一種用于履帶式掘進(jìn)鉆車行走馬達(dá)速度切換的控制方法

吳佼，趙建東，郭鐵坤，王培酈，牛可，焦中興，譚海，周桂生

（徐州徐工基礎(chǔ)工程機(jī)械有限公司，江蘇徐州221001）

1 概述

履帶式液壓掘進(jìn)鉆車是地下礦山常用設(shè)備，隨著地下礦山的開(kāi)采機(jī)械化程度提升，履帶式掘進(jìn)鉆車因其性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，在礦山的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。行走馬達(dá)是履帶式掘進(jìn)鉆車的重要組成部件，行走馬達(dá)的效率直接影響著整車的工作性能，故行走馬達(dá)的效率的提升對(duì)于掘進(jìn)鉆車整機(jī)性能的提升尤為重要。

2 傳統(tǒng)行走馬達(dá)控制方法

行走馬達(dá)多為液壓先導(dǎo)控制，液壓先導(dǎo)手柄可控制行走馬達(dá)的速度快慢，具體工作原理如圖1所示。

圖1

圖1 中，液壓油經(jīng)多路閥的P 口，進(jìn)入馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)工作，馬達(dá)需要多少流量再由多路閥LS 口反饋回液壓泵。采用液控先導(dǎo)手柄來(lái)控制行走馬達(dá)的速度，具體計(jì)算如下：

式中 ηv——行走馬達(dá)的容積效率

D——履帶接地面的直徑

由上式計(jì)算得出，當(dāng)多路閥輸出流量為150 L/min 時(shí)，行走馬達(dá)速度為2.24 km/h，即先導(dǎo)手柄控制的行走馬達(dá)速度范圍為0~2.24 km/h。

3 行走馬達(dá)速度切換控制方法

鑒于傳統(tǒng)行走馬達(dá)控制方法僅有一種最大行走速度，本文提出一種行走馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)速度切換的控制方法，見(jiàn)圖2，具體工作原理如下：

圖2

一般工況下，液壓油從多路閥出來(lái)，從P1 口進(jìn)入馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)工作。此時(shí)液壓油不會(huì)經(jīng)過(guò)單向閥③，換向閥④，進(jìn)入伺服油缸⑤；當(dāng)路況好且馬達(dá)需要高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，打開(kāi)手動(dòng)換向閥①，高壓油通過(guò)Ps 口驅(qū)動(dòng)換向閥④換向，馬達(dá)內(nèi)部的高壓油會(huì)通過(guò)單向閥②或者單向閥③（正反轉(zhuǎn)），通過(guò)換向閥④進(jìn)入伺服油缸⑤，使得馬達(dá)強(qiáng)制變成小排量，由于油源流量不變，馬達(dá)轉(zhuǎn)速會(huì)增加，從而速度增大。平時(shí)采用90 L/min 流量的油源能保證馬達(dá)在一般工況下有足夠的轉(zhuǎn)速和輸出扭矩，在工況較好的情況下，通過(guò)改變馬達(dá)的排量來(lái)增加轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)速度切換。

具體計(jì)算如下：

一般工況下，驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速

當(dāng)打開(kāi)閥1 之后，驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速

4 結(jié)論

在爬坡需要低速時(shí)，可關(guān)閉閥1，行走馬達(dá)速度范圍只在低速范圍內(nèi)波動(dòng)，控制更為精準(zhǔn)，提高整車行走效率；同時(shí)，對(duì)于油源的要求也低，在供油流量為90 L/min 的情況下，也能實(shí)現(xiàn)2.41 km/h 的高速，相比采用流量為150 L/min 的液壓源，同一聯(lián)閥，流量了小則成本低。有兩檔速度切換，滿足了行走馬達(dá)對(duì)于不同工況的適應(yīng)性，整車的工作性能更加穩(wěn)定與可靠。