900t提梁机液压行走系统原理分析及其功率匹配

　　0 引言

　　液压传动因其具有良好的无极调速和灵活布局的特点,并且可以进行多种多样的调节和控制,特别是与控制器及传感器电子技术相结合,促进了工程机械的智能化,节能化,液压传动正在越来越广泛应用于工程机械中。900 t轮胎式提梁机采用行走液压控制系统,满足设计要求,并具有良好的操作性能。

　　1 工作原理

　　900 t提梁机液压行走系统相对其他部分的开式系统而言结构简单,现以单泵双马达系统为例进行说明。如图1所示,该系统整体而言由4部分组成:比例换向阀、变量柱塞泵、单向溢流阀、补油溢流阀、压力切断阀及补油泵的电比例变量泵、补油过滤器和并联的两台变量液压马达(包含冲洗阀、比例换向阀和变量柱塞马达)。

　　该系统由单台变量柱塞泵为并联的两台变量马达供油,变量马达通过减速机将扭矩传递给驱动轮,完成行走运动。发动机驱动变量柱塞泵输出高压油,油液通过马达将液压能变为机械能输出,油液经过马达后温度升高,一部分发热的油液经过冲洗阀流回油箱,同时补油泵补充泄漏及经冲洗阀排除的流量。而单向溢流阀旁的单向阀可以保证向回路的低压侧补油。电比例换向阀可以控制泵的排量,使其根据输入的电信号按比例变化,在不改变发动机转速的情况下改变泵的输出流量从而改变车速;通过使不同电磁铁通电,柱塞泵的斜盘可以平稳地转过中位,达到油液流动方向改变,即车辆行驶方向改变的目的。马达中的电比例换向阀可以改变马达的排量,从而改变马达输出的最大扭矩。

　　2 行走系统存在的问题及解决方法

　　2.1 防滑

　　当车辆驱动轮行经光滑路面时,可能出现打滑,如果问题不解决,液压泵输出的流量完全被打滑的驱动轮吸收,车辆不能行走,且打滑轮胎磨损严重。原因为:驱动力大于路面与轮胎间的摩擦力,即:

　　式中 F—驱动力

　　F_f—轮胎与地面间的摩擦力

　　Δp—马达进出口压差

　　i—行星减速机传动比

　　η_m—马达及减速机部分机械效率

　　R—驱动轮滚动半径

　　由以上推导可知,减小变量马达排量,使得驱动力F小于摩擦力Ft,即可使得驱动轮停止打滑。

　　可以通过转速传感器测量各轮的转速,然后求得转速平均值n0:

　　式中 n₀—转速平均值

　　ni—各轮转速

　　N—车轮数量

　　通过控制器循环比较ni与n₀的值,当ni>n₀时,减小ni对应马达的排量,直至ni=n₀后,缓慢将该马达的排量调回变换前的值。在具体操作中,可以根据控制器计算出的n₀值设置一个参考值,例如115n₀,当ni>1.5n₀时,表明ni对应的车轮发生了打滑现象,此时通过调整该马达的排量,使其驱动力小于最大摩擦力,以降低车轮转速。通过监控车轮的转速,当车轮转速进入一定域值(0.8~1.2n₀)范围后,停止调速,从而消除打滑。调节过程如图2所示。