液压挖掘机
1.1 动力装置
单斗液压挖掘机的动力装置,多采用直立式多缸、水冷、一小时功率标定的柴油机。
1.2 传动系统
单斗液压挖掘机的传动系统将柴油机的输出动力传递给工作装置、回转装置和行走机构等。单斗液压挖掘机用液压传动系统的类型很多,习惯上按主泵的数量、功率调节方式和回路的数量分类。有单泵或双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统、多泵多回路定量系统、双泵双回路分功率调节变量系统、双泵双回路全功率调节变量系统、多泵多回路定量或变量混合系统等六种。按油液循环方式分为开式系统和闭式系统。按供油方式分为串联系统和并联系统。
凡主泵输出的流量是定值的液压系统为定量系统;反之,主泵的流量可以通过调节进行改变的则称为变量系统。在定量系统中,各执行元件在无溢流情况下是按油泵供给的固定流量工作,油泵的功率按固定流量和最大工作压力确定;在变量系统中,最常见的是双泵双回路恒功率变量泵和恒功率调节器,发动机的功率平均分配给各油泵;全功率调节系统是用一个恒功率调节器同时控制着系统中所有油泵的流量变化,从而达到同步变量。
开式系统中执行元件的回油直接流回油箱,特点是系统简单、散热效果好。但油箱容量大,低压油路与空气接触机会多,空气易渗入管路造成振动。单斗液压挖掘机的作业主要是油缸工作,而油缸大、小油腔的差异较大,工作频繁,发热量大,因此绝大多数单斗液压挖掘机采用开式系统;闭式系统中执行元件的回油是不直接返回油箱,其特点是系统结构紧凑,油箱容积小,进、回油路中都有一定的压力,空气不易进入管路,运转比较平稳,避免了换向时的液压系统。为补充因液压马达正反转的油液漏损,在闭式系统中往往还没有补油泵。
1.3回转机构
回转机构使工作装置及上部转台向左或向右回转,以便进行挖掘和卸料。单斗液压挖掘机的回转装置必须能把转台支撑在机架上,不能倾斜并使回转轻轻便灵动。为此,单斗液压挖掘机都设有回转支撑装置(起支撑作用)和回转传动装置(驱动转台回转),它们被统称为回转装置。
1.3.1回转支撑
单斗液压挖掘机用回转支撑的结构型式,分为转柱式和滚动轴承式等两种。
1.3.2回转传动
全回转液压挖掘机回转装置的传动型式有直接传动和间接传动两种。
1)直接传动。在低速大扭矩液压马达的输出轴上安装驱动小齿轮,与回转齿圈啮合。国产WY100、WY40、WLY25、WY60、WY60C等型挖掘机的回转传动均采取这种传动型式。
2)间接传动。由高速液压马达经齿轮减速器带动回转齿圈的间接传动结构型式,如图1-2所示。国产WY60A、WY100B、WY160、WLY50等型挖掘机则采用这种传动型式。它结构紧凑,具有较大的传动比,且齿轮的受力情况较好。轴向柱塞液压马达与同类型液压油泵的结构基本相同,许多零件可以通过,便于制造及维修,从而降低了成本。但必须装设制动器,以便吸收较大的回转惯性力矩,缩短挖掘机作业循环时间,提高生产率。
图1-2 间接传动的回转传动
1-制动器;2-液压马达;3-行星齿轮减速器;4-回转齿圈;5-润滑油杯;6-中央回转接头
1.4行走机构
行走机构支撑挖掘机的整机质量并完成行走任务,多采用履带式和轮胎式。
1.4.1履带式行走机构
单斗液压挖掘机的履带式行走机构的基本结构与其他履带式机构的大致相同,但它多采用两液压马达各自驱动一条履带。与回转装置的传动相似,可用高速小扭矩马达或低速大扭矩马达。两个液压马达同方向旋转时挖掘机将直线行驶;若只有一个液压马达供油,并将另一个液压马达制动,挖掘机则绕制动一侧的履带转向;若使左、右两液压马达反向旋转,挖掘机将进行原地转向。
行走机构的各零部件都安装在整体式行走架上。液压泵输出的压力油经多路换向阀和中央回转接头进入行走液压马达,该马达将压力能转变为输出扭矩后,通过齿轮减速器传给驱动轮,最终卷绕履带以实现挖掘机的行走。
单斗液压挖掘机大都采用组合式结构履带和平板型履带板——没有明显履刺,虽附着性能差,但坚固耐用,对路面破坏性小,适用于坚硬岩石地面作业或经常转场的作业。也有采用三履刺型履带板,接地面积大,履刺切入土壤深度较浅,适宜于挖掘机采石作业。实行标准化后规定挖掘机采用质量轻、强度高、结构简单和价格低的轧制履带板。专用于沼泽地的三角形履带板可降低接地比压,提高挖掘机在松软地面上的通过能力。
单斗液压挖掘机的驱动轮均采用整体铸件,能与履带正确啮合、转动平衡。挖掘机行走时驱动轮应位于后部。使履带的张紧段较短,减少履带的摩擦、磨损和功率消耗。
每条履带都设有张紧装置,以调整履带的张紧度,减少履带的振动噪声、摩擦、磨损及功率损失。目前单斗液压挖掘机都采用液压张紧结构,如图1-3所示。其液压缸置于缓冲弹簧内部,减小了外形尺寸。
图1-3履带式液压张紧装置
1.4.2轮胎式行走机构
轮胎式挖掘机的行走机构有机械传动和液压传动两种。其中的液压传动的轮胎式挖掘机的行走机构如图1-4所示,它主要由车架、前桥、后桥、传动轴和液压马达等组成。行走马达安装在固定于机架的变速箱上,动力经变速箱、传动轴传给前、后驱动桥。有的挖掘机再经轮边减速器驱动车轮。采用高速液压马达的传动方式使用可靠,省掉了机械传动中的上、下传动箱及垂直轴,结构简单且布置方便。