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1、沥青混凝土摊铺机找平均衡梁的频率特性赫00—√沥青混凝土摊铺机找平均衡粱的频率特性长安大学郁录平惠辉袁明虎i摘要:介绍沥青摊铺机均衡梁的结构及其工作原理.利用正弦量的旋转矢量的表示方法,!i分析基准梁长度,滑靴的间距和滑靴长度对基准梁的频率特性的影响.通过对基准梁的幅值特性!;曲线的研究,给出基准梁滑靴的最优设计,以保证基准梁对地面波动干扰最佳的衰减能力.!;?…◆◆…◆1…◆…?.◆.◆….◆◆◆….◆….◆….◆….◆…,◆1◆…?◆◆◆◆…◆.◆….◆.◆.◆...◆◆◆.◆…◆…..m◆关键词:沥青混凝土摊铺机基准梁频率特性1问题
2、的提出沥青混凝土摊铺机采用以均衡梁作为自动找平系统的基准后,不需要专门架设基准线,消除了由于基准线变形等不确定因素带来的摊铺误差,可以避免在挂线过程中产生的累积误差和摊铺过程中的掉线问题,因此能很好地保证路面平整度.由于采用均衡梁的摊铺机是以路基和铺过的路面为相对基准进行摊铺的,所以路面铺层的厚度均匀,路面强度得到了保证.但是,与此同时,地面的不平整也总会以某种形式进入自动找平系统,影响摊铺机的作业质量.所以均衡梁性能是一个值得我们研究的问题.2跨越式均衡梁的工作原理简介2.1基本结构跨越式均衡梁由三部分组成(图1),即铰接于摊铺机前端,
3、后端的浮动基准梁和跨越于摊铺机熨平板前后且铰接于摊铺机动臂的杆件(即前,后连接梁).常见的基准梁有杆件铰接式和弹簧支撑式两种,其主要功能是高效滤波作用,而且两种的实际使用性能相近.本文讨论弹簧支撑式,其主要结论也可以应用于杆件铰接式基准梁.2.2基准梁工作原理跨越式均衡梁用其基准梁对地面进行滤波后,一16一1.滑靴2.后基准梁3.后连接梁4.传感器5.前连接梁6.前基准梁图1均衡梁结构原理示意图通过前后连接梁给摊铺机提供一个高度相当稳定的参考点,摊铺机的找平控制系统以该点为基准确定铺层厚度,起调平作用.2.2.1基准梁高度与路面高度的关系
4、为了便于进行分析,在下面的讨论中,我们暂时不考虑弹簧下面滑靴的长度对基准梁性能的影响.这时基准梁的重量由n个滑靴上面的弹簧的弹性力来支撑.设开始时基准梁工作于水平地面上,n个滑靴上弹簧的压缩长度相同,基准梁与地面的距离保持一个常量(图2a).在这时,基准梁离开地面的高度.为:ho=H一△(1)式中:滑靴上弹簧的自由长度△——基准梁在水平地面时每个弹簧的压缩量12……f……"l2……f……"(a)(b)图2基准梁的工作过程分析拭2006(1)Ah=导(2)式中:G——基准梁的重量n——基准梁下面滑靴的数量——每个滑靴上弹簧的刚度系数当摊铺机
5、向前运动了距离,使基准梁工作于不平整的地面上时(图2b),设第i个滑靴处地面的高度为,第i个滑靴上弹簧的实际长度为h,则基准梁中心处的高度()为:()=()=n(一△)胡+一n△即:)=+(3)△粤(4)AhFn=G=Ah(5)式中:△厂一在基准梁的重量作用下第个滑靴上弹簧的变形'G『__一基准梁作用在第个滑靴上的重力将上式代入(3)后,再将(1)式代入得:h(x)=ho+yi(6)如果将基准梁开始工作时中心的高度y(x),从它在初始水平地面工作时的高度算起(即以图2a中的0点算起),则有:y()=()一ho=F():∑yi()(7)这就
6、是说,基准梁工作时其中心的高度变化量为其下面滑靴所在位置处,地面高度变化的平均值.从信号分析的角度来说,n个滑靴向基准梁输入了yl),y2(x),……),n个信号,而基准梁的输出y)就是这n个信号的平均值,通常将这称作为基准梁的滤波作用.2.2.2基准梁滤波时的频率特性前面是在幅值范围内用常规方法分析了基准梁的滤波作用,未考虑地面的频率成分对基准梁性能的影响,下面讨论基准梁滤波时的频率特性.设基准梁工作于一条高度按正弦规律工彳{杠拭2006(1)(y=Asin(IJ)变化的地面上(图3),我们以最后面一个滑靴所在的位置作为计算的起点.在基
7、准梁工作的过程中,第个滑靴所在位置的地面高为:yi(x)=Asin(IJ+(一1)1]=Asin(+)(i=1,2,…n)(8)式中:卜一滑靴之间的距离A——地面波动的幅值广～地面波动的角频率_地面波动的周期(T=2~r/(IJ)厂第个滑靴所在位置的初相位=(一1)(=1,2,…n)(9)将(8)代入(7)得:y()=n()=Asin[争+训(1o)这是n个滑靴向基准梁对应输入的n个周期,幅值相同,仅相位角不同的正弦信号,基准梁的输出y)就是这n个正弦信号的平均值.利用正弦信号的旋转矢量表示法可以容易地求得这个平均值.函数():Asin[
8、+】用旋转矢量可以表示为图4的形式.A表示矢量的模,旋转矢量Y可以用其初相位表示为以下形式:j,:Ay.cos~i+iAsinai(11)这种周期相同的旋转矢量可以用矢量求和的方法得到合成矢量
