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[摘 要]铲斗自动调平液压系统可以有效的降低或者避免装载过程中物料损失的程度，将铲斗的定位功能进一步提升，这对滑移装载机工作效率的提升非常有必要的。本文对铲斗自动调平液压系统在滑移装载机中的应用进行了深入的研究与分析，通过有关指标与数据的计算，对铲斗自动调平液压系统进行全面的剖析，得出具有实际价值的参考数据，以期能够为相关工作人员的后续研究提供一些建议。
[关键词]液压系统；滑移装载机；热力平衡；试验验证
中图分类号：TH243.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）13-0126-02
引言
滑移装载机是工程建设中常用的一种小型多功能的机械设备，与传统装载机相比具有一定的特点：整机外形结构简单、尺寸较小，功率密度较大，能够执行的作业种类较多等。最为突出的特点就是，它能够在狭小的作业空间中完美的实现360度的原地旋转作业。因此，滑移装载机在工程建设领域受到人们越来越多的关注。细致研究了铲斗自动调平液压系统在滑移装载机中的应用。
1.调平液压系统的原理
调平液压系统通常只在滑移装载机动臂进行提升的过程中，才具有一定的调平功能。它的调平功能主要是通过装置中的一个流量阀来驱动，与此同时，铲斗提升调平的过程也恰恰是铲斗与动臂复合动作的一个过程[1]。原理图如下图1所示。动臂提升--铲斗端平：向后操作的时候，首导手柄与控制液压油。当液压油流入动臂换向阀a2口位置的时候，推动控制阀芯向上移动，液压油经过工作油口B1，然后流入到动臂油缸的无杆腔当中，实现铲斗动臂的举起，液压油从动臂液压缸无杆腔中流出，经过调平阀B口流入到设备内部流量分配阀之后，分成两路。一路经过右边的可调节阀与单向阀由C口出来，流入到铲斗油缸无杆腔中，出来之后再经过调平阀D位置实现回油。多余出来的液压油经过调平阀左边的可调节阀由A口位置流出，然后直接流入铲斗动臂换向阀作业油口A1位置实现回油[2]。通过顺利的对调平阀装置左右两个节流阀进行恰当调节，可以控制液压油流入斗杆液压缸中的流量，从而铲斗动臂在实现举升的过程当中，动臂转角与铲斗转角二者的变化量保持一致，实现调平铲斗的最终目的。
2.调平系统
2.1 作业装置提升调平的运动分析
如下图2所示，在动臂油缸无杆腔遇到液压油时，缸杆伸出来驱动动臂向上运动，摇臂开始向后转动；在动臂逐渐上升到一定程度的时候，通过连杆的作用，动臂就开始做向前、向上的动作，摇臂开始向前转动；从动臂油缸I有杆腔的液压油经过流量分配阀之后，部分液压油流入油缸的无杆腔中，使得整个油缸在动臂举升的全过程中，由始至终保持高度一致的伸出铲斗也自始至终保持在动臂举升之前的状态。换言之，就是铲斗动臂的转角以及转角的变化量始终保持高度一致，进而保证铲斗提升调平。
2.2 调平液压系统的计算与分析
动臂油缸的参数：油缸直径D1、杆的直径d1、行程为S1；铲斗油缸的参数：铲斗油缸直径D2、杆的直径d2、行程为S2。如上图2当中I的位置，在动臂油缸没有伸出时，同时铲斗在地面上完全处于放平状态时，则动臂油缸：X1----杆安装孔跟缸筒的前端面距离；铲斗油缸：Y1----杆安装孔跟缸筒的前端面距离。图2中II位置，在动臂油缸全部伸出时，铲斗调平最后阶段，则对于铲斗动臂油缸：X2----杆安装孔跟缸筒的前端面距离；铲斗油缸：Y1----杆安装孔跟缸筒的前端面距离。
此时，铲斗动臂油缸的行程变化量ΔX=X2-X1=S1；油缸变化量ΔY=Y2-Y1≠S2
于是，铲斗动臂油缸跟油缸流量的比值i=ΔX/ΔY
铲斗上升的调平流量的计算为：对动臂油缸的Q1=D12/4ΔX；缠斗油缸的Q2=Q1/i
于是，上升的調平量Q上=Q+1Q=2Q·（1+1/1i）
铲斗动臂油缸的流量Q1经过设备内部流量分配阀的时候，由右边的可调节流量阀调节流量为Q2，由左边的可调节流量阀调节流量为ΔQ。
于是，ΔQ/Q2=（Q1-Q2）/Q2=i-1（i>2）
由此可以得出，ΔQ>Q2，最终的回油流量比铲斗上升调平时候所需要的流量要多。由于通过油缸左右可调节阀的液压油流量比与通孔直径比是一样的，而且左边的可调节流量阀比右边的可调节流量阀节流孔要大些。这一理论就为滑移装载机油缸调节阀节流孔的设计提供了一个非常好的依据[3]。也就是说，一个节流孔计的大小算出来后，另一个节流孔的大小也随之计算出来。M公司中某型号产品上面设置的左、右两个节流孔的直径大小为20毫米、0.8毫米，也就是说左右两个节流孔的直径比是5：2，通过对样机进行测试，试验效果非常好。
与此同时，在主泵全部流量供应于铲斗提升调平的时候，因为铲斗从图2中I的位置到II的位置共有ΔX=S1，所以，铲斗提升的时间t上=Q上/S1=Q1（1+1/i）/S1。铲斗提升所需要花费的时间是衡量自动调平液压系统选型至关重要的性能指标。当动臂油缸与铲斗油缸二者的崛起力度值的计算得到满足的时候，接下来需要验证或者是修正滑移装载机主泵排量跟发动机转速，二者之间的相互关系。假如，主泵的排量已经确定，于是发动机原来所设定的转速就需要重新进行调整与选择。反之，就需要重新选定主泵的排量。尤其是在跟同类型的机械设备相比较的时候，假设铲斗在提升时所需要的时间较短，或者是接近一定的理想状态，如果偏长就需要考虑是否进行重新核算。
结束语
自动调平液压系统计算中的流量比对于铲斗设置中，左边节流阀通孔直径的设计大小有着非常重要的意义。假如设计的不科学、不合理，在进行调试实验过程中就需要更换很多次阀芯，由此才能够保障铲斗调平精度值在一定的合理误差范围内[4]。与此同时，滑移装载机的操作性能也因此会受到较大影响，所以，必须严格、缜密的计算。在我国目前工程建设中，此项铲斗自动调平液压系统已然运用在某种型号的滑移装载机上面，设备的性能极好、质量非常可靠，回访调查中，诸多用户机械设备的使用情况都非常良好。所以，铲斗自动调平液压系统可以广泛的运用在工程项目所需机械设备等系列产品之上，未来发展前景非常良好，为工程项目的建设起到积极的推动作用。必然会产生非常好的社会效益以及经济价值，提高人们生活的质量。
参考文献
[1] 单艳芬，胡昌云.基于滑移式装载机工作液压系统的关键部件设计[J].现代机械，2013，（04）：1-3+7.
[2] 姜万录，杨超，朱勇，王磊，周京干.开芯式负载敏感系统在高空作业车上的应用研究[J].工程机械，2012，43（11）：47-50+3.
[3] 韦家义，吕超.滑移装载机铲斗自动调平液压系统的研究[J].建筑机械化，2010，31（09）：67-68+87.
[4] 宗跃，崔玉仓，安志国.激光调平拖式平地机──一种高效、高精度土方施工设备[J].工程机械，2001，（05）：7-8.
[关键词]液压系统；滑移装载机；热力平衡；试验验证
中图分类号：TH243.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）13-0126-02
引言
滑移装载机是工程建设中常用的一种小型多功能的机械设备，与传统装载机相比具有一定的特点：整机外形结构简单、尺寸较小，功率密度较大，能够执行的作业种类较多等。最为突出的特点就是，它能够在狭小的作业空间中完美的实现360度的原地旋转作业。因此，滑移装载机在工程建设领域受到人们越来越多的关注。细致研究了铲斗自动调平液压系统在滑移装载机中的应用。
1.调平液压系统的原理
调平液压系统通常只在滑移装载机动臂进行提升的过程中，才具有一定的调平功能。它的调平功能主要是通过装置中的一个流量阀来驱动，与此同时，铲斗提升调平的过程也恰恰是铲斗与动臂复合动作的一个过程[1]。原理图如下图1所示。动臂提升--铲斗端平：向后操作的时候，首导手柄与控制液压油。当液压油流入动臂换向阀a2口位置的时候，推动控制阀芯向上移动，液压油经过工作油口B1，然后流入到动臂油缸的无杆腔当中，实现铲斗动臂的举起，液压油从动臂液压缸无杆腔中流出，经过调平阀B口流入到设备内部流量分配阀之后，分成两路。一路经过右边的可调节阀与单向阀由C口出来，流入到铲斗油缸无杆腔中，出来之后再经过调平阀D位置实现回油。多余出来的液压油经过调平阀左边的可调节阀由A口位置流出，然后直接流入铲斗动臂换向阀作业油口A1位置实现回油[2]。通过顺利的对调平阀装置左右两个节流阀进行恰当调节，可以控制液压油流入斗杆液压缸中的流量，从而铲斗动臂在实现举升的过程当中，动臂转角与铲斗转角二者的变化量保持一致，实现调平铲斗的最终目的。
2.调平系统
2.1 作业装置提升调平的运动分析
如下图2所示，在动臂油缸无杆腔遇到液压油时，缸杆伸出来驱动动臂向上运动，摇臂开始向后转动；在动臂逐渐上升到一定程度的时候，通过连杆的作用，动臂就开始做向前、向上的动作，摇臂开始向前转动；从动臂油缸I有杆腔的液压油经过流量分配阀之后，部分液压油流入油缸的无杆腔中，使得整个油缸在动臂举升的全过程中，由始至终保持高度一致的伸出铲斗也自始至终保持在动臂举升之前的状态。换言之，就是铲斗动臂的转角以及转角的变化量始终保持高度一致，进而保证铲斗提升调平。
2.2 调平液压系统的计算与分析
动臂油缸的参数：油缸直径D1、杆的直径d1、行程为S1；铲斗油缸的参数：铲斗油缸直径D2、杆的直径d2、行程为S2。如上图2当中I的位置，在动臂油缸没有伸出时，同时铲斗在地面上完全处于放平状态时，则动臂油缸：X1----杆安装孔跟缸筒的前端面距离；铲斗油缸：Y1----杆安装孔跟缸筒的前端面距离。图2中II位置，在动臂油缸全部伸出时，铲斗调平最后阶段，则对于铲斗动臂油缸：X2----杆安装孔跟缸筒的前端面距离；铲斗油缸：Y1----杆安装孔跟缸筒的前端面距离。
此时，铲斗动臂油缸的行程变化量ΔX=X2-X1=S1；油缸变化量ΔY=Y2-Y1≠S2
于是，铲斗动臂油缸跟油缸流量的比值i=ΔX/ΔY
铲斗上升的调平流量的计算为：对动臂油缸的Q1=D12/4ΔX；缠斗油缸的Q2=Q1/i
于是，上升的調平量Q上=Q+1Q=2Q·（1+1/1i）
铲斗动臂油缸的流量Q1经过设备内部流量分配阀的时候，由右边的可调节流量阀调节流量为Q2，由左边的可调节流量阀调节流量为ΔQ。
于是，ΔQ/Q2=（Q1-Q2）/Q2=i-1（i>2）
由此可以得出，ΔQ>Q2，最终的回油流量比铲斗上升调平时候所需要的流量要多。由于通过油缸左右可调节阀的液压油流量比与通孔直径比是一样的，而且左边的可调节流量阀比右边的可调节流量阀节流孔要大些。这一理论就为滑移装载机油缸调节阀节流孔的设计提供了一个非常好的依据[3]。也就是说，一个节流孔计的大小算出来后，另一个节流孔的大小也随之计算出来。M公司中某型号产品上面设置的左、右两个节流孔的直径大小为20毫米、0.8毫米，也就是说左右两个节流孔的直径比是5：2，通过对样机进行测试，试验效果非常好。
与此同时，在主泵全部流量供应于铲斗提升调平的时候，因为铲斗从图2中I的位置到II的位置共有ΔX=S1，所以，铲斗提升的时间t上=Q上/S1=Q1（1+1/i）/S1。铲斗提升所需要花费的时间是衡量自动调平液压系统选型至关重要的性能指标。当动臂油缸与铲斗油缸二者的崛起力度值的计算得到满足的时候，接下来需要验证或者是修正滑移装载机主泵排量跟发动机转速，二者之间的相互关系。假如，主泵的排量已经确定，于是发动机原来所设定的转速就需要重新进行调整与选择。反之，就需要重新选定主泵的排量。尤其是在跟同类型的机械设备相比较的时候，假设铲斗在提升时所需要的时间较短，或者是接近一定的理想状态，如果偏长就需要考虑是否进行重新核算。
结束语
自动调平液压系统计算中的流量比对于铲斗设置中，左边节流阀通孔直径的设计大小有着非常重要的意义。假如设计的不科学、不合理，在进行调试实验过程中就需要更换很多次阀芯，由此才能够保障铲斗调平精度值在一定的合理误差范围内[4]。与此同时，滑移装载机的操作性能也因此会受到较大影响，所以，必须严格、缜密的计算。在我国目前工程建设中，此项铲斗自动调平液压系统已然运用在某种型号的滑移装载机上面，设备的性能极好、质量非常可靠，回访调查中，诸多用户机械设备的使用情况都非常良好。所以，铲斗自动调平液压系统可以广泛的运用在工程项目所需机械设备等系列产品之上，未来发展前景非常良好，为工程项目的建设起到积极的推动作用。必然会产生非常好的社会效益以及经济价值，提高人们生活的质量。
参考文献
[1] 单艳芬，胡昌云.基于滑移式装载机工作液压系统的关键部件设计[J].现代机械，2013，（04）：1-3+7.
[2] 姜万录，杨超，朱勇，王磊，周京干.开芯式负载敏感系统在高空作业车上的应用研究[J].工程机械，2012，43（11）：47-50+3.
[3] 韦家义，吕超.滑移装载机铲斗自动调平液压系统的研究[J].建筑机械化，2010，31（09）：67-68+87.
[4] 宗跃，崔玉仓，安志国.激光调平拖式平地机──一种高效、高精度土方施工设备[J].工程机械，2001，（05）：7-8.