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公路养护车凿槽机械手液压系统
主机功能结构
公路的养护车是一种用于沥青公路路面的养护机械设备，该车配置的5个自由度的半自动凿槽机械手，使用大功率的液压镐，将液压传动与电气控制相结合，可实现5个自由度的手动和半自动凿槽作业。
图1所示为机械手的结构示意图，沿汽车大梁方向（纵向）水平安装的两根圆柱形导轨1上装有在液压缸推拉下可纵向移动的构件2，此构件上有一个与大梁上的圆柱形导轨呈空间正交的方槽形内导轨3（设有液压缸和方形空心导柱4），导柱的内端与控制横向移动的液压缸连接，外端与夹持液压镐的夹持头6连接。夹持头由液压马达经齿轮传动在导柱的端部可绕导柱中心以任意角度转动。液压镐又可在夹持头上的导槽内由液压缸推拉上下移动，推拉的行程由霍尔元件控制。在镐钎部分装有由液压马达驱动的槽轮结构以控制凿方形槽镐刃与纵横方向的一致。这样的结构在液压与电气作用下就使镐钎凿槽机械的“手部”具有了5个自由度的动作功能。图中X和y为液压镐在水平面内的横向和纵向位移，分别由液压缸驱动；Z为液压镐的升降位移，由液压缸驱动控制凿槽深度，达到规定深度后自动抬起；θ为液压镐镐头的回转角，由于采用槽轮机构，镐头能在相互垂直的方向停留，以保证切出矩形槽；Φ为镐头的偏转角，由液压马达通过齿轮驱动，根据路面情况可采用最有效的镐头冲击偏转角，以加快挖掘速度。
图1 凿槽机械手结构示意图
1-圆柱形导轨；2-纵向移动构件；3-方槽形内导轨；4-方形空心导柱； 5-夹持头上的导槽；6-夹持头;7-液压镐；8-镐头；X-横向移动；Y-纵向移动 ；Z-上下移动；Φ-镐体偏转角; θ-镐头回转角
液压系统及其工作原理
机械手的液压系统原理图如图2所示。系统的油源为高压齿轮泵3，泵的供油压力设定与卸荷由电磁溢流阀4实现，压力表及其开关5用于观测系统压力。系统的执行器有实现机械手Z、X、y方向运动液压缸29、30、31和实现θ、Φ转角的双向定量液压马达32、33，液压镐28也由本系统供油。执行器29～33的运动方向依次由三位四通电磁换向阀13～17控制；机械手X、y、庐自由度的运动速度要求较严，通过进、出油口设置单向调速阀21及22、23及24、26及27进行回油节流调速；0自由度用节流阀即可达到其速度控制的要求。自由度Z的控制为减压调速平衡方式，减压阀8用于设定液压镐的压下力（与路面的接触力），此压下力能使镐不断的适度冲击进给，以防止因压下力过大的力矩作用将车的一侧抬起，平衡阀9用来平衡镐体，防止液压镐因自重下移。液压镐采用节流阀18调速，工作压力由减压阀6设定，二位二通电磁换向阀作开关阀用，当液压镐凿切地面至设定深度时，二位三通电磁换向阀自动切断油路，此时减压阀6作用终止，液压镐快速提起以进行下一个凿切动作。
【 图2机械手液压系统原理图】
电控系统
机械手采用继电接触式电控系统，整车的所有操纵元件和仪表集中设置于操作盘上。通过操作盘上的两个十字主令器和两个旋钮即可操纵机械手的全部动作。机械手5个自由度的手动操纵与半自动操纵的电控原理图如图3所示。整个电路由24V蓄电池与发动机并联供电，SA1为电源总开关。电磁溢流阀的电磁铁线圈(10V)通电后液压泵升压，SA2为总卸荷按钮。两个十字型主令器及SAis开关可控制机。械手5个自由度的工作。SA4为手动、半自动转换开关，半自动工作状态时，液压镐头能在X或y给定的方向上自动地进行步进式凿槽，两个霍尔元件AX1、AX2确定镐头工作的上、下位置，以提高工作效率。利用该电控系统中的十字主令器和中间继电器，可实现机械手5个自由度的手动操作和各种动作之间的相互闭锁。如X、y自由度只能单独进行，以确保凿槽成矩形，再如Z自由度向下时要求X、y、口自由度不能动作，以防止液压镐受损。
图3机械手电控系统原理图
技术特点
1)与传统的人工持镐开凿作业相比，液压传动的机械手持镐作业，效率高、动作灵活、定位准确、凿槽规范、质量易于保证。
2)液压系统兼作各执行器和液压镐的动力源，操纵控制及调节方便，电控系统配合，提高了自动化程度。由于液压系统的电液控制元件均为开关量，便于采用可编程序控制器(PLC)实施控制。
分类：液压行业知识
标签： 液压系统
