轉向系統(tǒng)結構原理.doc

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XX重工集團輪式裝載機轉向系統(tǒng)介紹 裝載機的行駛方向是依靠轉向系統(tǒng)來進行操縱的，轉向系統(tǒng)能根據作業(yè)要求保持裝載機 穩(wěn)定地沿直線方向行駛或靈活地改變其行駛方向。裝載機的前后機架可繞其鉸接銷相對偏轉，在車架上裝雙作用液壓缸，缸頭與前車架鉸接，活塞桿與后車架鉸接，在液壓力驅動下，活塞運動，推動前后車架作相對偏轉而進行轉向。 全液壓轉向系統(tǒng) 1、全液壓轉向系統(tǒng)概述：轉向泵來油經過單穩(wěn)閥以穩(wěn)定流量供給全液壓轉向器,方向盤帶動轉向器的閥芯控制了配油方向，從而驅動轉向油缸活塞運動，推動前后車架繞鉸接銷作相對偏轉而進行轉向。全液壓轉向系統(tǒng)，駕駛時，操作輕便，安全可靠。 2、全液壓轉向系統(tǒng)主要構成：油箱、粗、精濾油器，，轉向液壓缸等組成。ZL30H機型主要由油箱、粗、精濾油器，CBY2050齒輪液壓泵，BZZ1-500型擺線式全液壓轉向器，F(xiàn)LD-F38W單路穩(wěn)定分流閥，F(xiàn)KA10/16閥塊 ，轉向液壓缸等組成。 3、全液壓轉向系統(tǒng)工作原理：（系統(tǒng)原理見圖） 1、吸油濾油器 2、轉向泵 3、回油濾油器 4、單路穩(wěn)定分流閥 5、全液壓轉向器 6、閥塊 7、轉向油缸 轉向系統(tǒng)的工作狀況可分為：直線行駛和轉向（ZL30H最大轉向擺動角為38） 當發(fā)動機工作，帶動齒輪液壓泵旋轉。這時油箱內的液壓油通過粗濾器粗濾，到轉向泵,經過單穩(wěn)閥以穩(wěn)定流量供給轉向器,方向盤帶動轉向器的閥芯控制了配油方向。當方向盤不動，轉向泵來油經轉向器直接返回油箱，系統(tǒng)處于空循環(huán)狀態(tài)，裝載機直線行駛。當方向盤左轉時，方向盤帶動控制閥反時針旋轉,轉向泵來油經轉向器進入左邊油缸的小腔和右邊油缸的大腔，從而推動左邊轉向油缸的活塞桿往缸筒里縮進和右邊轉向油缸的活塞桿往外伸出，實現(xiàn)裝載機向左轉向，同時轉向油缸另一腔的油液沿轉向器回油口回油箱。當方向盤右轉時，轉向泵來油經轉向器進入右邊油缸的小腔和左邊油缸的大腔，從而推動右邊轉向油缸的活塞桿往缸筒里縮進和左邊轉向油缸的活塞桿往外伸出，實現(xiàn)裝載機向右轉向。方向盤旋轉一點，裝載機就轉動一點，直到車架折彎（最大轉向擺動角），方向盤停止轉動，轉向運動亦停止。 4、齒輪泵（作用、結構、原理）：齒輪泵是一種中高壓通用液壓元件。它具有結構簡單、工作可靠和維修方便等特點。廣泛用于工程機械、起重機械和礦山機械等液壓裝置上，作為液壓動力元件。ZL30H機型選用了CBY2050轉向泵，額定工作壓力：10Mpa， 泵排量：50ml/r。齒輪泵固定在變速箱上。由發(fā)動機通過齒輪副驅動。CBG泵為外齒輪嚙合齒輪泵，由相互嚙合的一對主、被動齒輪、泵體、泵蓋、側板、軸承、密封件等組成。 1、從動齒輪 2、前泵蓋 3、滾針軸承 4、油封 5、主動齒輪 6、泵體 7、側板 8、密封環(huán) 9、圓柱銷 10、緊定螺釘 11、O型密封圈 12、O型密封圈及襯墊圈 （油泵側板上的盲孔為卸荷槽，應對準壓油腔，側板上的通孔應對準吸油腔） 當動力帶動油泵主動齒輪旋轉時帶動被動齒輪旋轉，輪齒開始退出嚙合處為吸油腔(大口)，體積由小變大，形成局部真空，油箱中的液壓油在大氣壓的作用下吸入吸油腔，且隨齒輪旋轉被帶到壓油腔。這就是齒輪泵的吸油過程。輪齒開始進入嚙合處為壓油腔(小口)，體積由大變小，油液被除數擠出油腔。這就是齒輪泵的壓油過程。吸油腔和壓油腔是被齒輪的嚙合接觸線以及徑向間隙和端面間隙所隔開。（見圖） 當齒輪繼續(xù)放置嚙合時，在出油腔一側當第二對齒開始嚙合，第一齒尚示脫離嚙合時，齒槽內的油液處于封閉狀態(tài)，形成閉死容積，其閉死容積的油液隨容積逐漸減少而產生高壓，易引起油溫升高，軸承負荷增大，功率損耗增大和零件損壞等，因此在側板上設有卸壓槽卸壓，來消除這種不利現(xiàn)象。 齒輪泵常見簡單故障的分析和排除：齒輪泵在正常工作一段時間后，出現(xiàn)供油不足或壓力上不去，可拆檢下列幾項，1、側板工作面是否磨損嚴重，有無明顯溝痕。輕微磨損可通過研磨恢復表面精度，注意要保證側板兩平面的平等度，不得彎曲變形。同時檢查齒輪端面，5。并對端面進行研磨和拋光。齒廓應光滑無劃手感覺。2、密封件損壞，需要更換密封件。 5、單路穩(wěn)定分流閥（作用、結構、原理）：主要用于液壓轉向系統(tǒng)在油泵供油量及系統(tǒng)負荷變化的情況下，通過分流閥來保證轉向器所需的穩(wěn)定流量，以滿足主機轉向性能的要求。由一個流量控制閥和一個安全閥組成。當油泵來油小于穩(wěn)定流量時，油直接供向轉向器，當油泵來油大于穩(wěn)定流量時，多余的油流回油箱。這樣使油泵通往轉向器的油流量穩(wěn)定在一定數值上，不使供給轉向的油流量隨發(fā)動機轉速高低而發(fā)生很大的變化，以達到轉向性能穩(wěn)定。當A口負載發(fā)生變化時，節(jié)流閥兩端壓力形成壓差，推動閥芯，多余的油流回油箱，保證通過節(jié)流閥后的流量一定，從而保證轉向勻速。ZL30H機型選用了FLD-F38W恒流閥,公稱穩(wěn)定流量為38 L/min ，其穩(wěn)定流量在34∽42L/min,取額定轉速2200r/min時的穩(wěn)流量為42L/min,怠速750r/min時的穩(wěn)流量為34L/min。 6、擺線式全液壓轉向器（作用、特點、結構、原理、分解與裝配）：以ZL30H為例，采用BZZ1-500型擺線式全液壓轉向器，理論排量500ml/r， 最大工作壓力10Mpa，允許最大背壓 4Mpa，結構形式為開心無反應式。 圖Ⅱ 全液壓式轉向器（直線行駛時） 1、圓柱 2、計量馬達定子 3、控制閥芯 4、閥套 5、連接軸 6、銷 7、定位彈簧片 8、轉向軸 9、閥體 10、閥套 11、計量馬達轉子 圖Ⅲ 全液壓轉向器左轉時計量馬達 圖Ⅳ擺線式全液壓轉向器外形 中的溢流路線 按工作原理分，全液壓轉向器主要為二部分，即配油部分和計量部分。它由連接塊、閥蓋、閥體、定位彈簧片、銷、閥套、閥芯、隔盤、定子、轉子等組成。 其中轉子和定子為一對擺線針齒內嚙合齒輪，定子（七齒）固定不動，轉子（六齒）在定子內轉動，二者相差一個齒，轉子繞定子順轉一圈，同時繞自身軸線反向轉過一個齒。轉向時它起著計量馬達的作用，根據方向盤轉動角度的大小計量地將液壓泵輸來的壓力油供入回轉液壓缸中實現(xiàn)轉向。當方向盤不轉動時，閥芯和閥套在三對定位彈簧片的作用下，處于中立位置，切斷向液壓缸供油，閥套上孔b與芯上孔h對齊，此時由液壓泵送入進油口A的油液，經圖中黑線所示路線直接返回油箱。當方向盤轉動時，液壓泵輸來的壓力油帶動閥芯轉動，此時閥套不動，轉過一定角度后，關閉了中立位置。壓力油通過閥芯和閥套上的槽和孔進入計量馬達，并使轉子旋轉，從而帶動了連接軸和銷，使閥套跟隨作同步轉動，直到閥芯回到中立位置，配油停止。再轉動方向盤，又開始下一個動作。 當裝載機左轉彎時，如圖Ⅲ所示，方向盤帶動控制閥反時針旋轉，閥套不動，由于孔h與孔b已錯開，同液壓泵送來的壓力油不能再象中立位置那樣直接返回油箱，此時控制閥上的六條短槽與閥套上的六個孔溝通，壓力油進入計量馬達N、D、P油腔。進入這些油腔的壓力油力圖擴大這些油腔的容積，迫使轉子繞定子的軸線按順時針方向沿定子的齒公轉，使Q、R、S、T油腔的容積逐漸縮小，油腔R、S、T里的油液被擠出，沿閥套上另外6個孔與閥芯上6個短槽溝通的孔，經油口D進入左邊油缸的小腔和右邊油缸的大腔，從而推動左邊轉向油缸的活塞桿往缸筒里縮進和右邊轉向油缸的活塞桿往外伸出，實現(xiàn)裝載機向左轉向，同時轉向液壓缸另一腔的油液沿著油口C經回油口B回油箱。 ZL30H機型轉向器上裝了閥塊FKA10/16，由單向閥、溢流閥和雙向緩沖閥組成。溢流閥安裝在進油孔和回油孔相通的閥孔內，調定壓力為10Mpa，限制轉向器的最大壓力為10Mpa，保護轉向系統(tǒng)。當油缸在極限位置時，該閥能保證卸荷。雙向緩沖閥保護液壓轉向系統(tǒng)免受外界反作用力經油缸傳來的高壓力沖擊，確保油路安全，調定壓力為16Mpa，當油缸壓力超過16Mpa時溢流。用螺絲刀逆時針方向調整轉向器閥塊調壓螺絲，調高壓力，順進針旋轉為減壓。 7、轉向油缸（作用、結構、原理、分解與裝配）：裝載機油缸一般采用HSG型工程用雙作用單活塞桿型油缸。主要由后端蓋（缸頭）、缸筒、活塞、活塞桿、密封件、前端蓋組成。后端蓋將缸筒一端封閉，并有將液壓缸與機架連接的作用，后端蓋與缸筒采用焊接的連接型式。前端蓋將液壓缸的活塞桿腔封閉，并起著為活塞桿導向、防塵和密封的作用。缸筒一般用熱軋或冷拔無縫鋼管內圓珩磨加工而成，要求有足夠的強度和沖出韌性，有些還要求有良好的焊接性能。前端蓋與缸筒的連接型式有三種：螺紋連接、內卡環(huán)連接、法蘭連接。ZL20、ZL30油缸采用螺紋連接，ZL40油缸、ZL50、ZL60提升油缸采用內卡環(huán)連接，ZL50、ZL60翻斗油缸采用法蘭連接。活塞由活塞體、密封件、導向環(huán)組成?；钊w可以選用高強度鑄鐵HT200—300、球墨鑄鐵，35鋼、45鋼等。密封件選用取決于壓力、速度、溫度和工作介質等因素。一般用O型密封圈、格來圈、導向環(huán)。 分解與裝配：當油缸使用一段時間后出現(xiàn)質量問題，比如內泄嚴重、活塞桿卡死、活塞桿折斷等現(xiàn)象時，需要對油缸進行解體檢查。解體時需注意不能破壞活塞、活塞桿外圓、缸 筒內壁等重要表面，所有的零件必須作好標記，分類擺放在干凈的地方。組裝的順序與解體順序相反，組裝前所有零件必須清洗干凈，一些密封件的裝配必須用專用輔助工具，以免損壞零件。組裝完成后，用壓縮空氣檢查密封性和活塞桿運行是否自如。 轉向油缸總成 1.油杯 2.襯套 3.開口銷 4.開槽螺母 5.孔用支承環(huán) 6.格來圈 7.O型圈 8.活塞 9.活塞桿 10.缸體 11.導向套 12.軸用支承環(huán) 13.斯特封 14.O型圈 15.軸封 16.內卡鍵 17.擋環(huán) 18.軸用擋圈 19.防塵圈 20.關節(jié)軸承 21.孔用彈擋 8、全液壓轉向系統(tǒng)壓力調整方法：調節(jié)轉向器上的調壓閥，順時針旋轉系統(tǒng)壓力下降，逆時針旋轉系統(tǒng)壓力上升。 9、技術保養(yǎng) （1）轉向系統(tǒng)的工作油應清潔、干凈，根據實際工作情況，半年更換一次。 （2）為了保持系統(tǒng)的油液的清凈，濾油器在一個月左右必須清洗一次。 （3）根據實際情況，在半年內至一年內，對轉向系統(tǒng)的部件：單路穩(wěn)定分流閥、轉向液壓缸等檢修清洗一次，裝拆時應注意保護，不得碰傷損壞，并要洗干凈。 先導流量放大液壓轉向系統(tǒng) 1.概述：CY966裝載機是采用先導流量放大轉向系統(tǒng)，方向盤帶動全液壓轉向器的閥芯控制了先導泵來油的配油方向控制轉向泵來油經流量放大閥來驅動轉向油缸活塞運動，推動前后車架繞鉸接銷作相對偏轉而進行轉向。方向盤未轉動時，轉向泵來油將通過優(yōu)先閥并入工作液壓系統(tǒng)。轉向時，轉向泵來通過優(yōu)先閥優(yōu)先保證轉向所需用油。駕駛時，操作輕便，安全可靠。 2.轉向系統(tǒng)主要由先導泵、壓力管路過濾器、轉向泵、卸載閥、優(yōu)先型流量放大閥、轉向油缸、全液壓轉向器、吸油濾油器、回油濾油器、油散熱器等組成。 （一） 先導流量放大轉向系統(tǒng)工作原理 圖3-14為轉向系統(tǒng)原理圖。流量放大閥上的安全閥調定壓力為16Mpa，先導泵安全閥調定壓力為2.5Mpa。 當發(fā)動機運轉、方向盤未轉動時，先導泵提供的先導油不流過轉向器而去工作裝置液壓系統(tǒng)的先導控制系統(tǒng)。此時，流量放大閥的閥芯兩端沒有先導控制油。在彈簧力作用下，閥芯處在中位，切斷轉向泵來油，轉向泵輸出的液壓油將通過優(yōu)先閥并入工作液壓系統(tǒng)。 轉向時，轉向泵輸出的液壓油通過優(yōu)先閥優(yōu)先保證轉向所需用油。 當方向盤左轉時，先導泵提供的先導油經全液壓轉向器到達流量放大閥a口，推動閥芯 右移。轉向泵來油經流量放大閥到達右轉向油缸大腔和左轉向油缸的小腔，使裝載機實現(xiàn)左轉行駛。 當方向盤右轉動時，先導油經全液壓轉向器到達流量放大閥b口，推動閥芯右移。轉向泵的來油經流量放大閥進入左轉向缸大腔和右轉向缸小腔，使裝載機實現(xiàn)右轉向。 圖3-7轉向系統(tǒng)原理圖 1.吸油濾油器 2.轉向泵(帶先導泵) 3.壓力管路過濾器 4.全液壓轉向器 5.轉向油缸 6.優(yōu)先型流量放大閥 7.卸載閥 8.油散熱器 9.回油濾油器 C.先導溢流閥 (二)先導流量放大轉向系統(tǒng)主要部件的結構性能 1.轉向泵(帶先導泵)：CBGj2080/1010-XF。 其中CBGj2080為轉向泵，理論排量：80ml/r，額定工作壓力20Mpa；其中CBGj1010先導泵理論排量：10ml/r，額定工作壓力20Mpa。先導泵是為裝載機控制系統(tǒng)提供動力的作用，它一方面提供轉向器動力，另一方面提供先導操縱系統(tǒng)的動力。先導泵出油口并聯(lián)了先導溢流閥壓力為2.5Mpa。 2. 壓力管路過濾器：PLF-C6010P，公稱流量60L/min，過濾精度10μm。 3.全液壓轉向器: BZZ3-125, 結構與開心式全液壓轉向器基本相同，只是轉向器中位時處于斷路狀態(tài)（閉心），即當轉向器不工作時，液壓油被轉向器截止，此時轉向器入口為高壓力。 4. 轉向油缸：缸徑φ90，桿徑φ50，最小安裝距930，行程570，工作壓力16Mpa。 5. 優(yōu)先型流量放大閥：ZLF25A11。 安全閥壓力16Mpa，公稱流量160L/mi，A、B口穩(wěn)流范圍：11010L/min。 該閥是利用小流量的先導油推動主閥芯移動，來控制轉向泵過來的較大流量的壓力油進入轉向油缸，完成轉向動作。閥芯移動是由方向盤轉速控制，轉速越快，移動量越大，轉向速度越快。當轉向系統(tǒng)不工作時，轉向泵來油推開優(yōu)先閥芯合流到工作系統(tǒng)。 6.卸載閥：SXH25A2，卸載壓力18Mpa，公稱流量160L/mi。 工作系統(tǒng)處于低壓大流量時，卸載閥能把轉向泵來油合流到工作系統(tǒng)，降低工作泵排量；工作系統(tǒng)處于高壓小流量時，實現(xiàn)轉向泵來油低壓卸荷。