一种新型液压挖掘机的设计

一种新型液压挖掘机的设计

一、双泵单回路变量开放式系统当挖掘机工作时，其动作频繁。主要设备通常移动、刹车和转向。外部负荷变大，影响和振动多，野外作业环境差。同时，为了便于操作，一般采用电、液相服务。所以挖掘机根据自身的工作特点和操作要求,较其他的工程机械,液压系统的一般都做的比较复杂,这给修理造成了很大的困难,那么掌握液压系统的工作原理和特点是挖掘机修理的最基本的一步,也是很重要的一步。CAT330B履带式挖掘机采用的双泵单回路变量开式系统;下面主要介绍一下该挖掘机的液压系统的特点。二、挖掘机管理系统的特点1.液压泵流量控制该挖掘机共有两个液压主泵和一个先导泵,先导泵为定量齿轮泵;液压主泵为斜缸式变量柱塞泵,其流量的调节有以下几种情况:(1)挖掘机停机时,变量机构通过弹簧将柱塞缸的倾角摆到最小,刚启动时,泵的流量最小。(2)挖掘机正常工作时,柱塞缸倾角随着液压泵自身泵出来的液压油来调节。(3)负流量控制。在挖掘机的多路阀上有两道回油油路对泵的流量进行调节。(4)先导油路控制。按照先导油路流量比例控制液压泵流量。由一个电磁阀来控制。(5)液压泵压力的控制由多路阀上的主溢流阀来控制,多路阀由两大块组成,按照从左到右的顺序分别为大臂合流换向阀,小臂换向阀,回转换向阀,左行走换向阀,直行阀,这些构成一组多路阀;右行走换向阀,备用阀,铲斗换向阀,大臂换向阀,小臂合流换向阀这些构成另外一组多路阀,各换向阀之间为并联油路;2.小臂结构参数控制一般在挖掘机工作时,有多种工作模式,CAT330B挖掘机上共有四个电磁阀构成一个电磁阀组来实现这些工况;分别为精细控制电磁阀,行走速度控制电磁阀,回转优先控制电磁阀,比例减少流量控制电磁阀。当先导油通过先导滤芯,首先来到电磁阀组阀块,在该阀块上除了有四个电磁阀外,还装有先导泵的溢流阀和一个蓄能器,过多的油通过溢流阀流回液压油箱。先导油被分成五部分:主要部分通往先导主油路;三部分通往三个电磁阀,分别为行走速度控制电磁阀、回转优先控制电磁阀、比例减少流量控制电磁阀;最后一部分通往机具压力开关和行走压力开关,用以控制挖掘机直线行走。(1)精细控制电磁阀主要是用来切断或结合小臂合流换向阀的先导油路。小臂的合流换向阀在多路阀上,装在大臂换向阀的旁边,在多路阀的最右侧。共有三道先导油路对小臂的合流换向阀进行控制,分别为收小臂,降大臂,抬小臂过来的先导油路,该电磁阀控制其中两道,分别为收小臂和降大臂的先导油。挖掘机操作手未启用精细控制模式,精细控制电磁阀未得电时。这时候该电磁阀控制的先导油路处于畅通状态。(先导油路见图1)挖掘机操作手启用精细控制模式,精细控制电磁阀得电时,这时候该电磁阀控制的先导油路处于关闭状态。先导油路及主油路基本的走向(略),因为精细电磁阀得电,降大臂和收小臂的先导油通往小臂合流换向阀时被永久切断,在这两种动作时,小臂不能实现合流。这时降大臂时,速度就会较快,实现精细控制。(2)行走速度控制电磁阀主用是控制先导油路给行走马达斜盘后的小油缸供油,电磁阀得电时,油路畅通,反之闭合。小油缸通过动作将行走马达的斜盘倾角摆大,从而调大行走马达的流量,使行走变快。(3)回转优先控制电磁阀该电磁阀主要是控制在小臂换向阀和回转换向阀之间的插装阀的动作情况。当电磁阀得电时(由操作手控制),将先导油路关闭,这时插装阀无法打开,处于自锁状态,将主泵过来的通往小臂液压油切断,小臂油缸的大小腔只能通过主回油油路吸油,实现回转优先。电磁阀未得电时,油路畅通,将插装阀打开,小臂正常工作。(4)比例控制流量电磁阀电磁阀得电时,油路畅通,先导油可以调节主泵的流量,反之闭合。回油管路。在电磁阀上除了先导油路的主回油路外,还接有三根回油管路,分别为直行换向阀回油管,回转优先阀的回油管,多路阀的主回油管,这三根油管接成一排,在电磁阀组的最外侧。(5)直行阀控制油路该路先导油从电磁阀组接出,接到多路阀上,在多路阀外部接出两个压力开关(行走压力开关和机具压力开关),油路在多路阀内部分流到各个换向阀下端,主要是用来控制挖掘机保持直线行走。(先导油路见下图)当挖掘机只做行走动作时,这时候直行阀工作到下位,电磁阀过来的先导油通过各个动作的换向阀,然后流到先导主回油管路,最后接回油箱;这时先导油到直行阀油道虽然是畅通的,但是因为通往各个动作的另一道油路连接到回油道,油压推不动弹簧的压力,直行阀未动作。行走压力开关闭合,机具压力开关断开;两个马达分别由两个泵供油,两个泵的流量和压力基本保持一致,所以俩马达的转速基本一样,挖掘机可以保持直线行走。(6)机具压力开关和行走压力开关机具压力开关和行走压力开关作用是在挖掘机从怠速无工作状态转为大油门工作状态时,用以控制发动机的转速。3.电磁阀的也接回相先导油主油路供给各操作手柄之间先要通过一个二位三通的液控阀(液控阀位置在驾驶室底部),也称为选择器阀,用以控制先导油是流回邮箱还是通往各操作手柄。该阀的工作是由一个电磁阀来控制,电磁阀得电的时候,液控阀工作到右位,先导油通往各操作手柄,反之流回邮箱。电磁阀的通断电由一个行程开关来控制。在阀上共接有9根油管,油管走向分别为,先导的主进油管,先导的主回油管,小臂回转操纵阀的进油管和回油管,大臂铲斗操作阀的进油管和回油管;在小臂回转的进油管处还接有一个回转刹车的管路,当液控阀工作时,有一路先导油通过回转刹车电磁阀将回转马达的刹车松掉。此外,在该液控阀上还留有接其他先导阀的位置,用以安装其余的工作装置,如破碎锤等。每个操作手柄接有六根管子,有P标志的为进油管,有T标志的回油管。其余的管子都通往多路阀,以实现各种动作。4.回油时的下排在回转马达和行走马达均会设有缓冲补偿油路,原因在于以下两点:一是马达在刚开始旋转的时候,供油不及时,需要从回油油路中吸油。要设置补油管路。二是马达在停止旋转时,有少量排油无法排出,会造成回油管路油压较高,需要设置缓冲油路,将多余油排回油箱。5.防止液压冲击在大小臂和铲斗等油缸的回油管路中都设有平衡阀,平衡阀的基本作用是在油缸的回油油路中形成背压,为了防止挖掘机在吊起重物或操作时,出现液压冲击的现象。6.回收优先阀在CAT330B上共装有三个插装阀,作用分别为防止小臂漂移阀,防止大臂漂移阀和回转优先阀。插装阀的工作原理是靠液压油自锁将阀芯顶死,防止大小臂的漂移和实现回转优先,解除自锁是通过一些液控阀使自锁油路的油流回油箱,从而解除插装阀的自锁。7.回转马达的故障(1)大臂举升动作慢大臂举升慢,在排除油缸内泄后,要对大臂油路的漂移阀及平衡阀进行检查,看阀芯是否磨损严重造成内泄;除此之外,也要检查泵的压力,若泵的压力不够,要查明原因。(2)降大臂时,出现液压冲击拆解发现在大臂回油油路中平衡阀卡死溢流。修复后,动作恢复正常。(3)挖掘机突然没有回转动作1)回转马达出现故障。在马达出现故障后,除了对回转马达进行检修外,还要查明马达打坏的原因,因为是单回路液压系统,要对回油油路中的一些阀检修,这些阀卡死会造成回油回路压力过高,会造成马达在工作时背压过高。此外,在液压系统中出现过多的铁屑或铜屑,要对整个液压系统清洗拆解。2)除了回转马达的损坏外,还有一种可能是回转刹车电磁阀的电路出现故障,造成回转刹车抱死。3)回转减速箱的故障。回转的动作产生,是回转马达带动减速箱中的行星减速机构旋转(一般为两级减速),减速机构通过花键将动力传到轴齿轮上,轴齿轮通过与大齿圈啮合,产生回转动作。其中轴齿轮的一对圆锥滚子轴承最易出现故障。(4)判断液压泵的工作是否正常1)除了测量液压泵的压力和流量外,在挖掘机只做行走不做其余任何动作时