平地机结构（共7篇）
平地机结构 篇1
1. 驱动桥与平衡箱结构
为了使平地机行驶平稳、牵引附着力更大,六轮式平地机的中、后轮均采用驱动桥加平衡箱传动形式。即驱动桥通过半轴将动力输出,再通过平衡箱内的链轮和链条传递到平地机的4个驱动轮上。
驱动桥箱与平衡箱采用铰接形式,若由于地面不平,平地机某个车轮上升高度由于平衡箱的摆动作用,平衡箱中间仅上升h/2,驱动桥中心仅上升h/4,平地机铲刀仅上升h/8。
由此可见,采用平衡箱式结构不仅可大大提高平地机用铲刀刮平作业平整性,还可保证每侧的中、后轮能同时着地,从而有效地保证平地机的附着牵引性能。平地机通过不平整地面时,驱动桥箱与平衡箱起伏变化情况如图1所示。
2. 存在的问题
驱动桥与平衡箱的铰接处采用轴套式结构,即以驱动桥外壳为轴,以平衡箱的箱体两侧臂板为轴孔。一侧轴孔为内镶铜套的连接套,另一侧轴孔内安装滚动轴承,结构如图2所示。由于平地机作业环境平整度差,铜套在后桥轴摆动剧烈,加之平地机平地作业时的驱动力及机身的重力均作用于铜套上,导致铜套受力较大。因铜套对润滑要求较高,抗污染能力较弱,所以其容易出现磨损。
3. 第一次改进
(1)改进方案
针对这种情况,我们决定选用单排球式回转支承代替铜套。回转支承的内、外圈通过螺栓分别与驱动桥壳与平衡箱连接,驱动桥壳和平衡箱的连接结构如图3a所示。
回转支承为滚动摩擦,摩擦系数低,摩擦阻力小,不易磨损。单排球式回转支承对滚动间隙具有自适应性,受力更加均匀。其滚动体由轴承钢制成,而座圈滚道表面经过中频感应淬火处理,硬度高、耐磨性强。因此采用回转支承后,驱动桥与平衡箱铰接处的轴向、径向的承载能力大大增强。
设计人员采用平衡箱的润滑油对回转支承进行润滑,并对回转支承的密封形式进行了设计。回转支承外圈与平衡箱采用O形圈密封,回转支承内、外圈采用骨架油封密封,回转支承密封形式如图3b所示。
(2)改进后存在的问题
对驱动桥箱与平衡箱连接进行改进后,平地机运转500h后回转支承下方的骨架油封唇口处有润滑油渗出。分析认为,漏油的原因是回转支承间隙出现偏心。
骨架油封是通过控制唇口与配合面之间的过盈量来实现密封的,为此要求轴的偏心量必须小于0.15mm。根据经验,回转支承在磨合后其间隙为0.20mm,由此造成了骨架油封渗油。骨架油封渗油,不仅会造成回转支承滚道上部润滑不良,还容易造成平衡箱内零件因缺油而损坏。
4. 第二次改进
于是,我们决定对回转支承的密封进行第二次改进。经过分析研究,决定采用平衡箱和回转支承各自独立的润滑方式,平衡箱采用润滑油润滑,回转支承采用润滑脂润滑。靠近平衡箱的一端,选用对偏心不敏感的格莱圈进行密封,另一端选用回转支承标准型密封圈。格莱圈为轴向、径向的双向密封,可完全满足使用要求。第二次改进后驱动桥与平衡箱连接如图4所示。
改进后经过装机试验,新结构的回转支承未出现漏油现象,达到了设计要求。目前该种结构已在平地机上批量使用,取得了很好的效果,达到了延长回转支承使用寿命的目的。
平地机灯光快速检测方法 篇2
1. 检测方法及存在问题
新平地机完成总装出厂之前,其所有灯光均需在下线后、调试报验时、成品库报验时、交车时、发车时各检查1次。检查灯光时,需要1个人在驾驶室里操纵灯光开关,另1个人在灯具附近观察灯光。当检查出灯光不亮或亮错时,需要找专业电工进行维修。上述灯光检查方法费时、费力、工作效率较低。
2. 快速检测方法
笔者经过多年学习和实践,总结出一种平地机灯光快速检测方法。该方法通过观察平地机仪表盘上电流表数值的变化情况,1个人便可独自检测灯光,并快速判断出灯光故障部位。单人检测平地机灯光的具体方法如下所述。
(1)列出灯泡电流值
平地机等工程机械每种灯泡的功率各不相同,其电路均为并联连接,在检测平地机灯光时,单独打开某个被检测的灯光,电流表显示的电流值各不相同,所以通过观察电流表的电流值便可判断出灯光点亮与否或接错与否。为此我们在检测灯光之前,列出了平地机各种灯泡的电流值,如附表所示。
(2)操作方法
以检测制动灯和后示廓灯为例,说明平地机灯光快速检测的具体操作方法。制动灯与后示廓灯共用1个灯泡,该灯泡有2个灯丝,功率大的灯丝(24W)用于制动灯,功率小的灯丝(5W)用于后示廓灯。由于2个灯丝在同1个灯泡内,容易将线路接反。
如果制动时电流表显示值为0.5A,说明制动灯与示廓灯线路接反了,调整过来即可。如果制动时电流表显示值无变化,说明制动压力开关出现故障,应检修制动压力开关。如果制动时电流表显示值为1A,说明有1个制动灯断路,此时应检查制动灯泡是否损坏。
如果制动时电流表指针瞬间显示为无穷大,说明制动灯短路,此时应立即停止制动动作(因为瞬间短路保险丝不会被熔断),然后检查左、右两侧制动灯短路部位。检查方法如下:拔掉任意一侧后组合灯插头,踩下制动踏板,观察电流表若显示值为1A,说明短路点在另一侧;若电流表指针瞬间显示为无穷大,则可判断短路点在本侧,应打开后组合灯查找制动灯线路短路部位并进行修复。
前大灯灯泡也具有2个灯丝,分别为远光灯灯丝(75W)和近光灯灯丝(70W),也可使用上述操作方法进行检测。按照以上检测方法,1个人在驾驶室里即可通过观察电流表显示的数值,判断灯光是否正常,并可快速查找到故障部位。
3. 实施效果
平地机的制动系统 篇3
1. 停车制动系统
平地机停车制动系统(见图1)也称为手制动系统(即手刹),由操纵器和制动器组成。制动器装在分动箱输出端,通过操纵手柄,拉动变速器输出轴制动器来实现。
其特点是干式、手动操纵,摩擦衬垫制动,弹簧释放,结构简单,价格低廉。
随着高档次平地机的出现,其停车制动也采用了液压制动。制动器装在分动箱输出端,通过操纵制动按钮来实现液压控制。其工作原理如图2所示:液压泵经充液阀在短时间内给蓄能器充液,使蓄能器保持一定压力。当蓄能器压力达到额定值时,停车制动器弹簧收缩,摩擦片脱离,制动解除。当按下压力开关,换向阀组向下移动,停车制动器内压力油流出,制动器弹簧释放,实现制动。
其特点:多个摩擦片,油浴式;按键操纵,操纵简单;弹簧结合,液压释放;停车制动时,变速器自动置于空挡。
2. 行车制动系统
平地机目前有单、双2种回路行车制动液压系统。
行车制动单回路液压系统,通过制动平地机的4个中、后轮来实现制动,该系统主要由齿轮泵、溢流阀、充液阀、蓄能器、制动阀、行车制动器组成。
行车制动过程如图3所示。在发动机运转时,液压系统的齿轮泵从油箱吸油,齿轮泵输出的油经过充液阀,通向蓄能器,使蓄能器在压力低于13.5 MPa时增压,而在15 MPa时断油。蓄能器的充油优先进行,充油只需很短的时间,而后进油阀就使油流回油箱。所以发动机一运转,制动系统所需的压力油就可供使用。当制动阀的压力降到10 MPa以下,由制动电源开关控制的仪表盘指示灯闪亮。踏下制动阀,蓄能器回路中的压力油就流向行车制动器使车轮制动。
双回路行车制动液压系统,也同样通过制动平地机的4个中、后轮来实现制动。行车制动原理如图4所示,与单回路制动液压系统相差不多,但这个系统具有以下2个优点:
一是2个回路分别控制中、后轮的制动,当一个工作回路的液压管路破裂时,另外一个回路仍然具有制动能力,提高了行车制动的安全可靠性;二是行车制动和作业液压系统共用双联齿轮泵的一个泵,双联齿轮泵与行走液压泵串联,用联轴器与发动机飞轮连接,节省一个液压泵。
因双回路制动系统具有双重保险功能,可靠性更强,安全性更高,现国内外大部分平地机都采用此套系统。
平地机结构 篇4
直抒己见
徐工道路全系列产品升级的主题是节能环保,而GR180DⅨ无疑是其中的代表,相比前款市场反馈良好的GR180DⅧGR180DⅨ仅对动力及传动系统有所升级,这不仅保留了徐工平地机皮实耐用、安全可靠的特点,还达到了节能减排的目的。随着徐工新品发布会在各地的推广,GR180DⅨ以其优异的作业性能已成为了用户选购的新焦点。
自2014年1月10日徐州道路机械在工厂举办发布会开始,截止到201年5月13日第十二届中国国际交通技术与设备展览会,徐工道路在全国共举办了12场成套产品的发布会。笔者在多处见到了徐工主推的GR180型平地机,只是对时隔不久推出的两款相似的机型,“Ⅸ”机型与“Ⅷ”机型充满疑问,主推节能的GR180DⅨ与普通款GR180DⅧ区别有多大?而节能型GR180DⅨ是为发布会造势,还是货真价实的理念推进?笔者为你剖析GR180DⅨ型平地机的神通。
徐工的平地机新品推进速度很快,但有意思的是,它并不喜欢将细化的“DⅨ”或“DⅧ”标示在平地机的显眼位置,不同的型号间共用“GR180”的统一涂装,所以你肉眼很难区分GR180到底是GR180DⅧ还是GR180DⅨ。不过在作业时,你能明显感觉到GR180DⅨ在节能低耗方面的优势。
新款GR180 DⅨ型平地机有6个亮点。因为动力及传动系统的升级,新机型节能8%～10%,噪声降低了2～3dB。这款平地机采用的回转支承更加耐磨、使用寿命也更高,铲刀采用了可调节的大滑槽、双滑轨机构,刀片也采用高强耐磨材料,所以新机型更加耐用。GR180DⅨ采用了双回路制动系统,确保了行车的安全,其关键元件采用了国际知名品牌,让整机更加可靠。该机在减振降噪方面有不俗的表现,再加上符合人机工程的操控系统、操作环境,让驾乘变得舒适简单。徐工平地机采用了先进的焊接工艺,整机的结构件具有焊缝强度高、均匀,焊接质量高的特点。这款机型还配有徐工专利技术的单液压缸大转向角前桥,结合铰接式车架,让转弯半径更小,整机也更加机动灵活。
系统升级
随着应用工况的增加,平地机技术的发展也从未停步。在徐工道路机械全系列产品升级之际,这款新推出的GR180DⅨ型平地机自然在节能方面有不俗表现,相比前款GR180DⅧ,新机型对发动机与变速器进行了升级,升级机型的燃油效率更高,噪声与排放更低,实现了节能环保。不过因为其他零部件与前款产品相差不大,所以维修保养难度并未增加。
留心观察你会发现,国内平地机企业往往选配上柴发动机,原因是上柴与康明斯合作开发的平地机专用发动机深得人心,相比GR180DⅧ选配的上柴SC8D190G2B1型发动机,新机型选择了燃油经济性更出色的SC8D190.2G2型发动机,该发动机采用涡轮增压,输出扭矩和功率储备系数更大,节能效果也更出色。
虽然同样采用国内顶级的杭齿变速器,但GR180DⅨ与GR180DⅧ采用的变速器并非同款,GR180DⅨ采用了电控动力换挡的变速器与变矩器,应用了定轴式变速器,而变矩器的变矩系数大、效率高,其高效区也更宽,与发动机匹配时具有良好的联合工作特性。变速器仍为前进6挡,后退3挡的模式,并具有空挡启动保护功能,挡位的变换采用电液控制,操纵并不复杂,换挡时没有冲击,速比分布也十分合理。
GR180DⅨ的驱动桥选配了徐工桥,后轴采用平衡悬挂方式,能够保证4个车轮负荷均匀,有利于充分发挥其附着能力。后桥主传动装有“NO—SPIN”无自转自锁差速器。当一侧车轮打滑时,另一侧车轮仍然能传递其原有扭矩。因此,无论路面情况如何,GR180DⅨ均能保证整机有足够的牵引力。
总之,动力及传动系统的升级,是GR180DⅨ最大的亮点,因为上柴低转速发动机、杭齿变速器、徐工桥的选配,使该机传动系统的动力匹配更合理可靠,也使整机的节能效果提高了,噪声降低。
液压控制
GR180DⅨ的液压系统由3部分组成。其工作液压系统为双泵双回路的液压系统,该系统主要由油箱、双联齿轮泵、2个整体式五联多路换向阀和作业装置的液压缸、马达以及管路等组成,用来控制前轮倾斜,铲刀的回转、倾斜、升降、切削角变换等各种动作,操纵十分灵活。由于平地机经常在松软的土地上工作,转向阻力大,为降低驾驶员的操作强度,该机设计有转向液压系统,即前轮转向采用负荷传感式的全液压转向装置,它们是由齿轮泵、优先阀、负荷传感全液压转向器组成。行车制动采用双回路的液压系统,作用于平地机的4个中后轮上,由齿轮泵、制动阀、充油阀,蓄能器、制动分泵组成。
卓尔不群
GR180DⅨ的制动系统由行车制动系统与驻车制动系统组成。前文提到该机的行车制动为双回路液压制动系统,作用于平地机的4个中、后轮上,制动安全可靠。驻车制动系统由操纵器和制动器组成。制动器装在动力箱输出端,驾驶员通过制动器手柄可使中后轮制动。前桥作为平地机的转向桥,桥体可左右摆动,为了提高平地机的机动性,采用了铰接式车架,使转弯半径进一步减小。
与常见的平地机类似,GR180DⅨ的工作装置由牵引架、回转圈、铲刀、角位器等组成。牵引架的前端采用球形铰接,与车架前端铰接,因而牵引架可绕球铰在任意方向转动和摆动。回转圈支撑在牵引架上,可绕牵引架转动,从而带动刮刀回转。铲刀的背面有上下两条滑轨支撑在两侧角位器的滑槽上,可以在铲刀侧移油缸的推动下侧向滑动。两侧角位器为整体式结构,下部与回转圈两侧翼板下端铰接,中间通过与液压缸连接来调整角位器摆动,从而带动铲刀改变铲土角,该结构可实现前40°后5°的铲土角度变换。
内饰豪华
GR180DⅨ标配的徐工自制驾驶室,豪华美观,视野开阔,内饰立柱全包,并配有冷暖两用空调与基于人机工程学设计的风道,还具有除霜和换新风功能,内饰件为造型流畅的压塑件。电气系统由仪表盘、操纵箱、线束、检测传感器、各种照明和行车指示灯等组成,可对发动机运行、平地机行驶、各种照明和行车指示灯、雨刮、喇叭等进行控制。并对发动机、变矩器、液压系统、制动系统、蓄电池充放电和各种滤芯进行监控,使驾驶员可以随时掌握整机的运行状况。
平地机变速器挡位显示装置 篇5
1. 挡位显示装置结构
针对平地机变速器出现故障难以判断的问题,我们设计了平地机变速器挡位显示装置。该平地机挡位显示装置主要包括处理模块2、显示屏3、电源4等,如图1所示。
处理模块2与显示屏3、挡位选择器1及变速器5的电磁阀(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)连接,驾驶员操作平地机换挡时,显示屏3可显示当前挡位及电磁阀(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)的得电情况,如图2所示。
1.挡位选择器2.处理模块3.显示屏4.电源5.变速器Ⅰ——电磁阀Ⅱ——电磁阀Ⅲ——电磁阀Ⅳ——电磁阀。
1.挡位选择器2.处理模块3.显示屏4.电源5.变速器201——单片机202、203——故障警报装置
挡位显示装置的电源4为平地机蓄电池,可方便供电。处理模块2设有独立可充电锂电池实现全时监控。处理模块2包含有单片机20及故障警报装置202,单片机201进行信号处理,再通过故障警报装置202提醒驾驶人员挡位控制系统出现故障,应进行检修。控制模块原理如图3所示。
2. 原理
驾驶员根据平地作业工况,操纵挡位选择器换入相应的挡位,挡位选择器1将挡位信号发送给相应的电磁阀,同时这些信号被电磁阀反馈到挡位选择器,挡位选择器将这些信号整理发送至处理模块。处理模块对信号进行处理,将处理结果传送至显示屏,显示屏实时显示挡位及各个电磁阀得电情况。
变速器及电控系统正常情况下,显示屏中电磁阀显示电磁阀的实际得电电压与理论电压一致。当挡位选择器或电磁阀出现故障时,处理模块检测到电磁阀实际得电电压与理论电压不一致,通过故障警报装置202进行警报,同时显示屏中电磁阀显示部分显示的电磁阀的实际得电与理论得电出现偏差。
比如驾驶员操作平地机挂前进Ⅰ挡时,平地机不走车。此时显示屏上显示的理论值是电磁阀Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ有电压输出,显示屏上实际值只有电磁阀Ⅱ得电输出,电磁阀Ⅲ和Ⅳ没有电压输出,维修人员通过观察,对理论值与实际值进行比较,就可判断电磁阀Ⅲ和Ⅳ存在故障。由此可以迅速找出平地机不走车的原因,提高维修平地机电控系统的效率。
3. 效果
浅谈平地机的保养与维护 篇6
平地机的起源可以追述到19世纪末的美国, 自上世纪20年代起, 在近90年的发展历程中, 平地机经历了速度由低到高、型号由小到大、操纵系统由机械操纵到液压操纵、机械换挡到动力换挡、机械转向到液压助力转向再到全液压转向的发展过程。随着现代社会高新技术的发展, 液压技术的发展与应用。微电子、自动化已经成为平地机的未来发展趋势。因此平地机的应用也变得越来越广泛。
平地机分为拖式和自行式两种, 拖式平地机用拖拉机来进行牵引, 自行式平地机是用安装在机架上发动机提供机械行走和各种工作装置的动力, 拖式平地机机动性比较差、操作费力, 所以已被自行式平地机所取代。
装有刀片的刮刀作为平地机的主要工作装置, 它具有高度的灵活性, 可以根据现场工作需要随时形成与行驶方向不同的各种角度;可以在垂直面上形成必要的倾斜角度。由于铲刀具有上述特点, 所以平地机在公路工程施工中成了整型和平整作业的专用机械。
由于平地机的工作环境非常恶劣, 为保证平地机使用效率和延长使用年限, 必须做好保养及维护等方面工作。主要有:
1 对液压油性能的要求
在液压传动中, 液压油主要担任着传递动力和润滑剂的作用, 在部分部件中还起着密封的作用, 此时液压油进行热传递的过程, 所以它具有传热的能力。要想使得设备能够正常的进行工作, 我们需要确保液压油具备以下的特点。
第一, 具有优秀的粘性。我们这里提到的粘性指的是液态的物质在运动的时候其中的分子物质进行的互相的摩擦产生的性能的高低指标。如果该项指标比较大, 物质运动收到的阻碍就越严重, 此时就会耗费更多的能量, 而我们的设备的运行状态也会受到影响, 反之, 如果这项指标较小, 那么物质运动的时候就不会受到很多的阻碍, 就能节省很多的能量, 运行的速度就会大大的提升。
第二, 要具有合理的粘温性能。粘温特性是指油液粘度升高或降低随温度而变化的程度, 通常用粘度指数表示。粘度指数越大, 液压系统工作中油液粘度随温度升高下降越小, 从而使液压系统的内漏不致过大。这项性能的指标通常情况下要确保超过九十。
第三, 优秀的耐磨性及润滑特性。良好的耐磨性和人抗滑特性可以有效地把部件和部件的接触带来的相互作用力降到最低, 确保在各种条件下, 比如气温等, 都能具备合理的强性指数。
第四, 应保证不会有杂物出现, 尽可能的降低体系中的沙尘以及土壤等的比例。
第五, 尽可能的确保它不会危害到密封部位。
第六, 具有强大的抵御乳化的水平, 不会出现泡沫等问题。抗乳化性是指油液中混入了水并经搅动后不成为乳化液、水从其中分离出来的能力。而抵御气泡的性能是说当液体中掺杂了气体之后, 在搅拌作用的影响之下, 不会出现气泡等。
第七, 能够抵抗腐蚀。因为它是存在在物体的外表, 直接裸露的, 因此必须要确保其具有强大的抵抗腐蚀等的水平。
第八, 具有非常优秀的稳定特点。为改善油液的粘度指数, 油液中往往加入聚甲基丙烯酯, 聚异丁烯等高分子聚合物, 这些物质分子链较长, 油液流经液压元件的狭缝时受到很大的剪切作用, 往往会使分子断链, 油液粘温特性下降。
最后一点, 要保证燃点符合气温等外在条件的要求, 具有最小的挥发特点, 这样可以保证我们能够合理的使用。
2 导致污染的原因以及带来的严重后果
第一, 污染物的生成方式
1) 来自于新油。在我们的意识里它是在非常干净的状态下获得的, 不过我们在对其进行输送或者是保存的时候, 常常会因为储藏它的设备也就是它的载体本身并不能够达到百分百的干净, 常会存在很多的沙砾或者是尘土等物质存在, 因此此时污染物质就在无形中产生了。
2) 元件和系统中残留的污染物。液压元件和液压系统在加工、装配和清洗过程中会由于清理工作进行得不彻底而残留一些污染物。
3) 来自外部的。因为我们在对部件进行操作的时候, 因为本身并未合理的对邮箱进行有效地封闭处理, 价值防护设备受到破损等现象, 此时来自外界的很多物质, 像是沙砾等就会侵入到其中。
4) 液压系统内部生成的污染物。液压系统在工作中自身会生成一些固态颗粒污染物, 其中既有液压元件磨损和腐蚀而产生的金属颗粒或橡胶粉末, 又有油液氧化产生的污染物等。
第二, 带来的严重后果
1) 因为物质很多都是一些固体形态存在的, 所以经常会导致阀门堵塞, 严重的时候会影响到整个环路的运作, 导致运行的速率不稳定, 最终不能合理的运行。
2) 会严重的危害到其中一些部件的性能, 导致过于严重的能量泄漏。
3) 进入其中的气体会导致出现不正常的响动等, 最终影响到设备本身的运行。
3 针对问题提出的应对方法
防止油液污染。平地机所用的各种泵、阀类元件中, 相对运动件间的配合间隙及工作表面均较小, 液压元件中还有不少阻尼孔和缝隙式控制阀口等, 假如液体中掺杂进脏东西, 此时就会出现严重的堵塞, 有些时候还能将设备的外表带来刮痕, 或者是把阀芯堵塞, 使得部件不能正常工作。通过这些描述, 我们可以得知, 要想真正的将体系护理得当, 首先要做的就保持干净。
定期检查油液的清洁度, 并根据工作情况定期更换, 更换时应尽可能的把液压系统内存的40L左右的油液排出。其中, 使用系统外循环的方法可操作性比较强。其方法是, 先把油箱、散热器中的废油放掉, 然后加注新油。把进入到油箱中的回油管拆下, 启动发动机, 使废油从回油管中完全流出后便可。特别强调的是应及时观察油箱内油面的变化, 应保证油面的安全高度。换用新油时应同时更换滤清器的滤芯。
摘要：最近几年我们国家的经济发展速度令许多的西方国家惊叹不已, 不论是在社会还是科技等领域取得的成就也非常的突出。在各项事业发展的过程中, 尤其是工程项目, 离不开基础条件, 设备。各种类型以及规模的设备广泛的应用到生产活动中, 为我们的项目开展提供基础。在众多的设备中, 我们经常用到平地机。它的作用是平整土方, 在公路和机场等很多领域都得到了非常广泛的应用, 笔者基于这种背景具体的开展研究活动, 目的是为了更好的促进各个工程的平整工作的开展。
关键词：平地机,保养,维护
参考文献
[1]杨国平等.推土机、铲运机、装载机、平地机、挖掘机故障诊断与排除[M].北京:机械工业出版社, 2009年7月1日.[1]杨国平等.推土机、铲运机、装载机、平地机、挖掘机故障诊断与排除[M].北京:机械工业出版社, 2009年7月1日.
[2]成凯等.工程机械设计与维修丛书——推土机与平地机[M].北京:化学工业出版社, 2006年12月01日.[2]成凯等.工程机械设计与维修丛书——推土机与平地机[M].北京:化学工业出版社, 2006年12月01日.
液压机械传动平地机关键技术研究 篇7
关键词：液压机械传动,平地机,关键技术
1 绪论
平地机是通过铲刀进行推土、推雪、松土等工作的机械装置,常用于道路沟槽背坡、路肩成形、路面维护以及积雪铲除等。随着中国经济的不断增长,基础设施的不断兴建,国内对工程机械的需求不断增加,特别是平地机的需求。这促使国内平地机企业持续投入资金进行研发,但是我国平地机机械仍和国外具有一定的差距,特别是在其中的关键技术如载荷自适应能力、变速器的结构及其优化设计、动态性能与参数匹配性等各个方面。液压机械传动平地机较之于传统的机械传动平地机更适合国内科研机构进行研发,因为其制造水平适合国内的技术发展,合理配备参数后,可以不断尝试动态性能,从而追赶国外先进水平。
2 液压传动系统静态参数匹配
液压机械传动平地机传动系统静态参数主要包括发动机的功率、扭矩和油耗曲线,液压泵和液压马达排量,减速器的减速比,压力和转速的额定值等参数设计,参数匹配不当会严重影响传动系统的机械效率、质量,甚至会造成系统质量问题。
2.1 发动机的比功率
发动机的功率决定平地机最大施加的动力,也就是平地机工作时能承担的负荷,国内液压传动平地机的马力为180马左右,国外为220马力。发动机传动的比功率过大就会容易发生打滑,无法将发动机全部的功率转化为平地机的工作负载,比功率过小,机械动力性能就会下降,无法满足需要的功率输出。发动机功率在转换时和液压泵连接,要使发动机的传动效率增加,需要合理配置发动机的转速和最大功率,这样保证整机的燃油经济性,液压马达在发动机到达最大扭矩点时候,需要降低速度,增加马达排量,以达到正确的动力匹配
2.2 平地机的整机质量分布
平地机的各部件质量分布科学化可以使平地机获得合适的任务牵引力,质量增加伴随着平地机在工作时的阻力增加,但是质量增加可以提高平地机的工作频率,所以要合理选择平地机的质量分布。前桥载重比为前桥质量在整机中的质量分布,前桥过轻,会使平地机在转向时运动不灵,发生打滑;前桥如果过重,会使机械的最大驱动力降低,是工作载荷降低。选择合适质量分布后,应进行牵引力的校核。如行走机构在发动机超载时,应发生滑动来进行自我保护和降低操作人员的生命危险风险。
2.3 速度
平地机在不同作业时,需要的速度不同。如清理厚雪层时候需要高速工作来提高效率,满足人们尽快出行的任务;而当作业要求质量高的时候需要降低速度来保证工作质量。平地机一般设置为8个档位,其中五个档位用于低速的土壤推送、平整,高速的三个档位用于高速转场。平地机在换挡过程中,由于发生传动系统零件的速度和角速度变化,需要换挡过程速度变化带来的冲击。换挡冲击由于速度突变造成,若要降低速度突变,需要使速度降低缓慢平顺,这样就会使换挡速度降低,无法满足作业需求。所以采用液压油缓冲的方式,通过调节缓冲终止压力和油压,使离合器完全结合,从而降低摩擦力矩和车辆加速度。而且油压上升时间延长会使离合器的结合时间增加,摩擦力矩会随着终止压力的降低而降低。
3 平地机行驶控制系统研究
液压传动自动化程度高,便于控制,可以降低操作人员的作业强度。行驶控制系统主要控制液压泵排量、马达排量、变速桥位以及各个档位与信号之间的耦合,复杂度高。它主要有无级变速、载荷自适应以及变功率低能耗控制三部分组成。
3.1 载荷自适应系统
平地机工况复杂,为了保证机械的负载与机械的其他性能进行匹配,保证发动机的高效、高质量工作,需要操作人员及时更换档位来满足外载需求。但是由于液力大小有限、机械档位有限,考虑到操作人员的熟练度以及教育水平,无法发挥好复杂的匹配操作。液力传动主要分为压力自适应控制和功率自适应控制。压力自适应控制主要是防止平地机在限定压力下工作,防止平地机超出压力对机械设备和人员的损害。压力下工作还可以延长机械设备元件的使用寿命,降低损耗和维修成本。功率自适应系统可以避免发动机超载,保证工作效率,提高机械设备利用率。
3.2 变功率低能耗控制
平地机在低速作业时,发动机选择低能耗的特性曲线,将其处于调速端。负载增加时,发动机工作曲线提升,使平地机轮滑运动降低,节约燃油损耗。综合每个档位发动机的最大功率,设计内部控制发动机的功率曲线,防止出现发动机功率较大富余,实现变功率控制,达到不损失性能而降低能耗的目标
4 总结与展望
液压传动平地机的关键技术的提升具有巨大的发展空间,通过动静态参数的匹配控制研究,还可以融入现代化的人工智能技术,进行远程的平地机操作。优化控制系统和信号传输的同步,优化能耗结构,必将整体提升中国整体平地机甚至重工业水平。
参考文献
[1]焦声杰.国内外平地机发展现状与新技术[J].筑路机械与施工机械化,2008.