液壓機(jī)械傳動(dòng)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用探討

劉群芳

（中國有色集團(tuán)撫順紅透山礦業(yè)有限公司，沈陽　110023）

液壓機(jī)械傳動(dòng)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用探討

劉群芳

（中國有色集團(tuán)撫順紅透山礦業(yè)有限公司，沈陽110023）

摘要：文章研究液壓機(jī)械傳動(dòng)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用中，主要采用了對比法和參考文獻(xiàn)法。在對文獻(xiàn)的探究以及對傳統(tǒng)的方法上進(jìn)行對比，從而了解到液壓機(jī)械傳動(dòng)工作的原理及其特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：液壓機(jī)械傳動(dòng)；礦山機(jī)械；應(yīng)用

液壓傳動(dòng)具有著體積小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小以及操作靈便，且在無極自動(dòng)變速上能平穩(wěn)進(jìn)行的特點(diǎn)，所以在很多車輛以及機(jī)械中得以廣泛應(yīng)用。隨著技術(shù)上的不斷改進(jìn)完善，其也成為了應(yīng)用最為廣泛的傳動(dòng)模式。本文的寫作主要是為了分析相關(guān)內(nèi)容，明確在現(xiàn)階段的礦山機(jī)械中液壓機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的重要作用。本文中結(jié)合傳統(tǒng)的特點(diǎn)和實(shí)際的工作見聞，對液壓機(jī)械傳動(dòng)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1　液壓機(jī)械傳動(dòng)特點(diǎn)

從現(xiàn)階段來說，我國的大多數(shù)礦產(chǎn)開采中都采用了液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)械上的應(yīng)用將會(huì)在很大程度上提高整個(gè)工作系統(tǒng)的性能和效率，彌補(bǔ)傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)的缺點(diǎn)，尤其是在應(yīng)用中的不足。而同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，技術(shù)要求也更加高，由于液壓泵的容量較大等復(fù)雜的原因，所以液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用受到很大程度上的限制。而與液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)相比，液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)具有以下兩種特點(diǎn)：

（1）與傳統(tǒng)相比，液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)在傳動(dòng)效率上有了較大的提升，且在能源的消耗上也得到改善。無極變速傳動(dòng)是機(jī)械功率流與液壓功率流并聯(lián)的傳動(dòng)結(jié)合效果，而根據(jù)相關(guān)的資料顯示，液壓機(jī)械傳動(dòng)裝載作業(yè)量已接近液力機(jī)械傳動(dòng)的 30%左右，并且燃料經(jīng)濟(jì)和理性也提升了25個(gè)百分點(diǎn)。

（2）在礦山的具體采礦作業(yè)中，液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)變速換擋，所以在操作上就更為簡便了，相關(guān)工作人員只需在裝置的操作中集中注意具體細(xì)節(jié)，而不需自己去進(jìn)行變速調(diào)節(jié)，這在很大程度上提高了工作效率。

2　液壓機(jī)械傳動(dòng)機(jī)理

圖1　液壓機(jī)械傳動(dòng)的工作原理

液壓機(jī)械傳動(dòng)的工作原理具體見圖1。液壓機(jī)械無級變速器（HMT）的組成主要是機(jī)械變速機(jī)構(gòu)、液壓調(diào)速機(jī)構(gòu)與匯流機(jī)構(gòu)[1]。首先，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力主要有兩路，一路是屬于液壓動(dòng)力，主要是經(jīng)過液壓傳動(dòng)來傳給太陽輪，一路是機(jī)械動(dòng)力，通過離合器來傳給行星架[2]。接下來，是通過差動(dòng)輪系統(tǒng)來促使這兩路動(dòng)力之間進(jìn)行合成，同時(shí)通過齒輪圈來輸出去。在準(zhǔn)備狀態(tài)下，使離合器C1脫開、C2閉合，那么就經(jīng)過液壓傳動(dòng)將全部動(dòng)力輸出，這樣機(jī)械就處于準(zhǔn)備微動(dòng)狀態(tài)；在具體作業(yè)過程中，閉合離合器 C1并打開C2，同時(shí)借助電子控制來促使液壓馬達(dá)降速，使其轉(zhuǎn)速由na降到0。這時(shí)所有的來自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞都是借由機(jī)械動(dòng)力來進(jìn)行傳遞，動(dòng)機(jī)主要由液壓傳動(dòng)的都降到0。從公式（1）來看，在馬達(dá)作正反方向的回轉(zhuǎn)時(shí)，那么輸出功率也就相應(yīng)地發(fā)生增大或減小的變化，因而在變速范圍內(nèi)會(huì)獲得傳動(dòng)比是任意的，即無級變速傳動(dòng)。

nb=k + 1/k·nc-1/k·na（1）

式中，nb代表的是輸出轉(zhuǎn)速；

na和 nc代表的是轉(zhuǎn)速，分別為液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速和機(jī)械傳動(dòng)轉(zhuǎn)速[3]；

k 代表的是行星排特性參數(shù)。

當(dāng)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速na處于較低狀態(tài)時(shí)，液壓就會(huì)傳遞出較小的動(dòng)力，機(jī)械傳遞相對較大的動(dòng)力，那么就會(huì)存在相對較高的傳動(dòng)效率。隨著na的增加，就會(huì)相應(yīng)地減小車速，而當(dāng) na等于0時(shí)，機(jī)械的檔位車速為設(shè)定狀態(tài)；當(dāng) na小于0時(shí)，隨著 na的增加，車速也就會(huì)相應(yīng)地增加。

3　對裝載機(jī)變速器運(yùn)動(dòng)分析

在上文中已經(jīng)提到了裝載機(jī)變速器，其組成部分主要包括液壓傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)與動(dòng)力合成。

3.1機(jī)械傳動(dòng)部分

這一部分主要包括4個(gè)行星排、4個(gè)制動(dòng)器，另外還有一個(gè)離合器C2（如圖 1所示），主要是這幾個(gè)組成部分。其中，第4行星排的行星架比較固定，在做好相應(yīng)的分析之后可以將每一個(gè)檔位的結(jié)合元件狀態(tài)得出來，還能得出速比計(jì)算公式與效率。

3.2液壓傳動(dòng)部分

液壓傳動(dòng)的組成主要包括兩部分內(nèi)容，一是變量馬達(dá)，一是變量泵，其速比 em=n∞/nE，n∞代表的意思是液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速，nE代表的是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，ηH是傳動(dòng)系統(tǒng)的總功率。液壓傳動(dòng)部分可以借助于伺服閥，繼而來控制斜盤角度的變化，因此，就真正實(shí)現(xiàn)了無級變速功能。

3.3動(dòng)力合成部分

差動(dòng)輪系所處的檔位不同，那么其具有的形式也不同，而最為主要的功能作用便是促使液壓動(dòng)力與機(jī)械動(dòng)力二者合成的實(shí)現(xiàn)，具體可見圖 2（a）；在機(jī)械所處檔位為Ⅰ、Ⅲ時(shí)，行星排就會(huì)組成差動(dòng)輪系，其中的構(gòu)件7、8代表的分別是輸入機(jī)械和液壓動(dòng)力，這兩部分動(dòng)力在經(jīng)過了差動(dòng)輪系進(jìn)行合成之后，再通過構(gòu)件10進(jìn)行輸出；具體見圖 2（b）所示，在機(jī)械所處的檔位狀態(tài)為n時(shí)，差動(dòng)輪系由行星排 f組成，構(gòu)件8、9分別將輸入液壓傳動(dòng)動(dòng)力與機(jī)械傳動(dòng)動(dòng)力輸入，在將二者進(jìn)行合成之后，再由構(gòu)件10進(jìn)行輸出。

圖2變速器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)模式分析圖

4　結(jié)束語

從上文的分析看來，將液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)進(jìn)行有效結(jié)合是實(shí)現(xiàn)無極變速與平穩(wěn)換擋的有效方法。這種方法將會(huì)有效提高傳動(dòng)系統(tǒng)的工作效率，從而也能提高機(jī)械傳動(dòng)的效率。所以總體來說，對于今后的工作當(dāng)中出現(xiàn)的問題，一定要從機(jī)械傳動(dòng)的原理進(jìn)行研究和改善，只有在技術(shù)上的進(jìn)步才會(huì)促進(jìn)礦山開采的效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 衛(wèi)吉明，劉新易，徐 展.純水液壓傳動(dòng)技術(shù)在礦山機(jī)械上的應(yīng)用[J].中國科技博覽，2012（28）：638.

[2] 趙昱東.水液壓傳動(dòng)技術(shù)及其在礦山機(jī)械中應(yīng)用展望[J].礦山機(jī)械，2004（09）：90-92.

[3]敖江.液壓機(jī)械傳動(dòng)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，20l3（04）.