,），,=1800,2000,；,v,p,：平均行驶速度（,m/s,）。,15,3.2,路拌稳定土拌合机设计计算,3,、拌合机行驶阻力所耗功率,N,3,（,kw,）,其中：,G,：机械重量（,T,）；,f,：滚动阻力系数，一般为,0.15,0.19,（取决于,土壤种类、强度及轮胎气压，见下页表。）,v,p,：平均工作速度，因为正常工作时,v,0.5,1.5km/h,，所以,v,p,8,9m/s,；,一般情况下转子反转式稳定土拌合机：,行走功率：占,15,25%,；转子功率：占,75,85%,；,正转式稳定土拌合机：,行走功率：占,5,15%,；转子功率：占,85,95%,。,16,3.2,路拌稳定土拌合机设计计算,轮胎在土壤中的滚动阻力系数,f,及附着系数,土的相对湿度,轮胎气压（,MPa,）,/,bn,/,0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,f,f,f,f,f,粘性松土,0.4,0.67,0.1,0.83,0.14,0.75,0.17,0.7,0.18,0.67,0.19,0.65,0.6,1.0,0.11,0.82,0.15,0.72,0.18,0.66,0.19,0.63,0.20,0.61,0.7,1.17,0.12,0.8,0.16,0.68,0.19,0.62,0.21,0.58,0.22,0.55,0.8,1.33,0.12,0.77,0.18,0.61,0.21,0.53,0.23,0.47,0.24,0.44,17,3.2,路拌稳定土拌合机设计计算,4,、发动机所需功率,其中：,1,：发动机到滚筒间传动效率（液压传动,65,，机械传动：,7585,）；,2,：发动机到驱动轮传动效率，一般可取,65,；,N,4,：喷洒系统等辅助功率，一般可取,10,15,；,另外，可按经验初选：,其中：,h,：拌合深度；,B,拌合宽度。,18,3.2,路拌稳定土拌合机设计计算,七、铣削滚筒轴扭矩,M,kp,（,Nm,）,其中：,n,：转速（,r/min,）,最大扭矩,M,kpmax,其中：,k,1,为动载系数,k,1,=1.5,2;,转子上每把拌刀所受作用力,P,0KP,其中：,z,为同时作用拌刀数；,D,为转子作用半径。,19,3.3,稳定土拌合设备设计,3.3.1,稳定土厂拌设备的类型，主要结构组成,一、稳定土拌合设备的类型,1,、按生产率分：,小型：,Q,200 T/h,；,中型：,Q=200,400 T/h,；,大型：,Q=400,600 T/h,；,特大型：,Q,600 T/h,国外已形成,200,1200 T/h,的系列化产品。,国内主要为,50,300 T/h,的中小型产品。,2,、按搅拌器型式分：,非强制跌落式：依靠不断提升，下落搅拌（也称滚筒式）,强制间歇式：即每一锅每一锅搅拌，搅拌器为叶桨式；,强制连续式：单卧轴强制连续式；,双卧轴强制连续式（目前应用最多）。,20,3.3.1,稳定土厂拌设备的类型与主要结构组成,3,、按移动方式分：,移动式：将全部装置安装在一个专用底盘上，可及时转移场地，设备吊装无需专用吊装机具，依靠自身液压机构可实现，主要为中小型拌合设备；,分总成移动式：将各主要总成分别安装在几个专用底盘上，形成多个半挂车（或全挂车），现场安装需借助起吊机具，布置形式可根据现场调节，主要为大中型，公路工程采用较多；,21,3.3.1,稳定土厂拌设备的类型与主要结构组成,部分移动式：将主要几个总成安装在一个或几个专用底盘上，其他（小部件）则拆移安装，主要为中大型；,可搬移式：即将各主要总成分别安装在几个机架上，转移时通过拆卸，吊装到运输车辆上转移场地，此种形式结构简单成本低，为我国所多用；,22,3.3.1,稳定土厂拌设备的类型与主要结构组成,固定式：即固定安装在选好的场地上，一般不搬移，通常为大型或特大型。,23,3.3.1,稳定土厂拌设备的类型与主要结构组成,二、主要结构组成,主要组成：,矿料配料机组、,集料皮带输送机、,结合料储存与配,给装置、搅拌器、,水箱及供水系统、,电控系统、成品,料输送皮带、成,品料储斗等组成,。,24,3.3.1,稳定土厂拌设备的类型与主要结构组成,1,、配料机组,一般由,2,4,个料斗，配料,计量皮带输送装置，皮带,输送机及机架等组成。,作用：将物料从料斗中带,出并计量（或称量），按,规定配比将物料参配并输,送到集料皮带输送机上。,计量方式：一般为料斗闸,门开度（,1,200mm,）,+,可调,速电机（用于改变速度），,或,+,重量计量方式调节，,国外先进设备已开始应用,连续自动测湿度装置。,25,3.3.1,稳定土厂拌设备的类型与主要结构组成,2,、集料皮带输送机,作用：用于将配料机配好的集料输送到搅拌器中。,结构：为普通皮带输送装置。,3,、结合料（水泥、石灰等）储存配给总成,作用：用于存储水泥或石灰等粉状结,合料，并将其计量输送到搅拌器中。,型式：有立式、卧式两种。,立式：占地面积小，容量大，出料,顺畅，主要用于固定式。,卧式：安装和转移方便，广泛应用,于中小型设备上。,组成：仓体、机架、螺旋输送装置、,粉料计量装置等组成，其中计量装,置有容积式和称重式两种，目前因,容积式结构简单成本低，工作可靠，,而被广泛采用。,26,3.3.1,稳定土厂拌设备的类型与主要结构组成,4,、搅拌器,作用：用于搅拌物料使其均匀混合；,型式：滚筒式、叶桨式；连续式、,间歇式；单轴式、