液壓機(jī)械傳動(dòng)在工程機(jī)械中應(yīng)用

1、液壓機(jī)械傳動(dòng)在工程機(jī)械中應(yīng)用摘要：液壓傳動(dòng)在機(jī)械中的運(yùn)用越來越廣，今年來液壓傳 動(dòng)被應(yīng)用到工程機(jī)械設(shè)備中去，取得不錯(cuò)的效果。筆者從液 壓機(jī)械傳動(dòng)的發(fā)展入手，對液壓機(jī)械傳動(dòng)的特點(diǎn)以及傳動(dòng)原 理進(jìn)行分析，探討液壓機(jī)械傳動(dòng)在工程機(jī)械中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：液壓傳動(dòng) 工程機(jī)械 液壓裝置隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，作為主要施工設(shè)備的工程機(jī) 械在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。由于液壓傳 動(dòng)裝置具有功率密度高、易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)、速度剛度大、 便于冷卻散熱、動(dòng)作實(shí)現(xiàn)容易等突出優(yōu)點(diǎn)，因而在工程機(jī)械 中得到了廣泛的應(yīng)用。一、液壓機(jī)械傳動(dòng)的發(fā)展由于液壓助力器在應(yīng)用過程中顯示出的突出優(yōu)點(diǎn)以及 人們對液壓元件和液壓系統(tǒng)研

2、究的深入，液壓傳動(dòng)裝置及技 術(shù)很快在工程機(jī)械領(lǐng)域中推廣應(yīng)用，其發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè) 階段。1. 應(yīng)用初期20世紀(jì)4050年代是工程機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng) 用的初期階段。人們摸索著將簡單的液壓元件和液壓系統(tǒng)應(yīng) 用到工程機(jī)械上來解決用其他方式比較難以實(shí)現(xiàn)的問題（如 執(zhí)行器的直線運(yùn)動(dòng)等）1。其系統(tǒng)工作壓力一般很低，大約在 27mpao2. 高速發(fā)展階段工程機(jī)械液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用在20世紀(jì)60、70年代發(fā) 展迅速，其液壓傳動(dòng)系統(tǒng)向著高速、高壓化發(fā)展，系統(tǒng)壓力 的提高使得液壓傳動(dòng)功率密度大幅度增加、液壓元件的重量 明顯下降。液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用逐漸由工程機(jī)械工作裝置擴(kuò) 展到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)，

3、人們研制出 了全液壓挖掘機(jī)和全液壓叉車等工程機(jī)械。3. 增強(qiáng)可靠性階段大多數(shù)工程機(jī)械都在野外作業(yè)，工作環(huán)境惡劣，其液壓 系統(tǒng)經(jīng)常受到塵埃、振動(dòng)、高溫低寒、風(fēng)雨雪的影響；同時(shí), 由于液壓元件如泵在高速、高壓運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的噪聲、振動(dòng) 的原因，工程機(jī)械的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)常 常引發(fā)故障。因此在 20世紀(jì)80年代，降低工程機(jī)械液壓系統(tǒng)污染、提高設(shè)備可 靠性便成為這一時(shí)期的應(yīng)用主題。4. 電液控制技術(shù)應(yīng)用階段隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使現(xiàn)代控制理論 在工程機(jī)械液壓傳動(dòng)裝置中的應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。計(jì)算機(jī)控制的 變量泵系統(tǒng)、采用高速開關(guān)閥和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字閥大大 提高了液壓系統(tǒng)的效率。出現(xiàn)了智能型液壓挖掘機(jī)、

4、鑿巖隧 道機(jī)器人、混凝土泵車等工程機(jī)械機(jī)型，大大提高了設(shè)備的 作業(yè)精度和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率。二、液壓機(jī)械傳動(dòng)特點(diǎn)目前，大型工程機(jī)械中主要采用的是液力機(jī)械傳動(dòng)系 統(tǒng)，為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率、節(jié)約能源、獲得良好的傳 動(dòng)性能以及輕巧靈便，理想的方法是從傳統(tǒng)的有級變速傳動(dòng) 發(fā)展為無級變速傳動(dòng)，而液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)操作性能好，傳 動(dòng)效率高，彌補(bǔ)了有級傳動(dòng)的不足，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)變速換擋， 但是考慮到經(jīng)濟(jì)效益，由于其大容量的液壓泵、液壓馬達(dá)制 造困難和液壓系統(tǒng)的復(fù)雜性，在使用上也受到限制，因此在 工程機(jī)械中很少用到液壓機(jī)械傳動(dòng)。日本近年來開發(fā)了液壓傳動(dòng)變速器，將液壓傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng) 用于裝載機(jī)和推土機(jī)等機(jī)械設(shè)備上，這

5、在世界范圍內(nèi)來看也 是一個(gè)偉大的嘗試。與液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)相比，液壓機(jī)械傳 動(dòng)的特點(diǎn)主要有：(1) 具有更高的傳動(dòng)效率和更寬的高效區(qū)，且使用 燃料更經(jīng)濟(jì)，液壓功率流與機(jī)械功率流并聯(lián)的傳動(dòng)形式相結(jié) 合實(shí)現(xiàn)無級變速。公司有關(guān)資料顯示，液壓機(jī)械傳動(dòng)裝載作 業(yè)量最大可達(dá)到液力機(jī)械傳動(dòng)的30%,同時(shí)燃料經(jīng)濟(jì)性可提 高25%之多。(2) 作業(yè)過程中可以自動(dòng)變速換擋，操作更加便捷, 操作員在作業(yè)過程中只需要集中精力控制工作裝置，而不用 根據(jù)作業(yè)負(fù)荷和車速大小等情況來調(diào)節(jié)擋位，從而有效地提 高了工作效率。三、液壓機(jī)械傳動(dòng)機(jī)理液壓機(jī)械傳動(dòng)的工作原理如圖1所示。液壓機(jī)械無級 變速器(hmt) 由液壓調(diào)速機(jī)構(gòu)和機(jī)械變

6、速機(jī)構(gòu)及分、 匯流機(jī)構(gòu)組成，首先由pto發(fā)動(dòng)機(jī)將輸出的動(dòng)力分為兩路, 即通過離合器直接傳給行星架的機(jī)械動(dòng)力和通過液壓傳動(dòng) 傳給太陽輪的液壓動(dòng)力。差動(dòng)輪系統(tǒng)將這兩路動(dòng)力合成，再 由齒圈將其輸出。準(zhǔn)備狀態(tài)下，離合器c1脫開、c2閉合， 全部動(dòng)力經(jīng)液壓傳動(dòng)輸出，使工程機(jī)械準(zhǔn)備好微動(dòng)和起步； 在作業(yè)過程中，離合器c1閉合、c2脫開，通過電子控制系 統(tǒng)使液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速na為零，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力全部由機(jī)械 動(dòng)力傳遞，經(jīng)液壓傳動(dòng)的動(dòng)力為零，傳動(dòng)效率達(dá)到最高2。 由式(1) 可以看出，當(dāng)馬達(dá)作正反向回轉(zhuǎn)時(shí)，輸出轉(zhuǎn) 速將增大或減小，從而構(gòu)成可以連續(xù)獲得變速范圍內(nèi)任何傳 動(dòng)比的無級變速傳動(dòng)。當(dāng)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速na較小

7、時(shí)，液壓傳遞的動(dòng)力也較小, 此時(shí)機(jī)械傳遞的動(dòng)力相對較大，傳動(dòng)效率提高3。當(dāng)馬達(dá) 轉(zhuǎn)速na大于零時(shí)，車速隨著na增加而減小；na等于零時(shí), 機(jī)械處于設(shè)定的檔位車速；na小于零時(shí)，車速隨na增大 而增大。當(dāng)偏離檔位車速較大，即na較大時(shí)，傳動(dòng)效率也 較低。若增加檔位，在機(jī)械傳動(dòng)部分設(shè)置變速機(jī)械，改變式 (1)中的馬達(dá)轉(zhuǎn)速na,并將變速器的馬達(dá)轉(zhuǎn)速na限制在較 小的范圍內(nèi)，就可以保證變速器在不使用大容量液壓馬達(dá)和 液壓泵的同時(shí)在高效區(qū)域工作，從而使傳動(dòng)效率保持在較高 的水平。四、結(jié)語近年來，液壓技術(shù)迅速發(fā)展，液壓元件日臻完善，使得 液壓傳動(dòng)在工程機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用突飛猛進(jìn)，液壓傳動(dòng) 所具有的優(yōu)勢也日漸凸現(xiàn)。可以相信，隨著液壓技術(shù)與微電 子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及傳感技術(shù)的緊密結(jié)合，液壓傳 動(dòng)技術(shù)必將在工程機(jī)械行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展中發(fā)揮出越來 越重要的作用。參考文獻(xiàn)1 肖志宏.施工機(jī)械液壓系統(tǒng)使用、維護(hù)及保養(yǎng)淺