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挖掘機液壓故障

挖掘機液壓泵及其控制系統介紹(一)

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2019/8/19     浏覽次數:    

液壓挖掘機維修是工程机械主力机种,是建设工程的主要生产工具,因此对挖掘机提出了很高的要求。要求节能低排放、高效率、良好的操纵性和降低对环境的负荷等,要实现这些要求必须对挖掘机进行控制,由于液壓控制信息处理能力差,不能光靠液壓控制主要要靠电子控制。液壓动力由液壓泵提供对液壓泵的控制是挖掘机的主要控制,不仅仅是对液壓泵进行单独控制,而需对泵和发动机进行综合控制使泵和发动机具有良好的匹配性能,因此必须同时提到发动机控制。挖掘机被称为土建机械手,是建设机器人的代表,它的控制内容复杂多样例如:自动角削控制需要采用负责的定位技术(GPS和全球儀定位)等,在這裏就不提了。下面介紹目前已廣泛采用的控制技術。挖掘機修理是大功率長時間工作的機械。

能量消耗很大,燃料消耗量涉及使用成本和经济性,同时与环境负荷密切有关,排放已成为世界性的重大问题不容忽略。工作装置停止作业各操纵阀处于中位,此时液壓泵只需供应很少量液壓油冲洗润滑系统使液壓泵处于待命状态,一旦系统要求工作即可快速响应。中位时液壓泵供应压力只需克服管道阻力和为防止气蚀而设的背压,系统压力不高,但变量泵由于采用恒功率控制流量却很大,因此有不小的能量损失,如图1(a)所示。液壓挖掘机需要精细作业微动操纵控制,一般采用通过控制操纵阀开度进行节流调速,将部分油溢流回油,这部分的能量损失如图1(b)所示。掘削时遇硬石块掘不动,为了防止过载损坏机械,液壓安全阀打开,压力油通过安全阀溢流回油箱。

其能量損失如圖1(c)所示。实际作业时,溢流状态操作很少,节能效果不大有些液壓系统没有此节能措施。以上这些在使用中产生的能量损失主要是流量损失,而油压力是完成工作所必须的,因此为减少上述能量损失的节能控制,实际上是按需流量控制,使泵流量按实际需要输出,避免不必要的流量损失。泵输出油通过操纵阀阀杆控制将油分成两部分:一部分去液壓缸或液壓马达,是有效流量,另一部分通过阀中位回油道回油箱,是浪费流量。要控制这部分浪费油,使它保持在尽可能小的范围内,为此,在操纵阀中位回油道上加一个节流孔,通过节流孔产生压差。将节流口前压力引至泵排量调节机构来控制泵的排量,如图2所示。通過節流孔流量越大,則節流口前先導壓力越大。

泵排量越小,先導壓力與泵排量呈反比關系,故稱爲負流量控制。負流量控制調節特性如圖3所示。圖中第一象限表示操縱閥杆開度S與去回油道流量q之間關系,當閥開度S達一定值Si(<100%)時,流量q爲零,q隨著S增加而减小,其斜率与液壓缸压力pa有關。圖中第二象限表示去回油道流量q与液壓泵变排量机构先导控制压力pi之間關系。圖中第三象限表示先導控制壓力pi與油泵流量Qp之間關系,Qp隨著pi增加而減小爲負流量控制。圖中第四象限爲操縱閥杆開度S与液壓缸流量Qa和泵流量Qp之間關系,當閥開度达到一定值时,q为零、液壓泵油全部供给液壓缸(Qp=Qa)。圖中給出閥開度爲S0時相應的q(q0)pi(p0)Qp(Qp0)Qa(Qa0)值。

正流量控制液壓泵的倾斜角(排量)随液壓泵变量机构先导控制压力上升而增加,故称为正流量控制。正流量控制系统原理如图4所示,泵變排量的先導控制壓力采用操縱閥的先導控制閥油壓。從圖中可見,通過梭形閥檢出abab2各先導控制油壓中的最高油壓pi,输给液壓泵变量机构来控制液壓泵排量。液壓泵和操纵阀的控制特性如图5(a)所示,操纵阀开度和液壓泵的流量Qp都隨著Pi的增加成比例地增加。圖5(b)表示泵流量Qp、去油缸流量Qa和先導控制壓力Pi與操縱閥行程S的关系。正流量控制用最高先导控制压力作为检出信号来控制油泵流量,不能全面反映液壓作用元件流量需要,不如负流量控制。正流量控制需要一系列梭形阀组成梭阀网络。

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