工程機(jī)械_挖掘機(jī)的維修_液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理改造設(shè)計
(1) UH181型挖掘機(jī)技術(shù)改造方案的確定
UH181型挖掘機(jī)工作系統(tǒng)壓力較低、流量大、液壓元件尺寸粗大、笨重；運(yùn)動速度較慢；機(jī)械傳動鏈長；結(jié)構(gòu)復(fù)雜。故障頻率較高的部位是主液壓泵及傳動箱機(jī)構(gòu)。
與當(dāng)代新機(jī)型在技術(shù)參數(shù)上的比較：UH181主液壓泵的總排量明顯要比其他的機(jī)型要大得多；在系統(tǒng)負(fù)荷小于17MPa時，UH181型液壓泵總流量遠(yuǎn)大于當(dāng)代的；在系統(tǒng)負(fù)荷大于17MPa時，UH181型液壓泵總流量遠(yuǎn)小于現(xiàn)代的；UH181型液壓系統(tǒng)最高工作壓力為25MPa，而當(dāng)代挖掘機(jī)則為35MPa；UH181是在中低壓負(fù)荷狀態(tài)下工作(10～18MPa)的，當(dāng)超過20MPa時，系統(tǒng)流量很小，工作效率很低。
與當(dāng)代挖掘機(jī)在機(jī)構(gòu)、尺寸、性能方面的比較：UH181型挖掘機(jī)的液壓缸尺寸、運(yùn)動行程，液壓馬達(dá)尺寸、質(zhì)量等都大于EX400-3型；系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動速度不能太高，因為結(jié)構(gòu)件龐大，需供油量大，且運(yùn)動慣性矩也很大，故設(shè)計運(yùn)動速度較當(dāng)代的挖掘機(jī)為低。
液壓缸運(yùn)動分析見下表。
液壓缸運(yùn)動分析
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序號 |
液壓缸
名稱 |
動作 |
單位 |
理論工作容積/L |
容積差 |
差額
比例 |
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UH181 |
EX400-3 |
||||||
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1 |
大臂液壓缸 |
舉升 |
s/全行程 |
69.87 |
50.5 |
19.38 |
38.36 |
|
2 |
斗桿液壓缸 |
內(nèi)轉(zhuǎn) |
s/全行程 |
56.7 |
38.89 |
17.81 |
45.8 |
|
外轉(zhuǎn) |
s/全行程 |
34.1 |
21.6 |
12.55 |
58.1 |
||
|
3 |
鏟斗液壓缸 |
內(nèi)轉(zhuǎn) |
s/全行程 |
30.06 |
20.6 |
39.43 |
45.7 |
|
外轉(zhuǎn) |
s/全行程 |
20.48 |
10.74 |
9.74 |
90.7 |
||
根據(jù)Q=qn知，流量與排量成正比例關(guān)系；由Q=V/s知，在單位時間內(nèi)容積越大則需要的流量越大，即需要泵的排量亦越大。根據(jù)UH181型各液壓缸運(yùn)動容積與EX400-3型相比，計算其超出的百分比數(shù)，以加權(quán)平均值法估算其排量需加大的百分比值，即(38.36+45.8+58.1+45.7+90.7)/500×100%=55.73%。因EX400-3型挖掘機(jī)的液壓泵排量為180mL/r，故UH181型預(yù)計排量為q=180×(1+0.5573) =280.3mL/r。
依據(jù)上述分析結(jié)果，結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)水平和現(xiàn)場維修、改裝、制造、調(diào)試條件，決定采用進(jìn)口雙聯(lián)變量柱塞泵，通過柔性聯(lián)軸器將液壓泵直接裝于發(fā)動機(jī)飛輪殼體上，配之液壓主管路、先導(dǎo)控制管路、控制閥等技術(shù)改造的方案。為了確保技術(shù)改造的質(zhì)量和壽命，決定選用日本川崎液壓泵，經(jīng)和美柯瑪斯、技術(shù)研討、開發(fā)，量身定做了K3V280型雙聯(lián)泵一部。
(2)結(jié)構(gòu)、原理改造設(shè)計
①主液壓泵與發(fā)動機(jī)連接形式的設(shè)計選用具有柔性連接的尼龍齒塊式的聯(lián)軸器，見圖L。
②液壓泵供油系統(tǒng)的改造 原系統(tǒng)為三泵三閥供油復(fù)合控制系統(tǒng)，現(xiàn)欲改造為雙泵供油系統(tǒng)，但液壓換向閥塊仍為三閥組供油控制形式。依據(jù)當(dāng)代挖掘機(jī)雙泵雙回路供油系統(tǒng)工作功能分配形式，決定將回轉(zhuǎn)閥塊組與右閥組系統(tǒng)并列，由一個泵供油。
③液壓泵控制系統(tǒng)和復(fù)合動作控制油路的改造
a. 原液壓泵之間及負(fù)荷反饋形式為：A、B主泵之間為全功率控制，恒功率調(diào)節(jié)；A、B泵分別與C回轉(zhuǎn)泵之間在回轉(zhuǎn)泵系統(tǒng)壓力小于110MPa時為分功率控制，大于11MPa時為全功率控制，C自身為恒功率控制；A、B、C泵的負(fù)荷反饋控制均為先導(dǎo)操作二次壓力正流量負(fù)荷反饋形式；A、B主泵的調(diào)節(jié)器上裝有最小流量截斷控制功能。見圖M。
b．現(xiàn)改造為采用帶先導(dǎo)泵的雙聯(lián)泵控制形式：雙泵間仍為恒功率調(diào)節(jié)，全功率控制；泵控壓力為先導(dǎo)操作二次壓力負(fù)荷反饋正流量控制；采用比例電磁閥控制兩泵的功率大小，與發(fā)動機(jī)的功率匹配較好，能實現(xiàn)工作方式多擋控制，即重挖掘、一般挖掘、平整場地、起吊微動作四種工況機(jī)能。
c．實現(xiàn)回轉(zhuǎn)閥組與右閥組功能合并的改造設(shè)計。在前泵出油口管路中串接一個三通閥塊，使前泵來油一路去右閥組，另一路去回轉(zhuǎn)閥組；在右閥組的備用閥塊后端引入回轉(zhuǎn)先導(dǎo)操作控制壓力油管（備用閥塊的前端在此前已改裝成液壓破碎錘功能），以達(dá)到右閥組與回轉(zhuǎn)閥組主油路平行并列，并且是回油路唯一的目的。
④主泵吸油管路的改造 將原來在主管路上分出4個歧管路分別進(jìn)入四個液壓泵的吸油管，改造為從主管路直接進(jìn)入雙聯(lián)泵的吸油口，在油管路的直角拐彎內(nèi)壁處增設(shè)導(dǎo)油弧面，制作法蘭盤接頭直角彎管等。
(3)提高液壓系統(tǒng)改造后整機(jī)性能的其他配套技術(shù)處理
在液壓系統(tǒng)技術(shù)改造后，為確保挖掘機(jī)的整機(jī)技術(shù)性能均衡、經(jīng)濟(jì)性好、使用可靠、壽命全面提高，對挖掘機(jī)其他機(jī)構(gòu)也進(jìn)行了配套整修：①發(fā)動機(jī)大修；②更換整車液壓系統(tǒng)高低壓膠管；③更換液壓系統(tǒng)元件、總成的密封件；④更換發(fā)動機(jī)三濾——液壓油全流濾芯、旁通濾芯和吸油濾芯；⑤檢修電氣系統(tǒng)各元件和總成及國產(chǎn)化部分監(jiān)控儀表裝置；⑥檢修底盤四輪一帶；⑦國產(chǎn)化液壓油散熱器、發(fā)動機(jī)水箱。