折疊展開機(jī)構(gòu)的液壓回路設(shè)計(jì)

席翠霞

摘 ?要：該文內(nèi)容是要通過設(shè)計(jì)一套可行的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)復(fù)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的折疊和展開運(yùn)動(dòng)。并能通過此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)由掘進(jìn)機(jī)上的液控手柄控制錨桿鉆機(jī)及其復(fù)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的折疊和展開運(yùn)動(dòng)。該課題主要是在EBZ-150掘進(jìn)機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行安裝的液壓錨桿鉆機(jī)。此次設(shè)計(jì)根據(jù)支護(hù)中的載荷和進(jìn)給速度等重要參數(shù)，完成了初級(jí)階段的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使其能夠完成規(guī)定的動(dòng)作。

關(guān)鍵詞：折疊機(jī)構(gòu);液壓系統(tǒng);錨桿鉆機(jī)

中圖分類號(hào)：TD42 ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 設(shè)計(jì)思路

重點(diǎn)解決如何在EBZ-150掘進(jìn)機(jī)上安裝液壓錨桿鉆，使其在非工作狀態(tài)下，不影響掘進(jìn);該文就是要設(shè)計(jì)一套液壓控制系統(tǒng)來控制上下擺動(dòng)油缸、主伸縮油缸、折疊油缸的運(yùn)動(dòng)和他們之間的相互配合。根據(jù)掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的工作參數(shù)選擇適當(dāng)?shù)囊簤罕?、液壓馬達(dá)和液壓閥，使操作者能夠通過掘進(jìn)機(jī)上的液控手柄控制這些閥門的開啟和閉合，從而達(dá)到控制液壓折疊展開機(jī)構(gòu)的要求。在向前伸出打開狀態(tài)鉆孔能夠滿足預(yù)定位置的頂錨桿和側(cè)錨桿的要求。液壓系統(tǒng)具有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)。任何液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除了滿足主機(jī)在運(yùn)動(dòng)和性能方面的要求外，它還必須滿足重量輕。

根據(jù)專題的要求，這種設(shè)計(jì)只需要起草一個(gè)液壓系統(tǒng)。 而不用進(jìn)行液壓元件的選型等后續(xù)步驟，因此，只需要根據(jù)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作設(shè)計(jì)可行的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 完成液壓系統(tǒng)草圖的繪制即可。下面來分別介紹各部分的設(shè)計(jì)過程。

1.1 明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)要求在EBZ150上加裝復(fù)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)掘、支、錨一體化。該專題就是要求完成折疊展開機(jī)構(gòu)的液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)。

對(duì)任何液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來說，調(diào)速回路都是它的核心部分。該設(shè)計(jì)中采用了液壓分油器來調(diào)節(jié)回路中的油液流速。液壓分油器是一種已經(jīng)成熟了的高度集成話的調(diào)節(jié)裝置，可以在一定的壓力和流量范圍內(nèi)做任意的無級(jí)調(diào)節(jié)。這在后面有專門的部分介紹液壓分油器。

根據(jù)系統(tǒng)要求，油路中的換向裝置采用三位四通換向閥，它能夠使執(zhí)行元件（液壓缸）在任一位置上停止運(yùn)動(dòng)。換向閥利用閥芯相對(duì)于閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通、關(guān)斷，或變換油流的方向，從而使液壓執(zhí)行元件啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。

在打錨桿時(shí)，為了便于調(diào)整打錨桿的方位，因此采用了3個(gè)獨(dú)立的手動(dòng)三位四通換向閥分別控制。這樣的設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是，每一個(gè)液壓手柄都可以獨(dú)立控制一個(gè)對(duì)應(yīng)的油缸，使調(diào)整打錨桿的方位得到了精確地控制。缺點(diǎn)是，操作有些煩瑣。

液控單向閥中有一控制口K，當(dāng)其無壓力油通入時(shí)，它的工作機(jī)制和普通單向閥一樣即只能實(shí)現(xiàn)單向接通。當(dāng)控制口K有控制壓力油時(shí)，油液就可以在2個(gè)方向自由流通。當(dāng)換向閥右位接入油路后，在接入其下腔的油路上安裝一液控單向閥，實(shí)現(xiàn)油路保壓。

1.2 分析系統(tǒng)工況，確定主要參數(shù)

設(shè)計(jì)要求在EBZ150上加裝復(fù)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，為了簡化油路，使操作簡單，就要求所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)可以利用EBZ150本身的液壓系統(tǒng)提供壓力。

1.3 擬定液壓系統(tǒng)草圖

根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和操作條件，從許多成熟的程序中選擇液壓回路。完成了復(fù)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)圖。

2 基于CAXA的液壓系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)

2.1 液壓系統(tǒng)圖

根據(jù)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作要求，設(shè)計(jì)出一套液壓回路，如圖1所示。

此液壓系統(tǒng)由油箱、濾油器、旁通閥、濾油閥、液壓馬達(dá)、溢流閥、液壓分油器、手動(dòng)三位四通閥、液控單向閥、主伸縮油缸、上下擺動(dòng)油缸、折疊左右擺動(dòng)油缸以及連接這些元件的油管組成。

2.1.1 液壓回路動(dòng)作順序

啟動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)后，油液被液壓馬達(dá)從油缸中吸出，經(jīng)過濾油閥流入液壓分油器， 經(jīng)過分油器的調(diào)理，輸出各個(gè)油缸所需的不同油壓; 首先依次把主伸縮油缸和折疊油缸對(duì)應(yīng)的手動(dòng)三位四通閥的右位接入回路，將油通過單向閥進(jìn)入主伸縮缸的上腔，打開主伸縮缸和折疊缸;再調(diào)節(jié)上下擺動(dòng)油缸對(duì)應(yīng)的手動(dòng)三位四通換向閥，油液流入左右擺動(dòng)油缸，調(diào)節(jié)打錨桿的方位;當(dāng)調(diào)整方向時(shí)，3個(gè)手動(dòng)三位四通換向閥全部調(diào)節(jié)到空檔位置。液壓馬達(dá)卸載，液壓缸的壓力由先導(dǎo)閥保持，并且起動(dòng)錨。

完成打錨桿動(dòng)作后，分別將3個(gè)換向閥的左位接入回路后，隨著 K口壓力大增大， 液壓控制止回閥打開，油流入油缸的下部，3個(gè)油缸縮回，機(jī)構(gòu)折疊起來。

2.1.2 機(jī)構(gòu)的工作原理

折疊機(jī)構(gòu)通過燕尾槽與錨桿鉆機(jī)連接，用于對(duì)錨桿鉆機(jī)進(jìn)行導(dǎo)向。工作原理：非工作狀態(tài)時(shí)，折疊油缸收縮，復(fù)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)處于水平位置，并且不影響掘進(jìn)過程;工作狀態(tài)時(shí)，折疊油缸進(jìn)油，推動(dòng)復(fù)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使之處于豎直位置，然后護(hù)罩支護(hù)油缸進(jìn)油，使護(hù)罩支撐住頂板。第一次進(jìn)給油缸進(jìn)油，推動(dòng)導(dǎo)軌移動(dòng)支架上升到最高位;第二次進(jìn)給油缸進(jìn)油，推動(dòng)活塞桿上移，活塞桿上端連接銷軸，銷軸拉動(dòng)鏈條上升，鏈條一端連接銷軸，另一端固定在導(dǎo)軌移動(dòng)支架上，依據(jù)動(dòng)滑輪原理，鏈條的上升帶動(dòng)了錨桿鉆機(jī)的上升，從而實(shí)現(xiàn)了二次進(jìn)給。

2.2 分油器設(shè)計(jì)

系統(tǒng)中使用的液壓油分離器是安裝在液壓油源和電液伺服制動(dòng)器之間的液壓油分離器。通常用于多組氣缸共用一組油源的情況。液壓油分離器的主要功能是分配流量并吸收壓力脈動(dòng)。

2.2.1 基本性能指標(biāo)。

（1）為伺服作動(dòng)器提供瞬時(shí)峰值流量，吸收壓力脈動(dòng)，響應(yīng)速度快。

（2）獨(dú)立的快速卸荷功能，卸荷時(shí)不影響其他通道正常工作。

（3）提高液壓系統(tǒng)的抗沖擊性能。

（4）高精度濾油器，能夠提高油液清潔度。

（5）進(jìn)回油截止閥，方便液壓系統(tǒng)的安裝維修。

2.2.2 可選性能指標(biāo)

（1）系統(tǒng)壓力：21 MPa～28 MPa 。

（2）額定流量：額定流量：可選100 L/min～2 000 L/min，按100 L/min流量級(jí)差選擇。

（3）調(diào)壓范圍：0 MPa～21 MPa。

（4）流量分配通道：輸出1～10通道。

（5）集成式結(jié)構(gòu)或立式結(jié)構(gòu)，用戶可選。

（6）該液壓分油器為FB3型號(hào)。

3 結(jié)語

該文完成了液壓折疊機(jī)構(gòu)的液壓管路的設(shè)計(jì)，并制作完成了液壓系統(tǒng)圖，完成了專題規(guī)定的要求。該文首先明確了折疊展開液壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路技術(shù)路線以及技術(shù)難點(diǎn)，路線包括分析工況、計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)、指定液壓系統(tǒng)草圖、選擇液壓元器件，最后對(duì)液壓系統(tǒng)的可靠性能進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)完成之后進(jìn)行液壓原理圖和裝配圖的繪制審核工作。

參考文獻(xiàn)

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