液压智能控制技术在混凝土机械设备的应用研究及产业化

成果基本信息
关键词：	沥青砂浆车;混凝土砌块机;液压
成果类别：	应用技术	技术成熟度：	成熟应用阶段
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	新技术
成果登记号：	9352012Y0398	资源采集日期：	2012-10-20

研究情况
单位名称：	华侨大学	技术水平：	国内领先
评价证书号：	泉科评字[2012]37号	评价单位：	泉州市科技局
评价日期：	2012.05.23	评价证书号：	泉科评字[2012]37号

转化情况
转让范围：	允许出口	推广形式：	合作开发
已转让企业数（个）：	2

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
课题来源与背景：项目来源福建省液压重大专项“液压传动控制技术及产业化”，沥青砂浆搅拌车是高速铁路建造的关键设备，长期以来，我国主要依赖于进口，传统的混凝土砌块机性能较低，项目主要开发新型的土木和道路建设的施工机械，基于四点液压调平控制开发了移动式沥青砂浆搅拌车，主要用于高速铁路建造过程中沥青砂浆的浇筑，是高铁建造施工的关键设备；基于液压激振和磁流变减振技术开发了高效、节能的混凝土砌块机，该砌块机，在满足所生产的砌块性能的基础上，通过减振的半主动控制，降低振动噪声，提高设备使用寿命。技术原理和性能指标：砌块成型机的核心部分是激振装置，其性能直接决定着机器本身的优劣和砌块质量的好坏。开发了一种新的液压激振装置，其基本原理是：振动油缸在“液压激波器”的高速换向中实现快速往复运动，从而产生激振，其关键部件是“激波器”，它是一种能实现高频率油路切换的旋转式换向阀。通过对机械偏心和液压缸两种激振方式理论上的分析，以及液压激振在砌块成型机中的应用，证明与机械偏心激振器相比，液压激振器具有无级调频、调幅、系统简单和操作方便等优点，并能产生更大的振动加速度、幅值，而且更加节能。在实际测试中，这种新的激振方式完全达到砌块机的性能要求，生产出来的砌块经抗压强度的检验，符合要求。根据砌块成型机的结构，设计、制造了专用的磁流变减振系统，主要包括磁流变减振器和专用液压阀两大部分，目的是实现阻尼参数的可调，即减振的半主动控制，以降低振动噪声，提高设备的寿命。项目创造性地将液压控制技术应用于沥青砂浆车箱体的快速调平，具有液压调平技术的沥青砂浆搅拌车各项参数均能很好地满足高铁建造的施工工艺，同时解决了重载设备快速调平过程中自重对液压系统影响的难题，获得了移动沥青搅拌缸的卸料门的液压密封和成品料斗翻转过程中的液压控制专有技术。通过具有专利技术的卸料门结构，液压双向夹紧驱动控制，大大提升了卸料门的密封性能，同时开启和关闭摩擦磨损小，卸料门使用寿命长。每缸沥青砂浆搅拌完毕后，通过卸料门流入成品料斗，成品料斗需要翻转提升到一定的高度，然后通过输送泵进行浇筑，成品料斗在翻转的过程中若有抖动，沥青混合料很容易溅出来，在成品料斗两侧的推举液压控制回路设计液压平衡控制回路，通过合适的液压驱动控制，保证成品料斗推举过程中平稳性。砂浆车技术指标：调平精度：纵向为0.1°，横向为0.1°；调平倾斜角度范围：纵向±4°，横向±５°；电子计量系统准确度： 1﹪/（300kg～600kg）；液体秤计量系统准确度： 1﹪/0.3kg；砌块机技术指标：减振效果：2.89；响应时间：0.038S；振动加速度：111.8m/s2；振动频率：30～50Hz范围内可调。技术创造性和先进性：（1）改进设计了一种砌块成型机的液压激振装置，并成功压制混凝土砌块，砌块的抗压测试达到要求。（2）统筹激振和减振这对矛盾，独立设计了磁流变阻尼器和液压专用阀，实现砌块工艺中的阻尼可控，并设计了相应的控制电路。（3）设计了用于磁流变阻尼器性能检测的专用振动试验台；通过振动信号，建立时间序列模型；利用离散模型，获得所设计的磁流变阻尼器的减振效果，响应时间等静动态性能参数。（4）通过自回归高阶谱分析，揭示了在砌块成型的非线性、非高斯过程中，其振动信号的高阶谱特征与砌块振实的相关性。（5）通过双贴合密封面和液压驱动控制技术，开发了沥青砂浆搅拌车搅拌主机卸料门密封机构，避免流动性较大的沥青砂浆漏浆。（6）通过流体力学仿真和建模技术，构建了沥青砂浆车四点调平控制算法数学模型，优化控制参数，开发了基于模糊PID的四点液压调平控制程序，该程序能直接应用到其它重载系统。（7）开发了具有防摆动功能成品料斗翻转液压控制系统，保证了料斗推举过程的平稳性。（8）通过四组限位开关替代传统的油缸位移传感器，提高了调平的安全性，避免翻车事故的出现。成熟度：具有液压激振和磁流变减振装置的混凝土砌块机属于国际首创，国内外网络未检索到相类似的产品。相对于传统的混凝土砌块机，该技术采用多波形液压激振器，使砌块机实现频率和振幅独立可调；采用磁流变阻尼器实现半主动控制，同时采用时间序列三谱对振动信号进行分析。所开发的砌块机具有无级调频、调幅、系统简单和操作方便等优点，并能产生更大的振动加速度、幅值，而且更加节能；磁流变减振器实现了阻尼参数的可调，即减振的半主动控制，以降低振动噪声，提高设备的寿命。具有液压调平技术的沥青砂浆搅拌车，在国内属于一种新型产品，符合中国铁道部2009年施工认证规范有三一重工、中联重科、邯郸机械、通联重工、南方路机，华侨大学和福建南方路面机械有限公司联合开发的移动式砂浆车采用液压自适应四点调平，设计了出料段液压自动控制，具有双机多限位自锁控制，通过仿真建模开发了去倾角耦合调平算法，调平、移动性能优越，价格低，运行可靠、安全，通过三年使用从未发生安全适用范围：液压振动式砌块机属于混凝土预制机械，在建筑、土木、桥梁等领域得到了广泛的应用，所生产的砌块性能完全满足施工要求，生产成本低。具有液压调平控制系统的沥青砂浆搅拌车属于高速铁路建造的专用关键设备，也可以直接应用于移动式混凝土和沥青砂浆浇筑施工，其中的重载液压四点调平系统可直接应用于其它需要调平的设备，如路面摊铺机、压桩机、市政螺旋升降机等。历年获奖：（1）一种可调偏心激振装置，第十二届全国发明展览会金奖；（2）第六届海峡两岸职工创新成果展览会，金奖；（3）沥青砂浆车，泉州市丰泽区科技进步三等奖；

成果名称：	液压智能控制技术在混凝土机械设备的应用研究及产业化	关键词：	沥青砂浆车;混凝土砌块机;液压
成果类别：	应用技术	一级分类名称：	装备制造
二级分类名称：	建筑施工装备制造	三级分类名称：
研究起止时间：	2007.05 至2011.12	成果体现形式（应用技术类）：	新技术
成果属性：	原始性创新	成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：	成熟应用阶段	技术水平：	国内领先
研究形式：	与企业合作	学科分类1：	国家标准GB T13745-92《学科分类与代码》
单位名称：	华侨大学	学科分类2：
中图分类号1：	中国图书资料分类法（第四版）	所属高新技术类别：	光机电一体化
中图分类号2：		课题来源：	自选
应用行业：	制造业	课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：
经费实际投入额（万元）：	1340.00	评价单位：	泉州市科技局
评价形式：	鉴定	应用状态：	稳定应用
评价日期：	2012.05.23	转让范围：	允许出口
评价证书号：	泉科评字[2012]37号	推荐单位：	福建省教育厅
推广形式：	合作开发	成果登记号：	9352012Y0398
成果简介：	课题来源与背景：项目来源福建省液压重大专项“液压传动控制技术及产业化”，沥青砂浆搅拌车是高速铁路建造的关键设备，长期以来，我国主要依赖于进口，传统的混凝土砌块机性能较低，项目主要开发新型的土木和道路建设的施工机械，基于四点液压调平控制开发了移动式沥青砂浆搅拌车，主要用于高速铁路建造过程中沥青砂浆的浇筑，是高铁建造施工的关键设备；基于液压激振和磁流变减振技术开发了高效、节能的混凝土砌块机，该砌块机，在满足所生产的砌块性能的基础上，通过减振的半主动控制，降低振动噪声，提高设备使用寿命。技术原理和性能指标：砌块成型机的核心部分是激振装置，其性能直接决定着机器本身的优劣和砌块质量的好坏。开发了一种新的液压激振装置，其基本原理是：振动油缸在“液压激波器”的高速换向中实现快速往复运动，从而产生激振，其关键部件是“激波器”，它是一种能实现高频率油路切换的旋转式换向阀。通过对机械偏心和液压缸两种激振方式理论上的分析，以及液压激振在砌块成型机中的应用，证明与机械偏心激振器相比，液压激振器具有无级调频、调幅、系统简单和操作方便等优点，并能产生更大的振动加速度、幅值，而且更加节能。在实际测试中，这种新的激振方式完全达到砌块机的性能要求，生产出来的砌块经抗压强度的检验，符合要求。根据砌块成型机的结构，设计、制造了专用的磁流变减振系统，主要包括磁流变减振器和专用液压阀两大部分，目的是实现阻尼参数的可调，即减振的半主动控制，以降低振动噪声，提高设备的寿命。项目创造性地将液压控制技术应用于沥青砂浆车箱体的快速调平，具有液压调平技术的沥青砂浆搅拌车各项参数均能很好地满足高铁建造的施工工艺，同时解决了重载设备快速调平过程中自重对液压系统影响的难题，获得了移动沥青搅拌缸的卸料门的液压密封和成品料斗翻转过程中的液压控制专有技术。通过具有专利技术的卸料门结构，液压双向夹紧驱动控制，大大提升了卸料门的密封性能，同时开启和关闭摩擦磨损小，卸料门使用寿命长。每缸沥青砂浆搅拌完毕后，通过卸料门流入成品料斗，成品料斗需要翻转提升到一定的高度，然后通过输送泵进行浇筑，成品料斗在翻转的过程中若有抖动，沥青混合料很容易溅出来，在成品料斗两侧的推举液压控制回路设计液压平衡控制回路，通过合适的液压驱动控制，保证成品料斗推举过程中平稳性。砂浆车技术指标：调平精度：纵向为0.1°，横向为0.1°；调平倾斜角度范围：纵向±4°，横向±５°；电子计量系统准确度： 1﹪/（300kg～600kg）；液体秤计量系统准确度： 1﹪/0.3kg；砌块机技术指标：减振效果：2.89；响应时间：0.038S；振动加速度：111.8m/s2；振动频率：30～50Hz范围内可调。技术创造性和先进性：（1）改进设计了一种砌块成型机的液压激振装置，并成功压制混凝土砌块，砌块的抗压测试达到要求。（2）统筹激振和减振这对矛盾，独立设计了磁流变阻尼器和液压专用阀，实现砌块工艺中的阻尼可控，并设计了相应的控制电路。（3）设计了用于磁流变阻尼器性能检测的专用振动试验台；通过振动信号，建立时间序列模型；利用离散模型，获得所设计的磁流变阻尼器的减振效果，响应时间等静动态性能参数。（4）通过自回归高阶谱分析，揭示了在砌块成型的非线性、非高斯过程中，其振动信号的高阶谱特征与砌块振实的相关性。（5）通过双贴合密封面和液压驱动控制技术，开发了沥青砂浆搅拌车搅拌主机卸料门密封机构，避免流动性较大的沥青砂浆漏浆。（6）通过流体力学仿真和建模技术，构建了沥青砂浆车四点调平控制算法数学模型，优化控制参数，开发了基于模糊PID的四点液压调平控制程序，该程序能直接应用到其它重载系统。（7）开发了具有防摆动功能成品料斗翻转液压控制系统，保证了料斗推举过程的平稳性。（8）通过四组限位开关替代传统的油缸位移传感器，提高了调平的安全性，避免翻车事故的出现。成熟度：具有液压激振和磁流变减振装置的混凝土砌块机属于国际首创，国内外网络未检索到相类似的产品。相对于传统的混凝土砌块机，该技术采用多波形液压激振器，使砌块机实现频率和振幅独立可调；采用磁流变阻尼器实现半主动控制，同时采用时间序列三谱对振动信号进行分析。所开发的砌块机具有无级调频、调幅、系统简单和操作方便等优点，并能产生更大的振动加速度、幅值，而且更加节能；磁流变减振器实现了阻尼参数的可调，即减振的半主动控制，以降低振动噪声，提高设备的寿命。具有液压调平技术的沥青砂浆搅拌车，在国内属于一种新型产品，符合中国铁道部2009年施工认证规范有三一重工、中联重科、邯郸机械、通联重工、南方路机，华侨大学和福建南方路面机械有限公司联合开发的移动式砂浆车采用液压自适应四点调平，设计了出料段液压自动控制，具有双机多限位自锁控制，通过仿真建模开发了去倾角耦合调平算法，调平、移动性能优越，价格低，运行可靠、安全，通过三年使用从未发生安全适用范围：液压振动式砌块机属于混凝土预制机械，在建筑、土木、桥梁等领域得到了广泛的应用，所生产的砌块性能完全满足施工要求，生产成本低。具有液压调平控制系统的沥青砂浆搅拌车属于高速铁路建造的专用关键设备，也可以直接应用于移动式混凝土和沥青砂浆浇筑施工，其中的重载液压四点调平系统可直接应用于其它需要调平的设备，如路面摊铺机、压桩机、市政螺旋升降机等。历年获奖：（1）一种可调偏心激振装置，第十二届全国发明展览会金奖；（2）第六届海峡两岸职工创新成果展览会，金奖；（3）沥青砂浆车，泉州市丰泽区科技进步三等奖；
联系人：	科研处	成果登记日期：	2012-05-24
联系人email：	kycljz@hqu.edu.cn	单位代码：	93500046
邮政编码222：	362021	联系人电话：	0595-22693670
单位传真：	0595-22693999	单位通讯地址：	福建省泉州市城华北路269号
单位所在省市：	福建省	单位电话：	0595-22691947
转让收入（万元）：	0	单位属性：	大专院校
合作完成单位：	福建南方路面机械有限公司;群峰机械制造有限公司	已转让企业数（个）：	2
成果发布年份：	2012	知识产权形式：
成果完成人：	杨建红;黄宜坚;房怀英;张认成;黄文景;彭思明;林初仁;江铭;汤明;黄哲誉;丁顺古;林敬靖	资源采集日期：	2012-10-20

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