智能型轮胎压路机的探索.pdf

设备管理&维修技术
Equipment Management Maintenance Technology
智能型轮胎压路机的探
Study on Intelligent Tyred Roller
归少雄,马丽英2,曹源文2
GUI Shao-xiong, MA Li-ying, CAO Yuan-wen?
1.重庆交通大学应用技术学院,重庆400074
2.重庆交通大学机电与汽车エ程学院,重庆400074
1. School of Applied Technology, Chongging Jiaotong University, Chongqing 400074, China
2. School of Electromechanical and Automobile Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074
China
【摘要】基于轮胎压实的揉搓作用以及能使被压实材料具有良好的封闭性等特点,提出可以利用轮胎充气压力的
变化来改变压实度,获取最佳压实效果。介绍了一种能根据被压实材料密实度的变化状况,自动调节轮胎充气压力的
智能型轮胎压路机,并且分析了该设备的关键技术、控制原理和创新点。
I Abstract Based on the rubbing effect of tyred roller on compacted materials and their fine closure created by
the tyred roller, it was suggested that by applying the changing of inflation pressure of tyres, the compaction de-
gree could be changed to attain optimum compaction effect. A type of intelligent tyred roller was introduced.
which could automatically adjust the inflation pressure following the variation of compaction degree. The crucia
technologies and control principle as well as innovations were also mentioned
【关键词】轮胎压路机;充气压力;压实材料;创新
I Key words I tyred roller; inflation pressure; compacted material; innovation
中图分类号:U415.52
文献标志码:B
文章编号:1000-033X(201108-0090-03
0引言
1轮胎压路机的工作原理及构造
随着现代新技术革命的出现,特别是信息技术、微电1.1轮胎压路机的工作原理
子技术、自动控制技术和计算机技术的迅猛发展,引导着
轮胎压路机是一种多轮胎的特种装置车辆。车箱上
工程压实机械向自动化、智能化和机器人化的方向发展。有可增减的压重物,靠压路机的自重,通过特制充气轮胎
目前国产压路机的主要结构和技术方案大多雷同,且技对需压实的材料作静力碾压。轮胎压路机对铺层的压应
术水准一般。国家发改委针对先进制造与自动化技术领力及保持最大有效值的时间与轮胎的负荷、结构、材料
域发展战略,指出了这种落后局面,要求加大推进数字化充气压力、工作速度有关。轮胎压实的优点在于它的揉搓
工程装备的发展力度
作用和能使被压实材料具备良好的封闭性。轮胎表面可
轮胎压路机与其他类型压路机最大的不同就是它的通过柔曲变形挤压被压层四部,进行封密性压实,提高压
压实滚轮是充气轮胎。轮胎的充气压力可以根据施工时实表面和内层的密实度。轮胎在压实作业时能与土壤同
的具体情況和要求进行调节,使其处于最佳工作状态,从时变形,压力作用时间长,接触面积大,能在一个封闭空
而获得良好的压实质量。目前,中国轮胎压路机应用较多间进行揉搓,压实效果好。充气轮胎的柔性作用,可以在
的主要有9~16t、16~25t、20~30t等系列压路机,可以碾保证路面平整度的同时,保护路面层粗骨料不被压碎,使
压沥青混凝土、干硬性水泥混凝土等路面铺层,也可以碾得路面平整、粗糙,具有良好的防滑性能。充气轮胎的柔
压粘性、半粘性、砂性混合料等基础层材料。
性压实和机体质量的垂直压实联合作用,能反复揉搓、滚
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RMEM
压沥青混合料,使路面密水性大大提高,使铺筑层获得均系、液压系统、洒水装置电器设备和配重等)和工作装置
匀的压实度,保证高等级路面的碾压质量,用于沥青混凝(特制轮胎)组成,如图3所示。
土路面效果更好。
驾驶室
在轮胎上有允许的最大载荷时,变换胎内气压,将改
发动机
钢丝簧
变轮胎与铺层的接触面积。图1描述了轮胎的充气压力
方向轮
胶水管
机架
定(0.08MPa),改变轮胎载荷时铺层中的压力分布状态。
地表面
3470配重铁
20
30
施挂装
然50
(a)主视图
(b)左视图
单位:mm
70
200030005000
10000
图3轮胎压路机的构造
压力GN
注:为方便绘制,横坐标未按比例标注。
图1不同轮胎载荷下的压力分布
2关键技术及控制原理
增加轮胎气压,将减小轮胎与铺层的接触面积,增大
表面接触应力,提高压实表面的压实效果,但压实影响深
大多数轮胎压路机上都装有集中充气系统,如图4所
度会缩小。反之,表面接触应力減小,若轮胎处于低气压示。智能型轮胎压路机可根据铺层状况和施工要求随时
值时,由于接触压应力不够,土铺层变形甚小,压实效果改变轮胎的充气压力,使压路机处于最佳工作状态。空气
不佳。可见,轮胎气压和铺层接触面积之间存在着一定的压缩机必须有足够大的排量,储气罐也应有足够大的储
配合关系,当二者配合处于最佳值时,才能得到最好的压气量,这样才能保证在尽可能短的时间内,完成轮胎的充
实效果,此时轮胎的气压称为轮胎的最佳气压。图2为碾气任务。
压8遍后,最佳碾压层厚度与胎内气压之间的关系同。从
压缩机」开关储气罐水分离器控制阀
图2可以看出,当轮胎气压从0.2MPa增加到0.6MPa时,
碾压层厚度近似地成正比例增加。这是由于随着轮胎气
操纵阀
压的增加,土层表面上的压应力也逐步增加的结果。在轮
胎气压接近0.6MPa时,最佳碾压层厚度可达到最大值。
当轮胎气压从0.6MPa增加到0.8MPa时,最佳土层厚度
仍保持最大值,但已有下降趋势。在此气压范围内,轮胎
接地面积的减小抵消了土壤表面压应力増加的影响。当
轮胎气压进一步增加,将导致最佳碾压土层厚度减小。因
为轮胎接地面积大大减小,使压实的影响深度也显著减
图4轮胎压路机集中充气系统
小。无论在土层上有多么高的压应力,土的压实深度都将
所谓智能型轮胎压实机械,就是一种能根据受压材
开始下降。
料的密实度变化状况,可自动调节最佳的轮胎冲气压力,<