一種新型液壓挖掘機的設計

一、雙泵單回路變量開放式系統當挖掘機工作時，其動作頻繁。主要設備通常移動、剎車和轉向。外部負荷變大，影響和振動多，野外作業環境差。同時，為了便于操作，一般采用電、液相服務。所以挖掘機根據自身的工作特點和操作要求,較其他的工程機械,液壓系統的一般都做的比較復雜,這給修理造成了很大的困難,那么掌握液壓系統的工作原理和特點是挖掘機修理的最基本的一步,也是很重要的一步。CAT330B履帶式挖掘機采用的雙泵單回路變量開式系統;下面主要介紹一下該挖掘機的液壓系統的特點。二、挖掘機管理系統的特點1.液壓泵流量控制該挖掘機共有兩個液壓主泵和一個先導泵,先導泵為定量齒輪泵;液壓主泵為斜缸式變量柱塞泵,其流量的調節有以下幾種情況:(1)挖掘機停機時,變量機構通過彈簧將柱塞缸的傾角擺到最小,剛啟動時,泵的流量最小。(2)挖掘機正常工作時,柱塞缸傾角隨著液壓泵自身泵出來的液壓油來調節。(3)負流量控制。在挖掘機的多路閥上有兩道回油油路對泵的流量進行調節。(4)先導油路控制。按照先導油路流量比例控制液壓泵流量。由一個電磁閥來控制。(5)液壓泵壓力的控制由多路閥上的主溢流閥來控制,多路閥由兩大塊組成,按照從左到右的順序分別為大臂合流換向閥,小臂換向閥,回轉換向閥,左行走換向閥,直行閥,這些構成一組多路閥;右行走換向閥,備用閥,鏟斗換向閥,大臂換向閥,小臂合流換向閥這些構成另外一組多路閥,各換向閥之間為并聯油路;2.小臂結構參數控制一般在挖掘機工作時,有多種工作模式,CAT330B挖掘機上共有四個電磁閥構成一個電磁閥組來實現這些工況;分別為精細控制電磁閥,行走速度控制電磁閥,回轉優先控制電磁閥,比例減少流量控制電磁閥。當先導油通過先導濾芯,首先來到電磁閥組閥塊,在該閥塊上除了有四個電磁閥外,還裝有先導泵的溢流閥和一個蓄能器,過多的油通過溢流閥流回液壓油箱。先導油被分成五部分:主要部分通往先導主油路;三部分通往三個電磁閥,分別為行走速度控制電磁閥、回轉優先控制電磁閥、比例減少流量控制電磁閥;最后一部分通往機具壓力開關和行走壓力開關,用以控制挖掘機直線行走。(1)精細控制電磁閥主要是用來切斷或結合小臂合流換向閥的先導油路。小臂的合流換向閥在多路閥上,裝在大臂換向閥的旁邊,在多路閥的最右側。共有三道先導油路對小臂的合流換向閥進行控制,分別為收小臂,降大臂,抬小臂過來的先導油路,該電磁閥控制其中兩道,分別為收小臂和降大臂的先導油。挖掘機操作手未啟用精細控制模式,精細控制電磁閥未得電時。這時候該電磁閥控制的先導油路處于暢通狀態。(先導油路見圖1)挖掘機操作手啟用精細控制模式,精細控制電磁閥得電時,這時候該電磁閥控制的先導油路處于關閉狀態。先導油路及主油路基本的走向(略),因為精細電磁閥得電,降大臂和收小臂的先導油通往小臂合流換向閥時被永久切斷,在這兩種動作時,小臂不能實現合流。這時降大臂時,速度就會較快,實現精細控制。(2)行走速度控制電磁閥主用是控制先導油路給行走馬達斜盤后的小油缸供油,電磁閥得電時,油路暢通,反之閉合。小油缸通過動作將行走馬達的斜盤傾角擺大,從而調大行走馬達的流量,使行走變快。(3)回轉優先控制電磁閥該電磁閥主要是控制在小臂換向閥和回轉換向閥之間的插裝閥的動作情況。當電磁閥得電時(由操作手控制),將先導油路關閉,這時插裝閥無法打開,處于自鎖狀態,將主泵過來的通往小臂液壓油切斷,小臂油缸的大小腔只能通過主回油油路吸油,實現回轉優先。電磁閥未得電時,油路暢通,將插裝閥打開,小臂正常工作。(4)比例控制流量電磁閥電磁閥得電時,油路暢通,先導油可以調節主泵的流量,反之閉合。回油管路。在電磁閥上除了先導油路的主回油路外,還接有三根回油管路,分別為直行換向閥回油管,回轉優先閥的回油管,多路閥的主回油管,這三根油管接成一排,在電磁閥組的最外側。(5)直行閥控制油路該路先導油從電磁閥組接出,接到多路閥上,在多路閥外部接出兩個壓力開關(行走壓力開關和機具壓力開關),油路在多路閥內部分流到各個換向閥下端,主要是用來控制挖掘機保持直線行走。(先導油路見下圖)當挖掘機只做行走動作時,這時候直行閥工作到下位,電磁閥過來的先導油通過各個動作的換向閥,然后流到先導主回油管路,最后接回油箱;這時先導油到直行閥油道雖然是暢通的,但是因為通往各個動作的另一道油路連接到回油道,油壓推不動彈簧的壓力,直行閥未動作。行走壓力開關閉合,機具壓力開關斷開;兩個馬達分別由兩個泵供油,兩個泵的流量和壓力基本保持一致,所以倆馬達的轉速基本一樣,挖掘機可以保持直線行走。(6)機具壓力開關和行走壓力開關機具壓力開關和行走壓力開關作用是在挖掘機從怠速無工作狀態轉為大油門工作狀態時,用以控制發動機的轉速。3.電磁閥的也接回相先導油主油路供給各操作手柄之間先要通過一個二位三通的液控閥(液控閥位置在駕駛室底部),也稱為選擇器閥,用以控制先導油是流回郵箱還是通往各操作手柄。該閥的工作是由一個電磁閥來控制,電磁閥得電的時候,液控閥工作到右位,先導油通往各操作手柄,反之流回郵箱。電磁閥的通斷電由一個行程開關來控制。在閥上共接有9根油管,油管走向分別為,先導的主進油管,先導的主回油管,小臂回轉操縱閥的進油管和回油管,大臂鏟斗操作閥的進油管和回油管;在小臂回轉的進油管處還接有一個回轉剎車的管路,當液控閥工作時,有一路先導油通過回轉剎車電磁閥將回轉馬達的剎車松掉。此外,在該液控閥上還留有接其他先導閥的位置,用以安裝其余的工作裝置,如破碎錘等。每個操作手柄接有六根管子,有P標志的為進油管,有T標志的回油管。其余的管子都通往多路閥,以實現各種動作。4.回油時的下排在回轉馬達和行走馬達均會設有緩沖補償油路,原因在于以下兩點:一是馬達在剛開始旋轉的時候,供油不及時,需要從回油油路中吸油。要設置補油管路。二是馬達在停止旋轉時,有少量排油無法排出,會造成回油管路油壓較高,需要設置緩沖油路,將多余油排回油箱。5.防止液壓沖擊在大小臂和鏟斗等油缸的回油管路中都設有平衡閥,平衡閥的基本作用是在油缸的回油油路中形成背壓,為了防止挖掘機在吊起重物或操作時,出現液壓沖擊的現象。6.回收優先閥在CAT330B上共裝有三個插裝閥,作用分別為防止小臂漂移閥,防止大臂漂移閥和回轉優先閥。插裝閥的工作原理是靠液壓油自鎖將閥芯頂死,防止大小臂的漂移和實現回轉優先,解除自鎖是通過一些液控閥使自鎖油路的油流回油箱,從而解除插裝閥的自鎖。7.回轉馬達的故障(1)大臂舉升動作慢大臂舉升慢,在排除油缸內泄后,要對大臂油路的漂移閥及平衡閥進行檢查,看閥芯是否磨損嚴重造成內泄;除此之外,也要檢查泵的壓力,若泵的壓力不夠,要查明原因。(2)降大臂時,出現液壓沖擊拆解發現在大臂回油油路中平衡閥卡死溢流。修復后,動作恢復正常。(3)挖掘機突然沒有回轉動作1)回轉馬達出現故障。在馬達出現故障后,除了對回轉馬達進行檢修外,還要查明馬達打壞的原因,因為是單回路液壓系統,要對回油油路中的一些閥檢修,這些閥卡死會造成回油回路壓力過高,會造成馬達在工作時背壓過高。此外,在液壓系統中出現過多的鐵屑或銅屑,要對整個液壓系統清洗拆解。2)除了回轉馬達的損壞外,還有一種可能是回轉剎車電磁閥的電路出現故障,造成回轉剎車抱死。3)回轉減速箱的故障。回轉的動作產生,是回轉馬達帶動減速箱中的行星減速機構旋轉(一般為兩級減速),減速機構通過花鍵將動力傳到軸齒輪上,軸齒輪通過與大齒圈嚙合,產生回轉動作。其中軸齒輪的一對圓錐滾子軸承最易出現故障。(4)判斷液壓泵的工作是否正常1)除了測量液壓泵的壓力和流量外,在挖掘機只做行走不做其余任何動作時