摘 要：為滿(mǎn)足各種輪胎式、履帶式挖掘機(jī)抓料機(jī)和救援機(jī)器上快速更換不同的配套屬具需
求，采用屬具快換控制液壓系統(tǒng)進(jìn)行屬具快換控制。以德國(guó)HKS公司的TR-K180[1]的屬具快換機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，淺談屬具快換的結(jié)構(gòu)及工作原理，屬具快換對(duì)液壓系統(tǒng)控制的技術(shù)要求以及屬具快換控制液壓系統(tǒng)原理分析。結(jié)果表明通過(guò)深入的工況使用分析和地震救援現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品的試驗(yàn)均驗(yàn)證了這種屬具快換液壓系統(tǒng)無(wú)論是在功能上還是在安全設(shè)計(jì)考慮角度方面都能很好了滿(mǎn)足屬具快換的工作需求。
關(guān)鍵詞： 屬具;快換控制;液壓油缸;液壓系統(tǒng)
引言
在工程機(jī)械產(chǎn)品使用上，尤其是在輪胎式、履帶式挖掘機(jī)、抓料(鋼)機(jī)和救援機(jī)器上，很多時(shí)候根據(jù)使用工況不同，需要快速更換不同的配套屬具，使機(jī)器充分發(fā)揮效能，完成多種作業(yè)，提高了機(jī)器的性?xún)r(jià)比。傳統(tǒng)作業(yè)屬具的更換方法須通過(guò)人工拆裝連接軸銷(xiāo)來(lái)進(jìn)行更換，需要專(zhuān)用的拆卸和安裝工具，熟練工人更換一次作業(yè)裝置耗時(shí)在1?h以上，這種更換方式既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。如果安裝了屬具快換機(jī)構(gòu)及其快換控制液壓系統(tǒng)，駕駛員在駕駛室內(nèi)通過(guò)操縱手柄和按鈕控制，就能輕松在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)完成各種作業(yè)裝置的快速拆裝，既保證了施工安全，又減少了拆卸安裝時(shí)間，還能避免銷(xiāo)軸在拆裝過(guò)程中的損壞。本文以國(guó)家“十二五”
科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目：20噸型“雙動(dòng)力雙臂手智能型救援工程機(jī)械”一個(gè)工作臂上配套的德國(guó)HKS公司TR-K180屬具快換機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)為例，淺談屬具快換液壓系統(tǒng)工作控制原理。
1 屬具快換的結(jié)構(gòu)及工作原理
圖1為HKS TR-K180 快換結(jié)構(gòu)外形圖，共有三個(gè)部分組成：(1)與主機(jī)工作臂頭部連接機(jī)構(gòu)：通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)可以很靈活的與各種挖掘機(jī)、抓料機(jī)和救援機(jī)器上吊臂頭部進(jìn)行機(jī)械連接;(2)快換鎖緊機(jī)構(gòu)：這兩根單桿活塞液壓油缸的活塞桿可以分別當(dāng)作連接軸銷(xiāo)使用，通過(guò)兩根液壓油缸的全程往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)分別實(shí)現(xiàn)與各種屬具的連接和脫開(kāi)。當(dāng)這兩根液壓油缸無(wú)桿腔都進(jìn)入一定值壓力油后，會(huì)推動(dòng)液壓油缸活塞桿全部伸出去，活塞桿會(huì)穿過(guò)屬具上的連接孔后，將快換機(jī)構(gòu)與屬具連接為一體，實(shí)現(xiàn)了與屬具的快速安裝功能;相反當(dāng)這兩根液壓油缸有桿腔都進(jìn)入一定值壓力油后，會(huì)推動(dòng)液壓油缸活塞桿全部縮回來(lái)，活塞桿會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)與屬具上的孔連接，這樣就實(shí)現(xiàn)了快換機(jī)構(gòu)與屬具快速與自動(dòng)脫開(kāi)功能;(3)與屬具連接機(jī)構(gòu)：通過(guò)在快換機(jī)構(gòu)和屬具連接機(jī)構(gòu)上分別安裝配套的公母快速接頭體，就實(shí)現(xiàn)了吊臂上
屬具工作油路通過(guò)快換機(jī)構(gòu)后能與下部的屬具油路快速自動(dòng)接通與脫開(kāi)功能。
2 屬具快換對(duì)液壓系統(tǒng)控制的技術(shù)要求
本文的研究重點(diǎn)是屬具快換液壓系統(tǒng)工作控制原理分析，根據(jù)HKS TR-K180快換機(jī)構(gòu)使用說(shuō)明書(shū)中介紹，當(dāng)快換鎖緊機(jī)構(gòu)的兩根液壓油缸無(wú)桿腔始終保存至少大于11MPa壓力油后，會(huì)推動(dòng)液壓油缸活塞桿始終處于全部伸出去狀態(tài)，這樣活塞桿就會(huì)始終穿過(guò)屬具上的連接孔后，將快換機(jī)構(gòu)與屬具連接為一體，整機(jī)就可以利用此屬具進(jìn)行工況作業(yè)，當(dāng)完成此工況作業(yè)后需要快速更換屬具，則通過(guò)駕駛員操作控制給這兩根液壓油缸有桿腔都進(jìn)入一定值壓力油后，會(huì)推動(dòng)液壓油缸活塞桿全部縮回來(lái)，活塞桿就會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)與屬具上的孔連接，這樣快換機(jī)構(gòu)與此屬具就實(shí)現(xiàn)了快速自動(dòng)脫開(kāi)。根據(jù)上述的屬具作業(yè)工況和屬具與快換機(jī)構(gòu)連接和
脫開(kāi)過(guò)程，對(duì)屬具快換控制液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型提出以下幾點(diǎn)技術(shù)要求：只有液壓油缸無(wú)桿腔始終存在至少大于11MPa壓力油，才能確?；钊麠U始終以全伸出去狀態(tài)穿過(guò)屬具上的連接孔，與屬具牢靠的連接。屬具與快換機(jī)構(gòu)連接后，考慮屬具會(huì)長(zhǎng)時(shí)間隨著主機(jī)進(jìn)行各種復(fù)雜工作，在此工作過(guò)程中會(huì)對(duì)此液壓油缸產(chǎn)生很大沖擊力，同時(shí)考慮液壓油缸都存在一定的內(nèi)泄，所以液壓系統(tǒng)控制上一定要考慮增加液壓油缸無(wú)桿腔安全鎖緊功能控制，并始終需要給液壓油缸的無(wú)桿腔進(jìn)行補(bǔ)油，并時(shí)時(shí)可以檢測(cè)其工作壓力值，并可進(jìn)行低壓報(bào)警功能;當(dāng)液壓油缸的有桿腔進(jìn)入一定值壓力油后，要求控制活塞桿快速平穩(wěn)的全部縮回到缸筒內(nèi);對(duì)于快換控制要求操作要簡(jiǎn)單可靠，并且要考慮充分利用主機(jī)液壓系統(tǒng)中的現(xiàn)有液壓動(dòng)力源來(lái)控制，而不必再另外增加液壓動(dòng)力源。