掘進機中定量與變量液壓系統的對比分析

（兗礦東華重工綜機裝備制修分公司，山東 鄒城 273500）

摘 要：本文在掘進機定量液壓系統和變量液壓系統原理的基礎上，結合掘進機在現場工作的實際工況和工人反饋的信息情況，對掘進機的兩種液壓系統進行了對比分析。

關鍵詞：液壓系統;定量系統;變量系統

1 掘進機液壓系統優點

液壓系統被充分的運用在掘進機中，液壓系統的優點可以概括為以下幾點;（1）調速方便且調速范圍大;（2）體積小、重量輕、反應速度快、結構緊湊。通過液壓油能傳遞很大的力和力矩;（3）工作平穩、反應快。操作方便;（4）易實現過載保護。

2 液壓系統分類

掘進機液壓系統根據動力源的結構形式可分為定量液壓系統和變量液壓系統，一般定量液壓系統是用齒輪泵實現液壓系統的供油，而變量液壓系統是通過可以實現恒功率、負載敏感、恒壓控制等來實現液壓系統供油的。

2.1 定量液壓系統的特點

早期的掘進機液壓系統是仿造日本機械制造的，于上世紀五六十年代創造，下面根據佳木斯S150J掘進機的液壓系統總結如下：

（1）該系統的泵采用的是一組三聯齒輪泵和一組二聯齒輪泵配合使用，而齒輪泵的輸出側需要添加分配齒輪箱，從而實現連續工作，用齒輪泵工作會使掘進機壽命降低。最早的礦井地方狹小，環境差，不利于二次維修;

（2）操縱臺中配備的多路閥（如二聯閥、四聯閥、七聯閥燈）比較多，進而需要的高壓膠管比較多，在裝配高壓膠管布置時比較繁瑣，占用的空間比較大;

（3）鏟板和行走均采用行星減速機實現需要的轉速，該結構受壓力沖擊大、占用體積比較大。糾正偏載能力差，漏油故障點比較多。

（4）該液壓系統工作過程中噪音大，對油液的靈敏度低。

2.2 變量液壓系統的特點

現如今，組合變量泵、負載敏感比例換向閥和先導控制閥是變量液壓系統的核心;下面以三一重工的EBZ160為例，展開論述。

（1）組合變量泵以力士樂A11VO開式泵為例如下：

泵在額定轉速下空轉時，多路換向閥LS口無負載反饋信號輸出給泵，此時泵的斜盤擺角回擺至最小擺角，而此時泵的壓力由流量控制閥中的彈簧預緊力決定，一般可設定在1.4到2.5MPa之間，而此時泵的溢流量為2-4L/min.

泵在LS口有負載反饋油液至泵的LS口時，泵的斜盤擺角回擺至最大擺角。此時泵的工作壓力一般為18MPa.

泵在停止工作時，泵的斜盤在復位彈簧的作用下，停止在最大擺角。

應用A11VO變量泵的優點可體現以下幾點：1）輸出的流量可調;2）噪音低、能量損壞小、溫升也比較慢。3）井下實用性強。4）效率高、結構緊湊。

（2）該系統采用的是進口A11VO式組合變量泵、比例換向七聯閥（PSV552/220-3）和比例換向四聯閥（PSV55/220-3），一件單聯泵配一組閥，系統管路配置合理、簡潔明了。便于組裝和維修;

（3）系統能夠在不受負載變化影響的情況下來實現負載所需流量的變化。即一組七聯閥控制左右行走、升降油缸、鏟板油缸、伸縮油缸、回轉油缸、后支撐油缸等。可同時進行工作，該液壓系統控制方式為手動控制或先導控制。在操作手柄推至前后時分別實現其工作需要，操作方便，簡單。

系統使用比例換向閥的優點：

1）運動速度和負載變化無關;

2）多件執行機構互不干擾、同時工作;

3）運動速度和壓力可無極調速;

4）提高液壓系統工作效率;

5）對系統有減震作用;

6）運動速度精確可調;

7）單片閥有多種功能;

8）高可靠性.

7聯閥的第一聯和第二聯是用于左、右行走，流量一般為80 L/min

七聯閥的其他依此為截割頭升降（行走漲緊油缸）、截割頭回轉、鏟板升降、后支撐、截割頭伸縮（或錨桿機），它們的流量基本為60 L/min。

（4）多慮閥的LS口壓力信號為每組閥中工作壓力通過梭閥進行比較取最大值，七聯閥和四聯閥的LS口分別接在2個負載敏感式變量泵的LS口上。泵的流量～壓力控制器可根據執行元件所需流量總和來控制泵的擺角位置。

（5）行走工作時，使用PSV閥Z口4 MPa壓力或行走馬達釋放閥塊中的X口4MPa打開行走馬達制動器，不需要額外提供一個油源，節約了一個泵。

2.3 變量系統與定量系統的優缺點

（1）力士樂變量泵A11VO變量泵有效的提高了油液的利用率，而齒輪泵修復價值低。內部損失嚴重;

（2）變量液壓系統的工作效率遠高于定量液壓系統;

（3）變量液壓系統的執行機構中功率的分配更合理，而定量液壓系統的總功率低和功率分配不均勻;

（4）變量液壓系統的操縱臺中的液壓件和高壓膠管布局合理，而定量液壓系統的操縱臺中的液壓件布局零散和高壓膠管不緊湊。

3 總結

通過對比定量液壓系統和變量液壓系統可見，變量液壓系統性能穩定，故障率低，工作壽命長，目前掘進機液壓系統設計各有千秋，但基本均采用負載敏感、壓力切斷和恒功率控制的變量泵、負載敏感換向閥的形式，向著高壓、大流量的方向發展。多采用國外大品牌液壓元件和變量、先導油源控制成為趨勢，變量液壓系統正在逐步替代定量液壓系統。

參考文獻：

[1]陶馳東.采掘機械[M].北京：煤炭工業出版社，1993

[2]姜繼海.液壓與氣壓傳動[M].北京：高等教育出版社，2008

作者簡介：李菊（1988-），女，助理工程師，2010年7月畢業于聊城大學汽車與交通工程學院，學士學位，現在兗礦東華重工綜機裝備制修分公司從事掘進機的維修工作。