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輪式過孔型架橋機(jī)的行走控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)整機(jī)***移動(dòng)與復(fù)雜工況適應(yīng)性的核心模塊,其設(shè)計(jì)需兼顧驅(qū)動(dòng)力輸出、轉(zhuǎn)向靈活性與安全冗余。該系統(tǒng)以 PLC 為控制中樞,通過液壓 - 電氣協(xié)同控制實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)、同步調(diào)節(jié)及故障保護(hù),確保架橋機(jī)在 ±3° 墩臺(tái)高差、R5500m 曲線半徑等工況下的穩(wěn)定作業(yè)。

核心控制架構(gòu)與驅(qū)動(dòng)邏輯
控制系統(tǒng)采用 PLC(可編程邏輯控制器)與變頻控制器的組合架構(gòu),通過 CAN 總線實(shí)現(xiàn)分布式控制。PLC 作為主控制器,實(shí)時(shí)采集各支腿、驅(qū)動(dòng)輪組的傳感器數(shù)據(jù)(如位移、壓力、傾角),并通過變頻控制器調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)后支腿 12 軸 32 輪組的 0-3m/min 無級(jí)調(diào)速。例如,在 20‰縱坡工況下,PLC 通過比較各輪組編碼器反饋的位移數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)調(diào)整液壓泵流量,使輪組同步精度偏差≤±2mm。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用變量泵 - 馬達(dá)閉式回路,配合行星減速機(jī)輸出大扭矩,單個(gè)驅(qū)動(dòng)輪接地比壓≤0.6MPa,確保松軟地基通過性。
轉(zhuǎn)向協(xié)同與曲線控制機(jī)制
轉(zhuǎn)向控制支持全輪轉(zhuǎn)向與蟹行功能,前支腿回轉(zhuǎn)梁通過液壓油缸實(shí)現(xiàn) ±15° 平面旋轉(zhuǎn),中支腿橫移油缸配合實(shí)現(xiàn) ±1.5m 橫向微調(diào)。在 R5500m 曲線架梁時(shí),PLC 根據(jù)激光測(cè)距儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的主梁伸出端與中支腿距離,同步調(diào)節(jié)前支腿回轉(zhuǎn)角度與中支腿橫移量,使整機(jī)以曲線擬合方式過孔,橫向偏差控制在 ±15mm 以內(nèi)。例如,某 900 噸級(jí)架橋機(jī)在曲率半徑 R6000m 的連續(xù)梁橋施工中,通過該機(jī)制實(shí)現(xiàn)了箱梁軸線偏差≤±20mm 的安裝精度。
安全冗余與故障保護(hù)
系統(tǒng)集成三級(jí)安全防護(hù)體系:①過載保護(hù)通過稱重傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)支腿載荷,當(dāng)單腿壓力超過額定值的 90% 時(shí),PLC 觸發(fā)聲光報(bào)警并限制行走;②防溜坡控制采用延時(shí)釋放抱閘線圈技術(shù),在電機(jī)扭矩達(dá)到設(shè)定值后再解除制動(dòng),避免坡道啟動(dòng)時(shí)的溜車風(fēng)險(xiǎn);③同步失效保護(hù)通過位移傳感器對(duì)比各輪組行程,當(dāng)偏差超過 5mm 時(shí)自動(dòng)停機(jī)并啟動(dòng)機(jī)械鎖定銷軸。此外,液壓系統(tǒng)配置雙向平衡閥與液壓鎖,防止油缸意外回縮,橫移油缸行程重復(fù)定位精度≤±0.3mm。
制造工藝與可靠性保障
控制系統(tǒng)關(guān)鍵部件采用模塊化設(shè)計(jì),如 PLC 控制柜與變頻模塊集成于防潮防塵機(jī)箱,運(yùn)輸重量≤35 噸,現(xiàn)場(chǎng)拼裝僅需 24 小時(shí)即可完成。傳感器線路采用屏蔽雙絞線并單端接地,抗電磁干擾能力達(dá) IEC 61000-4-6 標(biāo)準(zhǔn)。在 900 噸箱梁荷載下,控制系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間≤200ms,確保過孔時(shí)整機(jī)重心偏移量≤±150mm,滿足高速鐵路橋梁施工的嚴(yán)苛要求。
這種液壓 - 電氣協(xié)同的控制系統(tǒng),通過多維度數(shù)據(jù)融合與動(dòng)態(tài)補(bǔ)償算法,實(shí)現(xiàn)了架橋機(jī)在復(fù)雜地形下的***作業(yè),為高速鐵路建設(shè)提供了可靠的技術(shù)支撐。
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