瀝青混合料攪拌設(shè)備振動(dòng)篩關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、瀝青混合料攪拌設(shè)備是瀝青路面施工機(jī)械中的核心設(shè)備，在我國的公路施工中被廣泛采用。振動(dòng)篩作為間歇式瀝青攪拌設(shè)備中的核心設(shè)備，其篩分效率和生產(chǎn)率對后續(xù)的公路路面質(zhì)量有著極其重要的影響。但是，通過生產(chǎn)現(xiàn)場試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：多層直線振動(dòng)篩的篩分效率遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)量也達(dá)不到設(shè)計(jì)值，已成為制約我國路面建設(shè)質(zhì)量的一個(gè)“瓶頸”問題，深層次的原因是缺乏對瀝青混合料攪拌設(shè)備所用多層直線振動(dòng)篩的深入研究。目前對振動(dòng)篩在石料篩分方面已進(jìn)行了較深入的理論研究，并形成

2、了成熟的理論體系，但多針對單層和雙層振動(dòng)篩，對于多層振動(dòng)篩的研究較少。隨著公路施工技術(shù)的不斷發(fā)展，瀝青路面施工中對骨料級配的要求越來越嚴(yán)格。瀝青攪拌設(shè)備用多層篩以取得了長足的發(fā)展，且振動(dòng)篩整體的尺寸也在不斷增大以滿足不斷增大的產(chǎn)量要求，現(xiàn)有的篩分理論和設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不再適用于多層振動(dòng)篩。現(xiàn)階段國內(nèi)還未形成一整套實(shí)用的多層振動(dòng)篩理論體系，制約了振動(dòng)篩的篩分效率和工作可靠性的進(jìn)一步提高。本論文的選題便是在此背景下提出的。
　　本文以瀝青

3、攪拌設(shè)備中多層直線振動(dòng)篩為研究對象，首先對振動(dòng)篩進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)分析，而后對其進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，同時(shí)還進(jìn)行了不同廠家同型號瀝青攪拌設(shè)備振動(dòng)篩的對比試驗(yàn)，提出了相應(yīng)的優(yōu)化措施與改進(jìn)方案，主要研究內(nèi)容與進(jìn)展是：
　　在ADAMS中對振動(dòng)篩進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得到激振力位置對振幅的影響、振動(dòng)篩振動(dòng)特性規(guī)律、橫向擺動(dòng)規(guī)律、物料加載對振幅的影響。此振動(dòng)篩仿真結(jié)果基本符合設(shè)計(jì)要求，但是振幅小于設(shè)計(jì)振幅。
　　在ANSYS中建

4、立振動(dòng)篩有限元模型，對其進(jìn)行靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。通過對振動(dòng)篩篩體進(jìn)行靜力分析，得到應(yīng)力分布云圖，找到振動(dòng)篩的應(yīng)力較大點(diǎn)，篩體最大應(yīng)力值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力值。而后對篩網(wǎng)進(jìn)行受力分析，采用圓弧支撐或篩網(wǎng)支撐點(diǎn)越多，篩網(wǎng)受力越平滑。通過對振動(dòng)篩的模態(tài)分析和諧響應(yīng)等動(dòng)力學(xué)分析，得到試驗(yàn)用振動(dòng)篩工作頻率遠(yuǎn)離共振頻率，工作中不會產(chǎn)生共振現(xiàn)象，工作狀況穩(wěn)定，同時(shí)振動(dòng)篩變形不大。
　　試驗(yàn)驗(yàn)證了振動(dòng)篩的振動(dòng)特性規(guī)律、橫向擺動(dòng)規(guī)律及物料加載對振幅的影

5、響，振動(dòng)篩的應(yīng)力變化趨勢及其數(shù)值大小。仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本一致，證實(shí)所建振動(dòng)篩數(shù)學(xué)模型正確，可用于進(jìn)行進(jìn)一步的分析研究。
　　進(jìn)行了3種同型號振動(dòng)篩的振動(dòng)參數(shù)試驗(yàn)和啟動(dòng)停車試驗(yàn)并與樣機(jī)振動(dòng)篩進(jìn)行對比。對比試驗(yàn)數(shù)據(jù)，振動(dòng)篩振動(dòng)特性基本一致；激振方式為激振電機(jī)時(shí)，停車時(shí)間較長，需要加反向制動(dòng)裝置。試驗(yàn)再次證實(shí)，目前使用的振動(dòng)篩的振幅設(shè)計(jì)值都比較小，篩分效率和產(chǎn)量低，應(yīng)該采取提高篩分效率的措施。
　　針對振動(dòng)篩工作物料為熱物料，

6、用振動(dòng)篩ANSYS模型進(jìn)行了熱分析，證實(shí)溫度對振動(dòng)篩的強(qiáng)度有很大的影響。因?yàn)樽畲鬅釕?yīng)力值也小于篩體許用應(yīng)力值。因此，瀝青攪拌設(shè)備振動(dòng)篩還可以承受更大激振力。在ANSYS中對振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使篩體質(zhì)量、靜應(yīng)力和熱應(yīng)力都有所減小，且無共振現(xiàn)象。
　　通過對瀝青攪拌設(shè)備振動(dòng)篩的綜合分析研究，提出了兩種提高篩分效率的方案：增加振幅和采用雙頻振動(dòng)篩分技術(shù)。通過仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證可知，當(dāng)激振力增加1.6倍時(shí)，振幅為4mm，篩分效率能達(dá)到國

7、家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)最大熱應(yīng)力108MPa也小于許用應(yīng)力值。設(shè)計(jì)并制造了小型雙頻振動(dòng)篩樣機(jī)，進(jìn)行質(zhì)心運(yùn)動(dòng)軌跡仿真，并進(jìn)行篩分效率的正交試驗(yàn)。試驗(yàn)證明，采用雙頻振動(dòng)篩分方法能夠有效地提高篩分效率和生產(chǎn)率。
　　論文采用理論分析、仿真分析與試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，以常用的瀝青混合料攪拌設(shè)備振動(dòng)篩為研究對象，對影響振動(dòng)篩篩分效率、生產(chǎn)能力、可靠性與壽命的多種因素進(jìn)行了較深入而全面的研究。論文的研究成果，為瀝青混合料攪拌設(shè)備振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)與使用提供了