黎培杰

（廣西柳工機械股份有限公司，廣西 柳州 545007）

0 引言

履帶式攤鋪機主要是用于實施道路鋪攤作業(yè)的施工設備，其能夠?qū)⑻崆鞍柚坪玫幕旌狭细鶕?jù)設計中的平整度、厚度以及寬度進行密實攤鋪?，F(xiàn)階段隨著道路質(zhì)量要求和相應施工標準的提升，對攤鋪機的行駛控制質(zhì)量也有著更高的需求。當前履帶式攤鋪機行駛控制系統(tǒng)方面還存在一些運行問題，包括低速行駛時不穩(wěn)定、直線行駛易跑偏以及難以在突變的大負載下保持持續(xù)的穩(wěn)定。針對這種由于不穩(wěn)定速度導致攤鋪道路材料均勻性及平整性較差的問題，需要對履帶式攤鋪機設計較為穩(wěn)定的控制系統(tǒng)，確保其高效的解決作業(yè)問題。

1 履帶式攤鋪機行駛系統(tǒng)控制存在的問題

1.1 低速直線行駛容易跑偏

在瀝青混凝土結構道路上，履帶式攤鋪機的作業(yè)形式通常是邊走邊進行作業(yè)。攤鋪機在行駛過程中，需要將攪拌好的混合料按照設定形狀，均勻的鋪在路基上，并且對鋪過的混合料進行壓實。所以在道路作業(yè)中，攤鋪機的直線行駛性能對作業(yè)道路質(zhì)量通?？梢援a(chǎn)生決定性的影響。而攤鋪機在自身作業(yè)過程中屬于大負載機械，其作業(yè)過程中的工作重心會隨著自身重量和受力的不同，來處于一種隨時變化的狀態(tài)，這就會導致攤鋪機在直線作業(yè)行駛過程中容易出現(xiàn)跑偏的問題。

1.2 低速行駛時系統(tǒng)轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定

履帶式攤鋪機行駛系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向功能，主要是通過左右兩側履帶，提供不同的速度來實現(xiàn)。但是攤鋪機作業(yè)過程中，一些負載阻力和料車阻力都比較大，所以在攤鋪作業(yè)時都會保持一種低速作業(yè)[1-2]。低速情況下要想實現(xiàn)靈活的轉(zhuǎn)向，就必須要履帶式攤鋪機左右履帶控制系統(tǒng)進行嚴密配合和機械性能的高度配合。然而當前很多攤鋪機都普遍采用的是液壓控制系統(tǒng)，這種液壓控制系統(tǒng)在實現(xiàn)無級變速的同時，其還存在一些問題。因為攤鋪機的作業(yè)條件通常是對控制性能要求非常高的重載以及高壓環(huán)境。所以很多履帶式攤鋪機都存在轉(zhuǎn)向笨重和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題，對攤鋪機的作業(yè)效率產(chǎn)生了較大影響。

2 履帶式攤鋪機行駛控制系統(tǒng)重要作用

2.1 大負載下的穩(wěn)定的液壓系統(tǒng)壓力

履帶式攤鋪機的液壓行駛控制系統(tǒng)，是整個攤鋪機必不可或缺的一部分。首先，液壓行駛控制系統(tǒng)能夠起到穩(wěn)定大負載下攤鋪機液壓系統(tǒng)壓力的作用。攤鋪機的主要工作原理就是保持攤鋪機整體勻速行駛，所以即便是在大負載情況下，需要對液壓系統(tǒng)壓力進行有效的控制[3]。履帶式攤鋪機由于內(nèi)部應用的是履帶式運動方式，往往在作業(yè)過程中內(nèi)部會受到不規(guī)律的外部阻力和負載影響，這些對實際機械運行效率會造成較大影響，所以在大負載情況下對攤鋪機的液壓系統(tǒng)壓力進行穩(wěn)定設計有著積極意義。

2.2 控制履帶式攤鋪機的轉(zhuǎn)向問題

履帶式攤鋪機的行駛控制系統(tǒng)可以對攤鋪機當前作業(yè)是否有著跑偏狀態(tài)進行檢測。由于履帶式攤鋪機有著一定的阻力影響，主要包括外部因素和自身設備內(nèi)部的阻力。

外部因素無法從根本上進行消除，需要采取一些緩解的方法，例如規(guī)范料車卸料過程，避免在倒車、制動、卸料等過程對機器產(chǎn)生額外的阻力。還有需要人工清理履帶行駛前方料車漏下的物料，避免其中一個履帶因為要跨過漏料而產(chǎn)生兩個履帶行駛的路程差異。

設備阻力，主要是以機器內(nèi)部的液壓工作系統(tǒng)因為需要穩(wěn)定的分配功率，以及可能產(chǎn)生的機器故障產(chǎn)生的內(nèi)部阻力?？梢酝ㄟ^行駛控制系統(tǒng)檢測來找到解決方法，控制器對阻力值情況進行一致反映，如果阻力值偏高，就證明攤鋪機內(nèi)部有阻力較大的設備在工作，就可以采取一些低阻力和高精度設備組裝的方式進行解決。

2.3 從作業(yè)狀態(tài)上分析瀝青原材料的鋪平壓實

履帶式攤鋪機在瀝青原材料鋪平壓實過程中，如果行駛控制系統(tǒng)在應用中檢測到攤鋪機不勻速或者是方向上出現(xiàn)了跑偏的狀態(tài)，這和阻力問題以及瀝青原材料壓實狀態(tài)不滿足安全標準有關[4]。所以在履帶式攤鋪機施工過程中，需要保證瀝青原材料的壓實程度能夠符合標準質(zhì)量。履帶式攤鋪機和原材料的接觸面積比較大，通過行駛控制系統(tǒng)上可以對路面的壓實狀態(tài)進行很好感知，在作業(yè)過程中對一些行駛問題能夠及時發(fā)現(xiàn)，并且找到準確位置。

2.4 履帶式攤鋪機行駛控制系統(tǒng)解決作業(yè)問題

履帶式攤鋪機行駛控制系統(tǒng)在作業(yè)問題解決上，主要需要做好以下幾個步驟。首先履帶式攤鋪機和一些信息化設備進行結合，通過計算機來控制攤鋪機，然后再下達相關的指令。其次在檢測內(nèi)部設備完好并且符合安全標準的基礎上，將運料車的材料倒入到料斗中，然后再進行相關作業(yè)。在作業(yè)過程中計算機需要注意保持同步跟蹤，如果有著路面原材料壓實不均勻情況出現(xiàn)，應該及時停止整個作業(yè)過程，并且進行材料的補充。實現(xiàn)高相應的閉環(huán)的控制系統(tǒng)是施工質(zhì)量的重要保證，如圖1所示。

圖1 履帶式攤鋪就行駛控制系統(tǒng)

3 提高履帶式攤鋪機行駛系統(tǒng)控制穩(wěn)定性的策略

3.1 建立穩(wěn)定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

攤鋪機系統(tǒng)轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定性的產(chǎn)生，主要是由于左右履帶在行駛過程中不能高度配合，或者是液壓系統(tǒng)本身被外部環(huán)境所影響。因此可以采用液壓傳動系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)相結合的原理，在履帶式攤鋪機的各個系統(tǒng)連接中采用一種CAN總線控制的方法，讓各個系統(tǒng)之間實現(xiàn)資源共享，讓主操作面板、輸料控制器、系統(tǒng)連線以及其他可選部件緊密配合，提高系統(tǒng)工作效率。這張控制方法條理清晰并且簡單直觀，可以很好地將左右履帶行駛控制系統(tǒng)連接起來，確保其能夠在同一時間接收到轉(zhuǎn)向命令，針對液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)所帶來的可變性和不穩(wěn)定性能夠及時進行避免，從內(nèi)在控制方面減少了轉(zhuǎn)向的不穩(wěn)定系數(shù)。并且轉(zhuǎn)向控制過程中的及時穩(wěn)定，還能夠避免機械多余磨損情況的出現(xiàn)，這種機械的完整性是保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎條件。

3.2 保證履帶式攤鋪機恒速運行

履帶式攤鋪機行駛過程中的跑偏問題解決，主要就是解決攤鋪機行駛過程中左右履帶行駛距離的問題。并且由于攤鋪機作業(yè)環(huán)境比較復雜，很多時候作業(yè)道路都是一些尚沒有修好的路面。所以在直線行駛條件下，一些作業(yè)履帶的行駛距離也不盡相同，往往并不具備可觀測線和規(guī)律性，無法進行預先處理。針對在這種問題可以采用反饋式閉環(huán)控制系統(tǒng)，將攤鋪機左右側里程計數(shù)器中的數(shù)據(jù)第一時間在攤鋪機反饋控制系統(tǒng)中得到顯示[5]?？刂葡到y(tǒng)可以根據(jù)反饋數(shù)據(jù)進行相應的處理，來發(fā)出合適的命令控制左右履帶行駛控制系統(tǒng)，對攤鋪機的行駛方向和行駛距離都作出精準控制，達到攤鋪機保持直線行駛的目的。

另外履帶式攤鋪機的穩(wěn)定運行，還需要從減小大負載對履帶式攤鋪機行駛系統(tǒng)造成的影響入手，將其干擾降到最低，利用一些大排量的馬達、精準度比較高的元器件以及增大馬達減速箱的機械效率，或者是增加輪邊減速比等，這些都是減少大負載干擾的行之有效措施。這些方法主要是從機械效率層面來實施，一定程度上會增加運行成本。所以也可以在恒速運行方法上，通過攤鋪機的大量運行實驗得到相關數(shù)據(jù)，通過模糊算法對數(shù)據(jù)進行分析。結合數(shù)據(jù)將攤鋪機的負載特性轉(zhuǎn)化為彈簧模型，在對彈簧模型的具體參數(shù)做出有效控制以后，就可以利用PID控制器來進行閉環(huán)控制，這種方法也可以保證履帶式攤鋪機即便是在大負載情況下，也能保持自身的恒定運行。

4 結語

綜上，履帶式攤鋪機會經(jīng)常性的出現(xiàn)大負荷下速度狀態(tài)不穩(wěn)定、轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定甚至是轉(zhuǎn)向跑偏的問題。需要履帶式攤鋪機行駛控制系統(tǒng)設計上建立穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并且對履帶式攤鋪機的受力情況和跑偏問題進行分析解決，采取一些保證履帶式攤鋪機恒速運行的方法，對攤鋪機的創(chuàng)新發(fā)展有著積極意義。