[刍议如何在摊铺机中采用恒速摊铺技术] 水稳摊铺机摊铺速度
时间：2019-05-26 03:33:23 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘 要：本文通过分析和研究摊铺机的主行走操纵杆及控制器、恒速摊铺技术的发展，提供了一个清晰、完整的思路，以供大中型摊铺机的设计制造参考。 关键词：摊铺机；恒速摊铺；控制器；主行走系统
Abstract: This paper analyze and research the paver walk joystick and controller, constant speed paving technology development, providing a clear and complete idea provide a reference for manufacturing design of large and medium-sized paver.Key words: paver; constant speed paving; controller; main undercarriage system
中图分类号：TU6 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
1.引言
在摊铺机的理论研究中有2个假设，这2个假设是摊铺机的理想工作状态，摊铺机在此理想状态下施工能够得到较高的路面平整度指标。这2个假设分别是：第一，物料的供给量恒定不变；第二，摊铺机的摊铺速度不变。同时，这也是设计摊铺机的人员在设计中力争追求的目标。研究人员就是基于这2个假设，对浮动熨平板做受力分析，然后再构建力学模型，在理论上进行分析和研究。因此，在摊铺机设计制造中，摊铺机的恒速摊铺技术一直都是关键技术之一。
2.摊铺机中恒速摊铺技术的使用
2.1早期恒速摊铺技术的使用
早期生产的摊铺机中无自动找平装置，主要通过人工对发动机的油门进行调整，保持摊铺机的工作速度差不多一致，以提高路面的平整度，也有一定的作用。具体的操作办法是，在摊铺厚度和宽度一定的情况下，对发动机的油门开度作个刻度，当进行情况相同的摊铺作业时，把油门总开至同一刻度上，以保证发动机的输出转速大体稳定，从而对摊铺速度进行间接的控制。所以，当外载荷产生变化时，发动机的调速器就会起作用，使其转速也产生变化，摊铺作业的速度也跟着产生变化。仅推料车的外载荷变化，就已经使摊铺速度受到了严重的影响，一定会使摊铺后的平整度受到极大的影响。所以，早期控制速度的办法既粗糙又简单，不过目前在国内以这种形式控制的摊铺机仍然占据着较大的比例，但在高等级公路的建设中，这种形式肯定不适用。
2.2 利用发动机转速的自动调整来实现摊铺机的恒速控制
发动机转速的自动调整是摊铺机实现恒速控制的第二阶段。对摊铺速度的稳定性造成影响的主要因素就是施工中外载荷变化引起的发动机转速变化。对于该问题，一些摊铺机的制造厂家使用了自动控制发动机的转速变化来使行驶保持稳定。例如，瑞典的DYNAPAC公司所生产的摊铺机就使用了电子速度调节器（海茵茨曼公司生产）。进行工作时，因为发动机的负载发生变化，造成摊铺层厚度和行驶速度发生了与设置点偏离的趋势。此时，在发动机输出轴上安装的转速传感器就会监测飞轮上的齿数，从而获取一个脉冲信号，该脉冲信号会及时的反馈到控制器，控制器将设定值和接收到的信号作比较，然后放大偏差信号，输出到直流电机上（执行元件），利用执行元件内部的齿轮加齿条机构的转换，把电机的旋转运动转化成直线运动，从而对发动机的油门大小进行调整，实现对发动机转速随时进行调整，达到保证摊铺机恒速行驶的目的。
不过，需要指出的是，此类恒速控制方式仅仅能使发动机转速的恒定得到保证，即液压驱动系统泵的输入转速恒定。但是，最终的行驶速度会受到几何路况、轮胎或履带的滑转滑移、机械传动的误差、马达及泵的容积效率等因素的综合影响，而使摊铺机的行驶速度依然不够稳定，不过，与早期的速度控制相比，毕竟是前进了一大步。
2.3 现代大型摊铺机中恒速摊铺技术的使用
综上所述，越接近恒速控制则最终的传动就会越精确。所以在后期的发展中，人们想方设法去对最终的传动环节进行控制。例如，美国的西筑公司和SAUER公司就联合开发了电液闭环控制系统来使行驶速度保持稳定，而且将其应用在了L18900上，使外载变化时速度变化的控制问题得到了解决，取得了巨大成功。
在此控制系统中，2个左右独立的90L055电控变量柱塞泵，分别驱动着2个5l系列的2位变量柱塞马达，通过内藏式行星减速器传至履带驱动轮，进而推动整机行进。在摊铺过程中，摊铺机受外界负载变化的影响，使液压系统容积效率的变化和发动机的转速等也受到了影响，最终使马达的输出转速受到影响，导致摊铺速度发生变化，而这种变化就会影响摊铺的密实度和平整度。所以，将PPU传感器安装在马达的输出轴上，可以随时对马达的转速进行检测，同时把检测信号输入到控制器中，变换后，和设定值做比较，再利用控制器PID进行调节，将偏差调节信号输出，再调节EDC控制的变量泵，使泵的液压排量随时改变，进而对马达速度的变化进行补偿，达到稳定摊铺机速度的目的，保证摊铺机可以在设定的速度值上工作。此闭环系统不但可以对左右履带速度的一致性进行控制，使履带行驶系统的同步性得到保障(即可以对速度的方向进行控制)，还可以对行驶速度大小进行控制。因此，此控制技术基本上达到了恒速控制的目的。
（1）微控制器
微控制器是一种数字控制器，比较新型，由制造厂家把可编的计算程序固化在控制器中，可由操作者利用计算机联网来实现参数的修正和标定。能修正的参数是：折点位置、PID调节的KP值、最大电流、泵的初始电流等。在这些参数里，为了防止“跑偏”，泵的最大电流和初始电流的修正至关重要。在执行控制功能时该控制软件主要是为了实现如下2方面的作用：
1)实现对行驶系统逻辑上的控制。
2)实现对行驶系统的运算输出。
（2）电控变量液压泵的控制
利用电流的变化来实现液压泵的输出排量的改变，达到对行走速度进行控制的目的。本文下面再对EDC变量泵接收到电信号（来自控制器的）后是如何改变排量的，简单的进行一下描述。现在用SAUER公司生产的喷嘴挡板式伺服电液控制阀做例子，对其机理进行简单的说明：
电液伺服阀又称为电液随动阀，它的结构包含液压部分和电磁部分。液压部分是一个两级伺服阀，起着放大功率或力的作用，也称为液压放大器；电磁部分的用途是将输入的电信号转化成力矩或力，所以也称为力矩马达或力马达。
力矩马达的组成内容包括：2个导磁体(轭铁)、线圈、衔铁和永久磁铁等，其用途是将输入的电信号转化成力矩，偏转衔铁，进而带动挡板朝着左右两侧偏移以便对液压部分进行控制，控制电流的方向和大小决定着衔铁偏转的方向和角度。
液压部分是一个由两级伺服阀构成的放大器，它的第一级是挡板式伺服阀用作前置放大器，它的放大倍数不高；第二级是四边滑阀式伺服阀用作功率放大器，它的放大倍数较高。
液压部分的工作原理为，压力为P的油液通过进油口进入阀内后，再通过滤油器，然后分别流经2个节流孔，再进入到滑阀两端的两腔，最后再由挡板和喷嘴中间的缝隙流出，排回油箱。
上面所提到的摊铺机控制系统的内容基本上已经定型．闭环控制技术的制造工艺和设计原理也都非常成熟了，使用的时候相对可靠、安全。目前在国内，西安筑路机械有限公司所生产的加200型和LTB900摊铺机就运用了具有微控制器的闭环恒速控制技术，在施工中的相关实验显示：无论在什么样的工况下，摊铺机的摊铺速度变化均小于O.1m/min，并且速度变化的恢复时间非常短，均在l-2s之内就可以得到纠正。摊铺速度的恒定使摊铺路面的平整度得到了大大的提高，所以，西安筑路机械有限公司所生产的摊铺机成为了国内新一代用户首选的大型摊铺机设备。
3.结束语
随着我国公路建设的快速发展，筑路机械也在飞速的发展，公路建设的发展对筑路机械的发展起到了巨大的推动作用。我们能够看到，摊铺机在理想状态下的物料供给量恒定不变和摊铺速度恒定不变的理论假设，正在逐步的被变为现实，在中国公路建设中，具备高技术含量的新型摊铺机正在被越来越广泛的应用。
参考文献：
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