滑移装载机铲斗自动调平液压系统的研究

滑移装载机铲斗自动调平液压系统的研究

滑移装载机铲斗自动调平液压系统的研究

Research on self-leveling hydraulic system of skid-steer loader's bucket

韦家义1

，吕　超

2

WEI Jia-yi, LV Chao

(1.广西玉柴重工有限公司，广西 玉林 537005；2.中国管理科学研究院学术委员会，北京 100834)

滑移装载机铲斗自动调平功能对于精准定位、提高工作效率、降低劳动强度以及有效减少装载物料的掉落均有着至关重要的作用。虽然铲斗调平系统的发展经历了机械调平、液压调平和电子调平三个阶段，但由于具有简便可靠、资源容易获取以及高性价比等优点，目前市场上主流的机型还是以液压调平为主，而且大多是以提升调平为主，双向（提升、下降）调平机型应用不多。本文以广西玉柴某型号滑移装载机的工作装置为研究对象进行分析。

1　调平液压系统原理

调平液压系统一般只在动臂提升过程中具有调平功能，其调平功能主要通过一个流量分配阀来实现，同时铲斗提升调平过程也是铲斗和动臂复合动作过程。提升调平液压系统的原理如图1所示。

动臂提升—铲斗端平：向后操作先导手柄，先导控制液压油进入动臂换向阀的a2口，推动阀芯向上移动，压力油经工作油口B1进入动臂油缸的无杆腔，动臂举升，从动臂液压缸有杆腔流出的液压油经调平阀的B口进入到流量分配阀（流量按一定的比例分配）后分为两路，一路经右可调节流阀、单向阀从C出来，进入铲斗油缸的无

图1　调平液压系统原理

1－动臂换向阀；2－安全阀；3－主泵；4－油箱；5－铲斗油缸；6－动臂油缸；7－单向阀；8－右节流阀；9－旁通阀；

10－左节流阀；11－调平阀

杆腔，出来后经调平阀的D回油；多余的一部分液压油经调平阀中的左可调节流阀从A口出来直接进入动臂换向阀工作油口A1回油。通过对调平阀中的两个节流阀的调节，可以控制进入斗杆液压缸的流量，使动臂在提升过程中，动臂的转角

建筑机械化　2010(09)　

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滑移装载机铲斗自动调平液压系统的研究

和铲斗的转角的变化量保持一致，从而达到调平铲斗的目的。

反之，动臂下降时，压力油经工作油口A1从调平阀的A口进入，再经旁通阀（或左可调节流阀）从调平阀的B口进入到动臂液压缸的有杆腔，从动臂液压缸无杆腔流出的液压油经动臂换向阀工作油口B1回油。此时铲斗缸油与动臂油缸无关联动作，铲斗不能够保持调平状态。

2　调平系统

2.1　工作装置提升调平运动分析

如图2所示，当动臂油缸的无杆腔得油，其缸杆伸出，推动动臂向上动作，摇臂向后转动；当动臂提升到一定高度时，在连杆的作用下，动臂做向前和向上运动，摇臂向前转动；从动臂油缸1有杆腔的油经过流量分配阀后，有一部分油进入到铲斗油缸的无杆腔，使得铲斗油缸在整个动臂提升过程中能始终保持同步伸出，铲斗始终保持动臂提升前的状态，即动臂的转角和铲斗的转角的变化量保持一致，从而实现铲斗提升调平。

图2　工作装置模型

1－摇臂；2－动臂油缸；3－连杆；4－动臂；

5－铲斗油缸；6－铲斗

2.2　调平液压系统的计算及分析

动臂油缸参数：缸径D1，杆径d1，行程S1；铲斗油缸参数：缸径D2，杆径d2，行程S2。如图2中位置Ⅰ，当动臂油缸未伸出，铲斗完

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全放平在地面时，则

对于动臂油缸：X1—杆安装孔与缸筒前端面的距离；

对于铲斗油缸：Y1—杆安装孔与缸筒前端面的距离。

如图2中位置Ⅱ，当动臂油缸全伸出，铲斗调平终了（假设完全水平状态）时，则对于动臂油缸：X2—杆安装孔与缸筒前端面的距离；

对于铲斗油缸：Y2—杆安装孔与缸筒前端面的距离。

这时，动臂油缸行程变化量DX＝X2－X1＝S1铲斗油缸行程变化量DY＝Y2－Y1≠S2

则，动臂油缸与铲斗油缸流量比i＝DX/DY上升调平流量的计算：对于动臂油缸Q21＝pD1/4DX对于铲斗油缸Q2＝Q1/i

则，上升调平流量Q上＝Q1＋Q2＝Q1·(1＋1/i）动臂油缸流量Q1经过流量分配阀时，通过右可调节流阀的流量为Q2，通过左可调节流阀的流量为DQ。

则，DQ/Q2＝(Q1－Q2）/Q2＝i－1　(i＞2)由此可见，DQ＞Q2，回油的流量大于到铲斗上升调平所需的流量，由于通过左、右可调节流阀的流量之比等于其通孔直径之比，且左可调节流阀的节流孔大于右可调节流阀的节流孔。这个理论为节流孔的设计提供一个依据，即计算出一个节流孔大小即可得出另一个节流孔大小。在我司某型号产品上设置的左、右节流孔直径大小分别为2mm、0.8mm，即左、右可调节流阀通孔直径之比为5∶2，经样机调试验证，效果十分理想。

另外，当主泵全流量供应提升调平时，由于铲斗从位置Ⅰ到位置Ⅱ有DX＝S1，则提升所需时间t上＝Q上/S1＝Q1(1＋1/i)/S1

提升所需时间是衡量系统选型的一个重要性能指标。当动臂油缸、铲斗油缸的掘起力的计算满足时，需要验证或修正主泵的流量（即主泵的排量与发动机转速之间的关系），如果主泵排量已定则发动机的额定转速需重新选，反之需重新

（下转第87页

）

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局部不够均匀,为提高背衬注浆层的防水性及密实度，必要时再补充以二次注浆，使注浆体充填均匀，形成稳定的防水层，达到加强隧道衬砌的目的。

3.3　管片螺栓复紧3次

为防止因管片的变形引起地层的过度扰动，对管片螺栓拧紧要求3次复紧。即拼装管片时一次拧紧，推出盾尾后二次拧紧，后续盾构掘进至每环管片拼装前，对相邻已成环的3环范围内管片螺栓进行全面检查并复紧。

纪录，进一步丰富了国内泥水加压平衡盾构的施工技术。

［参考文献］

[1]　谢小兵，钟长平．特殊地段盾构掘进的沉降控制技　　术［J］．建筑机械化，2006，(08)：45－47．[2]　张凤祥，傅德明等．盾构隧道施工手册［M］．北　　京：人民交通出版社，2005．

[3]　周忠陆，钟志全．浅覆土透水砂层泥水盾构越江技　　术［J］．建筑机械化，2009，(01)：63－65．[4]　谈小龙，朱　伟，秦建设，等．盾构法隧道施工中　　盾构控制滞后效应的研究[J]. 地下空间，2004，24　　(1)：36－40．

（编辑　吴学松）

4　结束语

通过精心组织和科学管理以及技术人员的努力, 长江盾构项目成功地掌握了泥水加压平衡盾构在富水砂层掘进的施工技术。由于准备充分、措施到位，盾构已在砂层顺利掘进1300m，日平均进尺达8.6m，最高日进尺19.2m，并创造了最高月进尺430m的国内小型泥水加压平衡盾构施工

[中图分类号] U455.43[文献标识码] B

[文章编号] 1001-1366(2010)09-0084-04[收稿日期] 2010-06-21

（上接第68页

）

定主泵排量。特别与同类机型比较时，如果提升所需时间短或接近则比较理想，如果偏长则需考虑重新核算。

[参考文献]

[1]　张海涛，施圣贤，何清华，等．滑移转向装载机铲　　斗自动调平控制系统[J]．工程机械，2005,（8)，17　　－19．

[2]　刘　乐，孙蓓蓓，王业刚．滑移装载机工作装置液　　压系统仿真研究[J]．机械制造与自动化，2010,(1):

3　结束语

流量比i对于设置左节流阀与右节流阀的通孔直径的大小有着重要意义，如果设置不合理，在调试过程中需更换若干次阀芯，才能保证铲斗调平精度在一个合理的误差范围内，同时操作性能也会大受 …… 此处隐藏：1580字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……