液压系统由齿轮泵、油箱、手动换向组合阀、推土板升降液压缸和推土板倾斜液压缸等组成。推土板升降或倾斜时由液压泵供给压力油(系统工作压力为16MPa),当液压系统流量不足时,可通过转向系统设置的供需阀,由转向双联泵中的辅助液压泵向工作装置液压系统辅助供油,用以提高推土板的升降速度,加快作业进度。
手动换向组合阀为整体式双联滑阀,两个操纵阀之间采用串并联油路,滑阀内设有单向阀,可防止油液倒流。阀内设有溢流阀,用以保护系统元件不受损坏。在倾斜液压缸进排油道上装有过载补油阀,它由先导型溢流阀和单向阀组合而成。该阀可保证推土机在作业过程中使铲刀始终保持正确的工作位置,超载时具有过载保护和液压缸补油作用。
1.工作装置液压系统
工作装置液压系统由油箱、工作液压泵、多路换向操纵阀、推铲提升液压缸、推铲倾斜液压缸等元件组成。推铲作业时,工作液压泵从油箱吸油,然后通过多路换向操纵阀改变油液流动方向,从而实现控制升降液压缸和倾斜液压缸的运动方向,以满足各种作业动作的要求。其工作液压系统原理,如图2-32所示。
当驾驶室内的提升操纵杆和倾斜操纵杆均位于中位时,多路操纵阀的升降滑阀、倾斜滑阀均处于封闭位置,来自工作液压泵的油经多路阀直接流回油箱,此时为不工作状态。
当提升操纵杆位于提升(下降)位置时,软轴控制升降滑阀向右(左)移动到工作位置,液压泵的油顶开单向阀,经多路阀进油口进入提升液压缸的小腔(大腔),从而推动活塞杆往复运动,实现推铲的提升或下降,最后液压油从提升液压缸的大腔(小腔)经多路阀回油口流回油箱。
当提升操纵杆位于浮动位置时,升降滑阀处于操纵阀最左端,此时进油口腔与回油口腔相通,从而提升液压缸的大小腔连通,并处于低压状态,液压缸受工作装置的重量和地面作用力处于自由浮动状况。同理,当操作倾斜操纵杆到左(右)倾位置时,倾斜滑阀往左(右)移动,液压油顶开单向阀,经多路阀进油口进入倾斜液压缸的大腔(小腔),推动活塞杆伸缩,从而实现推铲的左(右)倾,最后液压油从倾斜液压缸的小腔(大腔)经多路阀回油口流回油箱。
2.小松D155A型推土机工作装置液压系统
图2-33所示为小松D155A型推土机工作装置液压系统,此系统由铲刀升降、倾斜回路、松土器升降及松土器拉销回路组成。液压动力元件2为液压泵,系统压力为14MPa,向铲刀和松土器回路输送压力油。液压泵25向液压换向阀11、21、5以及选择阀15提供控制油液。同时还向松土器拉销回路提供压力油,所以液压泵25是控制系统动力源,其压力为1.2~2MPa。
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图2-33 小松D155A型推土机工作装置液压系统
1—工作油箱 2—液压泵 3—主溢流阀 4、10—单向阀 5—铲刀换向阀 6、7、12、13—补油阀 8—快速下降阀 9—铲刀升降液压缸 11—松土器换向阀 14—过载阀 15—选择阀 16—松土器升降液压缸 17—先导阀 18—锁紧阀 19—松土器倾斜液压缸 20—单向节流阀 21—铲刀倾斜液压缸换向阀 22—铲刀倾斜液压缸 23—滤清器 24—转向油箱 25—变矩器、变速器液压泵 26—铲刀液压缸先导伺服阀 27—松土器液压缸先导伺服阀 28—铲刀倾斜液压缸先导伺服阀 29—拉销换向阀 30—变矩器、变速器溢流阀 31—拉销液压缸
执行元件包括一对铲刀升降液压缸9、一个铲刀倾斜液压缸22、一对松土器升降液压缸16和一对松土器倾斜液压缸19。由于液压缸活塞运行速度较高,为了避免惯性冲击及噪声,液压缸内部大多装有缓冲装置。
控制元件包括铲刀换向阀5、铲刀倾斜液压缸换向阀21、松土器换向阀11和选择阀15。换向操纵阀均为滑阀式结构。这种结构的换向阀是推土机及其他工程机械中最普遍使用的,它能控制换向、卸荷以及节流调速和微动。由于阀5的作用,能使铲刀根据作业状况具有上升、中位、下降和浮动四个位置。浮动位置是使铲刀液压缸两腔与进油路、回油路均相通,铲刀自由支地,随地形高低而浮动。这对仿形推土机铲刀倒行平整地面作业是很重要的。
阀5、11、21为先导式操纵换向阀,由手动式先导阀26、27、28分别控制上述三个换向阀。与一般液动式换向阀不同,它们并不受压力油直接作用,而是通过连杆机构推动阀芯移动,连杆机构由伺服液压缸带动,伺服液压缸的动作是由先导阀操纵的。现在以先导阀26为例说明其工作过程。将手动式先导阀芯向左拉,右位处于工作位置,液压泵25的压力油分别进入伺服液压缸大腔(无杆腔)、小腔(有杆腔),由于面积差所以活塞外伸(右移),拉动换向阀5右移,在换向阀5右移时,连杆机构以活塞杆为支点,又带动先导阀26的阀体左移,从而使阀26回复中位,处于图示位置,主阀5就处于左位工作。因为伺服液压缸大腔关闭,小腔仍通压力油,向左推压活塞,所以活塞就固定在一个确定的位置上,主阀芯也就固定在相应的位置上。
松土器升降和倾斜两个液压缸并不能同时动作,两个液压缸用一个换向阀操纵,配置一个选择阀15,可根据作业要求,分别调节升降和倾斜。选择阀15由手动先导阀17操纵,由液压泵25供给控制压力油。主溢流阀3用于限制液压泵2的出口最大压力,当油压超过14MPa时,主溢流阀开启卸荷,保护系统安全。
过载阀14是当松土器固定于某个位置作业,在受到突然的载荷,造成液压缸一腔的油压瞬时骤增时,为使液压缸闭锁失效而设置的。这是由于过载造成的,故称过载阀。它安装的原则是靠近执行元件,载荷变化能迅速反映到该阀上。过载阀的调定压力一般大于系统溢流阀调定压力的15%~25%。此处过载阀14的调定压力为16MPa。
当铲刀或松土器下降时,在其自重作用下,下降速度加快,可能引起供油不足形成液压缸进油腔局部真空,发生气蚀现象。此时,由于进油腔压力下降,在压力差作用下,单向补油阀6、7、12、13打开,从油箱补油至液压缸进油腔,以避免真空并使液压缸动作平稳。
单向节流阀20装置在铲刀倾斜液压缸换向阀21的进油管路上,能自动调节液压缸进油油量,保持稳定的倾斜速度和液压缸内恒定的压力。锁紧阀18安装于松土器倾斜液压缸19的大腔管路上。松土器作业时,液压缸大小腔闭锁,特别是大腔承受较大的载荷,该腔闭锁压力相应也很大,完全靠换向阀中位闭锁不可靠,用单向阀闭锁既简单又可靠。
当配备单齿松土器时,松土齿杆高度的调整也可通过液压操纵实现,它是通过齿杆和齿架固定销上装设的拉销液压缸31来实现的。
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