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液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 1年 第 9期 两级全 自由叉车门架液压回路匹配设计 颜志伟 柳州柳工叉车有限公司叉车研究所， 广西柳州 5 4 5 0 0 6 摘要 本文介绍TY - 车两级全 自由门架液压回路 的设计方法 ， 使 回路组成 中的各起升液压缸及管路的匹配满足叉车工作要求 ， 并使 工作液压系统具有性能稳定 ， 结构紧凑 ， 成本优越 等特点 。 关键词 叉车 ； 门架液压 回路 ； 匹配 中图分 类号 T H 1 3 7 ． 7 文献标识 码A 文章编号1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 1 0 9 0 0 5 8 0 2 Hy d r a u l i c Ci r c u i t M a t c h i n g a n d De s i g n o f Fo r k l i f t Two S t a g e F u l l F r e e Li f t M a s t l ， AⅣ i we L i u z h o u L i u G o n g F o r k l i f t ．L i t ．C o m p a n y ．F o r k l i f t R e s e a r c h a n d D e v e l o p m e n t D e p a r t m e n t ，L i u z h o u 5 4 5 0 0 6 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e p a p e r i n t r o d u c e t h e h y d r a u l i c c i r c u i t ma t c h i n g a n d d e s i g n o f F o r k l i ft t wo - s t a g e f u l l f r e e - l i ft ma s t ， ma k i n g s u r e t h e d i f f e r e n t l i ft c y l i n d e r s a n d o i l l i n e s me e t t h e n e e d o f f o r k l i ft ， a n d ma k i n g s u r e t h e w o r k i n g h y d r a u l i c s y s t e m h a s s t a b l e p e r f o r ma n c e ， c omp a c t s t r u c t ur e ， c o s t i s s up e r i o r ， e t c ． Ke y W o r d s f o r k l i ft； ma s t h y d r a u l i c c i r c u i t ； ma t c h i n g O 概述 对于两级全 自由叉车 门架液压回路 。一般采用一 根前置的中心液压缸 ．两根后置 的左右起升液压缸和 相应的油管接头等组成。利用液压压力 回路的原理 ， 使 中心液压缸和左右起升液压缸在升降过程 中产生先后 动作顺序 ， 从而满足使用需求。如果该液压回路设计不 合理 ，不仅会使中心液压缸 和左右起升液压缸运动顺 序错乱 ， 产生“ 乱缸 ” 现象 ， 影响叉车正常工作 ， 还会使 油路压力损失增 大， 降低液压系统工作效率 。那 么， 设 计出合理高效的两级全 自由叉车门架液压 回路 ，具有 重大意义。下面 ， 本文就两级全 自由叉车门架液压 回路 的匹配设计 ， 展开讨论。 1 门架液压回路分析及计算 两级全 自由叉车门架 由外 门架 和内门架组成 ， 中 心液压缸缸底安装在内门架下横梁上 。活塞杆安装在 链轮座上 ， 升降链条绕过链轮座上的链轮 ， 一端固定在 内门架的中横梁上 ， 另一端 固定在货叉架上 。故 中心液 压缸承受两倍货物 、 货叉 、 货叉架等 的重量及相应摩擦 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 2 1 5 作者简介 颜志伟 1 9 8 4 一 ， 男 ， 助理工程 师 ， 毕业于太原科技大学机械电 子工程学院液压专业 ， 现从事叉车液 压系统设计工作 。 5 8 力 。左右起升液压缸的缸底分别安装在外 门架下横梁 板左右两侧 ， 活塞杆安装在内门架左右槽钢支撑板上 ， 作用力直接作用在内门架上 。故左右两个起升液压缸 共 同承受货物 ， 货又及货叉架 ， 内门架 ， 中心液压缸等 重量及相应摩擦力。在液压缸 自身启动阻力忽略不计 的条件下 。中心液压缸和左右起升液压缸受力计算如 下 。 中心液压缸作用压力 由 1 ／ 4 r r D 2 P 2 2 m2 m 3 g 可 得 1 p2 T 1 “ri D2 2 左右起升液压缸作用压力 由 2 p l l ／ 4 D l ml m2 m 3 ％ g町得 pl 2 r n l m 2 丁 m 3 一m 4 g 2 7 r Dl I 式中m 内门架重量， 单位为 k g ； m 货又及货叉架重量 ， 单位为 k g ； m ， 货物重量 ， 单位为 k g ； ％ 中心液压缸重量 ， 单位为 k g ； 孝 内门架与9 t - t - I 架间运动效率 ； Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ．9 ． 2 0 1 1 货叉架与内门架 问运动效率 ； D， 左右 起升液 压缸有效 作用杆 径 ，单位 为 m m； 中心液压缸有效作用杆径 ， 单位为 m m； P 。 左右起升液压缸底部压力 ， 单位为 MP a ； p ， 中心液压缸底部压力 ， 单位为 MP a 。 配置二级全 自由门架叉车液压系统原理图， 如图 1 所 示 Z P F G 1 一 油 箱 2 一 过 滤 器3 一 齿 轮 泵4 一 多路 换 向 阀 5 一 限 速 阀 6 一 防爆阀 1 7 - 防爆 阀 2 8 - 右起升液压缸9 一 左起升液 压缸 l 0 - 防爆阀 3 1 1 一中心液压缸1 2 、 1 3 一 倾斜液压缸 图 1 门架起升时 ， 按 照设计要求 ， 中心液压缸先动作 ， 活塞杆伸出， 直至动作结束 ， 左右起升液压缸活塞杆再 伸出。在这一动作过程中， 门架液压系统的压力由低到 高逐渐建立起来 。为满足 中心液压缸和左右起升液压 缸先后动作顺序正常要求 ， 保证如下公式成立即可 P l p 2 a p I 3 即 _ 2 m m 2 m3 m 4 g △ p 。 r r D1 l r r D2 2 2 2 △ p A 寺 式 中 却 从左起升液压缸的 中空活塞杆至 中心 液压缸柱塞底部的油路压力损失 ， 单位为 MP a ； A 沿 程阻 力系 数 ； Z 油路长度 d _油路 内径 p 油液黏度 ； 油液黏度 卜局部阻力系数。 在此过程 中， △ p 可以理解 为正阻尼 ，在油液流速 允许条件下 ， 值越小越好。一般而言 ， 叉车的最 大空载 起升速度大于最大满载起升速度 ，而管路压力损失值 与速度的平方成正 比，所 以只要空载起升时中心液压 缸和左右起升液压缸先后动作顺序符合要求 ，就可 以 保证满载起升时 中心液压缸和左右起升液压缸先后动 作顺序正常。 门架下降时 ， 按照设计要求 ， 左右起升液压缸先动 作 ， 活塞杆缩 回， 直 至动作结束 ， 中心液压缸活塞杆再 缩 回。由于油路 中有接头 ， 油管 ， 限速 阀和多路阀等零 部件的通油油道产生节流 ，门架液压 回路存在较大背 压 ，在门架下降的一瞬间，液压油路产生一个释压过 程 ， 即压力由高到低释放掉 。为满足左右起升液压缸和 中心液压缸先后动作顺序正常要求 ，保证如下公式成 立 即 可 P 1 p 2 一 卸 l 4 即 一 2 mI m2 m 3 m 4 g 一 △ p 7 r D1 1 “r r D2 在此过程 中， 卸 可以理解为负阻尼 ，在油液流速 允许条件下， 值越大越好 。 为保证 p p 。 一 △ p 。 成立 ， 在门 架系统与液压缸不变的前提下， 可通过适当增大 △ p 的 值来实现 ，即适当减小左起升液压缸至中心液压缸的 油路内径 ， 使中心液压缸 中的油液处于“ 被憋” 的状态。 2 结论 总之 ， 在整车液压系统压力范围内， 通过对 D 和 D ， 的匹配计算 ， 并控制好 △ p 的值 ， 可满足两级全 自由叉 车门架升降过程中各液压缸先后动作顺序符合要求的 同时， 又可尽量减少油路压力损失 ， 提高液压系统 的工 作效率。一般而言 ， D ， 2 D ． 3 ～ 1 0 mm。 [ 1 】 【 2 ] 【 3 ] [ 4 】 【 5 】 【 6 】 [ 7 】 【 8 】 参 考 文 献 陈 淑 梅 ． H y d r a u l i c a n d P n e u ma t i c T r a n s m i s s i o n f E n g l i s h C h i n e s e B i l i n g u a 1 [ M ] ． 北京 机械工业 出版社。 2 0 0 7 ． 乔 中华． 流体力学【 M】 ． 太原 山西科学技术出版社 ， 2 0 0 1 ． 陶元芳 ， 等． 叉车构造 与设计【 M 】 ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 1 0 ． 马庆 丰 ， 等． 叉车维修 图解 手册【 M】 ． 南京 江苏科 学技术 出版 社 ． 2 0 0 9 ． 陈幕枕． 装卸搬运车辆【 M】 ． 北京 人 民交通出版社 ， 1 9 9 9 ． 姚贵有， 等． 内差动液压缸及应用[ J ] ． 液压气动与密封， 1 9 9 9 2 ． 官忠范． 液压传动系统【 M】 ． 北京 机械工业 出版社， 1 9 9 7 ． 王晓耕． K Y系列 预压机 液压 系统设 计[ J ] ． 液 压气动 与密 封， 2 0 0 0 3 ． 59
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