全液压平地机

全液压平地机（精选3篇）

全液压平地机 篇1

摘要：液压机械传动平地机克服机械传动在不同载荷的适应能力弱,变速箱结构复杂,制造工艺复杂以及无法实现无级变速的缺点,在中小型功率推土机、平地机等设备上具有重要应用,但是液压机械传动在以下技术问题上还需要攻关:传动系统结构优化,无级变速和高速差变速、动态参数匹配、动力性与经济性等。

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.

[2]王鑫,易小刚,张德兴.全液压平地机的关键技术匹配和控制技术[J].筑路机械与施工机械化,2008.

全液压平地机 篇2

题目名称： 全液压铁路起重机液压系统应用 学

院： 机械工程学院 专业年级： 机械设计制造及其自动化 姓

名： 班级学号： 指导教师：

二零一四

年

十月 零 九 日

摘要

国内大吨位铁路起重机主要用于铁路线上机车车辆颠覆、脱轨等事故的救援工作，尤其以齐车公司的NS-1601型、武汉桥梁厂的NS-1602型为代表的160 t全液压伸缩臂式铁路起重机（以下称铁路起重机），是当前国内的主型大吨位救援用铁路起重机。目前，国外先进的铁路起重机，包括铁道部最近从德国KIROW公司引进的NS-1600型起重机，已将电液比例控制技术应用到其液压系统中。但上述国内两主型产品因原机自动化程度较低、应用经验少等客观原因尚未采用该技术。本文将以NS-1601型铁路起重机的液压系统为例，结合其当前采用的控制方式，在调速控制、马达与制动器动作协调控制两个主要方面与电液比例控制方式的工作原理及特点进行分析比较，阐述国产铁路起重机采用电液比例控制技术的优越性。从而为相 关技术人员提供创新思路，使我国铁路起重机产品的设计制造水平得到提高

ABSTRACTA Against using the technique of the NS1601 fully hydraulic railway crane hydraulic system,there are two mainly aspects, which are the speed setting control and the motor-breakstaff coordinated control systeto discuss the

advantages of the of draulitional

As a large inertia, large elasticity and variable load control system, all the currently control systems is not fitting the anchor chains tension tester.So a new design scheme about double valve compensation feedback control system based on adaptive load is proposed.The system uses a high quality and low cost digital PC controller based on ISA bus as the controller of the anchor chains tension tester.The level of all performance indexes of the Electro-hydraulic Servo Control System of MLW-15000 Horizontal Anchor Chains Tension Tester has been exceeded the foreign advanced products.目 录

第一章 绪论...........................................错误！未定义书签。

1.1 选题意义.......................................错误！未定义书签。第二章 起重机液压系统的调速应用........................................1 2.3液压系统原理.....................................................1 第三章马达与制动器动作协调的控制......................................3 第四章 结论............................................................4 4.1 研究工作总结....................................................4 4.2 今后研究展望....................................................5

参考文献...................................................................................................................................................6

第一章 绪论

1.1选题意义

NS-1601 型铁路起重机的液压系统是由柴油机带动的液 压泵与定量马达、液压油缸等组成的开式循环系统。而具体 执行元件的速度控制则由操作手柄下的先导阀的开度大小来 控制供给液控换向阀的控制油压力大小，从而控制换向阀的

开口量使流量控制得以实现，控制油的压力克服复位弹簧推力后，推动主 阀芯按相应的压力左移一段距离，从而使工作油路通过P，O 口连通，执行元件则按相应流量所决定的速度动作，随着操纵阀的扳动角度加大，作用在主阀芯的控制压力大，使复位弹簧进一步被压缩，主阀芯的开度加大，流量加大，执行元件的速度就随之变快。这样，操纵阀的开度大小与执行元件的速度建立了线性关系。但是，由于复位弹簧的刚度不易控制，往往需安装前在试验台进行多次试验调整，同时，由于结构本身的限制，控制油压可调范围较窄，即这种线性坡度较陡，工作平缓性较差。

本课题由于手控电阀控制信号传输载体为导线，这样一方面将减少控制油路配管工作，使司机室内布局简洁，并减少了潜在的液压油泄漏点；另一方面，可通过导线较方便地与微机进行接口，实现智能控制。尽管目前国内起重机液压系统经过改进已采用了分功率变量泵，调速控制变为阀控、泵控相结合，一定程度上增加了工作范围的平缓性，但同时也增加了控制油路的复杂性，更不利于像比例控制那样易于实现智能控制。”。

第二章起重机液压系统的调速应用

2.1起重机组成部分

NS-1601 型铁路起重机的液压系统是由柴油机带动的压泵与定量马达、液压油缸等组成的开式循环系统。而具体执行元件的速度控制则由操作手柄下的先导阀的开度大小来控制供给液控换向阀的控制油压力大小，从而控制换向阀的开口量使流量控制得以实现，图1 为其工作原理。图1 中序号1 为执行元件（油缸或液压马达）；2 为液控换向滑阀；为操纵阀。作用原理为：向左扳动操纵阀3，使其左位先导阀开启，使制油P′ 进入液控滑阀的对应一侧（图示为右侧），控制油的压力克服复位弹簧推力后，推动主阀芯按相应的压力左移一段距离，从而使工作油路通过P，O口连通，执行元件则按相应流量所决定的速度动作，随着操纵阀的扳动角度加大，作用在主阀芯的控制压力大，使复位弹簧进一步被压缩，主阀芯的开度加大，流量加大，执行元件的速度就随之变快。这样，操纵阀的开度大小与执行元件的速度建立了线性关系。

但是由于复位弹簧的刚度不易控制，往往需安装前在试验台进行多次试验调整，同时，由于结构本身的限制，控制油压可调范围较窄，即这种线性坡度较陡，工作平缓性较差。

2.2电液比例控制的工作油路

图2 为采用电液比例控制的工作油路。原液控换向阀换成了电液比例方向阀2，原换向阀操纵阀换成手柄机构下装有双向电位器的手动比例电压控制阀3（以下 简称手控电阀），控制油路也由控制电压U 来取代。手控电阀扳动的角度变化，是经其下端电位器发给比例电磁铁的电压信号的强弱随之变化。由于比例电磁铁水平位移-力特性，相应地比例电磁铁压缩阀芯弹簧的力就不同。这样，主阀芯与阀体间的开口量也就不同，这就使电液比例方向阀开口量与手控电阀的搬动角度成一定比例。从而可通过扳动手动电阀角度的变化来调整比例方向阀的流量，进而控制执行元件的速度。比例电磁铁的水平位移-力特性平稳，手控电阀的调压范围较宽，故整个调速控制系统的线性坡度平缓，加强了动态稳定性。该液压系统的特点是:

1、用进油调速式控制方式控制活塞的运动,进而控制试验机的工作。

2、用流量伺服阀和电液比例溢流阀同时作为闭环控制元件。

3、液压系统工作在卸荷状态,电液比例溢流阀和压力传感器的存在使液压系统称为负载适应型系统。系统的工作压力(即溢流阀调节压力)的大小取决于油缸内的压力,即液压系统的压力随试验力的增加而增加。

双阀控制的应用,在位置调整阶段(即系统压力较低),流量伺服阀与电液比例溢流阀组成调速系统,比例溢流阀根据液压缸压力的反馈信号调节系统压力,使流量阀的流量输出基本不受负载变化的影响,在这个阶段基本上进行位移控制,流量伺服阀作为主要控制对象,电液比例溢流阀辅助控制。在试验力控制阶段(系统压力开始上升),电液比例溢流阀主控,流量伺服阀辅助控制。这一阶段试验力、试样变形和液压缸活塞位移都要控制。这也是锚链拉力试验过程的关键部分。

该液压系统的采用,使得试验机在实现了闭环控制的同时,降低了定压系统能耗高、发热大的现象。节约了能源,降低了成本,简化了结构,提高了液压系统的效率,符合现代科技发展的要求。

第三章马达与制动器动作协调的控制

铁路起重机的起升和回转机构均由液压马达来驱动，并辅以制动器来保证起升/回转到位后的锁定。这两处机构易发生的重大安全故障分别为“二次起升下滑”和“回转过位”现象。这里所说的“二次起升下滑”现象指：当二次起升时，由于起升马达制动器的开启压力较低，在主油路压力达到足以克服载荷作用在起升马达上形成的反力矩之前，制动器已打开，至使马达与平衡阀间的油路中油液被压缩，加之马达的内泄漏，造成马达反转，重物下滑。而“回转过位”系指起重机吊较重载荷回转时，到位后，有可能由于重物的回转惯性或因意外因素，使回转机构有一个继续回转的趋势，而这时制动器若未关闭到位，使回转动作不能及时停下，甚至超出安全回转范围导致整机失稳，发生倾翻事故。马达与制动器动作协调，即指在马达的驱动力矩等于或稍大于载荷形成的反力矩时，即主油路供油压力值升到或稍超过克服负载所需压力值时打开制动器；或在马达的驱动力矩等于或略小于载荷形成的反力矩时，关闭制动器。这样既能防止二次起升下滑或回转过位现象，从而保障作业安全，又能防止制动器开 启过迟对机构造成损害。目前起重机上采取的措施主要是装车前通过试验台试验保证制动器释放阀的开启压力值，以及加装“开关阀”使回转到位后强制制动器动作等方法。这种方法存在的问题一方面是制动器释放阀的弹簧刚度值较小，经过长期使用后弹性系数的变化有可能无法保证开启压力的精确；另一方面，使用开关阀会使系统液

压冲击加大，影响管路及元件寿命。

应用电液比例控制技术能方便地消除上述现象。图3 为使用 电液比例顺序阀控制制动器，消除二次起升下滑现象的原理框图。其中电路上与载荷成线性关系的电信号，可以从现有的力矩限制 器取出并加以处理转化为控制电液比例顺序阀的电控信号，然后 用此信号控制顺序阀的比例电磁铁。由于比例电磁铁的水平位移-力特性，对应一个控制电信号值，顺序阀中的比例电磁铁控制 的先导阀就有一个开启压力调定值，且调定值与电信号成线性关 系。已知此电控信号与载荷反油压成线性关系，所以，电液比例 顺序阀开启压力与载荷反油压也建立了线性关系。如将它们之间 的比例关系调整为1︰1 或稍大一点，就可以保证主油路供油压力

值升到或稍超过提升重物所需压力值时才打开制动器，从而实现了防止二次起升下滑的目标。

第四章结论

4.1研究工作总结

综上所述，采用电液比例控制技术的液压功能回路与目前的定值液压回路相比，从提高工作性能和优化系统结构上均具有较大的优越性，尤其当前国内的电液比例阀技术的发展，已具有较高的性能价格比，所以作者认为，在以NS-1601 型160 t 全液压伸 缩臂式起重机为代表的国产主型铁路救援用铁路起重机或

4.1今后研究展望

下一阶段准备开发新型起重机的液压系统中，尝试应用电液比例控制技术，无论从进一步提高整机性能和安全性角度来讲，还是为进一步实现控制系统智能化、以适应铁路跨越式发展的需要出发，都将是一种必然趋势。

参考文献

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平地机液压系统的保养与维护 篇3

平地机是一种装有铲土刮刀为主、配有其他多种辅助作业装置的机械设备,主要是用于机场、公路、矿山、农田等大面积地面平整作业和整形作业和开荒、推土、助装、疏松、布料、拌和、挖沟、压实、刮坡、排雪等工作。由于平地机的刮土板可以在空间完成6度运动,故平地机具有广泛的辅助作业能力。平地机是一种多用途、高精度、高效率、高速的土方工程机械,是农田改良、水利建设、道路修筑、矿山建设、国防工程等施工中的重要设备。

平地机大多都是采用液压系统作为传动方式,具有元件寿命长、反应灵敏、单位功率质量轻、运动均匀、结构紧凑、体积小、运动传递平稳、很容易获得力矩和力,但是平地机的工作条件差、使用环境恶劣,很容易在使用过程中出现故障问题。根据我国相关部门的统计,20%的平地机液压系统故障是由于没有正确地选择液压油型号,75%是由于污染了液压油。所以,为了有效地延长平地机液压系统的使用寿命,有效地发挥平地机的经济性能和工作性能,应该正确维护和合理选用液压油。本文就平地机液压系统的保养与维护进行探讨。

1 液压油的维护

1.1 防止油液污染

平地机液压系统中所用的各种元件,如阀类、泵类等都有许多缝隙式控制阀口和阻尼孔,同时相对运动件之间的工作表面和配合间隙都比较小。如果液压油受到了污染,那么就会阻塞这些元件,甚至还会出现阀芯被卡住、配合表面被划伤的现象,导致元件动作彻底失灵。所以,平地机液压系统的关键就在于务必要保持油液清洁,防止油液污染。

第一,不能轻易拆卸液压元件,即便由于特殊原因而必须拆卸,那么也应该用柴油或煤油将这些液压元件清洗后,将其单独放置在比较干净的场所,以此来避免杂质混入到这些液压元件中。

第二,应该严格过滤液压油,滤油器必须选择120目以上,只有经过严格过滤之后,才可以注入到平地机液压油箱中。

第三,应该过一段时间就对油液的清洁度进行一次检查,定期更换油液。值得注意的是,在更换油液之前,应尽可能地将平地机液压系统内存中的油液完全排出,实践证明,使用系统外循环法最容易实现油液完全排出。其方法是:先放掉平地机液压系统中散热器、油箱中的废油,然后再将新油注入其中,同时更换滤清器的滤芯。紧接着再启动发动机,拆下油箱中的回油管,务必要使废油从回油管中完全流出。

1.2 定期检测液压系统

为了避免液压系统长期工作都处于不正常压力,应该对平地机液压系统的各检测点压力进行定期检测,这样一来,也可以在最大程度上保障平地机液压系统正常工作,且液压系统磨损率会大幅度降低。

1.3 防止油温过高

平地机液压系统中的液压油的工作温度不宜过高,如果油温过高,那么就会导致润滑膜变薄、油泵容积效率降低、密封件出现老化变质、油液粘度也会随之下降,机械磨损也会大幅度增加,密封性能会完全丧失。如果油温过低,又会导致平地机液压系统不能正常工作,所以一般都将其工作温度控制在60~80℃左右。

1.4 防止空气进入

对于平地机液压系统而言,空气是溶解在油液中,如果平地机液压系统的压力过低,空气就会从油中逸出,形成空穴,产生大量的气泡,所以应该将其压力保持在一定适宜的范围内,防止空气进入。

1.5 防止水分进入

为了有效地防止油液混入水分而造成乳化现象,应该采取油水分离、过滤等措施。

2 平地机液压系统日常维护措施

查看油和冷却剂的泄露情况,记录轮胎损坏,软管挤压变形,螺栓松开或刃口磨损等情况。清除推土板或圆盘松动区域内的碎石,残渣和垃圾等物。检查并确保推土板滑轨和圆盘顶面干净。确保安全标志干净,情况良好。如有损坏、丢失或模糊不清,及时更换。擦干净驾驶舱玻璃,检查所有后视镜是否调节到位。启动平地机前,确保已清楚机器上所有工具及其他未固定物品。通过半透明的主缸容器目视检查制动液液位。液位应在容器法兰处,离容器盖顶部不超过1英寸。每周或工作50小时就进行一次检查。检查时还要使用每天的启动前检查方法。进行所有检查时,平地机都要处于停机状态。

3 平地机液压系统的故障诊断措施

平地机由于作业时间长,液压系统常会出现故障,但是由于现场条件的制约,往往不能采用专用的检测仪器来进行故障的排除,这样就导致延误修理。

对于一般简单的故障,可以采用直观检查法,也就是通过直观手段,如鼻闻、耳听、手摸、眼看的方式来检查平地机液压系统零部件。对于那些被查元件较为精密,不便于现场拆开或者在维修现场缺乏有效的诊断仪器,可以采用对换诊断法,先拆下那些疑有故障的元件,然后换成其他平地机上型号相同、工作正常的元件,或者直接采用新元件进行试验,如果故障能够排除,那么就说明疑有故障的元件出现了问题。尤其是对于易拆装、体积小的元件,如单向阀、溢流阀、平衡阀等,采用对换诊断法较为方便。我们还可以采用仪表测量检查法来对平地机液压系统的油温、流量、压力等参数进行测量,以确定该系统的故障点。另外,根据一些常用的经验也可以有效地诊断出平地机液压系统故障问题所在。

如操纵手柄沉重,那么第一种情况就是操纵阀被污物卡住,那么应该及时清洗操纵阀;第一种情况就是弹簧失效,那么应该及时更换弹簧。

如完全不流油或者油流量太小,那么第一种情况就是油位低,吸不上油,那么就应该马上停机,加足油;第二种情况就是液压油缸内漏严重,应该马上进行更换、修理;第三种情况就是变量泵的调节机构失灵,那么应该及时修理变量泵的调节机构;第四种情况就是液压油的工作温度太低,致使粘度太大,吸不上油,那么应该提高油温。

如平地机液压系统完全无压力或者压力不足,那么第一种情况就是弹簧失效、溢流阀堵塞或者工作不正常,应该及时修理;第二种情况就是液压油的工作温度过高,引起油粘度下降,那么应该降低油温;第三种情况就是泵严重磨损,内漏严重,应该及时更换泵。

摘要：本文探讨了平地机液压系统日常维护措施和平地机液压系统的故障诊断措施,提出了自己的观点和看法。

关键词：平地机,液压系统,故障诊断,保养,维护

参考文献

[1]季明,陈德明.平地机常见故障的排除[J].工程机械与维修.2009,(04):156-159.

[2]靳玉川.平地机变矩器出口压力过低的原因与排除[J].工程机械与维修.2009,(04):134-136.