一种用于履带式掘进钻车行走马达速度切换的控制方法

吴佼，赵建东，郭铁坤，王培郦，牛可，焦中兴，谭海，周桂生

（徐州徐工基础工程机械有限公司，江苏徐州221001）

1 概述

履带式液压掘进钻车是地下矿山常用设备，随着地下矿山的开采机械化程度提升，履带式掘进钻车因其性价比高等优点，在矿山的应用越来越广泛。行走马达是履带式掘进钻车的重要组成部件，行走马达的效率直接影响着整车的工作性能，故行走马达的效率的提升对于掘进钻车整机性能的提升尤为重要。

2 传统行走马达控制方法

行走马达多为液压先导控制，液压先导手柄可控制行走马达的速度快慢，具体工作原理如图1所示。

图1

图1 中，液压油经多路阀的P 口，进入马达，驱动马达工作，马达需要多少流量再由多路阀LS 口反馈回液压泵。采用液控先导手柄来控制行走马达的速度，具体计算如下：

式中 ηv——行走马达的容积效率

D——履带接地面的直径

由上式计算得出，当多路阀输出流量为150 L/min 时，行走马达速度为2.24 km/h，即先导手柄控制的行走马达速度范围为0~2.24 km/h。

3 行走马达速度切换控制方法

鉴于传统行走马达控制方法仅有一种最大行走速度，本文提出一种行走马达可实现速度切换的控制方法，见图2，具体工作原理如下：

图2

一般工况下，液压油从多路阀出来，从P1 口进入马达，驱动马达工作。此时液压油不会经过单向阀③，换向阀④，进入伺服油缸⑤；当路况好且马达需要高速运转时，打开手动换向阀①，高压油通过Ps 口驱动换向阀④换向，马达内部的高压油会通过单向阀②或者单向阀③（正反转），通过换向阀④进入伺服油缸⑤，使得马达强制变成小排量，由于油源流量不变，马达转速会增加，从而速度增大。平时采用90 L/min 流量的油源能保证马达在一般工况下有足够的转速和输出扭矩，在工况较好的情况下，通过改变马达的排量来增加转速，实现速度切换。

具体计算如下：

一般工况下，驱动轮转速

当打开阀1 之后，驱动轮转速

4 结论

在爬坡需要低速时，可关闭阀1，行走马达速度范围只在低速范围内波动，控制更为精准，提高整车行走效率；同时，对于油源的要求也低，在供油流量为90 L/min 的情况下，也能实现2.41 km/h 的高速，相比采用流量为150 L/min 的液压源，同一联阀，流量了小则成本低。有两档速度切换，满足了行走马达对于不同工况的适应性，整车的工作性能更加稳定与可靠。