铣刨机输料速度自适应液控系统的研究

2013-09-04汪建利

机械工程与自动化 2013年5期

关键词：铣刨机控系统使用寿命

龚弦，汪建利，王欢

（湖南三一路面机械有限公司，湖南长沙 410100）

0 引言

铣刨机是道路翻修的主要设备，其中铣刨机输料系统是铣刨机的核心部件，由于铣刨机输料皮带与水泥、沥青等废料摩擦，易造成输料皮带磨损严重，使用寿命下降。输料皮带一旦损坏，更换极为麻烦。因此，输料皮带的使用寿命是铣刨机使用者重点关注的问题。

1 铣刨机输料系统存在的问题

现有技术中，铣刨机输料系统采用电比例变量泵驱动定量马达的闭式液压系统形式，输料速度采用手动开环控制，通过手动调节操纵台电位器旋钮来改变输料泵的排量，从而使输料速度改变。图1为铣刨机现场施工图。

图1 铣刨机现场施工图

在选择输料速度时，如果速度过小，容易造成输料皮带卡死，液压油温升高，系统溢流损失加大，能量损失增加，严重时甚至损坏液压元件和皮带；如果输料速度过大，则会造成系统能耗增加、效率降低，输料皮带磨损加剧，皮带、轴承、托辊和马达等使用寿命下降。由于铣刨机在作业过程中，其工况是不断变化的，输料速度却不能跟随工况变化。因此，在实际操作过程中，不论铣刨机行驶速度和铣刨深度如何变化，为了安全起见，操作者都将输料速度调节为最大，这样，就导致系统效率低下，皮带使用寿命下降。

图2为某铣刨机输料皮带、托辊、轴承等故障图片。

图2 输料系统故障图片

2 输料自适应液控系统

针对现有技术存在的问题，本文设计了一种根据实际工况铣刨机输料速度来智能调节的系统，使输料速度根据铣刨深度和行驶速度实现自动控制。该系统不仅能够增加液压系统的能量利用率，还能提高输料皮带和输料机等易损件的使用寿命。图3为本铣刨机输料液控系统原理图。自适应液控系统主要由发动机、电比例输料泵、输料马达、行驶速度传感器、铣刨深度传感器、信号调理单元、数据采集及模拟输出装置和控制器等组成。

其工作原理如下：通过拉绳传感器6和行驶马达5分别检测铣刨深度和行驶速度，数据采集装置8实时采集传感器的模拟输出信号并转换为数字量，通过与控制器7通信，将实时数据发送给控制器进行处理；控制器经过内部运算，计算出该工况下最佳匹配的输出信号，通过模拟输出装置8转换成相应的模拟量来控制电磁比例变量泵2的排量变化，使输料速度与实际工况相适应。