全液壓推土機液壓驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)匹配及其在礦山中的應用

關(guān)清鑫，趙翔宇

（陸軍工程大學訓練基地學兵六大隊學員16隊，江蘇 徐州 221004）

全液壓推土機液壓驅(qū)動系統(tǒng)是機械發(fā)動機中一種重要的傳動方式，當前在礦山開采中應用廣泛。礦山生產(chǎn)中機械設備是否能有效運轉(zhuǎn)，直接影響到礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)情況，加強對全液壓推土機液壓驅(qū)動系統(tǒng)的研究，可以提升我國礦山資源的開采效率，促進礦產(chǎn)行業(yè)的平穩(wěn)、可持續(xù)發(fā)展[1]。

1 礦山行駛液壓驅(qū)動系統(tǒng)組成

目前在全液壓推土機中行駛傳動裝置多采用閉式回路。為適應推土機牽引過程中隨機負荷變化劇烈的特點，履帶式全液壓推土機往往采用雙泵與雙馬達組成的左右獨立的變量閉式回路系統(tǒng)，這種控制方法能夠?qū)ψ笥覂蛇呁瑫r進行統(tǒng)一控制，實現(xiàn)對機械前進、后退、轉(zhuǎn)向、變速的靈活控制。

2 在礦山作業(yè)中液壓系統(tǒng)額定壓力的匹配

本文通過組件參數(shù)匹配的方法來確定推土機液壓系統(tǒng)的最大工作壓力和額定工作壓力。

①根據(jù)采油機功率進行壓力匹配。通過最高壓力下的轉(zhuǎn)矩適應系數(shù)，求得額定壓力PH，再將PH降低20%，求得額定壓力。

②根據(jù)荷載特點對液壓元件進行壓力匹配。

③對液壓系統(tǒng)的熱平衡進行分析，設功率損失轉(zhuǎn)化為熱量后通過補油泵外泄，補油泵排量為主泵的25%，熱損失為30%，則熱平衡遵循以下規(guī)律：

根據(jù)上述對三種匹配方式的分析，如果要提高元件的使用效率和壽命，需要增加系統(tǒng)額定壓力值。根據(jù)參數(shù)匹配情況，將額定壓力設置為55%-65%時，不僅能提高元件的動力性，而且使機泵、馬達的運行效率得到提升。在進行參數(shù)匹配設計時，應將滿鏟時推土機的平均荷載作為額定荷載，并將其與發(fā)動機的額定功率進行匹配。滿鏟時推土機的平均荷載要高于平時作業(yè)時的平均荷載，是從平衡推土機動力性與經(jīng)濟性的角度進行的有效匹配。

3 礦山作業(yè)中液壓系統(tǒng)最大壓力的參數(shù)匹配

液壓系統(tǒng)的最大壓力值是對整個系統(tǒng)綜合性能的體現(xiàn)，最大壓力的參數(shù)匹配應以元件標定的最高壓力值為標準。推土機受工作特點的影響，作業(yè)過程中液壓系統(tǒng)壓力起伏劇烈，經(jīng)常會突破額定值，如果最高壓力值配置過低，會嚴重損傷元件，降低機器使用壽命。當某全液壓推土機在礦山條件下作業(yè)時，各項參數(shù)的計算與匹配也能夠說明這一點[2]。

4 液壓系統(tǒng)在礦山中的實際計算應用

本文對某全液壓推土機在礦山條件下的應用情況進行觀察分析，并對作業(yè)過程中各參數(shù)匹配情況進行測試計算。

將推土機發(fā)動機設置為最大功率，對推土機空載行走、加載行走進行測試，并通過逐漸加載方式，測試推土機最大負載。用于測試的推土機牽引力波形，液壓系統(tǒng)的壓力信號如下圖1所示。

圖1 礦山作業(yè)試驗推土機液壓系統(tǒng)壓力實采信號

由上圖1可以觀察到，在礦山作業(yè)中全液壓推土機的牽引力為一個變化值，液壓系統(tǒng)壓力隨牽引力改變而發(fā)生變化。

通過對不同負荷條件下推土機牽引力、液壓系統(tǒng)壓力進行觀察和分析，評價全液壓推土機的綜合性能。

全液壓推土機的液壓系統(tǒng)隨外負載的增加而發(fā)生變化，且兩者呈直線關(guān)系，對上述礦山作業(yè)條件進行觀察，其關(guān)系式滿足以下方程：

引入機械效率概念，則有：

對本次測試的推土機參數(shù)進行計算，在不考慮機械損失的前提下，推土機傳動系統(tǒng)的機械效率約為93%。

將這次測試的參數(shù)引入?yún)?shù)匹配的設計與控制環(huán)節(jié)，可通過對液壓泵、馬達排量的匹配與控制，使全液壓推土機在作業(yè)過程中始終保持最佳效率，一方面使液壓元件使用壽命得到有效延長，另一方面也能夠充分發(fā)揮馬達、發(fā)動機等的驅(qū)動能力，提高推土機整體經(jīng)濟性。