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公路養護車鑿槽機械手液壓系統
主機功能結構
公路的養護車是一種用于瀝青公路路面的養護機械設備，該車配置的5個自由度的半自動鑿槽機械手，使用大功率的液壓鎬，將液壓傳動與電氣控制相結合，可實現5個自由度的手動和半自動鑿槽作業。
圖1所示為機械手的結構示意圖，沿汽車大梁方向（縱向）水平安裝的兩根圓柱形導軌1上裝有在液壓缸推拉下可縱向移動的構件2，此構件上有一個與大梁上的圓柱形導軌呈空間正交的方槽形內導軌3（設有液壓缸和方形空心導柱4），導柱的內端與控制橫向移動的液壓缸連接，外端與夾持液壓鎬的夾持頭6連接。夾持頭由液壓馬達經齒輪傳動在導柱的端部可繞導柱中心以任意角度轉動。液壓鎬又可在夾持頭上的導槽內由液壓缸推拉上下移動，推拉的行程由霍爾元件控制。在鎬釬部分裝有由液壓馬達驅動的槽輪結構以控制鑿方形槽鎬刃與縱橫方向的一致。這樣的結構在液壓與電氣作用下就使鎬釬鑿槽機械的“手部”具有了5個自由度的動作功能。圖中X和y為液壓鎬在水平面內的橫向和縱向位移，分別由液壓缸驅動；Z為液壓鎬的升降位移，由液壓缸驅動控制鑿槽深度，達到規定深度后自動抬起；θ為液壓鎬鎬頭的回轉角，由于采用槽輪機構，鎬頭能在相互垂直的方向停留，以保證切出矩形槽；Φ為鎬頭的偏轉角，由液壓馬達通過齒輪驅動，根據路面情況可采用最有效的鎬頭沖擊偏轉角，以加快挖掘速度。
圖1 鑿槽機械手結構示意圖
1-圓柱形導軌；2-縱向移動構件；3-方槽形內導軌；4-方形空心導柱； 5-夾持頭上的導槽；6-夾持頭;7-液壓鎬；8-鎬頭；X-橫向移動；Y-縱向移動 ；Z-上下移動；Φ-鎬體偏轉角; θ-鎬頭回轉角
液壓系統及其工作原理
機械手的液壓系統原理圖如圖2所示。系統的油源為高壓齒輪泵3，泵的供油壓力設定與卸荷由電磁溢流閥4實現，壓力表及其開關5用于觀測系統壓力。系統的執行器有實現機械手Z、X、y方向運動液壓缸29、30、31和實現θ、Φ轉角的雙向定量液壓馬達32、33，液壓鎬28也由本系統供油。執行器29～33的運動方向依次由三位四通電磁換向閥13～17控制；機械手X、y、廬自由度的運動速度要求較嚴，通過進、出油口設置單向調速閥21及22、23及24、26及27進行回油節流調速；0自由度用節流閥即可達到其速度控制的要求。自由度Z的控制為減壓調速平衡方式，減壓閥8用于設定液壓鎬的壓下力（與路面的接觸力），此壓下力能使鎬不斷的適度沖擊進給，以防止因壓下力過大的力矩作用將車的一側抬起，平衡閥9用來平衡鎬體，防止液壓鎬因自重下移。液壓鎬采用節流閥18調速，工作壓力由減壓閥6設定，二位二通電磁換向閥作開關閥用，當液壓鎬鑿切地面至設定深度時，二位三通電磁換向閥自動切斷油路，此時減壓閥6作用終止，液壓鎬快速提起以進行下一個鑿切動作。
【 圖2機械手液壓系統原理圖】
電控系統
機械手采用繼電接觸式電控系統，整車的所有操縱元件和儀表集中設置于操作盤上。通過操作盤上的兩個十字主令器和兩個旋鈕即可操縱機械手的全部動作。機械手5個自由度的手動操縱與半自動操縱的電控原理圖如圖3所示。整個電路由24V蓄電池與發動機并聯供電，SA1為電源總開關。電磁溢流閥的電磁鐵線圈(10V)通電后液壓泵升壓，SA2為總卸荷按鈕。兩個十字型主令器及SAis開關可控制機。械手5個自由度的工作。SA4為手動、半自動轉換開關，半自動工作狀態時，液壓鎬頭能在X或y給定的方向上自動地進行步進式鑿槽，兩個霍爾元件AX1、AX2確定鎬頭工作的上、下位置，以提高工作效率。利用該電控系統中的十字主令器和中間繼電器，可實現機械手5個自由度的手動操作和各種動作之間的相互閉鎖。如X、y自由度只能單獨進行，以確保鑿槽成矩形，再如Z自由度向下時要求X、y、口自由度不能動作，以防止液壓鎬受損。
圖3機械手電控系統原理圖
技術特點
1)與傳統的人工持鎬開鑿作業相比，液壓傳動的機械手持鎬作業，效率高、動作靈活、定位準確、鑿槽規范、質量易于保證。
2)液壓系統兼作各執行器和液壓鎬的動力源，操縱控制及調節方便，電控系統配合，提高了自動化程度。由于液壓系統的電液控制元件均為開關量，便于采用可編程序控制器(PLC)實施控制。
分類：液壓行業知識
標簽： 液壓系統
