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裝載機液壓行走系統(tǒng)
HST裝載機是全液壓驅(qū)動機械,行走和工作裝置可實現(xiàn)綜合控制。目前,新開發(fā)的小型裝載機幾乎已采用HST,并有向大型裝載機發(fā)展的趨勢。與傳統(tǒng)的液力機械裝載機相比,具有很大的優(yōu)勢。
TM和HST分析比較
1.裝載機作業(yè)特點:
(1)邊行走邊作業(yè),移動中進行作業(yè),行走裝置和工作裝置同時動作;
(2)循環(huán)作業(yè),頻繁地起步、前進、后退,不斷地加減速;
(3)掘削時低速大驅(qū)動力,轉(zhuǎn)移時在路上需高速行駛,所需驅(qū)動力和速度變化范圍廣。
2. TM的缺點:
T/M是變矩器加動力換檔變速箱,基本上適應(yīng)裝載機作業(yè)特點。因此在裝載機上廣泛采用。但存在以下不足:
(1)作業(yè)時經(jīng)常在低速大驅(qū)動力下工作,此時變矩器效率較低,油耗大;
(2)切入鏟土?xí)r,發(fā)動機負荷大轉(zhuǎn)速降低,不能充分利用發(fā)動機功率,作業(yè)效率低;
作業(yè)裝置和行走裝置同時工作時,很難使發(fā)動機控制在大功率點工作,主要是行走變矩器輸出功率難控制調(diào)節(jié),過去曾采用滑差式離合器來進行功率調(diào)節(jié),但功率損失大。
(3)變矩器變速范圍小,因此必須采用動力換檔變速箱,作業(yè)時需頻繁換檔(每小時高達1000次)司機勞動強度大,現(xiàn)采用電操縱和微機控制自動換檔,價格較貴。
HST的優(yōu)點:
(1)液壓傳動元件位置獨立,布置方便。其優(yōu)點是:
1)發(fā)動機布置在車輛后部可代替平衡重。在確保穩(wěn)定性前提下,可降低車重,與相同等級TM車相比,重量降低約10%以上。
2) HST液壓部件獨立布置,裝載機中部沒有大部件,空地大,可設(shè)計選取合適的軸距和大的折腰角度,軸距減小,使轉(zhuǎn)向半徑減小。
3) HST動力傳動裝置系統(tǒng),布置位置可放低,使整機重心位置降低,提高穩(wěn)定性。
4)發(fā)動機布置在后部,維修保養(yǎng)方便。
(2) HST在全車速范圍內(nèi)可實現(xiàn)無級變速。其發(fā)動機功率利用率好。HST傳動綜合效率比T/M傳動高,油耗較低。
(3) HST行走只需操縱油門踏板就能自動變速,從大牽引力至高車速范圍內(nèi)平穩(wěn)地行走而不需換檔。前進后退換向只需操縱手柄(或按鈕)。如果將換向手柄(或按鈕)設(shè)置在方向盤上,那么整個行走過程,手可以不離開方向盤,操縱輕便容易,好像駕駛自動換檔小汽車,對不熟練的司機很適合。
(4)行走微動性能好。卸載靠近卡車需要微動性能。HST車可通過微動踏板,改變變量泵斜盤傾角,使車速平穩(wěn)連續(xù)變化。
(5) HST具有制動效果,能防止在坡度上下滑,料場上作業(yè)容易。因此HST車在坡道上行駛,操縱很簡單,下坡時放油門踏板,上坡時踩油門踏板。另外,行駛時制動器使用頻率大大減少,可延長制動器使用壽命,同時行車安全性提高。
(6)掘起力和行走驅(qū)動力匹配好。裝載機在鏟裝過程要求行走驅(qū)動力和掘起力配合,就如同人工挖土?xí)r手和腳的配合。行走驅(qū)動力要求能克服阻力插入料堆。當鏟斗碰上大石塊或切入土砂過深,裝載機不能前進,這時希望輪胎不要相對地面滑轉(zhuǎn),使輪胎過早磨損。
掘削取土?xí)r,工作油缸作用力應(yīng)能克服作用在斗尖上的垂直力(鏟起力)和水平阻力(行走插入力)。輪胎驅(qū)動力過大,工作油缸不能使鏟斗掘起,則無法取土。應(yīng)使行走驅(qū)動力和工作油缸力保持恰當關(guān)系,需檢出工作油缸負荷壓;力來控制HST的油路大壓力(安全閥壓力)。鏟裝時,工作油缸壓力高了,HST油路壓力應(yīng)降低,反之工作油缸壓力低了,HST 油路壓力要高,以保證鏟斗充分切入土砂。HST是全油壓驅(qū)動機械,行走驅(qū)動和工作裝置可實現(xiàn)綜合控制,使掘起力和行走驅(qū)動力合理匹配。TM裝載機行走驅(qū)動功率難調(diào)節(jié),工作裝置和行走驅(qū)動功率無法合理分配實現(xiàn)綜合控制。
力士樂螺紋插裝閥OD131051A000000 R930058342,德國REXROTH螺紋插裝閥電磁閥,力士樂機械插裝閥電磁閥,REXROTH插裝式電磁逆止閥,力士樂插裝閥電磁閥,REXROTH電磁閥
力士樂REXROTH行走機械液壓-緊湊型液壓系統(tǒng)-插裝閥-機械插裝閥-螺紋插裝閥-電磁驅(qū)動閥
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液壓執(zhí)行元件
將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置,其作用是在壓力油的推動下輸出力和速度或轉(zhuǎn)矩和速度,以驅(qū)動工作裝置做工。例如液壓缸、液壓馬達。
2.1液壓馬達
液壓馬達習(xí)慣上是指輸出旋轉(zhuǎn)運動的,將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。
液壓馬達亦稱為油馬達,主要應(yīng)用于注塑機械、船舶、起揚機、工程機械、建筑機械、煤礦機械、礦山機械、冶金機械、船舶機械、石油化工、港口機械等。
高速馬達齒輪馬達具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、對油液的污染不敏感、耐沖擊和慣性小等優(yōu)點。缺點有扭矩脈動較大、效率較低、起動扭矩較小(僅為額定扭矩的60%-一70%)和低速穩(wěn)定性差等。
2.2液壓缸
液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的、做直線往復(fù)運動(或擺動運動)的液壓執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。用它來實現(xiàn)往復(fù)運動時,可免去減速裝置,并且沒有傳動間隙,運動平穩(wěn),因此在各種機械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。液壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比;液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩神裝置與排氣裝置組成。緩神裝置與排氣裝置視具體應(yīng)用場合而定,其他裝置則*。
3.3液壓控制調(diào)節(jié)元件
用來控制液壓傳動系統(tǒng)中油液的流動方向、壓力和流量,以保證液壓執(zhí)行元件和工作裝置完成工作。
液壓傳動中用來控制液體壓力、流量和方向的元件。其中控制壓力的稱為壓力控制閥,控制流量的稱為流量控制閥,控制通、斷和流向的稱為方向控制閥。
3.4液壓輔助元件
保證液壓傳動系統(tǒng)正常工作。例如油箱、油管、濾油器。
液壓輔件是系統(tǒng)的一一個重要組成部分,其合理設(shè)計和選用在很大程度上影響液壓系統(tǒng)的效率、噪聲、溫升、工作可靠性等技術(shù)性能。主要包括:
3.4.1過濾器
過濾器的作用:濾去油中雜質(zhì),維護油液清潔,防止油液污染,保證系統(tǒng)正常工作。
3.4.2蓄能器
蓄能器的作用:
蓄能器是液壓系統(tǒng)中儲存和釋放壓力能的裝置。
1.作輔助動力源或緊急動力源在工作循環(huán)不同階段需要的流量變化很大時,常采用蓄能器和一個流量較小的泵組成油源。另外當驅(qū)動泵的原動機發(fā)生故障時,蓄能器可作緊急動力源。
2.保壓和補充泄漏需要較長時間保壓而泵卸載時,可利用蓄能器釋放儲存的壓力油,補充系統(tǒng)泄漏,保持系統(tǒng)壓力。
3.吸收沖擊和消除壓力脈動在壓力沖擊處和泵的出口安裝蓄能器可吸收壓力沖擊峰值和壓力脈動,提高系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性。
3.4.3油箱
油箱是液壓系統(tǒng)中儲存液壓油用。
油箱的功用:
儲存系統(tǒng)所需的足夠油液;;
散發(fā)油液中的熱量;
逸出溶解在油液中的空氣; :
沉淀油液中的污物;
對中小型液壓系統(tǒng),泵裝置及一些液壓元件還安裝在油箱頂板上。
3.4.4熱交換器
系統(tǒng)能量損失轉(zhuǎn)換為熱量以后,會使油液溫度升高。若長時間油溫過高,油液粘度下降,泄漏增加,密封老化,油液氧化,嚴重影響系統(tǒng)正常工作。為保證正常工作溫度在20~65C,需要在系統(tǒng)中安裝冷卻器。相反,油溫過低,油液粘度過大,設(shè)備啟動困難,壓力損失加大并引起過大的振動。此種情況下系統(tǒng)應(yīng)安裝加熱器,將油液溫度升高到適合的溫度。
3.4.5管件
管件是用來連接液壓元件、輸送液壓油液的連接件。它應(yīng)保證有足夠的強度,沒有泄漏,密封性能好,壓力損失小,拆裝方便。
3.4.6密封裝置
密封裝置用來防止系統(tǒng)油液的內(nèi)外泄漏,以及外界灰塵和異物的侵入,保證系統(tǒng)建立必要壓力。
3.5液壓工作介質(zhì)
工作介質(zhì)指傳動液體,通常被稱為液壓油。
3.5.1液壓油
液壓油引就是利用液體壓力能的液壓系統(tǒng)使用的液壓介質(zhì),在液壓系統(tǒng)中起著能量傳遞、系統(tǒng)潤滑、防腐、防銹、冷卻等作用。對于液壓油來說,首先應(yīng)滿足液壓裝置在工作溫度下與啟動溫度下對液體粘度的要求,由于油的粘度變化直接與液壓動作、傳遞效率和傳遞精度有關(guān),還要求油的粘溫性能和剪切安定性應(yīng)滿足不同用途所提出的各種需求。
3.5.2液壓油的要求
質(zhì)量要求:
1.合適的粘 度和良好的粘溫性能,以保證液壓元件在工作壓力和工作溫度發(fā)生變化的條件下得到良好潤滑、冷卻和密封。
2.良好的極壓抗磨性, 以保證油泵、液壓馬達、控制閥和油缸中的摩擦副在高壓、高速苛刻條件下得到正常的潤滑,減少磨損。
3.優(yōu)良的抗氧化安定性、水解安定性和熱穩(wěn)定性,以抵抗空氣、水分和高溫、高壓等因素的影響或作用,使其不易老化變質(zhì),延長使用壽命。
4.良好的抗泡性 和空氣釋放值,以保證在運轉(zhuǎn)中受到機械劇烈攪拌的條件下產(chǎn)生的泡沫能迅速消失:并能將混入油中的空氣在較短時間內(nèi)釋放出來,以實現(xiàn)準確、靈敏、平穩(wěn)地傳遞靜壓。
5.良好的抗乳化性, 能與混入油中的水分迅速分離,以免形成乳化液,引起液壓系統(tǒng)的金屬材質(zhì)銹蝕和降低使用性能。
6.良好的防銹性,以防止金屬表面銹蝕。
挖掘機械一般由動力裝置、傳動裝置、行走裝置和工作裝置等組成。單斗挖掘機和斗輪挖掘機還有轉(zhuǎn)臺,多斗挖掘機還有物料輸送裝置。動力裝置有柴油機、電動機、柴油發(fā)電機組或外電源變流機組。柴油機和電動機大多用于中、小型挖掘機械,用一臺原動機集中驅(qū)動,兩者可互換。柴油發(fā)電機組和外電源變流機組用于大、中型挖掘機械,用多臺電機分散驅(qū)動。行走裝置主要用來支承機器、使機器變換工作位置和轉(zhuǎn)移作業(yè)場地;另外,鏈斗式挖掘機和環(huán)輪式挖掘機的鏟斗,隨著行走裝置的連續(xù)行走而切削土壤。行走裝置有履帶式、輪胎式、步行式、軌行式、浮游式和拖掛式等幾種。作業(yè)場地固定、要求接地比壓較低時用履帶式;作業(yè)場地多變時用輪胎式;因施工條件特殊而必須架設(shè)軌道時,用軌行式;挖掘水下泥土用浮游式;小型單斗挖掘機的行走裝置無動力源時,用拖掛式;作業(yè)場地固定、機器重量大時,用步行式。步行式行走裝置大多用于單斗挖掘機中的大、中型拉鏟挖掘機和斗輪挖掘機。
工作裝置是液壓挖掘機的主要組成部分,挖掘機配置的是反鏟工作裝置,它主要用于挖掘停機面以下的土壤,但也可以挖掘大切削高度以下的土壤,除了可以挖坑、開溝、裝載外還可以進行簡單平整場地工作。挖掘作業(yè)適應(yīng)于開挖Ⅰ~Ⅳ級土,Ⅴ級以上用液壓錘或需爆破手段。反鏟工作裝置由動臂、斗桿、鏟斗、搖桿、連桿及包含動臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸在內(nèi)的工作裝置液壓管路等主要部分組成。
動力傳輸路線表
1.行走動力傳輸路線:柴油機—聯(lián)軸節(jié)—液壓泵(機械能轉(zhuǎn)化為液壓能)—分配閥—*回轉(zhuǎn)接頭—行走馬達(液壓能轉(zhuǎn)化為機械能)—減速箱—驅(qū)動輪—軌鏈履帶—實現(xiàn)行走2回轉(zhuǎn)運動傳輸路線:柴油機—聯(lián)軸節(jié)—液壓泵(機械能轉(zhuǎn)化為液壓能)—分配閥—回轉(zhuǎn)馬達(液壓能轉(zhuǎn)化為機械能)—減速箱—回轉(zhuǎn)支承—實現(xiàn)回轉(zhuǎn)3動臂運動傳輸路線:柴油機—聯(lián)軸節(jié)—液壓泵(機械能轉(zhuǎn)化為液壓能)—分配閥—動臂油缸(液壓能轉(zhuǎn)化為機械能)—實現(xiàn)動臂運動4斗桿運動傳輸路線:柴油機—聯(lián)軸節(jié)—液壓泵(機械能轉(zhuǎn)化為液壓能)—分配閥—斗桿油缸(液壓能轉(zhuǎn)化為機械能)—實現(xiàn)斗桿運動5鏟斗運動傳輸路線:柴油機—聯(lián)軸節(jié)—液壓泵(機械能轉(zhuǎn)化為液壓能)—分配閥—鏟斗油缸(液壓能轉(zhuǎn)化為機械能)—實現(xiàn)鏟斗運動
動力系統(tǒng)的構(gòu)成及功能
·進氣系統(tǒng)——網(wǎng)罩→膠管→空濾→膠管→增壓器→膠管→中冷器→膠管→發(fā)動機 ·排氣系統(tǒng)——增壓器→膨脹節(jié)→消聲器→排氣管 ·冷卻系統(tǒng)——水箱→膠管→節(jié)溫器→水泵→柴油機→膠管→水箱 ·油門控制系統(tǒng)——步進電機→減速機→蝸輪蝸桿傳動→油門拉線→柴油機油門—高怠速、低怠速限位開關(guān) ·燃油系統(tǒng)進油系:燃油箱→膠管→手油泵→粗濾器→精濾器→柴油機回油系:柴油機→膠管→燃油箱 (回油量比較大,用它來進行部份冷卻)