沥青混凝土摊铺机执行机构机电液一体化仿真

【摘要】：交通运输事业的快速发展,为我国路面机械带来了空前的发展机遇,沥青混凝土摊铺机作为路面施工不可缺少的机种之一,它的作用是将拌和好的沥青沥青混凝土均匀地摊铺在路基或路面基层上,经初步振捣和整平,从而形成具有一定宽度、厚度、平整度及密实度的有效摊铺层。现已广泛应用于公路、城市道路、各种码头以及大型停车场的沥青混凝土摊铺作业中。沥青混凝土摊铺机执行机构作为摊铺机的核心组成部分,其性能的好坏将直接影响到路面的摊铺质量。因此,对沥青混凝土摊铺机执行机构的研究具有十分重要的意义。 本课题主要完成了以下研究: (1)介绍了摊铺机机电液一体化技术的发展历史、研究现状和发展趋势,对各执行机构及其控制方式进行了详细分析,不但给出了设计的方法,而且还进行了仿真分析。 (2)采用AMESim软件对沥青混凝土摊铺机振捣系统进行了仿真,仿真结果表明,当系统中加入蓄能器和PID控制器时,系统的液压冲击得到缓解,系统的响应速度得到提高。同时,振捣系统的稳定性将随振捣频率的增加而下降,当频率超过20HZ时系统的性能将会明显降低,系统的振动会明显加强。 (3)为了得到恒定的行驶速度,本文提出了模糊—PI双模控制,并且利用Matlab软件进行了仿真分析,仿真结果表明当采用模糊—PI双模控制时摊铺机行走稳定性能够得到很好的保证,不但反应速度快,而且不存在稳态误差。 (4)采用AMESim软件对沥青混凝土摊铺机螺旋布料系统进行了仿真分析,仿真结果表明当系统中加入蓄能器和PID控制器时,系统的液压冲击得到缓解,系统的响应速度得到提高,螺旋布料器转动速度稳定,这将使螺旋布料器输料均匀,有利于路面平整度的提高。 (5)为了消除水平力,本文提出的双偏心块振动器将产生双倍的压实力而不会产生水平方向的力,这对提高路面的密实度和平整度具有重要的意义;通过对熨平板工作运动分析,可以知道料的变化和摊铺速度的改变将会引起摊铺层厚度的变化,降低路面的平整度;采用Matlab软件对沥青混凝土摊铺机熨平压实机构进行了仿真研究,仿真结果表明振捣器和振动器的参数对熨平压实装置的影响很大,而压实梁的参数对熨平压实装置的影响相对较小。当后、前压实梁的频率为40HZ,振捣器转动频率为25HZ,振动器偏心块的转动频率为25HZ时可以摊铺出较好的路面。