折疊展開機構的液壓回路設計

席翠霞

摘 ?要：該文內容是要通過設計一套可行的液壓傳動系統以實現復合導向機構的折疊和展開運動。并能通過此系統實現由掘進機上的液控手柄控制錨桿鉆機及其復合導向機構的折疊和展開運動。該課題主要是在EBZ-150掘進機的基礎上進行安裝的液壓錨桿鉆機。此次設計根據支護中的載荷和進給速度等重要參數，完成了初級階段的液壓系統設計，使其能夠完成規定的動作。

關鍵詞：折疊機構;液壓系統;錨桿鉆機

中圖分類號：TD42 ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

1 設計思路

重點解決如何在EBZ-150掘進機上安裝液壓錨桿鉆，使其在非工作狀態下，不影響掘進;該文就是要設計一套液壓控制系統來控制上下擺動油缸、主伸縮油缸、折疊油缸的運動和他們之間的相互配合。根據掘進機液壓系統的工作參數選擇適當的液壓泵、液壓馬達和液壓閥，使操作者能夠通過掘進機上的液控手柄控制這些閥門的開啟和閉合，從而達到控制液壓折疊展開機構的要求。在向前伸出打開狀態鉆孔能夠滿足預定位置的頂錨桿和側錨桿的要求。液壓系統具有液壓傳動系統和液壓控制系統。任何液壓系統的設計，除了滿足主機在運動和性能方面的要求外，它還必須滿足重量輕。

根據專題的要求，這種設計只需要起草一個液壓系統。 而不用進行液壓元件的選型等后續步驟，因此，只需要根據系統要實現的動作設計可行的液壓傳動系統。 完成液壓系統草圖的繪制即可。下面來分別介紹各部分的設計過程。

1.1 明確系統設計要求

設計要求在EBZ150上加裝復合導向機構，實現掘、支、錨一體化。該專題就是要求完成折疊展開機構的液壓傳動設計。

對任何液壓傳動系統來說，調速回路都是它的核心部分。該設計中采用了液壓分油器來調節回路中的油液流速。液壓分油器是一種已經成熟了的高度集成話的調節裝置，可以在一定的壓力和流量范圍內做任意的無級調節。這在后面有專門的部分介紹液壓分油器。

根據系統要求，油路中的換向裝置采用三位四通換向閥，它能夠使執行元件（液壓缸）在任一位置上停止運動。換向閥利用閥芯相對于閥體的相對運動，使油路接通、關斷，或變換油流的方向，從而使液壓執行元件啟動、停止或變換運動方向。

在打錨桿時，為了便于調整打錨桿的方位，因此采用了3個獨立的手動三位四通換向閥分別控制。這樣的設計的優點是，每一個液壓手柄都可以獨立控制一個對應的油缸，使調整打錨桿的方位得到了精確地控制。缺點是，操作有些煩瑣。

液控單向閥中有一控制口K，當其無壓力油通入時，它的工作機制和普通單向閥一樣即只能實現單向接通。當控制口K有控制壓力油時，油液就可以在2個方向自由流通。當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，實現油路保壓。

1.2 分析系統工況，確定主要參數

設計要求在EBZ150上加裝復合導向機構，為了簡化油路，使操作簡單，就要求所設計的液壓系統可以利用EBZ150本身的液壓系統提供壓力。

1.3 擬定液壓系統草圖

根據系統的設計要求和操作條件，從許多成熟的程序中選擇液壓回路。完成了復合導向機構的液壓系統圖。

2 基于CAXA的液壓系統圖設計

2.1 液壓系統圖

根據液壓系統的動作要求，設計出一套液壓回路，如圖1所示。

此液壓系統由油箱、濾油器、旁通閥、濾油閥、液壓馬達、溢流閥、液壓分油器、手動三位四通閥、液控單向閥、主伸縮油缸、上下擺動油缸、折疊左右擺動油缸以及連接這些元件的油管組成。

2.1.1 液壓回路動作順序

啟動電動馬達后，油液被液壓馬達從油缸中吸出，經過濾油閥流入液壓分油器， 經過分油器的調理，輸出各個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應的手動三位四通閥的右位接入回路，將油通過單向閥進入主伸縮缸的上腔，打開主伸縮缸和折疊缸;再調節上下擺動油缸對應的手動三位四通換向閥，油液流入左右擺動油缸，調節打錨桿的方位;當調整方向時，3個手動三位四通換向閥全部調節到空檔位置。液壓馬達卸載，液壓缸的壓力由先導閥保持，并且起動錨。

完成打錨桿動作后，分別將3個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個油缸縮回，機構折疊起來。

2.1.2 機構的工作原理

折疊機構通過燕尾槽與錨桿鉆機連接，用于對錨桿鉆機進行導向。工作原理：非工作狀態時，折疊油缸收縮，復合導向機構處于水平位置，并且不影響掘進過程;工作狀態時，折疊油缸進油，推動復合導向機構，使之處于豎直位置，然后護罩支護油缸進油，使護罩支撐住頂板。第一次進給油缸進油，推動導軌移動支架上升到最高位;第二次進給油缸進油，推動活塞桿上移，活塞桿上端連接銷軸，銷軸拉動鏈條上升，鏈條一端連接銷軸，另一端固定在導軌移動支架上，依據動滑輪原理，鏈條的上升帶動了錨桿鉆機的上升，從而實現了二次進給。

2.2 分油器設計

系統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。

2.2.1 基本性能指標。

（1）為伺服作動器提供瞬時峰值流量，吸收壓力脈動，響應速度快。

（2）獨立的快速卸荷功能，卸荷時不影響其他通道正常工作。

（3）提高液壓系統的抗沖擊性能。

（4）高精度濾油器，能夠提高油液清潔度。

（5）進回油截止閥，方便液壓系統的安裝維修。

2.2.2 可選性能指標

（1）系統壓力：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流量級差選擇。

（3）調壓范圍：0 MPa～21 MPa。

（4）流量分配通道：輸出1～10通道。

（5）集成式結構或立式結構，用戶可選。

（6）該液壓分油器為FB3型號。

3 結語

該文完成了液壓折疊機構的液壓管路的設計，并制作完成了液壓系統圖，完成了專題規定的要求。該文首先明確了折疊展開液壓機構的設計思路技術路線以及技術難點，路線包括分析工況、計算設計參數、指定液壓系統草圖、選擇液壓元器件，最后對液壓系統的可靠性能進行計算，設計完成之后進行液壓原理圖和裝配圖的繪制審核工作。

參考文獻

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