銑刨機(jī)輸料速度自適應(yīng)液控系統(tǒng)的研究

龔 弦，汪建利，王 歡

（湖南三一路面機(jī)械有限公司，湖南 長沙 410100）

0 引言

銑刨機(jī)是道路翻修的主要設(shè)備，其中銑刨機(jī)輸料系統(tǒng)是銑刨機(jī)的核心部件，由于銑刨機(jī)輸料皮帶與水泥、瀝青等廢料摩擦，易造成輸料皮帶磨損嚴(yán)重，使用壽命下降。輸料皮帶一旦損壞，更換極為麻煩。因此，輸料皮帶的使用壽命是銑刨機(jī)使用者重點關(guān)注的問題。

1 銑刨機(jī)輸料系統(tǒng)存在的問題

現(xiàn)有技術(shù)中，銑刨機(jī)輸料系統(tǒng)采用電比例變量泵驅(qū)動定量馬達(dá)的閉式液壓系統(tǒng)形式，輸料速度采用手動開環(huán)控制，通過手動調(diào)節(jié)操縱臺電位器旋鈕來改變輸料泵的排量，從而使輸料速度改變。圖1為銑刨機(jī)現(xiàn)場施工圖。

圖1 銑刨機(jī)現(xiàn)場施工圖

在選擇輸料速度時，如果速度過小，容易造成輸料皮帶卡死，液壓油溫升高，系統(tǒng)溢流損失加大，能量損失增加，嚴(yán)重時甚至損壞液壓元件和皮帶；如果輸料速度過大，則會造成系統(tǒng)能耗增加、效率降低，輸料皮帶磨損加劇，皮帶、軸承、托輥和馬達(dá)等使用壽命下降。由于銑刨機(jī)在作業(yè)過程中，其工況是不斷變化的，輸料速度卻不能跟隨工況變化。因此，在實際操作過程中，不論銑刨機(jī)行駛速度和銑刨深度如何變化，為了安全起見，操作者都將輸料速度調(diào)節(jié)為最大，這樣，就導(dǎo)致系統(tǒng)效率低下，皮帶使用壽命下降。

圖2為某銑刨機(jī)輸料皮帶、托輥、軸承等故障圖片。

圖2 輸料系統(tǒng)故障圖片

2 輸料自適應(yīng)液控系統(tǒng)

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本文設(shè)計了一種根據(jù)實際工況銑刨機(jī)輸料速度來智能調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，使輸料速度根據(jù)銑刨深度和行駛速度實現(xiàn)自動控制。該系統(tǒng)不僅能夠增加液壓系統(tǒng)的能量利用率，還能提高輸料皮帶和輸料機(jī)等易損件的使用壽命。圖3為本銑刨機(jī)輸料液控系統(tǒng)原理圖。自適應(yīng)液控系統(tǒng)主要由發(fā)動機(jī)、電比例輸料泵、輸料馬達(dá)、行駛速度傳感器、銑刨深度傳感器、信號調(diào)理單元、數(shù)據(jù)采集及模擬輸出裝置和控制器等組成。

其工作原理如下：通過拉繩傳感器6和行駛馬達(dá)5分別檢測銑刨深度和行駛速度，數(shù)據(jù)采集裝置8實時采集傳感器的模擬輸出信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過與控制器7通信，將實時數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器進(jìn)行處理；控制器經(jīng)過內(nèi)部運算，計算出該工況下最佳匹配的輸出信號，通過模擬輸出裝置8轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量來控制電磁比例變量泵2的排量變化，使輸料速度與實際工況相適應(yīng)。

圖3 銑刨機(jī)輸料液控系統(tǒng)原理圖

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本自適應(yīng)輸料液控系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

（1）實現(xiàn)了銑刨機(jī)輸料速度與銑刨深度和行駛速度的自適應(yīng)控制，能有效提高液壓系統(tǒng)的效率，在銑刨深度和行駛速度較小場合尤為明顯。

（2）銑刨機(jī)輸料速度得到了有效的控制，延長了輸料皮帶、上下托輥、軸承等易損件的使用壽命，為使用者帶來了實實在在的利益。

（3）液壓泵大部分時間在小排量下工作，減少了系統(tǒng)滿負(fù)荷運行時間，延長了液壓元件的使用壽命。

3 結(jié)論

本文提出的銑刨機(jī)輸料自適應(yīng)控制液控系統(tǒng)，能有效地改善目前銑刨機(jī)的輸料皮帶易磨損、使用壽命短的現(xiàn)狀。同時，銑刨深度和行駛速度的檢測采用銑刨機(jī)自帶拉繩傳感器和行駛馬達(dá)速度傳感器，無需額外增加其他硬件，降低了系統(tǒng)的開發(fā)成本。

［1］ 吳勁松，唐玉慶，陳飛，等．路面銑刨機(jī)前出料門離地高度自適應(yīng)裝置：中國，CN200920048789［P］．2011－08－11．

［2］ 王進(jìn)，李天富，汪建利，等．銑刨機(jī)智能風(fēng)扇的研究與設(shè)計［J］．機(jī)械工程與自動化，2011（4）：144－146．