液压动力可升降平板车运输系统的设计

液压动力可升降平板车运输系统的设计

150吨矿渣车辆根据加拿大进口的动能提升平板车的相应调整成本和车辆斗的配置，实现了高温炉渣的运输。标准车不带有自卸装置,货物到达卸货点后由于载货质量极大且矿渣温度较高,将矿渣倾倒到指定地点成为很大的困难。由于车辆本身的结构比较紧凑并且考虑到所运输物质温度较高、质量大,经过多方面考虑,将车斗翻转机构安装到车辆本身上是不可行的。根据现场应用特点研制一种将翻转装置固定到地平面以下的翻转机构,结合机构的动作过程详细介绍其液压系统的设计思路。1英压缸顶起液压缸工作原理液压动力可升降平板车载有车斗支架,车斗通过铰接固定在支架上。其车的承载平板可以在0~300mm内上下浮动,且可以停留在任何位置。其车底盘离地高度最低处为260mm。平板车在到达指定位置之前,翻转机系统埋在地平面以下。图1所示的是整车运行原理及埋地翻转机初始状态。平板车到达指定位置后,整个平板在车载液压系统的控制下慢慢下降。车斗支架随之下降,车斗支架的定位孔进入预埋地锚中。车斗在进入地锚的过程中,经历粗定位和精定位两个过程,定位完成后,由锁紧液压缸带动销轴对车斗支架进行锁紧。此时平板车与车斗支架脱离,平板车此时不受力,随后慢慢从支架底部退出。工作过程参考图2所示翻转机工作示意图。然后由辅助液压缸将顶起缸逆时针旋转,待顶起液压缸与地面成90°角时,接近快关发讯,顶起液压缸开始工作,辅助液压缸处于自由状态。顶起液压缸的顶爪与车斗底面的被顶装置链接,被顶装置带动整个车斗底面使车斗进行翻转。当车斗翻转到最大限定角50°时,接近开关发讯。顶起液压缸停止伸出,完成车斗的翻转。翻转的过程矿渣从车斗中倾倒到指定地点。矿渣倾倒完毕后,车斗靠自重回到水平位置,完成一次翻转过程。2性能要求和主要参数的确定2.1系统总体结构(1)整个系统工作性能安全可靠;(2)充分考虑节能;(3)考虑系统的室外寒冷工作及连续性工作状态;(4)顶起缸运行速度最大为0.1m/s。2.2液压缸的设计及计算车斗自身加矿渣总质量为150t,顶起液压缸顶起点设置在车斗中间位置。所以顶起液压缸最大的顶起质量约为150t。根据车斗长度及顶起角度为50°的要求,计算需要液压缸的总伸出量为6000mm。所以设计液压缸为三级液压缸,每级伸出长度为2000mm。初步设计系统的工作压力为20MPa。多级缸第一级缸径的计算为:其中:F=150×103×10=1.5×106N将上式代入式(1)得到:根据液压缸设计标准,确定多级缸的第一级缸为D1=320mm,杆径d1=310mm;第二级D2=270mm,杆径d2=260mm;第三级缸径为D3=220mm,杆径d3=210mm。三级液压缸,每级产生的最大推力如下:在顶起液压缸第一级全部伸出之后,车斗的翻转角度已接近20°,此时车斗中矿渣已有多部分流出。可以保证当第二级工作时能有足够的力量将车斗顶起。主液压泵的选择:Q=v·A(2)其中:Q为液压泵流量,Q=qnv,q为液压泵的排量,nv为液压泵的转速,此处取nv=1450r/min;v为液压缸运行速度,取最大时v=0.1m/s;A为液压缸的有效面积。当液压缸在第三级工作时,油液缸伸出速度最快,代入公式(2)求得液压泵的排量为:选择力士乐A7V160MA1RPF00柱塞泵为主泵泵源。3原油系统的设计根据系统的性能要求及工作状况设计如图3所示液压系统,其主要工作状态如下。3.1柱塞泵无排量2平板车运动到位后,在车载液压动力系统的控制下使车斗支架下落,经过粗、精定位两个过程之后支架落入地锚中。此时柱塞泵(大排量)2在先导式电磁溢流阀3的作用下处于卸荷状态,柱塞泵(小排量)19输出流量在顺序阀16的作用下产生较高压力,电磁换向阀14右位工作推动锁紧缸13对支架进行锁紧。锁紧到位后,电磁换向阀14处于中位。3.2顶起液压缸7锁紧到位后,使电磁换向阀12处于右位,分别在电磁换向阀9、11的作用下,由辅助缸10推动顶起液压缸7,由水平状态转动到竖直状态。此过程运动速度由电磁换向阀9、11切换可调。3.3换向阀5右位顶起液压缸7处于竖直状态后,电磁换向阀3得电,柱塞泵2处于加压状态。液控换向阀5处于右位工作,多级缸慢慢伸出。由于顶起液压缸7与辅助缸10是铰接,此时辅助缸10处于被迫缩回状态,为保证其处于自由状态,且有油液充满辅助缸的两腔,此时电磁换向阀12处于中位状态,而电磁换向阀11处于右位状态。3.4顶起液压缸7的作用顶起液压缸7伸出动作完成后,液控换向阀5处于左位工作,顶起液压缸7在重力的作用及回油压力的作用下退回到竖直状态。此时辅助缸10仍然处于自由状态,电磁换向阀12处于中位状态,而电磁换向阀11处于右位状态。3.5顶起液压缸7使电磁换向阀12处于左位,分别在电磁换向阀9、11的作用下,由辅助缸10推动顶起液压缸7,由竖直状态转动到水平状态。此过程运动速度由电磁换向阀9、11切换可调。4液压系统性能合理(1)采用埋地式的顶起系统扩大了原车的运输功能,成功解决了150t矿渣车卸货困难的问题,并且埋地式结构紧凑、安全可靠;(2)合理的液压系统,成功解决了辅助缸在被动运行过程中