挖掘機(jī)多路閥液壓系統(tǒng)上

挖掘機(jī)多路閥液壓系統(tǒng)上

2.2小軒場(chǎng)公司的多路閥混凝土系統(tǒng)。該液壓系統(tǒng)為三泵系統(tǒng),P1和P2泵都為變量泵且排量較大,P3為定量泵,排量較小,采用三泵恒功率控制。由8個(gè)操縱閥、動(dòng)臂合流閥、供油閥、單向閥和節(jié)流孔等組成,見圖7。2.5.1供油方式1)P1泵直通供油道:按行走、動(dòng)臂和鏟斗次序優(yōu)先供油;并聯(lián)供油道:P1泵通過行走閥后,并聯(lián)供油給動(dòng)臂和鏟斗,動(dòng)臂優(yōu)先,去鏟斗的油經(jīng)節(jié)流孔。2)P2泵直通供油道:按行走、動(dòng)臂合流和斗桿次序優(yōu)先供油,經(jīng)備用閥回油;并聯(lián)供油道:P2泵通過行走閥后,經(jīng)單向閥并聯(lián)供油給動(dòng)臂合流閥、斗桿和備用。3)P3泵直通供油道:通過供油閥、回轉(zhuǎn)和推土后,以并聯(lián)方式供油給斗桿和備用兩閥;并聯(lián)供油道:并聯(lián)供油給供油閥、回轉(zhuǎn)和推土三閥。2.5.2油路主要特點(diǎn)1)P1泵和P2泵分別優(yōu)先供左右行走閥,并切斷其下游各閥的供油。2)P1泵和P2泵可同時(shí)供油給動(dòng)臂閥,P2泵經(jīng)動(dòng)臂合流閥通向動(dòng)臂閥進(jìn)行合流,采用閥內(nèi)合流方式。僅在動(dòng)臂舉升時(shí),先導(dǎo)操縱油壓PB作用在動(dòng)臂合流閥上,使該閥處于右位合流位置,動(dòng)臂下降時(shí)PB無(wú)油壓,處于非合流位置。3)P2泵和P3泵可同時(shí)供油給斗桿,采用閥內(nèi)合流方式供油。4)如操縱鏟斗閥時(shí),鏟斗先導(dǎo)操縱油壓Pk連動(dòng)作用在動(dòng)臂合流閥上,則P1泵和P2泵能合流供給鏟斗,可實(shí)現(xiàn)鏟斗閥內(nèi)合流。5)供油閥在左位時(shí),P3泵單獨(dú)供油給回轉(zhuǎn)和推土。并可通過回轉(zhuǎn)和推土閥,向備用閥和斗桿閥供油。6)當(dāng)左右行走馬達(dá)行走時(shí),P1泵和P2泵分別向左右馬達(dá)供油,形成獨(dú)立驅(qū)動(dòng)油路。7)當(dāng)左右行走馬達(dá)行走時(shí),操縱動(dòng)臂、斗桿和鏟斗三者其中之一,其操縱閥桿就切斷了PP的回油路,PP建立壓力,作用在供油閥上,使供油閥處于右位。此時(shí),除行走閥外,P3泵可向所有其他閥供油。2.6CATEL240挖掘機(jī)多路閥液壓系統(tǒng)該液壓系統(tǒng)由7個(gè)操縱閥(動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、回轉(zhuǎn),二行走和備用),5個(gè)控制閥(直行閥x、動(dòng)臂合流閥y、斗桿合流閥w、供油閥u和供油閥v),一些單向閥和節(jié)流孔等組成,如圖8所示。CAT多路閥液壓系統(tǒng)說(shuō)明參見文獻(xiàn)。2.6.1泵的供油路線1)P1泵與左閥組直通供油道相連,優(yōu)先供行走后,經(jīng)備用、鏟斗和動(dòng)臂三閥經(jīng)w閥回油,如w閥關(guān)閉,油可經(jīng)單向閥供給斗桿閥。2)P2泵與右閥組并聯(lián)供油道相連,并聯(lián)供油給回轉(zhuǎn)、斗桿(經(jīng)v閥)和y閥。P1泵和P2泵通過x閥切換與左右閥組的連接關(guān)系,如圖7所示,P2泵與左閥組并聯(lián)供油道相連,P1泵與右閥組直通供油道連接。3)左閥組并聯(lián)供油道并聯(lián)供油給備用、鏟斗和動(dòng)臂,并可通過u閥向斗桿閥供油。4)右閥組直通供油道優(yōu)先供行走,通過回轉(zhuǎn)閥供斗桿閥,然后經(jīng)y閥回油。5)x閥在右位P1泵和左右閥組直通供油道相連,P2泵和左右閥組并聯(lián)供油道相連;x閥在左位時(shí),P1泵和左閥組直通供油道和并聯(lián)供油道相連,P2泵和右閥組直通供油道和并聯(lián)供油道相連。2.6.25個(gè)控制閥的操縱控制控制閥的作用是改變供油路線和供油方式。其操縱控制采用三種方式:先導(dǎo)控制油連動(dòng)操縱、操縱閥連動(dòng)操縱和電磁閥操縱。其操縱控制情況如表1所示。2.6.3各種作業(yè)工況供油分析1)掘削裝卸作業(yè)工況該工況電磁閥Ⅱ處于關(guān)閉狀態(tài)下,①滿斗動(dòng)臂舉升斗桿伸出回轉(zhuǎn)至卸載地點(diǎn),動(dòng)臂舉升斗桿伸出,電磁閥Ⅱ關(guān)閉,u閥關(guān)閉,v閥打開,w閥關(guān)閉,y閥處于合流位置,P1壓力油單獨(dú)供動(dòng)臂油缸,P2壓力油并聯(lián)供回轉(zhuǎn)閥、斗桿閥和動(dòng)臂合流閥。該工況由于滿斗動(dòng)臂舉升時(shí),負(fù)荷重,油壓高,油泵流量下降(因恒功率控制),為此除需P1泵供油外,還需P2泵部分油供動(dòng)臂,使動(dòng)臂舉升和回轉(zhuǎn)速度相匹配。但是因?yàn)榇蟛糠謺r(shí)間P1泵油壓高于P2泵油壓,單向閥關(guān)閉,P2泵壓力油不能供給動(dòng)臂,因此大部分時(shí)間,P2泵專供回轉(zhuǎn)和斗桿,它們的操縱不受動(dòng)臂的影響。②空斗動(dòng)臂下降斗桿伸出回轉(zhuǎn)至挖掘位置,動(dòng)臂下降,電磁閥Ⅱ關(guān)閉,u閥打開,v閥關(guān)閉,w閥關(guān)閉,y閥處于非合流位置。該工況由于動(dòng)臂下降重力作用,油壓低,P1泵流量增加,除供動(dòng)臂油缸外,還有一小部分油經(jīng)u閥通過節(jié)流供給斗桿油缸,保證動(dòng)臂下降和斗桿伸出有正確的配合速度。配合動(dòng)臂下降速度快,v閥關(guān)閉,P2泵壓力油不能供斗桿,全部供給回轉(zhuǎn)馬達(dá)。③斗桿和鏟斗復(fù)合動(dòng)作進(jìn)行挖掘,動(dòng)臂閥處于中位,電磁閥Ⅱ關(guān)閉,u閥打開,v閥關(guān)閉,w閥關(guān)閉。P2壓力油通過直通油道單獨(dú)供斗桿油缸;P1泵壓力油通過并聯(lián)油道,除供鏟斗油缸外還通過u閥經(jīng)節(jié)流孔供斗桿油缸。2)水平平整地面工況電磁閥Ⅰ處于開啟狀態(tài),電磁閥Ⅱ處于關(guān)閉狀態(tài)下,要求動(dòng)臂舉升,斗桿收回,要求精細(xì)控制,兩者低速配合動(dòng)作,使斗尖沿著地面水平移動(dòng)。此時(shí),電磁閥Ⅰ處于開啟狀態(tài),斗桿先導(dǎo)操縱油被它切斷,不能作用在斗桿合流閥上,斗桿合流閥在彈簧作用下處于打開回油位置,電磁閥Ⅱ處于關(guān)閉狀態(tài),u閥處于右位關(guān)閉狀態(tài),使P1泵不能合流供斗桿油缸。V閥打開,P2泵向斗桿油缸供油。由于動(dòng)臂合流閥的彈簧力大于動(dòng)臂操縱閥的彈簧力,在平地工作時(shí),使動(dòng)臂操縱閥微開的先導(dǎo)操縱油壓較低,不能打開動(dòng)臂合流閥,因此,P2泵不能合流供動(dòng)臂油缸,在此工況下,P1泵供動(dòng)臂油缸,P2泵供斗桿油缸,兩者互相獨(dú)立無(wú)干擾,此工況動(dòng)臂閥和斗桿閥都處于微開狀態(tài),兩油泵部分油都通過直通供油道,節(jié)流回油,降低動(dòng)臂和斗桿動(dòng)作速度,使閥桿節(jié)流調(diào)速容易,提高了操縱性,易進(jìn)行微動(dòng)精細(xì)作業(yè)。3)溝槽側(cè)邊掘削工況電磁閥Ⅰ處于關(guān)閉狀態(tài),電磁閥Ⅱ處于開啟狀態(tài)下,在進(jìn)行溝槽側(cè)邊掘削時(shí),需有將鏟斗壓緊溝槽側(cè)邊的力,此時(shí),司機(jī)通過操縱回轉(zhuǎn)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。該工況需聯(lián)合操縱回轉(zhuǎn)、斗桿、鏟斗和動(dòng)臂(微動(dòng)),此時(shí),電磁閥Ⅰ處于關(guān)閉狀態(tài),電磁閥Ⅱ處于開啟狀態(tài),u閥處于左位打開狀態(tài),v閥處于關(guān)閉位置,w閥處于關(guān)閉位置,y閥處于非合流位置(由于動(dòng)臂微動(dòng)操縱先導(dǎo)壓力較低)。P2泵的壓力油全部供給回轉(zhuǎn)馬達(dá)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)力,壓緊側(cè)邊,壓力油從溢流閥泄油。P1泵的壓力油供鏟斗、動(dòng)臂,同時(shí),通過u閥和單向閥供給斗桿,由于動(dòng)臂和鏟斗只是微動(dòng),剩下較大部分油供斗桿增加斗桿速度。4)直行工況直行閥采用操縱閥連動(dòng)操縱,作業(yè)裝置(動(dòng)臂、斗桿、鏟斗和回轉(zhuǎn))任一閥操縱,使直行閥的先導(dǎo)控制油的回油切斷,直行閥先導(dǎo)控制油就建立油壓,但只有當(dāng)兩行走閥同時(shí)操縱,直行閥先導(dǎo)控制油才能通過行走閥與Px相通,在Px壓力作用下,x閥處于右位直行位置。5)動(dòng)臂和斗桿合流動(dòng)臂合流:采用先導(dǎo)控制油連動(dòng)操縱,動(dòng)臂舉升先導(dǎo)控制油與Py相連,在操縱動(dòng)臂閥舉升同時(shí),Py作用于y閥上,使y閥處于合流位置。斗桿合流:采用先導(dǎo)控制油連動(dòng)操縱,斗桿伸出或收回(電磁閥Ⅰ關(guān)閉),先導(dǎo)控制閥油通過梭閥都與Pw相通,在操縱斗桿閥時(shí),Pw作用于w閥上,使w閥處于關(guān)閉,使P1泵合流供斗桿。3發(fā)揮好通斷閥操縱及操作特點(diǎn)從以上分析可知,開中心六通閥液壓系統(tǒng),要解決雙泵合流、作業(yè)和行走同時(shí)動(dòng)作直線性等問題,要滿足液壓挖掘機(jī)各種作業(yè)工況要求,實(shí)現(xiàn)理想的復(fù)合動(dòng)作比較困難。為此設(shè)計(jì)師動(dòng)了不少腦筋,想了不少措施,增加了各種控制閥,也采用各種控制方法,例如:液壓系統(tǒng)連動(dòng)操縱,設(shè)定作業(yè)工況用電磁閥來(lái)控制,當(dāng)然也可以采用微機(jī)來(lái)控制。但是由于開中心六通閥液壓系統(tǒng)本身特性所決定,要實(shí)現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作滿足各作業(yè)工況要求是困難和不理想的,要更好的滿足各種作業(yè)工況復(fù)合動(dòng)作要求,最好采用中位閉式負(fù)載感應(yīng)壓力補(bǔ)償系統(tǒng),并充分利用電子控制技術(shù)?，F(xiàn)將開中心多路閥液壓系統(tǒng)特點(diǎn)歸納總結(jié)如下。1)多路閥的閥組分塊和分泵供油,每一閥組有2條供油道、直通供油道和并聯(lián)供油道。直通供油道可實(shí)現(xiàn)優(yōu)先供油,并聯(lián)供油道可實(shí)現(xiàn)并聯(lián)供油。在設(shè)計(jì)多路閥時(shí)可靈活應(yīng)用使閥和閥之間組成優(yōu)先關(guān)系或并聯(lián)關(guān)系。2)為了滿足多種作業(yè)工況復(fù)合動(dòng)作要求,還需采用簡(jiǎn)單的通斷型二位二通閥和插裝閥,把油從某一油路直接引到另一油路,并往往采用單向閥防止油反流,構(gòu)成單向通道。采用了這個(gè)措施,使設(shè)計(jì)自由度大大增加,可實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的供油關(guān)系,以滿足工況需要。通斷閥操縱有以下三種方式:①采用操縱閥的先導(dǎo)操縱油連動(dòng)操縱,先導(dǎo)操縱油在控制操縱閥桿移動(dòng)的同時(shí),連動(dòng)操縱通斷閥。②采用操縱閥中增加一條油道,作為控制通斷閥的油道,這樣在操縱操縱閥的同時(shí),也操縱了通斷閥的開和閉。③采用電磁閥操縱。為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的供油關(guān)系,有時(shí)需將以上幾種通斷閥操縱方式同時(shí)應(yīng)用。3)開中心多路閥系統(tǒng)在并聯(lián)供油給多個(gè)液壓作用元件時(shí),需解決向誰(shuí)優(yōu)先供油問題,例如:動(dòng)臂優(yōu)先、回轉(zhuǎn)優(yōu)先等,在該系統(tǒng)中解決的方法是對(duì)非優(yōu)先供油的油路加上節(jié)流裝置,采用固定的節(jié)流孔或可變節(jié)流孔。固定節(jié)流孔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但調(diào)節(jié)性能差,不能適應(yīng)工況變化的要求,可變節(jié)流孔調(diào)節(jié)性能好,能適應(yīng)工況變化的要求,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一般需要采用電液比例控制,通過人手動(dòng)電操縱或微機(jī)自動(dòng)操縱。4)開中心多路閥一般采用雙泵或三泵,有些液壓作用元件(動(dòng)臂、斗桿和鏟斗)所需功率大,要合流供油,該系統(tǒng)采用兩種合流方式:①閥內(nèi)合流:例如雙泵合流供給一個(gè)閥桿,由該閥桿控制供油給所需合流的液壓作用元件,雙泵合流的油通過一個(gè)閥桿供油,該閥桿的孔徑設(shè)計(jì)需考慮多泵供油所需的流通面積。②閥外合流:例如雙泵分別通過一個(gè)閥桿,在閥桿外合流供油給所需合流的液壓作用元件,這樣,操縱閥就要增加一個(gè)閥桿。并且這兩閥桿要連動(dòng)操縱。顯然操縱閥結(jié)構(gòu)要復(fù)雜些,體積要大些,但由于流經(jīng)閥桿的是單泵流量,閥桿孔徑可小,而且有可能與其他閥桿通用。5)作業(yè)裝置同時(shí)動(dòng)作時(shí)行走直線性問題,在開中心多路閥系統(tǒng)有以下三種方式:①三泵系統(tǒng):左右行走馬達(dá)由單獨(dú)一個(gè)泵供油,剩下一個(gè)泵供作業(yè)裝置