陳 剛，林貴端，2

(1.江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 江西 萍鄉(xiāng)市 337055；2.江西藍(lán)翔重工有限公司， 江西 萍鄉(xiāng)市 337000)

礦用挖掘裝載機(jī)液壓泵的比選試驗(yàn)

陳 剛1，林貴端1，2

(1.江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 江西 萍鄉(xiāng)市 337055；2.江西藍(lán)翔重工有限公司， 江西 萍鄉(xiāng)市 337000)

本試驗(yàn)設(shè)計(jì)了3套挖掘裝載機(jī)液壓泵比選方案，通過3種典型的液壓泵與礦用挖掘裝載機(jī)進(jìn)行改造和匹配試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明CBKPZH/F-32/25/25/12.5-BFX的復(fù)合齒輪泵能保證各工作裝置正常工作，并與ZWY-60/30L礦用挖掘裝載機(jī)能進(jìn)行良好的匹配。

挖掘裝載機(jī)；液壓泵；比選；復(fù)合齒輪泵

0 引 言

ZWY-60/30L型履帶式挖掘裝載機(jī)是一種輕型的礦用挖掘裝載機(jī)，適用于坡度≤28°、斷面2 m×2.2 m以上的中小型巷道。最佳工作條件是：巖石的普氏硬度f≤12，塊度≤700 mm。該機(jī)靠履帶推進(jìn)鏟取巖石并通過鏟斗將石料扒進(jìn)自身的刮板輸送機(jī)，輸送機(jī)從尾部將巖石卸入自卸汽車、梭式礦車、皮帶機(jī)或其它轉(zhuǎn)載設(shè)備上去。同時(shí)可利用反鏟挖掘臂扒取遠(yuǎn)處的巖石，也可以用鏟斗來清理工作面[1]。

該機(jī)主要由反鏟機(jī)構(gòu)、運(yùn)輸機(jī)構(gòu)、履帶行走總成、機(jī)架體、液壓操作系統(tǒng)、司機(jī)室、電氣系統(tǒng)等7部分組成。整機(jī)裝置的動(dòng)作都是通過液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵從油箱吸油，通過先導(dǎo)閥、八聯(lián)多路換向閥和二聯(lián)多路換向閥可以控制執(zhí)行元件的動(dòng)作。

1 液壓系統(tǒng)的組成

該機(jī)的液壓系統(tǒng)主要由液壓泵、換向閥、先導(dǎo)閥、單向閥、溢流閥、節(jié)流閥、吸油濾油器、回油濾油器、液壓油風(fēng)冷卻裝置、測(cè)壓裝置、液壓缸和液壓馬達(dá)等液壓元件組成[2]。挖掘工作裝置的動(dòng)作通過鏟斗油缸、小臂油缸、大臂油缸和回轉(zhuǎn)油缸的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，運(yùn)輸槽的傾斜角度由抬槽油缸調(diào)節(jié)，刮板輸送機(jī)由輸送馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，整機(jī)的行走由兩個(gè)行走馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。液壓泵4個(gè)輸出油口P1、P2、P3、P4，P1、P2油口給挖掘工作裝置4個(gè)液壓缸和2個(gè)行走馬達(dá)供油，P3油口給抬槽油缸和輸送馬達(dá)供油，P4油口給先導(dǎo)閥供油。

經(jīng)過理論分析和計(jì)算，確定該機(jī)液壓系統(tǒng)的主要元件參數(shù)如表1所示。

表1 液壓系統(tǒng)主要元件參數(shù)

2 液壓泵的選型

液壓泵大多選擇容積式泵，從泵的機(jī)械結(jié)構(gòu)上分為齒輪泵、葉片泵、螺桿泵、柱塞泵4類[3]。選擇液壓泵時(shí)應(yīng)綜合考慮多方面因素，主要原則是滿足系統(tǒng)的工況要求,并以此為根據(jù),確定泵的輸出量、工作壓力和結(jié)構(gòu)型式[4]。驅(qū)動(dòng)液壓泵的電動(dòng)機(jī)選用煤礦井下用隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)YBK2-200L-4B35型號(hào)，額定功率為30 kW,額定轉(zhuǎn)速為1475 r/min，為了選用合適的液壓泵，設(shè)計(jì)3個(gè)方案并進(jìn)行試驗(yàn)選型。

(1) 方案1：選用雙柱塞泵帶雙齒輪泵JPV-28-01型號(hào)。該機(jī)屬于小型裝載機(jī)，可以選用較小排量的液壓泵，在滿足流量要求的前提下考慮液壓泵的經(jīng)濟(jì)性，首先選用了雙柱塞泵帶雙齒輪泵JPV-28-01型號(hào)，此泵的額定轉(zhuǎn)速為2500 r/min，P1、P2油口的排量都是27.8 ml/r，P3油口的排量為19.2 ml/r，P4油口的排量為4.9 ml/r。

液壓泵P3油口的理論輸出流量Q3=n×q3=1475×19.2×10-3=28.32 l/min(n為液壓泵的輸入轉(zhuǎn)速，q3為液壓泵P3油口的排量)

圖1 增速器

輸送馬達(dá)的轉(zhuǎn)速(q5為輸送馬達(dá)的排量)n5=Q3/q5=28.32/1.649=17.2 r/min，此轉(zhuǎn)速偏低，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸槽刮板鏈速度偏慢。

要提高輸送馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，必須提高液壓泵P3油口的輸出流量；因液壓泵的排量已定，要提高液壓泵的輸出流量，需提高液壓泵的輸入轉(zhuǎn)速。因此，為了提高液壓泵的輸入轉(zhuǎn)速，在電動(dòng)機(jī)和液壓泵之間設(shè)計(jì)了一個(gè)增速器(見圖1)，齒輪的傳動(dòng)比i=1.368，此時(shí)液壓泵的輸入轉(zhuǎn)速n=1475×1.368=2018 r/min，P1、P2的流量都是56.1 l/min，P3的流量是38.75 l/min，P4的流量是9.89 l/min，如圖2所示。

圖2 雙柱塞泵帶雙齒輪泵

此方案經(jīng)過樣機(jī)試機(jī)得到如下結(jié)果：裝載機(jī)剛開機(jī)時(shí)運(yùn)行較好，流量足夠，各工作裝置正常工作，但開機(jī)1 h后發(fā)現(xiàn)增速器發(fā)燙,原因?yàn)樵鏊倨黧w積較小，齒輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量無法及時(shí)通過齒輪油散熱，熱量越積越多導(dǎo)致增速器溫度不斷上升。如果增速器的溫度持續(xù)偏高將導(dǎo)致增速器的壽命縮短，容易損壞，必須進(jìn)行改善。由于左配箱的空間有限，通過加大增速器體積的方法進(jìn)行散熱改善會(huì)導(dǎo)致增速器安裝不下。經(jīng)過研究決定，放棄此種方案，重新選擇液壓泵的型號(hào)。

(2) 方案2：選用雙聯(lián)變量柱塞泵T5V63DP-115R-2N09。該泵額定轉(zhuǎn)速為1850 r/min。此泵只有3個(gè)泵口，排量分別為63,40,15 ml/r。63 ml/r的排量偏大，增加一個(gè)分流閥分流成P1、P2，如圖3所示經(jīng)過分流后P1、P2的流量是46.5 l/min，P3的流量是59 l/min，P4的流量是22 l/min。

圖3 雙聯(lián)變量柱塞泵

根據(jù)方案2進(jìn)行樣機(jī)試機(jī)得到如下結(jié)果：當(dāng)挖掘工作裝置動(dòng)作時(shí)，由于工作壓力變大，會(huì)導(dǎo)致輸送馬達(dá)的流量下降，使運(yùn)輸槽無法正常工作。

(3) 方案3：選用復(fù)合齒輪泵CBKPZH/F-32,25,25,12.5-BFX。該泵是一種四聯(lián)齒輪泵，其額定轉(zhuǎn)速為2000 r/min，各個(gè)泵口的排量分別為32,25,25,12.5 ml/r。如圖4所示，P1、P2的流量都是36.9 l/min，P3的流量是47.2 l/min，P4的流量是18.4 l/min。

采用復(fù)合齒輪泵的裝載機(jī)進(jìn)行試機(jī)結(jié)果如下：裝載機(jī)運(yùn)行正常，流量足夠，挖掘工作裝置、運(yùn)輸槽等裝置能正常工作。

3 結(jié) 論

本試驗(yàn)針對(duì)確定的驅(qū)動(dòng)液壓泵電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)了3種液壓泵選型方案，并經(jīng)過嚴(yán)格的樣機(jī)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果很好的證明CBKPZH/F-32,25,25,12.5-BFX的復(fù)合齒輪泵能與ZWY-60/30L型履帶式挖掘裝載機(jī)的液壓泵實(shí)現(xiàn)良好的匹配。

[1]李維華.李清江，秦喜田.挖掘裝載機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛，2008(2)：28-29.

[2]邱國(guó)慶.液壓技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2007，8：38-127.

[3]張 宇.液壓泵的選擇、安裝及調(diào)試[J].化學(xué)工程師，2004，12：29-30.

[4]李榮湘.閉式液壓泵與原動(dòng)機(jī)的匹配計(jì)算[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2005,25(3):51-52.

2014-06-12)

陳 剛(1975-)，湖南郴州人,礦山機(jī)電工程師,Email：281912736@qq.com。