鏟運(yùn)機(jī)靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與駐車系統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置

傅 挺

山東金嶺礦業(yè)股份有限公司機(jī)械制造廠

鏟運(yùn)機(jī)靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與駐車系統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置

傅 挺

山東金嶺礦業(yè)股份有限公司機(jī)械制造廠

鏟運(yùn)機(jī)靜液壓驅(qū)動(dòng)與駐車制動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)鎖的方法。通過本方法實(shí)現(xiàn)了采用靜液壓作為驅(qū)動(dòng)或行駛系統(tǒng)的機(jī)器（設(shè)備）的驅(qū)動(dòng)與駐車制動(dòng)的聯(lián)鎖功能—即設(shè)備的駐車制動(dòng)系統(tǒng)不解除，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不輸出的效果。這樣可有效防止機(jī)器（設(shè)備）誤動(dòng)作，駐車制動(dòng)器的過載以及安全事故的發(fā)生。

鏟運(yùn)機(jī)；駐車制動(dòng)系統(tǒng)；機(jī)械控制軸向變量泵；軸向馬達(dá)

一、前言

隨著礦山設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，鏟運(yùn)機(jī)在金屬礦山的使用越來越廣泛。山東金嶺鐵礦作為一個(gè)中小型礦山，井下所采用的鏟運(yùn)機(jī)大多為0.75m3、1.0m3。中小型鏟運(yùn)機(jī)大多采用靜液壓驅(qū)動(dòng)，就是由機(jī)械控制軸向變量泵帶動(dòng)軸向馬達(dá)組成。鏟運(yùn)機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)主要包括駐車制動(dòng)系統(tǒng)和行車制動(dòng)系統(tǒng)。

二、問題提出

鏟運(yùn)機(jī)主要包括行走系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、工作系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)等組成。對(duì)地下礦山來說，由于巷道作業(yè)面窄、路面崎嶇不平，保證鏟運(yùn)機(jī)的安全運(yùn)行變得越來越重要。駐車制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)保證鏟運(yùn)機(jī)的停車安全起著重要地作用。機(jī)械控制軸向變量泵、軸向馬達(dá)組成的靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、建筑機(jī)械、石油機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域，主要被用作行駛驅(qū)動(dòng)的無極變速輸出，中小型鏟運(yùn)機(jī)大多采用此方案。而駐車制動(dòng)也是這些機(jī)器設(shè)備必須裝備的安全保護(hù)系統(tǒng)。在機(jī)動(dòng)設(shè)備中，必須遵守這一原則：駐車制動(dòng)（剎車）時(shí)就必須解除動(dòng)力，行駛啟動(dòng)（起步）時(shí)就需要解除制動(dòng)。在工程機(jī)械、礦山機(jī)械、建筑機(jī)械、石油機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域中，為保證安全駕駛，上述原則更需要得到切實(shí)遵守。現(xiàn)在鏟運(yùn)機(jī)所采用的駐車制動(dòng)系統(tǒng)的壓力油來自機(jī)械控制軸向變量泵的補(bǔ)油泵，當(dāng)車輛剛剛啟動(dòng)時(shí)候，補(bǔ)油壓力壓力達(dá)不到時(shí)，或者機(jī)械控制變量泵的補(bǔ)油泵出現(xiàn)問題時(shí)，盲目控制鏟運(yùn)機(jī)行駛會(huì)出現(xiàn)車輛一邊制動(dòng)一邊行走的工況，對(duì)駐車制動(dòng)器、機(jī)械控制軸向變量泵、軸向馬達(dá)產(chǎn)生不可逆的損害。

目前，通過對(duì)車輛使用工況進(jìn)行分析，急需一種能夠?qū)崿F(xiàn)行走系統(tǒng)和駐車制動(dòng)系統(tǒng)的連鎖裝置。

三、解決問題

在工程機(jī)械領(lǐng)域，人們通過在變速箱變速齒輪軸設(shè)置離合器來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)與駐車制動(dòng)的聯(lián)鎖。但是，由機(jī)械控制軸向變量泵、軸向馬達(dá)組成的靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)本身具有無極調(diào)速和行駛制動(dòng)功能，不需要變速箱來實(shí)現(xiàn)調(diào)速，因此，采用機(jī)械控制靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的行駛機(jī)械幾乎不設(shè)置離合器，即：原動(dòng)機(jī)和變量泵之間的動(dòng)力無法解除，當(dāng)變量泵伺服油缸不在中位時(shí)，輸出動(dòng)力會(huì)直達(dá)輪邊。伺服油缸的機(jī)械控制系統(tǒng)由一系列連桿或軟軸組成，運(yùn)動(dòng)阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于保持伺服油缸中位的彈簧復(fù)位力。

機(jī)器啟動(dòng)時(shí)，要保持原地不動(dòng)，需要行駛動(dòng)力輸出為零。實(shí)際操作中，操作者僅憑經(jīng)驗(yàn)無法精確保證機(jī)械控制軸向變量泵伺服油缸的中位位置，動(dòng)力就可能傳遞到輪胎和駐車制動(dòng)器。同時(shí)，為保證安全，操作規(guī)程要求此時(shí)駐車制動(dòng)不能解除。這樣，就出現(xiàn)了一邊驅(qū)動(dòng)，一邊制動(dòng)的情況。因驅(qū)動(dòng)力大于駐車制動(dòng)力，出現(xiàn)的后果：1、機(jī)器無法預(yù)計(jì)向前或向后移動(dòng)，造成周邊人、物傷害或機(jī)器自身?yè)p壞；2、駐車制動(dòng)器摩擦副的損壞。

根據(jù)機(jī)械控制靜液壓驅(qū)動(dòng)與駐車制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，采用了以下二種技術(shù)手段：（1）利用軸向變量泵通向變量泵伺服油缸的兩個(gè)工藝油口圖1。（2）設(shè)計(jì)液控切斷閥見圖2。

具體做法：

利用油管將變量泵伺服油缸的兩個(gè)工藝油口A、B分別連接液控切斷閥的油口A、B，液控切斷閥的油口K與制動(dòng)器的控制壓力油路連通，液壓管路及原理見圖3。圖3所示位置，液控切斷閥的油口K控制壓力為零，伺服油缸兩側(cè)連通，機(jī)械控制的先導(dǎo)閥不論怎樣操作，伺服油缸兩側(cè)液壓力都是大小相等，方向相反，作用力相互抵消，伺服油缸在中位彈簧的作用下始終保持中位，這樣，主泵便不能輸出動(dòng)力。機(jī)器的原動(dòng)機(jī)無論是啟動(dòng)還是停止均可維持靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)需要機(jī)器行駛或輸出動(dòng)力時(shí)，可將解除制動(dòng)器的液壓壓力同時(shí)輸入給液控切斷閥的油口K，閥芯運(yùn)動(dòng)，切斷油口A、B,伺服油缸兩側(cè)連通的管路就會(huì)斷開，機(jī)械控制的先導(dǎo)閥就可以正常控制伺服油缸的運(yùn)動(dòng)，主泵就可根據(jù)需要正常工作。

四、鏟運(yùn)機(jī)靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與駐車系統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置的特點(diǎn)

鏟運(yùn)機(jī)靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與駐車系統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置實(shí)現(xiàn)了采用靜液壓作為驅(qū)動(dòng)或行駛系統(tǒng)的機(jī)器（設(shè)備）的驅(qū)動(dòng)與駐車制動(dòng)的聯(lián)鎖功能—即設(shè)備的駐車制動(dòng)系統(tǒng)不解除，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不輸出的效果。這樣可有效防止機(jī)器（設(shè)備）誤動(dòng)作，駐車制動(dòng)器的過載以及安全事故的發(fā)生。

鏟運(yùn)機(jī)靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與駐車系統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置只需要增加安裝液控切斷閥，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝檢修方便的特點(diǎn)。只需改變液控切斷閥的預(yù)緊力能夠適用于不同的機(jī)械控制軸向變量泵、軸向馬達(dá)組成的靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

五、結(jié)語(yǔ)

通過試驗(yàn)證明，鏟運(yùn)機(jī)靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與駐車系統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置解決了目前設(shè)備存在的問題，同時(shí)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。該鏟運(yùn)機(jī)靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與駐車系統(tǒng)的聯(lián)鎖裝置的應(yīng)用成功，具有重要的推廣價(jià)值和實(shí)際意義。