隧道挖装机液压系统设计与研究

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1、液压气动与密封／2012年第9期隧道挖装机液压系统设计与研究何邵灿，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：基于目前中国隧道施工量不断增加，由此而来的对隧道施工专用工程机械的需求量的增加。应国内某公司需要．该文通过对工作装置、动力装置、行走装置的分析，设计了一种符合中国隧道施工的新型隧道挖装机的液压系统。关键词：挖装机；液压系统；隧道施工中图分类号：TH137；U455．3文献标识码：A文章编号：1008—0813(2012)09—0068—04TheDesignandResearchofHydrauhcSysteminTu

2、nnelLoadingMachineHEShoo-can，XUMing-heng，GA0Hong-li(SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：WiththeamountoftunnelconstructiongraduallyincreasedincurrentChina，thedemandforspecialmachineryfortunnelconstructiongraduallyincreased．Forther

3、equirementofadomesticcompany，HydraulicsystemsofatunnelloadingmachineconformedtoChina’Stunnelconstructionrequirementweredesignedthroughtheanalysisofworkunit，powerplant，walkingdevices．Keywords：tunnelloadingmachine；hydraulicsystem；tunnelconstruction0引言用两节臂。工作装置的液压元件包括动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸、

4、摆动油缸。挖装机在实施挖掘动作时，通近年来，随着国家对西部大开发项目的进行，随之过多个液压油缸联合动作来实施挖掘动作。为了设计而来的对运输能力要求不断提高，铁路运输作为一种方便驾驶员操作的液压系统‘，比较目前最常用的负载高效和经济的运输手段．有了越来越重要的地位。由于敏感控制和LUDV控制来选择合适的控制。西部地区多山地，发展铁路就不可避免的要求隧道施1)负载敏感控制工。在中小型隧道出渣过程中，由于工作空问有一定的传统的工程机械工作装置多是采用负载敏感控制限制，不能满足多台工程机械车同时进行施工，为了高(Loadsensing)，其原理如图1所示，通过调

5、节两个节效的完成施工任务，要求一种专用工程机械来解决中流阀来操作两个执行元件工作时，分析其过程如下：小型隧道施工出渣问题，挖装机作为一种中小型隧道(1)当系统饱和时：通过系统自动调节，减压阀达施工出渣的专用机械．能高效的运送爆破后的渣土。能到一定的开度，减压阀两端压力平衡，得式(1)(2)：在一定程度上解决中小型隧道施工出渣速度的难题。P3-pl+kx1(1)根据中国隧道施工的特点，本文设计了一种新型隧道p4-p2+kx2(2)挖装机的液压系统。式中．i}——弹簧弹性系数；1液压系统设计和说明——阀口开启时弹簧的位移，设定．，。挖装机由工作装置、动力装置

6、、行走装置、输送装则节流阀的压差为：置等组成，本文通过工作装置、动力装置、行走装置三13-p1=kxl=c(3)个方面的研究设计了该挖装机液压系统。△p24-p2=kx2=C(4)1．1工作装置液压系统设计又因为节流阀的流量公式为：根据公司提出的设计要求，挖装机的工作装置采r——一Q=CqAV-；-~(5)基金项目：国家科技重大专项资助项目(2010ZX04015一Ol1)式中——流量系数；收稿日期：2012—01一l3A——节流口通流面积：作者简介：何邵灿(1987一)，男，湖南邵阳人，主要从事机电液一体化方面△p——常数。的研究。68兰：由上式可知通

7、过节流阀的流量Q只和节流口的通P32+kx(7)流面积A有关。则驾驶员在操作挖装机的过程中能比p42+kx(8)较好的控制各个液压缸的动作。即P-p则节流阀的压差计算式如下：△p1P3P-p4=△p2(9)两个节流阀压差相等，则不会出现液压油优先满足负载小的液压执行元件的情况。又通过式5可知进入液压缸的流量只和此时节流阀阀芯的开度有关。这样在非饱和液压系统中，不会出现最高负载的液压缸没有油液流人的情况。因此在本挖装机设计中，对工作装置的多个液压油缸采用并联的LUDV多路阀进行控制，增强了驾驶员的可操作性。1-2动力装置设计研究图1负载敏感控制由于本产品主

8、要工作地点处于隧道内，隧道内空(2)当系统不饱和时：斜盘倾角达到最大时，输出流气