分析挖装机液压控制系统优化设计

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1、液压气动与密封／2012年第2期挖装机液压控制系统优化设计冯凌聪许明恒高宏力(西南交通大学机械工程学院，四川成都610031)摘要：根据挖装机的性能要求，分析了节流控制，负载敏感控制和LUDV控制三种阀控方式，得出LUDV控制更适合挖装机。液压泵选择LRCS控制，泵和阀联合控制使挖装机更为高效、节能，操作性能也得到改善。关键词：挖装机：控制特性；LUDV；泵控中图分类号：U455．3+3文献标识码：A文章编号：1008—0813(2012)02—0034—03OptimizationDesignofHydraulicControlS

2、ystemforTunnelLoadingMachineFENGLing-congXUMing-hengGA0Hong-li(SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Basedontheperformancerequirementsoftunnelloadingmachine，throttlecontrol，loadsensingcontrolandLUDVcontrolthesethreevMvec

3、ontrolmethodsareanalyzed，theresultisthatLUDVcontrolismoresuitablefortunnelloadingmachine，LRCScontrolischoseforhydraulicpump，thecombinationofvalvecontrolandpumpcontrolmakesthetunnelloadingmachinemoreeffective，energy-saving，theoperabilityisalsoimproved．KeyWords：tunnelloa

4、dingmachine；controllability；LUDV；pumpcontrolO引言1．1节流控制节流控制多路阀．又称为开中心直通回油六通阀，隧道在钻爆法施工中，出渣是制约隧道施工进度通过控制三位六通阀主阀芯的位置来调整节流口开度，的瓶颈，直接影响施工成本。而隧道挖装机集扒料、输实现执行元件的流量控制。由于结构简单，成本较低，节送、装卸等功能于一体，效率较高，对隧道内的空气污流控制多路阀在国产工程机械中运用比较广泛【1]，其工染较低，成为隧道钻爆法施工中重要的机械设备。目前作原理如图l所示。中国铁路和公路建设方兴未艾，许多

5、地方都有隧道施工，使得挖装机拥有广阔的市场前景。在挖装机的构成中，液压控制系统是最核心的部分，关系到挖装机的整体性能。为了使挖装机达到高效、节能、操作性好等要求，挖装机一般采用阀和泵联合控制。本文详细介绍了现有的挖装机阀控和泵控的类型，并分析它们的优缺点，最终选择较优化的控制方式，使挖装机的整机性能得到提升。l液压阀现有的挖装机液压阀普遍采用多路阀，可实现多个负载同时工作。目前多路阀控制主要包括：节流控制、负载敏感控制fLS)、与负载压力无关的流量分配控图1节流控制原理图制(LUDV)。节流调速是通过进油节流和旁路回油节流联合控制，

6、如增大节流口1的通流面积．会同时减小节流口1的通流面积，使流入负载P．的流量增加，流回油箱的流收稿日期：2011-05—25量减小。由于旁路节流会使一部分液压油直接流向油作者简介：冯凌聪(1986一)，男，硕士研究生，西南交通大学机械工程学院机械电子工程专业，现从事机电液一体化控制及CAD研究。箱，导致系统功率损失较大。流过节流阀的流量为：34HvdraulicsPneumatics＆Seals／No．2．2012作压力反馈到变量泵，变量泵的斜盘倾角减小，液压泵Q=、／△p=、／(p)(1)的输出流量减小，从而降低了溢流损失。反之，

7、当负载式中C_一流量系数：压力较小时，液压泵输出流量会增大。——节流口通流面积：负载敏感多路阀设置了压力补偿器3和4，将负载△p——节流口前后压差。压力补偿到节流阀前端，得到节流阀人口的压力为：因此，负载流量不仅与多路阀阀口开度有关，还与P3_-pl+p(2)负载压力有关．所以．负载压力会影响阀芯位置对流量p2(3)的控制，阀的调速性能如图2所示。式中p——压力补偿器的弹簧调定压力。则节流阀的压差为：O0△pl3_Pl(4)△p242(5)因此，△p。=△p，由式(1)可知，流入负载的流量只与阀口开度有关，阀的可控性增强。当泵能提供

8、系统足够的流量方可实现多个负载复合动作．相互间并不干扰；但当泵的最大输出流量小于执行器所需流量时，若p。