一种具有多角度过渡面的沥青摊铺机振捣头及振捣装置的制作方法

本发明属于路面施工机械技术领域，具体涉及一种具有多角度过渡面的沥青摊铺机振捣头及振捣装置。

背景技术：

在摊铺机设备中，其振动振捣装置大多有两种方案，一是单振捣梁方式，二是双振捣梁方式，双振捣梁相比单振捣梁方式，能有效提高预压实密度，环境适应性好，振动振捣效果好，使得当前大部分摊铺机设备中，多数采用双振捣头标准型振捣装置。但无论是单振捣梁方式还是双振捣梁方式，现有的摊铺机振捣头均具有倾角大于45°的单一倾角，使得振捣头在工作过程中，振捣头倾角斜面下方物料将向前进的方向排挤外溢，与后续进入收料口的物料拥挤，待振捣头上行之后再次下行时被其底面平面夯击，易造成沥青混合料均匀度下降，因此有必要对现有的振捣头振捣效果进行提升。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有多角度过渡面的沥青摊铺机振捣头及振捣装置，提高了振捣效果。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种具有多角度过渡面的沥青摊铺机振捣头，其工作面包括辅助捣实面和捣实面，辅助捣实面包括一级辅助捣实面、二级辅助捣实面和三级辅助捣实面；各级辅助捣实面与水平方向呈不同夹角设置，捣实面与水平方向平行；各辅助捣实面按照与水平方向夹角的大小顺序依次连接，与水平方向夹角最小的辅助捣实面与捣实面连接；相连的两级辅助捣实面之间通过圆角连接，与水平方向夹角最小的辅助捣实面和捣实面之间通过圆弧过渡面光滑连接。

优选的，一级辅助捣实面与水平方向夹角为35°，二级辅助捣实面与水平方向夹角为25°，三级辅助捣实面与水平方向夹角为15°。

优选的，各辅助捣实面在水平方向的投影长度相等，且各辅助捣实面在水平方向的投影长度小于捣实面在水平方向的投影长度。

优选的，捣实面与振捣头的一侧面通过倒角连接。

优选的，与水平方向夹角最大的辅助捣实面与振捣头的一侧面连接，振捣头的该侧面上设置有扭矩平衡区，扭矩平衡区呈台阶结构设置。

优选的，振捣头上设有用于与振捣梁连接的螺纹孔，螺纹孔位置位于振捣头重心线上。

一种振捣装置，包括所述的振捣头，以及振捣梁和振捣轴；振捣头通过螺栓连接在振捣梁的下端，振捣梁的上端连接在振捣轴上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过设置多级辅助捣实面，优化了应力分布，使得接触部分应力分布均匀，改善了振捣头的力学特性，使得包含该振捣头的振捣装置合力尽可能沿着振捣梁轴线方向，使得振捣梁所受切向力尽可能小，减小了力矩的影响，使得螺栓连接部分所受转矩尽可能小，提高了振捣效果，克服了标准型振捣装置振捣效果不足的问题。本发明具有结构简单，易于加工制造，振捣能力强，振实效果明显的特点，适用于具有标准型振捣装置的沥青混合料摊铺机，能够进一步提升双振捣梁振捣装置的压实效果。

进一步的，各辅助捣实面的水平方向投影的长度相等，且小于捣实面的水平方向投影的长度，以使振捣头工作时所受合力尽可能垂直，所受合力矩尽可能小。

进一步的，捣实面尾部有一明显倒角，防止振捣头尾部尖锐对沥青混合料造成剪切破坏，造成沥青混合料骨料的损伤。

进一步的，通过设置扭矩平衡区，改变该区域材料的质量，使其重量减轻，使重心调整，保证重心作用于往复运动的作用线上。

进一步的，振捣头的螺纹孔位置位于振捣头重心线处，用以防止过大的交变力系造成螺栓松动等不良影响。

附图说明

图1是标准型振捣装置结构示意图。

图2是本发明的具有多角度过渡面的振捣头结构示意图。

图3是本发明的具有多角度过渡面的振捣头受力分析。

图中：1为振捣头；2为振捣梁；3为振捣轴；4为熨平板；5为一级辅助捣实面；6为二级辅助捣实面；7为三级辅助捣实面；8为圆弧过渡面；9为捣实面；10为扭矩平衡区。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图2所示，为本发明的一个具体实施例，在该实施例中，振捣头工作时的下端面，即工作面，包括一级辅助捣实面5、二级辅助捣实面6、三级辅助捣实面7、圆弧过渡面8和捣实面9。捣实面9与水平方向平行，一级辅助捣实面5与水平方向夹角为35°，二级辅助捣实面6与水平方向夹角为25°，三级辅助捣实面7与水平方向夹角为15°；一级辅助捣实面5、二级辅助捣实面6、三级辅助捣实面7、圆弧过渡面8和捣实面9依次连接形成一个连续光滑的曲面，是振捣压实的主要工作面。一级辅助捣实面5的另一侧与振捣头1的一侧面连接，捣实面9的另一侧与振捣头1的另一侧面连接。

一级辅助捣实面5和二级辅助捣实面6之间、二级辅助捣实面6和三级辅助捣实面7之间均通过圆角过渡连接，三级辅助捣实面7和捣实面9之间通过圆弧过渡面8连续光滑相连接，圆弧过渡面8的圆角半径应能够使三级辅助捣实面7和捣实面9连续光滑连接。

一级辅助捣实面5、二级辅助捣实面6和三级辅助捣实面7在水平方向的投影的长度应相等，且应小于捣实面9的水平方向投影的长度。

参见图2捣实面9尾部有一明显倒角，即捣实面9与振捣头的侧面通过倒角连接，防止振捣头1尾部尖锐对沥青混合料造成剪切破坏，造成沥青混合料骨料损伤。

振捣头1上还设置有扭矩平衡区10，扭矩平衡区10位于振捣头1与一级辅助捣实面5相连的侧面上，呈台阶结构设置。扭矩平衡区10通过加工改变该区域材料质量，用以调整重心位置，使重心落在振捣梁轴线上。

参见图3，图中，fed：ed边的法向力，fdc：dc边的法向力，fcb：db边的法向力，fba：ba边的法向力，ff：捣实面的摩擦力，mg：振捣头重力，tg：重力对作用点的扭矩，tf：摩擦力对作用点的扭矩。本发明通过设置多级辅助捣实面和扭矩平衡区域，优化了应力分布，使得捣实面应力分布均匀；改善了振捣头的力学特性，使得fed、fdc、fcb、fba、ff以及mg的合力大小尽可能沿着振捣梁轴线方向，使得振捣梁所受竞相力尽可能小；减小了力矩的影响，使得tg和tf大小尽可能相等，使得振捣梁尽可能没有力矩的作用，提高了振捣效果，克服了标准型振捣装置振捣效果不足的问题，改善了交变载荷对螺栓连接处的影响。

如图1所示，振捣装置包括振捣头1、振捣梁2、振捣轴3和熨平板4，振捣头1通过螺栓连接在振捣梁2的下端，振捣梁2的上端连接在振捣轴3上。工作时，振捣梁2在振捣轴3作用下带动振捣头1上下运动。

本发明克服了标准型振捣装置振捣效果差，改善了振捣头的力学性能，具有结构简单，易于加工制造，振捣能力强，振实效果明显的特点，适用于具有标准型振捣装置的沥青混合料摊铺机。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种具有多角度过渡面的沥青摊铺机振捣头及振捣装置，振捣头工作面包括若干级辅助捣实面和一捣实面，辅助捣实面与水平方向呈夹角设置，捣实面与水平方向平行；若干级辅助捣实面按照与水平方向夹角的大小顺序依次连接，与水平方向夹角最小的辅助捣实面与捣实面连接。本发明克服了标准型振捣装置振捣效果差，改善了振捣头的力学性能，具有结构简单，易于加工制造，振捣能力强，振实效果明显的特点，适用于具有标准型振捣装置的沥青混合料摊铺机。

技术研发人员：司癸卯;展梓荃;代帅威;王俊杰;支静静
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：2019.06.13
技术公布日：2019.09.17