沥青混凝土摊铺机自动找平系统抗干扰能力分析

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1、试验!研沥青混凝土摊铺机自动找平系统抗干扰能力分析究长安大学郁录平高彦军路桥集团公路一局田宝军$"""""""""""""""""""""""""""""""""#"摘要!利用自动控制原理!分析了沥青混凝土摊铺机自动找平系统对主要干扰因素的"""衰减能力"从保证机器有良好的综合性能的角度!对机器在设计$调试和使用中的主要参数的""最$优%值%提%出%了%看法%"%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%$关键词!沥青摊铺机自动找平优化设计沥青混凝土摊铺机是用来在道路表面摊铺沥实际上这些参数都随时会发生变化!因而所铺出来青混合料的专用设备!其作业质量直接影响着路面的路面也就

2、不会相当平整"的平整度"采用自动找平系统是摊铺机保证路面平机器在水平的不平整路基上作业的时候!图1整的关键手段!本文利用自动控制原理!就沥青摊中的’!会产生增量’!’通常是路程%的函数’(%)!铺机自动找平系统的工作过程进行简要的分析"这时所铺成的路面高度&也就成了路程%的函数&[1](%)"%与&的关系可以用下面的微分方程表示"1熨平板总成浮动过程的自找平特性d&1=[’(%)"&]%1&d%(沥青混凝土摊铺机以速度!向前运行时!料斗中的沥青混合料经过输送系统均匀地分布在熨平对上式进行拉氏变换并整理得拖点高度与路面板前面!经过振捣器初步捣实后再由熨平板整平"高度之间的传递函数#由于

3、熨平装置总成是通过侧臂上的拖点"与)(*)1=%2&+(*),*+1主机相连的!本文以熨平装置总成作为一个单元体进行受力分析!其受力状态如图l所示"图1中!作式中#)(*)$-(*)分别表示&(%)$’(%)的拉氏变换%以下用于熨平装置上的力主要有#熨平装置自身的重力如无特别说明!大写字母均代表相应小写字母的拉#$所铺混合料对熨平板的水平作用力$%和垂直作氏变换&"在一般的控制理论中!是以时间.为自变用力$&$拖点对熨平板的拉力$0"量!用频率来表示振动分量"对于摊铺机说!笔者认在图1所示的状态中!如果路基平整$料斗中为以路程%为自变量!用路面%或路基&高度变化的的料稳定(也就是’!

4、稳定)!熨平板前面的物料稳定周期表示振动分量要直观一些"所以!(2)式中的拉(即$%$$&$’F不变)!摊铺机就铺出平整的路面来"但氏变换是对路程%进行的!而不是对时间.进行的"将(2)式中的*换为/!!可得到相应的频率特性0#(!$为#(0%&!$’%3&))!!,*1)"式中#!’!1为拖点处干扰的周期!单位为m"11值的物理意义可以理解为由于不平整产生的路基或者路面波动的周期"1.熨平板2.侧臂3.找平液压缸图!熨平装置的受力简图’14’工程机械!""#$%!&试""#将图3中的两种情况汇总在一起!可以得到路把!!代入(3)后!"H转化为的函数"验!!!面波动的周期与所检测到的

5、平整度关系曲线#图$14’%从图中可以看出!当路面的周期大于3m后!路研"H!!"="#4$面波动的幅值对路面平整度的影响迅速减小%实际究$(2"#$1#!上!对周期远远大于3m的道路频率成分我们也没图2为相应于(4)式的特性曲线%如图2所示!有必要进行找平!因为这些成分已经成为路面的坡$度%因而摊铺机只要能对周期小于3m的频率成分侧臂$越长!对给定的干扰周期!来说!就越大!!$进行良好的衰减就可以了%由式#4’可以求出!当%H的值越小!也就是侧臂对路基不平干扰的衰减特!性越好!所铺出的路面也就越平整%但实际摊铺机的=1时!%H=0.16!说明侧臂长度$为3m时能对周期侧臂不能太长!

6、否则会使机器庞大&机动性变差%!小于3m的路基波动成分至少衰减84%%再加长$$后!如当$=6m&!=3m时!=2&%H=0.08%臂长增!加了一倍!衰减效果仅增加了8个百分点%可见增加的长度对自找平作用的改善已不明显%所以!如果要使摊铺机侧臂的自找平作用能衰减掉周期小于3m的路基成分!只要使其侧臂的长度大于3m便可以基本达到要求%尽管大一点有好处!但增加的长度对找平作用的改善已不明显%图!摊铺机熨平板自找平特性从前面的分析可以看出!在没有自动找平系统的前提下!沥青摊铺机铺出的路面要比路基平整!这种特性就是通常所说的沥青摊铺机的自找平特性%2路面波动的周期与平整度关系实际上路面的平整

7、度是在长度为3m的范围内定义的!图3为用3米直尺测量路面平整度的示意图%可以看出!对于周期小于或等于3m的道路图"路面平整度与周期的关系表面!其平整度#通常就是路面波峰与波谷之间的垂直距离&#图3a’(对于周期大于3m的道路表3熨平板前混合料的变化对平整度的影响面!其平整度#通常小于路面波峰与波谷之间的垂直距离&)图3b’%对于图3b的情况!#与&的比值熨平板前面混合料的变化!主要引起熨平板所和!的关系如式#5’所示%受的作用力’(变化!进而引起路面高度的