CN113152222A - 一种适用于小型摊铺机的熨平板 - Google Patents

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Abstract

一种适用于小型摊铺机的熨平板，包括牵引臂和大臂，牵引臂的前牵引点固定，大臂与熨平板顶板为一体，熨平板底板一侧与靠近前牵引点的前端板下端固定连接，形成机构一；熨平板底板另一侧与远离前牵引点的后端板下端铰接连接，后端板的上端与大臂的后端固定连接，形成机构二；在机构一与机构二之间安装有伸缩油缸，伸缩油缸的一端与机构一连接，另一端与机构二连接，并带动机构一以熨平板后端板与底板之间的铰接点为旋转中心相对于机构二旋转提升或旋转降低。该摊铺机熨平板板与物料之间的仰角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，方便小型摊铺机运输转场和安装。

Description

一种适用于小型摊铺机的熨平板
技术领域
本发明涉及一种摊铺机熨平板，具体涉及一种适用于小型摊铺机的熨平板。
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板，该摊铺机熨平板与物料之间的仰角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板，包括牵引臂和大臂，所述牵引臂的前牵引点固定，大臂与熨平板顶板为一体，熨平板底板一侧与靠近前牵引点的前端板下端固定连接，形成机构一；
熨平板底板另一侧与远离前牵引点的后端板下端铰接连接，所述后端板的上端与大臂的后端固定连接，形成机构二；
在机构一与机构二之间安装有伸缩油缸，伸缩油缸的一端与机构一连接，另一端与机构二连接，并带动机构一以熨平板后端板与底板之间的铰接点为旋转中心相对于机构二进行旋转提升或旋转降低运动。
进一步地，所述的熨平板底板和前端板下端之间通过焊接连接，且在底板和前端板之间贯通有沿其长度方向设置的斜板a，斜板a的一端固接于底板上，另一端固接于前端板上，斜板a中部连接有耳板a；熨平板顶板后端与后端板上端之间也通过焊接连接，并在顶板和后端板之间贯通有沿其长度方向设置的斜板b，斜板b的一端固接于顶板上，另一端固接于后端板上，斜板b中部连接有耳板b；伸缩油缸一端的轴承通过销轴a连接于耳板a上，另一端的轴承通过销轴b连接于耳板b上。
进一步地，所述的熨平板底板和前端板下端之间通过焊接连接，且在底板和前端板之间贯通有沿其长度方向设置的斜板a，斜板a的一端固接于底板上，另一端固接于前端板上，在底板上连接有耳板a，所述耳板a不落入斜板a范围内；熨平板顶板后端与后端板上端之间通过焊接连接，在顶板和后端板之间贯通有沿其长度方向设置的斜板b，斜板b的一端固接于顶板上，另一端固接于后端板上，在后端板上连接有耳板b，所述耳板b不落入斜板b范围内；伸缩油缸一端的轴承通过销轴a连接于耳板a上，另一端的轴承通过销轴b连接于耳板b上。
进一步地，所述的熨平板底板和前端板下端之间通过焊接连接，且在底板和前端板之间贯通有沿其长度方向设置的斜板a，斜板a的一端固接于底板上，另一端固接于前端板上，在前端板上连接有耳板a，所述耳板a不落入斜板a范围内；熨平板顶板后端与后端板上端之间通过焊接连接，在顶板和后端板之间贯通有沿其长度方向设置的斜板b，斜板b的一端固接于顶板上，另一端固接于后端板上，在后端板上连接有耳板b，所述耳板b不落入斜板b范围内；伸缩油缸一端的轴承通过销轴a连接于耳板a上，另一端的轴承通过销轴b连接于耳板b上。
进一步地，所述的伸缩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。
本发明将熨平板通过铰接连接分为运动机构一和固定机构二，并在机构一和机构二之间安装伸缩油缸，通过伸缩油缸的伸缩实现熨平底板相对于大臂的旋转提升或旋转降低运动，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，所设置的伸缩油缸由于其安装在熨平板框架内，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是本发明的结构示意图；
图3是图2中机构一的结构示意图；
图4是图2中机构二的结构示意图；
图5是伸缩油缸与机构一和机构二的另一种连接方式示意图；
图6是图5所示的连接方式中机构一的结构示意图；
图7是伸缩油缸与机构一和机构二的再一种连接方式示意图；
图8是图7所示的连接方式中机构一的结构示意图；
图9是图5和图7所示的连接方式中机构二的结构示意图；
图10是实施摊铺厚度增加时，预设的仰角α和夹角β的角度变化示意图；
图11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12是实施摊铺厚度减小时，预设的仰角α和夹角β的角度变化示意图；
图13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14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15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16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17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、牵引臂，2、大臂，3、顶板，4、底板，5、前端板，6、后端板，7、伸缩油缸，8、铰接点，9、斜板a，10、耳板a，11、斜板b，12、耳板b，13、销轴a，14、销轴b。
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9所示，一种适用于小型摊铺机的熨平板，包括牵引臂1和大臂2，所述牵引臂1的前牵引点固定，大臂2与熨平板顶板3为一体，熨平板底板4一侧与靠近前牵引点的前端板5下端固定连接，形成机构一；
熨平板底板4另一侧与远离前牵引点的后端板6下端铰接连接，所述后端板6的上端与大臂2的后端固定连接，形成机构二；
在机构一与机构二之间安装有伸缩油缸7，伸缩油缸7的一端与机构一连接，另一端与机构二连接，并带动机构一以熨平板后端板6与底板4之间的铰接点8为旋转中心相对于机构二进行提升或降低运动。
作为一种连接方式，如图2至图4所示，所述的熨平板底板4和前端板5下端之间通过焊接连接，且在底板4和前端板5之间贯通有沿其长度方向设置的斜板a9，斜板a9的一端固接于底板4上，另一端固接于前端板5上，斜板a9中部连接有耳板a10；熨平板顶板3后端与后端板6上端之间也通过焊接连接，并在顶板3和后端板6之间贯通有沿其长度方向设置的斜板b11，斜板b11的一端固接于顶板3上，另一端固接于后端板6上，斜板b11中部连接有耳板b12；伸缩油缸7一端的轴承通过销轴a13连接于耳板a10上，另一端的轴承通过销轴b14连接于耳板b12上。
作为又一种连接方式，如图5、图6所示，所述的熨平板底板4和前端板5下端之间通过焊接连接，且在底板4和前端板5之间贯通有沿其长度方向设置的斜板a9，斜板a9的一端固接于底板4上，另一端固接于前端板5上，在底板4上连接有耳板a10，所述耳板a10不落入斜板a9范围内；熨平板顶板3后端与后端板6上端之间也通过焊接连接，并在顶板3和后端板6之间贯通有沿其长度方向设置的斜板b11，斜板b11的一端固接于顶板3上，另一端固接于后端板6上，在后端板6上连接有耳板b12，所述耳板b12不落入斜板b11范围内；伸缩油缸7一端的轴承通过销轴a13连接于耳板a10上，另一端的轴承通过销轴b14连接于耳板b12上。
作为再一种连接方式，如图7至图9所示，所述的熨平板底板4和前端板5下端之间通过焊接连接，且在底板4和前端板5之间贯通有沿其长度方向设置的斜板a9，斜板a9的一端固接于底板4上，另一端固接于前端板5上，在前端板5上连接有耳板a10，所述耳板a10不落入斜板a9范围内；熨平板顶板3后端与后端板6上端之间也通过焊接连接，并在顶板3和后端板6之间贯通有沿其长度方向设置的斜板b11，斜板b11的一端固接于顶板3上，另一端固接于后端板6上，在后端板6上连接有耳板b12，所述耳板b12不落入斜板b11范围内；伸缩油缸7一端的轴承通过销轴a13连接于耳板a10上，另一端的轴承通过销轴b14连接于耳板b12上。
为更便捷的控制，所述的伸缩油缸7通过电磁阀与控制器连接，控制器的型号为西门子S7-1200。
本发明中，熨平板底板4与后端板6下端铰接的具体连接方式可以为折页形式。
本发明中的熨平板的工作过程为：
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，在熨平板下垫上同等厚度的木板，通过伸缩油缸7调整熨平板底板4和后端板6之间的夹角β在经验值，然后在作业的过程中通过伸缩油缸7的伸缩来微调底板4和后端板6之间的夹角β，最终确定与厚度相匹配的β，确定β后进入自动摊铺状态。熨平板在稳定作业时，仰角α是固定不变的、摊铺的厚度也是不变的。
如图10和图11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，伸缩油缸7杆部缩回，带动熨平板底板4做旋转提升运动，在前牵引点高度不变的情况下，夹角β减小为β-Δβ1、仰角α增大至α+Δα1，控制伸缩油缸7停止工作，此时，力矩平衡系统被破坏，随着摊铺距离的增加，熨平板在复力的作用下，绕前牵引点顺时针转动，熨平板高度上升，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，同时熨平板恢复至平衡状态，在高于原有的摊铺厚度的新高度上稳定向前摊铺作业，实现摊铺厚度的增加；
如图12和图13所示，当需要减小摊铺厚度时，过手动或控制器控制电磁阀工作在相应的工作口，伸缩油缸7杆部伸长，带动熨平板底板4做旋转降低运动，在前牵引点高度不变的情况下，夹角β增大为β+Δβ2、仰角α减小至α-Δα2，控制伸缩油缸7停止工作，此时，力矩平衡系统被破坏，熨平板在复力的作用下，随着摊铺距离的增加，绕前牵引点逆时针转动，熨平板高度下降，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，同时熨平板恢复至平衡状态，在低于原有的摊铺厚度的新高度上稳定向前摊铺作业，实现摊铺厚度的减小。
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，可以通过伸缩油缸7的伸缩来改变夹角β，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14和图15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伸缩油缸7杆体缩回使夹角β减小至β-Δβ3，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16和图17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伸缩油缸7杆体伸长使夹角β增大至β+Δβ2，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伸缩油缸7伸缩控制，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 (5)

1.一种适用于小型摊铺机的熨平板，包括牵引臂(1)和大臂(2)，其特征在于，所述牵引臂(1)的前牵引点固定，大臂(2)与熨平板顶板(3)为一体；熨平板底板(4)一侧与靠近前牵引点的前端板(5)下端固定连接，形成机构一；
熨平板底板(4)另一侧与远离前牵引点的后端板(6)下端铰接连接，所述后端板(6)的上端与大臂(2)的后端固定连接，形成机构二；
在机构一与机构二之间安装有伸缩油缸(7)，伸缩油缸(7)的一端与机构一连接，另一端与机构二连接，并带动机构一以熨平板后端板(6)与底板(4)之间的铰接点(8)为旋转中心相对于机构二进行旋转提升或旋转降低运动。
2.根据权利要求1所述的一种适用于小型摊铺机的熨平板，其特征在于，所述的熨平板底板(4)和前端板(5)下端之间通过焊接连接，且在底板(4)和前端板(5)之间贯通有沿其长度方向设置的斜板a(9)，斜板a(9)的一端固接于底板(4)上，另一端固接于前端板(5)上，斜板a(9)中部连接有耳板a(10)；熨平板顶板(3)后端与后端板(6)上端之间也通过焊接连接，并在顶板(3)和后端板(6)之间贯通有沿其长度方向设置的斜板b(11)，斜板b(11)的一端固接于顶板(3)上，另一端固接于后端板(6)上，斜板b(11)中部连接有耳板b(12)；伸缩油缸(7)一端的轴承通过销轴a(13)连接于耳板a(10)上，另一端的轴承通过销轴b(14)连接于耳板b(12)上。
3.根据权利要求1所述的一种适用于小型摊铺机的熨平板，其特征在于，所述的熨平板底板(4)和前端板(5)下端之间通过焊接连接，且在底板(4)和前端板(5)之间贯通有沿其长度方向设置的斜板a(9)，斜板a(9)的一端固接于底板(4)上，另一端固接于前端板(5)上，在底板(4)上连接有耳板a(10)；熨平板顶板(3)后端与后端板(6)上端之间通过焊接连接，在顶板(3)和后端板(6)之间贯通有沿其长度方向设置的斜板b(11)，斜板b(11)的一端固接于顶板(3)上，另一端固接于后端板(6)上，在后端板(6)上连接有耳板b(12)；伸缩油缸(7)一端的轴承通过销轴a(13)连接于耳板a(10)上，另一端的轴承通过销轴b(14)连接于耳板b(12)上。
4.根据权利要求1所述的一种适用于小型摊铺机的熨平板，其特征在于，所述的熨平板底板(4)和前端板(5)下端之间通过焊接连接，且在底板(4)和前端板(5)之间贯通有沿其长度方向设置的斜板a(9)，斜板a(9)的一端固接于底板(4)上，另一端固接于前端板(5)上，在前端板(5)上连接有耳板a(10)；熨平板顶板(3)后端与后端板(6)上端之间通过焊接连接，在顶板(3)和后端板(6)之间贯通有沿其长度方向设置的斜板b(11)，斜板b(11)的一端固接于顶板(3)上，另一端固接于后端板(6)上，在后端板(6)上连接有耳板b(12)；伸缩油缸(7)一端的轴承通过销轴a(13)连接于耳板a(10)上，另一端的轴承通过销轴b(14)连接于耳板b(12)上。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种适用于小型摊铺机的熨平板，其特征在于，所述的伸缩油缸(7)通过电磁阀与控制器连接，控制器的型号为西门子S7-1200。
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