[摘 要] 简述了比例控制技术的原理，结合掘进机的换步和掘进工况，分析了比例控制技术在各工况中的具体应用。
[关键词] 掘进机 比例控制
1 比例控制技术原理
作为开关技术和闭环调节（伺服）技术之间的连接纽带，比例控制技术在现今的液压技术中已被广泛使用，其控制原理如图1所示。
图1 控制原理图
根据一个输入电信号电压值的大小，通过电子放大器将该输入电压信号（一般在0～±9V之间）转换成电流信号。这个电流信号作为输入量被送入电磁铁，从而产生和输入信号成比例的输出量——力或位移。该力或位移又作为输入量加给液压阀，后者产生一个与前者成比例的流量或压力。通过这样的转换，一个输入电压信号的变化，不但能控制机械设备上工作部件的运动方向，而且可对其作用力和运动速度进行无级调节。此外，还能对时间过程，例如在一段时间内流量的变化、加速度和减速度的变化等进行无级调节。比例控制技术的优点，首先在于其转换过程是可控的，设定值可无级调节；其次在于方便迅速，可精确地实现工作循环过程，满足切换过程要求。
下面结合TB880E型掘进机的换步和掘进工况，分析一下比例控制技术在其中的应用。
2 比例控制技术在掘进机工况中的应用
TB880E型掘进机是由德国维尔特公司制造的，主机采用双X形支腿凯式结构设计。该机刀盘直径8.8m，主机重量800多t。
2.1 换步工况
掘进机换步对推进系统有三点要求。
1）外凯的移动速度必须可调。正常换步时，其最大移动速度为1.7m/min；石质破碎地段需作前后微调，这时其移动速度相对较低。
2）换步时外凯平行移动，要求拖动每个外凯的4根推进油缸的动作必须同步。
3）每个外凯重107t，运动质量很大，要求外凯在启动、加速、减速和停止时运动平稳，减少振动和冲击。
维尔特公司采用先导式比例方向阀结合二通压力补偿器实现了换步工况对推进液压系统的要求，推进液压系统简图如图2。
在这里，比例方向阀的先导级配用具有电流—力特性的力调节型比例电磁铁。在控制电流不变时，电磁力在其工作行程内保持恒定。来自电控器的电信号，在比例电磁铁中转化为作用在先导阀芯上的力，与这个力相对应，在方向阀主阀芯的相应端面上得到一个液压力，即先导油压力，推进主阀芯移动。主阀芯位移的大小，即相应阀口开度的大小取决于作用在主阀芯端面上的先导油压力的高低，这样便可以根据工况随时改变电信号的大小，即改变先导油压力的高低，从而改变主阀芯位移开度的大小，改变进入油缸的油的流量，达到控制推进缸速度的目的。
