關(guān)清鑫，趙翔宇

（陸軍工程大學(xué)訓(xùn)練基地學(xué)兵六大隊學(xué)員16隊，江蘇 徐州 221004）

全液壓推土機(jī)液壓驅(qū)動系統(tǒng)是機(jī)械發(fā)動機(jī)中一種重要的傳動方式，當(dāng)前在礦山開采中應(yīng)用廣泛。礦山生產(chǎn)中機(jī)械設(shè)備是否能有效運(yùn)轉(zhuǎn)，直接影響到礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)情況，加強(qiáng)對全液壓推土機(jī)液壓驅(qū)動系統(tǒng)的研究，可以提升我國礦山資源的開采效率，促進(jìn)礦產(chǎn)行業(yè)的平穩(wěn)、可持續(xù)發(fā)展[1]。

1 礦山行駛液壓驅(qū)動系統(tǒng)組成

目前在全液壓推土機(jī)中行駛傳動裝置多采用閉式回路。為適應(yīng)推土機(jī)牽引過程中隨機(jī)負(fù)荷變化劇烈的特點(diǎn)，履帶式全液壓推土機(jī)往往采用雙泵與雙馬達(dá)組成的左右獨(dú)立的變量閉式回路系統(tǒng)，這種控制方法能夠?qū)ψ笥覂蛇呁瑫r進(jìn)行統(tǒng)一控制，實現(xiàn)對機(jī)械前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向、變速的靈活控制。

2 在礦山作業(yè)中液壓系統(tǒng)額定壓力的匹配

本文通過組件參數(shù)匹配的方法來確定推土機(jī)液壓系統(tǒng)的最大工作壓力和額定工作壓力。

①根據(jù)采油機(jī)功率進(jìn)行壓力匹配。通過最高壓力下的轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)，求得額定壓力PH，再將PH降低20%，求得額定壓力。

②根據(jù)荷載特點(diǎn)對液壓元件進(jìn)行壓力匹配。

③對液壓系統(tǒng)的熱平衡進(jìn)行分析，設(shè)功率損失轉(zhuǎn)化為熱量后通過補(bǔ)油泵外泄，補(bǔ)油泵排量為主泵的25%，熱損失為30%，則熱平衡遵循以下規(guī)律：

根據(jù)上述對三種匹配方式的分析，如果要提高元件的使用效率和壽命，需要增加系統(tǒng)額定壓力值。根據(jù)參數(shù)匹配情況，將額定壓力設(shè)置為55%-65%時，不僅能提高元件的動力性，而且使機(jī)泵、馬達(dá)的運(yùn)行效率得到提升。在進(jìn)行參數(shù)匹配設(shè)計時，應(yīng)將滿鏟時推土機(jī)的平均荷載作為額定荷載，并將其與發(fā)動機(jī)的額定功率進(jìn)行匹配。滿鏟時推土機(jī)的平均荷載要高于平時作業(yè)時的平均荷載，是從平衡推土機(jī)動力性與經(jīng)濟(jì)性的角度進(jìn)行的有效匹配。

3 礦山作業(yè)中液壓系統(tǒng)最大壓力的參數(shù)匹配

液壓系統(tǒng)的最大壓力值是對整個系統(tǒng)綜合性能的體現(xiàn)，最大壓力的參數(shù)匹配應(yīng)以元件標(biāo)定的最高壓力值為標(biāo)準(zhǔn)。推土機(jī)受工作特點(diǎn)的影響，作業(yè)過程中液壓系統(tǒng)壓力起伏劇烈，經(jīng)常會突破額定值，如果最高壓力值配置過低，會嚴(yán)重?fù)p傷元件，降低機(jī)器使用壽命。當(dāng)某全液壓推土機(jī)在礦山條件下作業(yè)時，各項參數(shù)的計算與匹配也能夠說明這一點(diǎn)[2]。

4 液壓系統(tǒng)在礦山中的實際計算應(yīng)用

本文對某全液壓推土機(jī)在礦山條件下的應(yīng)用情況進(jìn)行觀察分析，并對作業(yè)過程中各參數(shù)匹配情況進(jìn)行測試計算。

將推土機(jī)發(fā)動機(jī)設(shè)置為最大功率，對推土機(jī)空載行走、加載行走進(jìn)行測試，并通過逐漸加載方式，測試推土機(jī)最大負(fù)載。用于測試的推土機(jī)牽引力波形，液壓系統(tǒng)的壓力信號如下圖1所示。

圖1 礦山作業(yè)試驗推土機(jī)液壓系統(tǒng)壓力實采信號

由上圖1可以觀察到，在礦山作業(yè)中全液壓推土機(jī)的牽引力為一個變化值，液壓系統(tǒng)壓力隨牽引力改變而發(fā)生變化。

通過對不同負(fù)荷條件下推土機(jī)牽引力、液壓系統(tǒng)壓力進(jìn)行觀察和分析，評價全液壓推土機(jī)的綜合性能。

全液壓推土機(jī)的液壓系統(tǒng)隨外負(fù)載的增加而發(fā)生變化，且兩者呈直線關(guān)系，對上述礦山作業(yè)條件進(jìn)行觀察，其關(guān)系式滿足以下方程：

引入機(jī)械效率概念，則有：

對本次測試的推土機(jī)參數(shù)進(jìn)行計算，在不考慮機(jī)械損失的前提下，推土機(jī)傳動系統(tǒng)的機(jī)械效率約為93%。

將這次測試的參數(shù)引入?yún)?shù)匹配的設(shè)計與控制環(huán)節(jié)，可通過對液壓泵、馬達(dá)排量的匹配與控制，使全液壓推土機(jī)在作業(yè)過程中始終保持最佳效率，一方面使液壓元件使用壽命得到有效延長，另一方面也能夠充分發(fā)揮馬達(dá)、發(fā)動機(jī)等的驅(qū)動能力，提高推土機(jī)整體經(jīng)濟(jì)性。