工程机械液压系统设计及改进研究

薛传林

摘要：液压系统产生的压力进一步在推动工程机械进行工作时，有可能会因为操作骤停及其他故障，导致机械的设备安全，威胁操作人员的生命。本文对于液压系统传动保压进行设计改进，希望为当前系统设计，提供一定参考。

关键词：工程机械；液压系统；系统设计

工程机械的液压系统设计是对于工程机械运行安全性，稳定性具有重要意义的部分。而在工程机械出现刹车滑坡等等情况时，良好的保压系统设计，能够对于工程机械的正常运行起到积极作用。

一、系统概述

一个完善的液压系统包含以下几个基本部件，其中1为油箱，其中的液压油，主要为系统提供压力传递、冷却、润滑等作用。2为泵，主要起到提供动力的作用，一般而言，泵由于结构的不同，往往分为齿轮、叶片、柱塞等油泵分类，从而适用不同的工程机械，将电动机中的动能进行转化，成为液压能。3为控制阀中的压力控制装置，作为系统的控制开关，对于液体的压力进行控制，其中根据需要的不同，分为益流、减压、顺序等等类型。4为控制阀中的方向控制装置，因此，可以针对液体的流向进行控制，从而进一步保证液体流向的正确性，其中，根据不同的液压系统设计，我们可采用不用形式的装置类型，如，单向、双向、换向等等。除此之外，控制阀还包含流量控制装置，通过设计，进行节流、分流等等，因此，流量控制装置配合方向及压力控制装置共同组成液压系统的控制系统，其各个元件即为控制元件。5为液压缸，即为将压力能通过往复运动转化为机械动能的重要元件。6为滤芯，作为液压油过滤装置，是液压系统中较为重要的辅助附件，主要服务对象为液压油，而液压油作为能量介质，其质量及持续性是非常重要的。7为马达，作为与液压缸同等重要的执行元件，为油缸提供转矩与转速的变化和动力，作为能量的转换装置，由不同的转速和转矩需求，分为高速并小转矩以及低速并大转矩的类型。

因此，完整的系统离不开动力、执行、控制、辅助以及液压油的共同作用，对其系统进行设计，需要进一步考虑到这几个部分的相关联系。

二、改进研究

（一）传动回路保压调压改进

液压系统的工作压力保证是保证工程机械在运行过程中能够始终维持一定的压力，从而使工作维持正常运行。而在实际系统保压成效方面，高压器件的适用性对于系统回路保压能力，有较大的決定作用。因此，针对于回路压力稳定性的改善，我们对于液控单向阀，蓄能器这两种器件进行分析，从而加以对系统保压能力进行改进。

在试验过程中，我们将液压回路的基本所需器件进行构建，其中应当包括油泵，液压缸，方向控制阀，流量控制阀等等装置，分别将这两种器件进入连接，使系统压力达到固定数值后，使液压缸及油泵停止工作，测定两种器件分别产生的保压时间。

一般而言，当变向控制装置存在结构问题，从而导致运行误差较大时，控制阀门就会由于缝隙过大，从而最终使系统运行的性能产生下降。在这种情况下，就需要对于回路方案进行重新设计。通过液控单向阀与y型的电磁换向阀进行结合，能够使油缸的封闭面转变为锥形，在密闭性以及锁屏效果方面具有良好的改进效果[1]。在工程机械应用方面对于各类运输机械，起重机械等等具有较好的应用价值。在测定液控单向阀保压时间时，我们对比以往的单向阀，保压效果进行分析，其保压成效有了明显提升。在10分钟的时间内，压力一直没有出现明显的降低，在10分钟后，开始逐步出现超过0.1千帕的数值波动。

而在测定蓄能器元件的保压效果时，我们对比液控单向阀，压力出现明显波动的时间明显延长。最长可达到24小时。在采用蓄能器进行保压时，如，气囊式，一方面由于壳体的结构材质等等，使之能够形成无缝式的能量贮存空间，从而进一步确保其贮藏能量的有效性。另一方面，在工作时，其内部压力大于系统压力，就会自动使气囊结构出现膨胀，液压油在高压气体的推动一下，进一步，由内部流向外部，从而使之形成短时供油的效果，保持压力相对恒定。其内部压力小于系统压力时，油液压力进一步会通过气体的转化，形成内能，此时其贮存模式开始启动，进一步保证其压力的正常及稳定[2]。当出现泵体工作停摆及工程机械的压力过大时，能够通过调节保证装置的安全及压力的恒定。在挖掘机，硫化机等工程机械上，不仅能够保证压力稳定，也能够进一步保证工程机械的运行安全。

（二） 传动回路保压增压改进

对于常规的系统保压设计，主要通过元器件的改进调整进行，因此，主要以元器件的性能保证压力的稳定。而非常规的创新性保压办法，主要可以通过增压的方式保证压力的稳定。通过增压器的运用，使缸体在运行的过程中形成局部高压，当增压倍数越大时，油缸的两腔有效面积获得的比值就越大，而进一步使活塞缸及小活塞缸形成复合缸体，在运行的过程中保压效果有所保证。

三、 结束语

综上所述，蓄能器在保压效果方面，能够对于整个保压回路形成压力稳定控制，对比单向阀结构，其效果更好。而通过增压器的使用，进一步使其缸体在工作过程中，参与了压力的控制，从而实现良好的保压效果。

参考文献：

[1]张利.工程机械液压行走系统的设计及理论研究[J].环球市场，2016（35）：59-60.

[2]孙鹏，田雨，龚元明，等.基于ZigBee与CAn的工程机械液压系统参数监测系统设计[J].计算机测量与控制，2018，26（1）：64-67.

（作者单位：江苏沃得机电集团有限公司）