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正文內(nèi)容

小型液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-08-10 14:36 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 ,把空斗放到新的挖掘點(diǎn),此工況是回轉(zhuǎn)、動臂、和斗桿復(fù)合動作。由于動臂下降有重力作用、壓力低、泵的流量大、下降快,要求回轉(zhuǎn)速度快,因此該工況的供油情況通常是一個泵全部流量供回轉(zhuǎn),另一泵大部分油供動臂,少部分油經(jīng)節(jié)流供斗桿。 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的基本回路分析基本回路是由一個或幾個液壓元件組成、能夠完成特定的單一功能的典型回路,它是液壓系統(tǒng)的組成單元。液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)中基本回路有限壓回路、卸荷回路、緩沖回路、節(jié)流回路、行走回路、合流回路、再生回路、閉鎖回路、操縱回路等。 限壓回路限壓回路用來限制壓力,使其不超過某一調(diào)定值。限壓的目的有兩個:一是限制系統(tǒng)的最大壓力,使系統(tǒng)和元件不因過載而損壞,通常用安全閥來實(shí)現(xiàn),安全閥設(shè)置在主油泵出油口附近;二是根據(jù)工作需要,使系統(tǒng)中某部分壓力保持定值或不超過某值,通常用溢流閥實(shí)現(xiàn),溢流閥可使系統(tǒng)根據(jù)調(diào)定壓力工作,多余的流量通過此閥流回油箱,因此溢流閥是常開的。液壓挖掘機(jī)執(zhí)行元件的進(jìn)油和回油路上常成對地并聯(lián)有限壓閥,限制液壓缸、液壓馬達(dá)在閉鎖狀態(tài)下的最大閉鎖壓力,超過此壓力時限壓閥打開、卸載保護(hù)了液壓元件和管路免受損壞,這種限壓閥(圖 21)實(shí)際上起了卸荷閥的作用。維持正常工作,動臂液壓缸雖然處于“不工作狀態(tài)”,但必須具有足夠的閉鎖力來防止活塞桿的伸出或縮回,因此須在動臂液壓缸的進(jìn)出油路上各裝有限壓閥,當(dāng)閉鎖壓力大于限壓閥調(diào)定值時,限壓閥打開,使油液流回油箱。限壓閥的調(diào)定壓力與液壓系統(tǒng)的壓力無關(guān),且調(diào)定壓力愈高,閉鎖壓力愈大,對挖掘機(jī)作業(yè)愈有利,但過高的調(diào)定壓力會影響液壓元件的強(qiáng)度和液壓管路的安全。通常高壓系統(tǒng)限壓閥的壓力調(diào)定不超過系統(tǒng)壓力的 25%,中高壓系統(tǒng)可以調(diào)至 25%以上。 1 換向閥 2 限壓閥 3 油缸 圖21 限壓回路 Fig. 21 limited pressure circuit 緩沖回路液壓挖掘機(jī)滿斗回轉(zhuǎn)時由于上車轉(zhuǎn)動慣量很大,在啟動、制動和突然換向時會引起很大的液壓沖擊,尤其是回轉(zhuǎn)過程中遇到障礙突然停車。液壓沖擊會使整個液壓系統(tǒng)和元件產(chǎn)生振動和噪音,甚至破壞。挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的緩沖回路就是利用緩沖閥等使液壓馬達(dá)高壓腔的油液超過一定壓力時獲得出路。圖 22 為液壓挖掘機(jī)中比較普遍采用的幾種緩沖回路。圖 22 (A)中回轉(zhuǎn)馬達(dá)兩個油路上各裝有動作靈敏的小型直動式緩沖(限壓)閥 3,正常情況下兩閥關(guān)閉。當(dāng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)突然停止轉(zhuǎn)動或反向轉(zhuǎn)動時,高壓油路Ⅱ的壓力油經(jīng)緩沖閥 3 泄回油箱,低壓油路Ⅰ則由補(bǔ)油回路經(jīng)單向閥 4 進(jìn)行補(bǔ)油,從而消除了液壓沖擊。緩沖(限壓)閥的調(diào)定壓力取決于所需要的制動力矩,通常低于系統(tǒng)最高工作壓力。該緩沖回路的特點(diǎn)是溢油和補(bǔ)油分別進(jìn)行,保持了較低的液壓油溫度,工作可靠,但補(bǔ)油量較大。圖 22(B)是高、低壓油路之間并聯(lián)有緩沖閥,每一緩沖閥的高壓油口與另一緩沖閥的低壓油口相通。當(dāng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)制動、停止或反轉(zhuǎn)時,高壓腔的油經(jīng)過緩沖閥直接進(jìn)入低壓腔,減小了液壓沖擊。這種緩沖回路的補(bǔ)油量很少,背壓低,工作效率高。圖 22(C)是回轉(zhuǎn)馬達(dá)油路之間并聯(lián)有成對單向閥 5 和 7,回轉(zhuǎn)馬達(dá)制動或換向時高壓腔的油經(jīng)過單向閥 緩沖(限壓)閥 2 流回油箱,低壓腔從油箱經(jīng)單向閥 6獲得補(bǔ)油。 1 換向閥 緩沖閥 單向閥 圖22 緩沖回路 Fig. 2 2 buffer circuit上述各回轉(zhuǎn)回路中的緩沖(限壓)閥實(shí)際上起了制動作用,換向閥 1 中位時回轉(zhuǎn)馬達(dá)兩腔油路截斷,只要油路壓力低于限壓閥的調(diào)定壓力,回轉(zhuǎn)馬達(dá)即被制動,其最大制動力矩由限壓閥決定。當(dāng)回轉(zhuǎn)操縱閥回中位產(chǎn)生液壓制動作用時,挖掘機(jī)上部回轉(zhuǎn)體的慣性動能將轉(zhuǎn)換成液壓位能,接著位能又轉(zhuǎn)換為動能,使上部回轉(zhuǎn)體產(chǎn)生反彈運(yùn)動來回振動,使回轉(zhuǎn)齒圈和油馬達(dá)小齒輪之間產(chǎn)生沖擊、振動和噪聲,同時鏟斗來回晃動,致使鏟斗中的土灑落,因此挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)油路中一般裝設(shè)防反彈閥。 節(jié)流回路節(jié)流調(diào)速是利用節(jié)流閥的可變通流截面改變流量而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的目的,通常用于定量系統(tǒng)中改變執(zhí)行元件的流量。這種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡單,能夠獲得穩(wěn)定的低速,缺點(diǎn)是功率損失大,效率低,溫升大,系統(tǒng)易發(fā)熱,作業(yè)速度受負(fù)載變化的影響較大。根據(jù)節(jié)流閥的安裝位置,節(jié)流調(diào)速有進(jìn)油節(jié)流調(diào)速和回油節(jié)流調(diào)速兩種 1 齒輪泵 2 溢流閥 3 節(jié)流閥 4 換向閥 5 油缸 圖23 節(jié)流回路 Fig. 2 3 throttle circuit圖 23 (A)為進(jìn)油節(jié)流調(diào)速,節(jié)流閥 3 安裝在高壓油路上,液壓泵 1 與節(jié)流閥串聯(lián),節(jié)流閥之前裝有溢流閥 2,壓力油經(jīng)節(jié)流閥和換向閥 4 進(jìn)入液壓缸 5 的大腔使活塞右移。負(fù)載增大時液壓缸大腔壓力增大,節(jié)流閥前后的壓力差減小,因此通過節(jié)流閥的流量減少,活塞移動速度降低,一部分油液通過液流閥流回油箱。反之,隨著負(fù)載減小,通過節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸的流量增大,加快了活塞移動速度,液流量相應(yīng)地減少。這種節(jié)流方式由于節(jié)流后進(jìn)入執(zhí)行元件的油溫較高,增大滲漏的可能性,加以回油無阻尼,速度平穩(wěn)性較差,發(fā)熱量大,效率較低。圖 23 (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?;赜凸?jié)流后的油液雖然發(fā)熱,但進(jìn)入油箱,不會影響執(zhí)行元件的密封效果,而且回油有阻尼,速度比較穩(wěn)定。液壓挖掘機(jī)的工作裝置為了作業(yè)安全,常在液壓缸的回油回路上安裝單向節(jié)流閥,形成節(jié)流限速回路。如圖 23(C)所示,為了防止動臂因自重降落速度太快而發(fā)生危險,其液壓缸大腔的油路上安裝由單向閥和節(jié)流閥組成的單向節(jié)流閥。此外,斗桿液壓缸、鏟斗液壓缸在相應(yīng)油路上也裝有單向節(jié)流閥。 行走限速回路履帶式液壓挖掘機(jī)下坡行駛時因自重加速,可能導(dǎo)致超速溜坡事故,且行走馬達(dá)易發(fā)生吸空現(xiàn)象甚至損壞。因此應(yīng)對行走馬達(dá)限速和補(bǔ)油,使行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制在允許范圍內(nèi)。 1 換向閥 壓力閥 單向閥 安全閥 10 行走馬達(dá) 圖24 行走限速回路(虛線部分為外控口K) Fig. 2 4 walking limit speed circuit 行走限速回路是利用限速閥控制通道大小,以限制行走馬達(dá)速度。比較簡單的限速方法是使回油通過限速節(jié)流閥,挖掘機(jī)一旦行走超速,進(jìn)油供應(yīng)不及,壓力降低,控制油壓力也隨之降低,限速節(jié)流閥的通道減小,回油節(jié)流,從而防止了挖掘機(jī)超速溜坡事故的發(fā)生。履帶式液壓挖掘機(jī)行走馬達(dá)常用的限速補(bǔ)油回路如圖 24 所示,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(jìn)入行走馬達(dá) 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(dá)的回油經(jīng)壓力閥 2 流回油箱。當(dāng)行走馬達(dá)超速運(yùn)轉(zhuǎn)時,進(jìn)油供應(yīng)不足,控制油路壓力降低,壓力閥 2 在彈簧的彈力作用下右移,回油通道關(guān)小或關(guān)閉,行走馬達(dá)減速或制動,這樣便保證了挖掘機(jī)下坡運(yùn)行時的安全。這種限速補(bǔ)油回路的回油管路上裝有 5~10bar 的背壓閥,行走馬達(dá)超速運(yùn)轉(zhuǎn)時若主油路壓力低于此值,回油路上的油液推開單向閥 5 或 7 對行走馬達(dá)進(jìn)油腔補(bǔ)油,以消除吸空現(xiàn)象。當(dāng)高壓油路中壓力超過安全閥 8 或 9 的調(diào)定壓力時,壓力油經(jīng)安全閥返回油箱。1 行走 2 3 前泵 4 行走 5 后泵 6 7 先導(dǎo)油壓圖25 直走閥油路Fig. 2 5 turn right valve circuit此外為了實(shí)現(xiàn)工作裝置、行走同時動作時的直線行駛,一般采用直行閥,圖25 為直行閥工作原理圖。在行駛過程中,當(dāng)任一作業(yè)裝置動作時,作業(yè)裝置先導(dǎo)操縱油壓就會作用在直行閥上,克服彈簧力,使直行閥處于上位。圖中前泵并聯(lián)供左右行走,后泵并聯(lián)供回轉(zhuǎn)、斗桿、鏟斗和動臂動作,后泵還可通過單向閥和節(jié)流孔與前泵合流供給行走。 合流回路為了提高挖掘機(jī)生產(chǎn)效率、縮短作業(yè)循環(huán)時間,要求動臂提升、斗桿收放和鏟斗轉(zhuǎn)動有較快的作業(yè)速度,要求能雙(多)泵合流供油,一般中小型挖掘機(jī)動臂液壓缸和斗桿液壓缸均能合流,大型挖掘機(jī)的鏟斗液壓缸也要求合流。目前采用的合流方式有閥外合流、閥內(nèi)合流及采用合流閥供油幾種合流方式。閥外合流的液壓執(zhí)行元件由兩個閥桿供油,操縱油路聯(lián)動打開兩閥桿,壓力油通過閥外管道連接合流供給液壓作用元件,閥外合流操縱閥數(shù)量多,閥外管道和接
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