全液压推土机液压驱动系统参数匹配及其在矿山中的应用

关清鑫，赵翔宇

（陆军工程大学训练基地学兵六大队学员16队，江苏 徐州 221004）

全液压推土机液压驱动系统是机械发动机中一种重要的传动方式，当前在矿山开采中应用广泛。矿山生产中机械设备是否能有效运转，直接影响到矿产资源的生产情况，加强对全液压推土机液压驱动系统的研究，可以提升我国矿山资源的开采效率，促进矿产行业的平稳、可持续发展[1]。

1 矿山行驶液压驱动系统组成

目前在全液压推土机中行驶传动装置多采用闭式回路。为适应推土机牵引过程中随机负荷变化剧烈的特点，履带式全液压推土机往往采用双泵与双马达组成的左右独立的变量闭式回路系统，这种控制方法能够对左右两边同时进行统一控制，实现对机械前进、后退、转向、变速的灵活控制。

2 在矿山作业中液压系统额定压力的匹配

本文通过组件参数匹配的方法来确定推土机液压系统的最大工作压力和额定工作压力。

①根据采油机功率进行压力匹配。通过最高压力下的转矩适应系数，求得额定压力PH，再将PH降低20%，求得额定压力。

②根据荷载特点对液压元件进行压力匹配。

③对液压系统的热平衡进行分析，设功率损失转化为热量后通过补油泵外泄，补油泵排量为主泵的25%，热损失为30%，则热平衡遵循以下规律：

根据上述对三种匹配方式的分析，如果要提高元件的使用效率和寿命，需要增加系统额定压力值。根据参数匹配情况，将额定压力设置为55%-65%时，不仅能提高元件的动力性，而且使机泵、马达的运行效率得到提升。在进行参数匹配设计时，应将满铲时推土机的平均荷载作为额定荷载，并将其与发动机的额定功率进行匹配。满铲时推土机的平均荷载要高于平时作业时的平均荷载，是从平衡推土机动力性与经济性的角度进行的有效匹配。

3 矿山作业中液压系统最大压力的参数匹配

液压系统的最大压力值是对整个系统综合性能的体现，最大压力的参数匹配应以元件标定的最高压力值为标准。推土机受工作特点的影响，作业过程中液压系统压力起伏剧烈，经常会突破额定值，如果最高压力值配置过低，会严重损伤元件，降低机器使用寿命。当某全液压推土机在矿山条件下作业时，各项参数的计算与匹配也能够说明这一点[2]。

4 液压系统在矿山中的实际计算应用

本文对某全液压推土机在矿山条件下的应用情况进行观察分析，并对作业过程中各参数匹配情况进行测试计算。

将推土机发动机设置为最大功率，对推土机空载行走、加载行走进行测试，并通过逐渐加载方式，测试推土机最大负载。用于测试的推土机牵引力波形，液压系统的压力信号如下图1所示。

图1 矿山作业试验推土机液压系统压力实采信号

由上图1可以观察到，在矿山作业中全液压推土机的牵引力为一个变化值，液压系统压力随牵引力改变而发生变化。

通过对不同负荷条件下推土机牵引力、液压系统压力进行观察和分析，评价全液压推土机的综合性能。

全液压推土机的液压系统随外负载的增加而发生变化，且两者呈直线关系，对上述矿山作业条件进行观察，其关系式满足以下方程：

引入机械效率概念，则有：

对本次测试的推土机参数进行计算，在不考虑机械损失的前提下，推土机传动系统的机械效率约为93%。

将这次测试的参数引入参数匹配的设计与控制环节，可通过对液压泵、马达排量的匹配与控制，使全液压推土机在作业过程中始终保持最佳效率，一方面使液压元件使用寿命得到有效延长，另一方面也能够充分发挥马达、发动机等的驱动能力，提高推土机整体经济性。