【文章內(nèi)容簡介】 化吸收國外先進技術(shù)基礎(chǔ)上相繼開發(fā)了 WLTL12500、 WLTL850、 LTLY9000、 WLTL7000、LTL45006000 和 2LTLZ45 型多功能攤鋪機。其中 WLTL7000 、 WLTL8500 、LTL45006000 和 2LTLZ45 型為機械式傳動攤鋪機。其產(chǎn)品在中低檔機械式攤鋪機有技術(shù)專長，質(zhì)量相對穩(wěn)定，價格低廉。 2021屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 目前，我國攤鋪機產(chǎn)品開發(fā)的主要目標是：產(chǎn)品系列規(guī)格的逐步完善，以適應(yīng)不同程度的需要；在引進國外先進技術(shù)消化吸收的基礎(chǔ)上，逐步擴大國產(chǎn)配套件的比重，提高國產(chǎn)化水平；不斷提高國產(chǎn)攤鋪機的技術(shù)性能、工作可靠性和使用壽命、攤鋪機技術(shù)正在向著微電 腦數(shù)字控制技術(shù)，程序化作業(yè)的方向發(fā)展，要求具有良好的人機交互界面，數(shù)據(jù)傳輸，工作參數(shù)檢測，故障診斷與報警、恒速控制、作業(yè)速度與輸料和分料速度，作業(yè)速度與振搗和振動頻率的協(xié)調(diào)控制等功能。 瀝青混凝土攤鋪機的分類 瀝青攤鋪機可以按一下幾個方面進行分類： （ 1） 按攤鋪寬度，可分為 小型、中型、大型和超大型四種。 ① 小型：最大攤鋪寬度一般小于 ，主要 用于路面養(yǎng)護和城市巷道路面修筑工程 ② 中型：最大攤鋪寬度在 4m~6m，主要用于一般公路路面的修筑和養(yǎng)護工程。 ③ 大型：最大攤鋪寬度一般在 7~9m之間，主要 用于高等級公路路面工程。 ④ 超大型：最大攤鋪寬度為 12m及以上，主要用于高速公路路面工程。使用有自動調(diào)平裝置超大型攤鋪機攤鋪路面，縱向接縫少，整體性及平整度好，尤其攤鋪路面表層效果明顯。 （ 2）按行走方式 ，可分為 履帶式和輪胎式兩種。 ① 履帶式攤鋪機：履帶式攤鋪機一般為大型攤鋪機，其優(yōu)點是接地比壓小，牽引力大，攤鋪作業(yè)時很少出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，運行平穩(wěn)。其缺點是 機動性差、對路基凸起物吸收能力差、彎道作業(yè)時鋪層邊緣圓滑程度較輪胎式攤鋪機低，且結(jié)構(gòu)復雜，制造成本較高。履帶式攤鋪機多為大型和超大型機，用于大型公路工程施工 。 ② 輪胎式攤鋪機：輪胎式攤鋪機 靠輪胎支撐整機以提供附著力，它的優(yōu)點是轉(zhuǎn)移運行速度快、機動性好、對路基凸起吸收能力強、彎道作業(yè)易形成圓滑邊緣。其缺點是附著力小，在攤鋪路幅較寬、鋪層較厚的路面時易產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，另外它對路基凹坑較敏感。輪胎式攤鋪機主要用于低等級道路修筑與養(yǎng)護作業(yè)。 （ 3）按動力傳動方式，攤鋪機分為機械式和液壓式兩種 。 ① 機械式攤鋪機：機械式攤鋪機的行走驅(qū)動、輸料傳動和分料傳動等主要傳動機構(gòu)都采用機械傳動，這種攤鋪機具有工作可靠、維修方便、傳動效率高、制造成本低等優(yōu)點。但其傳動裝置復雜、操作不方 便、調(diào)速性和速度匹配性較差。 ② 液壓式攤鋪機： 液壓式攤鋪機的行走驅(qū)動、輸料和分料傳動、熨平板延伸、熨TITAN423型瀝青混凝土攤鋪機工作裝置控制系統(tǒng)設(shè)計 6 平板和振搗器的振動等主要傳動采用液壓傳動方式，從而是攤鋪機結(jié)構(gòu)簡化、重量減輕、傳動沖擊和振動減緩、工作速度等性能穩(wěn)定，以便于無級調(diào)速及采用電液全自動控制。隨著液壓傳動技術(shù)可靠性的提高，在攤鋪機上采用液壓傳動的比例迅速增加，并向全液壓自動調(diào)平方向發(fā)展。全液壓和以液壓傳動為主的攤鋪機，均設(shè)有電液自動調(diào)平裝置，具有良好的使用性能和跟高的攤鋪質(zhì)量，因而廣泛應(yīng)用于高等級公路路面施工。 （ 4）按熨平板的延伸方式，攤鋪機分 為機械加長式和液壓伸縮式兩種。 ① 機械加長式熨平板：它是用螺栓把基本（最小熨平寬度的）熨平板和若干加長熨平板組裝成所需作業(yè)寬度的熨平板。其機構(gòu)簡單、整體剛性好，螺旋分料（亦采用機械加長）貫穿整個料槽，是布料均勻。因而大型和超大型攤鋪機一般采用機械加長式熨平板，最大攤鋪寬度可達 9~14m。 ②液壓伸縮式熨平板：液壓伸縮式熨平板考液壓缸伸縮無級調(diào)整其長度，使熨平板達到要求的攤鋪寬度。這種熨平板調(diào)整方便省力，在攤鋪寬度變化的路段施工，更顯示其優(yōu)越性。但與機械加長式熨平板相比，其整體剛性較差；在調(diào)整不當時，基本熨平 板和可伸縮熨平板間易產(chǎn)生攤鋪高差，并因為分料螺旋不能貫穿整個料槽，可能造成混合料不均勻而影響攤鋪質(zhì)量。 （ 5）按熨平板的加熱方式分為電加熱、液化石油氣加熱和燃油加熱三種方式。 ①電加熱：由攤鋪機的發(fā)動機驅(qū)動的專用發(fā)電機產(chǎn)生的電能來加熱，這種加熱方式加熱均勻、使用方便、 無污染，熨平板和振搗梁受熱變形較小。 ②液化石油氣（主要是丙烷）加熱：這種加熱方式結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，單火焰加熱欠均勻、污染環(huán)境、不安全且燃氣噴嘴需要經(jīng)常清洗。 ③燃油（主要指輕柴油）加熱：燃油加熱裝置主要由小型燃油泵、噴油嘴、自動點火控制器和 小型鼓風機等組成，其優(yōu)點是可以用于各種工況、操作較方便、燃料易解決，但和燃氣加熱同樣污染且結(jié)構(gòu)復雜。 （ 6）按攤鋪預壓密實度，分為標準型攤鋪機和高密實度攤鋪機兩種。 ①標準型攤鋪機：采用標準型熨平裝置，一般都裝有振搗機構(gòu)和振動機構(gòu)，可對鋪層混合料進行預壓，預壓密實度最高達到 85％ 。 ②高密實度攤鋪機：在標準型攤鋪機的基礎(chǔ)上，振搗機構(gòu)采用雙振搗梁或雙壓力梁等裝置，可對鋪層混合料進行強力壓實，使鋪層材料的預壓密實度高達 90%以上，有效地提高攤鋪的平整度，并可減少壓路機的壓實遍數(shù)，提高生產(chǎn)效率。 2021屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 國內(nèi)外 攤鋪機控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀 早期攤鋪機行駛控制控制采用的是手動操作，即利用手動可控閥控制變量泵和變量馬達的排量，達到控制行駛速度的目的。由于手動操作不能保證速度的精確控制，無論在提高攤鋪的作用質(zhì)量上，還是在簡化操作、降低駕駛員勞動強度上都無法得到滿足。隨著機電液一體化技術(shù)的發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了攤鋪機的行駛電控技術(shù)，即以電液（磁）伺服閥或比例閥代替原來的手動操作閥。從而利用電子技術(shù)和測試技術(shù)設(shè)計一套系統(tǒng)實現(xiàn)對伺服閥或比例閥的控制，最終控制攤鋪機的行駛速度。 在攤鋪機行駛電控技術(shù)的發(fā)展中，出現(xiàn)了兩種類型的系統(tǒng)：模 擬式電控系統(tǒng)和數(shù)字式電控系統(tǒng)。模擬式電控系統(tǒng)出現(xiàn)于 20 世紀 80 年代，此類系統(tǒng)以模擬電路為主，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，但其控制不夠精確且系統(tǒng)工作不太穩(wěn)定，多用于前期的產(chǎn)品及適宜修筑低等級路面的攤鋪機中。進入 20 世紀 90 年代后，出現(xiàn)了數(shù)字電路為主的電子式電控系統(tǒng)，此類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復雜，成本與前者相比也較高，但操作方便、控制精確且工作穩(wěn)定可靠，不易受外界環(huán)境的影響，因此在大型高性能攤鋪機中得到廣泛應(yīng)用，成為目前的主流方向。 在攤鋪機的功率匹配理論的研究中有兩個假設(shè)，一是攤鋪機攤鋪速度不變；二是物料的供給量很定 不變。在這二個假設(shè)的基礎(chǔ)上，對浮動熨平板進行受力分析，建立力學模型，進行理論上的研究分析。這兩個假設(shè)是攤鋪機理想的工作狀態(tài)，在此理想狀態(tài)下，攤鋪機施工可獲得較高的路面平整度指標。這也是攤鋪機設(shè)計者在設(shè)計中不斷追求的目標。所以說攤鋪機恒速度攤鋪技術(shù)一直是攤鋪機設(shè)計制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一。 作為全液壓驅(qū)動的車輛，控制系統(tǒng)的基本功能有車輛的直線行駛、轉(zhuǎn)向、前進、后退、制動以及制動過程中動力傳遞配合等。但其基本控制參數(shù)為速度控制。它可以分為以下兩種形式： ①開環(huán)控制泵 — 馬達速度系統(tǒng) 變量泵由閥控液壓缸 組成的位置回路控制。這種控制方式是通過比例伺服閥改變變量泵斜盤傾角來控制供給液壓馬達的流量，以此來調(diào)節(jié)液壓馬達的轉(zhuǎn)速。為了改善控制精度，采用壓力反饋補償，用壓力傳感系統(tǒng)測試負載壓力，作為第二個指令信號，加緊變量泵伺服機構(gòu)中改變變量泵的行程，使流量隨負載壓力升高而增加，以此來補償驅(qū)動馬達和變量泵泄露所造成的流量減小。 ②帶位置環(huán)的閉環(huán)控制泵 — 馬達速度系統(tǒng) 在開環(huán)速度控制的基礎(chǔ)上，增加速度傳感器，將液壓馬達轉(zhuǎn)速進行反饋，構(gòu)成閉TITAN423型瀝青混凝土攤鋪機工作裝置控制系統(tǒng)設(shè)計 8 環(huán)控制系統(tǒng)。速度反饋信號與指令信號差值經(jīng)積分放大器加到變量伺服機構(gòu)的輸入端，液 壓泵的流量向減小速度誤差的方向變化，保持速度恒定，這類系統(tǒng)液壓泵一般由軸向柱塞泵、變量伺服機構(gòu)的液壓缸、伺服閥和位置檢測器組成一體裝在液壓泵上。系統(tǒng)的動態(tài)特性主要是由泵控液壓馬達所決定。 攤鋪機是在行使過程中進行作業(yè)的，為了保證足夠的壓實密度、壓實均勻和提高整機的作業(yè)質(zhì)量，要求系統(tǒng)的控制必須是速度閉環(huán)控制系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)移工地或在非作業(yè)工況下系統(tǒng)的控制是在開環(huán)狀態(tài)。 瀝青攤鋪機的作業(yè)過程是：當熱料輸入料斗后，操作者給出作為工作主命令的行使指令，于是刮板輸送器開始工作，熱料輸入攤鋪槽，再由螺旋輸送器 將其分送至兩邊，熨平板在振動振搗器運行的同時，在主機牽引作用下，將熱料鋪成攤鋪層。在這個工作過程中，高度、坡度控制系統(tǒng)，根據(jù)預設(shè)的控制點，不斷地調(diào)節(jié)攤鋪層幾何尺寸。這種模式工作的攤鋪機，其各功能部分實質(zhì)上是相互獨立的，只不過通過開關(guān)信號來實現(xiàn)各部分的互鎖、互動。例如，刮板輸送器僅根據(jù)刮板料位器的信號來決定停轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速，而與攤鋪層寬度變化，與高度、坡度控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用沒有直接的關(guān)系。熨平板加熱系統(tǒng)，僅僅與預設(shè)溫度值有關(guān)，而與熱料的溫度、未壓實前的談鋪層密實度沒有直接的關(guān)系。 這種獨立系統(tǒng)，各自預設(shè)參數(shù) 之間協(xié)調(diào)和優(yōu)化只能靠操作者人為感覺完成。過去由模擬電路組成的控制系統(tǒng)，這些參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)、加權(quán)和模糊處理，用模擬電路實現(xiàn)是十分困難的。當以微處理器為核心的數(shù)字化控制系統(tǒng)介入后，情況變的簡單多了，通過攤鋪寬度、厚度、熱料溫度和配比等基本參數(shù)的輸入，數(shù)字化控制器依照內(nèi)置的程序，縱橫最基本的參數(shù)，產(chǎn)生最理想的輸出，使攤鋪機按照最優(yōu)化的方式運行。 目前，國內(nèi)在攤鋪機上的應(yīng)用大多采用 Recroth 公司的 MC6,MC7控制器，其微處理由 8位，逐漸向 16位， 32位微處理器過渡，這使得數(shù)字控制的工程日趨強大?！熬盼濉眹摇?863”計劃由徐工集團與清華大學聯(lián)合研制的瀝青混凝土攤鋪機數(shù)字化平臺已通過鑒定，三一研制的 SYMC 運動控制器已進入實用階段， 作為一種具有戰(zhàn)略意義的系統(tǒng)平臺， SYMC 控制器如今已廣泛應(yīng)用于泵車、起重機、攤鋪機、小挖、正面吊等三一主機產(chǎn)品。但國內(nèi)在這方面的研究還不深入，不夠廣泛。 研究重點 主要通過對 TITAN423 型瀝青混凝土攤鋪機工作裝置的傳動方案、傳動結(jié)構(gòu)及功能作用等方面的分析論證，應(yīng)用機電液一體化技術(shù)，完成瀝青混凝土攤鋪機的工作裝置2021屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 控制系統(tǒng)設(shè)計。 技術(shù)路線 國內(nèi)外瀝青混凝土攤鋪機的現(xiàn) 狀、發(fā)展趨勢和發(fā)展方向綜述； TITAN423 型瀝青混凝土攤鋪機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理分析； TITAN423 型瀝青混凝土攤鋪機工作裝置結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)分析、論證； TITAN423 型瀝青混凝土攤鋪機工作裝置結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計。 TITAN423型瀝青混凝土攤鋪機工作裝置控制系統(tǒng)設(shè)計 10 第 2 章 瀝青混凝土攤鋪機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理分析 TITAN423 型瀝青混凝土攤鋪機的基本結(jié)構(gòu) 瀝青混凝土攤鋪機總體結(jié)構(gòu)包括：發(fā)動機、地盤和工作裝置三部分。用于高等級路面施工的瀝青混凝土攤鋪機一般還要配置一套自動找平系統(tǒng)。 圖 履帶式 瀝青混凝土攤鋪機的基本機構(gòu)示意圖。 圖 瀝青混凝土攤鋪機的基本機構(gòu)示意圖 1刮板輸送器； 2閘門； 3柴油機及其動力傳動系統(tǒng) 。3駕駛控制臺； 5變速器； 6軸承集中潤滑裝置； 7大臂液壓油缸； 8大臂； 9熨平裝置； 10熨平裝置伸縮油缸； 11伸縮振搗熨平裝置； 12獨立液壓驅(qū)動雙排螺旋分料器； 13具有橡膠板和永久潤滑的履帶行走裝置； 14接收料斗 。15頂推棍 發(fā)動機 TITAN423 瀝青混凝土攤鋪機發(fā)動機采用道依茲水冷柴油發(fā)動機。發(fā)動機帶有增壓器，使發(fā)動機功率增加。 發(fā)動機飛輪端通過分動箱分別驅(qū) 4 個用于行走和布料器的軸向變量泵、風扇端輸出驅(qū)動振搗梁變量泵。這些液壓泵都裝有壓力切斷裝置，防止系統(tǒng)超載過熱。另外還有兩個刮板輸送機液壓泵，一個定理齒輪泵控制熨平板提升油缸和料斗收縮油缸，以及一 個變量液壓泵驅(qū)動熨平板振蕩。 2021屆工程機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 底盤 TITAN423 瀝青混凝土攤鋪機底盤由機架、傳動系統(tǒng)和履帶行駛裝置等組成。在機架上裝有發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、供料裝置及電液控制系統(tǒng)等。 TITAN423傳動方案 1發(fā)動機； 3變量泵； 4比例速度控制器； 6行走變量馬達 ； 7制動器； 8轉(zhuǎn)速傳感器； 9電控系統(tǒng)； 10控制臺 TITAN423 瀝青混凝土攤鋪機傳動方案 如圖 所示 。傳動系統(tǒng)為兩個變量液壓泵，兩個變量液壓馬達和輪邊減速器組成。兩個變量液壓泵和兩個變量液壓馬達組成閉式液壓回路，分別驅(qū)動兩側(cè)的履帶。液壓驅(qū)動系統(tǒng)和電子控制的兩個履帶可獨立驅(qū)動，在負載改變的條件下可產(chǎn)生最大與之相適應(yīng)的牽引力，在彎道上亦可以產(chǎn)生很大的牽引力。計算機同步控制系統(tǒng)，精確保持預選速度和轉(zhuǎn)彎半徑，準確的直線行走和恒速平滑的彎道 轉(zhuǎn)向。傳感器測定每側(cè)履帶的行駛速度，將這些被測值與控制電位器中的預選值進行比較，通過電控系統(tǒng)糾正預置與實際值之間的偏差。即使在遇到極大的沖擊的情況下，也能保證按預定的速度和轉(zhuǎn)角行駛。兩側(cè)履帶反響旋轉(zhuǎn)驅(qū)動用于就地轉(zhuǎn)向，極大減小了攤鋪機的轉(zhuǎn)向半徑。變