液壓挖掘機回轉油路

1、液壓挖掘機回轉油路同濟大學王康黃宗益上海建筑機械制造廠張永洲內容摘要:本文從液壓挖掘機回轉油路的組成和要求出發(fā),對回轉緩沖、制動等形式進行較詳細的分析,總結了回轉與桿臂同時動作時的要求,并介紹幾種特殊的緩沖閥。關鍵詞:挖掘機回轉油路液壓挖掘機的回轉油路一般由回轉操縱閥、回轉馬達、緩沖補油回路、回轉制動器及制動器控制系統(tǒng)等組成?；剞D機構工作頻繁,因此必須有特殊的回路來滿足回轉機構的工作要求。1回轉緩沖油路為了減輕起動和急停時過大的沖擊,采用緩沖油路。有兩種連接方式:(1緩沖閥出油口直接與回轉馬達、出油路相通,如圖1。(2緩沖閥的出油口直接與油箱相連,如圖2。為了防止挖掘機在坡道上重力下降回轉時超

2、速和不產生吸空,采用平衡閥。如圖1。 圖1 圖22回轉制動油路挖掘機回轉制動由回轉操縱閥控制。操縱閥回中位,回轉馬達開始制動,回轉制動力矩由緩沖閥調定。為了使制動長久保持、可靠,一般還設機械式制動器。機械式制動器一般是彈簧力上閘,液壓松閘。211機械制動的兩種控制形式為了減輕制動時齒圈、齒輪之間的沖擊,要求回轉操縱閥回中位液壓馬達制動以后,機械制動器才開始起作用。因此,要求彈簧上閘時制動器油缸延遲回油,使機械制動器延時結合。制動器油缸延遲回油控制有兩種方式:21111液壓控制回轉操縱閥一般采用先導油壓力控制?；剞D操縱閥回中位,先導壓力P P 消失、制動閥在彈簧作用下,使制動器上閘,油缸通回油,

3、制動器在彈簧力作用下制動。制動器油缸的回油有兩種形式:a 1通過節(jié)流孔回油,起阻尼作用,如圖1。b 1通過流量閥回油,使制動器回油流量基本保持一恒定值,如圖2。21112電控制回轉制動由電磁閥控制,通過電磁閥的轉換使制動器上閘和松閘。圖3回轉制動定時系統(tǒng) 圖6回轉優(yōu)先系統(tǒng) 配應與動臂轉角有關,即根據(jù)裝卸位置的不同合理分配去回轉馬達和動臂缸的流通,從而協(xié)調回轉和動臂之間運動的相對速度。圖5是一個回轉調速系統(tǒng),可變裝載模式旋鈕按動臂回轉角調節(jié)去回轉馬達的流量。當回轉和動臂同時動作時,液壓開關檢出回轉先導壓力輸入控制器,同時控制器讀入可變裝載模式旋鈕位置信號,輸出相應電信號給電液比例閥,此閥輸出相應

4、的液壓信號控制合流閥的滑閥行程,從而分配去回轉馬達和動臂缸的流量,控制回轉和舉升的相對速度比值,使得回轉結束時斗自動舉升到正確的卸載位置。312回轉優(yōu)先系統(tǒng)當回轉和斗桿回收同時動作時,由于流入負荷較小斗桿一側的壓力油多,而流入回轉一側的壓力油少,其結果使得斗桿的速度相對于回轉速度過快,從而影響同時操作性能。例如,當進行側壁掘削和斜坡修整時,為有效保持垂直掘削,要求回轉力保持挖斗貼緊側壁。因此回轉和斗桿同時動作,由同一泵供油時,如果不采用回轉優(yōu)先油路,則油流向壓力低處,使得掘削時緊貼側壁很困難,如圖6(a 所示。 為此,可使用回轉優(yōu)先閥。它實際上是回轉先導壓力控制的可變節(jié)流孔,回轉先導壓力愈大,

5、流向斗桿油缸的壓力油節(jié)流愈大,以保證壓力油優(yōu)先供給回轉,如圖6(b 所示。4緩沖制動閥和防反彈閥介紹411川崎緩沖調壓閥這種緩沖調壓閥用在回轉油路,用來限制回轉馬達油腔的最高壓力,其構造和作用原理如圖7所示,它由閥芯1,彈簧2、5,柱塞3,閥套4,滑閥7等組成。壓力油由進油口A 經閥芯1的節(jié)流孔進入空圖7川崎緩沖調壓閥腔6,當空腔油壓力升高到一定值時,壓力油推動滑閥7向右運動并壓縮彈簧5,同時壓力油進入彈簧5的空腔。當壓力油充滿彈簧5的空腔時,閥芯7在彈簧力的作用下又回到圖示位置,空腔6壓力油推動柱塞3向左運動并壓縮彈簧2,隨著彈簧力逐漸增加,油壓力逐漸上升,直至柱塞3和閥套4接觸,壓力達到最

6、大。若這時進油壓力進一步升高,壓力油將推動閥芯1向右運動,壓力油由A 口直接進入出油口B ,實現(xiàn)卸荷。412東芝緩沖調壓閥這種緩沖調壓閥也用在回轉油路,其構造和作用原理見圖8,它由閥芯1,彈簧2、3,柱塞4,滑閥5等組成。圖8東芝緩沖調壓閥壓力油由進油口A經閥芯1的節(jié)流孔到達空腔8,當空腔8的油壓力升到一定值時,壓力油克服彈簧7的作用壓縮滑閥5,同時壓力油經滑閥5的節(jié)流孔進入彈簧7的空腔,又通過滑閥5和柱塞4側壁的節(jié)流孔流入空腔6。實際上是通過一流量閥來控制進入空腔6的壓力油。進入空腔6的壓力油推動柱塞4向左運動,壓縮彈簧2,隨著油壓的進一步升高,柱塞繼續(xù)向左與彈簧3接觸,進一步向左運動將壓縮

7、彈簧2和3。由于油進入空腔,壓力油推動柱塞向左運動,使彈簧力逐漸增加,從而使緩沖調壓閥的控制壓力逐漸上升。這種調壓閥的特點是使回轉制動力緩慢上升,起到減少制動沖擊的目的。413東芝防反彈閥防反彈閥用在回轉油路中,其作用是使回轉制動時,回轉系統(tǒng)壓力迅速平穩(wěn)衰減,防止轉臺來回反彈,它由閥體1、閥芯2、彈簧3組成。圖9(a是它的作用原理圖。操縱回轉操縱閥,通過節(jié)流孔a2(或b2的壓力油使閥芯2處于右(或左位置,中間室節(jié)流孔a1、b1之間通道切斷,馬達處于正常工作狀態(tài);操縱閥回中位,閥芯2在兩邊彈簧力作用下回到中位,馬達兩腔壓力油經防反彈閥中間室節(jié)流孔相連,壓力油互流,制動壓力迅速降低。圖9(b是裝防

8、反彈閥前后回轉制動力P 的變化情況。圖95結束語挖掘機回轉油路工作時必須滿足:回轉迅速、平穩(wěn),突然停止時沖擊小;與其它機構同時動作時,能合理分配去各機構的流量。但設計回轉油路時,在注重功能實現(xiàn)的同時,還必須考慮回轉油路的節(jié)能。液壓挖掘機回轉過程中的能量損失有兩個方面的原因。(一回轉馬達起動時,由于液壓泵輸出的流量大于馬達所需流量而產生的溢流損失;(二制動過程中,回轉的動能由于未被吸收轉換成熱能而引起的能量損失。解決回轉能量損失有以下幾種途徑:(1在回轉油路中加一蓄能器。起動時,液壓泵提供的多余流量可在蓄能器中儲存起來;制動時,回轉馬達呈泵工況,排出的油進入蓄能器,從而實現(xiàn)能量回收。(2二次調節(jié)

9、技術。在回轉油路中,可用回轉操縱閥控制一變量伺服泵來控制回轉變量馬達斜盤角度大小。回轉制動時,馬達斜盤角度自動反向而變?yōu)楸霉r,可將回轉制動的動能轉換為液壓能儲存在蓄能器中,以供下一循環(huán)使用。(3回轉單泵系統(tǒng)。這種系統(tǒng)為定量泵和變量馬達組成的閉式回路,回轉馬達起動時,為無溢流損失的無級加速過程,制動時為動力回收的無級減速過程。這就進一步改善了回轉特性,減少了起、制動時的能量損失。參考文獻1北田智夫1PC128UU21A vanceUU - 1小松技報11994V o l1401N o112技術交流會資料1川崎重工株式會社3關于建筑機械用液壓器械的介紹1東芝機械株式會社4曹善華1單斗液壓挖掘機1

10、機械工業(yè)出版社5范基1挖掘機回轉液壓系統(tǒng)的節(jié)能研究1工程機械11991176李建啟1液壓挖掘機回轉節(jié)能系統(tǒng)1工程機械1199112作者地址:上海市四平路1239號郵政編碼:200092收稿日期:1997112128圖3是小松PC200型挖掘機回轉制動定時原理圖。操縱回轉操縱閥,回轉先導壓力油作用于液壓開關,開關處于關閉狀態(tài)。此時,電流通入電磁網,來自控制泵的壓力油通過電磁閥流入回轉制動器壓力腔,制動解除。回轉操縱閥回中位,作用于液壓開關上的先導壓力消失,開關處于斷開位置。這樣,流入定時器的電流被切斷,經5s后定時器內的開關處于斷開位置,流入電磁閥的電流也被切斷,從而使電磁閥得到轉換,回轉制動器壓力腔中的油排放到油箱,制動器動作。小松A vance系列挖掘機回轉油路制動定時可采用微機控制,使控制更加精確。212回轉制動力可變系統(tǒng)液壓挖掘機回轉停止時沖擊的大小,取決于回轉制動力矩與回轉體轉動慣量的相對關系,而制動力矩由緩沖閥的設定壓力決定。若回轉轉動慣量變化大,而緩沖閥設定壓力不變,則難以滿足制動要求。因此,可使緩沖閥的設定壓力隨工作裝置姿態(tài)的變化而變化,從而調整回轉制動力矩,使制動平穩(wěn) 。圖4回轉制動力可變