WJ-7FB型矿用铲运机液压转向系统介绍

WJ-7FB型矿用铲运机实物如图5-54所示。

矿用铲运机用于煤矿井下辅助材料的运输，作为无轨运输设备，它具有铲、叉、运等多种功能，担负着井下装卸料和运输的任务，某些铲运机配备液压破碎锤，还可用于井下路面的修建。相对于井下其他装载设备，矿用铲运机具有机动灵活、活动范围广、生产能力大等特点。

矿用铲运机采用前、后机架中央铰接式结构，经上、下两根销轴对连，允许前后机架左右相对转动。对采用双缸转向的铲运机，整机的转向通过两端分别固定在前后机架上的液压缸来完成，转向时一根液压缸活塞杆伸出、一根液压缸活塞杆缩回。采用铰接式液压转向方式理论上可以获得转向灵活、转弯半径小的转向性能。但矿井底下地面复杂、巷道窄而弯道多，铲运机经常要行驶在凹低不平路面、松软的泥煤或是碎石场地。为了适应复杂的井底环境，要求矿用铲运机的转向系统具备操作灵活、操作力小、动作可靠、性能稳定等特点，因此设计合理的液压转向系统十分重要。

图5-53 工作液压系统原理

1—转动液压缸 2—动臂液压缸 3—斗杆液压缸 4—铲斗液压缸 5—支腿液压缸 6—举升液压缸 7—翻斗液压缸 8—多路换向阀 9—旁通阀 10—滤清器 11—双联齿轮泵 12—油箱 13—多路换向阀

图5-54 WJ-7FB型矿用铲运机实物

1.全液压转向系统构成

全液压转向系统由液压泵转阀式转向器（以下称转向器）、液压缸及液压辅助元件组成，系统构成如图5-55所示。转向器与液压缸通过管路连接，转向器作为全液压转向系统最重要的元件由驾驶员经方向盘进行操控，方向盘与转向柱、转向柱与转向器控制阀芯分别经花键配合，液压系统工作时，液压泵输出油液至转向器，方向盘转动带动转向器内部控制阀芯随之旋转，油液经控制阀芯和阀套间的过流截面流向计量马达，然后经计量马达输出至液压缸，进而实现整机转向。转向器输出油液的多少与方向盘转动的快慢有关，方向盘转动速度快，转向器单位时间输出至液压缸的油液就多。

图5-55 液压转向系统构成

a）R、L口互通状态 b）L、R口封闭状态

1—液压泵 2—转向器 3—安全阀 4—液压缸

2.液压转向系统油路分析

转向器中位状态下工作油路R、L口存在不同的油口状态：R、L口互通状态（见图5-55a），外界负荷作用在整机上的力可以反馈至方向盘，操作人员释放方向盘后，方向盘可以自动复位，设备不能维持方向盘释放时的状态；R、L口封闭状态（见图5-56b），将此称之为无反应状态，在此状态下外界负荷作用在整机上的力不会反馈至方向盘上，配置此种机能转向器的设备，操作人员释放向盘后，设备能够保持方向盘释放时的状态；中位R、L、T口互通状态，此中位机能转向器可作为先导元件，与液控操作转向阀匹配使用，用在重型车辆的转向上。(www.xing528.com)

转向器位于中位时，P、T口存在导通和封闭状态，P、T口导通机能可以用于定量泵供油系统，如图5-55a所示；P、T口封闭机能可用于定量泵系统，如图5-56a所示，或用于变量泵供油系统，如图5-55b和图5-56b所示。与图5-55相比较，图5-56所示为具备优先转向功能的负载敏感转向系统，在定量泵优先转向系统中，优先阀作为定压差阀感应转向LS信号优先保证CF口的油液供给，多余油液经EF口流向工作回路，工作回路必须采用开芯式结构或是采用旁通溢流结构，以保证待命时定量泵系统处于低压卸荷状态。变量泵优先负载敏感系统，转向LS信号与工作回路LS信号比较后反馈至变量泵排量控制机构上，变量泵根据转阀阀口和工作回路阀口开度提供与之相匹配的流量输出。

3.系统功能分析

WJ-7FB型多功能铲运机的全液压转向原理如图5-57所示，恒压变量泵采用压力补偿柱塞变量泵（以下简称柱塞变量泵），转向回路配置转向蓄能器5，转动方向盘时，柱塞变量泵和转向蓄能器同时给闭芯转向器供油实现整机转向；此系统还包含制动回路，柱塞变量泵和制动蓄能器13给制动回路供油，实现整机制动释放。转向和制动回路分别经气控换向阀9和14与整机气路系统实现相互闭锁。

图5-56 负载敏感液压转向系统

a）定量泵系统 b）变量泵系统

图5-57 WJ-7FB型全液压转向系统原理

1—吸油过滤器 2—恒压变量泵 3—高压过滤器 4、12—单向阀 5—转向蓄能器 6—截止阀 7—安全阀 8—回油过滤器 9、14—气控换向阀 10—转向器 11—转向液压缸 13—制动蓄能器 15—蓄能器卸荷阀 16、17、18—压力表

4.工作原理和系统特点

整机起动时柱塞变量泵输出的油液经高压过滤器3、单向阀4和12分别向转向蓄能器5和制动蓄能器13充液，充液完毕后柱塞泵处于高压等待状态，设定柱塞变量泵的压力切断值为16MPa，系统安全阀7设定压力为19MPa。

转向回路配置转向蓄能器5后，整机转向时获得液压油的速度相对于单柱塞泵供油时更快，系统响应时间缩短，转向灵活。在转向过程中外界负荷引起转向压力突升时，可经R、L口的缓冲溢流阀卸荷，缓冲溢流阀压力设定值高于安全阀设定压力5～7MPa，此时转向蓄能器可吸收系统压力冲击和振动。

整机或柱塞变量泵出现故障、系统失去动力时，转向蓄能器5可作为紧急动力源供给转向器，转向器此时可以作为手动泵使用，操纵方向盘转动，转向器通过P、T口间的单向阀经T口从油箱吸油，同时转向缸的回液输送到P口，实现车辆紧急转向。转向系统与整机气路系统经气控换向阀9进行闭锁，整机未解制动时气控换向阀9切断转向器油液的供给，车辆无法转向，可以防止车辆在制动器制动状态下操作方向盘时磨损轮胎。

转向回路配备截止阀6，设定为常闭状态，在车辆故障检修和吊装整机运输时，操作截止阀可人为释放转向蓄能器的液压油，以防止误操纵方向盘造成周边设备损坏和人员伤害。

另外，制动回路经柱塞泵和制动蓄能器13向脚踏制动阀供液，与整机气路系统经气控换向阀14进行闭锁，操作此阀实现车辆的紧急制动与制动释放功能。蓄能器卸荷阀15控制信号取自传动系统液压油，车辆熄火后传动压力消失，蓄能器卸荷阀自动释放掉制动蓄能器内液压油，实现弹簧制动器动作。转向回路与制动回路配合使用，在满足整机转向性能时，又保证了整机的安全性。