分体运输平台液压驱动系统分析及其功率匹配

　　由于连采设备在巷道内行走速度缓慢,而且每行走一段距离就需要把防爆电缆插入另外的电源插口,增加了工人的劳动强度.WC80Y型连采设备分体运输平台是专为煤矿巷道内大型设备的运输研制的,最大载重为80 ,t主要用来将连采设备在不同的煤矿挖掘层之间快速搬运.同时,该运输平台可以搬运大型液压支架、锚杆机等设备.目前井下无轨辅助运输采用液压传动的车辆较少,在地面工程机械得到广泛应用.液压传动具有良好的无极调速性能和灵活布局的特点,且可进行各种各样的调节和控制,液压元件可靠性也已得到很大提高[1].其传动系统主要由发动机、分动箱、液压系统等组成.液压系统主要包括液压驱动系统、辅助工作系统(即升降调平系统、转向系统和支腿液压系统).发动机功率一部分为行走液压功率流,另一部分为辅助工作液压功率流.平板车满载最高速度的闭式驱动系统的功率和辅助工作系统所需的最大功率相加即为平板车动力装置功率[2].

　　1　发动机液压功率匹配

　　煤矿用液压行走系统与工程机械一样,与其他的开式系统比较,结构相对简单,如图1所示,系统整体由变量柱塞泵(带补油泵)、行车控制阀、变量柱塞马达等组成.由变量柱塞泵为变量马达供油.发动机驱动泵输出高压油,使机械能转化为液压能,油液经过马达将液压能转化为机械能通过减速机输出.如何简单有效地使发动机和传动系统同外部负荷之间始终保持合理的匹配是需要研究的关键问题.由于液压系统具有精细的无级速度调节和良好的控制性能,能防止发动机超载而熄火,使传统的靠操作者的经验和感觉来进行的人工操纵油门踏板和变速杆的操作大大简化,并且也使机械的性能和作业效率大大提高.

　　发动机-液压泵功率匹配控制系统使用方便,工作可靠,使固定装置与液压泵集成在一起.发动机-液压泵功率匹配控制在Rexroth公司称为转速感应控制(DA控制),以Rexroth公司的DA控制液压泵和液压马达为例介绍机械-液压功率匹配控制的原理[3],如图1所示.

　　DA控制阀又称转速感应控制阀,根据阀入口的流量大小,输出一个与其平方成比例的控制压力,因变量泵与补油泵同轴,DA控制阀可将变量泵的转速转变成定量泵的对应流量,并将输出的控制压力通过行车控制阀3与变量泵的变量机构2连在一起,构成一个典型的DA控制闭式液压系统.

　　图2为DA阀的控制原理.当泵转速为n时,补油泵流量Qb在节流阀上产生压降Δp1,其中Δp1=p1-p2=kn2,p1,p2分别为图2中测量节流口前后的压力,k为节流阀常数,而压力阀芯的力平衡方程如下:

　　AΔp1=A1pst+Ft 　　(1)