伺服控制在土方机械液压操纵系统中的应用分析

　近年来，在现代公路建设中，工程机械以其一机多用的优点应用越来越普及，尤其是全液压工程机械当中尤为突出。例如：对于全液压挖掘机来说，其液压系统主要由动臂升降、斗杆收放、挖掘斗转动、转台回转、整机行走等几部分组成。由于挖掘机工作时，动作频繁、作业条件多变、需要经常改变各个换向阀中的液流流向，同时在其工作过程中各部分间需经常出现复合动作，而它们的每一个动作均由多路阀来控制，多路阀是靠其换向阀阀杆的移动来控制液流方向的。过去的多路阀的阀杆大部分都是用手通过阀杆直接搬动的，由于其费力而频繁的操作，一方面各动作间不易协调，另一方面司机易于疲劳。随着土方机械液压传动中出现高压大流量的情况，操纵换向阀的需要的力也增大，单靠手动控制感到相当困难，甚至不可能，于是出现了伺服操纵液压工程机械各种主要动作，即先导控制。 

　　1　先导控制的基本原理 

　　先导控制就是利用由手柄直接控制的若干先导阀，使其先导回路的控制油进入各个换向阀(主阀)，从而推动换向阀阀芯移位，实现工程机械各机构的动作，即由先导阀(伺服阀)操纵同路换向阀(主阀)，再由换向阀操纵主机动作，如图1所示。

　　这个系统设有独立的控制油泵7，控制油经过伺服油缸有杆腔，流入阀套2和阀芯所组成的A腔，在图示位置时，A腔与C腔、c腔与回油口E均不通，活塞不动，与活塞相连的阀套和连杆也静止不动，此时铲刀固定不动，即手柄处于“中立”位置时，伺服阀的阀芯处于中间位置情形。 

　　2　在挖掘机实际应用举例 

　　减压阀式先导阀操纵换向阀是先导操作实际应用较多的一种，其结构及系统符号如图3所示。 

　　2.1工作原理：先导控制阀如图2所示。两个先导控制阀包括四个阀，四个阀各自控制机械的一个单独动作，左先导控制阀控制斗杆油缸的伸缩和左、右回转动作，右先导控制阀控制动臂油缸的伸缩和挖掘斗油缸的伸缩。 

      其先导控制基本原理如图2所示。

　　当控制杆1向左压下时，压板2向左翻转，同时克服弹簧6和弹簧7的反力向下推动杆3和阀座5。弹簧6的压力使轴14向下运动，打开通道11，于是先导压力油能够流经通道16及11，再经通道19流出油口15进入主控制阀。先导压力油作用在主控制阀芯末端，使其动作以控制工作装置及回转操作。而作用在主控制阀芯的另一端的油，经油口17、回油通道10进入回油腔8返回液压油箱。只要杆4不压下，回油通道10就打开而通道12关闭。弹簧7在卸压时提供足够的压力使控制杆返回“空档”位置。