路面銑刨機(jī)的輸料控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種路面銑刨機(jī)的輸料系統(tǒng)，具體是一種路面銑刨機(jī)的輸料控制 系統(tǒng)，屬于工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 路面銑刨機(jī)為工程機(jī)械的一種，是瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工的主要機(jī)種之一，其主要功 能是用于對公路、機(jī)場、廣場等大面積銑削破碎，路面油包、油浪、車轍和面層的銑平，對摩 擦系數(shù)較低的水泥混凝土路面進(jìn)行拉毛作業(yè)，以及開挖路面坑槽及溝槽。帶有回收輸送機(jī) 的銑刨機(jī)在進(jìn)行長期且不間斷工作時，由于作業(yè)對象的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，密度不均勻，用戶對每 段時間的銑削產(chǎn)量不能進(jìn)行實(shí)時的計(jì)量，不能對工作的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行實(shí)時的度量；此外，銑 刨機(jī)損耗件（如刀頭、輸料皮帶、傳動皮帶等）的更換缺少準(zhǔn)確的參數(shù)量化，目前主要依靠 操作者經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行查檢，增加了勞動強(qiáng)度；當(dāng)進(jìn)行不同深度、不同速度銑削作業(yè)時，輸送機(jī)轉(zhuǎn) 速的大小不能根據(jù)所銑削的廢料多少進(jìn)行自動的調(diào)節(jié)，通常的操作是將輸送機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至最 快，這樣則在多數(shù)情況下會對發(fā)動機(jī)功率造成巨大的浪費(fèi)，頻繁手動調(diào)節(jié)則易使操作者產(chǎn) 生疲勞。
[0003] 現(xiàn)有文獻(xiàn)中涉及了兩種能夠自動控制銑刨機(jī)排料速度的技術(shù)方案，一種方案是通 過檢測銑刨刀頭周圍的堆料高度來控制排料速度。該項(xiàng)技術(shù)有以下兩個缺點(diǎn)：第一，銑刨 工作腔內(nèi)廢料在不斷的翻滾、飛濺，堆料高度變化大，空間中廢料顆粒彌漫，其物料高度控 制器很難準(zhǔn)確探測堆料高度；第二，工作腔內(nèi)廢料彌漫，再加上為了降溫、除塵，腔內(nèi)還要噴 水，在如此惡劣的工作環(huán)境中，物料高度控制器很容易損壞，并且此種方案不易實(shí)施。另一 方案是銑刨機(jī)的車架上安裝有料位控制器，料位控制器的料位信號輸入端連接有可感應(yīng)物 料高度的料位傳感器，工作中通過檢測料位的高度來控制輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速，該方案有以下缺 點(diǎn)，首先因?yàn)殂娤鞯膹U料集配不均勻，料位高度可能存在較大的波動，控制系統(tǒng)很難進(jìn)行準(zhǔn) 確的識別，導(dǎo)致集卸料皮帶的轉(zhuǎn)速控制不合適；其次該檢測方式不能對操作者的生產(chǎn)作業(yè) 進(jìn)行指導(dǎo)，只能實(shí)現(xiàn)單純的馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制。針對上述問題目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)︺娕佥斔退俣冗M(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)，對 每段時間的銑削產(chǎn)量進(jìn)行實(shí)時計(jì)量，節(jié)約功耗，提高輸送可靠性和控制精度的路面銑刨機(jī) 的輸料控制系統(tǒng)。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的路面銑刨機(jī)的輸料控制系統(tǒng)，包括安裝在 銑刨機(jī)上的由一個排料控制閥控制排量大小的輸料泵以及安裝在銑刨機(jī)的輸送機(jī)上的用 于控制輸送機(jī)皮帶轉(zhuǎn)速的輸料馬達(dá)，輸料泵連接輸料馬達(dá)并能夠控制輸料馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，還 包括安裝在輸送機(jī)側(cè)面用于檢測輸送機(jī)同地面夾角的傾角傳感器、安裝在輸送機(jī)的托輥下 部的稱重傳感器以及與輸料馬達(dá)連接的用于檢測馬達(dá)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器；傾角傳感器、稱 重傳感器以及轉(zhuǎn)速傳感器的信號輸出端均連接到一個控制器的信號輸入端上，控制器的信 號輸出端連接到排料控制閥的輸入端上。
[0006] 所述控制器連接安裝在銑刨機(jī)上的顯示器。
[0007] 所述控制器連接安裝在銑刨機(jī)上的打印機(jī)。
[0008] 采用上述的結(jié)構(gòu)后，由于設(shè)置的輸料泵、輸料馬達(dá)以及傾角傳感器、稱重傳感器、 轉(zhuǎn)速傳感器，能夠根據(jù)路面起伏和提升油缸的變化，通過傾角傳感器將輸送機(jī)同地面的夾 角信號傳遞給控制器，稱重傳感器將瞬時的廢料重量信號傳遞給控制器，同時轉(zhuǎn)速傳感器 將驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速信號傳遞給控制器，經(jīng)過邏輯處理后將輸送機(jī)的瞬時輸出廢料重量和一段 時間內(nèi)的累計(jì)廢料重量顯示到操縱臺的顯示器上，必要時可以進(jìn)行打印，從而有效指導(dǎo)操 作人員進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)和維護(hù)保養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了對皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)速的自適應(yīng)控制；其結(jié)構(gòu)簡單，檢 測精度高、控制方式便捷，自動化程度高，可以有效的降低操作者勞動強(qiáng)度，節(jié)省發(fā)動機(jī)功 率，提高經(jīng)濟(jì)效益并為設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)提供重要的參考依據(jù)。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本實(shí)用新型路面銑刨機(jī)的輸料控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010] 圖2為本實(shí)用新型路面銑刨機(jī)的輸料控制系統(tǒng)的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對本實(shí)用新型的路面銑刨機(jī)的輸料控制系統(tǒng)作進(jìn) 一步詳細(xì)說明。
[0012] 如圖所示，本實(shí)用新型的路面銑刨機(jī)的輸料稱量系統(tǒng)，包括安裝在銑刨機(jī)上的由 一個排料控制閥13控制排量大小的輸料泵1以及安裝在銑刨機(jī)的輸送機(jī)上的用于控制輸 送機(jī)皮帶轉(zhuǎn)速的輸料馬達(dá)12,輸料泵1連接輸料馬達(dá)12并能夠控制輸料馬達(dá)12的轉(zhuǎn)速，還 包括安裝在輸送機(jī)側(cè)面用于檢測輸送機(jī)同地面夾角的傾角傳感器7、安裝在輸送機(jī)前端的 托輥下部的一組稱重傳感器9以及與輸料馬達(dá)連接的用于檢測馬達(dá)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器11 ; 其中，稱重傳感器一頭安裝在前側(cè)的托輥支架下端，另一頭固定在輸送機(jī)架上并且遠(yuǎn)離拋 料口，避免物料拋灑造成的重量波動，轉(zhuǎn)速傳感器則集成在輸料馬達(dá)內(nèi)部，傾角傳感器7、稱 重傳感器9以及轉(zhuǎn)速傳感器11的信號輸出端均連接到一個控制器3的信號輸入端上，由此 將傾角傳感器、稱重傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器所采集的信號接入控制器中，控制器3的信號輸出 端連接到排料控制閥13的輸入端上，優(yōu)選地，將3路傳感器信號接入控制器中，先對傾角傳 感器和轉(zhuǎn)速傳感器其進(jìn)行標(biāo)定，因銑刨工作的同時伴有灑水，廢料有一定的含水量，可通過 收集一定樣本對廢料含水量進(jìn)行檢測，然后對稱重傳感器進(jìn)行標(biāo)定，根據(jù)需要按照干料或 濕料進(jìn)行。預(yù)先將皮帶轉(zhuǎn)速和瞬時廢料重量的關(guān)系曲線輸入到控制器中，當(dāng)路面起伏提升 油缸動作時，輸送機(jī)傾角會產(chǎn)生變化；當(dāng)銑深增大，行駛速度加快，銑削的廢料增多，控制器 通過實(shí)時采集傳感器信號進(jìn)行參數(shù)對比，并根據(jù)參數(shù)變化對輸料泵的排量進(jìn)行控制，增加 皮帶的轉(zhuǎn)速，反之亦可根據(jù)傳感器反饋降低皮帶轉(zhuǎn)速，控制器3還連接安裝在銑刨機(jī)上的 顯示器5以及安裝在銑刨機(jī)上的打印機(jī)6,控制器可將所采集的信號經(jīng)過計(jì)算顯示到銑刨 機(jī)上方的顯示器界面上，包括瞬時重量和累計(jì)重量，同時控制器反饋信號給輸料泵，對輸料 泵排量進(jìn)行控制，從而對輸料馬達(dá)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。
[0013] 本實(shí)用新型的路面銑刨機(jī)的輸料控制系統(tǒng)的自適應(yīng)控制方法，包括以下步驟：轉(zhuǎn) 速傳感器檢測馬達(dá)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信號，傾角傳感器檢測輸送機(jī)同地面夾角數(shù)據(jù)信號，稱重傳感 器檢測到托輥的正壓力數(shù)據(jù)信號，轉(zhuǎn)速傳感器、傾角傳感器、稱重傳感器將采集的數(shù)據(jù)信號 輸出到控制器，控制器接收到轉(zhuǎn)速傳感器、傾角傳感器、稱重傳感器采集的數(shù)據(jù)信號后進(jìn)行 如下計(jì)算過程，
[0016] 其中，轉(zhuǎn)速傳感器、傾角傳感器、稱重傳感器采集脈沖信號頻率為次/s ;稱重傳感 器數(shù)量為n ;采集到的壓力信號為f，單位kg ;稱重傳感器瞬時采集到的總重量為F_，單位 kg ;轉(zhuǎn)速傳感器信號：《，單位r/s ;傾角傳感器信號：0，單位° ;皮帶和支架的動態(tài)皮重： Z，單位kg ;某一瞬時輸料皮帶上廢料重量:M_ .
[0017] 當(dāng)銑刨機(jī)工作時間為m時，控制器按照下式近似算出總的輸料重量為：
[0019] 其中，時間m內(nèi)皮帶輸料總量:，單位kg ;皮帶輪半徑：r，單位m ;皮帶長度：L， 單位m ;單位變換系數(shù):K。
[0020] 將皮帶轉(zhuǎn)速和瞬時廢料重量的關(guān)系曲線輸入到控制器中，當(dāng) 時，信號反饋給比例電磁閥，減小輸料泵排量，將皮帶轉(zhuǎn)速從《減小到《 as;
[0021] 當(dāng)時，信號反饋給比例電磁閥，增加輸料泵排量，將皮帶轉(zhuǎn)速從《增大 到w最佳。
[0022] 銑削作業(yè)時，安裝在輸送機(jī)托輥下部的稱重傳感器可以檢測到托輥的正壓力，轉(zhuǎn) 速傳感器信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換可以得到皮帶的線速度，通過控制器采集傾角傳感器、稱重傳感器、 轉(zhuǎn)速傳感器的信號，控制器結(jié)合傾角傳感器和稱重傳感器的信號，按照斜面上物體重量的 計(jì)算法得出輸送機(jī)輸出廢料的瞬時廢料的重量，再同皮帶線速度進(jìn)行整合則可計(jì)算出一段 時間內(nèi)的銑削廢料重量；
[0023] 當(dāng)隨著銑削速度的增加，銑削深度的加大，初始皮帶轉(zhuǎn)速較慢時，銑刨鼓銑削廢料 較多，輸料皮帶上會堆積有較多的廢料，甚至?xí)a(chǎn)生漏料現(xiàn)象，此時稱重傳感器產(chǎn)生的變形 則較大，采集到電壓的變化量也較大，這一信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換同控制器設(shè)定值相比較，大于設(shè)定 值時，則控制器發(fā)出信號至排料控制閥（比例電磁閥），通過比例電磁閥來控制輸料泵的 斜盤傾角，對輸料泵的排量進(jìn)行控制，從而控制輸料馬達(dá)的轉(zhuǎn)速；同樣的，當(dāng)隨著銑削速度 的減小，銑削的廢料會減小，稱重傳感器反饋信號到控制器，控制器再對輸料泵排量進(jìn)行控 制，使得皮帶轉(zhuǎn)速減小，如此進(jìn)行不斷的反饋和調(diào)節(jié)，使皮帶轉(zhuǎn)速得到實(shí)時的控制，極有效 的節(jié)省了發(fā)動機(jī)功率，操縱面板上設(shè)置有自動模式和手動模式，自動模式指控制器按照系 統(tǒng)程序采集并顯示當(dāng)前瞬時廢料重量和累計(jì)產(chǎn)量；手動模式則可根據(jù)操作者需求進(jìn)行采集 和顯示的調(diào)整，由此可見，本實(shí)用新型中瞬時廢料重量同控制器中設(shè)定值進(jìn)行比較，并通過 對輸料皮帶轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)來達(dá)到兩者的平衡。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種路面銑刨機(jī)的輸料控制系統(tǒng)，其特征在于：包括安裝在銑刨機(jī)上的由一個排料 控制閥（13)控制排量大小的輸料泉（1)以及安裝在銑刨機(jī)的輸送機(jī)上的用于控制輸送機(jī) 皮帶轉(zhuǎn)速的輸料馬達(dá)（12)，所述輸料泉（1)連接輸料馬達(dá)（12)并能夠控制輸料馬達(dá)（12) 的轉(zhuǎn)速，還包括安裝在輸送機(jī)側(cè)面用于檢測輸送機(jī)同地面夾角的傾角傳感器（7)、安裝在輸 送機(jī)的托輥下部的稱重傳感器（9)以及與輸料馬達(dá)連接的用于檢測馬達(dá)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感 器（11);所述似角傳感器（7)、稱重傳感器（9)以及轉(zhuǎn)速傳感器（11)的信號輸出端均連接 到一個控制器（3)的信號輸入端上，所述控制器（3)的信號輸出端連接到排料控制閥（13) 的輸入端上。2. 按照權(quán)利要求1所述的路面銑刨機(jī)的輸料控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制器（3) 連接安裝在銑刨機(jī)上的顯示器（5)。3. 按照權(quán)利要求2所述的路面銑刨機(jī)的輸料控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制器（3) 連接安裝在銑刨機(jī)上的打印機(jī)（6)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種路面銑刨機(jī)的輸料控制系統(tǒng)。它包括輸料泵以及輸料馬達(dá)，輸料泵連接輸料馬達(dá)，還包括安裝在輸送機(jī)側(cè)面用于檢測輸送機(jī)同地面夾角的傾角傳感器、安裝在輸送機(jī)的托輥下部的稱重傳感器以及與輸料馬達(dá)連接的用于檢測馬達(dá)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器；傾角傳感器、稱重傳感器以及轉(zhuǎn)速傳感器的信號輸出端均連接到一個控制器的信號輸入端上，控制器的信號輸出端連接到排料控制閥的輸入端上。采用上述的結(jié)構(gòu)后，其結(jié)構(gòu)簡單，檢測精度高、控制方式便捷，自動化程度高，可以有效的降低操作者勞動強(qiáng)度，節(jié)省發(fā)動機(jī)功率，提高經(jīng)濟(jì)效益并為設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)提供重要的參考依據(jù)。
【IPC分類】E01C23/088
【公開號】CN204715184
【申請?zhí)枴緾N201520140868
【發(fā)明人】徐文山, 姚柯飛, 向彥亮, 劉斌, 袁國宇, 王富春, 張瑩映
【申請人】江蘇華通動力重工有限公司（中外合資）
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年3月12日