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1、安徽交通職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文機電一體化在瀝青混凝土攤鋪機械中的應(yīng)用Mechanical and electrical integrationIn asphalt concrete paving machinery application系 別： 汽車與機械工程系專 業(yè)： 機電一體化技術(shù)學 號： 200921585姓 名： 指導老師： 入學日期：2009.09 論文完成日期：2012.06摘 要改革開放以來，在中國經(jīng)濟的大力發(fā)展下，各個行業(yè)都發(fā)展比較迅速，當然瀝青混凝土行業(yè)也是迅速崛起，尤其是在國內(nèi)高速公路的建設(shè)中，高速公路的建設(shè)催促公路施工機械化的發(fā)展，在高速公里的施工中，由于瀝青路面具有行車

2、性能平穩(wěn)，舒適，噪聲小，經(jīng)久耐用，易于維護等特點，所以在高速公路的建設(shè)中，我國的絕大部分高速公路都是采用瀝青混凝土路面。瀝青混凝土攤鋪機是將瀝青混合料攪拌合格的瀝青混合料鋪筑成路面的專用設(shè)備，他直接影響著攤鋪路面的平整度和密實度等，從而影響路面質(zhì)量和壽命。隨著信息化技術(shù)以及管理水平的提高，在整個建設(shè)內(nèi)涉及到施工計劃、施工安全、施工進度、施工質(zhì)量、設(shè)備安裝、文檔管理等眾多內(nèi)容，并且工程建設(shè)牽扯多方面人員共同參與，因此在大量分工協(xié)作的工作中會產(chǎn)生很多重要的數(shù)據(jù)，只有在這些數(shù)據(jù)及時、準確的在各個行業(yè)傳輸，才能完成工程預(yù)期的質(zhì)量、成本、工期等控制目標。因而從瀝青混凝土在各種設(shè)備上無一需要科學技術(shù)的運用

3、，而隨著機械、電子和液壓技術(shù)的發(fā)展，機電一體化技術(shù)也隨之出現(xiàn)。我們都知道目前的機電一體化技術(shù)應(yīng)用范圍非常廣泛，當然更加的重要，然而在瀝青混凝土設(shè)備中的應(yīng)用也是不可或少的，在這里簡單的對瀝青混凝土攤鋪機中機電一體化技術(shù)的運用一些介紹和研究目 錄摘 要2緒 論5第1章 機電一體化技術(shù)11 機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程612 機電一體化發(fā)展趨向6第2章 瀝青混凝土攤鋪機現(xiàn)狀及發(fā)展趨向21 瀝青混凝土攤鋪機發(fā)展歷史922 國外攤鋪機現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1023 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1224 瀝青混凝土攤鋪機的分類1325 機電一體化在國內(nèi)外攤鋪機械中應(yīng)用的現(xiàn)狀及研究1526 研究重點1727 技術(shù)路線17第3

4、章 機電一體化技術(shù)在攤鋪設(shè)備中的應(yīng)用31 目前攤鋪機械的系統(tǒng)功能1832 攤鋪機械的核心技術(shù)-機電一體化技術(shù)-2033 現(xiàn)在攤鋪機械的基本結(jié)構(gòu)2034 機電一體化在攤鋪機械中的應(yīng)用213.4.1 機電一體化和工程機械的關(guān)系213.4.2 機電一體化對工程機械功能的改進2135 機電一體化在攤鋪機械液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用223.5.1工作裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計要求2335.2 擬定液壓系統(tǒng)圖2436 機電一體化在攤鋪機械電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用313.6.1 瀝青混凝土攤鋪機電氣系統(tǒng)組成3136.2 工作裝置電氣系統(tǒng)設(shè)計31結(jié)束語參考文獻 緒 論隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展迅起，國內(nèi)高速公路的發(fā)展建設(shè)越來越快，在現(xiàn)代化高速公

5、路的建設(shè)中，瀝青混凝土攤鋪機起著重要的作用。瀝青混凝土攤鋪機是用來筑瀝青混凝土路面的專用機械，它將拌合好的混合料按照 一定的技術(shù)要求（截面形狀和厚度）均勻地攤鋪在下承層面上，并給以初步搗實和整平，既可以大大提高鋪筑路面和節(jié)省成本，又可以提高路面的質(zhì)量。然而在攤鋪機攤鋪的過程中，為了能更好的獲得路面攤鋪質(zhì)量，在瀝青混凝土攤鋪機上，廣泛成功地運用了機電一體化技術(shù)。在攤鋪機工作過程中，各個系統(tǒng)機構(gòu)相互配合工作，結(jié)合機電一體化技術(shù)，使得每個動作的配合更加協(xié)調(diào)、完善，攤鋪機工作更加的穩(wěn)定，效率更高更快。 自電子技術(shù)一問世,電子技術(shù)和機械技術(shù)的結(jié)合就開始了,只是出現(xiàn)了半導體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器

6、為代表的大規(guī)模集成電路以后,機電一體化技術(shù)之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注重。本設(shè)計主要通過對瀝青混凝土攤鋪機的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和其他工作裝置的系統(tǒng)來分析、論證，機電一體化技術(shù)在瀝青混凝土攤鋪機中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：瀝青混凝土 攤鋪機 機電一體化技術(shù)第1章 機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨向機電一體化又稱機械電子學，英語稱為mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成。機電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志機械設(shè)計的副刊上，隨著機電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應(yīng)用。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣

7、泛應(yīng)用,機電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展?，F(xiàn)在的機電一體化技術(shù)，是機械和微電子技術(shù)緊密集合的一門技術(shù)，他的發(fā)展使冷冰冰的機器有了人性化，智能化。11 機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程1.數(shù)控機床的問世,寫下了機電一體化歷史的第一頁;2.微電子技術(shù)為機電一體化帶來勃勃生氣;3.可編程序控制器、電力電子等的發(fā)展為機電一體化提供了堅強基礎(chǔ);4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使機電一體化躍上新臺階. 12 機電一體化發(fā)展趨向1.數(shù)字化微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一

8、體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復。2.智能化即要求機電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。3.模塊化由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變

9、頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。4.網(wǎng)絡(luò)化由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。5.人性化機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完

10、善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。6.微型化微型化是精細加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種M

11、EMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微梁、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。7.集成化集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。8.帶源化是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在

12、許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。9. 綠色化科學技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環(huán)境，回歸自然，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。10.光機電一體化.一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機

13、械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進光學技術(shù),實現(xiàn)光學技術(shù)的先天優(yōu)點是能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨向.11.自律分配系統(tǒng)化柔性化.未來的機電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特征是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障

14、而影響整個系統(tǒng)。12.全息系統(tǒng)化智能化。今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。13.“生物一軟件”化仿生物系統(tǒng)化體化裝置對信息的依靠性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物摘要：當控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統(tǒng)(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學探究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體，但如何使這些新型機

15、體具有活的“生命”還有待于深入探究。這一探究領(lǐng)域稱為“生物軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特征是硬 件(肌體)軟件(大腦)一體，不可分割?？磥?，機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。14.微型機電化微型化。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產(chǎn)品時，就沒有必要區(qū)分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發(fā)展方向。第2章 瀝青混凝土攤鋪機現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢2.1瀝青混凝土攤鋪機發(fā)展歷史 瀝青混凝

16、土攤鋪機是進行瀝青混合料攤鋪作業(yè)的主要機械設(shè)備，它用來將拌制好的混合料按照路面的形狀和厚度均勻的攤鋪在已經(jīng)修筑好的路基或路面基層上，并給以初步的振搗壓實和整平，形成滿足一定厚度、寬度、平整度和密實度要求的基層或面層。在瀝青面層機械化施工中，瀝青混凝土攤鋪機是不可缺少的機種之一，廣泛用于與公路、城市道路、碼頭和大型停機場的瀝青混凝土攤鋪機作業(yè)中。 在20世紀30年代之前，瀝青攤鋪機尚未出現(xiàn)，各種類型的瀝青路面鋪設(shè)主要有人工來完成，當時瀝青混合料主要用于城市道路建設(shè)，鋪設(shè)時需要大量勞動力，質(zhì)量難以保證。 1931年圣路易斯道路展覽會上首次展出了由美國Barber-Greene公司研制的瀝青混凝土攤

17、鋪設(shè)備。該機使用螺旋輸送機攤平混合料，用20英尺寬刮板對道路進行刮平，機器在預(yù)先鋪設(shè)的軌道上，有一臺路拌設(shè)備牽引。其后機器經(jīng)改進，有原來的牽引式改為自行式。 1933年，Barber-Greene公司對攤鋪機技術(shù)作了進一步改進，生產(chǎn)出了具有現(xiàn)代雛形的攤鋪機，該機由兩大部分組成：牽引裝置和熨平裝置。直到20世紀50年代，Barber-Greene公司先后生產(chǎn)出了BG-79型（1934年）、BG879型（1936年）、BG879-A型(1940年)攤鋪機，這一時期該公司的攤鋪機成為世界上各生產(chǎn)廠家參考的標準機型。 進入20世紀60年代，由于液壓技術(shù)及機電液一體化技術(shù)的應(yīng)用，自動找平系統(tǒng)在攤鋪機上逐

18、漸普及，液壓驅(qū)動工作裝置如熨平板的振動系統(tǒng)、振搗梁的振搗系統(tǒng)和刮板輸料系統(tǒng)等得到應(yīng)用，但液壓驅(qū)動行走系統(tǒng)才剛剛起步，機械傳動仍占主導地位。 進入20世紀80年代，隨著液壓技術(shù)及電子控制技術(shù)的不斷發(fā)展，全液壓驅(qū)動的履帶式攤鋪機、輪胎式攤鋪機得到了廣泛的應(yīng)用。1987年，交通部西安筑路機械廠與交通部公路科研所合作，引進了德國DYDAPACHOSE公司的攤鋪機制造技術(shù)，分別研制出攤鋪機寬度為312m的攤鋪機。之后徐州工程機械廠和陜西建筑機械廠先后從德國VGELE公司和ABG公司引進了國外高性能大型攤鋪機制造技術(shù)，形成了批量生產(chǎn)能力，攤鋪機生產(chǎn)數(shù)量、規(guī)格、種類、功能都在急劇增加，整機的技術(shù)性能得到了普

19、遍提高。這一時期工作裝置的控制以電開關(guān)量為主，行駛控制以模擬電路控制為主，自動找平控制技術(shù)的研究和應(yīng)用進一步深入。現(xiàn)代科學技術(shù)向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)部門的滲透和應(yīng)用是當代新技術(shù)的重要特征和組成部分。機電液一體化技術(shù)的發(fā)展正是反映當代新技術(shù)革命這種大趨勢的典型代表，它集中體現(xiàn)了現(xiàn)代科學技術(shù)對傳統(tǒng)機械產(chǎn)品的滲透改造。先進的筑造養(yǎng)路機械集機、電、液等當代高新技術(shù)于一體，液壓傳動元件和技術(shù)是工程機械的主要特點，電子控制是工程機械技術(shù)創(chuàng)新的主流，它在很多程度上體現(xiàn)和決定了車輛的整機性能。2.2國外攤鋪機現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢美國、歐洲和日本等工業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)均有攤鋪機專業(yè)制造廠商與相應(yīng)的開發(fā)研究機構(gòu)，隨著市場需求和科技進

20、步而不斷的開發(fā)出一代又一代的新產(chǎn)品。例如從1931年就開始生產(chǎn)制造攤鋪機的美國BLAWKNOX公司，目前已經(jīng)開發(fā)研制出了2.5m-12.5m全系列輪胎式或履帶式攤鋪機，共有20多個品種，獲得22項專利技術(shù)，年生產(chǎn)能力已經(jīng)達到2000臺套。此外，ABG、VGELE、DYNAPAC、DEMAG、MARINI、BTELLI和CATERPILLAR等廠家生產(chǎn)制造的系列攤鋪機產(chǎn)品，在國際市場有一定知名度。其中從20世紀80年代開始開發(fā)研制的高密實度攤鋪機具有多種結(jié)構(gòu)形式，預(yù)壓密度要比標準攤鋪機高5%7%，有效的提高了攤鋪機的攤鋪質(zhì)量和生產(chǎn)效率，減少對攤鋪層材料的壓實遍數(shù)。尤其是對于攤鋪需要快速成型的碾壓

21、混凝土材料以及各種基層、底基層材料，效果良好，受到了施工單位的歡迎和好評。 美國INGERSOLL-RAND集團在發(fā)展過程中，相繼兼并了德國ABG公司和美國BLAW-KNOX公司，其目的是要在國際市場對攤鋪機市場進行壟斷，ABG公司的產(chǎn)品是目前國際市場首選品牌，其大型攤鋪機在中國市場占有率較高，ABG、BLAW-KNOX被兼并后，形成了INGERSOLL-RAND、Written和DYNAPAC&DEMAG三足鼎立的態(tài)勢，國際上著名的工程機械企業(yè)經(jīng)過不斷的洗牌和重新組合，2007年6月，VLVO又新購了INGERSOLL-RAND，這樣就形成了新的格局。 SDYNAPAC在天津保稅區(qū)建立了獨自

22、廠DYNAPAC工業(yè)(中國）有限公司，INGERSOLLRAND已經(jīng)與1997年在無錫經(jīng)濟開發(fā)去獨自建立了攤鋪機組裝廠INGERSOLL-RAND（中國）有限公司，2001年在北京展出了該公司與BLAW-KNOX和ABG公司最新技術(shù)的攤鋪機。 發(fā)達國家十分重視瀝青攤鋪機的研究與開發(fā)，攤鋪機技術(shù)不斷發(fā)展和完善。目前，瀝青混凝土攤鋪機已形成系列，能充分滿足各種工程的需要。在技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)權(quán)開發(fā)上，成熟的運用了機電液一體化技術(shù)，使瀝青攤鋪機具有結(jié)構(gòu)合理、功能完善、性能穩(wěn)定、安全可靠和易于維修等優(yōu)點。并且仍在不斷采用新理論、新技術(shù)、新工藝、新材料。改進機構(gòu)和性能，使產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，如前橋的懸掛方式及跟

23、后橋雙驅(qū)動等新機構(gòu)不斷出現(xiàn)。目前，國外瀝青攤鋪機發(fā)展趨勢，可以歸納以下幾點。（1）產(chǎn)品系列化 為了滿足高等級公路路面平整度的要求，減少路面縱向接縫，瀝青攤鋪機大型化。目前穩(wěn)定在最大攤鋪寬度1214m,有的達到16m。同時，為適應(yīng)路面養(yǎng)護的小型工程施工的需要，小型攤鋪機也得到很大的發(fā)展。 （2）國際上發(fā)達國家正在用全液壓，全自動的先進攤鋪機代替各種型號老產(chǎn)品，其技術(shù)性能特點是：作業(yè)速度的自動控制，采用脈沖傳感器、信號放大器和比例控制技術(shù)對攤鋪機作業(yè)技術(shù)進行恒速控制，使其不受外界的干擾。供料速度自動控制，通過超聲波傳感裝置連續(xù)監(jiān)測熨平板前混合料的多少，控制刮板輸料器和螺旋分料器的驅(qū)動機構(gòu)，使其相應(yīng)

24、的增減速度，達到均勻、穩(wěn)定、連續(xù)的供料、（3）先進的施工工藝及養(yǎng)護技術(shù)的發(fā)展，使新的設(shè)備不斷涌現(xiàn)，如薄層帶乳化瀝青噴灑裝置的快速攤鋪機和雙層攤鋪機等。 （4）人性化和精細化的設(shè)計動向。近期的展覽會上展出國外攤鋪機產(chǎn)品, 整機布局合理, 駕駛室可整體翻起等,更便于維修保養(yǎng)人員進入維修,上述改進充分體現(xiàn)了人性化設(shè)計理念。（5）雙層瀝青混合料鋪層一次性完成。2.3國內(nèi)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢我國在20世紀五六十年代，修筑瀝青路面大都采用二級以下的公路標準。當時曾從日本等國進口少量的攤鋪機，由于受當時各方面條件所限制，也僅限于少數(shù)城市的個別路段施工。20世紀七十年代初期，交通部公路科學研究所和交通部西安筑路

25、機械廠共同開發(fā)研制了我國第一臺攤鋪寬度為4.5m的LT6型輪胎式瀝青混凝土攤鋪機，迄今為止該機已成為我國累計產(chǎn)量和年產(chǎn)量最多的攤鋪機品種。為了進快的掌握和趕上世界先進技術(shù)水平，交通部西安筑路機械廠與交通部公路科學研究所合作，與1987年引進了德國的DYNAPAC-HOSH公司的攤鋪機技術(shù)。經(jīng)過消化吸收和國產(chǎn)化的工作，分別研制出攤鋪寬度8m的LTY8（輪胎式）GILY7500（履帶式）高級攤鋪機，并形成批量生產(chǎn)的能力，國產(chǎn)化率達到80%以上。 1989年，徐工集團筑路機械分公司從德國VGELE公司 引進了具有世界領(lǐng)先水平的瀝青混凝土攤鋪機生產(chǎn)制造技術(shù)，經(jīng)過十多年的消化、吸收、改進和技術(shù)創(chuàng)新，目前

26、是國內(nèi)最具實力、品種最齊全的攤鋪機生產(chǎn)制造廠家。2000年通過投放，形成了我國第一條年生產(chǎn)能力500臺得攤鋪機裝配流水線。該公司于2000年推出具有國際先進水平的，代表我國攤鋪機制造水平的RP800型瀝青混凝土攤鋪機。該機采用了當今世界先進的數(shù)字式、微電腦控制技術(shù)，整機技術(shù)性能接近當今世界先進水平。 西安筑路機械有限公司研制的LTI200采用了先進的美國薩澳公司微電腦控制技術(shù)及液壓電器元件和德國MOBA公司超聲波料位傳感器控制及電子自動找平技術(shù)，并采用DANAPAC-HOSE公司專利技術(shù)兩端式螺旋分料驅(qū)動、靈活的前橋擺動、三位一體輪邊行走驅(qū)動裝置、跨越式超級自動找平裝置、變幅式雙振搗和偏心振動

27、熨平板工作裝置，整機技術(shù)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。陜西筑路機械集團有限公司與德國ABG公司聯(lián)合生產(chǎn)攤鋪機已近十年的歷史，曾先后組裝生產(chǎn)了ABG-TITAN411、TITAN423、TITAN323/TITAN325和LTL60等多種型號攤鋪機。1922年該公司通過技術(shù)合作，與德國ABG公司聯(lián)合生產(chǎn)攤鋪機，其技術(shù)水平與德國ABG保持同步。生產(chǎn)的ABG423已成為我國修筑高等級公路的首先品牌。 2001年，三一重工股份有限公司在吸收國際上瀝青混凝土攤鋪機機技術(shù)精髓的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代高速公路對路面攤鋪作業(yè)的最新要求，自行研制開發(fā)了新一代履帶式瀝青混凝土攤鋪機LTU90/120、該機的關(guān)鍵部件均采用進口優(yōu)

28、質(zhì)部件，結(jié)合當前國外先進的電控系統(tǒng)，器施工性能、操縱性能和可靠性均接近了世界先進水平，LTU90/120實現(xiàn)了一機多用的功能，可攤鋪瀝青混凝土、穩(wěn)定土或RRC料等多種路面材料，能滿足多種用途攤鋪及多層式路面攤鋪的要求。 天津鼎盛工程機械，近年來開發(fā)了WT7500和WT9000型穩(wěn)定土系列攤鋪機，該系列產(chǎn)品行走驅(qū)動系統(tǒng)采用美國薩澳公司微電腦控制技術(shù)及液壓電氣元件和德國MOBA公司電子自動找平技術(shù)。 鎮(zhèn)江華晨華通路面機械有限公司于20世紀80年代中期與天津工程機械研究所合作，從日本NIIGATA公司引進了攤鋪寬度5m和8m的攤鋪機制造技術(shù)，在消化吸收國外先進技術(shù)基礎(chǔ)上相繼開發(fā)了WLTL12500、

29、WLTL850、LTLY9000、WLTL7000、LTL4500-6000和2LTLZ45型多功能攤鋪機。其中WLTL7000、WLTL8500、LTL4500-6000和2LTLZ45型為機械式傳動攤鋪機。其產(chǎn)品在中低檔機械式攤鋪機有技術(shù)專長，質(zhì)量相對穩(wěn)定，價格低廉。 目前，我國攤鋪機產(chǎn)品開發(fā)的主要目標是：產(chǎn)品系列規(guī)格的逐步完善，以適應(yīng)不同程度的需要；在引進國外先進技術(shù)消化吸收的基礎(chǔ)上，逐步擴大國產(chǎn)配套件的比重，提高國產(chǎn)化水平；不斷提高國產(chǎn)攤鋪機的技術(shù)性能、工作可靠性和使用壽命、攤鋪機技術(shù)正在向著微電腦數(shù)字控制技術(shù)，程序化作業(yè)的方向發(fā)展，要求具有良好的人機交互界面，數(shù)據(jù)傳輸，工作參數(shù)檢測，

30、故障診斷與報警、恒速控制、作業(yè)速度與輸料和分料速度，作業(yè)速度與振搗和振動頻率的協(xié)調(diào)控制等功能。2.4瀝青混凝土攤鋪機的分類瀝青攤鋪機可以按一下幾個方面進行分類：（1）按攤鋪寬度，可分為小型、中型、大型和超大型四種。小型：最大攤鋪寬度一般小于3.6m，主要 用于路面養(yǎng)護和城市巷道路面修筑工程中型：最大攤鋪寬度在4m6m，主要用于一般公路路面的修筑和養(yǎng)護工程。大型：最大攤鋪寬度一般在79m之間，主要用于高等級公路路面工程。超大型：最大攤鋪寬度為12m及以上，主要用于高速公路路面工程。使用有自動調(diào)平裝置超大型攤鋪機攤鋪路面，縱向接縫少，整體性及平整度好，尤其攤鋪路面表層效果明顯。（2）按行走方式，可

31、分為履帶式和輪胎式兩種。履帶式攤鋪機：履帶式攤鋪機一般為大型攤鋪機，其優(yōu)點是接地比壓小，牽引力大，攤鋪作業(yè)時很少出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，運行平穩(wěn)。其缺點是機動性差、對路基凸起物吸收能力差、彎道作業(yè)時鋪層邊緣圓滑程度較輪胎式攤鋪機低，且結(jié)構(gòu)復雜，制造成本較高。履帶式攤鋪機多為大型和超大型機，用于大型公路工程施工。輪胎式攤鋪機：輪胎式攤鋪機靠輪胎支撐整機以提供附著力，它的優(yōu)點是轉(zhuǎn)移運行速度快、機動性好、對路基凸起吸收能力強、彎道作業(yè)易形成圓滑邊緣。其缺點是附著力小，在攤鋪路幅較寬、鋪層較厚的路面時易產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，另外它對路基凹坑較敏感。輪胎式攤鋪機主要用于低等級道路修筑與養(yǎng)護作業(yè)。（3）按動力傳動方式，攤鋪

32、機分為機械式和液壓式兩種。機械式攤鋪機：機械式攤鋪機的行走驅(qū)動、輸料傳動和分料傳動等主要傳動機構(gòu)都采用機械傳動，這種攤鋪機具有工作可靠、維修方便、傳動效率高、制造成本低等優(yōu)點。但其傳動裝置復雜、操作不方便、調(diào)速性和速度匹配性較差。液壓式攤鋪機：液壓式攤鋪機的行走驅(qū)動、輸料和分料傳動、熨平板延伸、熨平板和振搗器的振動等主要傳動采用液壓傳動方式，從而是攤鋪機結(jié)構(gòu)簡化、重量減輕、傳動沖擊和振動減緩、工作速度等性能穩(wěn)定，以便于無級調(diào)速及采用電液全自動控制。隨著液壓傳動技術(shù)可靠性的提高，在攤鋪機上采用液壓傳動的比例迅速增加，并向全液壓自動調(diào)平方向發(fā)展。全液壓和以液壓傳動為主的攤鋪機，均設(shè)有電液自動調(diào)平裝

33、置，具有良好的使用性能和跟高的攤鋪質(zhì)量，因而廣泛應(yīng)用于高等級公路路面施工。（4）按熨平板的延伸方式，攤鋪機分為機械加長式和液壓伸縮式兩種。機械加長式熨平板：它是用螺栓把基本（最小熨平寬度的）熨平板和若干加長熨平板組裝成所需作業(yè)寬度的熨平板。其機構(gòu)簡單、整體剛性好，螺旋分料（亦采用機械加長）貫穿整個料槽，是布料均勻。因而大型和超大型攤鋪機一般采用機械加長式熨平板，最大攤鋪寬度可達914m。液壓伸縮式熨平板：液壓伸縮式熨平板考液壓缸伸縮無級調(diào)整其長度，使熨平板達到要求的攤鋪寬度。這種熨平板調(diào)整方便省力，在攤鋪寬度變化的路段施工，更顯示其優(yōu)越性。但與機械加長式熨平板相比，其整體剛性較差；在調(diào)整不當時

34、，基本熨平板和可伸縮熨平板間易產(chǎn)生攤鋪高差，并因為分料螺旋不能貫穿整個料槽，可能造成混合料不均勻而影響攤鋪質(zhì)量。（5）按熨平板的加熱方式分為電加熱、液化石油氣加熱和燃油加熱三種方式。電加熱：由攤鋪機的發(fā)動機驅(qū)動的專用發(fā)電機產(chǎn)生的電能來加熱，這種加熱方式加熱均勻、使用方便、無污染，熨平板和振搗梁受熱變形較小。液化石油氣（主要是丙烷）加熱：這種加熱方式結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，單火焰加熱欠均勻、污染環(huán)境、不安全且燃氣噴嘴需要經(jīng)常清洗。燃油（主要指輕柴油）加熱：燃油加熱裝置主要由小型燃油泵、噴油嘴、自動點火控制器和小型鼓風機等組成，其優(yōu)點是可以用于各種工況、操作較方便、燃料易解決，但和燃氣加熱同樣污染且結(jié)

35、構(gòu)復雜。（6）按攤鋪預(yù)壓密實度，分為標準型攤鋪機和高密實度攤鋪機兩種。標準型攤鋪機：采用標準型熨平裝置，一般都裝有振搗機構(gòu)和振動機構(gòu)，可對鋪層混合料進行預(yù)壓，預(yù)壓密實度最高達到85。高密實度攤鋪機：在標準型攤鋪機的基礎(chǔ)上，振搗機構(gòu)采用雙振搗梁或雙壓力梁等裝置，可對鋪層混合料進行強力壓實，使鋪層材料的預(yù)壓密實度高達90%以上，有效地提高攤鋪的平整度，并可減少壓路機的壓實遍數(shù)，提高生產(chǎn)效率。2.5機電一體化在國內(nèi)外攤鋪機械中應(yīng)用的現(xiàn)狀及研究早期攤鋪機行駛控制控制采用的是手動操作，即利用手動可控閥控制變量泵和變量馬達的排量，達到控制行駛速度的目的。由于手動操作不能保證速度的精確控制，無論在提高攤鋪的

36、作用質(zhì)量上，還是在簡化操作、降低駕駛員勞動強度上都無法得到滿足。隨著機電液一體化技術(shù)的發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了攤鋪機的行駛電控技術(shù)，即以電液（磁）伺服閥或比例閥代替原來的手動操作閥。從而利用電子技術(shù)和測試技術(shù)設(shè)計一套系統(tǒng)實現(xiàn)對伺服閥或比例閥的控制，最終控制攤鋪機的行駛速度。在攤鋪機行駛電控技術(shù)的發(fā)展中，出現(xiàn)了兩種類型的系統(tǒng)：模擬式電控系統(tǒng)和數(shù)字式電控系統(tǒng)。模擬式電控系統(tǒng)出現(xiàn)于20世紀80年代，此類系統(tǒng)以模擬電路為主，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，但其控制不夠精確且系統(tǒng)工作不太穩(wěn)定，多用于前期的產(chǎn)品及適宜修筑低等級路面的攤鋪機中。進入20世紀90年代后，出現(xiàn)了數(shù)字電路為主的電子式電控系統(tǒng)，此類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復雜，成

37、本與前者相比也較高，但操作方便、控制精確且工作穩(wěn)定可靠，不易受外界環(huán)境的影響，因此在大型高性能攤鋪機中得到廣泛應(yīng)用，成為目前的主流方向。 在攤鋪機的功率匹配理論的研究中有兩個假設(shè)，一是攤鋪機攤鋪速度不變；二是物料的供給量很定不變。在這二個假設(shè)的基礎(chǔ)上，對浮動熨平板進行受力分析，建立力學模型，進行理論上的研究分析。這兩個假設(shè)是攤鋪機理想的工作狀態(tài)，在此理想狀態(tài)下，攤鋪機施工可獲得較高的路面平整度指標。這也是攤鋪機設(shè)計者在設(shè)計中不斷追求的目標。所以說攤鋪機恒速度攤鋪技術(shù)一直是攤鋪機設(shè)計制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一。 作為全液壓驅(qū)動的車輛，控制系統(tǒng)的基本功能有車輛的直線行駛、轉(zhuǎn)向、前進、后退、制動以及制動過

38、程中動力傳遞配合等。但其基本控制參數(shù)為速度控制。它可以分為以下兩種形式： 開環(huán)控制泵馬達速度系統(tǒng)變量泵由閥控液壓缸組成的位置回路控制。這種控制方式是通過比例伺服閥改變變量泵斜盤傾角來控制供給液壓馬達的流量，以此來調(diào)節(jié)液壓馬達的轉(zhuǎn)速。為了改善控制精度，采用壓力反饋補償，用壓力傳感系統(tǒng)測試負載壓力，作為第二個指令信號，加緊變量泵伺服機構(gòu)中改變變量泵的行程，使流量隨負載壓力升高而增加，以此來補償驅(qū)動馬達和變量泵泄露所造成的流量減小。帶位置環(huán)的閉環(huán)控制泵馬達速度系統(tǒng) 在開環(huán)速度控制的基礎(chǔ)上，增加速度傳感器，將液壓馬達轉(zhuǎn)速進行反饋，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。速度反饋信號與指令信號差值經(jīng)積分放大器加到變量伺服機構(gòu)

39、的輸入端，液壓泵的流量向減小速度誤差的方向變化，保持速度恒定，這類系統(tǒng)液壓泵一般由軸向柱塞泵、變量伺服機構(gòu)的液壓缸、伺服閥和位置檢測器組成一體裝在液壓泵上。系統(tǒng)的動態(tài)特性主要是由泵控液壓馬達所決定。 攤鋪機是在行使過程中進行作業(yè)的，為了保證足夠的壓實密度、壓實均勻和提高整機的作業(yè)質(zhì)量，要求系統(tǒng)的控制必須是速度閉環(huán)控制系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)移工地或在非作業(yè)工況下系統(tǒng)的控制是在開環(huán)狀態(tài)。 瀝青攤鋪機的作業(yè)過程是：當熱料輸入料斗后，操作者給出作為工作主命令的行使指令，于是刮板輸送器開始工作，熱料輸入攤鋪槽，再由螺旋輸送器將其分送至兩邊，熨平板在振動振搗器運行的同時，在主機牽引作用下，將熱料鋪成攤鋪層。在這個工作

40、過程中，高度、坡度控制系統(tǒng)，根據(jù)預(yù)設(shè)的控制點，不斷地調(diào)節(jié)攤鋪層幾何尺寸。這種模式工作的攤鋪機，其各功能部分實質(zhì)上是相互獨立的，只不過通過開關(guān)信號來實現(xiàn)各部分的互鎖、互動。例如，刮板輸送器僅根據(jù)刮板料位器的信號來決定停轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速，而與攤鋪層寬度變化，與高度、坡度控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用沒有直接的關(guān)系。熨平板加熱系統(tǒng)，僅僅與預(yù)設(shè)溫度值有關(guān)，而與熱料的溫度、未壓實前的談鋪層密實度沒有直接的關(guān)系。 這種獨立系統(tǒng)，各自預(yù)設(shè)參數(shù)之間協(xié)調(diào)和優(yōu)化只能靠操作者人為感覺完成。過去由模擬電路組成的控制系統(tǒng)，這些參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)、加權(quán)和模糊處理，用模擬電路實現(xiàn)是十分困難的。當以微處理器為核心的數(shù)字化控制系統(tǒng)介入后，情況變的簡單

41、多了，通過攤鋪寬度、厚度、熱料溫度和配比等基本參數(shù)的輸入，數(shù)字化控制器依照內(nèi)置的程序，縱橫最基本的參數(shù)，產(chǎn)生最理想的輸出，使攤鋪機按照最優(yōu)化的方式運行。目前，國內(nèi)在攤鋪機上的應(yīng)用大多采用Rexroth公司的MC6,MC7控制器，其微處理由8位，逐漸向16位，32位微處理器過渡，這使得數(shù)字控制的工程日趨強大。“九五”國家“863”計劃由徐工集團與清華大學聯(lián)合研制的瀝青混凝土攤鋪機數(shù)字化平臺已通過鑒定，三一研制的SYMC運動控制器已進入實用階段，作為一種具有戰(zhàn)略意義的系統(tǒng)平臺，SYMC控制器如今已廣泛應(yīng)用于泵車、起重機、攤鋪機、小挖、正面吊等三一主機產(chǎn)品。但國內(nèi)在這方面的研究還不深入，不夠廣泛。2

42、.6 研究重點主要通過對瀝青混凝土攤鋪機的基本結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等方面的分析論證，完成機電一體化在瀝青混凝土攤鋪機中的應(yīng)用的設(shè)計。2.7 技術(shù)路線1、機電一體化技術(shù)的發(fā)展；2、 國內(nèi)外瀝青混凝土攤鋪機的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和發(fā)展方向綜述；3、瀝青混凝土攤鋪機的基本結(jié)構(gòu)和原理分析；4、瀝青混凝土攤鋪機液壓和電氣系統(tǒng)分析、論證；第三章 機電一體化技術(shù)在攤鋪機械中的應(yīng)用3.1目前攤鋪機械的系統(tǒng)功能目前工程機械的電子控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)如下功能:（1）電子監(jiān)控、自動報警及故障自診即對工程機械的發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運行狀態(tài)監(jiān)控,工作中一旦出現(xiàn)異?，F(xiàn)象,能自動報警并準確地指出故障

43、的部位,從而改善駕駛員的工作條件,提高機器的工作效率,簡化設(shè)備維護檢查工作,降低使用維修費用,縮短停機維修時間,延長設(shè)備的使用壽命。（2）節(jié)能降耗,提高生產(chǎn)率傳統(tǒng)工程機械的能量利用率較低,例如液壓挖掘機的燃料能量利用率僅為30 %左右,如此低的能量利用率迫使工程機械的發(fā)展必須著眼于節(jié)能。日本小松公司挖掘機采用新型節(jié)能控制器,具有良好的節(jié)能效果,燃料可節(jié)省23 %;日本日立公司挖掘機節(jié)能控制系統(tǒng)采用了卡特電子效率控制系統(tǒng),通過對發(fā)動機和泵的綜合控制,使功率的利用率可達98 % ,同時生產(chǎn)率也大大提高。（3）柴油機的控制采用電子調(diào)速器,電子油門控制裝置,自動停機裝置,自動升溫控制裝置等。（4） 提

44、高作業(yè)精度為保證成品料的作業(yè)精度,現(xiàn)代瀝青及水泥混凝土拌和設(shè)備廣泛采用了微機控制的電子稱量系統(tǒng),并使稱量過程實現(xiàn)了自動化。自動找平系統(tǒng)的應(yīng)用,使瀝青混凝土攤鋪機的施工質(zhì)量有了較大的提高。采有超聲波技術(shù)的自動供料系統(tǒng),使瀝青混凝土攤鋪機的供料實現(xiàn)了自動調(diào)節(jié),進一步提高了攤鋪質(zhì)量。推土機鏟刀、平地機刮刀、鏟運機鏟斗刀刃的電子控制,不僅提高了作業(yè)精度和作業(yè)效率,而且也減輕了操作人員的勞動強度。（5）作業(yè)過程的自動化或半自動化工程機械實現(xiàn)自動化或半自動化控制,可以減輕操作者的勞動強度,提高生產(chǎn)率,并減少因操作者的經(jīng)驗不足對作業(yè)精度的影響,例如,日本三菱公司的挖掘機設(shè)有挖掘軌跡控制系統(tǒng),操作者在控制板上

45、設(shè)定好鏟斗運動軌跡的形狀后,微機控制系統(tǒng)能夠根據(jù)各種角度傳感器的信號,自動控制動臂、斗桿和鏟刀的運動,實現(xiàn)各種特定開口和斷面溝槽、斜面的精確挖掘,使挖掘作業(yè)實現(xiàn)了自動化。（6）其他應(yīng)用一些國外生產(chǎn)的推土機、裝載機、鏟運機等有了電子控制的自動變速器,其能夠根據(jù)外負荷的變化情況自動改變傳動系統(tǒng)的傳動比,這不僅充分利用了發(fā)動機的功率,提高了燃油經(jīng)濟性,而且也簡化了操作,降低了勞動強度。為有效地防止翻車和斷臂事故,提高作業(yè)的安全性,現(xiàn)代起重機上廣泛地采用了電子控制的力矩限制器。為實現(xiàn)無人駕駛,使工程機械能在危險地帶或人無法接近的地點進行作業(yè),某些國外工程機械上設(shè)置了無線遙控裝置。電子系統(tǒng)的可靠性是現(xiàn)代

46、工程機械非常重要的一項性能指標。由于工程機械一般露天作業(yè),其直接受到烈日暴曬、雨霧、強風、塵埃等的侵襲,此外還受到強烈的振動和沖擊以及各種電、磁等的干擾,工作環(huán)境非常惡劣,因此電子控制系統(tǒng)應(yīng)滿足:能在- 4080 的環(huán)境溫度下可靠、穩(wěn)定地工作;抗老化,具有較長的使用壽命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入,較好的耐沖擊和抗振性能;較強的抗干擾能力,系統(tǒng)能在各種干擾下可靠地工作。工程機械種類繁多,因此各種機型所配備的電器與控制裝置的組成,數(shù)量及復雜程度等也差別較大,各種自行式工程機械所配備的電器與控制裝置基本上可分為以下兩大類:1）車輛電氣設(shè)備這是各種機械應(yīng)配備的最基本的電器,通常包括以下部分A

47、1 電源:包括蓄電池、發(fā)電機及其調(diào)節(jié)器。B1 起動機:用于啟動發(fā)動機。C1 點火系:用于汽油機,功能是產(chǎn)生電火花,點燃氣缸中的可燃混合氣。D1 照明及信號設(shè)備:包括各種照明和信號燈以及電喇叭、蜂鳴器等,用以保證行駛和施工的人機安全。E1 儀表:包括燃油表、機油壓力表、水溫表、發(fā)動機轉(zhuǎn)速表等,用來監(jiān)視發(fā)動機和其他裝置的工作情況。2）電氣、電子(微機) 控 制裝置用于實現(xiàn)各種控制功能。例如,攤鋪機的自動找平裝置及供料自控裝置;電控的電子功率優(yōu)化系統(tǒng);裝載機、鏟運機變速器的電子控制裝置等。3現(xiàn)代工程機械技術(shù)現(xiàn)代工程機械正處在一個機電一體化的發(fā)展時代。引入機電一體化技術(shù),使機械、液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)

48、等有機的結(jié)合,可以極大地提高了工程機械的各種性能,如動力性、燃油經(jīng)濟性、可靠性、安全性、操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命等。目前以微機或微處理器為核心的電子控制裝置(系統(tǒng))在現(xiàn)代工程機械中的應(yīng)用已相當普及,電子控制技術(shù)已深入到工程機械的許多領(lǐng)域,如攤鋪機和平地機的自動找平,攤鋪機的自動供料,拌利設(shè)備稱重計量過程的自動控制,挖掘機的電子功率優(yōu)化,柴油機的電子調(diào)速,裝載機、鏟運機變速箱的自動控制,工程機械的狀態(tài)監(jiān)控與故障自診等。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,對工程機械的性能要求不斷提高,電子(微機)控制裝置在工程機械上的應(yīng)用將更加廣泛,結(jié)構(gòu)將更加復雜。特別是,隨著我國進口及國產(chǎn)工程機械保有量的

49、逐年增加,如何用好,管好這些價格昂貴的工程機械,使其發(fā)揮最大的效率,是工程施工部門所面臨的一個重要的問題。現(xiàn)代工程施工要求工程機械具有以下性能:生產(chǎn)效率且能量損失小,節(jié)約能源;自動化程度高,施工質(zhì)量好,精度高;性能穩(wěn)定,工作可靠,安全,使用壽命長;具有較好的經(jīng)濟性,即高的技術(shù)價格比和低的制造與使用成本;操作簡單、輕便,勞動強度低,駕駛員的工作條件好;具有運行狀態(tài)監(jiān)視,故障自診及自動報警功能,能及時準確地指出故障部位,減少停機維修作業(yè)效率。為滿足上述的性能要求,工程機械僅僅依靠機械和液壓技術(shù)的進步已顯得力不從心。電子控制技術(shù)的發(fā)展及在工程機械上的應(yīng)用,為工程機械技術(shù)的發(fā)展注入了新鮮的血液。機電一

50、體化作為一項高新技術(shù),將其引入到工程機械中,為工程機械帶來了新的技術(shù)變革,使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。3.2攤鋪機械核心技術(shù)機電一體化1.機械技術(shù)：是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。2.計算機與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計算機信息處理技術(shù)。3.系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個重要方面

51、，是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。4.自動控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。5.傳感檢測技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。6.伺服傳動技術(shù)：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。3.3現(xiàn)代攤鋪機械系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)（1）機械本體系統(tǒng)所有功能元素的機械支持結(jié)構(gòu)，包括機身、框架、機械聯(lián)接等。機械本體要在結(jié)構(gòu)、材料

52、、加工工藝性及幾何尺寸等方面適應(yīng)產(chǎn)品高效、多功能、可靠和節(jié)能、小型輕量等要求。（2）動力部分按照系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力，用盡可能小的動力輸入獲得盡可能大的功能輸出（3）測試傳感部分。對系統(tǒng)運行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進行檢測，變成可識別信號，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，?jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。（4）執(zhí)行機構(gòu)。根據(jù)控制信息和指令，完成要求的動作。執(zhí)行機構(gòu)是運動部件，一般采用機械、電磁、電液等機構(gòu)。（5）驅(qū)動部分。在控制信息作用下提供動力，驅(qū)動各種執(zhí)行機構(gòu)完成各種動作和功能。一方面要求驅(qū)動的高效率和快速響應(yīng)特征，同時要求對水、油、溫度、塵埃等外部環(huán)境的適應(yīng)性和可靠性

53、；另一方面，由于幾何尺寸的限制，動作范圍狹窄，還需考慮維修及標準化。（6）控制及信息處理單元。將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入命令進行集中、儲存、分析、加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)指令，控制整個系統(tǒng)有目的地運行3.4機電一體化在攤鋪機械中的運用3.4.1 機電一體化和工程機械的關(guān)系現(xiàn)代工程機械正處在一個機電一體化的發(fā)展時代。引入機電一體化技術(shù)，使機械、液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)等有機的結(jié)合, 可以極大地提高了工程機械的各種性能，如動力性、燃油經(jīng)濟性、可靠性、安全性、操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命等。目前以微機或微處理器為核心的電子控制裝置(系統(tǒng))在現(xiàn)代工程機械

54、中的應(yīng)用已相當普及，電子控制技術(shù)已深入到工程機械的許多領(lǐng)域, 如攤鋪機和平地機的自動找平，攤鋪機的自動供料，拌利設(shè)備稱重計量過程的自動控制,挖掘機的電子功率優(yōu)化，柴油機的電子調(diào)速，裝載機、鏟運機變速箱的自動控制，工程機械的狀態(tài)監(jiān)控與故障自診等。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,對工程機械的性能要求不斷提高，電子（微機）控制裝置在工程機械上的應(yīng)用將更加廣泛，結(jié)構(gòu)將更加復雜。3.4.2 機電一體化對工程機械功能的改進在工程機械上運用傳感器技術(shù)是當前機電一體化技術(shù)最主要的技術(shù)手段和特征，傳感器技術(shù)是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是機電一體化系統(tǒng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一，其水平高低在很大程度上影響和決定著系

55、統(tǒng)的功能；其水平越高，系統(tǒng)的自動化程度就越高。在一套完整的機電一體化系統(tǒng)中，如果不能利用傳感檢測技術(shù)對被控對象的各項參數(shù)進行及時準確地檢測出并轉(zhuǎn)換成易于傳送和處理的信號，我們所需要的用于系統(tǒng)控制的信息就無法獲得，進而使整個系統(tǒng)就無法正常有效的工作。我國傳感器的研究主要集中在專業(yè)研究所和大學，始于20世紀80年代，與國外先進技術(shù)相比，我們還有較大差距，主要表現(xiàn)在：（1）先進的計算、模擬和設(shè)計方法；（2）先進的微機械加工技術(shù)與設(shè)備；（3）先進的封裝技術(shù)與設(shè)備；（4）可靠性技術(shù)研究等方面。因此，必須加強技術(shù)研究和引進先進設(shè)備，以提高整體水平。傳感器技術(shù)今后的發(fā)展方向可有幾方面：1.加速開發(fā)新型敏感材

56、料：通過微電子、光電子、生物化學、信息處理等各種學科，各種新技術(shù)的互相滲透和綜合利用，可望研制出一批基于新型敏感材料的先進傳感器。2.向高精度發(fā)展：研制出靈敏度高、精確度高、響應(yīng)速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動化的可靠性。3.向微型化發(fā)展：通過發(fā)展新的材料及加工技術(shù)實現(xiàn)傳感器微型化將是近十年研究的熱點。4.向微功耗及無源化發(fā)展：傳感器一般都是非電量向電量的轉(zhuǎn)化，工作時離不開電源，開發(fā)微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發(fā)展方向。5.向智能化數(shù)字化發(fā)展：隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，傳感器的功能已突破傳統(tǒng)的功能，其輸出不再是一個單一的模擬信號（如0-10mV），而是經(jīng)過微電腦處理好后的數(shù)字信號，有點

57、甚至帶有控制功能，即智能傳感器。3.5機電一體化在攤鋪機械液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用為了獲得更好的路面攤鋪質(zhì)量，在瀝青混凝土混合料攤鋪機上，廣泛成功地運用了液壓技術(shù)及電子技術(shù)。機電液一體化的控制系統(tǒng)成為現(xiàn)代攤鋪機的一個重要組成部分，而新一代微機控制的高精度、高性能攤鋪機也即將成為現(xiàn)實，因此，電液控制系統(tǒng)已成為衡量攤鋪機水平的一個重要標志。3.5.1工作裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計要求液壓系統(tǒng)是攤鋪機的一個重要組成部分，它是攤鋪機的主要傳動系統(tǒng)，承擔著整臺設(shè)備的動力傳遞。由于它具有機構(gòu)簡單、重量輕、工作平穩(wěn)沖擊小，無級調(diào)速及調(diào)速范圍大、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，近年來發(fā)展得很迅速，已成為高科技的重要領(lǐng)域之一。設(shè)計攤鋪機工

58、作裝置液壓系統(tǒng)就是根據(jù)攤鋪機的工作要求，合理地選擇和設(shè)計液壓元件，并將他們有機地組合在一起，使之完成一定的工作循環(huán)。攤鋪機是邊行走邊作業(yè)的路面施工機械。在攤鋪作業(yè)中，行走、刮板輸料、螺旋輸料、振搗、振動、輔助等系統(tǒng)的職能不但內(nèi)容多而且還一起動作，因而馬達、油缸等執(zhí)行元件不但數(shù)量多而且還相互關(guān)聯(lián)。所以，攤鋪機液壓系統(tǒng)屬于多泵多回路復合液壓傳動系統(tǒng)。攤鋪機液壓系統(tǒng)設(shè)計的應(yīng)滿足下列要求：（1）工作負荷增大時，系統(tǒng)要有足夠的可靠性。（2）應(yīng)有高效率的調(diào)速、恒速回路。大型攤鋪機必須對行走、刮板、螺旋、振搗、振動進行調(diào)速控制，對自動調(diào)平液壓缸進行恒速控制。在進行這些回路設(shè)計時，除了使各執(zhí)行元件完成滿意的設(shè)

59、計功能外，還應(yīng)考慮系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量問題。絕對不能用簡單的節(jié)流調(diào)速回路，應(yīng)采用變量泵定量馬達調(diào)速回路、變量泵變量馬達調(diào)速回路、高效率調(diào)速閥組成的調(diào)速回路、高效率流量閥組成的恒速回路，盡量減少系統(tǒng)的發(fā)熱量。（3）應(yīng)盡量減少系統(tǒng)熱量，控制液壓油溫度。壓系統(tǒng)中盡管設(shè)置了高效率的調(diào)速、恒速回路，減少了系統(tǒng)發(fā)熱量，但液壓油的溫度仍然難免超過規(guī)定的限值，尤其是大型攤鋪機。因此，還應(yīng)設(shè)計冷卻回路，甚至設(shè)計雙冷卻分級控溫冷卻回路，以對系統(tǒng)散熱，降低液壓油溫度，使液壓泵、液壓馬達在高容積效率區(qū)段工作，使職能元件工作速度穩(wěn)定。一個液壓系統(tǒng)效果良好的冷卻回路往往要靠試驗來最終確定。（4）應(yīng)具有密封性能。由于攤鋪機作業(yè)現(xiàn)

60、場塵土多，液壓油容易被污染，因此，液壓元件對油液污染的敏感性要低，整個液壓系統(tǒng)要設(shè)置濾油器和防塵裝置。（5）應(yīng)多采用液壓或電液伺服操縱裝置。由于攤鋪時工作環(huán)境較差，采用液壓或電液伺服操縱裝置，以便設(shè)置自動控制系統(tǒng)，從而提高挖掘機技術(shù)性能和減輕駕駛員的勞動強度。35.2 擬定液壓系統(tǒng)圖1.刮板輸送器液壓系統(tǒng)輸料系統(tǒng)的作用是將瀝青混合料從料斗輸送到螺旋攤鋪器以供攤鋪。刮板輸料液壓原理如圖4.1所示。該系統(tǒng)主要由輸料泵1、輸料馬達7以及各閥組組成。電磁閥9打開時，液壓進入彈簧液壓缸，推動活塞上下運動用來改變輸料泵1的斜盤的角度的大小，這樣泵1 的流量得到改變。因為輸料馬達7 要通過泵1 來帶動，所以

61、當泵1的流量改變時馬達7的轉(zhuǎn)速也得到無級調(diào)整。當輸料泵的壓力不足時，可以由輔助泵2 給予補油，從而實現(xiàn)馬達7 的正常運轉(zhuǎn)、輸料機構(gòu)正常工作。圖4.1 刮板輸送液壓系統(tǒng)原理圖1-輸送帶泵；2-補油泵；3-安全溢流閥；4-單向閥；5-安全溢流閥；6-梭閥；7-輸送帶馬達；8-外控減壓閥；9-電磁換向閥2.螺旋分料液壓系統(tǒng)螺旋分料器的作用是將刮板輸送器送來的混合料均勻的攤鋪在整理好的路基上。螺旋分料液壓系統(tǒng)原理如圖4.2所示，該回路是定量開式并聯(lián)回路，由定量泵2、3，螺旋器液壓馬達5、10，單向閥4、6、9、11、12，伺服控制油缸5、13，比例伺服控制閥7、14等組成。攤鋪機前物料的多少，經(jīng)傳感器感應(yīng)后以電信號的形式傳給電磁比例控制閥5或13，是其的某一位工作，從而改變液壓馬達8或10的斜盤傾角，使液壓馬達向某邊分配物料。在進油路上旁接有兩級調(diào)壓閥，其作用是：根據(jù)各個工況的不同使回路中有不同的工作壓力，可節(jié)省動力，降低油溫。圖4.2 螺旋分料液壓系統(tǒng)原理圖1-油箱；2、3-定量泵；4、6、9、11、12-單向閥；8、10-液壓馬達； 5、13-比例伺服控制閥；7、14伺服控制油缸3 振搗器液壓系統(tǒng)振搗系統(tǒng)是攤鋪機的工作部件，它的作用是將松散的堆集混合料按照一定的寬度、拱度、和厚度均勻平坦的敷在路基上并初步搗實。振搗液壓液壓回路如圖