振动压路机液压振动系统改进设计

1、542009(10 CONSTRUCTIONMECHANIZATION液压振动回路是振动压路机液压系统中的一个重要组成部分,其性能决定了振动压路机的使用范围和压实效果。液压振动回路中的执行机构为振动液压马达,直接驱动振动轴(也是振动轮的中心轴。压路机作业时,振动轴带动其上的一组偏心块高速旋转产生离心力,强迫振动对地面产生很大的激振冲击力,形成冲击压力波,向地表内层传播,引起被压层颗粒振动或产生共振,达到预期的压实目的。本文通过对原有振动压路机液压振动系统进行具体分析,指出它的不合理之处。为了让其具有更安全的工作系统,获得更高的经济效益,对振动液压回路作了改进设计,为同类型的液压回路改进设计提供

2、一定依据。1原有振动系统分析图1是原有的振动压路机的液压振动系统原理图,在回路中,当电磁换向阀1不通电时,阀1工作在中位,由补油泵3为整个油路供油。来自补油泵3的液压油分别进入到伺服液压缸11、13,然后在主液压泵处汇合,形成回路。此时变量泵斜盘为垂直位置,泵空转。当电磁换向阀1工作在左位时,图1中的伺服液压缸13接通由补油泵输出的压力油,伺服液压缸11接油箱,从而推动斜盘,改变其倾角,主液压泵沿箭头方向输出压力油,振动马达正转;相反,阀1工作在右位时,振动马达改变其旋转方向,即实现了两种振幅。在该液压系统中,相同的两个主溢流阀共同作用,提高系统工作效率。因为在液压系统中,如果主溢流阀出现故障

3、(如主阀芯在开启位置卡死会造成系统压力低,但如果有两个主溢流阀,这样同时出现故障的几率就会大大降低。同时主溢流阀也限定了系统的最高工作压力,对系统起安全保护作用;两个补油单向阀4、5配合使用,以保证补油泵输出的清洁、冷却后的压力油不断地进入主油路的低压油路中,补油泵3的压力由低压溢流阀12调定;通过液控梭形阀组8可使液压马达回油的部分低压油经溢流阀、马达壳体、主泵壳体回油箱,使补油泵实现正常补油。同时,当回油压力超过阀组中溢流阀额定值1MPa 时,振动液压马达回油道将通过阀组中的溢流阀节流卸荷,以稳定马达的转速,防止惯性冲击,提高压实质量。此外,该阀组还能使振动泵和马达组成振动压路机液压振动系

4、统改进设计Improvement in design of hydraulic vibration system of vibration road roller严桃平/ YAN Tao-ping(淮阴工学院交通工程学院,江苏淮安223003通过对原有的振动压路机液压振动系统进行分析,指出它的不合理之处,提出改进设计方案。振动压路机;液压振动系统;改进摘要关键词图1原振动压路机液压振动系统工作原理图1-电磁换向阀;2-主液压泵;3-补油泵;4、5-补油单向阀;6、7-主溢流阀;8-液控梭阀组;9-振动马达;10-滤油器;11、13-伺服液压缸;12-低压溢流阀的闭式回路热冷液压油交换,起到降低

5、油温的作用。补油泵3一方面为主液压泵和振动马达组成的闭式回路补油,另一方面给泵的变量机构提供控制油,作为先导压力油接通伺服阀的进口,以控制主液压泵变量;在补油泵吸油管路上,装有滤油精度为10µm的精滤油器,使进入液压系统的油液清洁度满足要求。由上面分析可知,该回路能完整执行工作程序,但在具体使用过程中,此回路存在不合理之处:系统的变量泵控制机构(如图1,主要有电磁换向阀1和两个伺服液压缸11、13组成,由电磁换向阀控制。当电磁阀通电时,由电磁换向阀控制伺服液压缸,使变量泵内的斜盘变位,从而控制泵的排量及液流方向,使振动马达得到两个转向及两个转速;当电磁换向阀1不通电时,该阀处于中位,

6、由于是“P”型结构,此时变量泵斜盘为垂直位置,泵空转,由于振动轮中偏心轴的惯性作用,振动轮会有余振,从而会对压实材料表面产生压痕;当振动马达的出油口由于振动轮中偏心轴的惯性作用产生高压时,在图1中的补油单向阀4、5会在高压管路油压的作用下封闭,使补油泵失去作用,液压系统易产生气穴的现象;当液压系统回路的压力因为故障而升高时,压力峰值超过所调定的压力,没有安全阀来保护系统;因为11、13伺服液压缸是两个单作用液压缸,通过电磁换向阀实现振动马达的两种振幅,在使用过程中发现,两个单作用液压缸的泄漏量较大,系统工作不稳定;振动压路机在起振与停振的瞬间,因惯性作用,系统产生压力冲击和高频脉动,系统工作不

7、稳定。2改进后的振动系统分析通过上面的分析,对原系统进行了如下的改进设计,改进后的振动压路机液压振动系统图见图2。1电磁换向阀由“P”型改为“O”型。原系统的变量泵控制机构中,如果将电磁阀改为“O”型,当停止振动时,振动马达会立即停转,振动轮不会有余振,从而不会对压实材料表面产生压痕。从最终压实效果来看,改后的机型更适合于实际生产。2在图1中的补油单向阀4、5上各加一个溢流阀,组成一个过载补油溢流阀组,当压力超过溢流阀的设定值时,溢流阀节流卸荷,使补油泵正常工作,避免液压系统产生气穴。3新添加的高压安全阀6(由一个梭阀和溢流阀组成是防止系统双向回路的压力峰值超过所调定的压力而设置的。当回路压力超过此值时,高压安全阀就打开系统使压力限制在调定值,从而保护液压元件,增加系统的安全性、可靠性。4将两个单作用液压缸改为一个变量缸,减少了泄漏量,且系统简化,方便维修。5在变量缸的2个进出油路,使用节流孔,达到缓和液压冲击和抑制高频脉动的作用,使到达变量缸的流量具有稳态值。在双向振动马达两油口上分别并联节流阀9、10通油箱。这样,不管马达旋转方向如何,它的进油路都有部分油通过节流阀回油箱。而且,调节节流阀可以改变振动马达进油流量,实现无级调频。 (编辑贾泽辉中图分类号TU661;TH137文献标识码B文章编号1001-1366(200910-0054-02收稿日期2009-07-06图2