一、工作原理
通過液壓泵將發(fā)動機輸出的機械能轉(zhuǎn)換為液壓油的壓力能,液壓油在管路中流動,經(jīng)過各種控制閥的調(diào)節(jié)和控制,被輸送到液壓缸、液壓馬達等執(zhí)行元件中,將液壓油的壓力能再轉(zhuǎn)換為機械能,從而驅(qū)動挖掘機的鏟斗、臂架、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、行走機構(gòu)等部件進行各種動作,實現(xiàn)挖掘、裝載、回轉(zhuǎn)、行走等作業(yè)任務(wù)。
二、組成部件
動力元件:主要是液壓泵,常見的有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等。其作用是將發(fā)動機的機械能轉(zhuǎn)換為液壓油的壓力能,為整個液壓系統(tǒng)提供動力。
執(zhí)行元件:包括液壓缸和液壓馬達。液壓缸用于實現(xiàn)直線往復(fù)運動,如推動鏟斗、臂架的伸縮;液壓馬達則用于實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動,如驅(qū)動回轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)動和行走機構(gòu)的行進。
控制元件:有各種控制閥,如溢流閥、減壓閥、順序閥、換向閥等。它們的作用是控制液壓油的壓力、流量和流向,從而實現(xiàn)對執(zhí)行元件的運動速度、方向和力的控制。
輔助元件:包含油箱、濾清器、油管、管接頭、壓力表等。油箱用于儲存液壓油;濾清器用于過濾液壓油中的雜質(zhì),保證油液清潔;油管和管接頭用于連接各個液壓元件,形成液壓油的流通通道;壓力表則用于監(jiān)測液壓系統(tǒng)的壓力。
三、系統(tǒng)類型
開式液壓系統(tǒng):液壓泵從油箱吸油,將壓力油輸送到執(zhí)行元件,執(zhí)行元件的回油直接返回油箱。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、散熱性好,但能量損失較大,效率相對較低。
閉式液壓系統(tǒng):液壓泵的出油口直接與執(zhí)行元件的進油口相連,執(zhí)行元件的回油直接回到液壓泵的吸油口,形成一個封閉的循環(huán)回路。閉式系統(tǒng)的優(yōu)點是能量損失小、效率高、系統(tǒng)緊湊,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,散熱和過濾問題相對較難解決。
四、特點
高壓大流量:礦用挖掘機需要挖掘和裝載大量的礦石等物料,因此需要液壓系統(tǒng)提供高壓和大流量的液壓油,以產(chǎn)生強大的挖掘力和提升力,滿足工作需求。
可靠性高:礦山作業(yè)環(huán)境惡劣,工作時間長,要求液壓系統(tǒng)具有很高的可靠性,能夠在惡劣的工況下穩(wěn)定運行,減少故障發(fā)生的概率,降低維修成本和停機時間。
耐污染能力強:礦山環(huán)境中灰塵、雜質(zhì)較多,容易進入液壓系統(tǒng),因此液壓系統(tǒng)需要具備良好的耐污染能力,配備高效的過濾裝置,防止油液污染導(dǎo)致元件磨損和故障。
復(fù)合動作能力強:礦用挖掘機在作業(yè)過程中常常需要同時進行多個動作,如挖掘的同時進行回轉(zhuǎn)和提升等復(fù)合動作,這就要求液壓系統(tǒng)能夠精確地控制各個執(zhí)行元件的動作,實現(xiàn)復(fù)合動作的協(xié)調(diào)配合,提高工作效率。
五、先進技術(shù)應(yīng)用
智能控制系統(tǒng):采用電子控制技術(shù),通過傳感器實時監(jiān)測液壓系統(tǒng)的壓力、流量、溫度等參數(shù),以及挖掘機的工作狀態(tài),如鏟斗的位置、臂架的角度等??刂破鞲鶕?jù)這些信息對液壓系統(tǒng)進行智能調(diào)節(jié)和控制,實現(xiàn)挖掘機的自動化操作和優(yōu)化作業(yè),提高工作效率和燃油經(jīng)濟性。
負(fù)載敏感系統(tǒng):該系統(tǒng)能夠根據(jù)執(zhí)行元件的負(fù)載變化自動調(diào)節(jié)液壓泵的輸出流量和壓力,使液壓系統(tǒng)的輸出功率與負(fù)載需求相匹配,避免了傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)在輕載時的能量浪費,提高了系統(tǒng)的效率,降低了能耗。
能量回收技術(shù):在挖掘機的動臂下降、斗桿回收等動作過程中,利用負(fù)載的重力勢能將液壓油回流到油箱或儲存起來,在需要時再重新利用這些能量,如博世力士樂的 RCS 系統(tǒng)可實現(xiàn)無動力下降,同時避免動作吸空停頓,從而達到節(jié)能的目的。