沥青摊铺机熨平装置工作异常的排查和分析

1.故障现象

1台安装机械拼装熨平装置的ABG423型沥青摊铺机，在摊铺宽度为9m、厚度为6cm的沥青混合料时，发生振捣梁下部（振捣梁前挡板与熨平机架之间）进料过多、熨平装置振动剧烈和摊铺层表面拉毛的故障。

我们在施工现场检查的情况如下：该机振捣轴转动正常，但是振捣梁下部进入大量沥青混合料；摊铺层横向和纵向平整度正常，但是熨平装置振动剧烈，人站在熨平装置上有明显振感；摊铺层表面光洁度较差，有拉毛现象。

2.全面排查故障

经分析认为，上述故障现象属于工作性能不稳定的复合型故障，排查难度较大。根据观察到的现象和维修经验，我们将故障分解为2个独立的故障，即振捣梁下部进料过多和熨平装置振动剧烈，而摊铺层表面拉毛则可能是由这2个故障引起的。我们针对这2个故障，遵循先易后难、先外后内、先机械后电液的顺序进行全面排查。

振捣梁下部进料过多 振捣梁与振捣梁前挡板之间的间隙值过大，是振捣梁下部进料过多的常见原因。振捣梁下部直接与沥青混合料接触，若振捣梁与振捣梁前挡板之间的间隙过大，沥青混合料中的沥青和细小骨料便会从该间隙处进入振捣梁下部。如不及时清理，进入该间隙的沥青混合料冷却后，便会黏附在振捣梁下部，阻碍振捣梁的运动，影响摊铺层表面质量。

为此，我们将振捣梁与振捣梁前挡板的间隙重新调整至规定数值，并清除间隙内部堆积的沥青混合料。熨平装置振动剧烈 熨平装置产生剧烈振动的原因有2点：一是熨平装置刚度不足。机械拼接熨平装置虽整体刚度较好，但是若拼接不当，会造成其刚度不足，导致其在振捣和振动的共同作用下产生剧烈振动。二是振捣梁参数设置不当。若振捣梁的冲程、频率、相位差和后排振捣梁下止点等参数选取及调整不当，均会造成熨平装置剧烈振动。

一般来说，振捣梁冲程越小、振捣频率越低，振捣梁产生的惯性力越小，对熨平装置的工作性能影响也越小。合理的振捣梁相位差，可以减小振捣梁惯性力对熨平装置工作性能的影响。

若振捣梁下止点过高，造成熨平装置底部磨损条黏附沥青混合料，将导致摊铺层表明拉毛；若振捣梁下止点过低，会造成熨平装置受到较大的反作用力，导致其剧烈振动。

为此，我们检查并紧固熨平装置间连接螺栓，检查并紧固熨平装置斜拉杠和撑杠的锁紧螺母。根据摊铺材料及厚度，选取前排振捣梁冲程为6mm，后排振捣梁冲程为5mm。根据3m/min的实际摊铺速度和每前进5mm振捣梁振捣次数不少于1次的要求，选取振捣频率为12Hz。检查并设置主机振捣梁间相位差为60°，相邻振捣梁间相位差为180°。将后排振捣梁下止点调整至低于磨损条底部约0.3mm～0.5mm。检查并重新调整振动器，使其偏心轴间无相位差，离心力不相互抵消。经上述分析和排查，故障现象依然存在。

3.重点排查异常振动故障

由于上述排查没有取得成效，我们决定对故障现象继续进行深入排查。分析认为，振捣梁下部进

料过多和熨平装置剧烈振动，均与振捣和振动装置有直接关系。为此，我们将熨平装置异常振动作为下一步故障排查的重点。

在选取合理振捣梁振捣频率和熨平装置振动频率时发现，熨平装置振动的剧烈程度随着熨平装置振动频率的增加而加剧，即熨平装置振动频率增加，加大了振捣梁惯性力和惯性力矩，而振捣梁惯性力和惯性力矩的增大又反过来加剧了熨平装置的振动。

图1

观察低速转动的振捣梁振捣轴和熨平装置振动轴，其转动方向一致，同为向后转动（站在熨平装置后方向前看）。分析认为，振捣轴和振动轴转动方向设置正确时，振捣轴向前转动，振动轴向后转动。此时两者惯性力矩之和峰值较小，熨平装置振动正常，如图1a所示。当振捣轴和振动轴均向后转动时，两者相对于质心的惯性力矩之和峰值较大，熨平装置振动剧烈，如图1b所示。

分析认为，该沥青摊铺机熨平板振捣装置的动力来源为双向液压马达，若进、出油管装错，将使液压马达输出轴旋转方向改变。

检查发现振捣马达进、出油管的确装错。我们将振捣马达进、出油管互换并试机，振捣梁下部进料过多、熨平装置振动剧烈和摊铺层表面拉毛故障均消失。

4.分析其他故障

振捣机构实际上是一种曲柄连杆机构。振捣梁工作时，产生上、下移动和左、右摆动的复合运动。但由于振捣梁曲柄长度与连杆长度的比值极小（约为1：200），所以常常被误认为振捣梁只做上、下移动。

本文将曲柄与连杆长度的比值进行合理放大，并选取双排振捣梁的2种旋转方向的4个瞬时状态加以分析。

图2

当振捣轴逆时针转动（向前转动）时，双排振捣梁按照1→2→3→4→1的顺序往复循环，如图2所示。在往复循环过程中，图2中序号2中的前排振捣梁和图2中序号4中的后排振捣梁的运动方向均为下后方。此时前排振捣梁夯锤和后排振捣梁夯锤均可以向下分别刮除移动到α、β角处的沥青混合料。

图3

当振捣轴顺时针转动（向后转动）时，双排振捣梁按照5→6→7→8→5的顺序往复循环，如图3所示。在往复循环过程中，图3中序号6中的前排振捣梁和图3中序号8中的后排振捣梁的运动方向为下前方。此时前排振捣梁夯锤和后排振捣梁夯锤不能刮除被挤压进入到α′、 β′角处的沥青混合料。

在振捣轴顺时针转动状态下，前、后排振捣梁向前的分力推动大颗粒沥青混合料向前移动，小颗粒沥青混合料因无法及时填充其后留下的空间，从而造成摊铺层表面出现拉毛。同时，被挤压进入α′、β′角处的沥青混合料，一部分被提升到振捣梁上部，其余则黏附在振捣梁和磨损条上。随着黏附在振捣梁和磨损条上沥青混合料增多、e值（前挡板与前排振捣梁之间的间隙）的增大，更多的沥青混合料和较大直径颗粒进入到振捣梁下部。而黏附在磨损条前下方的沥青混合料不能被后排振捣梁刮除，进一步影响摊铺层表面质量。