AHM105硬岩掘进机切割大臂变幅液压回路分析

　　AHM105 型硬岩掘进机是由山特维克公司生产的用于隧道和煤岩硬岩掘进的重型工程机械，该机重120t、总长（包括皮带机）18m、宽3.6m、高3-3.5m，可切割高3.9m、宽6m的工作断面，具有超强的过岩能力和良好的除尘能力，整机采用中心系统自动润滑，维护量较小。

　　图1所示为AHM105硬岩掘进机总体结构图。其中切割头1（左右各1个）可绕横轴旋转，其上安装有许多硬质合金制作的截齿，当切割头旋转时，截齿依靠机身重量与岩石接触并挤压，使岩石破碎脱落，从而达到切削的目的。大臂的主要作用是支持切割头，其中安装有大功率防爆电机，用以驱动切割头的旋转。变幅油缸可实现切割头的上下移动，回转台可实现切割头的左右移动，装载机构的主要作用是收集切割头切下的石料，然后通过链式运输将石料运送到皮带运输机，再由皮带运输机将石料装入卡车运走。

　　图2所示为AHM105硬岩掘进机切割大臂变幅回路原液压原理图。其中先导阀的主要作用是控制液动换向阀的换向，后者可控制变幅油缸的伸出和缩回；平衡制动阀的主要作用一是平衡切割大臂和切割头产生的重力负载，二是在平衡阀制动入口压力的作用下，可迅速制动和可靠关闭；缓冲阀的主要作用是防止在液动换向阀处于中位的情况下，切割大臂受意外超大负载的作用时，变幅油缸两腔受过大冲击压力而使相关零部件受损。其工作原理为：当压下先导阀2时，控制压力Pk作用到液动换向阀的左端，使阀芯右移处于左位，系统压力油通过液动换向阀后，一路经平衡阀5、7中的单向阀直接到达变幅油缸的下腔，另一路直接作用到平衡阀 4、6的控制口，使平衡阀4、6打开，此时变幅油缸伸出。同理，当压下先导阀1时，可分析变幅油缸缩回。先导阀1、2不存在同时压下的情况。

　　 AHM105硬岩掘进机变幅回路的主要作用是通过切割大臂使切割头在工作断面的纵向（垂直方向）实现进刀作用，然后通过切割大臂的横向（水平方向）摆动切割岩石。由于每次进刀量比较小，要求切割大臂在垂直方向有很好的定位作用。但实际上，采用图2所示的变幅回路时，该机在实际使用中很容易出现所谓的“跨硬”现象，即当切割头碰到较硬的岩石块时，会绕过岩石团块，使进刀量减小并随着切割力的大小而变化的现象。分析其主要原因有以下2点：

　　（1）由于该机切割臂和切割头重量大，加之采用挤压破碎的切割方式，切割头所受的负载相当大，故设计的变幅油缸体积较大，油缸中储存的油液较多，当作用在变幅油缸上的负载变化时，引起油缸中油液的压缩量相对较大，因此，即使在变幅油缸进出油口封死的情况下，当负载变化时，变幅油缸仍会产生一定量的偏移。