世界上最大液壓挖掘機有多重
液壓挖掘機是一種多功能機械,它在減輕繁重的體力勞動,保證工程質量,加快建設速度以及提高勞動生產率方面起著十分重要的作用。那世界上液壓挖掘機到底有多重呢?下面由小編來告訴你答案吧。
世界上最大液壓挖掘機有多重?
RH400是目前市場上最大的液壓挖掘機,是TEREX/O&K公司的旗艦產品,也是當今唯一的1000噸級液壓挖掘機。RH400操作重量980噸,發(fā)動機輸出功率達3280千瓦,正鏟能容納85噸的礦物,絕對是個龐然大物!它在加拿大油砂礦創(chuàng)造了液壓正鏟新的世界紀錄:在性能測試時大大超過9000噸/小時,平均產量超過5500噸/小時,對于超大型的卡車例如CAT 797B等,3-5鏟即可裝滿。RH400挖掘機可配備柴油發(fā)動機或電機驅動裝置。
液壓挖掘機六大系統(tǒng)
傳動系統(tǒng)
單斗液壓挖掘機在建筑、交通運輸、水利施工、露天采礦及現代化軍事工程中都有十分廣泛的應用,是各種土石方施工中不可缺少的主要機械設備。
流體傳動形式
流體傳動包括以下三種形式:
1、液壓傳動—借助于液體的壓力能來傳遞動力和運動的傳動形式;
2、液力傳動—借助于液體的動能來傳遞動力和運動的 傳動形式;(如液力變矩器)
3、氣壓傳動—借助于氣體的壓力能來傳遞動力和運動的傳動形式。
傳動技術優(yōu)點
液壓傳動是以液壓油為工作介質進行能量傳遞和控制的一種傳動形式,通過各種液壓元件組成不同功能的基本回路,再由這些基本回路組成能夠滿足各種要求的液壓系統(tǒng)。
液壓傳動與機械傳動和電力拖動系統(tǒng)比,其主要優(yōu)點有:
1、元件布局安裝有很大的靈活性,能構成復雜系統(tǒng);
2、可實現大范圍無級調速,范圍可達2000:1;
3、傳遞運動平穩(wěn),易于實現快速啟動、制動和頻繁換向;
4、操作控制方便、省力,易于實現自動控制和過載保護;
5、能自行潤滑,元件壽命長等。
液壓傳動的缺點
液壓傳動的主要缺點有:
1、以液體為介質,易泄露和可壓縮,不能保證定比傳動;
2、傳動中有機械損失、壓力損失、泄露損失,效率偏低;
3、對油溫敏感,不宜在低、高溫下使用;
4、對液壓油的污染很敏感;
5、元件制造精度高,造價高;
6、裝置出現故障時不易診斷等。
傳動應用發(fā)展
相對于機械傳動,液壓傳動是一門新的技術。液壓傳動起源于1654年帕斯卡提出的靜壓傳動原理,1795年英國第一臺水壓機問世。液壓傳動的推廣應用得益于19世紀蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)。二戰(zhàn)期間,軍工上的需要進一步推動了液壓傳動的發(fā)展。戰(zhàn)后,液壓傳動迅速轉入民用。20世紀60年代以后,液壓傳動向更廣闊的領域滲透。如今,采用液壓傳動已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志之一。如發(fā)達國家生產的95%的工程機械、90%的數控加工中心、95%以上的自動線都采用了液壓傳動。
基本原理及現象
帕斯卡原理是一個靜力學原理,
對于“理想液體”有:
1、處于密閉容器內的“理想液體”對施加于它表面的壓力向各個方向等值傳遞;
2、速度的傳遞按“容積變化相等”的原則;
3、液體的壓力由外載荷建立。
4、能量守恒。
管道流動
由于流動液體具有粘性,以及液體在管道中流動時突然轉彎和通過閥口產生相互撞擊和出現漩渦等,液體在管道中流動時必然會產生阻力。為了克服阻力,液體流動時需要損耗一部分能量。這種能量損失包括沿程壓力損失和局部壓力損失,液體在管道中流動時的壓力損失和液體的流動狀態(tài)有關。由上述分析可知,油液在管道中流動時,其壓力會有所減小。
液壓沖擊
在液壓系統(tǒng)中,因某些原因液體壓力在瞬間會突然升高,產生很高的壓力峰值,這種現象稱為液壓沖擊。液壓沖擊不僅會引起振和噪聲,而且會破壞密封裝置、管道和液壓元件;有時還會使某些液壓元件產生誤動作,造成設備事故。
液壓沖擊按產生原因可以分為:
1、液流的慣性導致的液壓沖擊—液流通道迅速關閉或液流迅速換向使液流速度的大小或方向發(fā)生突然變化。
2、工作部件的慣性導致的液壓沖擊—運動的工作部件突然制動或換向。
減小液壓沖擊措施
減小液壓沖擊的措施有:
1、延長閥門關閉和運動部件制動換向的時間;
2、限制管道流速及運動部件的速度(一般工作、回油、吸油管路分別不超過8、4、1.2m/s);
3、在滿足要求的情況下,適當增加管徑,縮短管道長度;
4、用橡膠軟管或在沖擊源處設置蓄能器,以吸收沖擊能量。
5、在容易出現沖擊的地方,安裝限制壓力升高的安全閥。
氣穴現象
在液壓系統(tǒng)中,如果如果某點壓力低于液壓油所在溫度下的空氣分離壓時,原先溶解在液體中的空氣就分離出來,使液體中迅速出現大量氣泡,這種現象叫做氣穴現象。一般通流截面較小會使流速很高,根據伯努利方程可知此時油壓會很低,以致產生氣穴現象。在液壓泵吸油過程中,吸油口的絕對壓力會低于大氣壓,如果泵安裝過高,在加上過濾器和管道阻力,亦會產生氣穴現象。
氣穴現象的危害
當液壓系統(tǒng)出現氣穴現象時,帶來的危害有:
1、將造成流量和壓力的不穩(wěn)定;
2、引起局部高溫和很高的沖擊壓力,導致噪聲和振動;
3、降低液壓系統(tǒng)的容積效率;
4、造成液壓元件的氣蝕,縮短元件使用壽命等。
減少氣穴現象的措施有:
1、及時向液壓油箱加油,使油面保持在規(guī)定的平面上;
2、低壓區(qū)密封可靠;
3、向油箱加油時,應擰松放氣螺塞放氣;
4、及時清洗更換濾油網。
動力系統(tǒng)
由柴油機的外型特性曲線可知,柴油機是近似的恒扭矩調節(jié),其輸出功率的變化表現為轉速的變化,但輸出扭矩基本不變化。油門開度增加(或減小),柴油機輸出功率就增加(或減小),由于輸出扭矩基本不變,所以柴油機轉速也增加(或減小),即不同的油門開度對應著不同的柴油機轉速。由此可見,對柴油機控制的目的是,通過對油門開度的控制來實現柴油機轉速的調節(jié)。應用在液壓挖掘機柴油機上的控制裝置有電子功率優(yōu)化系統(tǒng)、自動怠速裝置、電子調速器、電子油門控制系統(tǒng)等。
元件系統(tǒng)
對液壓泵的控制都是通過調節(jié)其變量擺角來實現的。根據控制形式的不同,可分為功率控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)和組合控制系統(tǒng)等三大類。其中的功率控制系統(tǒng)有恒功率控制、總功率控制、壓力切斷控制和變功率控制等;流量控制系統(tǒng)有手動流量控制、正流量控制、負流量控制、最大流量二段控制、負荷傳感控制和電氣流量控制等;組合控制系統(tǒng)是功率控制和流量控制的組合控制,在液壓控制機上應用最多。
閥控系統(tǒng)
a.先導型控制系統(tǒng) 換向控制閥的控制形式有直動型(用手柄直接操縱換向閥主閥芯)和先導型兩種。后者是用先導閥控制先導油液,再用先導油液控制換向閥的主閥芯,它又分為機液先導型和電液先導型兩類。
b.負荷傳感控制系統(tǒng) 閥控系統(tǒng)實質上是節(jié)流式系統(tǒng)。在液壓挖掘機上,常用的是一般的三位六通多路閥,其滑閥的微調性能和復合操作性能差。20世紀90年代以來,在液壓挖掘機上開始采用負荷傳感控制系統(tǒng),其控制閃不論是中位開式方式還是中位閉式方式,都附帶有壓力補償閥。采用電子控制壓力補償的液壓挖掘機液壓系統(tǒng)與傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)比較,負荷傳感控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點是:
(1)節(jié)省能源消耗。普通三位六通換向閥無論采用定量泵還是變量泵,總要有一部分油液經溢流閥溢掉,浪費了能量。而使用負荷傳感變量系統(tǒng),泵的流量全部用于負載上,泵的壓力僅比負荷壓力大1-3MPa。
(2)流量控制精度高,不受負荷壓力變化的影響。
(3)幾個執(zhí)行元件可以同步運動或以某種速比運動,且互不干擾。普通三位六通閥系統(tǒng)用的是并聯油路,當幾個執(zhí)行元件同時動作時,泵輸出的油液首先流向壓力低的執(zhí)行元件,不能同步。負荷傳感控制系統(tǒng)包括負荷傳感控制閥和負荷傳感控制泵(或定量泵)。
3)完全負荷傳感控制系統(tǒng) 完全負荷傳感控制系統(tǒng)由負荷傳感控制閥和負荷傳感控制變量泵組成。
上述的負荷傳感控制閥只解決了滑閥的微調性能和復合操作性能,而沒有解決節(jié)省能源問題。定量泵和負荷傳感控制閥的系統(tǒng)也沒有節(jié)省能源消耗,因為泵所輸出的流量超過執(zhí)行元件(液壓缸和液壓馬達)所需要的流量時,多余的油液經壓力補償閥流回油箱(為保持壓差恒定)變?yōu)闊崮?。只有完全負荷傳感控制系統(tǒng)才能解決節(jié)省能源問題。
4)帶次級壓力補償閥的負荷傳感系統(tǒng)
德國力士樂公司等(包括Atlas公司、Eder公司)在其生產的液壓挖掘機上設置了負荷傳感分流器LUOV(Last Unabhangige Durchfluss Vereilung)系統(tǒng),其主要作用是:當多個執(zhí)行元件同時工作、所需的流量大于液壓泵的流量時,產生供油不足的現象,這不能使正在工作臺的執(zhí)行元件與負載壓力無關的控制得到保證。LUDV系統(tǒng)能保證在供油不足時所有執(zhí)行元件的工作速度按正比例下降,以獲得與負載壓力無關的控制。
執(zhí)行系統(tǒng)
a.行走自動二速系統(tǒng) 行走自動二速系統(tǒng)只有在行走速度轉換開關處于二速位置時才具有此功能。此時,其信號使行走二速電磁閥換向;與此同時,通過二速用伺機服缸使行走馬達處于二速位置,挖掘機可高速行走。另外,控制選擇閥還受行走壓力的作用,在上坡等負載大的時候,控制選擇閥向一速的一側換向;二速用伺服的控制油壓卸荷,使行走馬達自動向一速位置轉換,驅動力增大。挖掘機在平地上行走及下坡行走等工況時,行走阻力變小,控制選擇閥再換向,對二速用伺服缸作用,行走馬達自動地又回到二速位置上,使控制機高速行走。
b.轉臺回轉搖晃防止機構 轉臺回轉搖晃防止機構是挖掘機轉臺回轉停止后消除其搖晃的機構,其工作原理是:回轉馬過停止運轉的過程中,反轉防止閥兩側受卸荷壓力作用,彈簧壓縮。由于左、右壓力相等,反轉防止閥不能換向?;剞D馬達停止運轉后B口側壓力比A口側高,對回轉馬達產生反力作用,回轉馬達搖晃,此時A口側壓力比B口側的高,對反轉防止閥產生壓力。由于閥中有節(jié)流孔,產生時間滯后,滑閥向右移動,從而使A口與B口聯通、壓力相等。因此,轉臺回轉搖晃僅一次而已。
c.工作裝置控制系統(tǒng) 液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)中有六個執(zhí)行元件——左、右行走馬達,轉達臺回轉馬達,動臂液壓缸,斗桿液壓缸,鏟斗液壓缸。為了提高挖掘機的生產率和節(jié)省能源消耗,在挖掘機的挖掘裝載過程中,需要回轉馬達和三種液壓缸協(xié)調動作,即工作裝置控制系統(tǒng)應具備如下三項功能:
(1)控制機控制功能。鏟斗沿水平面或與水平面成一定角度的直線運動,圓弧運動;任意軌跡運動。
(2)裝載挖掘功能。完成滿斗提升、回轉和卸載。在這一過程中要求鏟斗相對于地平面保持開始提升時的角度,以防止鏟斗內物料在提升過程中撒落。
(3)復位控制功能。卸載后通過動臂、斗桿、鏟斗和回轉等四個動作的聯動,使鏟斗恢復到開始挖掘的位置。
控制系統(tǒng)
a.液壓油溫度控制系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)
功率損失大部分轉變?yōu)闊崃浚鹩蜏厣?。其結果不僅使液壓系統(tǒng)效率下降,也加速油質惡化。據資料介紹,液壓油溫度超過55度每升高9度,油液的使用壽命將縮短一半。因此,應盡量避免液壓油溫度過高。
油溫控制裝置與節(jié)能控制裝置組合后處于報警狀態(tài),該裝置工作時先將熱熔式超溫保護器設定在系統(tǒng)的合理溫度范圍之內,然后閉合磁鋼式限溫開關,在自鎖功能的控制下使溫度控制開關斷開。當油液溫度升高到熱熔工超溫保護器的調定溫度時,磁鋼式限溫開關自動斷開,而溫度控制開關吸合。與此同時,溫度控制指示燈發(fā)亮,給以預警指示。該指示信號又通過電子節(jié)能控制模塊的作業(yè)模式選擇開關和油門電子控制器,對柴油機的油門開度進行控制,使用柴油機轉速降低,從而減少液壓泵的流量,控制液壓系統(tǒng)的熱量產生,避免油液溫度持續(xù)上升。
溫度預警解除后通過磁鋼式限溫開關的吸合,消除油液升溫對電子節(jié)能控制模塊的影響,從而使挖掘機恢復正常工作狀態(tài)。
b.液壓挖掘機工況監(jiān)測與故障查找系統(tǒng) 液壓挖掘機工況監(jiān)測與故障查找系統(tǒng)在改進維修方式,保證安全運行和消除事故隱患等方面起著重要作用。該系統(tǒng)目前有兩種形式:一種是診斷計算機——插入機上系統(tǒng)的手持式終端形式,如日本的日立建機公司的Dr.EX故障診斷系統(tǒng);另一種是隨機安裝的系統(tǒng),如德國O&K公司的工況控制系統(tǒng)(BCS),它率先運用衛(wèi)星通訊技術,將各臺作業(yè)中的挖掘機技術狀況和故障住處由機載發(fā)射機發(fā)射到同步衛(wèi)星上,再由衛(wèi)星上的轉發(fā)器發(fā)回維修管理中心,管理中心的計算機屏幕上實時顯示各臺挖掘機的運轉情況。
c.自動液壓挖掘機控制系統(tǒng) 利用激光發(fā)射器的自動挖掘控制系統(tǒng)
,其基本原理是在施工現場設置一個回轉式激光發(fā)射器,它可以控制數臺挖掘機在同一要求的基準面上作業(yè)。在挖掘機上裝有激光接收器,其上有三只光靶——上、下光靶和基準光靶。當激光發(fā)射器發(fā)出的激光束恰好擊中基準光靶時,挖掘機的工作裝置保持在要求的理想工作面上作業(yè)。若外界因素變化使挖掘機的工作裝置偏離了要求的理想工作面,則激光束或射在上光靶或射在下光靶,說明工作裝置已產生了偏離現象。這時上光靶或下光靶會把光信號轉化為電子指令信號驅使設在挖掘機上的分流閥動作,從而達到控制液壓油的流向,使挖掘機的工作裝置再次回到要求的理想工作面上作業(yè)。利用激光發(fā)射器的自動挖掘控制系統(tǒng)可大大減輕駕駛員的勞動強度,并獲得較好的挖掘作業(yè)質量。
d.遙控挖掘機 遙控挖掘機是指通過有線或無線電路裝置進行操縱的挖掘機。一般有線遙控距離為150-300m,無線遙控距離為1500-2000m。在遠距離操縱裝置內,操縱手柄的位移量轉換為電壓,再由A/D轉換器轉換成數字值,各操縱手柄的并聯信號轉換為串聯信號,用無線電機進行發(fā)射處理,其信號被發(fā)射到挖掘機上。挖掘機接收的信號與發(fā)射時的動作相反,轉換成電流值,通過電磁比例減壓閥,使執(zhí)行元件(液壓缸或液壓馬達)動作。其他動作也是靠接收無線信號后通過電磁閥來使執(zhí)行元件動作的。
e.液壓挖掘機綜合控制系統(tǒng)
液壓挖掘機控制系統(tǒng)的主要特點有:
(1)采用了電子控制壓力補償的負荷傳感受液壓系統(tǒng)。它由負荷傳感控制閥和負荷傳感控制變量泵組成,液壓泵的輸出流量始終等于執(zhí)行元件(液壓缸、液壓馬達)所需要的流量。
(2)采用了電子控制動力調節(jié)系統(tǒng)。這主要是通過計算機對發(fā)動機和液壓泵進行功率設定,確定發(fā)動機油門開度和液壓泵的排量。這樣,可根據挖掘機不同的作業(yè)工況,采用不同的發(fā)動機特性和液壓泵特性,其特性曲線都是由計算機軟件來決定的。
(3)采用了人工與電子聯合控制的操縱系統(tǒng)。因挖掘機的作業(yè)現場情況多變,操作復雜,尚不能離不開人工操縱,但電子控制起到了重要的輔助調節(jié)作用。例如,在挖掘機整個作業(yè)過程中駕駛員可以只操縱一個手柄,其余動作都是自動化的聯鎖運動。但采用手動優(yōu)先原則,手動操縱時自動控制系統(tǒng)暫停運作。
(4)采用了手持式終端故障診系統(tǒng),可以使挖掘機出現的故障及時發(fā)現和處理。