矿用挖掘装载机液压泵的比选试验

2015-06-24林贵端

采矿技术 2015年1期

关键词：油口齿轮泵柱塞泵

陈刚，林贵端，2

(1.江西工业工程职业技术学院，江西萍乡市 337055；2.江西蓝翔重工有限公司，江西萍乡市 337000)

矿用挖掘装载机液压泵的比选试验

陈刚1，林贵端1，2

(1.江西工业工程职业技术学院，江西萍乡市 337055；2.江西蓝翔重工有限公司，江西萍乡市 337000)

本试验设计了3套挖掘装载机液压泵比选方案，通过3种典型的液压泵与矿用挖掘装载机进行改造和匹配试验，试验结果表明CBKPZH/F-32/25/25/12.5-BFX的复合齿轮泵能保证各工作装置正常工作，并与ZWY-60/30L矿用挖掘装载机能进行良好的匹配。

挖掘装载机；液压泵；比选；复合齿轮泵

0 引言

ZWY-60/30L型履带式挖掘装载机是一种轻型的矿用挖掘装载机，适用于坡度≤28°、断面2 m×2.2 m以上的中小型巷道。最佳工作条件是：岩石的普氏硬度f≤12，块度≤700 mm。该机靠履带推进铲取岩石并通过铲斗将石料扒进自身的刮板输送机，输送机从尾部将岩石卸入自卸汽车、梭式矿车、皮带机或其它转载设备上去。同时可利用反铲挖掘臂扒取远处的岩石，也可以用铲斗来清理工作面[1]。

该机主要由反铲机构、运输机构、履带行走总成、机架体、液压操作系统、司机室、电气系统等7部分组成。整机装置的动作都是通过液压系统实现的，系统由电动机驱动液压泵从油箱吸油，通过先导阀、八联多路换向阀和二联多路换向阀可以控制执行元件的动作。

1 液压系统的组成

该机的液压系统主要由液压泵、换向阀、先导阀、单向阀、溢流阀、节流阀、吸油滤油器、回油滤油器、液压油风冷却装置、测压装置、液压缸和液压马达等液压元件组成[2]。挖掘工作装置的动作通过铲斗油缸、小臂油缸、大臂油缸和回转油缸的驱动实现，运输槽的倾斜角度由抬槽油缸调节，刮板输送机由输送马达驱动，整机的行走由两个行走马达驱动。液压泵4个输出油口P1、P2、P3、P4，P1、P2油口给挖掘工作装置4个液压缸和2个行走马达供油，P3油口给抬槽油缸和输送马达供油，P4油口给先导阀供油。

经过理论分析和计算，确定该机液压系统的主要元件参数如表1所示。

表1 液压系统主要元件参数

2 液压泵的选型

液压泵大多选择容积式泵，从泵的机械结构上分为齿轮泵、叶片泵、螺杆泵、柱塞泵4类[3]。选择液压泵时应综合考虑多方面因素，主要原则是满足系统的工况要求,并以此为根据,确定泵的输出量、工作压力和结构型式[4]。驱动液压泵的电动机选用煤矿井下用隔爆型三相异步电动机YBK2-200L-4B35型号，额定功率为30 kW,额定转速为1475 r/min，为了选用合适的液压泵，设计3个方案并进行试验选型。

(1) 方案1：选用双柱塞泵带双齿轮泵JPV-28-01型号。该机属于小型装载机，可以选用较小排量的液压泵，在满足流量要求的前提下考虑液压泵的经济性，首先选用了双柱塞泵带双齿轮泵JPV-28-01型号，此泵的额定转速为2500 r/min，P1、P2油口的排量都是27.8 ml/r，P3油口的排量为19.2 ml/r，P4油口的排量为4.9 ml/r。

液压泵P3油口的理论输出流量Q3=n×q3=1475×19.2×10-3=28.32 l/min(n为液压泵的输入转速，q3为液压泵P3油口的排量)

图1 增速器

输送马达的转速(q5为输送马达的排量)n5=Q3/q5=28.32/1.649=17.2 r/min，此转速偏低，会导致运输槽刮板链速度偏慢。

要提高输送马达的转速，必须提高液压泵P3油口的输出流量；因液压泵的排量已定，要提高液压泵的输出流量，需提高液压泵的输入转速。因此，为了提高液压泵的输入转速，在电动机和液压泵之间设计了一个增速器(见图1)，齿轮的传动比i=1.368，此时液压泵的输入转速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，如图2所示。

图2 双柱塞泵带双齿轮泵

此方案经过样机试机得到如下结果：装载机刚开机时运行较好，流量足够，各工作装置正常工作，但开机1 h后发现增速器发烫,原因为增速器体积较小，齿轮高速运转产生的热量无法及时通过齿轮油散热，热量越积越多导致增速器温度不断上升。如果增速器的温度持续偏高将导致增速器的寿命缩短，容易损坏，必须进行改善。由于左配箱的空间有限，通过加大增速器体积的方法进行散热改善会导致增速器安装不下。经过研究决定，放弃此种方案，重新选择液压泵的型号。

(2) 方案2：选用双联变量柱塞泵T5V63DP-115R-2N09。该泵额定转速为1850 r/min。此泵只有3个泵口，排量分别为63,40,15 ml/r。63 ml/r的排量偏大，增加一个分流阀分流成P1、P2，如图3所示经过分流后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。

图3 双联变量柱塞泵

根据方案2进行样机试机得到如下结果：当挖掘工作装置动作时，由于工作压力变大，会导致输送马达的流量下降，使运输槽无法正常工作。

(3) 方案3：选用复合齿轮泵CBKPZH/F-32,25,25,12.5-BFX。该泵是一种四联齿轮泵，其额定转速为2000 r/min，各个泵口的排量分别为32,25,25,12.5 ml/r。如图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。

采用复合齿轮泵的装载机进行试机结果如下：装载机运行正常，流量足够，挖掘工作装置、运输槽等装置能正常工作。