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        推土機(jī)快降閥改進(jìn)設(shè)計(jì)研究

        2013-06-18 02:42:08姜友山宋連龍趙建軍呂愛玲
        建筑機(jī)械化 2013年2期
        關(guān)鍵詞:鏟刀桿腔節(jié)流閥

        姜友山,宋連龍,金 軻,趙建軍,王 建,呂愛玲

        JIANG You-shan,SONG Lian-long,JIN Ke,ZHAO Jian-jun,WANG Jian,LV Ai-ling

        (1、山推工程機(jī)械股份有限公司,山東 濟(jì)寧 272023;2.山東理工職業(yè)學(xué)院,山東 兗州 272100)

        1 推土機(jī)快降閥的作用及其改進(jìn)的意義

        推土機(jī)作為典型的鏟土運(yùn)輸機(jī)械,作業(yè)工況復(fù)雜,整機(jī)生產(chǎn)率的提高受到許多因素的影響,而鏟刀下降速度則是其中主要影響因素之一。因此,快降閥的存在十分必要。鏟刀下降速度由泵的排量決定,快降閥的作用在于減少鏟刀下降速度增加而產(chǎn)生的液壓缸內(nèi)部的真空。因此,安裝快降閥可以獲得更快的下降速度。

        現(xiàn)有的快降閥在鏟刀下降的過程中,是通過節(jié)流閥使有桿腔壓力升高,推動(dòng)閥芯打開,使有桿腔和無桿腔聯(lián)通,實(shí)現(xiàn)快降過程。在鏟刀提升、支車等動(dòng)作的過程中,節(jié)流閥處會(huì)產(chǎn)生壓力損失,增加能耗。為解決該問題,本文在原有快降閥的基礎(chǔ)上并聯(lián)2 個(gè)管路,以避免節(jié)流閥處產(chǎn)生的壓力損失及能耗。

        2 改進(jìn)前推土機(jī)快降閥工作機(jī)理

        推土機(jī)鏟刀提升管路中,油液由泵出發(fā),經(jīng)過工作閥的控制將油液輸入鏟刀提升油缸中,使油缸伸長(zhǎng)和收縮,完成鏟刀的下降和提升。油液進(jìn)入無桿腔,使油缸活塞桿伸長(zhǎng),鏟刀下降。油液輸入有桿腔,使油缸活塞桿收縮,鏟刀提升。在鏟刀下降的過程中,由于鏟刀自重的作用,使活塞桿急劇伸長(zhǎng),油液來不及填充無桿腔,使無桿腔吸空,壓力降低;此時(shí)有桿腔壓力升高,推動(dòng)快降閥的閥芯打開,使有桿腔與無桿腔聯(lián)通,有桿腔的油液補(bǔ)充無桿腔的吸空。快降閥閥芯打開的過程如圖1 所示。

        圖1 改進(jìn)前快降閥液壓原理圖

        鏟刀下降時(shí),快降閥a 處的壓力大于b 處的壓力和閥1 的彈簧力之和,故閥1 的閥芯向右運(yùn)動(dòng),閥芯打開,有桿腔和無桿腔聯(lián)通,完成鏟刀快降動(dòng)作。

        鏟刀提升時(shí),快降閥b 處的壓力大于a 處的壓力,閥1 的閥芯關(guān)閉,有桿腔和無桿腔斷開,油液只輸入有桿腔,完成鏟刀提升動(dòng)作。

        3 改進(jìn)后快降閥工作機(jī)理

        在鏟刀提升、支車等動(dòng)作的過程中,節(jié)流閥處會(huì)產(chǎn)生壓力損失,增加能耗。因此,在原有快降閥基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),以期能夠降低能耗。改進(jìn)后快降閥原理圖如圖2 所示。

        圖2 與圖1 相比多了閥3和閥4 兩路并聯(lián)管路,并且2 處節(jié)流孔為圖1 對(duì)應(yīng)處節(jié)流孔的1/5。其目的是在工作過程中,抵消閥2 節(jié)流閥處的壓力損失,使提升動(dòng)作更加快速。

        圖2 改進(jìn)后快降閥液壓原理圖

        改進(jìn)后快降閥具體的工作過程如下。

        1)鏟刀下降時(shí),閥3關(guān)閉,閥2的開口很小,有桿腔油液壓力升高,閥1 閥芯打開,有桿腔和無桿腔聯(lián)通,油液從有桿腔進(jìn)入無桿腔,避免無桿腔吸空;當(dāng)鏟刀落地時(shí),無桿腔壓力升高,閥4 打開,有桿腔的油液從閥4 回油箱,從而實(shí)現(xiàn)快降動(dòng)作。

        2)鏟刀提升時(shí),閥1和閥4 關(guān)閉,油液從工作閥的B 口流經(jīng)閥2和閥3 進(jìn)入有桿腔,完成鏟刀提升動(dòng)作。其中閥3 的通徑比閥2 的通徑大很多,故油液在閥2 處不再產(chǎn)生壓力損失。

        3)支車提升時(shí),此時(shí)壓力油從工作閥A 口至無桿腔,推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)。此時(shí)c 處的壓力等于A 口處的壓力,外控閥4 打開,有桿腔的油液通過閥4和閥2 回油箱。

        4)支車下降時(shí),此時(shí)壓力油從工作閥B 口流經(jīng)閥2和閥3 至有桿腔,使活塞上升,完成動(dòng)作。

        5)浮動(dòng)時(shí),A 口與B 口聯(lián)通并回油箱。此時(shí),鏟刀的自重由地面支撐,油液與工作油箱聯(lián)通。有桿腔通過閥2 與工作油箱聯(lián)通。

        將改進(jìn)后的快降閥應(yīng)用于某型號(hào)推土機(jī)上,如圖3 所示。實(shí)際測(cè)試得道鏟刀在由最高處至地面的下降過程中所用時(shí)間為0.7s,小于改進(jìn)前所用時(shí)間1.2s,下降速度增加41.6%。

        圖3 改進(jìn)后快降閥整機(jī)試驗(yàn)圖

        4 結(jié) 論

        在現(xiàn)有推土機(jī)快降閥基礎(chǔ)上,通過并聯(lián)閥3和閥4,縮小相應(yīng)節(jié)流孔,使油液盡量從順序閥和換向閥返回工作閥、提升油缸無桿腔,解決了現(xiàn)有快降閥中節(jié)流口處壓力損失大的問題,同時(shí)能夠使鏟刀下降速度增加41%,大大縮短了鏟刀下降速度,提高了整機(jī)作業(yè)效率。

        [1]譚尹耕.液壓實(shí)驗(yàn)設(shè)備與測(cè)試技術(shù)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1997.

        [2]王積偉,章宏甲,黃 誼.液壓傳動(dòng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

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