用于测定表示压实机接触状态的接触范围的装置和方法_3

文档序号:8249237阅读:来源:国知局
例如由角度α所表示的接触范围的操作步骤。
[0040]在由箭头U所表示的压实机轧辊12围绕其压实机轧辊旋转轴线D转动完整一周的过程中,采集圆周区域22运动并且以其接触传感器3在线A的区域中、即在图2中的时间点tA与待压实的地基14接触。接触信号S3的信号水平在该时间点明显下降。例如可以选择接触信号S3具有其最小值的时间点作为出现接触的时间点。在继续运动的过程中,采集圆周区域22到达线E的区域中,从而采集圆周区域22在时间点tE与待压实的地基14脱离接触,并且信号水平因此再次提高。在这里例如信号水平再次提高的时间点可以用作采集圆周区域22和待压实的地基14之间接触终止位置的时间点。这意味着,采集圆周区域22在两个时间点tA和tE之间与待压实的材料接触。时间点h描述图1的状态。
[0041]压实机轧辊12与待压实的地基14接触的圆周长度、或者说角度范围α能够以简单的方式和方法通过时间点tE和扒之间的时间间隔h的时长与整个一周U的长度的比例测定。通过该比例能够以简单的方式和方法在没有其他的数学运算的情况下测定最终表示360°的整个角度的一小部分或者一个角度区段的角度α。在考虑到压实机轧辊12的半径r和压实机轧辊的可由此算出的整个周长的情况下,可以测定压实机轧辊12与待压实的地基14相接触的周长。为了使朝向方向V的运动速度上的变化与由此得出的在旋转方向R上的旋转速度上的变化能够得到补偿,还可以考虑压实机轧辊12的运动中的运动速度或者说角速度。在经简化的假设中,压实机轧辊12转动一周U的过程中该压实机轧辊以基本上恒定的速度运动,那么理论上就不需要这样的速度补偿。
[0042]以前述方式和方法能够测定压实机轧辊12和待压实的地基之间的接触区域的大小。在进一步考虑已经提到的接触参考位置K的情况下,还能够准确地将角度α、即压实机轧辊12的与待压实的地基14相接触的整个圆周区域分成两个部分a Bug和a Hecko图2示出,在时间点tE和tA之间,如果采集圆周区域22经由接触参考位置K离开,采集圆周区域18刚好以其接触传感器I运动经过旋转定位参考区域30。这意味着,在采集圆周区域22从接触参考位置K上经过时,接触传感器I的接触信号SI突然变化,例如下降到低的水平。出现接触信号SI下降或者其下降到例如最低水平的时间点可以对此用作旋转定位频率,从而与接触传感器3的接触信号S3相关联地将时间间隔&分成图1中也标识出的两个部分,即前侧的向前的或者说在时间上首先出现的部分aBug和随后的部分α-,。
[0043]在运用前述装置的情况下,不仅能够测定压实机轧辊12与待压实的地基14相接触的周长或者说角度区段,而且也能够测定相对于接触参考位置K的接触不对称,而该不对称又使得能够推断出在压实机轧辊12前面形成的前部波浪26。
[0044]图2中可以看出,通过相应的方式和方法在采集圆周区域18与待压实的地基14接触时,接触传感器3经过旋转定位参考区域30就表明到达接触参考位置K。相应地,形成两个接触传感器2和4或者说由此所产生的接触信号S2和S4的关系。这意味着,在压实机轧辊12围绕其压实机轧辊旋转轴线D仅旋转一周U的过程中产生角度α或者角度分量a Bug和a Heck的四个记录,这使得能够采集到具有高精确度或者说重复率高的值,并且与此相应地还能够针对待进行的压实过程相应地经常参考这些值。
[0045]在这种情况下需要指出,前面通过图1和2所示的工作原理当然也可以在选择其他数量的采集圆周区域及其另一种相对定位的情况下使用。例如可以设置具有120°角距的三个采集圆周区域。也可以例如仅有相互之间具有任意的圆周距离的两个采集圆周区域进行工作。总是需要考虑的是:有利的方法是其中一个采集圆周区域处于接触参考位置K上时,另一个采集圆周区域与旋转定位参考区域30共同作用以形成旋转定位参考是。即使是单一的采集圆周区域也可能会通过与旋转定位参考区域的相互作用而达到所希望的结果。但是在这种情况下还必须额外地考虑压实机轧辊12的运动速度或角速度,以测定经过旋转定位参考区域的采集圆周区域何时处于接触参考位置中。不管使用多少采集圆周区域或者接触传感器,原则上都能够将地面压实机中的任意位置上的旋转定位参考区域定位在出于结构上的原因可能或有利的位置。这样例如在图1所示的示例中旋转定位参考区域30能够围绕压实机轧辊旋转轴线D以90°向前或向后移动,从而能够例如使用接触传感器4或接触传感器2的接触信号S4或S2与采集圆周区域22或者说接触传感器3相关联。
[0046]图3以简化的示例说明在通过角度α所表示的接触范围的情况下能够或者说如何测定接触宽度b。在图3所示的情况下没有前部波浪26,因此图1中所提到的两个角度分量aBug和0116。,原则上应该是相等的。通过角度α所表示的周长范围由到通过待压实的地基14所展开的平面上的正交投影换算成接触宽度b。在图3所示的理想化的没有前部波浪的对称情况下,角度分量aBug和α Jfedt大小相等并且整个角度α等于两倍的接触宽度2b。而接触宽度b对此又能够用在图4所示的赫兹公式中,同时还考虑已知的值:压实机轧辊12的半径r,压实机轧辊12沿压实机轧辊旋转轴线D的方向上的长度1,以及由压实机轧辊12所施加的重力F,从而推断出材料特性、例如弹性系数E或者说泊松比V。需要指出,特别是在出现前部波浪以及待压实的地基14的相对于接触参考位置K不对称接触的情况下,对于两个部分aBug和Ciltedt例如采用矢量分解分别单独计算接触宽度。但是原则上也有这种可能性,通过多次试验测定待压实材料的物理性质和合适的由前述接触范围表示的接触比例之间的关系,并且将这种关系例如以表格的形式或者在数据库中保存,从而在压实过程中通过比较采用接触信号所测定的接触范围和相应的在试验中所测定的值可以推断出地基14的压实状态。
[0047]图5至8示出了接触传感器的各种示例,这些接触传感器能够安装在图1概括性示出的装置10中。图5示出了作为哨子传感器同样已知的声学的接触传感器1,该声学的接触传感器通过空气导管30输送在接触传感器I中产生哨音的空气L。而该哨音又能够由麦克风32接收。接触传感器I通过轧辊面14中的开口 34朝向外部敞开,因此根据开口34是否被遮盖而调整出现在接触传感器I中产生的声音的不同频率,由此能够识别出采集圆周区域18例如在旋转定位参考区域30或者在待压实地基14上经过。
[0048]图6示出了作为超声波传感器的接触传感器I的结构。该超声波传感器产生超声波信号,该超声波信号根据采集圆周区域18是否被材料遮盖而受到不同的反射,并且以不同的水平接收在相应的例如提供在接触传感器I中的接收器中。
[0049]图7示出了构造为机械的键控传感器的接触传感器I。该接触传感器具有贯穿轧辊面14中的开口 34的键控器36,如果采集圆周区域18被材料遮盖,则该键控器向内移动。该键控器36例如可以构造为交换衔铁,因此该交换衔铁在接触传感器I中的移动导致产生相应的信号。
[0050]图8示出了构造为压
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