CN102080351B - 摊铺机、熨平板和振捣机构相位差的设置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摊铺机熨平板的振捣机构相位差的设置方法和采用该设置方法设置振捣机构相位差的摊铺机及其熨平板，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。采用本发明的设置方法，一方面显著降低了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；另一方面降低了整套熨平板的振捣机构的最大瞬时扭矩与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。
Description
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。
Claims (3)
1.一种摊铺机熨平板的振捣机构相位差的设置方法，所述熨平板包括左右对称的若干段子熨平板，其特征在于，所述设置方法满足以下约束要素：
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360°*b转角范围内配置各振捣机构的相位差，其中，所述b为系数，取1或2；
所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、l2、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，所述根据各段子熨平板的长度按比例在360°*b
转角范围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a11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。
2.一种熨平板，其特征在于，其各段子熨平板的振捣机构之间采用根据权利要求1所述设置方法来设置相位差。
3.一种摊铺机，其特征在于，包括根据权利要求2所述的熨平板。
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