CN113152221A - 一种适用于小型摊铺机的熨平装置 - Google Patents

Abstract

一种适用于小型摊铺机的熨平装置，包括一对L形大臂和熨平箱体，大臂的前牵引点位置高度固定；熨平箱体底板为从远离前牵引点向靠近前牵引点不断向上倾斜的斜面板；熨平箱体内安装回转油缸，其通过安装支座与箱体连接为一体结构；回转油缸通过齿轮与水平连接轴中部齿条段啮合连接，连接轴贯通熨平箱体，其两端分别与熨平箱体左右端面通过轴承连接，并在穿出熨平箱体后分别与箱体两侧的大臂固定连接为一体，形成熨平箱体旋转支架；回转油缸带动熨平箱体以旋转支架的水平连接轴为旋转轴做逆时针或顺时针旋转运动。该摊铺机熨平装置在省去找平油缸、前牵引点固定的前提下，实现对仰角α的控制，便于小型摊铺机运输转场、安装以及其灵活优势的发挥。

Description

一种适用于小型摊铺机的熨平装置

技术领域

本发明涉及一种摊铺机熨平装置，具体涉及一种适用于小型摊铺机的熨平装置。

背景技术

摊铺机是修筑各种等级公路和市政道路以及广场、机场、停车场、堤坝以及沟渠的基层和面层的关键设备之一，熨平板在摊铺机尾部，其主要作用是对螺旋分料器所输送的沥青混凝土、稳定土等混合摊铺材料进行整平、整形以及预压实，为随后的压路机进一步压实提供能良好的工作条件。

如图1所示，摊铺机熨平装置在摊铺作业时，需要保持熨平板底板与物料有一个仰角α。也正是这个仰角的存在，使熨平装置所受到的作用力在稳定的工作状态下所构成的力矩系统合力矩为零。在前牵引点高度不变，摊铺的厚度出现增加的情况时，则α减小，力矩平衡系统被破坏，熨平板在复力的作用下，绕牵引点逆时针转动，摊铺层厚度减小，使α增大，直至α恢复至原值，在新的位置上熨平板将重新恢复至平衡状态；假如前牵引点高度提升，开始阶段，α增加，力矩平衡系统被破坏，熨平板在复力的作用下，绕牵引点顺时针转动，摊铺层厚度增加，使α减小，直至α恢复至原值，在新的位置上熨平板将重新恢复至平衡状态。因此，通过找平油缸的提升或下降，可以改变α大小，让熨平装置在新的位置建立平衡状态，从而改变摊铺的厚度，在一定程度上消除了路面凸凹因素对摊铺质量的不利影响。

小型摊铺机的优势是转场方便，但一般作业的工作空间也相对狭小，采用找平油缸调整牵引点的高低位置来控制摊铺的厚度时，一方面不便于安装，另一方面在转场和弯道摊铺时，要时刻注意保护找平油缸，以免因受力过大或不均，造成油缸弯曲，从而在一定程度上限制了小型摊铺机更好地发挥其灵活的优势。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种适用于小型摊铺机的熨平装置，该摊铺机熨平装置与物料之间的仰角α无需找平油缸带动前牵引点来控制，在省去找平油缸、前牵引点固定的前提下，实现对仰角α的控制，保证摊铺质量的同时，便于小型摊铺机运输转场、安装以及其灵活的优势的发挥。

为了实现上述目的，本发明提供一种适用于小型摊铺机的熨平装置，包括一对L形大臂和熨平箱体，大臂的前牵引点位置高度固定；熨平箱体的底板为从远离前牵引点向靠近前牵引点不断向上倾斜的斜面板；

所述熨平箱体内安装有回转油缸，回转油缸通过安装支座与箱体连接为一体结构；回转油缸通过齿轮与水平连接轴中部的齿条段啮合连接，所述连接轴贯通熨平箱体，其两端分别与熨平箱体左右端面通过轴承连接，并在穿出熨平箱体后分别与箱体左右两侧的大臂短边固定连接为一体，形成熨平箱体旋转支架；

所述的回转油缸带动熨平箱体以旋转支架的水平连接轴为旋转轴做逆时针或顺时针旋转运动。

进一步地，所述的连接轴穿出箱体的两端分别沿其径向开设通孔一；两侧的大臂短边上分别设置有与连接轴相适配的套筒，并沿套筒径向开设与通孔一相适配的通孔二；连接轴的端部套装于套筒内，销轴依次穿过通孔一和通孔二将连接轴与大臂固定连接为一体。

进一步地，所述的回转油缸通过电磁阀与控制器连接，控制器的型号为西门子S7-1200。

进一步地，所述的回转油缸安装支座为箱体内部设置的隔板，隔板中部开设回转油缸安装槽。

本发明通过将传统的熨平板改为熨平箱体，并在熨平箱体内安装与箱体连接为一体的回转油缸，回转油缸通过齿轮与连接轴啮合，连接轴穿出箱体后分别与其同侧的大臂固定连接，形成熨平箱体旋转支架，回转油缸带动熨平箱体以旋转支架的水平连接轴为旋转轴做逆时针或顺时针旋转运动，使箱体的底板绕后边缘做相应的旋转提升或降低运动，在省去了找平油缸、前牵引点位置固定的前提下，实现了对仰角α的调节，从而实现了对熨平板摊铺高度的控制，保证了摊铺质量，对于小型摊铺来说，所设置的回转油缸由于其安装在熨平箱体内，很好的避免了被碰撞现象的出现，省去了原有的需时刻注意保护找平油缸的要求，方便了其运输转场、安装，利于小型摊铺机灵活的优势的发挥。

附图说明

图1是摊铺机熨平板底板与物料之间的夹角α的形成简图；

图2是本发明熨平箱体的结构示意图；

图3是大臂的结构示意图；

图4是旋转支架的结构示意图；

图5是实施摊铺厚度增加时，回转油缸的旋转方向示意图；

图6是实施摊铺厚度增加时，预设的仰角α角度变化示意图；

图7是摊铺厚度增加完成后仰角α恢复至原平衡状态结构示意图；

图8是实施摊铺厚度减小时，回转油缸的旋转方向示意图；

图9是实施摊铺厚度减小时，预设的仰角α角度变化示意图；

图10是摊铺厚度减小完成后仰角α恢复至原平衡状态结构示意图；

图11是摊铺机遇到洼地时前牵引点高度和仰角α的变化示意图；

图12是摊铺机遇到洼地时仰角α恢复至原平衡状态结构示意图；

图13是摊铺机遇到高地或小石块时前牵引点高度和仰角α的变化示意图；

图14是摊铺机遇到高地或小石块时仰角α恢复至原平衡状态结构示意图。

图中：1、大臂，2、熨平箱体，3、斜面板，4、回转油缸，5、连接轴，6、轴承，7、旋转支架，8、通孔一，9、套筒，10、通孔二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图2至图5所示，一种适用于小型摊铺机的熨平装置，其特征在于，包括一对L形大臂1和熨平箱体2，大臂1的前牵引点位置高度固定；熨平箱体2的底板为从远离前牵引点向靠近前牵引点不断向上倾斜的斜面板3；

所述熨平箱体2内安装有回转油缸4，回转油缸4通过安装支座与箱体连接为一体结构；回转油缸4通过齿轮与水平连接轴5中部的齿条段啮合连接，所述连接轴5贯通熨平箱体2，其两端分别与熨平箱体2左右端面通过轴承6连接，并在穿出熨平箱体2后分别与箱体左右两侧的大臂1短边固定连接为一体，形成熨平箱体旋转支架7；

所述的回转油缸4带动熨平箱体2以旋转支架7的水平连接轴5为旋转轴做逆时针或顺时针旋转运动。

为更便于设备维护，所述的连接轴5穿出箱体的两端分别沿其径向开设通孔一8；两侧的大臂1短边上分别设置有与连接轴5相适配的套筒9，并沿套筒9径向开设与通孔一8相适配的通孔二10；连接轴5的端部套装于套筒9内，销轴依次穿过通孔一8和通孔二10将连接轴5与大臂1固定连接为一体。

为更便捷的控制，所述的回转油缸4通过电磁阀与控制器连接，控制器的型号为西门子S7-1200。

优选的，所述的回转油缸安装支座为箱体内部设置的隔板，隔板中部开设回转油缸安装槽。

本发明中的熨平箱体的工作过程为：

摊铺作业开始前，操作机手先根据经验判断和预摊铺来确定大概需要的仰角α。起始作业时，在熨平箱体2下垫上同等厚度的木板，通过回转油缸4调整熨平箱体2底板和路面之间的夹角α在经验值，然后在作业的过程中通过回转油缸4的旋转来微调α，最终确定与摊铺厚度相匹配的α，确定α后进入自动摊铺状态。熨平箱体2在稳定作业时，仰角α是固定不变的、摊铺的厚度也是不变的。

如图5至图7所示，当需要增加摊铺厚度时，通过手动或控制器控制电磁阀工作在相应的工作口，使回转油缸4逆时针转动一定角度，带动熨平箱体2做逆时针旋转运动，在前牵引点高度不变的情况下，仰角α增大至α+Δα₁，控制回转油缸4停止工作，此时，力矩平衡系统被破坏，随着摊铺距离的增加，熨平箱体2在复力的作用下，绕前牵引点顺时针转动，熨平箱体2高度上升，摊铺厚度增加，摊铺厚度增加至H+ΔH₁，仰角α减小恢复至原值，同时熨平箱体2恢复至平衡状态，在高于原有的摊铺厚度的新高度上稳定向前摊铺作业；

如图8至图10所示，当需要减小摊铺厚度时，通过手动或控制器控制电磁阀工作在相应的工作口，使回转油缸4顺时针转动一定角度，带动熨平箱体2做顺时针旋转运动，在前牵引点高度不变的情况下，仰角α减小至α-Δα₂，控制回转油缸4停止工作，此时，力矩平衡系统被破坏，熨平箱体2在复力的作用下，随着摊铺距离的增加，绕前牵引点逆时针转动，熨平箱体2高度下降，摊铺厚度减小，摊铺厚度减小至H-ΔH₂，仰角α增大恢复至原值，同时熨平箱体2恢复至平衡状态，在低于原有的摊铺厚度的新高度上稳定向前摊铺作业。

在稳定作业后，摊铺机摊铺受到的干扰主要是来自前牵引点O的位置变化，在遇到前牵引点O高度的位置变化时，可以通过回转油缸4旋转带动熨平箱体2绕连接轴5旋转一定角度，从而让仰角α恒定，这样摊铺的厚度就不会因为前牵引点O的位置变化而造成摊铺路面平整度不一致。具体地，如图11和图12所示，当摊铺机遇到洼地时，前牵引点O较原位置高度降低了Δh1，仰角α减小至α-Δα3，控制器接收到找平传感器检测的α角度变化信号，经过计算后通过控制回转油缸4逆时针旋转一定角度，从而使仰角α增大恢复到平衡时的仰角角度，保持摊铺厚度不变；如图13和图14所示，当摊铺机压到高地或小石块时，前牵引点O较原位置高度升高了Δh₂，仰角α增加至α+Δα₄，控制器接收到找平传感器检测的α角度变化信号，经过计算后通过控制回转油缸4顺时针旋转一定角度，从而使仰角α减小恢复到平衡时的仰角角度，保持摊铺厚度不变。

找平控制系统属于慢系统，一般情况，控制器通过对阀开闭的控制来实现对回转油缸4的旋转控制，以实现对α角度的定值控制，从而达到对摊铺高度控制的目的。当控制精度要求较高时，可以使用传统的PID算法实现闭环控制，合理设置P、I、D参数，以尽量避免超调、波动等情况发生。

Claims (4)

1.一种适用于小型摊铺机的熨平装置，其特征在于，包括一对L形大臂(1)和熨平箱体(2)，大臂(1)的前牵引点位置高度固定；熨平箱体(2)的底板为从远离前牵引点向靠近前牵引点不断向上倾斜的斜面板(3)；

所述熨平箱体(2)内安装有回转油缸(4)，回转油缸(4)通过安装支座与箱体连接为一体结构；回转油缸(4)通过齿轮与水平连接轴(5)中部的齿条段啮合连接，所述连接轴(5)贯通熨平箱体(2)，其两端分别与熨平箱体(2)左右端面通过轴承(6)连接，并在穿出熨平箱体(2)后分别与箱体左右两侧的大臂(1)短边固定连接为一体，形成熨平箱体旋转支架(7)；

所述的回转油缸(4)带动熨平箱体(2)以旋转支架(7)的水平连接轴(5)为旋转轴做逆时针或顺时针旋转运动。

2.根据权利要求1所述的一种适用于小型摊铺机的熨平装置，其特征在于，所述的连接轴(5)穿出箱体的两端分别沿其径向开设通孔一(8)；两侧的大臂(1)短边上分别设置有与连接轴(5)相适配的套筒(9)，并沿套筒(9)径向开设与通孔一(8)相适配的通孔二(10)；连接轴(5)的端部套装于套筒(9)内，销轴依次穿过通孔一(8)和通孔二(10)将连接轴(5)与大臂(1)固定连接为一体。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于小型摊铺机的熨平装置，其特征在于，所述的回转油缸(4)通过电磁阀与控制器连接，控制器的型号为西门子S7-1200。

4.根据权利要求3所述的一种适用于小型摊铺机的熨平装置，其特征在于，所述的回转油缸安装支座为箱体内部设置的隔板，隔板中部开设回转油缸安装槽。

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