内蒙古科技大学 内蒙古自治区包头市昆都仑区 014010
摘要：介绍了液压机械传动的特点和机理，并且对当前液压机械应用中存在的不足和诊断方法进行了分析。
关键词：液压传动；矿山机械；应用
引言
液压传动具有体积小和灵活性强和稳定性高等特点，因此在机械中的应用比较广泛，随着技术的发展液压传动技术水平不断提升，当前已经成为了常用的传动模式，促进了工作质量和效率的提升。
1 液压机械传动特点
现阶段的多数大型矿山机械主要采用液力机械传动系统。为了有效提升系统工作效率，在实现节约能源的同时，提升机械的传动性能与操作灵活性，较为理想的方法是将传统的有级变速发展成为无级变速传动。而液压机械传动系统的应用有效提升了整个系统的操作性能，且传动效率较高，弥补了传统有级传动应用过程中存在的不足，实现了自动变速换挡。但是为了满足技术经济合理性需求，由于液压泵容量大，液压马达制造困难以及液压系统复杂性等因素的存在，使得液压机械传动系统的广泛应用受到了很大程度的限制。而液压传动变速器的开发及应用实现了液压机械传动系统广泛普及。与液力机械传动系统相比，液压机械传动系统具有以下两种特点：
（1）具有较高的传动效率与更宽的高效区，且使用燃料经济性得到提升，这种机械功率流与液压功率流并联的传动结合形式实现了无级变速，相关资料显示：液压机械传动装载作业量已接近液力机械传动的 30 %左右，并且燃料经济和理性也提升了25 个百分点。
（2）在具体的作业操作过程中，能实现自动变速换挡，操作人员在作业过程中只需要集中注意力于对工作装置的操作，而不再用根据作业负荷以及车速大小来调节档位，在很大程度上提升了工作效率。
2 液压机械传动机理
液压机械传动的工作原理如图 1 所示。液压机械无级变速器（HMT）由机械变速机构、液压调速机构以及汇流机构组成。首先由发动机将所输出的动力分为两路，即通过液压传动传给太阳轮的液压动力与经由离合器传给行星架的机械动力。之后再由差动轮系统将这两路动力合成，并经由齿轮圈将其输出。在准备状态下，离合器 C1 脱开、C2 闭合，动力全部经由液压传动输出，使机械准备微动与起步；在具体的作业过程中，离合器 C1 闭合、C2 脱开，并通过电子控制使液压马达转速 na 降为 0。而此时来自发动机的全部动力都经由机械动力传递，经由液压传动的动机降为 0。由公式（1）可以看出，当马达进行正反方向回转时，输出功率会发生相应的变化（增大或减小），从而获得在变速范围内任意传动比的无级变速传动。
式中，
nb 表示输出转速；
na 和 nc 分别表示液压马达转速与机械传动转速；
k 表示行星排特性参数。
图1 液压机械传动的工作原理
当液压马达转速 na 较低时，液压所传递的动力也较小，机械传递的动力相对较大，传动效率较高。车速随着 na 的增加而减小，当 na 为 0 时，机械处于设定的档位车速，当 na 小于 0 时，车速随着 na 的增加而增加。即当处于偏离档位时，na 较大时，传动效率较低。所此时增加档位，在机械传动部位设置变速机械，将 na 限制在较小范围内，能有效保证变速器在不使用大容量液压泵与马达的同时，处于高效率工作状态，并将传动效率保持在较高水平。
3 液压机械应用中存在的不足及诊断方法
液压转动技术具有运行平稳、可操作性强、惯量和体积较小等特征，因此将其在矿山机械中进行应用，能够使其优势得以充分发挥，但是也并非完美无缺，其不足之处主要体现在以下几个方面。
3.1 存在的不足
3.1.1 温度过高
在液压系统运行的过程中，如若温度过高则会对传动技术作用的发挥产生不利影响，同时也会缩短其使用寿命。产生较高温度的原因众多，主要包括压力调节过大、冷却器受到阻塞、机械内部出现内泄等，因此应对上述问题给予高度重视，避免温度过高现象的发生。为了有效预防此类问题，首先在对冷却器和吸油管进行选择时便要把好关，在原材料的选择上应注重材质，使其使用寿命以及抗高温性能得到切实保障。其次，应定期对管道中的残渣进行清洗，在清洗的过程中要不断反复的敲打，以便将顽固污渍去除。另外，要做好机械的保养及维修工作，对于其中存在磨损的元件应及时的修理或者替换。
3.1.2 油液严重泄露
产生此种问题的原因较多，例如更换阀损坏、元件磨损、接头松动等。对于此种问题的解决措施为将油管的接头处拧紧并且检查其密封性是否良好，密封环是否存在损坏现象。另外，对磨损的表面进行研磨使其得到修复，对于受损较为严重或者实效的元件来说，应及时进行更换。
3.1.3 工作机构的稳定性较差
主要是因为压力与相关要求不符合，机械内部的密封不到位等。这将要求在日常使用的过程中，应加强对溢流阀的调试工作，对于不符合要求的及时进行更换，同时管道内壁上的杂质也可能会对系统运行的稳定性产生不利影响，应对其进行及时有效的清理。
3.1.4 噪声和压力不足
当传动系统中出现无压力或者压力不足现象时，可能存在油箱油位过低、油温过高、泵转向不标准、电机故障等问题。当系统运行时产生较大噪音时，主要是由于压力与流量脉动较大、零部件松动、油流漩涡、阀门受到阻塞等问题导致的。
3.2 故障诊断方法
对于机械中存在的故障问题，主要采用三种方式进行解决，即主观诊断技术、仪器诊断技术以及数学模型诊断技术等。其中，主观诊断属于较为常用，并且最为行之有效的技术，包括经验法、逻辑分析法以及参数测量法等。
数学模型诊断技术主要是通过数学方式对系统中部分特征量进行描述，从中分析出幅值、相位、频率与故障之间存在的关系，然后对这些信号进行分析和处理之后，寻找其故障存在的位置。此种判断类型的实质是采用动态测试的方式，在信号和模型处理的基础上进行诊断。主要包括信号频率响应法、功能诊断法等。
仪器诊断技术是一种应用仪器来对液压系统的温度、压力和噪声等进行测量来检测液压故障的方式，仪器会直接显示判断的结果，这种方法的综合性和通用性较强的特点。
参考文献：
[1] 敖江.液压机械传动在矿山机械中的应用[J].装备制造技术，2013（4）：228-229.
[2] 刘群芳.液压机械传动在矿山机械中的应用探讨[J].山东工业技术，2014（15）：62-62.
[3] 敖江.液压机械传动在矿山机械中的应用[J].装备制造技术，2013（4）：228-229.
论文作者:李全杰,林建成,郭尚峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/26
标签：液压论文; 机械论文; 技术论文; 作业论文; 马达论文; 较高论文; 过程中论文; 《基层建设》2018年第15期论文;