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高等级公路多功能养护车液压系统设计研究似的

发布时间:2021-07-22 09:21:01 阅读: 来源:试压泵厂家

高等级公路多功能养护车液压系统设计研究

摘要:文章定单额中对高等级公路多功能养护车液压系统的设计过程进行了分析,着重研究了夯拔装置回路的设计,提出了3种设计方案并对其工作性能作了分析。

关键词:养护车;液压系统;夯拔装置;设计;研究

1序言

近几年,随着我国高等级公路的迅猛发展,各种公路养护设备应运而生。调查中发现高等级公路护栏经常遭遇事故车辆的撞击而损坏,而更换护栏又无专用设备;两侧的路标路牌亦需经常维修清洗,借用其他设备不仅工作效率和作业质量低,而且劳动强度大。为此,笔者研制了一种多功能养护车,该车可实现护栏的快速更换和标志标牌的维护清洗。

高等级公路多功能养护车是以BJ1041汽车底盘为基础进行改装设计的,配置自行设计的护栏立柱夯拔装置、高空作业装置和气动工具等,由液压系统和气动系统提供动力,可对已损坏需更换的护栏进行螺母拆装、钻孔、切割、拔出、夯入等作业,也可实现标志标牌的维修、清洗等功能。以下对该车的液压系统设计作简单的分析研究。

2液压系统的设计研究

高等级公路多功能养护车结构如图1所示。

图1高等级公路多功能养护车的结构视图

液压系统原理如图2所示。

图2第1种方案液压系统原理图

2.1液压系统工作原理

如图1所示,由水平缸28、支座25、滑座26、底座27、纵向缸11、横向缸 29等构成调整装置,实现夯拔装置的工作位置调整。由液压锤18、垂直滑座21、支架22、夯拔缸23、支腿缸17等构成护栏立柱夯拔装置,用来完成护栏立柱的夯入与拔出。由底座7、转座8、旋转缸12、下摆臂2、下摆臂缸6、上摆臂3、上摆臂缸4、连杆机构1、作业平台9X轴表示形变构成高空作业装置,用来完成标志标牌的维护。不工作时,支架22平放在车体16上,作业平台9放置在车在加上能够量身定制体16上。工作时,若用来将已损坏的护栏立柱拔出,先将车开到接近损坏的立柱处。如图2所示,操纵多路阀第1联中的有关阀,使水平缸28的活塞杆伸出,推动滑座26并带动支架22接近工作位置;使纵向缸11的活塞杆缩回,拉动转轴24使支架22处于垂直状态:使支腿缸19的活塞杆伸出并支撑在路面上;然后调整水平缸30、横向缸、纵向缸11,使支架22处于合适的工作位置。操纵手动阀,使U形连接板19套在已损坏的立柱上,插入销轴,在夯拔缸23的带动下,将立柱拔出。若要将新的立柱夯入路基中,先将立柱竖立在路基上,然后操纵手动阀,使液压锤18套在立柱上,在夯拔缸的压迫下及液压锤的冲击下,将立柱夯入路基中,完成护栏立柱的更换。

同样操作可更换其向产业链1体化方向发展他立柱。工作完成后,操纵手动阀,使夯拔缸的活塞杆缩回。操纵多路阀第1联的有关阀,将液压支腿17收起;使纵向缸的活塞杆伸出通过转轴24带动支架22转动,使之成水平状态;调整横向缸使支架22平行于车体的侧面;使水平缸的活塞杆缩回,将支架22平放在车体上。若要用来维护公路两侧的标志标牌,首先操纵多路阀第2联的有关阀,使车体的4个液压支腿15的活塞杆伸出并支撑在路面上。然后操纵多路阀第3联的有关阀,使上摆臂缸4的活塞杆推出,通过上摆臂3抬起作业平台9至一定高度:使下摆臂缸6的活塞杆伸出,推动下摆臂2转至适当位置:使转动缸12带动转座8转动,使作业平台接近标志标牌;由四连杆机构保持作业平台始终处于水平状态;调整上、下摆臂缸使作业平台处于合适的工作位置,然后进行清洗维修。当维护下一个标志标牌时,只需适当降低作业平台的高度并收起液压支腿15,将车移创新团体准备规范上市动到下一个工作位置,然后放下支腿,调整上、下摆动缸使工作平台处于合适的工作位置即可。工作完成后,而新能源号却“予取予求”操纵多路阀第3联的有关阀,先将作业平台降至适当高度;转动缸12带动转座8旋转,使作业平台处于初始位置的正上方;调整上、下摆臂缸将作业平台放置在车体上。操纵多路阀第2联的有关阀,将液压支腿15收起。另外配置的气动工具,可用来自动拆装护栏上的螺栓螺母并可切割扭曲的护栏和立柱;具体过程是使电磁阀切换,液压马达旋转带动空压机工作,为气动工具提供气压源。

2.2液压系统的结构设计与研究

(1) 采用双联泵

由于该车所选用液压锤的流量较大,而其他执行器所需流量均较小,如果共用1个泵,那么当调整装置或液压支腿及高空作业装置工作时,大部分流量将通过溢流阀在系统设定压力状态下流回油箱,产生热量使系统温度升高。因此为降低系统的发热量,提高其稳定性,将液压马达回路、夯拔缸与液压锤回路共用1个泵,由大泵提供动力;将其他执行器的回路共用1个泵,由小泵提供动力。当夯拔装置或气动工具工作(即液压马达工作)时,大泵工作,小泵卸载;当调整装置、4个液压支腿及高空作业装置工作时,小泵工作,大泵卸载。

(2) 选用合适的滑阀机能

如图2所示,在大泵系统中,为使小泵工作时,大泵卸载,电磁阀和手动阀采用M型滑阀机能:在小泵系统中,为使大泵工作时小泵卸载,多路阀第1联、第2联采用过桥阀体,与第3联组成一个通路。

(3) 夯拔装置液压回路的设计

该回路有3种设计方案:第1种方案是夯拔缸与液压锤共用1个控制阀,回路连接如图2所示;第2种方案是夯拔缸与液压锤分别由2个阀控制,组成2个回路,如图3所示;第3种方案如图4所示,蓄能器接在回路前,大泵的主油路上,夯拔缸与冲击体由1个阀控制,组成1个回路。无论那种方案都是将冲击能传递给立柱,与来自夯拔缸的压力共同作用使立柱克服路基的阻力(包括摩擦力)向下移动。在第2种方案中,因夯拔缸和液压锤分别由两个阀控制,其中夯拔缸回路由小泵提供动力,液压锤回路由大泵提供动力,由此夯拔缸与液压锤回路中的压力就不能同步升高,也不能实现联动,液压系统也不能根据路基情况作相应的变化,大大影响了工作效率和效果。在第3种方案中,因蓄能器接在回路的前面,虽然在工作前可以建立起压力并实现了联动,但蓄能器不能及时给冲击体补充流量,冲击频度有所降低,使传递给立柱的冲击动量减小,影响了冲击效果。第1种方案克服了第2、第3种方案的不足,使夯拔缸和液压锤实现了联动,大大提高了冲击效率和效果。路基阻力(包括摩擦力)随深度的变化如图5所示,这3种方案液压锤传递给立柱的动量随深度的变化如图6所示。可以看出第1种方案比第2种方案立柱动量达到最大值时深度大,同等情况下,立柱夯入路基中的深度大,而且能够随路基阻力的变化而相应变化;比第3种方案立柱的动量大,当然冲击效果更好,因此第1种方案是最佳设计。该车的夯拔装置采用了第一种设计方案。

图3第二种方案

图4第三种方案

图5阻力随深度变化情况

图6立柱的动量随深度的变化情况

(4) 夯拔装置的位置调整装置的设计

众所周知,车辆沿公路走向移动比较方便,沿横向移动却很困难,因立柱处在路沿上,所以必须沿横向调整夯拔装置的位置。为此,设计了水平缸30,可方便实现夯拔装置的横向移动。另外,在将立柱夯入、拔出时,并不总要求夯拔装置处在竖直状态工作,特别是当将损坏的立柱拔出时,要根据实际情况适当调整夯拔装置的倾斜度。为此,配置了横向缸31和纵向缸13。

(5) 为防止将立柱夯入路基时车辆失稳而设置了限压阀

当系统压力超过限压阀的设定值时,该回路卸载,夯拔装置停止工作。限压阀的压力根据理论计算和试验确定。

3结论

该车的研制填补了国内空白,完善了我国高等级公路养护设备的配套。其液压系统满足了工作需要,具有较高的可靠性、稳定性。

(end)

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