铲运机静液压驱动系统与驻车系统的联锁装置

傅 挺

山东金岭矿业股份有限公司机械制造厂

铲运机静液压驱动系统与驻车系统的联锁装置

傅 挺

山东金岭矿业股份有限公司机械制造厂

铲运机静液压驱动与驻车制动系统联锁的方法。通过本方法实现了采用静液压作为驱动或行驶系统的机器（设备）的驱动与驻车制动的联锁功能—即设备的驻车制动系统不解除，驱动系统不输出的效果。这样可有效防止机器（设备）误动作，驻车制动器的过载以及安全事故的发生。

铲运机；驻车制动系统；机械控制轴向变量泵；轴向马达

一、前言

随着矿山设备技术的发展，铲运机在金属矿山的使用越来越广泛。山东金岭铁矿作为一个中小型矿山，井下所采用的铲运机大多为0.75m3、1.0m3。中小型铲运机大多采用静液压驱动，就是由机械控制轴向变量泵带动轴向马达组成。铲运机的制动系统主要包括驻车制动系统和行车制动系统。

二、问题提出

铲运机主要包括行走系统、转向系统、工作系统、液压系统和制动系统等组成。对地下矿山来说，由于巷道作业面窄、路面崎岖不平，保证铲运机的安全运行变得越来越重要。驻车制动系统对保证铲运机的停车安全起着重要地作用。机械控制轴向变量泵、轴向马达组成的静液压驱动系统广泛应用于工程机械、矿山机械、建筑机械、石油机械、农业机械等领域，主要被用作行驶驱动的无极变速输出，中小型铲运机大多采用此方案。而驻车制动也是这些机器设备必须装备的安全保护系统。在机动设备中，必须遵守这一原则：驻车制动（刹车）时就必须解除动力，行驶启动（起步）时就需要解除制动。在工程机械、矿山机械、建筑机械、石油机械、农业机械等领域中，为保证安全驾驶，上述原则更需要得到切实遵守。现在铲运机所采用的驻车制动系统的压力油来自机械控制轴向变量泵的补油泵，当车辆刚刚启动时候，补油压力压力达不到时，或者机械控制变量泵的补油泵出现问题时，盲目控制铲运机行驶会出现车辆一边制动一边行走的工况，对驻车制动器、机械控制轴向变量泵、轴向马达产生不可逆的损害。

目前，通过对车辆使用工况进行分析，急需一种能够实现行走系统和驻车制动系统的连锁装置。

三、解决问题

在工程机械领域，人们通过在变速箱变速齿轮轴设置离合器来实现驱动与驻车制动的联锁。但是，由机械控制轴向变量泵、轴向马达组成的静液压驱动系统本身具有无极调速和行驶制动功能，不需要变速箱来实现调速，因此，采用机械控制静液压驱动系统的行驶机械几乎不设置离合器，即：原动机和变量泵之间的动力无法解除，当变量泵伺服油缸不在中位时，输出动力会直达轮边。伺服油缸的机械控制系统由一系列连杆或软轴组成，运动阻力远远大于保持伺服油缸中位的弹簧复位力。

机器启动时，要保持原地不动，需要行驶动力输出为零。实际操作中，操作者仅凭经验无法精确保证机械控制轴向变量泵伺服油缸的中位位置，动力就可能传递到轮胎和驻车制动器。同时，为保证安全，操作规程要求此时驻车制动不能解除。这样，就出现了一边驱动，一边制动的情况。因驱动力大于驻车制动力，出现的后果：1、机器无法预计向前或向后移动，造成周边人、物伤害或机器自身损坏；2、驻车制动器摩擦副的损坏。

根据机械控制静液压驱动与驻车制动系统的特点，采用了以下二种技术手段：（1）利用轴向变量泵通向变量泵伺服油缸的两个工艺油口图1。（2）设计液控切断阀见图2。

具体做法：

利用油管将变量泵伺服油缸的两个工艺油口A、B分别连接液控切断阀的油口A、B，液控切断阀的油口K与制动器的控制压力油路连通，液压管路及原理见图3。图3所示位置，液控切断阀的油口K控制压力为零，伺服油缸两侧连通，机械控制的先导阀不论怎样操作，伺服油缸两侧液压力都是大小相等，方向相反，作用力相互抵消，伺服油缸在中位弹簧的作用下始终保持中位，这样，主泵便不能输出动力。机器的原动机无论是启动还是停止均可维持静止状态。当需要机器行驶或输出动力时，可将解除制动器的液压压力同时输入给液控切断阀的油口K，阀芯运动，切断油口A、B,伺服油缸两侧连通的管路就会断开，机械控制的先导阀就可以正常控制伺服油缸的运动，主泵就可根据需要正常工作。

四、铲运机静液压驱动系统与驻车系统的联锁装置的特点

铲运机静液压驱动系统与驻车系统的联锁装置实现了采用静液压作为驱动或行驶系统的机器（设备）的驱动与驻车制动的联锁功能—即设备的驻车制动系统不解除，驱动系统不输出的效果。这样可有效防止机器（设备）误动作，驻车制动器的过载以及安全事故的发生。

铲运机静液压驱动系统与驻车系统的联锁装置只需要增加安装液控切断阀，具有结构简单，安装检修方便的特点。只需改变液控切断阀的预紧力能够适用于不同的机械控制轴向变量泵、轴向马达组成的静液压驱动系统。

五、结语

通过试验证明，铲运机静液压驱动系统与驻车系统的联锁装置解决了目前设备存在的问题，同时符合国家标准的要求。该铲运机静液压驱动系统与驻车系统的联锁装置的应用成功，具有重要的推广价值和实际意义。