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(jī)，平地機(jī)，裝載機(jī)和挖掘機(jī)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(jī)和聯(lián)合收割機(jī)的支柱。

為何選擇液壓系統(tǒng)?因?yàn)?，?dāng)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(fù)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(fù)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(fèi)估計(jì)為110億美元。

Atlantic Design&Manufacturing是東海岸領(lǐng)先的設(shè)計(jì)工程師貿(mào)易展，提供最新的3D打印，自動化和CAD / CAM軟件，包括FedEx，GE Appliances，Procter&Gamble以及其他數(shù)百種軟件。

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(shí)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(fù)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(dá)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(jì)，在機(jī)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(jì)量到氣缸，從而使輪胎移動。伊頓高級設(shè)計(jì)工程師William J. Novacek表示，當(dāng)設(shè)計(jì)使用較淺的偏轉(zhuǎn)角時，泵不會在操作員達(dá)到最大偏轉(zhuǎn)角之前，有足夠的時間達(dá)到全行程。“通過設(shè)計(jì)它以使用更寬的角度，我們允許操作員在進(jìn)行硬停止之前將車輪進(jìn)一步轉(zhuǎn)動，”Novacek說。“這使泵和優(yōu)先閥有時間在操作員達(dá)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(dá)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(jī)，原木集材機(jī)，鏟運(yùn)機(jī)和農(nóng)用拖拉機(jī)。

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(jī)新液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的潛在泄漏。

這款拖拉機(jī)被稱為New Holland Series 40，采用閉式中央負(fù)載感應(yīng)系統(tǒng)(CCLS)，可確保在各種條件下進(jìn)行響應(yīng)式轉(zhuǎn)向。由于采用了新設(shè)計(jì)，即使在低發(fā)動機(jī)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(jì)，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(jī)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(hù)和活塞泵負(fù)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(dá)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(jì)消除了11個管道，20個配件和80個泄漏點(diǎn)。總之，它包含21個獨(dú)立的端口。

在運(yùn)行過程中，變速泵為拖拉機(jī)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?yàn)槠渌M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(jì)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(jìn)等 - 使管道復(fù)雜性更加復(fù)雜。“有經(jīng)驗(yàn)的用戶知道復(fù)雜液壓回路的缺陷，”明尼蘇達(dá)州北曼凱托MICO公司的設(shè)計(jì)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(fù)載感應(yīng)優(yōu)先閥的挖掘機(jī)，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(jī)器上的液壓回路。”

液壓系統(tǒng)提高了打樁機(jī)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(jī)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場期間產(chǎn)生的。在小型工作崗位上，運(yùn)輸成為總成本的重要比例。

然而，使用新的水力設(shè)計(jì)，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(jì)取代了傳統(tǒng)的打樁機(jī)。使用獨(dú)特的液壓設(shè)計(jì)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(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，并在沒有安裝時間的情況下使用。

新設(shè)計(jì)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(jī)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(dá)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(jī)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(jī)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(jī)，該發(fā)動機(jī)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(jì)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(shí)現(xiàn)與絞盤式鉆機(jī)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(jī)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(fù)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(dāng)一個9個月大的泵在最后的工作日喘息時，用戶通常會認(rèn)為它已經(jīng)過了充實(shí)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(hù)計(jì)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(yùn)行。因此，它們對污染更敏感。”

Downs估計(jì)，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(yáng)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(hù)計(jì)劃的原因。該計(jì)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(biāo)清潔度水平，選擇適當(dāng)?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(jì)數(shù)器和流體實(shí)驗(yàn)室服務(wù)。

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

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(jìn)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(dāng)?shù)胤胖迷谡麄€系統(tǒng)中。

將潤滑油添加到新機(jī)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(dāng)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(jìn)行測試，以確保它們在到達(dá)客戶現(xiàn)場之前包含清潔的油和適當(dāng)?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(bào)告以證明機(jī)器得到適當(dāng)維護(hù)。