一、核心工作原理概述
液壓系統(tǒng)以液壓油為介質(zhì),通過(guò)液壓泵將電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能,再通過(guò)管路將壓力油輸送至液壓缸或液壓馬達(dá),最終將壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)排土機(jī)的臂架俯仰、回轉(zhuǎn)、卸料臂伸縮等動(dòng)作。其本質(zhì)是 “能量傳遞 + 精準(zhǔn)控制” 的過(guò)程。
二、具體工作流程解析
1. 動(dòng)力生成與傳輸
液壓泵吸油:電機(jī)帶動(dòng)液壓泵(如柱塞泵)旋轉(zhuǎn),泵從油箱吸油,通過(guò)葉輪或柱塞的運(yùn)動(dòng)將油液加壓。
壓力油輸送:高壓油經(jīng)管路(需耐壓、抗振動(dòng))輸送至各執(zhí)行元件回路,管路中設(shè)置過(guò)濾器(如吸油過(guò)濾器、回油過(guò)濾器),防止雜質(zhì)污染系統(tǒng)。
2. 執(zhí)行元件動(dòng)作控制(以臂架俯仰為例)
臂架抬起:
① 操作人員通過(guò)控制手柄或 PLC 系統(tǒng)發(fā)出 “抬臂” 指令,換向閥切換至抬臂工位,高壓油經(jīng)換向閥進(jìn)入俯仰液壓缸的無(wú)桿腔(活塞大端腔)。
② 液壓油推動(dòng)活塞伸出,活塞桿帶動(dòng)臂架繞鉸接點(diǎn)向上轉(zhuǎn)動(dòng),有桿腔的油液經(jīng)換向閥流回油箱。
臂架下降:
① 換向閥切換至降臂工位,高壓油進(jìn)入液壓缸有桿腔(活塞小端腔)。
② 活塞縮回,臂架在自重作用下下降,無(wú)桿腔油液回流油箱。
3. 速度與力的調(diào)節(jié)機(jī)制
速度控制:通過(guò)流量控制閥(如節(jié)流閥、調(diào)速閥)調(diào)節(jié)進(jìn)入執(zhí)行元件的油液流量。流量越大,液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)速度越快,臂架俯仰或回轉(zhuǎn)速度越高。
力的控制:系統(tǒng)壓力由負(fù)載決定(如臂架重量、巖土阻力),但最大壓力受溢流閥限制。例如,當(dāng)臂架抬起時(shí),負(fù)載越大,系統(tǒng)壓力越高,但溢流閥設(shè)定最高壓力(如 30MPa),超過(guò)時(shí)油液回流油箱,防止元件過(guò)載。
4. 多動(dòng)作協(xié)同控制
排土機(jī)需同時(shí)控制臂架俯仰、回轉(zhuǎn)、卸料臂伸縮等多個(gè)動(dòng)作,液壓系統(tǒng)通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)協(xié)同:
油路分流:通過(guò)多路閥將高壓油分配至不同執(zhí)行元件回路,各回路獨(dú)立控制。
同步控制:對(duì)精度要求高的動(dòng)作(如雙臂架同步俯仰),采用同步閥或比例閥調(diào)節(jié)流量,確保動(dòng)作一致性。
三、安全保護(hù)與能量損耗控制
過(guò)載保護(hù):溢流閥始終監(jiān)控系統(tǒng)壓力,避免因負(fù)載突變(如巖土卡滯)導(dǎo)致元件損壞。
防沖擊設(shè)計(jì):在換向閥或執(zhí)行元件進(jìn)出口設(shè)置緩沖閥,減少換向時(shí)的液壓沖擊,避免管路振動(dòng)或元件損傷。
能量回收:部分高端排土機(jī)液壓系統(tǒng)配備能量回收裝置(如液壓馬達(dá)制動(dòng)時(shí)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為液壓能儲(chǔ)存在蓄能器中),提高能源利用率。
四、與自動(dòng)化系統(tǒng)的集成
現(xiàn)代排土機(jī)液壓系統(tǒng)通常與 PLC(可編程邏輯控制器)、傳感器集成,實(shí)現(xiàn)智能化控制:
傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):壓力傳感器監(jiān)測(cè)各回路壓力,位移傳感器反饋臂架角度,溫度傳感器監(jiān)控油溫,數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至 PLC。
自動(dòng)調(diào)節(jié)邏輯:PLC 根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整比例閥開(kāi)度,例如當(dāng)臂架負(fù)載增加時(shí),自動(dòng)增大液壓泵輸出壓力,保證動(dòng)作平穩(wěn);當(dāng)油溫超過(guò)閾值時(shí),啟動(dòng)冷卻器風(fēng)扇。