鏟運機靜液壓驅動系統與駐車系統的聯鎖裝置

傅 挺

山東金嶺礦業股份有限公司機械制造廠

鏟運機靜液壓驅動系統與駐車系統的聯鎖裝置

傅 挺

山東金嶺礦業股份有限公司機械制造廠

鏟運機靜液壓驅動與駐車制動系統聯鎖的方法。通過本方法實現了采用靜液壓作為驅動或行駛系統的機器（設備）的驅動與駐車制動的聯鎖功能—即設備的駐車制動系統不解除，驅動系統不輸出的效果。這樣可有效防止機器（設備）誤動作，駐車制動器的過載以及安全事故的發生。

鏟運機；駐車制動系統；機械控制軸向變量泵；軸向馬達

一、前言

隨著礦山設備技術的發展，鏟運機在金屬礦山的使用越來越廣泛。山東金嶺鐵礦作為一個中小型礦山，井下所采用的鏟運機大多為0.75m3、1.0m3。中小型鏟運機大多采用靜液壓驅動，就是由機械控制軸向變量泵帶動軸向馬達組成。鏟運機的制動系統主要包括駐車制動系統和行車制動系統。

二、問題提出

鏟運機主要包括行走系統、轉向系統、工作系統、液壓系統和制動系統等組成。對地下礦山來說，由于巷道作業面窄、路面崎嶇不平，保證鏟運機的安全運行變得越來越重要。駐車制動系統對保證鏟運機的停車安全起著重要地作用。機械控制軸向變量泵、軸向馬達組成的靜液壓驅動系統廣泛應用于工程機械、礦山機械、建筑機械、石油機械、農業機械等領域，主要被用作行駛驅動的無極變速輸出，中小型鏟運機大多采用此方案。而駐車制動也是這些機器設備必須裝備的安全保護系統。在機動設備中，必須遵守這一原則：駐車制動（剎車）時就必須解除動力，行駛啟動（起步）時就需要解除制動。在工程機械、礦山機械、建筑機械、石油機械、農業機械等領域中，為保證安全駕駛，上述原則更需要得到切實遵守。現在鏟運機所采用的駐車制動系統的壓力油來自機械控制軸向變量泵的補油泵，當車輛剛剛啟動時候，補油壓力壓力達不到時，或者機械控制變量泵的補油泵出現問題時，盲目控制鏟運機行駛會出現車輛一邊制動一邊行走的工況，對駐車制動器、機械控制軸向變量泵、軸向馬達產生不可逆的損害。

目前，通過對車輛使用工況進行分析，急需一種能夠實現行走系統和駐車制動系統的連鎖裝置。

三、解決問題

在工程機械領域，人們通過在變速箱變速齒輪軸設置離合器來實現驅動與駐車制動的聯鎖。但是，由機械控制軸向變量泵、軸向馬達組成的靜液壓驅動系統本身具有無極調速和行駛制動功能，不需要變速箱來實現調速，因此，采用機械控制靜液壓驅動系統的行駛機械幾乎不設置離合器，即：原動機和變量泵之間的動力無法解除，當變量泵伺服油缸不在中位時，輸出動力會直達輪邊。伺服油缸的機械控制系統由一系列連桿或軟軸組成，運動阻力遠遠大于保持伺服油缸中位的彈簧復位力。

機器啟動時，要保持原地不動，需要行駛動力輸出為零。實際操作中，操作者僅憑經驗無法精確保證機械控制軸向變量泵伺服油缸的中位位置，動力就可能傳遞到輪胎和駐車制動器。同時，為保證安全，操作規程要求此時駐車制動不能解除。這樣，就出現了一邊驅動，一邊制動的情況。因驅動力大于駐車制動力，出現的后果：1、機器無法預計向前或向后移動，造成周邊人、物傷害或機器自身損壞；2、駐車制動器摩擦副的損壞。

根據機械控制靜液壓驅動與駐車制動系統的特點，采用了以下二種技術手段：（1）利用軸向變量泵通向變量泵伺服油缸的兩個工藝油口圖1。（2）設計液控切斷閥見圖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，伺服油缸兩側連通，機械控制的先導閥不論怎樣操作，伺服油缸兩側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，主泵便不能輸出動力。機器的原動機無論是啟動還是停止均可維持靜止狀態。當需要機器行駛或輸出動力時，可將解除制動器的液壓壓力同時輸入給液控切斷閥的油口K，閥芯運動，切斷油口A、B,伺服油缸兩側連通的管路就會斷開，機械控制的先導閥就可以正常控制伺服油缸的運動，主泵就可根據需要正常工作。

四、鏟運機靜液壓驅動系統與駐車系統的聯鎖裝置的特點

鏟運機靜液壓驅動系統與駐車系統的聯鎖裝置實現了采用靜液壓作為驅動或行駛系統的機器（設備）的驅動與駐車制動的聯鎖功能—即設備的駐車制動系統不解除，驅動系統不輸出的效果。這樣可有效防止機器（設備）誤動作，駐車制動器的過載以及安全事故的發生。

鏟運機靜液壓驅動系統與駐車系統的聯鎖裝置只需要增加安裝液控切斷閥，具有結構簡單，安裝檢修方便的特點。只需改變液控切斷閥的預緊力能夠適用于不同的機械控制軸向變量泵、軸向馬達組成的靜液壓驅動系統。

五、結語

通過試驗證明，鏟運機靜液壓驅動系統與駐車系統的聯鎖裝置解決了目前設備存在的問題，同時符合國家標準的要求。該鏟運機靜液壓驅動系統與駐車系統的聯鎖裝置的應用成功，具有重要的推廣價值和實際意義。