挖掘机的维修_液压系统的结构、原理改造设计

发布时间：2017-06-09 浏览次数：5606

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(1) UH181型挖掘机技术改造方案的确定

UH181型挖掘机工作系统压力较低、流量大、液压元件尺寸粗大、笨重;运动速度较慢;机械传动链长;结构复杂。故障频率较高的部位是主液压泵及传动箱机构。

与当代新机型在技术参数上的比较：UH181主液压泵的总排量明显要比其他的机型要大得多；在系统负荷小于17MPa时，UH181型液压泵总流量远大于当代的；在系统负荷大于17MPa时，UH181型液压泵总流量远小于现代的；UH181型液压系统峰值工作压力为25MPa，而当代挖掘机则为35MPa；UH181是在中低压负荷状态下工作(10～18MPa)的，当超过20MPa时，系统流量很小，工作效率很低。与当代挖掘机在机构、尺寸、性能方面的比较：UH181型挖掘机的液压缸尺寸、运动行程，液压马达尺寸、质量等都大于EX400-3型；系统执行机构运动速度不能太高，因为结构件庞大，需供油量大，且运动惯性矩也很大，故设计运动速度较当代的挖掘机为低。

液压缸运动分析见下表。

液压缸运动分析

序号	液压缸名称	动作	单位	理论工作容积/L		容积差	差额比例
序号	液压缸名称	动作	单位	UH181	EX400-3	容积差	差额比例
1	大臂液压缸	举升	s/全行程	69.87	50.5	19.38	38.36
2	斗杆液压缸	内转	s/全行程	56.7	38.89	17.81	45.8
2	斗杆液压缸	外转	s/全行程	34.1	21.6	12.55	58.1
3	铲斗液压缸	内转	s/全行程	30.06	20.6	39.43	45.7
3	铲斗液压缸	外转	s/全行程	20.48	10.74	9.74	90.7

根据Q=qn知，流量与排量成正比例关系；由Q=V/s知，在单位时间内容积越大则需要的流量越大，即需要泵的排量亦越大。根据UH181型各液压缸运动容积与EX400-3型相比，计算其超出的百分比数，以加权平均值法估算其排量需加大的百分比值，即(38.36+45.8+58.1+45.7+90.7)/500×100%=55.73%。因EX400-3型挖掘机的液压泵排量为180mL/r，故UH181型预计排量为q=180×(1+0.5573) =280.3mL/r。依据上述分析结果，结合国内现有技术水平和现场维修、改装、制造、调试条件，决定采用进口双联变量柱塞泵，通过柔性联轴器将液压泵直接装于发动机飞轮壳体上，配之液压主管路、先导控制管路、控制阀等技术改造的方案。为了确保技术改造的质量和寿命，决定选用日本川崎液压泵，经和美柯玛斯、技术研讨、开发，量身定做了K3V280型双联泵一部。

(2)结构、原理改造设计

泵连接传动系统原理图

①主液压泵与发动机连接形式的设计选用具有柔性连接的尼龙齿块式的联轴器，见图L。

②液压泵供油系统的改造原系统为三泵三阀供油复合控制系统，现欲改造为双泵供油系统，但液压换向阀块仍为三阀组供油控制形式。依据当代挖掘机双泵双回路供油系统工作功能分配形式，决定将回转阀块组与右阀组系统并列，由一个泵供油。③液压泵控制系统和复合动作控制油路的改造

a. 原液压泵之间及负荷反馈形式为：A、B主泵之间为全功率控制，恒功率调节；A、B泵分别与C回转泵之间在回转泵系统压力小于110MPa时为分功率控制，大于11MPa时为全功率控制，C自身为恒功率控制；A、B、C泵的负荷反馈控制均为先导操作二次压力正流量负荷反馈形式；A、B主泵的调节器上装有最小流量截断控制功能。见图M。

原液压泵控制系统原理图

b．现改造为采用带先导泵的双联泵控制形式：双泵间仍为恒功率调节，全功率控制；泵控压力为先导操作二次压力负荷反馈正流量控制；采用比例电磁阀控制两泵的功率大小，与发动机的功率匹配较好，能实现工作方式多挡控制，即重挖掘、一般挖掘、平整场地、起吊微动作四种工况机能。

c．实现回转阀组与右阀组功能合并的改造设计。在前泵出油口管路中串接一个三通阀块，使前泵来油一路去右阀组，另一路去回转阀组；在右阀组的备用阀块后端引入回转先导操作控制压力油管（备用阀块的前端在此前已改装成液压破碎锤功能），以达到右阀组与回转阀组主油路平行并列，并且是回油路的目的。

④主泵吸油管路的改造将原来在主管路上分出4个歧管路分别进入四个液压泵的吸油管，改造为从主管路直接进入双联泵的吸油口，在油管路的直角拐弯内壁处增设导油弧面，制作法兰盘接头直角弯管等。

(3)提高液压系统改造后整机性能的其他配套技术处理

在液压系统技术改造后，为确保挖掘机的整机技术性能均衡、经济性好、使用可靠、寿命全面提高，对挖掘机其他机构也进行了配套整修：①发动机大修；②更换整车液压系统高低压胶管；③更换液压系统元件、总成的密封件；④更换发动机三滤——液压油全流滤芯、旁通滤芯和吸油滤芯；⑤检修电气系统各元件和总成及国产化部分监控仪表装置；⑥检修底盘四轮一带；⑦国产化液压油散热器、发动机水箱。

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