挖掘机复合动作动臂提升慢的原因分析及处理方法.pdf

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1、万方数据液压-液力HydrOstaticsandHyd∞dynamicsz霏杠拭第46卷l第3期总第497期挖掘机复合动作动臂提升慢的原因分析及处理方法杨斌，宋锋涛，薛晓强，魏新中联重科股份有限公司渭南分公司摘要I为提高挖掘机工作效率，对其复合动作液压原理图进行分析，分析挖掘机复合动作时动臂提升慢的原因并提出改进措施，付诸实施后进行测试，测试数据及操作手的操作感受验证了改进措施的效果。关键词：复合动作；动臂；提升；阀芯挖掘机的工作循环包括4个步骤：1)挖掘装斗；2)提升回转；3)卸载；4)返回。在工作过程中，这4个步骤依次进行，

2、首尾相连，任何一个步骤出现问题，均会影响到操作手的操作协调性，继而影响挖掘机的工作效率。有用户反映我公司生产的20t级液压挖掘机出现整机操作协调性不太好的现象，主要体现在做复合动作(即工作循环的第2，3步骤)时，动臂提升的速度比较慢。在工地经过试车，确认这批挖掘机的操作协调性均不是很理想，动臂提升慢属实，这属于通用故障，需要从设计上进行分析。经过确认：该机单一动作速度正常；液压系统主压力和先导压力正常；各项电磁比例阀数据在正常范围内；再次进行机电调整(更换相关阀芯，增设斗杆半流和动臂优先电磁阀)，复合动作速度无改观；单独进行液压

3、泵流量微调整，动作速度改观不明显。与国内外不同品牌同吨位挖掘机液压系统的配置相比，本机配置相当，有的参数甚至还优于其他品牌，故在发动机转速或功率不足方面不存在问题。因此将分析问题的重点放到液压系统，关注液压系统中液压泵和主控阀的压力、流量，以及数据匹配问题。1液压原理图分析在复合动作中，动臂提升已经优先转台回转，不能再通过减少转台回转的供油来增加动臂提升的供油，只能通过减少复合动作中的卸料动作供油来增大动臂提升的供油。设定动臂提升(动臂液压缸伸出)+斗杆卸料(斗杆液作者简介：杨斌(1986一)，陕西榆林入，工程师，学士，研究方向

4、：液压挖掘机产品开发。20，5·3f工霏缸献I37万方数据液压-液力Hydmstatj∞andHydmdynamics压缸缩回)+铲斗卸料(铲斗液压缸缩回)的复合动作，来分析如何从卸料动作中分出一部分流量来提高动臂提升的速度。做此复合动作时，设定其他动作均停止，其液压原理图如图1所示。图l液压系统原理示意图图1中P1和P2分别为泵1和泵2输出的高压油口，R1和R2为主阀的回油口。从图1中可见：(1)P1主要为动臂提升和斗杆挖掘／卸料供油，P2主要为动臂的提升，下降、斗杆的挖掘／卸料和铲斗的挖掘，卸料供油。(2)做复合动作时，动臂

5、提升，斗杆卸料和铲斗卸料同时动作。(3)从铲斗、斗杆及动臂各主控阀的阀芯面积来看，进入各主控阀流量的多少与其阀芯面积的大小成正比，即哪个阀芯的开口面积大，则在相同时间内，通过哪个阀芯的流量就大。(4)从负载上看，铲斗卸料的负载是三动作里面最小的，故做复合动作时，液压油也是优先到铲斗卸料。在总流量一定，负载无法改变的条件下，为了使动臂提升的速度加快，只有两个方案：一是增大动臂提升的阀芯开口面积；二是减小斗杆或铲斗卸料的阀芯开口面积。做复合动作时，主要靠动臂提升和斗杆卸料的复合动作来摆正铲斗的卸料位置，故决定减小铲斗卸料的阀芯开口面

6、积来实现提高动臂提升的速度。38I工稚缸拭I2们5·3I’l2改进措施鉴于挖掘机各主控阀阀芯的实际情况，决定同步实施2个措施来提高复合动作时动臂提升的速度，均是以更改铲斗卸料的阀芯开口面积为目的。第一个措施是重新设计各主控阀阀芯，减小铲斗卸料的阀芯面积，增大铲斗液压缸卸料时进油的阻尼，从而使更多的液压油到动臂提升油路。具体实施方案是增加铲斗主控阀阀芯限位器的长度，使铲斗主控阀阀芯的移动位移减小，从而减小铲斗卸料的阀芯面积，确保复合动作时，动臂优先于铲斗卸料。第二个措施是增加优先逻辑阀(动臂提升优先铲斗卸料)。更改后的液压原理图如

7、图2所示。3测试的主要动作及项目为了验证上述方案的正确性及效果，决定对改进前后的系统分别进行测试，具体测试的动作和主要测试项目见表1。万方数据z霏杠械第46卷I第3期总第钾7期1．加长的铲斗主控阀阀芯限位器，安装在铲斗主控阀铲斗卸料端2．优先逻辑阀(动臂提升优先铲斗卸料)，安装在铲斗主控阀高压进油口(P口)的油路上图2改进后液压系统原理示意图表1复合动作及测试项目复合动作主要测试项目主泵压力、动臂液压缸无杆腔及有杆腔压力、斗杆液压缸无杆腔及有杆腔压动臂上升+斗杆卸料+铲斗卸料力、铲斗液压缸有杆腔压力；动臂上升速度、斗杆卸料速度、

8、铲斗卸料速度4主要测试数据及曲线4．1主要测试数据测试条件：环境温度为32℃；工作模式为P模式；油门挡位为10挡；液压油温度为50±5℃。复合动作改进前，传感器采集的动臂、斗杆及铲斗的实时位移／压力与时间关系曲线如图3所示，图4为改进后的位移，压力与时间关系曲线