桥检车水平连接臂结构及液压回路的优化.pdf

桥检车水平连接臂结构及液压回路的优化 刘 军 辽 宁工程技 术 大学三 河0 6 5 2 0 1 文章编号 1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 3 O 3一 叭 1 8 0 2 桥梁检测车 以下 简称 为桥检车 水平连接 臂是其重要组 成部分 ，它不但充 当着 回转基座 与 垂直臂架之问的纽带 ，而且也影 响整机 的稳定性 。 桥检车结构如图 1 ，水平连接臂和后辅助支撑之问 采用 3缸 同步的液压 回路 ，为 了使后 辅助支撑 更 好地与水 平连接臂 配合 动作 ，在后辅 助支撑 的 回 路上加装 了调 速 阀，以保 证 3缸 的同步。但是 试 验发现在结 构和液压 回路上都存在缺 陷 ，导致 整 机的工作效率和可靠性受到很大影响。 1 结构分析优 化 利用 S o l i d Wo r k s中的运动分析功能对整机的动 作进行模拟 ，最终确定后辅助支撑存在结构缺陷 ， 导致整机速度较慢 。在运动分 析 中发现水平 连接 臂和后辅助支撑 的运动轨迹不相 吻合 如图 2 a所 示 ，后辅助支撑的运动轨迹 和水平连接臂的运动 轨迹提前在 点相 交 ，运动轨迹 不相 吻合 ，导致 1 ．垂直臂2 ．工作平台3 ．水平连接臂 4 ．水平连接臂变 幅液压 缸5 ．导向轨道支架 6 ．垂直框架7 ．旋 转基座8 ．底盘 9 ．水平连接臂变幅辅助装置 1 0 ．垂直转塔 图 1 桥梁检测车 结构件 之间运动不 同步，产生 阻力 ，从 而严重影 响了起 升动作 的稳定性 。试验 中发现 起升 时除 了速度较 慢并没有其他 变化 ，但在 回落时两者 发 生干涉 ，无法正常完成动作 。通过运用 S o l i d Wo r k s 中的运动分析功能反复模拟后辅助支撑 和水平连 6 手摇装置的传动比 1 初定手柄的选装半径 R3 0 0 mm； 2 手柄上的工作力为 F 9 0 N； 3 则手柄上的转矩 T． F R 9 0 0． 32 7 N i n 4 假设电动机的参数 功率 P 5 0 k W， 转速 nl 0 0 0 r ／ mi n 则扭矩 T 2 9 5 5 0 4 7 7 ． 5 N m 5 手摇装置的传动比 7 6 1 1 8 7 结束语 这种新型的双 机构起 升方 案 ，因为改用 了手 摇电动双动力减速器 ，在安全性 和可 靠性方 面有 了很大的提升 ，而成 本和结构 尺寸 上的影 响也 不 是很大。值得在对设 备可靠性要求 高的场合 推广 使用 。 参考文献 [ 1 ] 机械设计手册联合编写组 ．机械设计手册第二版 修订[ M] ． 北京化学工业出版社，1 9 8 7 ． 作 者徐进 地 址太原重工股份有限公司技术中心起重所 邮 编 0 3 0 0 2 4 起重运输机械 2 0 1 3 3 时间／ s a l 时间／ s b 1 ． 水平连接臂的运动轨迹2 ．后辅助支撑的运动轨迹 a 运动轨迹不相吻合 b 运动轨迹基本吻合 图 2 有限元分析曲线图 接臂 的运动 ，最 终 得 到较 合适 的相 对 运 动轨 迹 如图 2 b ，后辅助支撑的运动轨迹和水平连接臂 的运动轨迹基本吻合 ，从而为样机 的试 验及整机 改造提供了可靠的依据。通过与原后辅助支撑比 较，将后辅助支撑的倾斜角度由原 调整为 Y ，再 经过样机的试验 ，其结果和 S o l i d Wo r k s 运动分析的 结果基本吻合，很好地解决了两种轨迹不同步的 问题 1 ．顺序阀2 ．单向调速阀3 ．后辅助支撑液压缸 4 ．水平连接臂液压缸5 ．双向平衡阀 图 3 液压 回路 经过分 析 ，在后辅助支撑 的回路 上与调速 阀 并联一个单 向阀，使原有 的调速 阀变 成单 向调速 阀。试验表 明，该 改动可 以有效解决 回落不 同步 的问题 。同时 ，为了使 水平连接臂 和后辅助支撑 能够更好地 同步动作 ，在后辅助支撑 的 回路上增 加 了顺序 阀 ，将其压力调定 为水平连 接臂刚刚动 作的工作压力，以保证两者运动的同步。 2 液压 系统 分析优化 3 结论 除结构上 的问题 ，液压 系统的不完 善也造成 了水平连接臂和后辅助支撑 之间的不 同步。水平 连接臂 和后辅 助支撑 之间的运动通过 3缸联动 的 液压结构 实现 ，要求 两者之间保持平衡 以保 证其 运动的一致性 。 经过多次模拟 和试 验 ，发现 水平连接臂 的液 压回路存在较大 的问题 ，经排 除，确定后 辅助支 撑液压缸 回路 有缺陷。在后辅 助支撑 的无杆 腔油 路上连 接有一 个双 向调速 阀，由于整机 起升 时 ， 水平连接臂需后辅 助支撑的帮助才 能不失 去平衡 并顺利地起 升 ，因此 实际工作 中要用调速 阀来 调 节 如图 3 。 但如果只用调速 阀来 调节 ，后辅助支撑起 升 时可以实现 同步 ，但在 下落时 ，会 受到调速 阀的 限制 ，使后 辅助 支撑相 对水 平 连接臂 下 落太 慢， 造成前后动作不同步。 经过对该机型 的结 构和液压 系统 的模拟和改 进 ，使其有效避免 了设计 上的缺陷和不 足，基本 满足了设计要求 。本文 主要针对桥检 车中的特殊 结构进行 了分析和研究 ，有 其 自身 的局 限性 ，仍 需做进一步 的研究 。 参考文献 [ 1 ]王文斌，林忠钦，李奇，等 ．机械设计手册单行本 一 液压传动与控制[ M] ． 北京机械工业出版社 ， 2 0 0 7 ． [ 2 ]成大先 ．机械设计手册 [ M] ． 北京化学工业 出版 社 ，2 0 0 8 ． [ 3 ]陈超祥，叶修梓 ． S o l i d Wo r k s S i m u l a t i o n高级教程[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ，2 0 1 1 ． 作者地址 河北三河市燕郊经济技术开发区留山大街 1 1 号 邮 编 0 6 5 2 0 1 收稿 日期 2 0 1 2 0 91 2 起重运输机械 2 0 1 3 3 一l 1 9