|
挖掘機(jī)裝載機(jī)的裝載“自動(dòng)調(diào)平”是指裝載工作裝置工作時(shí)，隨著動(dòng)臂的舉升，鏟斗能自動(dòng)調(diào)整與動(dòng)臂的相對(duì)角度以保持鏟斗與地面的夾角，防止舉升過(guò)程中鏟斗向后傾灑物料，引發(fā)危險(xiǎn)。
挖掘裝載機(jī)裝載工作裝置由于結(jié)構(gòu)布置的關(guān)系，常采用托架連桿機(jī)構(gòu)的各點(diǎn)參數(shù)，可從機(jī)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)平功能。本文提出通過(guò)液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)托架連桿機(jī)構(gòu)的裝載工作裝置自動(dòng)調(diào)平功能。
1自動(dòng)調(diào)平的實(shí)現(xiàn)方法
如圖1所示，從地面收斗位置舉升動(dòng)臂，即角度從α增大到α′，根據(jù)運(yùn)動(dòng)分析，當(dāng)鏟斗油缸不動(dòng)作，這時(shí)鏟斗切削刃底面與地面的夾角β也增大到β′，鏟斗向后傾。這樣，隨著動(dòng)臂的提升，鏟斗相對(duì)地面后傾，將會(huì)導(dǎo)致向后灑料。
為避免出現(xiàn)這各情況，在動(dòng)臂舉升過(guò)程中，通過(guò)驅(qū)動(dòng)鏟斗油缸使鏟斗前傾，修正鏟斗與地面的夾角，保證物料不向后傾灑。
自動(dòng)調(diào)平實(shí)現(xiàn)的方法有如下兩種：
(1)一邊舉升、一邊調(diào)整，始終保持鏟斗與地面的夾角不變;或者舉升到一定位置時(shí)(鏟斗處于臨界灑料狀態(tài)，與地面夾角47°～61°)開(kāi)始調(diào)整，兩個(gè)動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作連貫，缺點(diǎn)是用并聯(lián)的2片多路閥無(wú)法實(shí)現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作，只能是負(fù)載小的先動(dòng)。要實(shí)現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作就必須使用負(fù)荷傳感型多路閥，實(shí)現(xiàn)的成本較高，在此不作討論。
(2)舉升一定位置時(shí)停下(鏟斗處于臨界灑料狀態(tài))，調(diào)整鏟斗，調(diào)整完后繼續(xù)舉升，反復(fù)調(diào)整，直到卸料位置。其優(yōu)點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是舉升動(dòng)作不連貫。該方法簡(jiǎn)單，將多路閥的鏟斗聯(lián)與動(dòng)臂聯(lián)順序連接，使鏟斗優(yōu)先即可實(shí)現(xiàn)，成本較低。實(shí)現(xiàn)這一調(diào)平的液壓原理如圖2所示。
2反饋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法
實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)平的關(guān)鍵在于如何在指定位置自動(dòng)操縱鏟斗閥，使鏟斗缸動(dòng)作。為此必須通過(guò)反饋機(jī)構(gòu)將動(dòng)臂的轉(zhuǎn)角變化轉(zhuǎn)變成對(duì)閥芯的操縱力，使鏟斗在臨界灑料時(shí)及時(shí)前傾。
反饋機(jī)構(gòu)原理如圖3所示。
反饋轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)一軟軸連接杠桿，杠桿的另一端壓在閥芯上。反饋連桿一端與反饋轉(zhuǎn)盤(pán)連接，另一端與搖臂相連。動(dòng)臂舉升中當(dāng)反饋轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)到臨界角度時(shí)，帶動(dòng)軟軸拉動(dòng)杠桿將鏟斗聯(lián)的閥芯壓下，鏟斗缸收縮，鏟斗前傾。鏟斗缸收縮的同時(shí)搖臂前傾，固定在搖臂上的反饋連桿帶動(dòng)反饋轉(zhuǎn)盤(pán)反轉(zhuǎn)。杠桿失去拉力后閥芯復(fù)位，鏟斗停止前傾，動(dòng)臂繼續(xù)舉升。如此反復(fù)循環(huán)，直到鏟斗到達(dá)卸料位置。由于系統(tǒng)多路閥采用鏟斗優(yōu)先，所以在鏟斗前傾時(shí)動(dòng)臂的舉升將停止，雖然動(dòng)作略有停頓，但時(shí)間很短，不影響作業(yè)。
臨界卸料時(shí)，反饋轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)角如下：
δ=α′-α(1)
式中δ――反饋轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)角;
α′――臨界卸料時(shí)，動(dòng)臂與車(chē)架夾角;
α――在地面最大收斗角時(shí)，動(dòng)臂與車(chē)架的夾角。
由公式(1)可以計(jì)算出鏟斗開(kāi)始調(diào)整時(shí)反饋轉(zhuǎn)盤(pán)所轉(zhuǎn)地的角度，從而計(jì)算出與軟軸相連的杠桿推動(dòng)閥芯所需行程。在實(shí)際使用中，軟軸一端采用螺紋連接，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整軟軸長(zhǎng)度，從而調(diào)整杠桿壓閥芯的時(shí)間，以消除因制造、裝配引起的誤差，使作業(yè)更安全。
3實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)平前后動(dòng)臂舉升時(shí)間對(duì)比
在廈工集團(tuán)XG765挖掘裝載機(jī)上，對(duì)不同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下的動(dòng)臂舉升時(shí)間進(jìn)行調(diào)平前后的對(duì)比測(cè)試，結(jié)果如表1所示。
實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)平后，動(dòng)臂舉升時(shí)間盡管有所增加，但仍小于國(guó)標(biāo)規(guī)定的7s，可滿足性能要求。另外，由于鏟斗在舉升過(guò)程中能自動(dòng)調(diào)平，降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了作業(yè)安全性，所以總體作業(yè)效率得到提升。
上述方案在廈工集團(tuán)公司批量生產(chǎn)的XG765挖掘裝載機(jī)上應(yīng)用后，實(shí)現(xiàn)了裝載工作裝置的自動(dòng)調(diào)平功能。經(jīng)用戶實(shí)際使用證明，調(diào)平方法是可行的，并且可靠性和作業(yè)效率均得到提高。
|
