一种轮式抓钢机液压系统

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新技术新工艺 2013年 第 9期一 种轮 式抓钢机 液压系统韩美香，郭太清(山西北方机械 制造 有限责任公 司，山西 太 原 030009)摘 要：根据轮式抓钢机的整体功能，以及控制动作多的要求，本文所设计的液压 系统采用了多泵多回路定量和变量混合 系统 ，其中主油路采用双泵双回路 负流量控 制和 交叉功率控制 的变量 系统 ，有效地提高了发动机功率的利用率，主阀采用整体式多路 阀，阀内具有合流和优先回路 的功能，简化 了系统的外部控制和连接的环节。针对轮式抓铜机底盘驱动的特殊要求，液压 系统设计 了转向回路 、制动回路 、支腿回路和悬挂平衡装置回路 ，使其能合理地控制整机运动。

关键词：泵；阀；液压缸 ；马达；转向器中图分类号：TH 137 文献标志码 ：AA Kind of W heeled Steel Grabbing Machine Hydraulic SystemHAN Meixiang．GUO Taiqing(Shanxi North Machinery Manufactu rjng Co．，I td，Taiyuan 030009，China)Abstract：According to the overall functional requirements of wheeled steel grabbing machine，the hydraulic system de—signed by this paper focused on the requirments of more control action，and adopted quantitative multiple pump circuit andvariable hybrid system，among of them，the main oil pump adopted double negative flow control and cross double circuitpower control variables of the system，which can effectively improve the utilization ratio of engine capacity．Main valve a—dopted the integral multi—way valve，the valve has the function of confluence，priority circuitry within the simplified systemof external control and connecting link． Concerning the special requirements of wheeled steel grabbing machine chassisdrive，hydraulic system designed the steering circuit，brake circuits，leg loop and suspension balance device，which make itcan reasonably control the movement of the machine.

Key words：pumps，valves，hydraulic cylinder，motors，steering gear轮式抓钢机是一种重要的工程机械 ，采用液压 缸、斗杆液压缸 、抓斗液压缸 、回转马达、行走驱动马泵 、液压缸和液压马达等液压动力元件驱动执行机 达、支腿液压缸和悬挂液压缸。主工作油路采用整构进行作业 ，具有功率大、结构紧凑 、传动平稳 、控制 体式多路阀结构 ，转 向回路和制动回路分别 由单泵灵活、操作简便和工作可靠等特点，被广泛应用于工 供油。其液压原理如图2所示 ]。

程建沿由[1] 薹 轮抓钢机工作装置和各个机构的传动要 泵控回路求，把各种液压元件用管路连接起来的组合体称为 由主控阀 23的原理可知，当所有阀芯在中位轮式抓钢机液压系统，其原理示意图如图 1所示。 时，所有压力油经过主控阀的中位直通油道 ，再通过轮式抓钢机 _T作 油路 的执行元件有 动臂液压 节流阀流回油箱 ，节流阀前的压力最大 ，提供给泵的5 结语利用工控机和 PLC构成 的分布式控制系统，在水泥制品养护窑应用 中取得 了良好效果，其控制精度、操作模式及友好界面均得到用户认可。本控制系统的应用有利于提高混凝土制品的质量和生产效率 。

参考文献社 ，2003.

E3]李建平．基于 PI c的模糊参数 自整定温度控制系统研究EJ]．微计算机信息 ，2007(6)：21—23.

[4]刘志峰，张军，王建华．工控组态软件实例教程[M]．北京 ：电子工业 出版社 ，2008.

作者简介 ：田红 军 (1968一)，男 ，高 级工 程师 ，主 要从 事 电气及工业 自动化等方面的研究 。

收稿 日期 ：2013年 O2月 23日Eli廉小亲．模糊控制技术 [M]．北京：中国电力出版社 ，2。03． 责任编辑 李思文Ez]王立新．模糊系统与模糊控制[M]．北京：清华大学出版《新技术新工艺》电子信息与 自动控制
新技术新工艺 2013年 第 9期负流量控制压力也最高，而伺服活塞动作，使泵的输出流量达到最小。当轮式抓钢机行走或工作装置有动作时，主控阀阀芯移动，通过中位直通油道流回油箱的油量减少，负流量控制压力降低，泵的输出流量增大 。当阀芯移动到全行程位置时，中位直通 回油的油道完全关闭，负流量控制压力降到最低，泵的输出流量则达到最大；因此，液压系统的设计流量是根据工作的需求而变化的，以减少无用功的损耗。

该液压系统采用负流量控制和交叉功率控制方式 ，如图 3所示 。从 图 3可以看出，2个 主液压泵 的功率控制采用交叉功率变量控制系统。每台液压泵各设置 1个调节器，使每个调节器除感知本泵的输出压力外 ，还感知另一台泵的输出压力 ，用于监测其负载情况。当主泵 1处于轻 载时，主泵 2处 于重载，主泵 2可以吸收主泵 1剩余的功率，使功率的利用率提高。

图 3 泵控回路示意图2 主 阀回路主控制阀为整体多联阀，采用并联连接形式。

左阀组自上而下为备用、斗杆、动臂合流、回转优先(指应在同时进行动臂或斗杆和回转操作时 ，是指优先向回转液压马达回路输送液压油)、回转和行走操纵阀组成的阀组 1；右阀组 自上而下为抓斗 、通路 、斗杆合流、动臂和支腿操纵阀组成的阀组 2。合流阀可实现双泵合流供油，加快执行元件的运动速度。

主溢流阀具有 2级溢流功能 ，可将系统压力调为另一 设定的压力值[3]。

3 动臂升降回路动臂升降 回路 由主控 阀 23中的动臂合 流阀、动臂操纵阀及臂保持阀组 24和动臂液压缸 34组成。操纵手动先导控制阀 11的动臂先导油路，当油口Pa20有压时，则通过动臂操纵阀及动臂合流阀，使动臂液压缸无杆腔由 2个泵同时进行供油，形成合流供油 ，供给动臂无杆腔 ，动臂做上升运动 ；当油口Pb20有压时，则通过动臂操纵阀，使动臂有杆腔由左泵单独供油，动臂做下降运动。在动臂无杆腔油口处设置了臂保持阀组 24，以保证动臂停留在任何位置时都不下沉。

4 斗杆动作回路斗杆动作回路由主控阀23中的斗杆操纵阀、斗杆合流阀及臂保持阀组 24和斗杆液压缸 32组成 。

操纵手动先导控制阀 11的斗杆先导油路，分别使油口Pc40或油 口Pd40有压时 ，则通过斗杆操纵 阀和斗杆合流阀，使斗杆液压缸伸缩运动，从而推动斗杆动作。斗杆回路中的臂保持 阀组 24构成了斗杆锁紧回路 。

回转回路由主控阀 23中的回转操纵 阀、回转优先阀和回转马达 31组成。回转马达包含有 回转停车制动器、延滞阀、补油阀、缓冲阀和防反弹阀，起到了惯性制动、防止反弹和停车制动 (机械制动)的作用。

回转优先阀是在操纵手动先导控制阀 11的回转油路时，由梭阀同时接通的油 口SH并联，将 主阀中的回转优先阀的控制油口 Pc3接通后，回转优先阀为右位工作 ，即实现了回转优先功能，从而保证了回转优先。

6 转向回路转 向回路 由辅泵 Ⅱ、转 向器 15和转 向液压缸26组成。该回路为全液压转 向回路，其 主要控制部分为转 向器。转向器是 1种由随动转阀和摆线计量马达组成的控制元件，其主要功能是将转向系统的压力油 ，依据转向盘的方 向和速度 ，按照一定的比例传输到所指定的转向液压缸 ，实现动力转 向。

如图 4所示，该轮式抓钢机采用开式无反应型转向器，转向器的工作状态分为 3种，即中位状态 、左转状态和右转状态。在中位状态时，辅泵Ⅱ泵出的P位置压力油经转向器中位的通道低压流回油箱，转向盘不转动。当转 向盘右转(或左转)时，随动转阀的阀芯将克服 阀芯侧 的弹簧力转动，随动转 阀左 移(或右移)，随动转阀工作在右位(或左位)，P位置压力油经随动转阀流人计量马达，带动计量马达转动，再经随动转阀进入转 向液压缸下腔(或上腔)，驱动车轮转向，从而实现轮式抓钢机的左 、右转向功能 。

7 制动 回路制动回路 由辅泵 工、溢流 阀 12、蓄能器充液 阀13、畜能器 14、双回路外力制动 阀 16和车轮制动液压缸 25组成 。制动回路原理 图如图 5所示，由图 5可知 ，制动系统 的工作过程是 由辅泵 I泵出的 P位置压力油，通过蓄能器充液阀向蓄能器供油并积蓄i14 l 《新技术新工艺》电子信息与自动控制电子信息 自动控制图 4 转向回路原理图能量，操纵双回路外力制动阀，使动力油流转至车轮制动液压缸，将液压动力能转换为摩擦力矩，从而实现车轮的制动 。

图 5 制动 回路原理 图8 支腿回路在轮式抓钢机工作时，需要液压支腿支承，以起到稳定整机工作的作用。支腿回路由主控阀 23中的支腿操纵阀、选择阀 21、液压锁 22和支腿液压缸30组成。在工作装置工作时，该回路 中的液压锁的支腿处于锁紧状态，从而保证整机工作安全。选择阀使得支腿液压缸成对供油，便于集中供油和车体的调整。

9 悬挂平衡装置回路轮式抓钢机行走 时的速度不高 ，一般后桥采用刚性固定，使其结构简单；但是，为了改善行走性能，前桥通常都配有摆动式悬挂平衡装置。悬挂平衡回路由行走控制阀18和悬挂液压缸 28组成，控制阀将供油路与油箱连通，液压锁将悬挂液压缸锁住，系统可以稳定工作。当轮式抓钢机行走时，控制阀中的电磁换向阀得电而换 向右移，使 2个悬挂液压缸的工作腔都与先导控制油箱连通，这样前桥便能适应路面的坡度变化，实现上、下摆动，使轮胎与地面接触 良好 ，利于行走。

1O 结语随着工程机械产品技术的日益发展，现代液压工程机械的液压系统越来越复杂；但是液压系统都是由一 些基本回路组合而成的，掌握了基本回路的工作原理、组成及特点 ，就可以根据机器的工作性能、要求和工况，正确合理地选择这些回路，从而组成所需的完整液压系统。轮式抓钢机是一种重要的工程机械，具有机动性好、转场方便和搬运物料快的特点 ，是钢铁企业的重要机械设备；因此 ，掌握其基本回路的原理 ，有助于同类机械产品的开发和设计工作。

参考文献Ell陈国俊．液压挖掘机：上册EM]．武汉：华中科技大学出版社 ，2011.

[2]陈国俊．液压挖掘机：下册EM]．武汉：华中科技大学出版社 ，2011.

[3]雷天觉．液压工程手册[M]．北京：机械工业出版社，1990.

[4]成大先．机械设计手册：下册IM]．北京：化学工业出版社 ，1987.

作者简介：韩美香(1961一)，女，本科 ，高级工程师，主要从事机械设备液压技术等方面的研究。

收稿日期：2013年 O3月 05日责任编辑 李思文《新技术新工艺》电子信息与自动控制 I1 15