液壓動(dòng)力可升降平板車運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

液壓動(dòng)力可升降平板車運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

150噸礦渣車輛根據(jù)加拿大進(jìn)口的動(dòng)能提升平板車的相應(yīng)調(diào)整成本和車輛斗的配置，實(shí)現(xiàn)了高溫爐渣的運(yùn)輸。標(biāo)準(zhǔn)車不帶有自卸裝置,貨物到達(dá)卸貨點(diǎn)后由于載貨質(zhì)量極大且礦渣溫度較高,將礦渣傾倒到指定地點(diǎn)成為很大的困難。由于車輛本身的結(jié)構(gòu)比較緊湊并且考慮到所運(yùn)輸物質(zhì)溫度較高、質(zhì)量大,經(jīng)過(guò)多方面考慮,將車斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝到車輛本身上是不可行的。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用特點(diǎn)研制一種將翻轉(zhuǎn)裝置固定到地平面以下的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),結(jié)合機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程詳細(xì)介紹其液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。1英壓缸頂起液壓缸工作原理液壓動(dòng)力可升降平板車載有車斗支架,車斗通過(guò)鉸接固定在支架上。其車的承載平板可以在0~300mm內(nèi)上下浮動(dòng),且可以停留在任何位置。其車底盤離地高度最低處為260mm。平板車在到達(dá)指定位置之前,翻轉(zhuǎn)機(jī)系統(tǒng)埋在地平面以下。圖1所示的是整車運(yùn)行原理及埋地翻轉(zhuǎn)機(jī)初始狀態(tài)。平板車到達(dá)指定位置后,整個(gè)平板在車載液壓系統(tǒng)的控制下慢慢下降。車斗支架隨之下降,車斗支架的定位孔進(jìn)入預(yù)埋地錨中。車斗在進(jìn)入地錨的過(guò)程中,經(jīng)歷粗定位和精定位兩個(gè)過(guò)程,定位完成后,由鎖緊液壓缸帶動(dòng)銷軸對(duì)車斗支架進(jìn)行鎖緊。此時(shí)平板車與車斗支架脫離,平板車此時(shí)不受力,隨后慢慢從支架底部退出。工作過(guò)程參考圖2所示翻轉(zhuǎn)機(jī)工作示意圖。然后由輔助液壓缸將頂起缸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),待頂起液壓缸與地面成90°角時(shí),接近快關(guān)發(fā)訊,頂起液壓缸開(kāi)始工作,輔助液壓缸處于自由狀態(tài)。頂起液壓缸的頂爪與車斗底面的被頂裝置鏈接,被頂裝置帶動(dòng)整個(gè)車斗底面使車斗進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。當(dāng)車斗翻轉(zhuǎn)到最大限定角50°時(shí),接近開(kāi)關(guān)發(fā)訊。頂起液壓缸停止伸出,完成車斗的翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)的過(guò)程礦渣從車斗中傾倒到指定地點(diǎn)。礦渣傾倒完畢后,車斗靠自重回到水平位置,完成一次翻轉(zhuǎn)過(guò)程。2性能要求和主要參數(shù)的確定2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)(1)整個(gè)系統(tǒng)工作性能安全可靠;(2)充分考慮節(jié)能;(3)考慮系統(tǒng)的室外寒冷工作及連續(xù)性工作狀態(tài);(4)頂起缸運(yùn)行速度最大為0.1m/s。2.2液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算車斗自身加礦渣總質(zhì)量為150t,頂起液壓缸頂起點(diǎn)設(shè)置在車斗中間位置。所以頂起液壓缸最大的頂起質(zhì)量約為150t。根據(jù)車斗長(zhǎng)度及頂起角度為50°的要求,計(jì)算需要液壓缸的總伸出量為6000mm。所以設(shè)計(jì)液壓缸為三級(jí)液壓缸,每級(jí)伸出長(zhǎng)度為2000mm。初步設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作壓力為20MPa。多級(jí)缸第一級(jí)缸徑的計(jì)算為:其中:F=150×103×10=1.5×106N將上式代入式(1)得到:根據(jù)液壓缸設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),確定多級(jí)缸的第一級(jí)缸為D1=320mm,桿徑d1=310mm;第二級(jí)D2=270mm,桿徑d2=260mm;第三級(jí)缸徑為D3=220mm,桿徑d3=210mm。三級(jí)液壓缸,每級(jí)產(chǎn)生的最大推力如下:在頂起液壓缸第一級(jí)全部伸出之后,車斗的翻轉(zhuǎn)角度已接近20°,此時(shí)車斗中礦渣已有多部分流出?？梢员ＷC當(dāng)?shù)诙?jí)工作時(shí)能有足夠的力量將車斗頂起。主液壓泵的選擇:Q=v·A(2)其中:Q為液壓泵流量,Q=qnv,q為液壓泵的排量,nv為液壓泵的轉(zhuǎn)速,此處取nv=1450r/min;v為液壓缸運(yùn)行速度,取最大時(shí)v=0.1m/s;A為液壓缸的有效面積。當(dāng)液壓缸在第三級(jí)工作時(shí),油液缸伸出速度最快,代入公式(2)求得液壓泵的排量為:選擇力士樂(lè)A7V160MA1RPF00柱塞泵為主泵泵源。3原油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)的性能要求及工作狀況設(shè)計(jì)如圖3所示液壓系統(tǒng),其主要工作狀態(tài)如下。3.1柱塞泵無(wú)排量2平板車運(yùn)動(dòng)到位后,在車載液壓動(dòng)力系統(tǒng)的控制下使車斗支架下落,經(jīng)過(guò)粗、精定位兩個(gè)過(guò)程之后支架落入地錨中。此時(shí)柱塞泵(大排量)2在先導(dǎo)式電磁溢流閥3的作用下處于卸荷狀態(tài),柱塞泵(小排量)19輸出流量在順序閥16的作用下產(chǎn)生較高壓力,電磁換向閥14右位工作推動(dòng)鎖緊缸13對(duì)支架進(jìn)行鎖緊。鎖緊到位后,電磁換向閥14處于中位。3.2頂起液壓缸7鎖緊到位后,使電磁換向閥12處于右位,分別在電磁換向閥9、11的作用下,由輔助缸10推動(dòng)頂起液壓缸7,由水平狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直狀態(tài)。此過(guò)程運(yùn)動(dòng)速度由電磁換向閥9、11切換可調(diào)。3.3換向閥5右位頂起液壓缸7處于豎直狀態(tài)后,電磁換向閥3得電,柱塞泵2處于加壓狀態(tài)。液控?fù)Q向閥5處于右位工作,多級(jí)缸慢慢伸出。由于頂起液壓缸7與輔助缸10是鉸接,此時(shí)輔助缸10處于被迫縮回狀態(tài),為保證其處于自由狀態(tài),且有油液充滿輔助缸的兩腔,此時(shí)電磁換向閥12處于中位狀態(tài),而電磁換向閥11處于右位狀態(tài)。3.4頂起液壓缸7的作用頂起液壓缸7伸出動(dòng)作完成后,液控?fù)Q向閥5處于左位工作,頂起液壓缸7在重力的作用及回油壓力的作用下退回到豎直狀態(tài)。此時(shí)輔助缸10仍然處于自由狀態(tài),電磁換向閥12處于中位狀態(tài),而電磁換向閥11處于右位狀態(tài)。3.5頂起液壓缸7使電磁換向閥12處于左位,分別在電磁換向閥9、11的作用下,由輔助缸10推動(dòng)頂起液壓缸7,由豎直狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)到水平狀態(tài)。此過(guò)程運(yùn)動(dòng)速度由電磁換向閥9、11切換可調(diào)。4液壓系統(tǒng)性能合理(1)采用埋地式的頂起系統(tǒng)擴(kuò)大了原車的運(yùn)輸功能,成功解決了150t礦渣車卸貨困難的問(wèn)題,并且埋地式結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠;(2)合理的液壓系統(tǒng),成功解決了輔助缸在被動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中