液压机械传动在矿山机械中的应用探讨

刘群芳

（中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司，沈阳　110023）

液压机械传动在矿山机械中的应用探讨

刘群芳

（中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司，沈阳110023）

摘要：文章研究液压机械传动在矿山机械中的应用中，主要采用了对比法和参考文献法。在对文献的探究以及对传统的方法上进行对比，从而了解到液压机械传动工作的原理及其特点。

关键词：液压机械传动；矿山机械；应用

液压传动具有着体积小、转动惯量小以及操作灵便，且在无极自动变速上能平稳进行的特点，所以在很多车辆以及机械中得以广泛应用。随着技术上的不断改进完善，其也成为了应用最为广泛的传动模式。本文的写作主要是为了分析相关内容，明确在现阶段的矿山机械中液压机械转动的重要作用。本文中结合传统的特点和实际的工作见闻，对液压机械传动在矿山机械中的应用进行探讨。

1　液压机械传动特点

从现阶段来说，我国的大多数矿产开采中都采用了液压机械传动系统。液压机械传动系统在机械上的应用将会在很大程度上提高整个工作系统的性能和效率，弥补传统机械传动的缺点，尤其是在应用中的不足。而同时，随着经济的迅速发展，技术要求也更加高，由于液压泵的容量较大等复杂的原因，所以液压传动系统的广泛应用受到很大程度上的限制。而与液力机械传动系统相比，液压机械传动系统具有以下两种特点：

（1）与传统相比，液压机械传动系统在传动效率上有了较大的提升，且在能源的消耗上也得到改善。无极变速传动是机械功率流与液压功率流并联的传动结合效果，而根据相关的资料显示，液压机械传动装载作业量已接近液力机械传动的 30%左右，并且燃料经济和理性也提升了25个百分点。

（2）在矿山的具体采矿作业中，液压机械传动系统能自动实现变速换挡，所以在操作上就更为简便了，相关工作人员只需在装置的操作中集中注意具体细节，而不需自己去进行变速调节，这在很大程度上提高了工作效率。

2　液压机械传动机理

图1　液压机械传动的工作原理

液压机械传动的工作原理具体见图1。液压机械无级变速器（HMT）的组成主要是机械变速机构、液压调速机构与汇流机构[1]。首先，发动机输出的动力主要有两路，一路是属于液压动力，主要是经过液压传动来传给太阳轮，一路是机械动力，通过离合器来传给行星架[2]。接下来，是通过差动轮系统来促使这两路动力之间进行合成，同时通过齿轮圈来输出去。在准备状态下，使离合器C1脱开、C2闭合，那么就经过液压传动将全部动力输出，这样机械就处于准备微动状态；在具体作业过程中，闭合离合器 C1并打开C2，同时借助电子控制来促使液压马达降速，使其转速由na降到0。这时所有的来自发动机的动力传递都是借由机械动力来进行传递，动机主要由液压传动的都降到0。从公式（1）来看，在马达作正反方向的回转时，那么输出功率也就相应地发生增大或减小的变化，因而在变速范围内会获得传动比是任意的，即无级变速传动。

nb=k + 1/k·nc-1/k·na（1）

式中，nb代表的是输出转速；

na和 nc代表的是转速，分别为液压马达转速和机械传动转速[3]；

k 代表的是行星排特性参数。

当液压马达的转速na处于较低状态时，液压就会传递出较小的动力，机械传递相对较大的动力，那么就会存在相对较高的传动效率。随着na的增加，就会相应地减小车速，而当 na等于0时，机械的档位车速为设定状态；当 na小于0时，随着 na的增加，车速也就会相应地增加。

3　对装载机变速器运动分析

在上文中已经提到了装载机变速器，其组成部分主要包括液压传动、机械传动与动力合成。

3.1机械传动部分

这一部分主要包括4个行星排、4个制动器，另外还有一个离合器C2（如图 1所示），主要是这几个组成部分。其中，第4行星排的行星架比较固定，在做好相应的分析之后可以将每一个档位的结合元件状态得出来，还能得出速比计算公式与效率。

3.2液压传动部分

液压传动的组成主要包括两部分内容，一是变量马达，一是变量泵，其速比 em=n∞/nE，n∞代表的意思是液压马达转速，nE代表的是发动机转速，ηH是传动系统的总功率。液压传动部分可以借助于伺服阀，继而来控制斜盘角度的变化，因此，就真正实现了无级变速功能。

3.3动力合成部分

差动轮系所处的档位不同，那么其具有的形式也不同，而最为主要的功能作用便是促使液压动力与机械动力二者合成的实现，具体可见图 2（a）；在机械所处档位为Ⅰ、Ⅲ时，行星排就会组成差动轮系，其中的构件7、8代表的分别是输入机械和液压动力，这两部分动力在经过了差动轮系进行合成之后，再通过构件10进行输出；具体见图 2（b）所示，在机械所处的档位状态为n时，差动轮系由行星排 f组成，构件8、9分别将输入液压传动动力与机械传动动力输入，在将二者进行合成之后，再由构件10进行输出。

图2变速器运动状态模式分析图

4　结束语

从上文的分析看来，将液压传动和机械传动进行有效结合是实现无极变速与平稳换挡的有效方法。这种方法将会有效提高传动系统的工作效率，从而也能提高机械传动的效率。所以总体来说，对于今后的工作当中出现的问题，一定要从机械传动的原理进行研究和改善，只有在技术上的进步才会促进矿山开采的效益。

参考文献：

[1] 卫吉明，刘新易，徐 展.纯水液压传动技术在矿山机械上的应用[J].中国科技博览，2012（28）：638.

[2] 赵昱东.水液压传动技术及其在矿山机械中应用展望[J].矿山机械，2004（09）：90-92.

[3]敖江.液压机械传动在矿山机械中的应用[J].装备制造技术，20l3（04）.