強(qiáng)夯機(jī)液壓回路設(shè)計(jì)

陳材　朱福民

摘 要：隨著基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目的增加，同時(shí)強(qiáng)夯機(jī)在其建設(shè)中具有顯著的效率，是一個(gè)簡單的裝置，施工方便，而且可以節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境，具有建設(shè)周期短，被廣泛使用。但是由于強(qiáng)夯機(jī)的工作條件特殊，所以人們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域?qū)刂葡到y(tǒng)有更多的要求。在研究國內(nèi)外強(qiáng)夯機(jī)的控制裝置，根據(jù)控制系統(tǒng)的發(fā)展要求，控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)描述。每個(gè)液壓回路在強(qiáng)夯機(jī)的液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析。惡化工況的動(dòng)態(tài)壓實(shí)機(jī)，兩個(gè)EPEC2024控制器采用，可在壞情況領(lǐng)域工作了很長時(shí)間，直接驅(qū)動(dòng)等幾種類型的致動(dòng)器電液比例閥、伺服電動(dòng)機(jī)，是特別適合移動(dòng)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域。編程軟件CoDeSys用于程序控制器，它與顯示通過can總線進(jìn)行通信。通過比較幾種方法檢測(cè)高，測(cè)高功能研究根據(jù)目前傳感器技術(shù)和間接檢測(cè)方法通過使用光電編碼器實(shí)現(xiàn)測(cè)高功能。此外，與此同時(shí)，控制系統(tǒng)控制強(qiáng)夯機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)、動(dòng)作的閥門和傳感器的信號(hào)，觀察強(qiáng)夯機(jī)的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯機(jī)；液壓回路；EPEC2024 CoDeSys；測(cè)高；監(jiān)控

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)進(jìn)一步的發(fā)展，針對(duì)提高起重機(jī)的工作效率及保證施工安全性的要求，強(qiáng)夯機(jī)安全控制系統(tǒng)將有更高的信息采集和數(shù)據(jù)處理能力，以此來降低作業(yè)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障人身和設(shè)備的安全。

一體化強(qiáng)夯機(jī)控制系統(tǒng)：特別對(duì)于大型強(qiáng)夯機(jī)系統(tǒng)，由于設(shè)備昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)控制系統(tǒng)的要求更高，一體化的強(qiáng)夯機(jī)控制系統(tǒng)更是其發(fā)展方向，所謂一體化強(qiáng)夯機(jī)控制系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)將是一種集中分布式的結(jié)構(gòu)，即以高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)做為中央控制單元，實(shí)行狀態(tài)、故障信息的集中顯示與存儲(chǔ)，并且監(jiān)視每個(gè)監(jiān)測(cè)控制單元，大量的監(jiān)測(cè)控制單元用來監(jiān)控強(qiáng)夯機(jī)的某一部分，并且將獲得的重要信息數(shù)據(jù)通過總線技術(shù)傳輸給中央控制單元，這些控制單元可以是由單片機(jī)、DSP處理器、PLC等為主要控制核心的單元組成，這種解決方案可以降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本，并且可以提高系統(tǒng)的性能。

1 強(qiáng)夯機(jī)基本組成

履帶式強(qiáng)夯機(jī)是一種用于處理土石方填平后地基的特種機(jī)械設(shè)備，具有起升、變幅、回轉(zhuǎn)及行走機(jī)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用的地基處理工程中。履帶式強(qiáng)夯機(jī)就外形結(jié)構(gòu)而言與履帶起重機(jī)沒有太大的區(qū)別，其結(jié)構(gòu)組成見圖1所示。由臂架系統(tǒng)、人字架、轉(zhuǎn)臺(tái)和配重組成強(qiáng)夯機(jī)的上車系統(tǒng)，由履帶行走裝置、履帶架和車架組成強(qiáng)夯機(jī)的下車系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)起升、變幅、回轉(zhuǎn)和行走等動(dòng)作。

在履帶式強(qiáng)夯機(jī)中，履帶行走機(jī)構(gòu)帶有外加筋板的履帶板，以提高其在沉陷和泥濘的地面的行走爬坡能力；在轉(zhuǎn)臺(tái)上布置了動(dòng)力系統(tǒng)、變幅卷揚(yáng)、起升卷揚(yáng)、人字架、回轉(zhuǎn)支承、臂架及防后傾裝置等，其是連接上車系統(tǒng)和下車系統(tǒng)的關(guān)鍵部件；變幅系統(tǒng)由變幅拉索和滑輪組組成。

2 液壓系統(tǒng)分析

強(qiáng)夯機(jī)液壓系統(tǒng)主要是由變幅機(jī)構(gòu)液壓回路、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓回路、起升機(jī)構(gòu)液壓回路、先導(dǎo)控制回路等構(gòu)成的多泵系統(tǒng)。

2.1 行走機(jī)構(gòu)液壓回路

圖2為行走機(jī)構(gòu)液壓回路，行走機(jī)構(gòu)由兩套相同的回路來分別驅(qū)動(dòng)左右的液壓馬達(dá)帶動(dòng)履帶的行走，壓力油從主閥而出，經(jīng)過回轉(zhuǎn)接頭，梭閥，液控閥，溢流閥進(jìn)入制動(dòng)器，將制動(dòng)器閘瓦打開；壓力油打開單向閥進(jìn)入液壓馬達(dá)，實(shí)現(xiàn)履帶的行走。

油路中設(shè)有安全閥和二位三通調(diào)速閥，通過調(diào)節(jié)閥的回油節(jié)流口，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)行走機(jī)構(gòu)的回油流量控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)履帶式抓斗起重機(jī)整機(jī)行走速度的控制。

2.2 起升機(jī)構(gòu)液壓回路

圖3為起升機(jī)構(gòu)液壓回路，來自控制手柄的液壓油可以控制起升機(jī)構(gòu)的上升和下降，只有當(dāng)手柄動(dòng)作且手柄上的按鈕按下時(shí)，起升機(jī)構(gòu)才發(fā)生動(dòng)作，同時(shí)通過手柄控制電磁閥的開度，控制起升高度。制動(dòng)器打開時(shí)，起升馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)卷筒隨之旋轉(zhuǎn)，使鋼絲繩上升或下降。

2.3 變幅機(jī)構(gòu)液壓回路

圖4為變幅機(jī)構(gòu)液壓回路，變幅機(jī)構(gòu)也通過手柄控制，回路中設(shè)置變量馬達(dá)，通過控制二位三通閥產(chǎn)生壓差作用，使變量缸活塞桿左右移動(dòng)，馬達(dá)斜盤傾角變化，使馬達(dá)以不同的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而控制變幅速度。

2.4 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓回路

圖5是回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓回路，來自手柄控制回路的壓力油控制換向閥，實(shí)現(xiàn)整機(jī)的回轉(zhuǎn)。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，換向閥回到中位，回轉(zhuǎn)馬達(dá)兩油口突然封閉使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)制動(dòng)，液壓馬達(dá)承受的巨大的慣性力矩使轉(zhuǎn)動(dòng)部分繼續(xù)前沖一定角度，致使回油路壓力突然升高，來不及排油，這時(shí)就需要緩沖閥來對(duì)進(jìn)油路補(bǔ)油，使馬達(dá)回轉(zhuǎn)一個(gè)角度，減緩回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)加速度。在回轉(zhuǎn)液壓回路中，緩沖補(bǔ)油閥回路是不可缺少的。在進(jìn)行回轉(zhuǎn)時(shí)，回油路始終存在一定的背壓，減少換向沖擊。

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作者簡介：陳材（1990-），男，漢族，安徽人，碩士，上海海事大學(xué)，研究方向：機(jī)械電子工程（機(jī)電一體化）。