摘 要：为满足各种轮胎式、履带式挖掘机抓料机和救援机器上快速更换不同的配套属具需

求，采用属具快换控制液压系统进行属具快换控制。以德国HKS公司的TR-K180[1]的属具快换机构液压系统设计为例，浅谈属具快换的结构及工作原理，属具快换对液压系统控制的技术要求以及属具快换控制液压系统原理分析。结果表明通过深入的工况使用分析和地震救援现场产品的试验均验证了这种属具快换液压系统无论是在功能上还是在安全设计考虑角度方面都能很好了满足属具快换的工作需求。

关键词： 属具;快换控制;液压油缸;液压系统

引言

在工程机械产品使用上，尤其是在轮胎式、履带式挖掘机、抓料(钢)机和救援机器上，很多时候根据使用工况不同，需要快速更换不同的配套属具，使机器充分发挥效能，完成多种作业，提高了机器的性价比。传统作业属具的更换方法须通过人工拆装连接轴销来进行更换，需要专用的拆卸和安装工具，熟练工人更换一次作业装置耗时在1?h以上，这种更换方式既费时又费力。如果安装了属具快换机构及其快换控制液压系统，驾驶员在驾驶室内通过操纵手柄和按钮控制，就能轻松在作业现场完成各种作业装置的快速拆装，既保证了施工安全，又减少了拆卸安装时间，还能避免销轴在拆装过程中的损坏。本文以国家“十二五”

科技支撑计划项目：20吨型“双动力双臂手智能型救援工程机械”一个工作臂上配套的德国HKS公司TR-K180属具快换机构液压系统选型设计为例，浅谈属具快换液压系统工作控制原理。

1 属具快换的结构及工作原理

图1为HKS TR-K180 快换结构外形图，共有三个部分组成：(1)与主机工作臂头部连接机构：通过四连杆机构可以很灵活的与各种挖掘机、抓料机和救援机器上吊臂头部进行机械连接;(2)快换锁紧机构：这两根单杆活塞液压油缸的活塞杆可以分别当作连接轴销使用，通过两根液压油缸的全程往复运动来分别实现与各种属具的连接和脱开。当这两根液压油缸无杆腔都进入一定值压力油后，会推动液压油缸活塞杆全部伸出去，活塞杆会穿过属具上的连接孔后，将快换机构与属具连接为一体，实现了与属具的快速安装功能;相反当这两根液压油缸有杆腔都进入一定值压力油后，会推动液压油缸活塞杆全部缩回来，活塞杆会自动断开与属具上的孔连接，这样就实现了快换机构与属具快速与自动脱开功能;(3)与属具连接机构：通过在快换机构和属具连接机构上分别安装配套的公母快速接头体，就实现了吊臂上

属具工作油路通过快换机构后能与下部的属具油路快速自动接通与脱开功能。

2 属具快换对液压系统控制的技术要求

本文的研究重点是属具快换液压系统工作控制原理分析，根据HKS TR-K180快换机构使用说明书中介绍，当快换锁紧机构的两根液压油缸无杆腔始终保存至少大于11MPa压力油后，会推动液压油缸活塞杆始终处于全部伸出去状态，这样活塞杆就会始终穿过属具上的连接孔后，将快换机构与属具连接为一体，整机就可以利用此属具进行工况作业，当完成此工况作业后需要快速更换属具，则通过驾驶员操作控制给这两根液压油缸有杆腔都进入一定值压力油后，会推动液压油缸活塞杆全部缩回来，活塞杆就会自动断开与属具上的孔连接，这样快换机构与此属具就实现了快速自动脱开。根据上述的属具作业工况和属具与快换机构连接和

脱开过程，对属具快换控制液压系统设计选型提出以下几点技术要求：只有液压油缸无杆腔始终存在至少大于11MPa压力油，才能确保活塞杆始终以全伸出去状态穿过属具上的连接孔，与属具牢靠的连接。属具与快换机构连接后，考虑属具会长时间随着主机进行各种复杂工作，在此工作过程中会对此液压油缸产生很大冲击力，同时考虑液压油缸都存在一定的内泄，所以液压系统控制上一定要考虑增加液压油缸无杆腔安全锁紧功能控制，并始终需要给液压油缸的无杆腔进行补油，并时时可以检测其工作压力值，并可进行低压报警功能;当液压油缸的有杆腔进入一定值压力油后，要求控制活塞杆快速平稳的全部缩回到缸筒内;对于快换控制要求操作要简单可靠，并且要考虑充分利用主机液压系统中的现有液压动力源来控制，而不必再另外增加液压动力源。