同步碎石封层设备精确计量骨料的皮带输送装置优化设计

2013年 10月第 41卷 第 19期机床与液压MACHINE TOOL& HYDRAULICS0ct．2013Vo1．41 No．19DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．19．034同步碎石封层设备精确计量骨料的皮带输送装置优化设计李曙芳，刘传慧，周宏威(西南科技大学制造学院，四川绵阳601010)摘要：同步碎石封层车在施工过程中，沥青和碎石在同一秒钟内落下，沥青和碎石的洒 (撒)布量比例直接影响了路面性能，。沥青喷洒由沥青喷洒管控制喷洒量，而碎石是由皮带机输送到碎石撒布装置，碎石撒布装置中的布料棍和料门开度控制碎石撒布量，碎石撒布装置只能人为地控制料门开度和布料棍转速，碎石量却不能精确测量，为此，提出了在输送机皮带机上装称重装置，由中央控制室随时监测和调节碎石输送量，使得碎石撒布精度有了明显的提高，从而更好地增强了路面性能。

关键词：同步碎石封层车；碎石撒布；皮带机称重中图分类号：TH137．7 文献标识码：B 文章编号：1001—3881(2013)19—119—3Optimal Design of Belt-conveyor Device of Accurate Measurement Aggregate ofAsphalt Sprinkled Device of Synchronous Surface Dressing EquipmentLI Shu~ng，LIU Chuanhui，ZH0U Hongwei(Colege of Manufacture，Southwest University of Science and Technology，Mianyang Sichuan 621010，China)Abstract：As asphah and gravel failing in the same seconds in the construction process of asphalt sprinkled device of synchro-nOUS surface dressing equipment，the quantities of asphalt and gravel sprinkled ratio has a direct efect on the pavement performance.

The quantities of asphah sprinkled was controlled by the pipe of asphalt spraying device，but gravel was delivered to sprinkling deviceby belt conveyor．The quantities of gravel sprinkling were depended on the speed of roller and opening of the discharge door on thesprinkling gravel device．The speed of roller and opening of the discharge door on the sprinkling device were controlled manualy，butthe quantities of gravel could not be accurately measured．Th erefor the weighing device installed on the beh conveyor is proposed，andthe quantities of gravel shipments are monitored and regulated at any time in the central control room．The accuracy of gravel sprinklingis greatly improved，SO that pavement performance is enhanced beter than ever.

Keywords：Asphalt sprinkled device of synchronous surface dressing equipment；Gravel sprinkling；Belt—conveyor weighing同步碎石封层车是道路施工中不可或缺的一种机械，特别是在高等级公路的施工中，越来越多地使用沥青碎石同步封层车等现代化施工设备来完成路面封层作业。这些设备的使用使得路面质量有了极大的保障。在同步碎石封层过程中需要将碎石按照设计要求的配比与沥青进行配合撒布，传统的碎石并没有精确的计量 ，只是由皮带机输送到碎石撒布装置中，然后通过控制料门开度和布料棍转速来控制碎石的撒布量，最终将碎石撒落到地面上。这样的撒布方式没有设置能精确控制碎石量的装置，所以碎石的撒布量在每一时刻都不确定，调节撒布量也比较慢，严重影响了设备的工作性能。为了解决以上问题，设计了皮带机的称重装置，使碎石在被皮带机输送的时候就能精确测得质量，当不符合与沥青洒布的配比时也可以及时反馈到中央控制室调节皮带机输送速度，从而调节碎石撒布量。在同步封层设备施工过程中，碎石是由皮带输送机输送到碎石撒布装置，由碎石撒布装置将碎石均匀地撒布到路面上，以前的同步碎石封层设备都是直接由撒布装置控制碎石的撒布量，但碎石撤布量没有精确地被测量，人们只是凭借经验来控制料门开度，所以在设备的施工过程中沥青和碎石的配比具有很大的不稳定性。在皮带输送机上安装皮带秤装置，既可以精确地测量碎石的输送量，还能随时监测沥青与碎石的配比，提高了设备施工质量，从而增强了路面的性能。

1 同步碎石封层原理同步碎石封层：一台摊铺设备在同一秒钟内同步洒布沥青结合料和骨料 (如图 1)，这种方式能收稿 日期 ：2012—09—06作者简介：李曙芳 (1985一)，硕士研究生 ，研究方向为同步碎石封层设备的设计优化研究。E—mail：lishufangO6020441###126．corno ’
第 19期 李曙芳等：同步碎石封层设备精确计量骨料的皮带输送装置优化设计 ·121·的骨料由于颗粒大小、湿度或分布不均，是一个变量。所以，根据流量值算法，当皮带秤装置读数增加时，流量不变的情况下，对应转速会降低；反之，转速会增加，从而形成一个骨料精确控制的闭环系统。

2．2 液 压 系统液压系统是调节皮带输送机转速进而调节碎石输送量的执行部分，其工作原理图如图5所示。

至其他执行系统l一液压油箱 2一温度计 卜 液位计 4一空气滤清器 5一吸油过滤器6_-液压泵 7_压油过滤器 8__集成阀块 9一溢流阀 1O一电比例调速阀 l1一电磁换向阀 l2一摆线马达 l3一泄油、回油汇集钢管l4一单向阀 l5一散热器 16一回油过滤器图 5 液压原理 图此调节装置的液压系统采用恒压变量系统。各部分组成如图5，其中液压泵6为恒压变量柱塞泵，能保证皮带驱动装置摆线马达 12转动时没有溢流损失，是节能系统。溢流阀 9是防止液压泵 6集成安全 阀失效时的安全阀，采用插装式安装方式 ，通径为6。电比例调速阀 1O是螺纹插装阀，其作用是通过调节进入马达流量控制皮带线速度。电磁换 向阀 11为二位 四通 电磁 阀，采用 叠加式 安装方式 ，中位机能为 Y型，通径为 6通径，电参数是 24 V直流 ，其作用是控制马达 的开启 与停止。元件 12是皮带驱动装置 ，是一个摆线马达，其安装在一减速机上，总要求是须保证低速平稳性，鉴于此，选择摆线马达较合理。元件 15是散热器装置，保证系统液压油温度在正常范围之 内，元 件 14是一单向阀，当散热器装置压差达到单向阀的背压值时单向阀开启 ，防止系统流量过大时 ，散热器装置因压差过大而损坏，其本质是一个安全阀，要求其背压值比散热器装置压差最高值稍低。

具体动作过程是：发动机取力器带动液压泵到正常工作转速，在同步碎石封层车准备洒布工作时，电磁阀11的Y2电磁铁得电，高压油进入摆线马达 12，摆线马达带动皮带机转动，此时通过电控系统，调节电比例调速阀10的电磁铁Y1的电流值，改变进入摆线马达流量，进而调节摆线马达转速 ，改变皮带线速度，以满足沥青和碎石在同步封层的过程中不同配比要求。

3 结束语经过对同步碎石封层设备的深入研究，指出了碎石撒布在撒布过程中的不足之处并加以优化设计，提出了在碎石的皮带输送机上安装皮带秤装置，提高碎石撒布的精度，从而提高了路面的使用性能。所设计的皮带秤装置包含两部分，电控部分和液压部分，电控部分实现对液压和皮带输送机的控制，将设定的骨料流量、皮带秤读数和皮带的线速度经过 PID运算，得到所需的比例值，然后将得到的实际比例值与原来设定的理论比例值进行比较 ，经过比例调速阀调节 ，驱动液压装置调节皮带输送机的线速度，皮带线速度又当做输入量进入电控系统进行PID运算，整个系统形成了一个闭环系统，循环的计算和控制系统达到了随时监测和调节碎石输送量的效果。经过皮带秤装置的设计，使原来碎石撒布量的精确度提高了很多，可以更好地控制碎石的输送量，从而与沥青洒布量进行精确的配比，增强了同步封层的整体效果，从而提高了路面性能。

参考文献：【1】张钺．新型带式输送机设计手册[M]．北京：冶金工业出版社，2001.

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