平地機工作裝置液壓系統(tǒng)設計

【摘 要】根據(jù)平地機工作裝置工作特點明確設計要求，理順設計步驟，根據(jù)液壓原理圖及相關計算公式確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)。

【關鍵詞】液壓系統(tǒng)；自行式平地機；液壓原理圖

一、液壓系統(tǒng)設計的內(nèi)容與要求

1、液壓系統(tǒng)設計要求

自行式平地機依靠液壓系統(tǒng)實現(xiàn)工作裝置的各種動作，因此液壓系統(tǒng)的性能直接影響到平地機的技術指標。對平地機工作裝置的液壓系統(tǒng)有如下要求：

(1)液壓系統(tǒng)的設計要結合總體性能要求，綜合考慮各種因素的影響。例如鏟刀油缸的參數(shù)、個數(shù)、布置，由鏟刀升降載荷及鏟刀升降速度確定，而且還需要考慮鏟刀結構、推土速度、司機勞動強度等因素。

(2)工作可靠，回路簡單。例如平地機工作裝置載荷變化急驟，但要求液壓系統(tǒng)能平穩(wěn)可靠地工作，無沖擊。當過載時，不發(fā)生故障及損壞機件。

(3)注意標準化、通用化、系列化。盡量采用標準液壓元件，不僅可縮短生產(chǎn)周期、降低成本，而且工作可靠，配件方便。

(4)液壓系統(tǒng)效率高。系統(tǒng)效率低不僅對能量是個浪費，對整個液壓系統(tǒng)危害也極大，所以系統(tǒng)匹配要合理(參數(shù)確定、基個回路的組合、元件與附件的選擇以及管路布置等)。

(5)操作簡便，維修容易。

2、液壓系統(tǒng)設計內(nèi)容及步驟

液壓系統(tǒng)設計是整個平地機設計的一部分，它與主機設計是密切相關的，兩者必須同時進行。

液壓系統(tǒng)設計步驟大致如下：

(1)明確設計依據(jù)進行工況分析；

(2)確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)；

(3)擬定液壓系統(tǒng)原理圖；

(4)液壓元件的選擇與計算；

(5)液壓系統(tǒng)發(fā)熱計算；

(6)繪制正式工作圖和編寫技術文件。

設計開始時，首先必須明確以下幾個主要問題。

1）弄清主機結構和總體布局。這不僅是合理確定液壓元件工作范圍的需要，也是合理確定和調整液壓執(zhí)行元件的安放位置及空間尺寸限制條件的需要。從結構簡單、工作可靠、運動速度一般不受限制等力面來考慮，油缸有其優(yōu)越仕，所以平地機執(zhí)行元件多為油缸。

2）明確平地機對液壓系統(tǒng)的性能要求，如運動平穩(wěn)性、動作精度、調速范圍、系統(tǒng)溫升、系統(tǒng)效率以及安全保護等。

3）明確平地機的工作條件，如溫度、濕度、污染等情況。隨著平地機使用范圍的擴大，使用環(huán)境更為復雜，使用條件愈加惡劣，所以要求平地機性能要好、質量要高。了解這些以便正確的選擇液壓元件和液壓油。

4）確定液壓系統(tǒng)與其他傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的分工配合、布置和相應的控制關系。

5）了解、搜集同類型平地機的有關技術資料。除了要了解液壓系統(tǒng)組成、工作原理、使用情況及存在問題外，還應對系統(tǒng)工作壓力選用情況等進行調查統(tǒng)計，為下一步設計工作準備必要的資料。

在上述工作的基礎上，對平地機進行工況分析即動力分析，它是設計液壓系統(tǒng)的基本依據(jù)。

所謂動力分析就是研究平地機在工作過程中，它的執(zhí)行機構的受力情況，對液壓系統(tǒng)來說，也就是油缸的負載情況。

二、液壓原理系統(tǒng)圖的設計和分析

工作裝置液壓系統(tǒng)由高壓雙聯(lián)齒輪泵3、手動操縱閥組4和5、單/雙油路轉換閥總成12、雙向液壓鎖6、油箱2、左(右)刮刀升降油缸8(9)、刮刀側移油缸10、牽引架引出油缸7、刮刀回轉液壓馬達11等液壓元件組成。

在工作裝置液壓系統(tǒng)中，雙聯(lián)泵中的泵Ⅱ可通過多路操縱閥組5給刮刀回轉液壓馬達11、刮刀側移油缸6和刮刀右升降油缸7提供壓力油。泵I接通連接多路操縱閥組4的油路，并可通過操縱閥組4分別向牽引架引出油缸5和刮刀左升降油缸8提供壓力油。

泵I和泵Ⅱ分別向兩個獨立的工作裝置液壓回路供油，兩液壓回路的流量相同。當泵I和泵Ⅱ兩個液壓回路的多路操縱閥組都處于“中位”位置時，則兩回路的油流將通過油路轉換閥組12中與之對應的溢流閥，并經(jīng)濾清器直接卸荷回油箱2。此時，多路操縱閥組4和5中的各上作裝置換向閥的常通油口均通油箱，所對應的工作裝置液壓油缸和液壓馬達都處于液壓閉鎖狀態(tài)。

PYl80型平地機工作裝置的液壓油缸和液壓馬達均為雙作用液壓油缸和雙作用液壓馬達。當操縱其中—個或幾個手動換向閥進入左位或右位時，壓力油將進入相應的液壓油缸工作腔，相關的工作裝置即開始按預定要求動作；其它處于“中立”位置的換向閥全部油口被閉鎖，與之相應的工作裝置液壓油缸或液壓馬達仍處于液壓閉鎖狀態(tài)。任何一個工作液壓油缸或液壓馬達進入左位或右位工作狀態(tài)時，在所對應的液壓回路(泵I工作回路或泵II工作回路)中．因油路轉換閥組12內(nèi)分別設有流量控制閥，可使工作液壓油缸或液壓馬達的運動速度基本保持穩(wěn)定，用以提高平地機工作裝置運動的平穩(wěn)性。

液壓系統(tǒng)圖

1-濾油器；2-油箱；3-雙聯(lián)泵Ⅰ、Ⅱ；4-多路操縱閥Ⅰ；5-多路操縱閥Ⅱ；6-雙向液壓鎖；7-牽引架引出油缸；8-左升降油缸；9-右升降油缸；10-鏟刀側移油缸；11-刮刀回轉液壓馬達；12-油路裝換閥總成

當系統(tǒng)超載時，雙回路均可通過設在油路轉換閥組12內(nèi)的安全閥開啟卸荷，保證系統(tǒng)安全(系統(tǒng)安全壓力為18MPa)。

當油路轉換閥12處于液壓系統(tǒng)圖示位置時，泵Ⅰ和泵Ⅱ所形成的雙回路可分別獨立工作，平地機的工作裝置可通過操縱對應的手動換向閥，改變和調整其工作位置。

雙回路液壓系統(tǒng)可以同時工作，也可單獨工作。調節(jié)刮刀升降位置時，則應采用雙回路同時工作，這樣可以保證左右刮刀升降油缸同步移動，提高工作效率。

為了提高工作裝置的運動速度，可將油路轉換閥18置于左位工作，此時，可將泵I和泵Ⅱ雙液壓回路合為一個回路，也稱合流回路。系統(tǒng)合流后，流量提高一倍．工作裝置的運動速度也可提高一倍．進一步縮短了平地機的輔助工作時間，有利于提高平地機的生產(chǎn)率。

在刮刀左右升降油缸、鏟刀側移油缸、刮刀回轉液壓馬達、牽引架引出油缸上均設有雙向液壓鎖6，可以防止牽引架后端懸掛重量和地固反作用垂直載荷等沖擊引起閉鎖油缸產(chǎn)生位移，以保證平地機工作的可靠性。