CC BY
103Механика специальных систем
УДК 624. 216. 3
А. П. Прокопьев, Р. Т. Емельянов, Т. Н. Поляков, С. В. Шилкин Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск
РЕГУЛИРОВАНИЕ УГЛА АТАКИ АСФАЛЬТОУКЛАДЧИКА
Исследована возможность создания управляющего модуля для автоматического изменения угла атаки асфальтоукладчика.
Технологию устройства дорожного основания обусловливают вид и тип щебеночно-песчаной смеси, методы укладки смеси в дорожное полотно, средства механизации. Для распределения щебеночно-песчаной смеси применяются асфальтоукладчики, имеющие преимущество в части обеспечения предварительного уплотнения с последующим окончательным уплотнением катком [1].
При движении асфальтоукладчика по подстилающей поверхности дороги ходовая его часть буксирует выглаживающую плиту за тяговые брусья, причем на пути ходовой части могут встречаться как впадины, или углубления, так и выступы, или бугры. При наезде ходового устройства асфальтоукладчика на основание дороги с переменной плотностью траектория перемещения выглаживающей плиты изменяется и происходит изменение угла атаки асфальтоукладчика. В результате плотность основания изменяется как по длине, так и по ширине дороги. Нарушается нормальный процесс формирования укладываемого слоя. Плотность основания на впадине будет меньше, чем на бугре, т. е. Я1 > И2 (рис. 1).
Для обеспечения условия Я1 = Я2 необходима такая подача щебеночно-песчаной смеси от разравнивающего шнека к трамбующему брусу, чтобы на впадине был больший слой смеси за счет регулирования скорости движения асфальтоукладчика и частоты ударов трамбующего бруса.
Целью работы является повышение качества уплотнения дорожного основания за счет применения дополнительного модуля автоматического управления углом атаки асфальтоукладчика.
Угол атаки призван поддерживать толщину укладываемого слоя в заданных размерах и на серийных
машинах устанавливается вручную с помощью регулировочных винтов. Изменение угла атаки винтами вызывает свободное вертикальное перемещение плиты вверх и вниз, обеспечивая таким образом регулирование толщины укладываемого слоя. В настоящее время угол атаки устанавливается вручную перед началом процесса укладки асфальтобетонной смеси. Однако угол атаки необходимо изменять и при движении укладчика, когда на поверхности основания возникает различная плотность. Для автоматизации процесса установки требуемого угла атаки выглаживающей плиты применен новый элемент - гидроцилиндр, работающий от электроуправляемых золотников гидропривода.
Результаты исследований при движении укладчика показали, что при длине перемещения 14 м зависимость высоты неровности имеет криволинейный вид (рис. 2). При увеличении длины перемещения асфальтоукладчика зависимость переходит в прямолинейную.
Результаты исследований использованы при создании управляющего модуля для совершенствования систем автоматизации асфальтоукладчика посредством разработки модуля автоматического изменения угла атаки выглаживающей плиты при работе машины на грунтах с различной плотностью.
Библиографическая ссылка
1. Управление технологическими процессами устройства асфальтобетонных дорожных покрытий / А. П. Прокопьев, Р. Т. Емельянов, А. С, Климов, Е. С. Ту-рышева // Строительные и дорожные машины. 2011. № 7. С. 30-37.
Рис. 1. Схема основания дороги с переменной плотностью
Решетневскце чтения
А -
—
у — -0.004х2 + 0.127х + 0.10 5
RJ = 0,936
♦ - -
О 5 10 15 20 25
Длима перемещения асфальтоукладчика L, м
Рис. 2. Зависимость высоты неровности дорожного основания от длины перемещения асфальтоукладчика
A. P. Prokopiev, R. T. Emelyanov, T. N. Polyakov, S. V. Shilkin Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk REGULATION OF AN ANGLE OF ATTACK OF AN ASPHALT SPREADER
Technology of the device of the road basis cause: a look, and type of a shchebenochno-sand mix, methods of laying of a mix in the road cloth, applied means of mechanization. The asphalt spreaders having advantage regarding ensuring ofpreliminary consolidation with the subsequent final consolidation by a skating rink are applied to distribution of a shchebenochno-sand mix
© Прокопьев А. П., Емельянов Р. Т., Поляков Т. Н., Шилкин С. В., 2012
УДК 625.084/085:625.855.3
А. П. Прокопьев, В. И. Иванчура, Р. Т. Емельянов, Т. Н. Поляков Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск
МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ДВИЖЕНИЯ КАТКА
Рассмотрена математическая модель, в терминах переменных состояния описывающая процесс управления скоростью движения асфальтового вибрационного катка с учетом динамики гидрообъемной трансмиссии.
Разработка регулятора для управления режимами дорожного катка связана с особенностями уплотняемой среды. Асфальтобетонная смесь является упруго-вязкопластической средой с изменяющимися во времени параметрами при уплотняющем воздействии на нее, т. е. характеризуется как стохастическая динамическая система.
Точное математическое описание уплотняемой среды представляет собой задачу повышенной сложности. При разработке нечеткого регулятора учитываются следующие параметры: температура смеси, плотность смеси, скорость движения катка, статическая нагрузка на валец, частота и амплитуда вибраций вальца, масса вальца и катка в целом.
При движении катка возможны разные частотные диапазоны работы, при которых достигается оптимум по уплотнению. Оператор катка не всегда может вы-
брать оптимальное решение, не исключены и ошибки, поэтому предлагаемая структура управления предназначена повысить качество управления, предупредив неправильные команды оператора и согласуясь с заложенной целевой функцией управления и правилами.
Для построения модели системы управления режимами асфальтового вибрационного катка требуется разработка математических моделей элементов системы. В данной работе рассматривается математическая модель в пространстве состояний процесса управления скоростью движения асфальтового вибрационного катка.
Каток представляет собой самоходную машину, в состав которой входят силовая установка, передняя и задняя рамы, кабина, механизм обработки кромки асфальтобетона. Рабочими органами катка являются
