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挖掘機(jī)等工程機(jī)械三大液壓系統(tǒng)功能恢復(fù)的主要辦法

閔滿林 李翀翀  朱凌  張萬坤 于彩新

        安徽博一流體傳動(dòng)股份有限公司可對(duì)目前市場(chǎng)上的正流量、負(fù)載敏感及負(fù)反饋工程機(jī)械特別是號(hào)稱工程機(jī)械之王的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行液壓系統(tǒng)功能再恢復(fù)工作。    

1、正流量典型的液壓系統(tǒng)動(dòng)作過程，負(fù)載的動(dòng)作首先從先導(dǎo)手柄開始，按照機(jī)型的不同通過液控或電控將信號(hào)發(fā)到相應(yīng)的泵控制器或中央控制器，最終通過主泵出油通過分配閥推動(dòng)負(fù)載，其典型的特點(diǎn)是手柄在中位時(shí)泵基本上或完全不出油，從而達(dá)到節(jié)能的目的；由于主泵長(zhǎng)期處于高壓、高速及不停的變量狀態(tài)，正流量系統(tǒng)中液壓泵的損壞也較為常見，在現(xiàn)時(shí)，改造或替換即可完成目標(biāo)；目前正流量主閥國(guó)內(nèi)尚不成熟，如果主閥損壞嚴(yán)重，無法通過合理的方式再造，從國(guó)內(nèi)選擇性能優(yōu)良的負(fù)反饋系統(tǒng)的主閥和主泵直接更換從而恢復(fù)機(jī)器正常動(dòng)作也是一個(gè)很好的辦法。典型的正流量系統(tǒng)原理圖：

       對(duì)于正流量系統(tǒng)而言，泵頭的動(dòng)作良好與否相當(dāng)關(guān)鍵，如果對(duì)泵頭進(jìn)行翻新和修理的工作超出其本身的價(jià)值，建議直接更換主泵，我們可以從并聯(lián)雙泵或直軸雙泵中按照機(jī)器本來的技術(shù)參數(shù)考慮發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際的情況調(diào)節(jié)新泵的參數(shù)；一般的，正流量的泵原理圖可用下面的框圖來模擬。

圖2 正流量泵液壓原理圖

        我們成功的經(jīng)驗(yàn)里面一款泵的典型參數(shù)如下：

圖3 主油泵先導(dǎo)壓力流量特性曲線

圖4 主泵壓力功率流量特性曲線

        在先導(dǎo)齒輪泵方面，我們專門針對(duì)特殊的場(chǎng)合開發(fā)了一款自立減壓閥解決中位時(shí)先導(dǎo)壓力不能抬升的問題，該閥的典型外形如下，使用時(shí)只需將其串到相應(yīng)的主泵出口即可在沒有齒輪泵的情況下正常的操作機(jī)器，經(jīng)過實(shí)際測(cè)試，其產(chǎn)生的先導(dǎo)壓力變化范圍為2.5MPa(低負(fù)荷情況下)-4.5MPa（大負(fù)荷情況下），機(jī)器動(dòng)作非常協(xié)調(diào)。
外形如圖：

圖5自立減壓閥安裝在主泵的出口

圖6 日立EX200-5用BP001正流量系統(tǒng)的改造實(shí)例

2、負(fù)載敏感挖掘機(jī)系統(tǒng)
        負(fù)載敏感在液壓行業(yè)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，這基于負(fù)載敏感系統(tǒng)的最大流量決定于所有負(fù)載流量之和，最高壓力只比負(fù)載最高壓力高出一個(gè)很小的規(guī)定值。具體的工作過程首先是手柄動(dòng)作，然后主閥開始移動(dòng)同時(shí)系統(tǒng)壓力開始建立，負(fù)載敏感壓力與負(fù)載壓力同步上升，系統(tǒng)流量有變大趨勢(shì)，這樣主泵的實(shí)際輸出壓力和流量相應(yīng)的迅速增加，從而產(chǎn)生與操作者意愿相符的復(fù)雜動(dòng)作，其流量值可以相對(duì)其他的系統(tǒng)做的很精準(zhǔn)，對(duì)機(jī)手的要求很低，對(duì)復(fù)雜工況的處理能力極強(qiáng)，實(shí)際工業(yè)界經(jīng)常在各種場(chǎng)合廣泛使用，工程機(jī)械特別是挖掘機(jī)行業(yè)也不例外，下面是一個(gè)典型的負(fù)載敏感系統(tǒng)，對(duì)于這樣的系統(tǒng)，如果確準(zhǔn)閥沒有問題，經(jīng)常性的也是主泵出問題的幾率較大。
 

圖7負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)圖

        對(duì)負(fù)載敏感系統(tǒng)而言，由于主泵不但要負(fù)責(zé)系統(tǒng)流量的調(diào)節(jié)，甚至當(dāng)系統(tǒng)壓力相對(duì)負(fù)載壓力高過規(guī)定的數(shù)值時(shí)也需要通過變量來恢復(fù)，相對(duì)于其他調(diào)節(jié)方式，對(duì)泵的靈敏度和壽命要求更高，所以負(fù)載敏感系統(tǒng)不但是常規(guī)意義上的液壓控制，更深層次的涉及到元件的制造、工藝和裝配。
主泵的控制原理圖如下所述。

圖8負(fù)載敏感泵液壓原理圖

        為達(dá)到良好的控制目的，主泵的負(fù)載壓力曲線成為非常重要的指標(biāo)；下圖為負(fù)載敏感泵負(fù)載壓力與系統(tǒng)壓力之差，所謂負(fù)載壓差流量特性曲線

圖9典型泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下

        作為液壓系統(tǒng)功能恢復(fù)或維修行業(yè)，選擇合適的負(fù)載敏感泵或閥能夠滿足最現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)要求。改造實(shí)例如下,飛輪盤和連接盤及各液壓附件均為定制。

圖11裝有自立減壓閥的負(fù)載敏感泵用于改制玉柴YC85挖掘機(jī)

3、負(fù)反饋挖掘機(jī)系統(tǒng)

        按照西方人的說法，負(fù)反饋系統(tǒng)是遠(yuǎn)東一些地區(qū)廣泛使用的一種系統(tǒng)，相對(duì)于正流量的原始精準(zhǔn)、負(fù)載敏感的強(qiáng)適應(yīng)性而言，負(fù)反饋系統(tǒng)有著更為執(zhí)著的耐久力，這是由于負(fù)反饋系統(tǒng)是通過主多路閥的根部溢流閥的泄漏大小來決定系統(tǒng)的流量，更多的泄漏也不會(huì)直接影響系統(tǒng)的有效動(dòng)作，相對(duì)而言可維護(hù)性比較強(qiáng)。典型的負(fù)反饋系統(tǒng)原理如下。

圖12負(fù)反饋泵閥整體改裝實(shí)例

圖13博一BP112DT泵和F002多路閥聯(lián)合改制的日立挖機(jī)

        對(duì)負(fù)反饋而言，泵的變量是靠從多路閥根部溢流閥來的能夠反映主閥開度大小和流量的泄漏油壓力來決定的，和負(fù)載敏感不同，它無需與系統(tǒng)主壓力直接在泵頭上作比較，所以相對(duì)而言泵的反應(yīng)比較“遲鈍”，但這也正是它的優(yōu)點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)，這一系統(tǒng)目前應(yīng)用相當(dāng)廣泛，生產(chǎn)該系列系統(tǒng)的元件廠其產(chǎn)品也相當(dāng)成熟，系統(tǒng)出現(xiàn)問題解決問題不再是難題。
4、工程機(jī)械功能恢復(fù)前景廣闊
        據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)工程機(jī)械主要機(jī)種的市場(chǎng)保有量300萬臺(tái)左右，這一數(shù)字還是比較保守的。
        一般而言，工程機(jī)械產(chǎn)品使用3到5年后，用戶的使用和維護(hù)成本顯著增加，產(chǎn)品普遍存在跑冒滴漏等污染環(huán)境的負(fù)面影響。
        同時(shí)，如果大量廢舊的工程機(jī)械機(jī)器報(bào)廢，就將成為一堆不能創(chuàng)造任何經(jīng)濟(jì)價(jià)值的廢鐵，同時(shí)會(huì)給環(huán)境帶來很大的壓力。于是，帶有循環(huán)經(jīng)濟(jì)色彩的液壓系統(tǒng)功能再恢復(fù)迎合行業(yè)發(fā)展和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要應(yīng)運(yùn)而生。
在工程機(jī)械三大液壓系統(tǒng)中，正流量和負(fù)載敏感主泵應(yīng)用已經(jīng)普及，負(fù)反饋系統(tǒng)無論是在主泵還是主閥方面都已成熟，在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)功能再恢復(fù)行業(yè)應(yīng)該能夠發(fā)揮她們應(yīng)有的作用。