掘進機中定量與變量液壓系統(tǒng)的對比分析

（兗礦東華重工綜機裝備制修分公司，山東 鄒城 273500）

摘 要：本文在掘進機定量液壓系統(tǒng)和變量液壓系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合掘進機在現(xiàn)場工作的實際工況和工人反饋的信息情況，對掘進機的兩種液壓系統(tǒng)進行了對比分析。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng);定量系統(tǒng);變量系統(tǒng)

1 掘進機液壓系統(tǒng)優(yōu)點

液壓系統(tǒng)被充分的運用在掘進機中，液壓系統(tǒng)的優(yōu)點可以概括為以下幾點;（1）調(diào)速方便且調(diào)速范圍大;（2）體積小、重量輕、反應速度快、結(jié)構(gòu)緊湊。通過液壓油能傳遞很大的力和力矩;（3）工作平穩(wěn)、反應快。操作方便;（4）易實現(xiàn)過載保護。

2 液壓系統(tǒng)分類

掘進機液壓系統(tǒng)根據(jù)動力源的結(jié)構(gòu)形式可分為定量液壓系統(tǒng)和變量液壓系統(tǒng)，一般定量液壓系統(tǒng)是用齒輪泵實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的供油，而變量液壓系統(tǒng)是通過可以實現(xiàn)恒功率、負載敏感、恒壓控制等來實現(xiàn)液壓系統(tǒng)供油的。

2.1 定量液壓系統(tǒng)的特點

早期的掘進機液壓系統(tǒng)是仿造日本機械制造的，于上世紀五六十年代創(chuàng)造，下面根據(jù)佳木斯S150J掘進機的液壓系統(tǒng)總結(jié)如下：

（1）該系統(tǒng)的泵采用的是一組三聯(lián)齒輪泵和一組二聯(lián)齒輪泵配合使用，而齒輪泵的輸出側(cè)需要添加分配齒輪箱，從而實現(xiàn)連續(xù)工作，用齒輪泵工作會使掘進機壽命降低。最早的礦井地方狹小，環(huán)境差，不利于二次維修;

（2）操縱臺中配備的多路閥（如二聯(lián)閥、四聯(lián)閥、七聯(lián)閥燈）比較多，進而需要的高壓膠管比較多，在裝配高壓膠管布置時比較繁瑣，占用的空間比較大;

（3）鏟板和行走均采用行星減速機實現(xiàn)需要的轉(zhuǎn)速，該結(jié)構(gòu)受壓力沖擊大、占用體積比較大。糾正偏載能力差，漏油故障點比較多。

（4）該液壓系統(tǒng)工作過程中噪音大，對油液的靈敏度低。

2.2 變量液壓系統(tǒng)的特點

現(xiàn)如今，組合變量泵、負載敏感比例換向閥和先導控制閥是變量液壓系統(tǒng)的核心;下面以三一重工的EBZ160為例，展開論述。

（1）組合變量泵以力士樂A11VO開式泵為例如下：

泵在額定轉(zhuǎn)速下空轉(zhuǎn)時，多路換向閥LS口無負載反饋信號輸出給泵，此時泵的斜盤擺角回擺至最小擺角，而此時泵的壓力由流量控制閥中的彈簧預緊力決定，一般可設(shè)定在1.4到2.5MPa之間，而此時泵的溢流量為2-4L/min.

泵在LS口有負載反饋油液至泵的LS口時，泵的斜盤擺角回擺至最大擺角。此時泵的工作壓力一般為18MPa.

泵在停止工作時，泵的斜盤在復位彈簧的作用下，停止在最大擺角。

應用A11VO變量泵的優(yōu)點可體現(xiàn)以下幾點：1）輸出的流量可調(diào);2）噪音低、能量損壞小、溫升也比較慢。3）井下實用性強。4）效率高、結(jié)構(gòu)緊湊。

（2）該系統(tǒng)采用的是進口A11VO式組合變量泵、比例換向七聯(lián)閥（PSV552/220-3）和比例換向四聯(lián)閥（PSV55/220-3），一件單聯(lián)泵配一組閥，系統(tǒng)管路配置合理、簡潔明了。便于組裝和維修;

（3）系統(tǒng)能夠在不受負載變化影響的情況下來實現(xiàn)負載所需流量的變化。即一組七聯(lián)閥控制左右行走、升降油缸、鏟板油缸、伸縮油缸、回轉(zhuǎn)油缸、后支撐油缸等?？赏瑫r進行工作，該液壓系統(tǒng)控制方式為手動控制或先導控制。在操作手柄推至前后時分別實現(xiàn)其工作需要，操作方便，簡單。

系統(tǒng)使用比例換向閥的優(yōu)點：

1）運動速度和負載變化無關(guān);

2）多件執(zhí)行機構(gòu)互不干擾、同時工作;

3）運動速度和壓力可無極調(diào)速;

4）提高液壓系統(tǒng)工作效率;

5）對系統(tǒng)有減震作用;

6）運動速度精確可調(diào);

7）單片閥有多種功能;

8）高可靠性.

7聯(lián)閥的第一聯(lián)和第二聯(lián)是用于左、右行走，流量一般為80 L/min

七聯(lián)閥的其他依此為截割頭升降（行走漲緊油缸）、截割頭回轉(zhuǎn)、鏟板升降、后支撐、截割頭伸縮（或錨桿機），它們的流量基本為60 L/min。

（4）多慮閥的LS口壓力信號為每組閥中工作壓力通過梭閥進行比較取最大值，七聯(lián)閥和四聯(lián)閥的LS口分別接在2個負載敏感式變量泵的LS口上。泵的流量～壓力控制器可根據(jù)執(zhí)行元件所需流量總和來控制泵的擺角位置。

（5）行走工作時，使用PSV閥Z口4 MPa壓力或行走馬達釋放閥塊中的X口4MPa打開行走馬達制動器，不需要額外提供一個油源，節(jié)約了一個泵。

2.3 變量系統(tǒng)與定量系統(tǒng)的優(yōu)缺點

（1）力士樂變量泵A11VO變量泵有效的提高了油液的利用率，而齒輪泵修復價值低。內(nèi)部損失嚴重;

（2）變量液壓系統(tǒng)的工作效率遠高于定量液壓系統(tǒng);

（3）變量液壓系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)中功率的分配更合理，而定量液壓系統(tǒng)的總功率低和功率分配不均勻;

（4）變量液壓系統(tǒng)的操縱臺中的液壓件和高壓膠管布局合理，而定量液壓系統(tǒng)的操縱臺中的液壓件布局零散和高壓膠管不緊湊。

3 總結(jié)

通過對比定量液壓系統(tǒng)和變量液壓系統(tǒng)可見，變量液壓系統(tǒng)性能穩(wěn)定，故障率低，工作壽命長，目前掘進機液壓系統(tǒng)設(shè)計各有千秋，但基本均采用負載敏感、壓力切斷和恒功率控制的變量泵、負載敏感換向閥的形式，向著高壓、大流量的方向發(fā)展。多采用國外大品牌液壓元件和變量、先導油源控制成為趨勢，變量液壓系統(tǒng)正在逐步替代定量液壓系統(tǒng)。

參考文獻：

[1]陶馳東.采掘機械[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1993

[2]姜繼海.液壓與氣壓傳動[M].北京：高等教育出版社，2008

作者簡介：李菊（1988-），女，助理工程師，2010年7月畢業(yè)于聊城大學汽車與交通工程學院，學士學位，現(xiàn)在兗礦東華重工綜機裝備制修分公司從事掘進機的維修工作。