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摘 要:由于我国现在对道路交通的重视,使得公路建设事业越来越发达,同时对施工要求也将随之提高。路面冷铣刨机作为道路养护中的重要工具,其质量、性能都与路面的施工质量直接相关联。但工作过程中,铣刨机会受摩擦力、附着力、马达动力的各方面影响,出现打滑的情况,从而影响工作效率。本文将就轮式路面冷铣刨机车轮滑转机理及其控制技术研究做出阐述。
关键词:路面冷铣刨机;车轮滑转机理;控制措施
前言
随着我国经济发展,中小城市的建设带动了公路基础设施的建设,使得公路修建总量取得了巨大的突破,也将国民的出行安全和公路紧密联系在一起。但公路从投入使用开始计算,随着使用时间的增加,路面会逐渐出现破损情况,严重者将对道路安全造成影响。因此,通常在道路养护中会使用到冷铣刨机,用它来延长道路使用寿命。为保证设备工作效率,对滑转车轮的控制就占据了重要地位,妥善处理车轮打滑问题,将更有利于施工现场提高作业效率。
1 路面冷铣刨机
路面铣刨机是沥青路面养护施工机械的主要机种之一,主要用于公路、城镇道路、机场、货场等沥青混凝土面层的开挖翻新,亦可对于路面涌包、车辙、网裂、坑槽进行铣刨清除。当路面受损或需翻新时,可去除地面的涂层、油漆、各种交通标线,针对原有路面的轻度拉毛,可配合大型机械一起,完成铣刨拉毛作业。对水泥沥青路面、高速公路桥面、桥梁错台,环氧树脂耐磨地面的超标高部位进行铣削调平
2 轮胎打滑带来的负面影响
铣刨机的轮胎滑转直接影响到了设备正常工作效率,机器工作过程中,产生了驱动方向相反的力,会导致轮胎滑动。滑动会使得轮胎的磨损速度变快,一方面降低了设备本身的使用寿命,另一方面也使得设备工作效率低下。虽然滑动不可避免,但减少铣刨机滑转率无疑会为路面的抗滑能力提供助力。
3 车轮滑转机理及影响因数
铣刨机刀具切入地面后,地面会给铣刨铣一个与行走方向相反的切削阻力,该削阻力会对机器行走形成阻碍。当切削阻力达到轮胎附着力临界值时,轮胎与地面间产生滑动,从而发生。如果在运行中遇见了较大阻力,会使得滑转率也随之提高,反而会丢失生产效率。
3.1 附着力影响
设备在运行中,轮胎和地面的摩擦接触程度,将决定车轮打滑情况的好坏。与路面摩擦力越大,且牵引力越强,也使得路面的抗滑能力增强,附着力越强。反之,在运行过程中滑转率过大,将减少粘滞摩擦力,使得作业中受到了阻力随之加大。
打滑现象的出现会影响到设备驱动轮的正常工作状态,附着力将成为主要影响因素,若附着力不足,出现打滑的几率会直线增加,还会造成滑动区面积向附着区移动的不良影响[1]。为使设备功率得到正常的发挥,关键在于将马达所提供的牵引力和作业阻力做一个平衡,只有达到动力平衡,才能更好的避免因发动机超载而带来的作业暂停。
3.2 機器本身结构重心的影响
铣刨机自身配备的输料装置机构,尤其是单级输料装置,其铣刨鼓的布置比较靠前或靠后。同时一般机器的重心位置布置在铣刨鼓的位置,可以有效的降低机器切削时的振动。这样会导致四个轮胎受到的正压力不同,从而每个轮胎的附着力不一样,在工作时附着力小的轮胎会提前发生滑转。
4 防滑控制措施
设备在运转初期,是依靠铣刨转子带动前轮运转,前期前轮均保持静止状态,缓慢切入路面后,启动马达,轮胎正常进入工作,其角度和铣削阻力会对轮胎转动形成阻碍。转动角度达到临界值,轮胎会产生形变,从而导致速度的丢失,而产生滑动。如果在运行中遇见了较大阻力,会使得滑转率也随之提高,反而会丢失生产效率。
4.1 调节速度控制
在实际工作中,还要注意对设备作业的速度控制,保持合理的数值能抑制滑动的进一步发展,对速度进行合理控制后,及不用担心设备因速度过快而造成铣刨阻力过大,从而完造成轮胎打滑。通过检测轮胎的转速来判定轮胎打滑,通过电脑根据轮胎的打滑程度自动调节铣刨速度,这样可以保证轮胎不打滑的同时保证达到最高的铣刨效率。
4.2 采用液压防滑技术
一般铣刨机采用全轮液压驱动,上面已经说到,由于铣刨机结构布置的影响,每个轮胎受到的压力不同,以及每个轮胎与接触的地面情况不同,这就导致了每个轮胎的附着力都不同,因此必然会导致每个轮胎出现的打滑情况和时间就不相同。要防止出现打滑情况发生一般都需要采用液压防滑驱动技术。一般常用两种液压防滑技术。
一种采用多路分流阀,如三路分流阀,四路分流阀等。通过分流阀强制把液压油平均分流到每个轮胎马达。当出现某个轮胎出现附着力过小而发生打滑的趋势,此时该轮的液压油流量会有增大的趋势,该轮子的转速较其他几个轮子的转速有升高的趋势。此时分流阀会自动减少该路液压油路节流孔,使得该路液压油路的背压提高,从而把该路液压油的流量自动调节下来。从而把该轮的转速降到与其他几个轮子的速度一致。从而起遏制了打滑趋势的发生。分流阀时刻平均分配每路液压油的流量,从而防止了有轮子出现打滑。该方案容易出现节流功率损失和发热,还会出现转向磨损轮胎的问题。这种方案制造成本低,因此,该方案一般用于中小型铣刨机。
另一种可采用马达容积变量系统,该系统通过检测每个轮胎的转速来判定某个或某几个轮胎出现打滑,通过控制器计算后,降低打滑轮子马达的排量或增大非打滑轮子马达的排量,从而可以减少轮子打滑的趋势。该方案不会出现功率节流损失,并且不会出现转向磨损轮胎的问题。但其制造成本很高,一般用于大型铣刨机防滑控制。
4.3 通过结构优化设计
通过结构的优化设计也可有效降低机器的打滑。如优化铣刨鼓的刀座排布,可以有效降低切削阻力,从而减少驱动阻力,降低轮子打滑的概率。
增大机器的重量不仅可以降低铣刨时机器产生振动,还可以增大机器的附着力,从而降低轮子打滑的概率。
5 结语
若将国内外铣刨机进行对于会发现,国外采用了大量先进技术,如全轮驱动技术、智能化故障诊断和维护系统、精确的自动找平系统、及功率自动分配系统等,在完善驱动技术的前提下,将有效减少轮胎滑转[2]。
参考文献
[1]韩露.轮式路面冷铣刨机车轮滑转机理及其检测技术研究[J].内燃机与配件,2017(24):97.
[2]赵飞.轮式路面冷铣刨机车轮滑转机理及其检测技术研究[D].长安大学,2014.
关键词:路面冷铣刨机;车轮滑转机理;控制措施
前言
随着我国经济发展,中小城市的建设带动了公路基础设施的建设,使得公路修建总量取得了巨大的突破,也将国民的出行安全和公路紧密联系在一起。但公路从投入使用开始计算,随着使用时间的增加,路面会逐渐出现破损情况,严重者将对道路安全造成影响。因此,通常在道路养护中会使用到冷铣刨机,用它来延长道路使用寿命。为保证设备工作效率,对滑转车轮的控制就占据了重要地位,妥善处理车轮打滑问题,将更有利于施工现场提高作业效率。
1 路面冷铣刨机
路面铣刨机是沥青路面养护施工机械的主要机种之一,主要用于公路、城镇道路、机场、货场等沥青混凝土面层的开挖翻新,亦可对于路面涌包、车辙、网裂、坑槽进行铣刨清除。当路面受损或需翻新时,可去除地面的涂层、油漆、各种交通标线,针对原有路面的轻度拉毛,可配合大型机械一起,完成铣刨拉毛作业。对水泥沥青路面、高速公路桥面、桥梁错台,环氧树脂耐磨地面的超标高部位进行铣削调平
2 轮胎打滑带来的负面影响
铣刨机的轮胎滑转直接影响到了设备正常工作效率,机器工作过程中,产生了驱动方向相反的力,会导致轮胎滑动。滑动会使得轮胎的磨损速度变快,一方面降低了设备本身的使用寿命,另一方面也使得设备工作效率低下。虽然滑动不可避免,但减少铣刨机滑转率无疑会为路面的抗滑能力提供助力。
3 车轮滑转机理及影响因数
铣刨机刀具切入地面后,地面会给铣刨铣一个与行走方向相反的切削阻力,该削阻力会对机器行走形成阻碍。当切削阻力达到轮胎附着力临界值时,轮胎与地面间产生滑动,从而发生。如果在运行中遇见了较大阻力,会使得滑转率也随之提高,反而会丢失生产效率。
3.1 附着力影响
设备在运行中,轮胎和地面的摩擦接触程度,将决定车轮打滑情况的好坏。与路面摩擦力越大,且牵引力越强,也使得路面的抗滑能力增强,附着力越强。反之,在运行过程中滑转率过大,将减少粘滞摩擦力,使得作业中受到了阻力随之加大。
打滑现象的出现会影响到设备驱动轮的正常工作状态,附着力将成为主要影响因素,若附着力不足,出现打滑的几率会直线增加,还会造成滑动区面积向附着区移动的不良影响[1]。为使设备功率得到正常的发挥,关键在于将马达所提供的牵引力和作业阻力做一个平衡,只有达到动力平衡,才能更好的避免因发动机超载而带来的作业暂停。
3.2 機器本身结构重心的影响
铣刨机自身配备的输料装置机构,尤其是单级输料装置,其铣刨鼓的布置比较靠前或靠后。同时一般机器的重心位置布置在铣刨鼓的位置,可以有效的降低机器切削时的振动。这样会导致四个轮胎受到的正压力不同,从而每个轮胎的附着力不一样,在工作时附着力小的轮胎会提前发生滑转。
4 防滑控制措施
设备在运转初期,是依靠铣刨转子带动前轮运转,前期前轮均保持静止状态,缓慢切入路面后,启动马达,轮胎正常进入工作,其角度和铣削阻力会对轮胎转动形成阻碍。转动角度达到临界值,轮胎会产生形变,从而导致速度的丢失,而产生滑动。如果在运行中遇见了较大阻力,会使得滑转率也随之提高,反而会丢失生产效率。
4.1 调节速度控制
在实际工作中,还要注意对设备作业的速度控制,保持合理的数值能抑制滑动的进一步发展,对速度进行合理控制后,及不用担心设备因速度过快而造成铣刨阻力过大,从而完造成轮胎打滑。通过检测轮胎的转速来判定轮胎打滑,通过电脑根据轮胎的打滑程度自动调节铣刨速度,这样可以保证轮胎不打滑的同时保证达到最高的铣刨效率。
4.2 采用液压防滑技术
一般铣刨机采用全轮液压驱动,上面已经说到,由于铣刨机结构布置的影响,每个轮胎受到的压力不同,以及每个轮胎与接触的地面情况不同,这就导致了每个轮胎的附着力都不同,因此必然会导致每个轮胎出现的打滑情况和时间就不相同。要防止出现打滑情况发生一般都需要采用液压防滑驱动技术。一般常用两种液压防滑技术。
一种采用多路分流阀,如三路分流阀,四路分流阀等。通过分流阀强制把液压油平均分流到每个轮胎马达。当出现某个轮胎出现附着力过小而发生打滑的趋势,此时该轮的液压油流量会有增大的趋势,该轮子的转速较其他几个轮子的转速有升高的趋势。此时分流阀会自动减少该路液压油路节流孔,使得该路液压油路的背压提高,从而把该路液压油的流量自动调节下来。从而把该轮的转速降到与其他几个轮子的速度一致。从而起遏制了打滑趋势的发生。分流阀时刻平均分配每路液压油的流量,从而防止了有轮子出现打滑。该方案容易出现节流功率损失和发热,还会出现转向磨损轮胎的问题。这种方案制造成本低,因此,该方案一般用于中小型铣刨机。
另一种可采用马达容积变量系统,该系统通过检测每个轮胎的转速来判定某个或某几个轮胎出现打滑,通过控制器计算后,降低打滑轮子马达的排量或增大非打滑轮子马达的排量,从而可以减少轮子打滑的趋势。该方案不会出现功率节流损失,并且不会出现转向磨损轮胎的问题。但其制造成本很高,一般用于大型铣刨机防滑控制。
4.3 通过结构优化设计
通过结构的优化设计也可有效降低机器的打滑。如优化铣刨鼓的刀座排布,可以有效降低切削阻力,从而减少驱动阻力,降低轮子打滑的概率。
增大机器的重量不仅可以降低铣刨时机器产生振动,还可以增大机器的附着力,从而降低轮子打滑的概率。
5 结语
若将国内外铣刨机进行对于会发现,国外采用了大量先进技术,如全轮驱动技术、智能化故障诊断和维护系统、精确的自动找平系统、及功率自动分配系统等,在完善驱动技术的前提下,将有效减少轮胎滑转[2]。
参考文献
[1]韩露.轮式路面冷铣刨机车轮滑转机理及其检测技术研究[J].内燃机与配件,2017(24):97.
[2]赵飞.轮式路面冷铣刨机车轮滑转机理及其检测技术研究[D].长安大学,2014.