本發(fā)明具體涉及一種基于供料量是攤鋪機(jī)參數(shù)設(shè)置方法。
背景技術(shù)：
攤鋪機(jī)是路面施工的關(guān)鍵設(shè)備，在路面施工過(guò)程中，瀝青拌合站生產(chǎn)出來(lái)的瀝青材料經(jīng)卡車運(yùn)輸至攤鋪機(jī)，由攤鋪機(jī)接受瀝青材料并進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，后經(jīng)壓路機(jī)壓實(shí)形成路面。
通常由于拌合站和卡車運(yùn)輸?shù)哪芰τ邢蓿蠖鄶?shù)情況下大大低于攤鋪機(jī)的最大理論生產(chǎn)率，即對(duì)于攤鋪機(jī)來(lái)說(shuō)供料量有限，因此經(jīng)常出現(xiàn)停機(jī)等待現(xiàn)象。由于長(zhǎng)時(shí)間的停機(jī)等待，瀝青材料溫度變低，而攤鋪機(jī)通常等待新材料時(shí)，料斗幾乎是空的，這些將造成攤鋪路面的離析現(xiàn)象；另外頻繁的“起-停”作業(yè)也會(huì)造成鋪層密實(shí)度不均勻，平整度不佳現(xiàn)象，這些都會(huì)顯著影響路面的攤鋪質(zhì)量，進(jìn)而導(dǎo)致形成后的路面行車舒適度和壽命大大降低。
對(duì)于一個(gè)給定的攤鋪機(jī)的理論生產(chǎn)率主要由以下因素決定：輸料速度、分料速度、攤鋪機(jī)速度、涉及熨平板寬度和攤鋪厚度。目前，實(shí)際攤鋪過(guò)程中，還要考慮拌合站和開(kāi)車的運(yùn)輸能力，只能依靠操作者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)調(diào)整部分參數(shù)，而這往往很困難，有時(shí)會(huì)使攤鋪質(zhì)量更差?，F(xiàn)有已知技術(shù)并未提供此問(wèn)題的解決方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種基于供料量的攤鋪機(jī)參數(shù)設(shè)置的方法，減少“起-?！贝螖?shù)和/或等待新材料到來(lái)的時(shí)間，盡可能保證連續(xù)攤鋪。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于供料量的攤鋪機(jī)參數(shù)設(shè)置方法，其特征是，攤鋪機(jī)參數(shù)設(shè)置包括攤鋪速度設(shè)定、輸料速度設(shè)定和分料速度設(shè)定；
1)攤鋪速度設(shè)定
假設(shè)攤鋪機(jī)不停止，連續(xù)攤鋪，那么理想的攤鋪速度v0計(jì)算公式如下：
其中，x：拌合站生產(chǎn)率，單位t/h；ρ：熨平板之后的材料密度，單位t/m3；l：攤鋪寬度，單位m；h：攤鋪層厚度，單位m；
考慮允許下一個(gè)卡車倒料進(jìn)入攤鋪機(jī)的平均間隔時(shí)間td，對(duì)于攤鋪機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)率x′應(yīng)為：
其中，td：允許下一個(gè)卡車倒料進(jìn)入攤鋪機(jī)的平均間隔時(shí)間，單位為s/車；y：每卡車運(yùn)輸?shù)挠行У钠骄牧现亓?，單位t；
對(duì)于實(shí)際的攤鋪機(jī)速度vd應(yīng)為：
將式(2)代入式(3)，可得
將式(1)代入式(4)，可得
至此，vd即作為設(shè)定的攤鋪機(jī)速度；
2)輸料速度設(shè)定
對(duì)于一個(gè)給定的攤鋪機(jī)，輸料系統(tǒng)的最大輸料速度cmax已知的；而輸料系統(tǒng)實(shí)際需要的輸料能力xc_1，顯然應(yīng)和攤鋪機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)率x′是相等的；
即：xc_1＝x′(7)。
又由于對(duì)于一個(gè)給定的攤鋪機(jī)，輸料速度與輸料能力成正比，即
其中，c1：實(shí)際需要輸料速度，單位m/min；cmax：最大輸料速度，單位m/min；xc_1：輸料系統(tǒng)實(shí)際需要的輸料生產(chǎn)率，單位t/h；xc_max：輸料系統(tǒng)最大輸料生產(chǎn)率，單位t/h；
式(2)代入式(8)，可得：
至此，c1即作為設(shè)定的輸料速度；
3)分料轉(zhuǎn)速設(shè)定
對(duì)于一個(gè)給定的攤鋪機(jī)，分料系統(tǒng)的最大分料速度amax已知的；而分料系統(tǒng)實(shí)際需要的分料能力xa_1，顯然應(yīng)和攤鋪機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)率x’是相等的；
即：xa_1＝x′(10)
又由于對(duì)于一個(gè)給定的攤鋪機(jī)，分料轉(zhuǎn)速與分料能力成正比，即
a1：實(shí)際需要分料轉(zhuǎn)速，單位rpm；amax：最大分料轉(zhuǎn)速，單位rpm；xa_1：分料系統(tǒng)實(shí)際需要的分料生產(chǎn)率，單位t/h；xa_max：分料系統(tǒng)最大分料生產(chǎn)率，單位t/h；
式(2)代入式(11)，可得：
至此，a1即作為設(shè)定的分料轉(zhuǎn)速。
進(jìn)一步的，考慮每小時(shí)卡車數(shù)量，記為n，則
進(jìn)一步的，攤鋪速度、輸料速度和分料速度的設(shè)定值存儲(chǔ)在攤鋪機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。
進(jìn)一步的，攤鋪速度、輸料速度和分料速度的設(shè)定以觸摸顯示屏方式設(shè)置。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的方法，來(lái)設(shè)定攤鋪機(jī)攤鋪速度、輸料速度和分料轉(zhuǎn)速，可以有效控制攤鋪間隔時(shí)間，確保連續(xù)攤鋪，從而保證道路施工質(zhì)量。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
在本發(fā)明專利的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明專利和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明專利的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
在本發(fā)明專利的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明專利中的具體含義。
本發(fā)明提供了一種攤鋪機(jī)參數(shù)設(shè)置的方法，通過(guò)匹配攤鋪機(jī)的參數(shù)和供料量(包括卡車運(yùn)料量和拌合站生產(chǎn)率)，來(lái)優(yōu)化攤鋪機(jī)的參數(shù)設(shè)置，以獲得更好的攤鋪過(guò)程。具體包括以下步驟：
對(duì)于一臺(tái)攤鋪機(jī)的理論生產(chǎn)率由以下因素決定：攤鋪速度、輸料速度、分料速度、攤鋪寬度、攤鋪厚度和供料量。而對(duì)于一個(gè)具體的工地，攤鋪寬度和攤鋪厚度是給定的。因此本發(fā)明涉及的參數(shù)設(shè)定主要是攤鋪速度、輸料速度和分料速度，具體如下：
1)攤鋪速度設(shè)定
首先對(duì)于一個(gè)具體的施工工地，以下信息是已知的：
x：拌合站生產(chǎn)率，單位t/h；
ρ：熨平板之后的材料密度，單位t/m3，例如：對(duì)于細(xì)骨料瀝青混凝土約2.3t/m3(基層瀝青混合料約接近2.0t/m3)；
l：攤鋪寬度，單位m；
h：攤鋪層厚度，單位m；
在攤鋪過(guò)程中，一個(gè)攤鋪機(jī)的最優(yōu)攤鋪速度取決于：材料運(yùn)輸、熨平板寬度和攤鋪厚度，所選的攤鋪機(jī)速度應(yīng)在避免不必要調(diào)整和/或停止的情況下選擇。該前提的背景是，當(dāng)攤鋪過(guò)程盡可能連續(xù)時(shí)，浮動(dòng)熨平板的性能是最佳的。
那么假設(shè)攤鋪機(jī)不停止，連續(xù)攤鋪，理想情況下是和拌合站的理論生產(chǎn)率一致。那么理想的攤鋪速度v0(單位m/min)計(jì)算公式如下：
實(shí)際作業(yè)中，攤鋪機(jī)前部的多個(gè)卡車是交錯(cuò)倒料給攤鋪機(jī)，因此不同卡車卸料需要一定的間隔時(shí)間，通常在下一個(gè)卡車倒料前，允許攤鋪機(jī)的停止時(shí)間約為30秒，但根據(jù)整體循環(huán)情況，這可能大大不同。對(duì)于一個(gè)給定的工地，無(wú)論如何這個(gè)停止時(shí)間應(yīng)基本恒定。
其次對(duì)于一個(gè)具體的施工工地，以下信息是已知的：
td：允許下一個(gè)卡車倒料進(jìn)入攤鋪機(jī)的平均間隔時(shí)間，單位為s/車；
y：每卡車運(yùn)輸?shù)挠行У钠骄牧现亓?，單位t。
那么：
考慮允許下一個(gè)卡車倒料進(jìn)入攤鋪機(jī)的平均間隔時(shí)間td，對(duì)于攤鋪機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)率x′(單位為t/h)應(yīng)為：
則考慮允許下一個(gè)卡車倒料進(jìn)入攤鋪機(jī)的平均間隔時(shí)間td，對(duì)于實(shí)際的攤鋪機(jī)速度vd(單位m/min)應(yīng)為：
將式(2)代入式(3)，可得
將式(1)代入式(4)，可得
或考慮每小時(shí)卡車數(shù)量，記為n(車/h)，則式(5)可寫(xiě)成：
至此，vd即作為設(shè)定的攤鋪機(jī)速度。
2)輸料速度設(shè)定
對(duì)于輸料速度，輸料系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)置依據(jù)需要輸送的材料量。輸料系統(tǒng)的速度范圍應(yīng)被選定在僅能提供必需的能力，又能在最低合理的速度的條件下。這個(gè)設(shè)置是積極的最有效的，同時(shí)它減少因輸料速度過(guò)快導(dǎo)致離析的概率。
c1：實(shí)際需要輸料速度(考慮攤鋪機(jī)的停止時(shí)間)，單位m/min；
cmax：最大輸料速度，單位m/min；
xc_1：輸料系統(tǒng)實(shí)際需要的輸料生產(chǎn)率(考慮攤鋪機(jī)的停止時(shí)間)，單位t/h；
xc_max：輸料系統(tǒng)最大輸料生產(chǎn)率，單位t/h；
對(duì)于一個(gè)給定的攤鋪機(jī)，輸料系統(tǒng)的最大輸料速度cmax已知的；而輸料系統(tǒng)實(shí)際需要的輸料能力xc_1，顯然應(yīng)和攤鋪機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)率x′是相等的；
即：xc_1＝x′(7)。
又由于對(duì)于一個(gè)給定的攤鋪機(jī)，結(jié)構(gòu)是確定的，輸料速度(單位m/min)與輸料能力(單位t/h)成正比。即
式(2)代入式(8)，可得：
至此，c1即作為設(shè)定的輸料速度。
3)分料轉(zhuǎn)速設(shè)定
對(duì)于分料轉(zhuǎn)速，分料系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)置依據(jù)需要輸送的材料量和熨平板的寬度。分料系統(tǒng)的速度范圍應(yīng)被選定在僅能提供必需的能力，又能在最低合理的速度的條件下。這個(gè)設(shè)置是積極的最有效的，同時(shí)它減少因分料速度過(guò)快導(dǎo)致離析的概率。
a1：實(shí)際需要分料轉(zhuǎn)速(考慮攤鋪機(jī)的停止時(shí)間)，單位rpm；
amax：最大分料轉(zhuǎn)速，單位rpm；
xa_1：分料系統(tǒng)實(shí)際需要的分料生產(chǎn)率(考慮攤鋪機(jī)的停止時(shí)間)，單位t/h；
xa_max：分料系統(tǒng)最大分料生產(chǎn)率，單位t/h；
對(duì)于一個(gè)給定的攤鋪機(jī)，分料系統(tǒng)的最大分料速度amax已知的；而分料系統(tǒng)實(shí)際需要的分料能力xa_1，顯然應(yīng)和攤鋪機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)率x’是相等的；
即：xa_1＝x′(10)
又由于對(duì)于一個(gè)給定的攤鋪機(jī)，結(jié)構(gòu)是確定的，分料轉(zhuǎn)速(單位rpm)與分料能力(單位t/h)成正比。即
式(2)代入式(11)，可得：
至此，a1即作為設(shè)定的分料轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明依據(jù)運(yùn)輸攤鋪材料量來(lái)優(yōu)化攤鋪機(jī)的參數(shù)設(shè)置，攤鋪機(jī)參數(shù)設(shè)置包括攤鋪速度、輸料速度和分料速度，使攤鋪機(jī)形成一個(gè)較為連續(xù)的攤鋪機(jī)過(guò)程，在該過(guò)程中將會(huì)更少的意外調(diào)整或中斷。
用這種方法計(jì)算的值是推薦值。由于許多未知因素，機(jī)器的操作員仍然應(yīng)該有機(jī)會(huì)調(diào)整或糾正該推薦值。另外，這些設(shè)置可以存儲(chǔ)在機(jī)器的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，并允許操作員選擇最合適的設(shè)置。
對(duì)于現(xiàn)代帶有電子控制系統(tǒng)的攤鋪機(jī)，應(yīng)能提供一個(gè)自動(dòng)或半自動(dòng)設(shè)置的系統(tǒng)來(lái)對(duì)這些骨料的輸送量進(jìn)行設(shè)置。更簡(jiǎn)單的解決方案可以是以某種方式(如顯示器上顯示、寫(xiě)入手冊(cè)等)來(lái)提供建議。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。