液壓機械傳動在礦山機械中的應用探討

劉群芳

（中國有色集團撫順紅透山礦業有限公司，沈陽　110023）

液壓機械傳動在礦山機械中的應用探討

劉群芳

（中國有色集團撫順紅透山礦業有限公司，沈陽110023）

摘要：文章研究液壓機械傳動在礦山機械中的應用中，主要采用了對比法和參考文獻法。在對文獻的探究以及對傳統的方法上進行對比，從而了解到液壓機械傳動工作的原理及其特點。

關鍵詞：液壓機械傳動；礦山機械；應用

液壓傳動具有著體積小、轉動慣量小以及操作靈便，且在無極自動變速上能平穩進行的特點，所以在很多車輛以及機械中得以廣泛應用。隨著技術上的不斷改進完善，其也成為了應用最為廣泛的傳動模式。本文的寫作主要是為了分析相關內容，明確在現階段的礦山機械中液壓機械轉動的重要作用。本文中結合傳統的特點和實際的工作見聞，對液壓機械傳動在礦山機械中的應用進行探討。

1　液壓機械傳動特點

從現階段來說，我國的大多數礦產開采中都采用了液壓機械傳動系統。液壓機械傳動系統在機械上的應用將會在很大程度上提高整個工作系統的性能和效率，彌補傳統機械傳動的缺點，尤其是在應用中的不足。而同時，隨著經濟的迅速發展，技術要求也更加高，由于液壓泵的容量較大等復雜的原因，所以液壓傳動系統的廣泛應用受到很大程度上的限制。而與液力機械傳動系統相比，液壓機械傳動系統具有以下兩種特點：

（1）與傳統相比，液壓機械傳動系統在傳動效率上有了較大的提升，且在能源的消耗上也得到改善。無極變速傳動是機械功率流與液壓功率流并聯的傳動結合效果，而根據相關的資料顯示，液壓機械傳動裝載作業量已接近液力機械傳動的 30%左右，并且燃料經濟和理性也提升了25個百分點。

（2）在礦山的具體采礦作業中，液壓機械傳動系統能自動實現變速換擋，所以在操作上就更為簡便了，相關工作人員只需在裝置的操作中集中注意具體細節，而不需自己去進行變速調節，這在很大程度上提高了工作效率。

2　液壓機械傳動機理

圖1　液壓機械傳動的工作原理

液壓機械傳動的工作原理具體見圖1。液壓機械無級變速器（HMT）的組成主要是機械變速機構、液壓調速機構與匯流機構[1]。首先，發動機輸出的動力主要有兩路，一路是屬于液壓動力，主要是經過液壓傳動來傳給太陽輪，一路是機械動力，通過離合器來傳給行星架[2]。接下來，是通過差動輪系統來促使這兩路動力之間進行合成，同時通過齒輪圈來輸出去。在準備狀態下，使離合器C1脫開、C2閉合，那么就經過液壓傳動將全部動力輸出，這樣機械就處于準備微動狀態；在具體作業過程中，閉合離合器 C1并打開C2，同時借助電子控制來促使液壓馬達降速，使其轉速由na降到0。這時所有的來自發動機的動力傳遞都是借由機械動力來進行傳遞，動機主要由液壓傳動的都降到0。從公式（1）來看，在馬達作正反方向的回轉時，那么輸出功率也就相應地發生增大或減小的變化，因而在變速范圍內會獲得傳動比是任意的，即無級變速傳動。

nb=k + 1/k·nc-1/k·na（1）

式中，nb代表的是輸出轉速；

na和 nc代表的是轉速，分別為液壓馬達轉速和機械傳動轉速[3]；

k 代表的是行星排特性參數。

當液壓馬達的轉速na處于較低狀態時，液壓就會傳遞出較小的動力，機械傳遞相對較大的動力，那么就會存在相對較高的傳動效率。隨著na的增加，就會相應地減小車速，而當 na等于0時，機械的檔位車速為設定狀態；當 na小于0時，隨著 na的增加，車速也就會相應地增加。

3　對裝載機變速器運動分析

在上文中已經提到了裝載機變速器，其組成部分主要包括液壓傳動、機械傳動與動力合成。

3.1機械傳動部分

這一部分主要包括4個行星排、4個制動器，另外還有一個離合器C2（如圖 1所示），主要是這幾個組成部分。其中，第4行星排的行星架比較固定，在做好相應的分析之后可以將每一個檔位的結合元件狀態得出來，還能得出速比計算公式與效率。

3.2液壓傳動部分

液壓傳動的組成主要包括兩部分內容，一是變量馬達，一是變量泵，其速比 em=n∞/nE，n∞代表的意思是液壓馬達轉速，nE代表的是發動機轉速，ηH是傳動系統的總功率。液壓傳動部分可以借助于伺服閥，繼而來控制斜盤角度的變化，因此，就真正實現了無級變速功能。

3.3動力合成部分

差動輪系所處的檔位不同，那么其具有的形式也不同，而最為主要的功能作用便是促使液壓動力與機械動力二者合成的實現，具體可見圖 2（a）；在機械所處檔位為Ⅰ、Ⅲ時，行星排就會組成差動輪系，其中的構件7、8代表的分別是輸入機械和液壓動力，這兩部分動力在經過了差動輪系進行合成之后，再通過構件10進行輸出；具體見圖 2（b）所示，在機械所處的檔位狀態為n時，差動輪系由行星排 f組成，構件8、9分別將輸入液壓傳動動力與機械傳動動力輸入，在將二者進行合成之后，再由構件10進行輸出。

圖2變速器運動狀態模式分析圖

4　結束語

從上文的分析看來，將液壓傳動和機械傳動進行有效結合是實現無極變速與平穩換擋的有效方法。這種方法將會有效提高傳動系統的工作效率，從而也能提高機械傳動的效率。所以總體來說，對于今后的工作當中出現的問題，一定要從機械傳動的原理進行研究和改善，只有在技術上的進步才會促進礦山開采的效益。

參考文獻：

[1] 衛吉明，劉新易，徐 展.純水液壓傳動技術在礦山機械上的應用[J].中國科技博覽，2012（28）：638.

[2] 趙昱東.水液壓傳動技術及其在礦山機械中應用展望[J].礦山機械，2004（09）：90-92.

[3]敖江.液壓機械傳動在礦山機械中的應用[J].裝備制造技術，20l3（04）.