關(guān)于160噸輪胎式提梁機(jī)液壓系統(tǒng)分析與改進(jìn)研究

摘 要：160噸輪胎式提梁機(jī)是重要的工程機(jī)械，在運(yùn)行過程中，主要通過液壓系統(tǒng)來完成驅(qū)動，但是在該機(jī)械的運(yùn)行中，耗能相對較高，同時具有較高的排量，不符合工程機(jī)械的發(fā)展原則，因此，需要對其液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析和改進(jìn)。本文主要探究160噸輪胎式提梁機(jī)液壓系統(tǒng)的分析和改進(jìn)，通過探究液壓系統(tǒng)的工作原理以及負(fù)載敏感系統(tǒng)，提出了閥后補(bǔ)償?shù)脑?，取得了較好的實(shí)用效果。

關(guān)鍵詞：160噸輪胎式提梁機(jī)；液壓系統(tǒng)；負(fù)載敏感系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.010

0 前言

在160噸輪胎式提梁機(jī)的使用中，其主要負(fù)責(zé)起吊、運(yùn)輸以及裝車等工作，在運(yùn)行的過程中，主要是通過液壓系統(tǒng)來完成驅(qū)動，但是在該液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，由于其具有較大的排量，同時機(jī)器的耗能相對較高，導(dǎo)致機(jī)器的整體運(yùn)行受到較大的影響[1]。

1 液壓系統(tǒng)工作原理

在本次研究中，研究的160噸輪胎式提梁機(jī)的型號為MDEL160型輪胎式提梁機(jī)，其系統(tǒng)采用對稱布置的方式，在設(shè)計(jì)過程中，具有液壓馬達(dá)、轉(zhuǎn)向油缸、支腿油缸以及開始變量泵[2]。在液壓系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，泵的流量需要保證馬達(dá)和油缸的同時工作，根據(jù)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向以及行走速度，可以確定單向的馬達(dá)需要流量為74.8L/min，在系統(tǒng)的排量確定中，根據(jù)公式1可以進(jìn)行計(jì)算，如下所示。

在公式1中，V是變量泵的排量，Qm是馬達(dá)的總流量，Qc是油缸的總流量，n是轉(zhuǎn)速，η屬于容積效率。通過該公式的計(jì)算，可以確定負(fù)載敏感泵，V1=125.2ml/r，通過計(jì)算可以選擇丹弗斯ER-130負(fù)載敏感泵。

2 負(fù)載敏感系統(tǒng)

負(fù)載敏感系統(tǒng)是指將系統(tǒng)負(fù)載需要的流量以及壓力與泵源匹配起來，以此來提升系統(tǒng)的效率。在負(fù)載敏感系統(tǒng)中，通常由負(fù)載敏感泵以及多回路閥組成，通過負(fù)載敏感內(nèi)置閥，可以對小負(fù)載的壓力進(jìn)行補(bǔ)償，以此來滿足系統(tǒng)的運(yùn)行要求，其主要分為閥前補(bǔ)償和閥后補(bǔ)償兩種方式，其具體表現(xiàn)如下所示：

（1）閥前補(bǔ)償。在液壓系統(tǒng)的壓力補(bǔ)償古城偶爾還能夠中，將補(bǔ)償閥設(shè)置在主閘的前端，稱之為閥前補(bǔ)償。如圖1所示。在圖1中，1為負(fù)載敏感泵，2為變量機(jī)構(gòu)，3為壓力補(bǔ)償閥，4為負(fù)載敏感多路閥，5為梭閥，6為負(fù)載液壓缸。在閥前補(bǔ)償系統(tǒng)中，彈簧壓力可以設(shè)置為P1和P2，通常兩個數(shù)值相等，多路閥主閥前側(cè)的壓力設(shè)置為Pm1和Pm2，則通過計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，主閥前后的壓差通常為Pm1-P1以及Pm2-P2，在系統(tǒng)的分析中，假設(shè)P2大于P1，則可以確定其流量特性。Q1=K1A1△Pm1；Q2=K2A2△Pm2；在上述公式中，K1和K2屬于節(jié)流系數(shù)，A1和A2屬于節(jié)流口面積，△P1屬于壓差，m屬于指數(shù)，通常范圍為0.5-1，為了計(jì)算，取m=0.5。

通過上述的計(jì)算公式可以看出，在液壓系統(tǒng)中，流量與壓差呈現(xiàn)正比例趨勢，在系統(tǒng)流量不飽和時，主閥會產(chǎn)生一定的壓差，多路閥流量與主閥呈現(xiàn)正比。在提梁機(jī)行走的過程中要注意，需要保證馬達(dá)壓力高于轉(zhuǎn)向壓力，否則在機(jī)器運(yùn)行的過程中，會對設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及T型梁產(chǎn)生較大的沖擊，不利于設(shè)備的保護(hù)。

（2）閥后補(bǔ)償。在液壓系統(tǒng)的運(yùn)行中，不僅存在閥前補(bǔ)償方式，同樣存在閥后補(bǔ)償方式，其是指將壓力補(bǔ)償閥設(shè)置在主閥后側(cè)，如圖2所示。在圖中，1為負(fù)載敏感泵，2為變量機(jī)構(gòu)，3為負(fù)載敏感多路閥，4為壓力補(bǔ)償閥，5為梭閥，6為負(fù)載液壓缸。在閥后補(bǔ)償系統(tǒng)中，通過梭閥提取負(fù)載壓力，以此來滿足系統(tǒng)的運(yùn)行要求，在閥后補(bǔ)償系統(tǒng)中，假設(shè)P2>P1，則可以確定其流量公式如閥前補(bǔ)償。

通過該計(jì)算公式可以發(fā)現(xiàn)，流量與壓差存在明顯的關(guān)聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)的流量趨于飽和的情況下，液壓泵的補(bǔ)償閥產(chǎn)生的壓力無法達(dá)到系統(tǒng)的運(yùn)行要求，會對系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響，同時在系統(tǒng)的運(yùn)行中，壓力補(bǔ)償閥產(chǎn)生的壓力不便，而系統(tǒng)的壓差將呈現(xiàn)不斷降低的趨勢，在此情況下，閥后補(bǔ)償系統(tǒng)可以降低各個執(zhí)行結(jié)構(gòu)的功能，不會出現(xiàn)超出負(fù)載的狀況，從而可以保障系統(tǒng)的最佳運(yùn)行效率。

3 系統(tǒng)改進(jìn)效果分析

在本次研究中，選擇的160噸輪胎式提梁機(jī)的型號為MDEL160型輪胎式提梁機(jī)，其適用于T型梁的起吊和運(yùn)輸?shù)炔僮?，在運(yùn)行的過程中，馬達(dá)需求的力量為74.8L/min，轉(zhuǎn)向油缸需要的流量為100L/min，在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，如果流量處于不飽和的狀態(tài)，則需要對流量進(jìn)行分配，在設(shè)計(jì)過程中，可以選擇ER-100變量泵，其排量為100ml/r，根據(jù)計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，通過該泵的使用，可以提供140L/min的流量，通過該系統(tǒng)運(yùn)行模式，可以保證提梁機(jī)的運(yùn)行更加穩(wěn)定，并且可以降低系統(tǒng)的整體耗能以及成本，具有較高的改進(jìn)效果。

4 結(jié)語

在160噸輪胎式提梁機(jī)的運(yùn)用過程中，通過閥前補(bǔ)償?shù)呢?fù)載回路控制轉(zhuǎn)化成為閥后補(bǔ)償，可以降低機(jī)器的排量，同時可以降低提梁機(jī)的整體功耗。在該機(jī)器的運(yùn)行中，常規(guī)的運(yùn)行模式由于高耗能，導(dǎo)致其已經(jīng)難以滿足機(jī)械的整體運(yùn)行需求，因此，希望通過本文的分析，可以為160噸輪胎式提梁機(jī)的液壓系統(tǒng)分析與改進(jìn)提供一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李褚.基于提梁機(jī)液壓系統(tǒng)故障的分析與排除方法研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（01）：28-30.

作者簡介：張司博（1988-），男，遼寧黑山人，本科，助理工程師，主要研究方向：機(jī)電。