摘 要：為滿足各種輪胎式、履帶式挖掘機抓料機和救援機器上快速更換不同的配套屬具需

求，采用屬具快換控制液壓系統(tǒng)進行屬具快換控制。以德國HKS公司的TR-K180[1]的屬具快換機構(gòu)液壓系統(tǒng)設(shè)計為例，淺談屬具快換的結(jié)構(gòu)及工作原理，屬具快換對液壓系統(tǒng)控制的技術(shù)要求以及屬具快換控制液壓系統(tǒng)原理分析。結(jié)果表明通過深入的工況使用分析和地震救援現(xiàn)場產(chǎn)品的試驗均驗證了這種屬具快換液壓系統(tǒng)無論是在功能上還是在安全設(shè)計考慮角度方面都能很好了滿足屬具快換的工作需求。

關(guān)鍵詞： 屬具;快換控制;液壓油缸;液壓系統(tǒng)

引言

在工程機械產(chǎn)品使用上，尤其是在輪胎式、履帶式挖掘機、抓料(鋼)機和救援機器上，很多時候根據(jù)使用工況不同，需要快速更換不同的配套屬具，使機器充分發(fā)揮效能，完成多種作業(yè)，提高了機器的性價比。傳統(tǒng)作業(yè)屬具的更換方法須通過人工拆裝連接軸銷來進行更換，需要專用的拆卸和安裝工具，熟練工人更換一次作業(yè)裝置耗時在1?h以上，這種更換方式既費時又費力。如果安裝了屬具快換機構(gòu)及其快換控制液壓系統(tǒng)，駕駛員在駕駛室內(nèi)通過操縱手柄和按鈕控制，就能輕松在作業(yè)現(xiàn)場完成各種作業(yè)裝置的快速拆裝，既保證了施工安全，又減少了拆卸安裝時間，還能避免銷軸在拆裝過程中的損壞。本文以國家“十二五”

科技支撐計劃項目：20噸型“雙動力雙臂手智能型救援工程機械”一個工作臂上配套的德國HKS公司TR-K180屬具快換機構(gòu)液壓系統(tǒng)選型設(shè)計為例，淺談屬具快換液壓系統(tǒng)工作控制原理。

1 屬具快換的結(jié)構(gòu)及工作原理

圖1為HKS TR-K180 快換結(jié)構(gòu)外形圖，共有三個部分組成：(1)與主機工作臂頭部連接機構(gòu)：通過四連桿機構(gòu)可以很靈活的與各種挖掘機、抓料機和救援機器上吊臂頭部進行機械連接;(2)快換鎖緊機構(gòu)：這兩根單桿活塞液壓油缸的活塞桿可以分別當作連接軸銷使用，通過兩根液壓油缸的全程往復(fù)運動來分別實現(xiàn)與各種屬具的連接和脫開。當這兩根液壓油缸無桿腔都進入一定值壓力油后，會推動液壓油缸活塞桿全部伸出去，活塞桿會穿過屬具上的連接孔后，將快換機構(gòu)與屬具連接為一體，實現(xiàn)了與屬具的快速安裝功能;相反當這兩根液壓油缸有桿腔都進入一定值壓力油后，會推動液壓油缸活塞桿全部縮回來，活塞桿會自動斷開與屬具上的孔連接，這樣就實現(xiàn)了快換機構(gòu)與屬具快速與自動脫開功能;(3)與屬具連接機構(gòu)：通過在快換機構(gòu)和屬具連接機構(gòu)上分別安裝配套的公母快速接頭體，就實現(xiàn)了吊臂上

屬具工作油路通過快換機構(gòu)后能與下部的屬具油路快速自動接通與脫開功能。

2 屬具快換對液壓系統(tǒng)控制的技術(shù)要求

本文的研究重點是屬具快換液壓系統(tǒng)工作控制原理分析，根據(jù)HKS TR-K180快換機構(gòu)使用說明書中介紹，當快換鎖緊機構(gòu)的兩根液壓油缸無桿腔始終保存至少大于11MPa壓力油后，會推動液壓油缸活塞桿始終處于全部伸出去狀態(tài)，這樣活塞桿就會始終穿過屬具上的連接孔后，將快換機構(gòu)與屬具連接為一體，整機就可以利用此屬具進行工況作業(yè)，當完成此工況作業(yè)后需要快速更換屬具，則通過駕駛員操作控制給這兩根液壓油缸有桿腔都進入一定值壓力油后，會推動液壓油缸活塞桿全部縮回來，活塞桿就會自動斷開與屬具上的孔連接，這樣快換機構(gòu)與此屬具就實現(xiàn)了快速自動脫開。根據(jù)上述的屬具作業(yè)工況和屬具與快換機構(gòu)連接和

脫開過程，對屬具快換控制液壓系統(tǒng)設(shè)計選型提出以下幾點技術(shù)要求：只有液壓油缸無桿腔始終存在至少大于11MPa壓力油，才能確保活塞桿始終以全伸出去狀態(tài)穿過屬具上的連接孔，與屬具牢靠的連接。屬具與快換機構(gòu)連接后，考慮屬具會長時間隨著主機進行各種復(fù)雜工作，在此工作過程中會對此液壓油缸產(chǎn)生很大沖擊力，同時考慮液壓油缸都存在一定的內(nèi)泄，所以液壓系統(tǒng)控制上一定要考慮增加液壓油缸無桿腔安全鎖緊功能控制，并始終需要給液壓油缸的無桿腔進行補油，并時時可以檢測其工作壓力值，并可進行低壓報警功能;當液壓油缸的有桿腔進入一定值壓力油后，要求控制活塞桿快速平穩(wěn)的全部縮回到缸筒內(nèi);對于快換控制要求操作要簡單可靠，并且要考慮充分利用主機液壓系統(tǒng)中的現(xiàn)有液壓動力源來控制，而不必再另外增加液壓動力源。