【文章內(nèi)容簡介】 負載變化較大。根據(jù)節(jié)流閥的安裝位置，節(jié)流調(diào)速有進油節(jié)流調(diào)速和回油節(jié)流調(diào)速兩種。 節(jié)流回路 (A)為進油節(jié)流調(diào)速，節(jié)流閥安裝在高壓路上，液壓泵1與節(jié)流閥串聯(lián)，節(jié)流閥之前安裝有溢流閥2，壓力油經(jīng)節(jié)流閥和換向閥4進入液壓缸5的大腔使活塞右移。負載增大時液壓缸大腔壓力增大，節(jié)流閥前后的壓力減小，因此通過節(jié)流閥的流量減小，活塞移動的速度降低，一部分油液通過液流閥流回油箱。反之，隨著負載減小，通過節(jié)流閥進入液壓缸的流量增大，加快了活塞的移動速度，液流量也相應的減少。（B）為回油節(jié)流調(diào)速，節(jié)流閥安裝在低壓回路上，限制回油流量?；赜徒亓骱蟮挠鸵弘m然發(fā)熱，但進入油箱，不會影響執(zhí)行元件的密封效果，而且回油無阻尼，速度比較穩(wěn)定。液壓挖掘機的工作裝置為了作業(yè)安全，常在液壓缸的回油上安裝單向節(jié)流閥，形成節(jié)流限速回路。（C）所示，為了防止動臂因自重下降度太快而發(fā)生危險，其液壓缸大腔的油路上安裝有單向閥和節(jié)流閥組成的單向節(jié)流閥。此外，抖桿液壓缸，鏟斗液壓缸在相應的回路也安裝了單向節(jié)流閥[10]。 行走限速回路 履帶式液壓挖掘機下坡行駛時因自重加速，可能導致超速流坡事故，且行走馬達易發(fā)生吸空現(xiàn)象甚至損壞。因此因?qū)π凶唏R達限速和補油，使行走馬達轉速控制在允許范圍內(nèi)。 行走限速回路是利用限速發(fā)控制通道的大小，以限制行走馬達的速度，它由壓力閥3，單向閥7和安全閥9等組成。正常工作時換向閥1處于右位，壓力油經(jīng)單向閥4進入行走馬達10，同時沿控制油路推動壓力閥2，使其處于接通位置，行走馬達的回油經(jīng)壓力閥2回油箱。當行走馬達超速運轉時，進油供應不足，控制油路壓力降低，壓力閥在彈簧力的作用下右移，回油通道變小或關閉，行走馬達減速或制動，這樣保證了液壓挖掘機下坡運行的安全[11]。 閉鎖回路動臂才操作閥在中位時油缸口閉鎖，由于滑閥的密封性不好會產(chǎn)生泄漏，動臂在重力作用下會產(chǎn)生下沉，特別是挖掘機在進行起重作業(yè)時要求停留在一定的位置上保持不下降，因此設置了動臂支持閥組。，二位二通發(fā)在彈簧力的作用下處于關閉位置，此時動臂油缸下腔壓力油通過閥芯內(nèi)鉆孔通向插裝閥上端，將插裝閥壓緊在閥座上，阻止油腔下腔的油從B至A，起閉鎖支撐作用。當操作動臂下降時，在先導油壓通閥回油，由于閥芯內(nèi)鉆孔油道節(jié)流孔的節(jié)流作用，使插裝閥上下腔產(chǎn)生壓差，在壓差作用下克服彈簧力，將插裝閥打開，壓力油從B至A[12]。 閉鎖回路 再生回路 再生回路 動臂下降時，由于重力作用回事降落速度太快而發(fā)生危險，動臂缸上腔可能產(chǎn)生吸空，為了解決這一問題，目前采用了再生回路，動臂下降時，油泵的油經(jīng)單向閥通過動臂操縱閥進入動臂油缸上腔，那么從動臂油缸下腔排除的油需經(jīng)節(jié)流孔回油箱，提高了回油壓力，使得液壓油能通過補油單向閥供給動臂缸上腔。這樣在發(fā)動機在低轉速或泵的流量較低時，能防止動臂應重力作用迅速下降而使動臂缸上腔產(chǎn)生吸空[13]。 工程車液壓系統(tǒng)原理圖根據(jù)以上對液壓挖掘機液壓系統(tǒng)基本回路的分析和工程車的實際要求，現(xiàn)把液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)改裝成輸油管道堵漏工程車的液壓系統(tǒng)，[14]。 本章總結 本章以某小型液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)為參考，詳細分析了挖掘機液壓系統(tǒng)中的基本回路，最后總結了出了本論文所設計的液壓系統(tǒng)原理圖。 堵漏工程車液壓原理圖第1章 工程車功能的實現(xiàn)根據(jù)以上堵漏工程車的液壓原理圖，可實現(xiàn)工程車的以下功能： 直線行走考慮到裝置行走的控制方便，我們設計了雙液壓泵供油回路。選用性能參數(shù)完全相同的雙聯(lián)液壓泵和性能參數(shù)完全相同的兩個行走液壓馬達，一個泵單獨為一個液壓馬達供油，從而保證裝置在不要求轉彎時的直線行走[15]。 行走過程中轉彎考慮到裝置在行走過程中，由于道路原因需要轉彎，我們在回路中分別設計了并聯(lián)的節(jié)流閥和兩位兩通電磁換向閥。正常行走時，兩位兩通電磁換向閥不通電，液壓泵打出的液壓油全部直接供給液壓馬達，兩個馬達轉速相同，裝置沿直線行走。當裝置需要左轉彎時，左馬達供油回路中的兩位兩通電磁換向閥的電磁鐵DT11通電，無阻力供油回路斷開，液壓油只能流經(jīng)節(jié)流閥進入馬達，液壓阻力增大，一部分液壓油通過液壓泵出口的電磁卸荷溢流閥流回油箱。使得左馬達轉速降低，右馬達原速行走，實現(xiàn)裝置左轉彎。當裝置需要右轉彎時，右馬達供油回路的兩位兩通電磁換向閥的電磁鐵DT12通電，無阻力供油回路斷開，液壓油只能流經(jīng)與此電磁閥并聯(lián)的節(jié)流閥進入馬達，通過右驅(qū)動馬達減速實現(xiàn)裝置右轉彎。 繞履帶轉彎當裝置在行走過程中由于道路原因，或找管定位過程中，需要裝置拐急彎時，可以通過左右兩路的三位四通電磁換向閥實現(xiàn)。例如：當我們需要裝置繞左履帶轉彎時，使液壓閥電磁鐵114斷電，左馬達停止轉動；使電磁鐵15或16通電，電磁鐵15通電時，右馬達正轉，裝置繞左履帶向前逆時針轉彎；電磁鐵16通電時，右馬達反轉，裝置繞左履帶順時針向后轉彎。 繞裝置中心轉彎當裝置接近泄漏油噴射口，需要就地調(diào)整裝置的方位角度時，有時需要繞裝置中心就地旋轉。我們可以通過左右兩路的三位四通電磁換向閥相互配合，使一路前進、另一路后退，實現(xiàn)就地旋轉。如液壓閥電磁鐵13通電，左馬達正轉；液壓閥電磁鐵16通電，右馬達反轉；實現(xiàn)泄漏控制裝置繞中心順時針旋轉。而液壓閥電磁鐵14通電，左馬達反轉；液壓閥電磁鐵15通電，右馬達正轉；實現(xiàn)泄漏控制裝置繞中心逆時針旋轉。 裝置失速控制考慮到裝置在行走過程中有上下坡的要求，當裝置下坡時，由于重力作用有可能造成失速，因此在液壓系統(tǒng)中設計了失速控制。在液壓系統(tǒng)中，并聯(lián)的單向節(jié)流閥和液控換向閥用來完成此項功能。進油通過單向閥進入馬達，同時此壓力切換回油路液控兩位兩通換向閥，馬達流出的回油通過換向閥無阻力的返回油箱。當裝置下坡失速時，由于馬達轉速太快，液壓泵供油流量不能滿足馬達的流量需求，使得進油壓力過低，換向閥的彈簧力切斷回油路兩位兩通換向閥，馬達流出的回油只能通過節(jié)流閥返回油箱，使回油液壓阻力增大，流量減小，使裝置速度降低，最終達到限速的目的[16]。 補油回路為了避免當裝置失速時馬達進油壓力過低造成吸空現(xiàn)象，從而導致發(fā)生氣蝕現(xiàn)象損壞液壓馬達，系統(tǒng)中在馬達進出油口處設計了補油用的吸油單向閥，當馬達超速時進行補油。 高低兩速切換回路考慮到充分利用系統(tǒng)的功率，設計了高低速自動切換功能。低速大扭矩馬達內(nèi)設計了兩個馬達，通過控制油可實現(xiàn)兩個馬達的串并聯(lián)轉換。當兩馬達串聯(lián)連接時，馬達處于高速小扭矩運行狀態(tài)；當兩馬達并聯(lián)連接時，馬達處于低速大扭矩運行狀態(tài)。當裝置在平地或下坡行走時，裝置需要的驅(qū)動功率小，要求液壓系統(tǒng)輸出壓力低，通過控制油路讓兩馬達串聯(lián)，使裝置實現(xiàn)高速行走；當裝置上坡時，由于阻力增大使得液壓系統(tǒng)壓力升高。利用此壓力切換行走液壓馬達的換向閥，使裝置實現(xiàn)低速行走。 爬坡角度限制回路針對裝置的平衡，系統(tǒng)中考慮了限制爬坡角度的設計。在馬達的進油口連接了溢流閥作為超載閥。當裝置爬坡角度過大時，液壓系統(tǒng)壓力過高使油液從超載閥流走，限制裝置上坡角度[17]。 找管定位由于成品油輸送管道破損，汽油、煤油高速噴射，使得噴油口周圍形成易燃易爆環(huán)境。需要維搶操作人員遠距離遙控裝置，進行噴射油液的控制和回收。由于電纜收放、運輸?shù)确矫娴囊蛩?，本裝置遙控距離為300m左右。由于輸油管道泄漏口處環(huán)境狀況不確定，其中包括噴油角度、噴射口周圍地面情況等。因此，收油器收油角度要求可調(diào)。為了滿足收油器角度調(diào)節(jié)需要，裝置設計了大臂、小臂、收油器三個旋轉副，通過大臂、小臂旋轉副相互協(xié)調(diào)旋轉，可以調(diào)節(jié)收油器的前后位置，使收油器移動到噴油口處；通過旋轉收油器旋轉副，可以調(diào)節(jié)收油器的方位和角度，使收油器的軸線與噴射油流方向接近一致。當收油器下行收油時，噴射油流對收油器產(chǎn)生向上的噴射力，有向后翻轉裝置的傾向，為了使裝置穩(wěn)定，設計了后支撐裝置。這4個執(zhí)行部件靠三位四通換向閥控制油缸的伸縮，實現(xiàn)收油器上下行或旋轉動作。在油缸的進出油口連接了單向節(jié)流閥和溢流閥。單向節(jié)流閥用來限制各部件下行的速度，使部件下行不至于過快，保證裝置的穩(wěn)定和安全。連接在油口的溢流閥用做超載閥，當噴射力過大時，限制驅(qū)動收油器的各運動部件的繼續(xù)運動，避免對裝置造成破壞。 本章總結 本章在上章節(jié)擬定的工程車液壓統(tǒng)原理圖上，分析了該工程車各功能的實現(xiàn)過程，而且還分析了為實現(xiàn)工程車的各功能所對應的液壓系統(tǒng)。第1章 主要元件的參數(shù)計算及其選型 選擇行走馬達裝置的行走用兩個低速大扭矩減速馬達驅(qū)動履帶系統(tǒng)的驅(qū)動輪來實現(xiàn)。參照國內(nèi)的液壓挖掘機，我們選擇了中日合資企業(yè)上海納博斯克液壓有限公司生產(chǎn)的帝人液壓挖掘機專用行走馬達，該馬達集減速裝置與液壓馬達于一體，是目前世界上最先進水平的產(chǎn)品。馬達內(nèi)置安全閥、背壓閥，內(nèi)置停車制動器，并具有高低兩檔切換速度。非常適合我們的技術要求，因此決定選用此行走馬達。根據(jù)液壓挖掘機專用行走馬達的應用范圍和適用挖掘機噸位，我們確定選用GM04VA型行走馬達，[18]。 選擇液壓泵 液壓泵是動力元件，將原動機的機械能轉換成液體的液壓能，向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結構形式有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。 馬達的主要參數(shù)項目名稱數(shù)值單位額定輸出扭矩最高回轉速度最大減速比最高使用壓力液壓馬達最大行程容積液壓馬達最高回轉速度402065213600min11/RMPaMPacm3/revmin1 行走馬達 液壓泵工作壓力的確定 PP≥P1+∑ΔP () P1 執(zhí)行元件的最高工作壓力； ∑ΔP是從液壓泵出口到液壓缸之間的管路損失，管路復雜，進口有調(diào)速閥，則取∑ΔP=1Mpa； 確定液壓泵的流量 多液壓缸同時工作時，而且系統(tǒng)使用蓄能器輔助動力源時，則液壓泵輸出流量公式為： () 其中K為泄露系數(shù)，取K= Tt液壓系統(tǒng)工作周期 Vi每個液壓缸的工作周期中的總耗油量 Z液壓缸的個數(shù) 動臂油缸的最大流量： Q1=6ViAij104 =6104=60抖桿油缸的最大流量： Q2=6104=26 根據(jù)以上可知： Qmax=60 小泵流量： Q2=Qmax20﹪=12 大泵排量： Q1=Qmax80﹪=48 小泵排量： q2=Q2／nD103= 大泵排量： q1=Q1／nD103=37按照液壓泵的排量qq2 和pp、pvp 的值來選擇液壓泵[19]。 選擇液壓泵的規(guī)格 （1）根據(jù)上述液壓馬達的參數(shù)，我們確定液壓系統(tǒng)工作壓力為20 MPa，最高壓力為25 MPa。 （2）履帶驅(qū)動輪分度圓直徑為300mm，,驅(qū)動輪轉速： n1=1000/60/因為泄漏控制裝置行走速度不是主要矛盾，主要要控制整機功率不要過大。因此。 馬達減速前轉速： n2==1901 r/min （3）供油泵流量： Q=211901/1000= l/min.根據(jù)此參數(shù)，我們選擇液壓泵。 （4）液壓泵選擇根據(jù)系統(tǒng)使用條件和參數(shù)要求，比較液壓泵的性能特點確定液壓泵的型號?？紤]到泄漏油控制裝置使用環(huán)境比較惡劣，環(huán)境污染比較嚴重，葉片泵和柱塞泵抗污染能力都比較弱，要求過濾精度較高，最后決定選用高壓齒輪泵作為液壓系統(tǒng)的動力元件。在本裝置的執(zhí)行機構當中，行走馬達需要的功率最大，因此根據(jù)行走馬達的參數(shù)，結合我們所能承受的裝置總功率的實際情況，決定選用CBQLF520/F520型雙聯(lián)齒輪泵，[20]。項目數(shù)值單位型號CBQLF520/F520工程排量20/20mL/r額定壓力MPa最高壓力MPa轉速范圍4003000r/min功率按照轉速1500r/min、N=201500106/60201062=20KW 選擇液壓控制閥選擇液壓閥重要根據(jù)閥的工作壓力和通過閥的流量。本系統(tǒng)的工作壓力為20 MPa，最高壓力為25 MPa，所以液壓閥都選用中，高壓閥。液壓閥的作用是控制液壓系統(tǒng)的油流方向，壓力和流量，從而控制這個液壓系統(tǒng)。系統(tǒng)的工作壓力，執(zhí)行機構的動作順序，工作部件的運動速度，方向，以及變換頻率，輸出力和力矩等。根據(jù)液壓原理圖提供的情況，審查圖中各個液壓控制閥在各種工況下達到的最高工作壓力和最大流量，并以此選擇液壓控制閥的額定壓力和額定流量。一般情況下，閥的實際壓力和流量應與公稱值接近，但對于壓力閥和流量閥，允許的最大流量可超過公稱流量的10%；對換向閥允許通過的流量還受閥的功率特性的限制。用于可靠性要求高的系統(tǒng)時，其壓力以降額使用為宜。壓力閥的公稱壓力應大于閥的實際工作壓力。單出桿活塞缸的兩個腔有效工作面積不相等，當泵供油使活塞內(nèi)縮時，活塞腔的排油量比泵的供油量大的多，通過閥的最大流量往往是在這種情況下出現(xiàn)的。此外選擇流量控制閥時，其最小穩(wěn)定流量應滿足執(zhí)行元件最低工作速度要求[21]。 根據(jù)以上情況，選出了這些元件的型號及規(guī)格，如下表：序號元件名稱數(shù)量估計流量（L/min）型號估計調(diào)節(jié)壓力 （ MPa）1單向閥260S型單向閥_2壓力表280