【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 化吸收國(guó)外先進(jìn)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(jī)。其中 WLTL7000 、 WLTL8500 、LTL45006000 和 2LTLZ45 型為機(jī)械式傳動(dòng)攤鋪機(jī)。其產(chǎn)品在中低檔機(jī)械式攤鋪機(jī)有技術(shù)專長(zhǎng)，質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定，價(jià)格低廉。 2021屆工程機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 目前，我國(guó)攤鋪機(jī)產(chǎn)品開發(fā)的主要目標(biāo)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(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)消化吸收的基礎(chǔ)上，逐步擴(kuò)大國(guó)產(chǎn)配套件的比重，提高國(guó)產(chǎn)化水平；不斷提高國(guó)產(chǎn)攤鋪機(jī)的技術(shù)性能、工作可靠性和使用壽命、攤鋪機(jī)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(jī)交互界面，數(shù)據(jù)傳輸，工作參數(shù)檢測(cè)，故障診斷與報(bào)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(dòng)頻率的協(xié)調(diào)控制等功能。 瀝青混凝土攤鋪機(jī)的分類 瀝青攤鋪機(jī)可以按一下幾個(gè)方面進(jìn)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(hù)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(hù)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(jí)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(dòng)調(diào)平裝置超大型攤鋪機(jī)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(jī)：履帶式攤鋪機(jī)一般為大型攤鋪機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是接地比壓小，牽引力大，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)很少出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，運(yùn)行平穩(wěn)。其缺點(diǎn)是 機(jī)動(dòng)性差、對(duì)路基凸起物吸收能力差、彎道作業(yè)時(shí)鋪層邊緣圓滑程度較輪胎式攤鋪機(jī)低，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較高。履帶式攤鋪機(jī)多為大型和超大型機(jī)，用于大型公路工程施工 。 ② 輪胎式攤鋪機(jī)：輪胎式攤鋪機(jī) 靠輪胎支撐整機(jī)以提供附著力，它的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)移運(yùn)行速度快、機(jī)動(dòng)性好、對(duì)路基凸起吸收能力強(qiáng)、彎道作業(yè)易形成圓滑邊緣。其缺點(diǎn)是附著力小，在攤鋪路幅較寬、鋪層較厚的路面時(shí)易產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，另外它對(duì)路基凹坑較敏感。輪胎式攤鋪機(jī)主要用于低等級(jí)道路修筑與養(yǎng)護(hù)作業(yè)。 （ 3）按動(dòng)力傳動(dòng)方式，攤鋪機(jī)分為機(jī)械式和液壓式兩種 。 ① 機(jī)械式攤鋪機(jī)：機(jī)械式攤鋪機(jī)的行走驅(qū)動(dòng)、輸料傳動(dòng)和分料傳動(dòng)等主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都采用機(jī)械傳動(dòng)，這種攤鋪機(jī)具有工作可靠、維修方便、傳動(dòng)效率高、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。但其傳動(dòng)裝置復(fù)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(jī)： 液壓式攤鋪機(jī)的行走驅(qū)動(dòng)、輸料和分料傳動(dòng)、熨平板延伸、熨TITAN423型瀝青混凝土攤鋪機(jī)工作裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 平板和振搗器的振動(dòng)等主要傳動(dòng)采用液壓傳動(dòng)方式，從而是攤鋪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、重量減輕、傳動(dòng)沖擊和振動(dòng)減緩、工作速度等性能穩(wěn)定，以便于無(wú)級(jí)調(diào)速及采用電液全自動(dòng)控制。隨著液壓傳動(dòng)技術(shù)可靠性的提高，在攤鋪機(jī)上采用液壓傳動(dòng)的比例迅速增加，并向全液壓自動(dòng)調(diào)平方向發(fā)展。全液壓和以液壓傳動(dòng)為主的攤鋪機(jī)，均設(shè)有電液自動(dòng)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(jí)公路路面施工。 （ 4）按熨平板的延伸方式，攤鋪機(jī)分 為機(jī)械加長(zhǎng)式和液壓伸縮式兩種。 ① 機(jī)械加長(zhǎng)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(zhǎng)熨平板組裝成所需作業(yè)寬度的熨平板。其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、整體剛性好，螺旋分料（亦采用機(jī)械加長(zhǎng)）貫穿整個(gè)料槽，是布料均勻。因而大型和超大型攤鋪機(jī)一般采用機(jī)械加長(zhǎng)式熨平板，最大攤鋪寬度可達(dá) 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(wú)級(jí)調(diào)整其長(zhǎng)度，使熨平板達(dá)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(jī)械加長(zhǎng)式熨平板相比，其整體剛性較差；在調(diào)整不當(dāng)時(shí)，基本熨平 板和可伸縮熨平板間易產(chǎn)生攤鋪高差，并因?yàn)榉至下菪荒茇灤┱麄€(gè)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(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的專用發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能來(lái)加熱，這種加熱方式加熱均勻、使用方便、 無(wú)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(jiǎn)單、使用方便，單火焰加熱欠均勻、污染環(huán)境、不安全且燃?xì)鈬娮煨枰?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(dòng)點(diǎn)火控制器和 小型鼓風(fēng)機(jī)等組成，其優(yōu)點(diǎn)是可以用于各種工況、操作較方便、燃料易解決，但和燃?xì)饧訜嵬瑯游廴厩医Y(jié)構(gòu)復(fù)雜。 （ 6）按攤鋪預(yù)壓密實(shí)度，分為標(biāo)準(zhǔn)型攤鋪機(jī)和高密實(shí)度攤鋪機(jī)兩種。 ①標(biāo)準(zhǔn)型攤鋪機(jī)：采用標(biāo)準(zhǔn)型熨平裝置，一般都裝有振搗機(jī)構(gòu)和振動(dòng)機(jī)構(gòu)，可對(duì)鋪層混合料進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓密實(shí)度最高達(dá)到 85％ 。 ②高密實(shí)度攤鋪機(jī)：在標(biāo)準(zhǔn)型攤鋪機(jī)的基礎(chǔ)上，振搗機(jī)構(gòu)采用雙振搗梁或雙壓力梁等裝置，可對(duì)鋪層混合料進(jìn)行強(qiáng)力壓實(shí)，使鋪層材料的預(yù)壓密實(shí)度高達(dá) 90%以上，有效地提高攤鋪的平整度，并可減少壓路機(jī)的壓實(shí)遍數(shù)，提高生產(chǎn)效率。 2021屆工程機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 國(guó)內(nèi)外 攤鋪機(jī)控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀 早期攤鋪機(jī)行駛控制控制采用的是手動(dòng)操作，即利用手動(dòng)可控閥控制變量泵和變量馬達(dá)的排量，達(dá)到控制行駛速度的目的。由于手動(dòng)操作不能保證速度的精確控制，無(wú)論在提高攤鋪的作用質(zhì)量上，還是在簡(jiǎn)化操作、降低駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度上都無(wú)法得到滿足。隨著機(jī)電液一體化技術(shù)的發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了攤鋪機(jī)的行駛電控技術(shù)，即以電液（磁）伺服閥或比例閥代替原來(lái)的手動(dòng)操作閥。從而利用電子技術(shù)和測(cè)試技術(shù)設(shè)計(jì)一套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服閥或比例閥的控制，最終控制攤鋪機(jī)的行駛速度。 在攤鋪機(jī)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(jì) 80 年代，此類系統(tǒng)以模擬電路為主，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jí)路面的攤鋪機(jī)中。進(jìn)入 20 世紀(jì) 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(fù)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(jī)中得到廣泛應(yīng)用，成為目前的主流方向。 在攤鋪機(jī)的功率匹配理論的研究中有兩個(gè)假設(shè)，一是攤鋪機(jī)攤鋪速度不變；二是物料的供給量很定 不變。在這二個(gè)假設(shè)的基礎(chǔ)上，對(duì)浮動(dòng)熨平板進(jìn)行受力分析，建立力學(xué)模型，進(jìn)行理論上的研究分析。這兩個(gè)假設(shè)是攤鋪機(jī)理想的工作狀態(tài)，在此理想狀態(tài)下，攤鋪機(jī)施工可獲得較高的路面平整度指標(biāo)。這也是攤鋪機(jī)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)中不斷追求的目標(biāo)。所以說(shuō)攤鋪機(jī)恒速度攤鋪技術(shù)一直是攤鋪機(jī)設(shè)計(jì)制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一。 作為全液壓驅(qū)動(dòng)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(jìn)、后退、制動(dòng)以及制動(dòng)過程中動(dòng)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(dá)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(lái)控制供給液壓馬達(dá)的流量，以此來(lái)調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。為了改善控制精度，采用壓力反饋補(bǔ)償，用壓力傳感系統(tǒng)測(cè)試負(fù)載壓力，作為第二個(gè)指令信號(hào)，加緊變量泵伺服機(jī)構(gòu)中改變變量泵的行程，使流量隨負(fù)載壓力升高而增加，以此來(lái)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)馬達(dá)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(dá)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(dá)轉(zhuǎn)速進(jìn)行反饋，構(gòu)成閉TITAN423型瀝青混凝土攤鋪機(jī)工作裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 環(huán)控制系統(tǒng)。速度反饋信號(hào)與指令信號(hào)差值經(jīng)積分放大器加到變量伺服機(jī)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(jī)構(gòu)的液壓缸、伺服閥和位置檢測(cè)器組成一體裝在液壓泵上。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性主要是由泵控液壓馬達(dá)所決定。 攤鋪機(jī)是在行使過程中進(jìn)行作業(yè)的，為了保證足夠的壓實(shí)密度、壓實(shí)均勻和提高整機(jī)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(jī)的作業(yè)過程是：當(dāng)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(dòng)振搗器運(yùn)行的同時(shí)，在主機(jī)牽引作用下，將熱料鋪成攤鋪層。在這個(gè)工作過程中，高度、坡度控制系統(tǒng)，根據(jù)預(yù)設(shè)的控制點(diǎn)，不斷地調(diào)節(jié)攤鋪層幾何尺寸。這種模式工作的攤鋪機(jī)，其各功能部分實(shí)質(zhì)上是相互獨(dú)立的，只不過通過開關(guān)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)各部分的互鎖、互動(dòng)。例如，刮板輸送器僅根據(jù)刮板料位器的信號(hào)來(lái)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(yù)設(shè)溫度值有關(guān)，而與熱料的溫度、未壓實(shí)前的談鋪層密實(shí)度沒有直接的關(guān)系。 這種獨(dú)立系統(tǒng)，各自預(yù)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(shí)現(xiàn)是十分困難的。當(dāng)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(jiǎn)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(jī)按照最優(yōu)化的方式運(yùn)行。 目前，國(guó)內(nèi)在攤鋪機(jī)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(qiáng)大?！熬盼濉眹?guó)家“ 863”計(jì)劃由徐工集團(tuán)與清華大學(xué)聯(lián)合研制的瀝青混凝土攤鋪機(jī)數(shù)字化平臺(tái)已通過鑒定，三一研制的 SYMC 運(yùn)動(dòng)控制器已進(jìn)入實(shí)用階段， 作為一種具有戰(zhàn)略意義的系統(tǒng)平臺(tái)， SYMC 控制器如今已廣泛應(yīng)用于泵車、起重機(jī)、攤鋪機(jī)、小挖、正面吊等三一主機(jī)產(chǎn)品。但國(guó)內(nèi)在這方面的研究還不深入，不夠廣泛。 研究重點(diǎn) 主要通過對(duì) TITAN423 型瀝青混凝土攤鋪機(jī)工作裝置的傳動(dòng)方案、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及功能作用等方面的分析論證，應(yīng)用機(jī)電液一體化技術(shù)，完成瀝青混凝土攤鋪機(jī)的工作裝置2021屆工程機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 技術(shù)路線 國(guó)內(nèi)外瀝青混凝土攤鋪機(jī)的現(xiàn) 狀、發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展方向綜述； TITAN423 型瀝青混凝土攤鋪機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理分析； TITAN423 型瀝青混凝土攤鋪機(jī)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(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 TITAN423型瀝青混凝土攤鋪機(jī)工作裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 第 2 章 瀝青混凝土攤鋪機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理分析 TITAN423 型瀝青混凝土攤鋪機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 瀝青混凝土攤鋪機(jī)總體結(jié)構(gòu)包括：發(fā)動(dòng)機(jī)、地盤和工作裝置三部分。用于高等級(jí)路面施工的瀝青混凝土攤鋪機(jī)一般還要配置一套自動(dòng)找平系統(tǒng)。 圖 履帶式 瀝青混凝土攤鋪機(jī)的基本機(jī)構(gòu)示意圖。 圖 瀝青混凝土攤鋪機(jī)的基本機(jī)構(gòu)示意圖 1刮板輸送器； 2閘門； 3柴油機(jī)及其動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) 。3駕駛控制臺(tái)； 5變速器； 6軸承集中潤(rùn)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(dú)立液壓驅(qū)動(dòng)雙排螺旋分料器； 13具有橡膠板和永久潤(rùn)滑的履帶行走裝置； 14接收料斗 。15頂推棍 發(fā)動(dòng)機(jī) TITAN423 瀝青混凝土攤鋪機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)采用道依茲水冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)帶有增壓器，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率增加。 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪端通過分動(dòng)箱分別驅(qū) 4 個(gè)用于行走和布料器的軸向變量泵、風(fēng)扇端輸出驅(qū)動(dòng)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(gè)刮板輸送機(jī)液壓泵，一個(gè)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(gè)變量液壓泵驅(qū)動(dòng)熨平板振蕩。 2021屆工程機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 底盤 TITAN423 瀝青混凝土攤鋪機(jī)底盤由機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)和履帶行駛裝置等組成。在機(jī)架上裝有發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、供料裝置及電液控制系統(tǒng)等。 TITAN423傳動(dòng)方案 1發(fā)動(dòng)機(jī)； 3變量泵； 4比例速度控制器； 6行走變量馬達(dá) ； 7制動(dòng)器； 8轉(zhuǎn)速傳感器； 9電控系統(tǒng)； 10控制臺(tái) TITAN423 瀝青混凝土攤鋪機(jī)傳動(dòng)方案 如圖 所示 。傳動(dòng)系統(tǒng)為兩個(gè)變量液壓泵，兩個(gè)變量液壓馬達(dá)和輪邊減速器組成。兩個(gè)變量液壓泵和兩個(gè)變量液壓馬達(dá)組成閉式液壓回路，分別驅(qū)動(dòng)兩側(cè)的履帶。液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電子控制的兩個(gè)履帶可獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，在負(fù)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(jì)算機(jī)同步控制系統(tǒng)，精確保持預(yù)選速度和轉(zhuǎn)彎半徑，準(zhǔn)確的直線行走和恒速平滑的彎道 轉(zhuǎn)向。傳感器測(cè)定每側(cè)履帶的行駛速度，將這些被測(cè)值與控制電位器中的預(yù)選值進(jìn)行比較，通過電控系統(tǒng)糾正預(yù)置與實(shí)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(yù)定的速度和轉(zhuǎn)角行駛。兩側(cè)履帶反響旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)用于就地轉(zhuǎn)向，極大減小了攤鋪機(jī)的轉(zhuǎn)向半徑。變