移動液壓技術(shù)越來越少

全球范圍內(nèi)完成了骯臟的工作。從安卡拉到蘇黎世，他們提供了挖掘，提升和推動泥土從一個地方到另一個地方的力量。他們推動，操縱和攔截了數(shù)千輛越野車。在建筑方面，他們在推土機，平地機，裝載機和挖掘機中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在農(nóng)業(yè)方面，它們一直是拖拉機和聯(lián)合收割機的支柱。

為何選擇液壓系統(tǒng)?因為，當談到將純粹的肌肉與移動性相結(jié)合時，很少有其他動力源可以匹配它。液壓系統(tǒng)可產(chǎn)生超過5,000 psi的壓力，使其能夠提供重型挖掘所需的力。它們可以承受污垢和水分的存在。它們可以輕松地用于旋轉(zhuǎn)或線性應(yīng)用。“在移動領(lǐng)域，許多負載是線性的，”維克斯移動控制產(chǎn)品銷售經(jīng)理Raj Oberoi說。“與電氣設(shè)備不同，液壓系統(tǒng)可輕松移動旋轉(zhuǎn)或線性負載。”

這些原因和其他原因是液壓系統(tǒng)沒有失去對移動市場的控制。每年，建筑，農(nóng)業(yè)和材料處理的制造商在液壓設(shè)備上的花費估計為110億美元。

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因此，液壓設(shè)備制造商不斷創(chuàng)新。大多數(shù)人都在努力使液壓設(shè)備更安靜，更高效，更省油，更可靠，更清潔。

但最重要的是，液壓制造商正在將更多功能集成到更小的包裝中。通過他們的努力，客戶可以實現(xiàn)更高的流量和壓力，同時消除了大量的軟管，配件，外部閥門和其他組件。

以下是移動流體動力創(chuàng)新的例子。這些例子說明了液壓系統(tǒng)制造商為將更多功能集成到更小的封裝中以及將更高效率集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中所做的大量努力。

液壓控制器可以停止“急動”轉(zhuǎn)向

大型鉸接式施工車輛因生澀而臭名昭著。無論駕駛員如何努力平穩(wěn)駕駛，車輛的大負荷都會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其反彈和搖晃。

大部分彈跳和搖晃通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳遞。對于工程師來說，這是一個不容易解決的問題。為了盡量減少急動，一些工程師增加了緩沖閥和止回閥，但在此過程中增加了成本和復(fù)雜性。

現(xiàn)在，來自明尼蘇達州伊甸草原的伊頓公司的工程師表示他們找到了更好的方法。該公司新推出的Char-Lynn 20系列轉(zhuǎn)向控制單元據(jù)說可以在不增加成本和復(fù)雜性的情況下最大限度地減少急動。

該系統(tǒng)的關(guān)鍵是一種新的液壓設(shè)計，在機構(gòu)的閥芯和套筒之間具有較寬的偏轉(zhuǎn)角。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通常采用10-15度的偏轉(zhuǎn)角，而Char-Lynn單元則提供30度。

通過采用更寬的偏轉(zhuǎn)角，該裝置可以更有效地調(diào)節(jié)加壓流體的流動，使系統(tǒng)能夠在操作者感覺到之前吸收急動。在操作過程中，操作員轉(zhuǎn)動方向盤，方向盤通過軸連接到閥芯。隨著車輪轉(zhuǎn)動，偏轉(zhuǎn)角增加，從而使得液壓流體能夠通過齒輪轉(zhuǎn)子計量到氣缸，從而使輪胎移動。伊頓高級設(shè)計工程師William J. Novacek表示，當設(shè)計使用較淺的偏轉(zhuǎn)角時，泵不會在操作員達到最大偏轉(zhuǎn)角之前，有足夠的時間達到全行程。“通過設(shè)計它以使用更寬的角度，我們允許操作員在進行硬停止之前將車輪進一步轉(zhuǎn)動，”Novacek說。“這使泵和優(yōu)先閥有時間在操作員達到最大偏轉(zhuǎn)之前提供必要的壓力和流量。”結(jié)果：操作員在轉(zhuǎn)向中感覺不到那么多的抽搐和“踢”。

Char-Lynn 20系列目前的額定功率為25加侖/分鐘，但由于新功能，某些單元最終將被評為高達33加侖/分鐘。Novacek說，通過消除對緩沖閥和/或蓄能器的需求，該裝置可在更小的包裝中提供更多的流量。據(jù)說它非常適用于鉸接式車輛，例如輪式裝載機，原木集材機，鏟運機和農(nóng)用拖拉機。

集成可降低成本，提高可靠性

Sauer-Sundstrand與New Holland UK之間的工程合作伙伴關(guān)系降低了安裝成本，提高了可靠性，并最大限度地減少了農(nóng)用拖拉機新液壓系統(tǒng)設(shè)計中的潛在泄漏。

這款拖拉機被稱為New Holland Series 40，采用閉式中央負載感應(yīng)系統(tǒng)(CCLS)，可確保在各種條件下進行響應(yīng)式轉(zhuǎn)向。由于采用了新設(shè)計，即使在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)向也不受液壓系統(tǒng)要求的影響。

更重要的是，該系統(tǒng)集成了大量軟管和配件，從而降低了成本并消除了泄漏路徑。CCLS由Sauer-Sundstrand位于英國威爾特郡的工程師設(shè)計，包括一個可變排量軸向柱塞泵和兩個固定排量齒輪泵。集成單元為高壓和低壓拖拉機功能以及轉(zhuǎn)向提供加壓流體。它還集成了一體式閥門，用于調(diào)節(jié)增壓，過濾器保護和活塞泵負載感應(yīng)。

通過其整合工作，New Holland在液壓系統(tǒng)上節(jié)省了高達30%的成本。大部分減少的原因是消除了部件和降低了勞動力成本。Sauer-Sundstrand的工程師說，新的集成設(shè)計消除了11個管道，20個配件和80個泄漏點?？傊?1個獨立的端口。

在運行過程中，變速泵為拖拉機的拖車制動器，液壓升降系統(tǒng)，遙控閥，離合器，四輪驅(qū)動系統(tǒng)和取力器提供壓力。其中一個固定排量泵為主泵提供油，而另一個為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，冷卻和傳動潤滑回路提供流量。

工程師表示，集成封裝的緊湊性使New Holland能夠為其他組件留出最大空間。由于流動通道，配件和彎頭的減少，功率損失最小化。此外，所有油箱返回都位于泵，不需要額外的管道。

CCLS單位已有十多年的發(fā)展歷史，預(yù)計將在農(nóng)業(yè)之外尋找應(yīng)用。“在有多種液壓服務(wù)要求的地方，集成系統(tǒng)的概念是合適的，”Sauer-Sundstrand工程總監(jiān)John Hudson說。“它同樣適用于卡車，公共汽車和建筑設(shè)備，也適用于農(nóng)業(yè)設(shè)備。”

制動閥停止管道'噩夢'

為越野設(shè)備布置管道可能是一個液壓噩夢。在建筑設(shè)備上存在大量液壓系統(tǒng) - 制動，轉(zhuǎn)向和推進等 - 使管道復(fù)雜性更加復(fù)雜。“有經(jīng)驗的用戶知道復(fù)雜液壓回路的缺陷，”明尼蘇達州北曼凱托MICO公司的設(shè)計師Ronald P. Middendorf指出，他是液壓元件制造商。“他們可能是一個主要的安裝問題。”

然而，通過將三個單元合二為一，MICO工程師希望能夠緩解一些令人頭痛的問題。該公司的踏板驅(qū)動集成串聯(lián)全功率制動閥將制動調(diào)節(jié)，蓄能器充電和制動踏板組件包裝成單個閥組件。

用于帶有負載感應(yīng)優(yōu)先閥的挖掘機，新裝置消除了四條液壓管路。這些包括兩條蓄能器管線和兩條油箱管線，如果蓄能器充電和制動器調(diào)制分開包裝，則這兩條線路都是必需的。

該裝置用于分離回路制動系統(tǒng)，在預(yù)定的壓力范圍內(nèi)為兩個蓄能器充電。蓄能器通過串聯(lián)的直動式閥芯裝置為制動器的致動提供必要的體積和壓力。該閥芯裝置向制動系統(tǒng)的兩半提供調(diào)節(jié)壓力控制，使得如果任一半失效，則閥的剩余部分繼續(xù)起作用。

新裝置將用于采礦，建筑和林業(yè)設(shè)備。

Middendorf說，系統(tǒng)的關(guān)鍵是消除液壓連接。“這就是業(yè)界想要的，”他說，“為了簡化這些機器上的液壓回路。”

液壓系統(tǒng)提高了打樁機的效率

每年，承包商都會為建筑工地的專家提供數(shù)千美元的資金。問題是，這些成本中大約有一半是在打樁機運輸?shù)浆F(xiàn)場期間產(chǎn)生的。在小型工作崗位上，運輸成為總成本的重要比例。

然而，使用新的水力設(shè)計，北愛爾蘭的一個承包商可能已經(jīng)解決了這個問題。北愛爾蘭安特里姆郡拉恩的Precast Foundations Piling的所有者James B. Russell用一種緊湊的新型液壓設(shè)計取代了傳統(tǒng)的打樁機。使用獨特的液壓設(shè)計使Russell能夠?qū)⒀b配好的打樁裝置安裝在6 x 4英尺卡車底盤的背面，將其運輸?shù)浆F(xiàn)場，并在沒有安裝時間的情況下使用。

新設(shè)計的關(guān)鍵是快速作用的液壓閥，大大減小了整個系統(tǒng)的尺寸。例如，使用這種技術(shù)的三輪錘打樁機的重量不到3.5噸。相比之下，傳統(tǒng)的三噸打樁系統(tǒng)通常重達五六噸。羅素的各種系統(tǒng)采用重量從3噸到10噸不等的錘子。

然而，結(jié)合快速作用的先導(dǎo)閥使Russell能夠顯著降低任何尺寸系統(tǒng)的總重量。他說，關(guān)鍵是機械效率更高。在操作過程中，一組兩個直徑為2英寸的液壓缸將三噸重的錘子移動到鉆機的框架內(nèi)。錘子頂部的可調(diào)節(jié)臂使Hamworthy工程有限公司提供的先導(dǎo)閥跳閘。這又打開一個“傾卸”閥，將加壓液壓油引導(dǎo)到系統(tǒng)油箱后部的平衡腔中。結(jié)果，三噸錘落下，

該系統(tǒng)的動力來自240馬力的Cummings渦輪增壓柴油發(fā)動機，該發(fā)動機驅(qū)動Dowty Industrial Corp.的兩臺25加侖/分鐘的泵。

Russell使用液壓技術(shù)代替齒輪和滑輪方法估計他的系統(tǒng)效率為90%。他說，典型的絞盤式系統(tǒng)效率約為50%。由此產(chǎn)生的效率使他能夠?qū)㈠N子的下落距離減半。一個三噸的系統(tǒng)需要一個只有18英寸的下落距離來驅(qū)動一個80噸的容量樁，相比之下，一個三英尺的下落距離可以實現(xiàn)與絞盤式鉆機相同的操作。“錘子的效率是我們能夠使這個系統(tǒng)比其他系統(tǒng)小得多的原因，”拉塞爾說。

拉塞爾正在考慮快速作用閥門技術(shù)的其他應(yīng)用。他希望將該技術(shù)許可用于機械沖頭，斷頭臺或自動關(guān)閉大型防火門，例如發(fā)電站的防火門。“這個系統(tǒng)的優(yōu)勢，”他說，“它保留了負載并迅速降低了它。”

如何使移動液壓系統(tǒng)使用壽命更長

當一個9個月大的泵在最后的工作日喘息時，用戶通常會認為它已經(jīng)過了充實的生活。

維克斯的工程師說，不是這樣。泵和其他液壓元件應(yīng)在數(shù)年后磨損，而不是數(shù)月。“液壓系統(tǒng)是可靠的，”維克斯主動維護計劃全球業(yè)務(wù)經(jīng)理David C. Downs指出。“問題在于液壓系統(tǒng)越來越復(fù)雜。今天的系統(tǒng)提供更高的性能并在更高的壓力下運行。因此，它們對污染更敏感。”

Downs估計，所有液壓系統(tǒng)故障的70%至90%是由液體污染引起的。在越野建筑和農(nóng)業(yè)的塵土飛揚的環(huán)境中，問題更加復(fù)雜。

這就是維克斯推出系統(tǒng)污染和主動維護計劃的原因。該計劃提供技術(shù)解決方案和產(chǎn)品，以解決污染引起的問題。其三個步驟涉及設(shè)定目標清潔度水平，選擇適當?shù)倪^濾器和采樣液。產(chǎn)品包括高效過濾器和呼吸器，現(xiàn)場顆粒計數(shù)器和流體實驗室服務(wù)。

該計劃對于設(shè)計工程師至關(guān)重要，他們可以在一開始就通過適當?shù)脑O(shè)計消除大部分的液壓故障。Downs建議OEM工程師在設(shè)計液壓機械時考慮以下幾點：

包括有效的呼吸器，以防止不需要的水分和顆粒。在大多數(shù)情況下，這意味著使用阻擋2-3微米顆粒和水的呼吸器。

確保氣缸桿具有足夠的刮水器能力或者它們上有靴子。

密封儲液器，以防止污垢進入。儲存器檢修板必須密封，回流管必須密封或焊接。

提供有效的過濾，適當?shù)胤胖迷谡麄€系統(tǒng)中。

將潤滑油添加到新機器時，請使用最佳過濾器。在正常操作期間，油多次通過過濾器。但是當它最初添加時，它只通過過濾器一次。

許多主要原始設(shè)備制造商在發(fā)貨前對產(chǎn)品進行測試，以確保它們在到達客戶現(xiàn)場之前包含清潔的油和適當?shù)倪^濾。一些制造商還指定了流體清潔度等級，并要求客戶定期報告以證明機器得到適當維護。