压路机的机电一体化设计

[机电一体化技术专业人才需求]机电一体化技术专业人才需求摘要作者结合职业教育思想和机电一体化技术专业学生的技能培养情况，对社会市场以及企业进行了人才需求情况的调研。通过对调研结果的分析得到...+阅读

压路机的机电一体化设计

摘要：在科技迅猛发展和市场需求多样化的时代背景下，工程机械产品的多功能越来越受到国内外工厂家的青睐。

而压路机作为具有代表性的工程机械产品，在经过内燃机的动力革命和液压、气压传动的传动革命之后，正向着应用电控技术实现对产品的操纵和控制的方向发展，用来满足用户对产品环保、节能、操作简洁、维护方便的要求。

关键词：机电一体化、控制系统、设计

1. 压路机机电一体化设计的国内外概述

1.1国外压路机机电一体化技术的发展

国外很多公司的自动压实控制系统的新型智能可变振幅的Variomatic振动压路机是用两个相对旋转的偏心轴来振动压实轮，双轴布置使轮子振动力的大小和方向随着被压物料上振动加速度的变化而相应的变化，用液压系统来调整两轴之间的角度，通过电子控制的方式自动地完成从垂直到水平方向的无级变化，用装在轮上的加速度表来不间断的显示物料硬度随压实进程的变化。

把通过加速度表获得的数据输送到压路机上的计算机里，并保存到软、硬盘中，计算机把这些数据与预先设置在计算机内的参数进行比较。

当反馈达到预定值时计算机发出指令，通过调整两根轴的相对角度来调整振动方向和有效振幅，这样可以对压实力进行优化，既减轻司机操作的工作量又改善压实均匀度。

1.2国内压路机机电一体化技术的发展现状

国内压路机厂家在机电自动调整方面取得了一定的成绩，如湖南江麓机械厂研制的W1102DZ振动压路机配备自动驾驶作业系统，很多压路机也配置了声光报警系统。

虽然对关键参数实施了时时监控，并且控制方式独特、自成体系，安装与维护简单直观，抗外界干扰能力强，但由于线束复杂，各功能单元之间的父子控制难以实现，传感器资源利用率不高。

2.智能压路机发动机及其工作原理

电子智能( EDI) 发动机主要以尖端的电子技术为特征，其卓越机械特性表现在燃油输送特性、发动机管理功能和诊断等方面。

作为高度集成化的系统与其它系统( 如变速箱和冷却系统) 相互作用，先进的电子系统提供了不受发动机转速影响的更大的燃油喷射率、燃油正时控制和更高的喷射压力，同时还提高产品的性价比和环保性。

电子智能发动机的核心单元是一个装在发动机上的ECM，这个是基于微处理器为的控制系统，它的作用是利用自能发动机上的传感器控制发动机的运行状态及监控发动机主要输入输出参数：还用智能发动机转速、凸轮轴位置、吸管压力、油温、油压、致冷剂温度等参数。

因此，智能控制系统监控着发动机的主要工作特性并存储了相关信息，检修时，通过一台工业标准诊断仪，工作人员就可以查看发动机的历史工作性能的，进而对机器实施故障分析，实现快速低成本的维修。

根据ECM 电子控制模板就可以准确计算燃油喷射压力、喷射速度和喷射时间，然后通过液压控制的电子系统控制喷射系统HEUI 进行动作。

3.液压控制系统的设计

该液压控制系统是由变量泵、安全阀、压差传感器及其电器控制部分组成。

用压差传感器来检测负载压力，用泵、阀控制器发出控制指令，按照负载的大小调节液压泵的排量，使泵输出压力比工作负载压力高出一不大的恒定值，这样是保证液压泵输出功率与负载相适应，提高效率。

2. 1 振动系统的双频双幅调节

液压控制系统的振动泵是由两个电磁阀控制的，其中，每个电磁阀对应控制一个高压油流方向，这两个电阀循环交替通电、断电，就能可改变高压油流的方向。

通过控制定量马达的正反转使振动轴上大小偏心块相分别实现叠加和叠减，叠加时泵的液压油的排量小，即出现高幅低频; 叠减时泵的液压油排量大，即出现低幅高频。

2. 2 对协调行走马达进行功率分配。

该压路机的行走系统由一个行走泵、三个行走马达组成，通过负荷传感系统和速度传感器完成对行走马达的功率分配。

为了摆脱前轮打滑的现象，就在前轮设置一个小排量马达，这样，马达的扭矩只能发挥最大排量时的一半; 后轮两马达设置大排量，其要发挥最大排量输出扭矩驱动压路机。

同理，为了摆脱后轮打滑的状况，后轮马达设置小排量，前轮马达设置为大排量。

利用电子控制程序的柔性结合电液伺服技术，最终实现液压泵效率的合理分配。

2. 3 液压控制系统中位软启动功能

该压路机具有一套光电信号传感模块，发动的机启动是靠行走手柄放在中位来实现的，。

这套保护装置是防止压路机带载启动造成对电机的冲击。

2. 4 压路机的自动滑转控制系统

为满足大型工程施工的实际需求( 要求爬坡能力超过50%) ，压路机的自动滑转控制系统在无滑转轴和刹车闸的作用下避免单轮快速滑转，并通过传感器检测振动轮和橡胶驱动轮之间的滑转，通过调整液压驱动系统液压流量使牵引性能达到最佳状态，防止振动滚轮和橡胶驱动滚轮同时滑转，避免机器停顿或下陷。

2. 5 液压控制系统污染检测和主动维护功能

利用液压系统对传感器测出的各种信号进行处理，用成熟的模糊逻辑原理进行合理的推理与分析，在有多个因素导致故障的情况下，采用思维模拟技术，确定故障诱发的因素。

因为故障的复杂多样性，利用BP 神经网络处理诊断信号。

为了设计和谐的人机对话界面，在设计时采用大量图像分析、液晶显示识别系统来辅助。

4.目前最迫切的工作

推广与应用机电一体化技术首先改变传统的设计观念，一味的强调低成本竞争会把企业带人死胡同。

当然机械产品元件越少其可靠性会越高，但是这种可以牺牲产品多功能换来产品靠性丧失的开发不值得借鉴。

国外公司正是看到了故障的存在性，才借助机电液一体化技术来减少故障、迅速发现并解决故障，也正是因为电子元件质优价廉，才使这项技术的广泛应用得到延伸与发展。

再者，要合理利用该技术则离不开同行的之间的合作、引进、吸收和开发。

例如英格索兰、卡特彼勒两家公司合作，选用瑞土专业电子仪器公司开发的计算机软件和控制系统，作为连续压实控制的压实数据系统(CDS)以及处理CCC的PC软件程序。

把这些压路机制造公司没有能力开发的技术要用有限的资金去引进，在学习、消化和吸收之与国内其它公司联合进行技术开发，利益共享。

小结

在科技高速发展和用户需求日趋主题化、个性化和多样化的时代背景下，产品技术含量的高低和功能的多样性与企业的利润和生存的联系越来越密切。

跨国公司为了适应市场降低成本，实施制造本地化及采购全球化战略，促使制造业竞争越来越激烈。

本文正是通过对压路机机电一体化设计的研究，来找到提高机械产品的智能化水平，占领市场，让用户满意的有效途径。

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