文献综述-液压搬运平板车设计

本科毕业设计（论文）文献综述液压搬运平板车设计【摘要】液压平板运输车在工程机械领域中是一重要分支，它适应了现代化物流配送需要而蓬勃发展。液压平板车在军事、桥梁、机械、造船、冶金以及石油化工等各个领域，大型工程建设越来越多，重型设备及重型结构的运输安装任务急剧增加，如造船厂船体运输安装、高速铁路预制梁的运输以及海上石油平台的运输安装等。本文内容主要分析了液压搬运平板车的发展以及国内外的研究趋势，在此基础上，增加了搬运件称重的功能，提出了液压搬运称重平板车的构想。【关键词】液压搬运称重平板车一、液压搬运平板车的研究背景液压平板车在军事、桥梁、机械、造船、冶金以及石油化工等各个领域，大型工程建设越来越多，重型设备及重型结构的运输安装任务急剧增课题名称液压搬运平板车设计学院（系）机械工程学院年级专业08级工程机械学生姓名指导教师完成日期2012320加，如造船厂船体运输安装、高速铁路预制梁的运输以及海上石油平台的运输安装等。目前的大型平板车已实现了全液压、计算机控制，形成适应超大型物件运输与安装的组合式液压平板车，及满足不同要求的各种各样的平板车，如造船厂的船体运输车、钢厂的材料运输车、高速铁路桥梁架设用的预应力混凝土箱梁运输车等。二、液压搬运平板车的国内外现状国外比较有名的平板车制造商有德国的KAMAG、索埃勒SCHEUERLEGOLDHOFER，日本的神钢电机SHINKO、日本车辆NIPPONSHARYO、TCM，法国NICOLAS，以及意大利的COME，ITO公司。KAMAG公司目前最大单台平板车的吨位已超过1300T，有12个轮轴，192个轮胎，车体长32M、宽1OM。该公司产品在国内应用的最多，船厂、钢厂、大型工程都有其产品在使用，用户普遍反映其控制性能好，操作平稳。SC日EUERLE公司的产品在大型工程上应用较多其特点为模块化组合应用。此外还有EUROCOMBI、INTERCOMBI、FLATCOMBI3种组合车型。这些车型一般无驾驶室，根据配置情况可以遥控驾驶或者由牵引车拖动。法国NICOLAS的产品进入国内较早，目前在高速铁路桥梁施工中有所应用。其产品采用拼接方式模块化组合后，最大吨位达到1250OT。其他公司的产品在国内也有应用，但拥有量不是很多。总体来说，国外公司的产品系列齐全，载荷型谱完备，操作性能好，能够满足不同用户、不同工况的运输要求。图1德国KAMAG液压搬运平板车平板车的电气系统包括强电系统和弱电系统。强电系统包括照明灯、转向灯、示宽灯以及驾驶室空调等。弱电系统主要是PLC控制系统以及各种仪表显示。智能化的平板车还包括无线电遥控系统以及安全行走导向系统，无线电遥控提供了驾驶室外驾驶方式，使驾驶者能在特殊位置更好的控制车辆，无线电遥控能够实现控制单元所有的功能。安全行走导向系统在重型车辆的前后两端安装摄像头或其它测量装置，并在重型车辆行走线路上设置标志物，将摄像头或测量装置对准标志物。车辆作业时，根据实际要求设置行走精度告警值，当车辆行驶超出安全范围时，车辆自动停止，并修正车辆转向。此外，随着科学技术的发展，越来越多的现代技术应用到工业用重型车辆上，如数显技术、电子化技术、数字技术、计算机程序，甚至GPS等，工业用重型车辆应用领域将得到进一步的扩展。国内主要有两家实力比较强的公司郑州大方桥梁机械有限公司和秦皇岛通联特种车辆有限公司。前者是一家以研制特种工程图3KAMAG模块化液压搬运平板车图2索埃乐船体分段运输车图4郑州大方液压搬运平板车施工机械及装备为主的专业公司，生产了DCY、DJY、DZY及DYY等多种型号的平板车，已经应用于船厂、钢厂、港口及桥梁施工。2004年12月12日，该公司9OOT动力平板车完成总装调试，并试验成功。其安装有56只直径19M的轮胎，是目前国内最大吨位的平板车。后者的主要产品以TLC系列为主，现在与德国索埃勒公司合作开发125OOT平板车系列产品，最大吨位也达到了9OOT。9OOT平板车的成功试制，标志着我国具备开发具有自主知识产权的大吨位平板车的实力与能力。国产的平板车在应用过程中，性能与国外相比还有一定差距，主要体现在满载速度、转向的协调性、平稳性等方面，但是在售后服务及价格上占有明显优势。目前国内各工程项目的不断开展，带动了平板车市场强劲的籍求，尤其是大吨位平板车。以运梁车为例，运梁车是高速铁路施工中的重要设备，拟建中的京沪高速铁路线路全长的60以上将建在桥上，全跨预注、逐跨架设的简支箱梁及小跨度连续梁将成为桥梁建设的主体，而平板车是预制梁的最好运输工具。因此平板车在国内有着极大的发展空间和市场潜力，尤其是大型平板车。国内企业应抓住机遇，应用先进技术和通过国际化配套，不断开发设计具有自主知识产权的大型平板车，尽快提升产品质，以提高产品的竞争力，与国际名牌产品竞争市场三、液压搬运平板车的研究成果国外平板车生产企业，在平板车车架主梁结构、驱动、转向机构及液压系统的设计制造阶段引入了很多关键技术及设计理念，如平板车转向的实现与控制、平台调平控制、行走的差力差速控制及安全保护方面。其产品的基本特点可以从结构方面、液压系统方面、电气控制方面等方面的特点加以概括。在结构设计方面一般具有下列特点图5桥梁用液压搬运车L国外采用的底盘钢架结构由高强度钢焊接而成，在外力扭矩作用下，有最佳的抗弯曲特性。2转向系统可分为独立转向和拉杆转向。独立转向系统可使车辆按任意转弯半径转向，最小转弯半径为零，在对角线模式下可实现零到九十度任意方向斜行，由于其转向灵活，在工业用重型车辆中广泛应用。3制动系统分为停车制动和驻车制动。停车制动时，压缩空气或液压油通过控制阀到制动缸作用到刹车片。驻车制动一般由马达减速器内置刹车装置实现。4系统模块化设计能根据现场实际要求，可以将重型车辆分割成不同的模块，便于重型车辆的生产、运输和安装。在液压系统设计方面，工业用重型车辆的控制系统一般均为液压控制系统，包括液压驱动系统、液压悬挂系统以及液压转向系统。其基本特点可概括说明如下1液压驱动系统为静液压系统，液压泵的输出通过闭式液压回路与液压马达相连，根据发动机的转速自动调节液压泵的排量，对发动机和传动系统进行过载保护。图6船用液压搬运平板车图7钢厂运输专用车2液压悬挂系统能够根据路面的情况自动调整悬挂液压缸的伸缩量，保证每个轮胎所承受的载荷相同。液压悬挂系统也是车身的提升系统，可以均匀抬高车身的高度，当某一轮胎需要更换时，可关闭这个轮胎的悬挂系统而使其它悬挂升起，要更换的轮胎被方便拆下而不需要其它设备。3液压管道防爆。液压悬挂系统中联接悬挂液压缸的橡胶软管上安防爆阀，当橡胶软管爆裂时，防爆阀能够立刻关闭管路，使轮胎载荷补偿特性不受损害。4液压防滑。液压防滑装置安装在液压驱动系统上，液压马达的最大允许转速被限制，当液压泵输出流量最大时，防滑装置起到差速锁的作用，该装置对前进及后退都有效。为了保证以上特点在油路结构设计方面，国内外平板车液压系统都趋向于集成化、封闭式设计。电液控集成泵、马达和复合元件及系统在其中得到较广泛的应用。国外早已开始广泛采用封闭式循环油路设计，这种油路设计有效地防止泄漏和污染，更重要的是防止灰尘、污染、空气、化学物质侵入系统，延长了机器的使用寿命。平板车的电气系统包括强电系统和弱电系统。强电系统包括照明灯、转向灯、示宽灯以及驾驶室空调等。弱电系统主要是PLC控制系统以及各种仪表显示。智能化的平板车还包括无线电遥控系统以及安全行走导向系统，无线电遥控提供了驾驶室外驾驶方式，使驾驶者能在特殊位置更好的控制车辆，无线电遥控能够实现控制单元所有的功能。安全行走导向系统在重型车辆的前后两端安装摄像头或其它测量装置，并在重型车辆行走线路上设置标志物，将摄像头或测量装置对准标志物。车辆作业时，根据实际要求设置行走精度告警值，当车辆行驶超出安全范围时，车辆自动停止，并修正车辆转向。此外，随着科学技术的发展，越来越多的现代技术应用到工业用重型车辆上，如数显技术、电子化技术、数字技术、计算机程序，甚至GPS等，工业用重型车辆应用领域将得到进一步的扩展。为了跟上生产自动化的大潮流，国内外都加快了对码垛机器人的研究的步伐。四、液压搬运平板车的发展趋势平板车在国外的发展已有百年历史，随着设备大型化、整体化的运输，平板车也在向大型化、大吨位发展，并采用模块化组合方式，实现更大吨位的运输。平板车的平台是整体钢架结构，用来承受运输设备的自重。其钢架结构由纵梁和横梁组成，两者可采用箱型或工字型结构，具有较强的抗扭抗弯性。悬挂与车架通过液压转向悬挂结构回转支承连接，转向悬挂由液压悬挂、车桥和回转支承3部件组成。液压系统作为传动系统，采用静压或动压驱动。为保证机构动作的平稳性和微动性，适应不同作业工况要求，采用变量液压系统。机构由行走、转向和提升机构组成。行走机构一般采用闭式泵控系统。提升机构采用液压缸作为执行器，实现平台的升降和调平动作。转向机构采用回转支承和齿轮回转机构或驱动液压缸的配合动作实现多种转向模式。当路面出现单向或双向横坡和不平坦情况，行走与提升配合，使平台水平、悬挂载荷均衡。电气控制系统采用PLC控制，实现行驶、转向平稳，起升调平控制。目前平板车电气控制系统已逐渐发展成为CAN总线通信、模块化控制方式，若干个执行或动力元件配置一个控制器，各种控制信号和仪表信号通过多芯电缆直接输入控制器，然后由控制器与主控制器通过CAN总线传递信号，由主控制器的中心计算机进行处理后，通过数模转换或数字开关直接送到末端控制、调节或执行装置。五、存在问题尽管日、德、意等发达国家的液压搬运平板车的研发工作取得了很大的成果,我国近几年的自主研发也取得了一定的成绩,但是在满载速度、转向的协调性、平稳性等方面还有一定差距。目前仍存在一些问题需要改进,存在一些难题需要攻破。液压平板车是一种特殊的重型运输机械，由于它的特殊用途和工作环境，其车架、液压悬架和一般用途平板车结构有明显区别和要求。我国对此类重型车结构设计及强度校核多依靠经典的材料力学、弹性力学等传统的经验和方法。它具有简单易行的优点，但带有相当的盲目性，每次车辆的设计改进都不会有重大突破而且设计周期长。该方法也不能对车架和悬架结构的应力分布及刚度分布进行定量分析。因此，设计中不可避免地造成平板车结构各部分强度分配不合理。这样使得整车结构设计的成本提高，而且容易造成某些部位强度不足，容易引起事故而某些部位强度又过于富余，造成浪费，从而使车架达不到优化设计的目的。六、主要参考文献1王欣，张明辉，周彩南大型动力平板车技术的发展J大连理工大学，中联重科2006，1282832杨兴星，马力，刘庆贺典型平板车液压驱动桥开发J武汉理工大学2011,632333宋玲，杨海平板车车架设计与有限元分析J怀化职业技术学院2010,225294HOHMANN，C、SEHIFFNER，K、OERTER，K、REESE，HCONTACTANALYSISFORDRUMBRAKESANDDISKBRAKESUSINGADINACOMPUTERSSTRUETURES。VOLUME72，ISSUE1一3，JULYS，1999，PP185一1985慈龙尚，张代胜，黄氏烨平板车设计要点及技术发展趋势J合肥工业大学2008,771311456XUW,ZHAOH,COUPLERFORMOVINGANDPAVINGORBITOFFLATCAR,HASCARPASSAGEFLATBRIDGEPROVIDEDWITHORBITSANDMOUNTEDONHYDRAULICSYSTEMINHINGINGMANNER,WHEREORBITPOSITIONINGSYSTEMISMOUNTEDONHYDRAULICSYSTEM,JUL2011,7董红波液压平板车的参数设计与产品库开发D大连理工大学2002,3（30）1358张银生PT200液压平板车结构有限元分析与实验测试研究D中南大学硕士论文2008,123159FANY,TONGWTRANSPORTATIONBRACKETFORHEAVYEQUIPMENTIETRANSPORTATIONFLATCAR,HASHANGINGCROSSBEAMS,WHEREDISTANCEBETWEENCROSSBEAMSISGREATERTHANWIDTHOFFLATBOARDOFHYDRAULICFLATCAR,ANDCONNECTIONBEAMARRANGEDONBOARDJUN201110仝令胜，石博强自行式可拼接重型平板车的设计J工程机械2008，431172011LIUG,CHENY,WEIZ,LIUY,ZHIS,ZHOUX,QIANS,SONGD,SUSPENDINGDEVICEFORMODULETYPEHYDRAULICFLATCAR,HASBALANCEARMTHATISCONNECTEDTOCANTILEVERANDAXLETHROUGHSHAFTPIN，APR201112CHENWDIESELEXPERIMENTMOBILECAR,HASFLATCARINSTALLEDWITHBUFFERANDFASTE