銑刨機輸料速度自適應液控系統研究

龔 弦，劉弦弦，王 歡

（湖南三一路面機械有限公司，湖南 長沙 410100）

0 引言

隨著我國道路建設的不斷完善，未來數十年我國道路將進入一個道路養護的時代。銑刨機作為道路翻修的最主要的設備，大大提高了道路養護的效率，縮短了施工周期。

銑刨機輸料系統是銑刨機重要的核心部件，由于銑刨機輸料皮帶與水泥、瀝青等廢料摩擦，造成輸料皮帶磨損嚴重，使用壽命下降。同時，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也往往是客戶重點關注的問題之一。圖1為銑刨機施工現場。

圖1 銑刨機施工現場

1 存在問題分析

現有技術中，銑刨機輸料系統采用電比例變量泵驅動定量馬達的閉式液壓系統形式。輸料速度采用手動開環控制，通過手動調節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。

在速度選擇時，如果輸料速度選擇過小，容易造成輸料皮帶卡死，液壓油溫升高，系統溢流損失加大，造成能量損失增加，嚴重時甚至損壞液壓元件和皮帶；如果輸料速度選擇過大，則會造成系統能耗增加、效率降低，輸料皮帶磨損加劇，皮帶、軸承、托輥和馬達等使用壽命下降。

同時，由于銑刨機在作業過程中，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，不論銑刨機行駛速度和銑刨深度如何變化，為了安全起見，客戶都將輸料速度調節為最大。這樣，就導致系統效率低下，皮帶使用壽命下降。

圖2為某銑刨機輸料系統輸料皮帶、托輥和軸承等故障圖片。

圖2 輸料系統故障圖片

2 輸料自適應液控系統

針對現有技術存在的問題，本文提供了一種根據實際工況變化，銑刨機輸料速度能夠智能調節的系統，使輸料速度根據銑刨深度和行駛速度實現自動控制。這種系統不僅能夠增加液壓系統的能量利用率，還能提高輸料皮帶和輸料機等易損件的使用壽命。

如圖3所示，本銑刨機輸料自適應液控系統主要有以下部分組成：發動機、電比例輸料泵、輸料馬達、行駛速度傳感器、銑刨深度傳感器、信號調理單元、數據采集及模擬輸出裝置、控制器和操作面板等[1]。

圖3 自適應液控系統結構簡圖

工作原理如下：通過拉繩傳感器6和行駛馬達速度傳感器5分別檢測銑刨機的銑刨深度和行駛速度兩個參數，數據采集裝置8實時采集傳感器的模擬輸出信號并轉換為數字量，通過與控制器7通信，將實時數據發送給控制器進行處理。控制器經過內部運算，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轉換成相應的模擬量，來控制電磁比例變量泵2的排量變化，使輸料速度實際工況相適應。

與現有技術相比，本文自適應輸料液控系統具有以下優點：

a）實現了銑刨機輸料速度與銑刨深度和行駛速度的自適應控制，能有效提高液壓系統的效率，在銑刨深度和行駛速度較小場合尤為明顯；

b）銑刨機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，為客戶帶來實實在在的利益；

c）液壓泵大部分時間在小排量下工作，減少了系統滿負荷運行時間，延長了液壓元件使用壽命。

3 結語

本文提出的銑刨機輸料自適應控制液控系統，能有效的改善目前銑刨機的輸料皮帶易磨損、使用壽命低的現狀。同時，銑刨深度和行駛速度檢測采用銑刨機自帶拉繩傳感器和行駛馬達速度傳感器，無需額外增加其它硬件，降低了系統的開發成本。

[1]吳勁松，唐玉慶，陳飛，等.路面銑刨機前出料門離地高度自適應裝置[P].中國專利：CN 200920048789，2011-08-11.