日立EX1800―2液压铲自动注脂系统改造设

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摘 要： 日立ex1800-2液压铲原机装配的自动注脂系统为气动自动注脂系统，因设备已服役10多年，注脂系统气密性差、控制系统故障频发，维修成本高，且效果差。继而只有通过人工加注来替代自动注脂系统。人工加注脂极容易出现过和欠现象，造成脂浪费的同时也容易因欠而造成设备部件的非正常磨损。为此，对该设备自动注脂系统进行改造设计，改原气动自动注脂系统为新型电动自动注脂系统。

关键词：日立 EX1800-2 自动注脂系统 改造设计

前言：

瓮福磷矿下属英坪露天矿是一座大型现代化的大型露天矿山，现役的日立 EX1800-2液压铲，主要用于剥离废石作业。其作业情况复杂，运转条件变化多，负荷变化大，振动冲击大，停开频繁，且受风吹，日晒、雨淋、尘土侵袭。基于以上原因，对其自动注脂系统提出了更高的要求：首先必须保证点可靠，获得适量脂；其次防护等级要高，耐腐蚀、高低温性能要好；更重要的是当系统出现故障时报警及时准确，以免加注脂不到位造成设备伤害。

日立EX1800-2液压铲原机装配的自动注脂系统为气动自动注脂系统，因设备已服役10多年，注脂系统气密性差、控制系统故障频发，维修成本高，且效果差。继而只有通过人工加注来替代自动注脂系统。人工加注脂极容易出现过和欠现象，造成脂浪费的同时也容易因欠而造成设备部件的非正常磨损。为此，对该设备自动注脂系统进行改造设计，改原气动自动注脂系统为新型电动自动注脂系统。

1.方案设计

1.1系统选择时考虑的因素

回顾集中系统的发展历史，这几种系统都是从工业用途开始的，并非在设计之初就考虑到工程机械恶劣的工作环境。例如，单线式系统和递进式系统在室外低温的情况下往往会出现不足的情况。对于单线式来说，是因为注油器的柱塞依靠弹簧力回位，低温下，脂粘稠度增大，阻力也增加，弹簧无法完全克服阻力造成的，对于递进式来说，则是由于脂粘稠度增加后，流动速度变慢，从而在设定时间内，流量降低，无法达到预定的效果。对于带有可调元件的系统来说，由于密封的问题，在工作一段时间后，水分、矿物等会对这些元件造成腐蚀，形成损坏，使得系统无法正常工作。另外，对于递进式系统来说，高工作压力还会造成油脂的离析，堵塞管路，使系统停止工作。 从原理和特点上来看，双线并列式系统更适合户外条件下使用。本文正是用这一原理，专门针对日立 EX1800-2 挖掘机设计了新型双线式集中系统。系统克服了传统集中系统的缺点，更加坚固，耐用。

1.2.新型系统组成及工作原理

1.2.1.新型双线并列式集中系统组成：

本新型双线并列式集中系统由（见图1.1）1.带储油罐的的电动泵（柱塞泵），并具有带数据存储设备的数字控制单元 、2. 主管线A 、3. 主管线B、 4. 分配器块 、5. 定量注油器 、6. 压力开关 、7. 二线管线组成。

图1.1 系统组成 图1.2泵单元

1.2.1.1泵单元

泵的核心是电动柱塞泵，此泵由三个径向缸和柱塞组成（图1.2/5），电动马达通过机械传动装置（图1.2/9）传递力矩到驱动轴，再带动凸轮（图1.2/4）在三个柱塞之间往复运动，从而通过主管线将脂泵到分配器块处。除了凸轮，驱动轴还驱动位于蓄油器底部的搅拌装置（图1.2/3），推动脂向下流动。泵和到主管线间有压缩通道，安全阀（图1.2/14）和两位五通阀（图1.2/6）位于压缩通道上。安全阀是起保护作用的，用于在油压力超过250 bar时，将脂引回到储油罐，

1.2.1.2控制单元。

1.2.1.3两位五通阀

当两位五通阀静止时，通过主管线A进行，而主管线B的压力会下降，脂会通过线路RB回到储油罐。当控制单元激活两位五通阀时，脂供应通道P连接到主管线B，而线路A则会连接到回油线路RA上。通过主管线B进行，初级线路A降压，脂通过回油线路RA回到储油罐。

1.2.1.4最低油位开关

最低油位开关显示储油罐中的脂位置。当脂达到最低油位时，最低油位开关会通知控制单元。接下来每个循环开始时，驾驶室的信号灯会闪烁，作为储油罐需要重新加油的警告。

1.2.1.5分配器块和定量注油器

定量注油器具有多种类型，其脂输出量不同。通过合理选择定量注油器，每个点都可以通过循环得到合适的油量。

定量注油器安装在每组黄铜或不锈钢分配器上。分配器可带2、3、4、5、6、7、8、9、12、14、18、20、21或22个端口（出口）。 点通过定量注油器和次级线路连接到这些端口上。未使用的端口可用隔离堵头密封。压力开关也安装在其中一个端口内。 由于此封闭结构，定量注油器可以工作在恶劣的环境中。 定量注油器和分配器块由黄铜或不锈钢制成，以提高耐腐蚀的能力。

1.2.2工作原理

1.2.2.1循环

每个循环由四个阶段组成，是通过管线A和B进行切换的。两位五通阀集成在泵体上，决定了哪条初级线路连接到泵上，以及哪条连接到储油罐。总循环的时间是预先设定的，而每个阶段的时间由系统及环境决定。不同的循环和阶段如下所述。

a、循环A

泵油阶段

循环起自泵油阶段。本阶段中脂从储油罐中泵出，通过主管线A，到分配器块，然后在压力开关处压力达到预设定值后结束。达到预设定压力值所需时间取决于许多因素，比如温度、脂粘度和管线长度，因此泵油时间是不能直接调节的。在泵油阶段，定量注油器通过二级管线向点输送一定量的脂。

压力保持阶段

压力保持阶段紧接在泵油阶段之后，此阶段中主管线压力保持恒定值。定量注油器输送脂到泵油阶段还没有完毕的点处。压力保持阶段时间取决于泵油阶段时间，除去一些因素后，主要通过参数vmf决定。 例：如vmf是1.0，则压力保持阶段时间与泵油阶段时间一致。如vmf是10.0，则压力保持阶段时间是泵油阶段时间的10倍。

降压阶段

降压阶段在压力保持阶段之后，此时主管线通过两位五通阀泄压。此阶段中，控制单元激活两位五通阀，从而使主管线A中的压力下降，脂流回储油罐。 降压阶段时间与压力保持时间一致，因此正比于泵油阶段。当系统需要更多时间来达到所需压力时（由于低温或高粘度脂），系统也需要更多的时间来降去相同的压力。

暂停阶段

暂停阶段在降压阶段和下一泵油阶段之间，持续时间是预设定循环时间减去其他阶段时间。当循环时间设定的太短，而实现不了完整循环时，程序会忽略循环时间，泵油、压力保持和降压阶段会完全完成。不过，此时由于时间超过了设定的循环时间，就没有暂停阶

段了，系统直接开始下一个循环的泵油阶段。

b、 循环B

循环B开始于控制单元重启泵之后。在泵油阶段B和压力保持阶段B内，控制单元仍然激活两位五通阀，这是因为泵仍然连接着主管线B。主管线A在这些阶段与泵断开连接，并连接到储油罐。在降压阶段B内，控制单元断开两位五通阀，从而使管线B内的压力下降，脂流回储油罐内。

2. 系统布置

2.1. 点位置（如图2.1）

图2.1点位置

2.2. 点分组，系统布置

依据本机特点，按照原来的布置方式进行分组，共4组，每组共用1个分配器，即：

分配器B1： 点1，2，3，4，5，6，7

分配器B2： 点8，9，10，11，12，13，14，15

分配器B3： 点16，17，18，19，20，21

分配器B4： 点22，23，24，25

2.3.设计手动转接块

为增强系统可靠性，并应对自动系统可能出现意外损坏或故障的情况，在系统中设置手动转接块，在紧急情况下，可使用手动，避免因停机造成经济损失。

3.改造效果

2012年5月，我们完成对英坪矿3台日立EX1800-2液压铲自动注脂系统的技术改造，解决了原气动自动注脂系统注脂不可靠，控制系统故障频发，维修成本高等问题。改造后的新型电动注脂系统投用至今，整套系统运行稳定，能定时、定点、定量地进行，使得机械的磨损降至最低，大大减少剂的使用量，在环保和节能的同时，降低了设备的损耗和保养维修时间，提高了工作效率，为公司创造更大的经济利益。

参考文献：

[1]杨俊杰，周洪澍.《设备技术与管理》.中国计划出版社，2008-05出版

[2]汪德涛，林亨耀.《设备手册》.机械工业出版社，2009-09出版

作者简介：

熊 峰，（1981.11―），男，籍贯：贵州，学历：大学，单位：瓮福（集团）有限责任公司，职称：助理机械工程师，研究方向：工程机械。

康小红（1984.11―），女 籍贯：甘肃，学历：大学，单位：瓮福（集团）有限责任公司，职称：助理机械工程师，研究方向：工程机械。