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液壓動(dòng)力抓斗液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的有關(guān)問題

開灤礦物局職工大學(xué) 陳曉明　張克農(nóng)　

【論文摘要】介紹了龍門吊液壓動(dòng)力抓斗液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的有關(guān)問題。對(duì)液壓系統(tǒng)總體方案的擬定，減壓回路，調(diào)速回路，同步回路的設(shè)置以及初步設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行了說明和分析，并提出了解決措施。

1　液壓系統(tǒng)總體方案的擬定

　　1) 據(jù)使用要求，本抓斗應(yīng)具備2種動(dòng)作即抓取動(dòng)作和抓斗回轉(zhuǎn)動(dòng)作。因此擬采用泵、缸、馬達(dá)混合系統(tǒng)。據(jù)抓取力(100 kN)和抓取動(dòng)作要求，選定系統(tǒng)工作壓力為25 Mpa，2個(gè)內(nèi)徑為100 mm的液壓缸分兩側(cè)對(duì)稱布置�？紤]抓斗回轉(zhuǎn)動(dòng)作轉(zhuǎn)角不需很大(φ＜180°)，采用擺動(dòng)液壓馬達(dá)。據(jù)吊重和回轉(zhuǎn)摩擦阻力計(jì)算，所需轉(zhuǎn)矩不大，故采用單葉片式擺動(dòng)馬達(dá)。
　　 2) 為解決系統(tǒng)由單泵(高壓齒輪泵)供液，而液壓缸推力和推速與擺動(dòng)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的要求不同，在擺動(dòng)馬達(dá)回路中增設(shè)減壓閥和節(jié)流閥，構(gòu)成減壓和調(diào)速回路，用以調(diào)節(jié)擺動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。
　　 3) 為保證左右兩片抓斗工作同步，擬在兩液壓缸控制油路中設(shè)置分流集流閥。
　　 4) 為確保抓斗抓取物料后不松脫，應(yīng)設(shè)置鎖緊回路，即在兩液壓缸承載側(cè)加裝液控單向閥，初步設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)圖見圖1。

圖1　液壓動(dòng)力抓斗液壓系統(tǒng)圖

2　初步設(shè)計(jì)中存在的問題及改進(jìn)措施

　　1) 存在問題
　　如圖1所示，初步設(shè)計(jì)中未考慮液壓泵自動(dòng)卸載問題。經(jīng)試運(yùn)行，在整個(gè)作業(yè)過程中，由于液壓泵始終在工作壓力(溢流閥設(shè)定壓力25 Mpa）下運(yùn)行，液壓泵和系統(tǒng)發(fā)熱大、溫升高、且動(dòng)力消耗大，不利于節(jié)能。理想工況應(yīng)使抓斗工作時(shí)(抓取張開或回轉(zhuǎn)時(shí))液壓泵達(dá)到工作壓力，而抓斗不動(dòng)作即不需要供液(如調(diào)動(dòng)、提升和下放)時(shí)，液壓泵應(yīng)自動(dòng)卸載。此外，還應(yīng)滿足液壓泵空載起動(dòng)的要求，故必須增設(shè)卸載回路。
　　 2) 解決措施
　　考慮液壓元件均布置在抓斗上，而司機(jī)在龍門吊上部司機(jī)室通過電控按鈕對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，為此卸載回路最佳方案是在先導(dǎo)式溢流閥遠(yuǎn)控油路中串接1個(gè)二位二通電磁閥(見圖2)。只要操作二位二通電磁閥接通或斷開先導(dǎo)閥控制油路，即可實(shí)現(xiàn)液壓泵卸載和升壓。但關(guān)鍵問題是需增加1根控制電線，而原初步設(shè)計(jì)中選用8芯電控(3根電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力線，5根電磁閥控制線)和與之配套的電纜輪架(電纜要隨抓斗升降在輪架上纏放)，目前尚無9芯電纜和與之匹配的電纜輪架。顯然，欲采用增加1個(gè)二位二通電磁閥的方案且不增加電纜中控制線數(shù)量，應(yīng)另辟蹊徑，在電路控制中尋求解決辦法。經(jīng)反復(fù)研究，最終采用電磁閥聯(lián)動(dòng)控制線路，將H型(常通型)二位二通電磁閥控制線路與另2個(gè)三位四通電磁閥控制線路并聯(lián)，如圖3所示。只要控制油路中4個(gè)電磁鐵1DT～4DT中任一電磁鐵通電，二位二通電磁閥5DT則通電，斷開先導(dǎo)閥遠(yuǎn)控口通油箱的油路，使系統(tǒng)升壓。當(dāng)抓斗不工作(不抓取，不回轉(zhuǎn))即不需供液時(shí)，4個(gè)電磁鐵均不通電，則二位二通電磁閥也同時(shí)斷電、復(fù)位，溢流閥和液壓泵即處于卸載狀態(tài)。為此，在不增加電纜控制線數(shù)量的情況下，很好地解決了液壓泵空載起動(dòng)以及抓斗不動(dòng)作時(shí)液壓泵自動(dòng)卸載的問題。