混凝土搅拌运输车液压系统的设计计算及使用维护-工程机械.DOC

混凝土搅拌运输车液压系统的设计计算及使用维护 程书良 郑艳春 中国建筑二局洛阳建筑工程机械厂 河南 洛阳 471001 关键词：液压系统 使用维护 故障排除 液压系统是混凝土搅拌运输车上车部分核心工作部件，其性能直接决定着整车的工作性能，它的正常运行是搅拌车良好技术状况的一个重要标志。因此，作好液压系统的设计计算与合理使用维护显得尤为重要。下面将着重对这些内容进行介绍与说明。 1 液压系统的工作原理 图1是典型闭式液压传动系统组成图，它是由双向（伺服）变量柱塞液压泵、定量 1、变量泵 2、定量马达 3、油箱 4、闸阀（可选用） 5、滤油器 6、补油吸油管路 7、泵马达联接管路 8、高压管路 9、冷却器 10、冷却器旁通阀 11、回油管路 12、油箱注油口及空气过滤器 图1 柱塞液压马达以及油箱、冷却器、滤油器、胶管等辅件组成。实际使用中，一般将图1中的3、4、9、10号件集成一个整体，有利于安装。动力通过底盘取力器传送给液压泵-液压马达-减速机-搅拌筒，使搅拌筒实现装料、搅动、卸料等功能。这个传动系统是液压-机械混合式驱动装置，液压系统是中间环节，其工作原理见图2。液压系统是一个闭式液压系统，采用了手动伺服变量柱塞泵1（以下简称主泵）容积式无级调速。系统除了为完成工作所必须的主回路2（由主泵1和定量柱塞液压马达5组成）外，还有与主泵1同轴设置并装成一体的辅助泵（齿轮泵）和由它组成的辅助低压补油吸油回路8以及冷却回油管路7等。辅助泵一路通过两个单向阀向主回路低压区补油；一路经排量控制阀与调节主泵斜盘倾角的伺服液压缸相通，组成液压泵的伺服变量机构油路；还有一路是经集成阀块4中的梭形阀、低压溢流阀进入主泵和定量柱塞液压马达（以下简称马达）壳体，经回油管路7及冷却器12回油箱11，对工作中的主泵和马达进行润滑和冷却保护。 1、手动伺服变量柱塞泵 2、主回路（高压管路） 3、泵马达联接管路 4、集成阀块 5、定量柱塞马达 6、主油路测压表 7、回油管路 8、补油吸油回路 9、真空表 10、滤油器 11、油箱 12、冷却器 图2 为实现搅拌筒变速和换向等功能，在主回路中设置手动变量控制阀。它是主泵斜盘伺服液压缸的随动阀，与主泵斜盘配合控制其排油量，它与主泵做成一体。工作中，可根据搅拌筒的不同工况操作此控制阀的手柄，实现搅拌筒的速度和转向调节。此阀的操作手柄从中间位置向左、右的操作方向和幅度，相应控制主泵的斜盘方位和倾摆角度，决定主泵的排油方向和排油流量，从而通过马达的转换控制搅拌筒的转向和转速。因属随动控制，主泵流量的变化是连续的，从而可实现对搅拌筒的无级调速。但为方便准确掌握不同工况时搅拌筒需要的转速，一般在控制操作面板上相应注明加料、搅拌-搅动-停止-卸料四个位置，以示手柄应该操作的幅度。 在主回路中，为了保证闭式传动系统的正常工作，还设置了由两个高压溢流阀、一个梭形阀和一个低压溢流阀组成的集成阀块4，安装在液压马达上。两个高压溢流阀不仅可以避免主回路在任何一个方向超载时造成对主泵或马达的损坏，而且可起到制动作用。梭形阀在系统工作时给主回路低压区提供一个溢流通道，并由低压溢流阀保持低压区压力，同时也使溢流油流入冷却油路。 冷却油路用于带走主泵和马达在工作时所产生的热量，保证它们的正常运转。其油流由辅助泵的溢流阀和集成阀块中的低压溢流阀供给，在流经主泵和马达的壳体后经冷却器12实现降温。当主泵空运转时，梭形阀由回位弹簧保持中间封闭位置，辅助液压泵的输出油，将直接从主泵溢流阀供给主泵壳体冷却，冷却油不再进入马达壳体。 2 液压系统的设计计算及液压元件的选取 2.1 设计及选取液压元件的依据 根据设计要求，确定驱动减速机所需的驱动力矩，再计算液压系统的工作压力及液压泵、马达的排量，选取适当型号的产品。 根据相关资料，直径为2200-2300mm的标准搅拌筒驱动扭矩与搅拌筒容量的关系如图3，此值为最大值，并已考虑长时间行驶后（混凝土沉积）搅拌筒启动时的峰值。 图3 搅拌筒装载容量与驱动扭矩曲线图 减速机速比i因选用的产品不同区别很大，大约都在100-160之间。 图中的拌筒驱动扭矩是选取马达的依据。根据传动系统动力传递的流程情况，驱动装置应满足如下条件： 1) 液压马达的输出扭矩M马达×i≥拌筒驱动扭矩T。 2) 液压马达的输入流量Q马达=液压泵的输出流量Q泵。 3) 液压泵的输入功率P泵＞液压马达输出功率P马达。 4) 汽车底盘取力器输出功率≥P泵。 5) 汽车底盘取力器输出扭矩≥液压泵的输入扭矩M泵。 搅拌筒最高转速的设定。当发动机转速在1500～1600 r/min时，搅拌筒最高转速应不超过16 r/min。若超出此转速，因搅拌筒本身的同心度及载荷的不均匀，易对搅拌筒的支撑元件减速机及托轮造成损坏。 2.2液压马达功率P马达、