中挖液压系统.ppt
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1、中挖液压系统,中挖液压系统 一、中联中挖液压系统简介 中联中挖液压系统是双泵、双回路负流量交叉恒功率控制液压系统。 系统使用康明斯发动机和川崎液压元件;发动机驱动液压动力元件主泵从液压油箱吸油,将发动机的机械能转化为液压能;在司机的操纵下,利用液压控制元件先导手阀、脚阀控制液压主阀,根据工作需求改变液压油的压力、流量和方向;通过液压执行元件马达和油缸,完成挖掘机的各种动作。,工作原理图,二、液压系统之液压泵组 液压泵组是液压系统中吸收发动机动能,将机械能转化为液压能的液压动力元件;它由前后调节器、先导齿轮泵及柱塞主泵等组成。 1、泵组的联接 中联中挖所用主泵是变量轴向双联柱塞泵;通过揉性联轴器
2、与发动机飞轮相连;这种连接方式有效降低了发动机启动及停车瞬间对发动机曲轴、主泵花键轴的冲击,延长了使用寿命。,2、液压泵组的外部构成及管路连接,液压泵组的外部构成及管路连接,液压泵组的外部构成及管路连接,3、液压泵组的内部结构,4、液压泵组的工作原理,5、原理图代码说明,6、先导齿轮泵工作原理 在挖掘机的动力元件中是用齿轮泵来提供先导操作用油的;它提供约4MPa的平稳先导油用于先导操纵及主阀传感。,先导齿轮泵内部构成,7、调节器 调节器是安装在前后柱塞主泵上分别接受来自主阀左、右回油口节流阀前端的负流量压力传感;本泵和对泵的恒功率压力传感;比例电磁阀的功率改变压力传感;从而改变柱塞泵斜盘的倾角
3、达到改变工作油排量的目的。,1)调节器的工作原理 调节器通过接收负流量控制传感(负流量压力油),全功率控制传感(本、对泵压力油),功率变化控制传感(比例电磁阀压力油),通过连杆机构使活塞A左、右移动,从而控制伺服柱塞大油室进、回油,达到改变柱塞泵斜盘倾角,改变主泵排量的目的。,伺服活塞,负流量控制 靠改变先导压力Pi,主泵倾斜角(出油流量)可以被任意调节(如下图所示)。调节器用于负流量控制时,先导压力Pi增大而出油量Q减少(先导压力与出油量成反比,因此称为负流量控制)。由于这种作用原理,当获得机器工作所需流量的相应先导压力时,主泵仅仅排出所需流量,所以不会白白地消耗功率。 由于负流量压力传感是
4、在主阀中位 回油末端节流阀前端采集的,但操 纵先导阀后,主阀阀芯移动,中位 回油关闭,所以只有操纵杆在中位 时负流量控制发挥作用,当操纵杆 离开中位,负流量控制失去作用。,全功率控制 由于主体泵出油压力P1和从随泵出油压力P2的增大,调节器自动减小主泵倾斜角(出油流量)以把输出扭矩限定在某一数值内。(速度恒定时输出功率亦恒定)因为调节器是同步全功率型,能根据串联双泵系统中两个泵的负载压力和来工作,所以原动机(发动机)在进行功率调节时能自动防止过载而不用考虑两泵的负载状况。因为调节器是同步全功率型,它能按以下所示公式把两个泵的倾斜角度(排量)调节至相同值。 Tin=P1q/2JI + P2q/2
5、JI =(P1+P2)q/2JI 当先导操纵杆离开中位,主阀滑阀移动, 中位回油关闭,P1、P2因负载的作用建 立起压力,由于调节器既受本泵压力的 影响,又受对泵压力的影响、所以前、 后泵斜盘倾角相同,排量相同;作用于 工作全过程。,功率变化控制 通过改变装在主泵上的比例压力衰减阀输出的电流传感值,可以改变设定的功率值。仅有一个比例压力衰减阀。但是次级压力Pf(功率变化压力)通过主泵内部通道进入每个油泵调节器的功率控制部分,并把它改变为相同的设定功率。此功能允许任意设定主泵的输出功率,因此可以根据工作状况提供最佳的机器功率。 功率变化压力Pf可按下图所示把主泵的设定功率值调节到所需的功率水平;
6、当功率变化压力Pf变大时,补偿杆(623)经销轴(898)及补偿活塞(621)移向右侧。这就减小了主泵的倾斜角,于是设定的功率值也同样变小了。相反,当功率变化压力Pf变小时,设定的功率值将变大。 电流越大,二次压力越小、泵功率 越大;当没有电流时,二次压力越 大,泵功率最低,排量最小。,2)主泵构成 去除阀组上的附属件先导泵和调节器,主泵大致可以分为:进行旋转运动的转动组件,它是执行油泵功能的主要部件;改变出油流量的旋转斜盘组件;改变吸油和排油方向的阀体组件。 转动组件 转动组件包括传动轴(111),缸体(141),柱塞蹄块(151,152),设定盘(153),球形轴套(156),套环(158
7、)及油缸弹簧(157)。传动轴由其两端轴承(123,124)支承。蹄块嵌于柱塞,行成球面连接。 它有一个凹槽,能够溢流 由负载压力引起的止推力, 以取得液压平衡,因此它 能在靴盘(211)上轻微 的移动。由一个柱塞和蹄 块组成的分组件由于油缸 弹簧的作用经一个座圈和 一个球形轴套紧压住靴盘。 同理,缸体由于油缸弹簧 的作用紧压住阀盘(313)。,旋转斜盘组件 旋转斜盘组件由旋转斜盘(212),靴盘(211),旋转斜盘支承(251),斜置衬套(214),斜置销(531)及伺服柱塞(532)组成。旋转斜盘是一个柱面部件,在蹄块滑移面的反侧形成柱面,它由旋转斜盘支承支撑。当由调节器控制的液压力进入位
8、于伺服柱塞两侧的液压腔时,如果伺服柱塞向左或向右移动,旋转斜盘经斜置销的球形部分从旋转斜盘支承上滑移,从而改变倾斜角()。,阀体组件 阀体组件包括阀体(312),阀盘(313)及阀盘销(885)。有两个瓜形油口的阀盘固定于阀体上,从缸体集油或供油给缸体。因阀盘改向的油通过阀体连到外部管路。 动轴将经花键联接,同时转动缸体。 如果旋转斜盘斜置,那么布列在缸体 里的柱塞将相对于缸体做往复运动。 而它们此时随缸体绕传动轴转动。 如果你留心观察单个柱塞,它在180 内将做脱离阀盘的运动(吸油过程), 在另外的180内将做朝向阀盘的 运动(排油过程)。当旋转斜盘倾斜 角为0时,柱塞没有行程,不进行 排油
9、。,三、液压系统之先导阀组 1、先导集成块的构成 先导集成阀组是由阀块、电磁阀、先导滤及蓄能器组成的;其主要作用是分流先导油。,2、先导油的走向,从先导集成阀原理图我们可以看出:发动机启动后,在开启安全电磁阀前先导油即通过M1和M2分别流向比例电磁阀和主阀PG油口及回转马达延时阀PG油口。 当操纵液压安全开关安全电磁阀接通后,先导油流向先导操纵手阀和脚阀及高低速电磁阀和增力电磁阀;其中安全电磁阀、增力电磁阀、高低速电磁阀均为常闭电磁阀。 当在监控器上设定动臂优先功能时,动臂优先电磁阀开启,于是先导油XAb2流向并推动回转工作油油口的节流阀,使回转工作油节流,从而达到使更多的工作油流向动臂油缸大
10、腔,加快动臂提升速度的目的;动臂优先电磁阀为常闭电磁阀。 当在监控器上设定L模式时,斗杆半流电磁阀关闭,于是先导油XAa2被截断,从而达到在L模式下实施挖掘作业时不合流的目的;斗杆半流电磁阀为常开电磁阀。,四、液压系统之液压阀组 1、液压阀组的功用 液压阀组是液压系统内的主要控制组件;它在液压系统内控制液压油的压力、流量和方向。 在液压阀组中控制压力的有:溢流阀、卸载阀、安全阀; 控制流量的有:节流阀、滑阀等; 控制方向的有 :换向阀、单向阀等;,1)压力控制主安全阀的工作演示,2)方向控制换向阀演示,方向控制单向阀演示,3) 流量控制阀的原理 由长通道(路行)的实验 所谓长通道是指与断面积相
11、比节流的部分的长度要长的通路。 通过长通道的流量与长通道的长度成反比。 通过长通道的流量与长通道的直径的4次方成正比。 通过长通道的流量与长通道的出入口的压力差成正比。 通过长通道的流量与粘度成反比。 由小孔的实验 所谓小孔是指与断面积相比节流部分的长度要短的通路。 通过小孔的流量与小孔的断面积成正比。 通过小孔的流量与小孔前后的压力差的平方根成正比。 通过小孔的流量几乎不受粘度的影响。,2、液压阀组内液压油的分类及作用 流入液压阀组的压力油共三种:先导传感油(低压);先导操纵油(低压);工作油(高压)。 1)先导传感油: PG:先导传感油进油口 PX:上装动作时建立压力,为回转马达延时阀SH
12、油口供油; PY:行走动作时建立压力,经先导集成阀组为PZ油口供油; PZ:安全阀增力油口,当操作右手柄开关或行走动作时建立压力; PH:由PG引出,当行走不动作时为回转马达延时阀SH油口供油;,先导传感油路,P1进油口,先导传感油路,CS1单向阀,先导传感油路,2)先导操纵油: XAtL左行走后退先导操纵油(左上) XBtL左行走前进先导操纵油(左下) XAtr右行走后退先导操纵油(右上) XBtr右行走前进先导操纵油(右下) XAS右回转先导操纵油(左上), XBS左回转先导操纵油(左下), XAO破碎锤先导操纵油(右上 ) XBO破碎锤先导操纵油(右下), XAb2动臂2大腔进油操纵油(
13、左上) XBb2动臂2小腔进油操纵油(无) XAb1动臂1大腔进油操纵油(右上) XBb1动臂1大腔进油操纵油(右下) XBa1斗杆小腔进油操纵油(左上) XAa1斗杆大腔进油操纵油(左下) XBK铲斗小腔进油操纵油(右上) XAK1铲斗大腔进油操纵油(右下) XAK2铲斗大腔进油操纵油(左上) XKDr先导操纵油泄油(左下) XBa2斗杆小腔进油操纵油(右上) XAa2斗杆大腔进油操纵油(右下),先导操纵油路,先导操纵油路,3)工作油 前泵产生的压力油P1经直线行走阀进油口PI进入主阀为左阀供油; 后泵产生的压力油P2右侧进油口P2进入主阀为右阀供油;,斗杆合流、动臂提升合流左、右阀液压油合
14、流通过内部通道完成,铲斗挖掘合流左、右阀液压油合流通过外部通道完成。,3、阀的联接 串连阀(当油缸1动作时,去往油缸2的油路被切断。只有在油缸1处于中立位置时,油缸2才会有动作。),并联阀(油缸1和油缸2可以同时动作),4、阀芯上缺口、沟槽的作用 缺口:可以避免阀芯切换时产生浪涌压力。同时也可以保证在缓慢操作手柄时机器能有微动作 沟槽:可以避免阀芯在运动过程中产生液压锁死,保证阀芯运动顺畅,5、主阀的特性功能 1)负流量控制功能 在主阀中位回油通道安装的节流阀前端采集中位回油压力传感,传送至主泵调节器,用来调节主泵斜盘倾角,达到改变主泵排量的目的。中位回油量越大,采集到的压力传感越强烈,主泵斜
15、盘倾角越小,排量越小,所以把这种成反比的压力控制功能叫负流量控制。,2)合流功能 合流是在操作工作装置某一动作时,先导操纵油一分为二,同时作用于主阀左、右阀体上两根滑阀阀杆联动 ,前、后泵压力油共同向某一工作油缸供油,从而达到加快该油缸工作速度的目的。 中联挖掘机共有三种合流功能 铲斗挖掘合流; 动臂提升合流; 斗杆挖掘、卸载合流; 其中动臂、斗杆工作油合流 通过主阀内部通道完成; 铲斗工作油合流通过主阀外 接管道完成。,3)斗杆半流功能 在进行斗杆挖掘操作时,先导操纵油XAa2经过安装在先导集成阀组上常开的斗杆半流电磁阀流向右阀体滑阀2;当选择L工作模式时,斗杆半流电磁阀上电关闭,流向右阀体
16、滑阀2的先导操纵油XAa2被截断,滑阀2不动作,仅操纵安装在左阀体上的滑阀1动作,从而在平整作业时实现单泵供油,达到节能的目的。 L模式就是斗杆进行挖掘动作时前泵供油的斗杆半流模式;在选择L工作模式时,斗杆卸料不半流。,先导集成阀组P2孔, 来自先导斗杆挖掘。,先导集成阀组D孔, 流向阀体滑阀2(XAa2)。,回油T口。,4)动臂优先功能 中联挖掘机监控器用户设置里的动臂优先功能是动臂提升、回转同时动作时,动臂提升相对于回转的优先。 其工作原理是:当设置动臂优先功能时,安装在先导集成阀组上的动臂优先电磁阀上电,常闭的动臂优先电磁阀接通,使流向XAb2合流先导操纵油同时流向设在回转工作油口的滑阀
17、pns,推动滑阀换位,回转进油节流;从而达到使更多的工作油流向动臂油缸大腔,加快动臂提升速度的目的。,回油(T),来自XAb2 (p1),来自前泵P1,来自先导电磁阀 (Pns),流向Pns (c),5)回转优先功能 在斗杆1上安装了一个与其他阀盖不一样的盖子,有两个先导进油口(XAas、 XBa1) 其中XBa1 来自先导卸料操纵,XAas来自回转先导梭阀,为了提高回转与斗杆挖掘同时工作时回转的速度,安装在异形阀盖内的小滑阀被来自回转先导梭阀的XAas先导油推动向下移动,当同时操作斗杆挖掘动作,先导XAa1来油推动主阀杆上移时,主阀杆被安装在异形阀盖内的小滑阀限位,主阀杆进油开度减小,进油量
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