环卫车液压缸新式启闭阀研究设计.pdf

Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ． 1 1 ． 2 01 l 环卫车液压缸新式启闭阀研究设计 马龙鹏 张凤 龙 郭敦朋 烟台未来 自动装备有限责任公司， 山东烟台2 6 4 0 0 2 摘要 研究设计一种液压缸用新 型启 闭阀 ， 它在能 自动降低对车架作用力 ， 减少车架的钢材用量 ， 降低 液压系统的故障率的作用之 外 ， 还可以形成 系列化 ， 作 为一种标准产品进行生产。 关键词 新式启闭阀 液压缸标准化 中图分类号 T H 1 3 7 ． 5 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 1 1 1 - 0 0 6 9 0 3 Re s e a r c h De s i g n o f Ne w S t y l e ONO FF Va l v e Us e d o n Ec o En v i r o n me nt a l Lo a d i n g Tr u c k Hy d r a u l i c Cy l i n d e r MA L o n g - pe n g Z HANG F e n g - l o n g GUO Du n - p e n g C h i n a Y a n t a i F u t u r e A u t o ma t i c E q u i p me n t s C o ． ， L t d ． ，Ya n t a i 2 6 4 0 0 2 ，C h i n a Ab s t r a c t T h e ma i n c o n t e n t s o f t h i s a r t i c l e i s a r o u n d a k i n d o f o n - o ff v a 1 v e f o r h y d r a u l i c c y l i n d e r s ． Th i s v a l v e c a n r e d u c e t h e f o r c e o n a u t o f r a me t h u s t h e s t e e l u s a g e c a n a l s o b e r e d u c e d ． T h e p r o b l e m o n t h e h y d r a u l i c s y s t e m c a n b e l e s s e n e d ．Af t e r mo u n t i n g t h e v a l v e o n t h e l o a d e r s ，t h e t e s t r e s u l t s h o ws t h i s s a mp l e me e t s t h e r e q u i r e me n t ． Ke y W o r d s n e w s t y l e O N／ OF F Va l v e ； h y d r a u l i c c y l i n d e r s t a n d a r d i z a t i o n O 前言 目前 中国城市化步伐 日益加快 。城市对垃圾转运 车辆需求量急剧增加 ， 要求也 日益增高。西方国家的环 卫车辆均采用 了带液压启闭阀液压缸 ．从而整车重量 得 以减少 ， 液压系统的故障率降低 ， 车架的钢材用量可 降低 5 0 ％。 2 0 1 0年， 我公司在带液压启闭阀液压缸领域 取得了重大突破 ， 研制了带液压启闭阀液压缸 ， 为国内 一 些环卫车进行 了配套 。我们在现有液压启闭阀液压 缸的基础上又开发了一种新式启闭阀，进一步完善 了 国内带液压启 闭阀液压缸项 目技术。 l 不装液压启闭阀液压缸存在的问题 1 ． 1 车架钢材用量大 ， 增加了整车重量 当液压缸工作接近但 还没有到极限位置时 ，即液 压缸没有完全伸 出或缩 回．如果车厢此时已经处于极 限位置 。 即完全回到车架上或完全下落到地面， 则液压 缸在初始工作腔压力不能够释放的情况下 ，液压缸作 用力直接作用在车架和车厢上 。此力根据缸径不同大 小在 5 0 ～ 1 6 8 t 工作压力 2 8 MP a 之间 ， 为保证结构件的 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 6 3 0 作者简介 马龙鹏 1 9 8 3 一 ， 男 ， 山东省聊城市人 ， 本科 ， 工程 师 ， 主要从事 气缸 、 液压缸 、 液压机械设计及现场维护工作 。 安全性 ， 势必增加了车架钢材用量。 1 ． 2液压缸密封圈和平衡阀密封圈过早失效 如 图 l 所示 ， 如果此液压缸 中不带液压启闭阀， 车 辆行驶 中系统停止向液压缸供油 ，此时平衡 阀 A腔将 液压缸 的前腔封闭，平衡 阀的 B腔将液压缸的后腔封 闭， 液压缸前腔和后腔都形成充满液压油的封闭区域 ， 载重 的车厢在颠簸 的路 况下产生不规则 巨大的惯性 力 ， 此力反作用在液压缸活塞杆上 ， 导致液压缸内液压 油产生不规则液压冲击 ，最终导致液压缸和平衡阀的 密封圈过早失效。 活塞杆 挡杆 卡环 前盖 活塞 螺母 缸筒后盖 图 1 带新式 液压启 阀液压缸 2 新式启闭阀的结构和工作原理 1 图 l中所示 的是带新式液压启 闭阀液压缸的 6 9 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 1年 第 1 1期 结构图， 液压启闭阀安装在活塞上面 。 图示为有杆腔进 油时液压启闭阀的工作状态。 2 图 2所示为液压启闭阀的结构， 由端盖 1 、 螺栓 2 、 管道 3组成。 图2液 压 启 闭 阀 3 当液压缸活塞靠近缸盖端位置 见图 3 ， 启闭 阀左端与前盖接触。启闭阀左端盖与活塞的密封面 见 图 2 未接触 ， 启闭阀处于开启状态。 若此时车辆在行驶 过程 中， 平衡阀 A、 B口均未通压力油 ， 如果车厢振动 ， 因液压缸丽腔联通 ． 不会 出现压力急剧升高的现象。 图 3 4 从 A 口 见图 1 通入压力油 ， 压力油经过平衡 阀进 入前腔 ， 前腔压力升高 。 启闭阀受压向右运动 ， 两 密封面 见图 2 贴紧将两腔封闭。 此时活塞杆组件整体 向右运动， 液压缸进人工作行程 ， 如 图 4所示 。整个工 作行 程中， 活塞左侧为高压油 ， 活塞右侧为低压油 ， 启 闭阀在油压的作用下受向右的压力， 紧贴在活塞上面。 图4 5 活塞运动到图 5位置时， 启 闭阀右端首先接触 到后端盖 ， 启闭阀受力相对活塞运动如图中位置 。液压 70 缸进入启闭阀的启闭行程 区间，此行程通常在 3 8 m m 范 围， 此时 C、 D口连通液压缸两腔， 来 自后腔的压力油 经 D口一 管道 3 一 C口流过进人前腔， 至此前腔与后腔油 路相通 ，根据平衡阀原理， A口通压力油过程时平衡阀 的 B油路反向始终开启 ，后腔液压油可 以通过平衡阀 直接回油箱 ， 前腔压力迅速下降， 由于 C、 D口的阻尼作 用 ， 前腔压力从 2 8 MP a 下降到 4 8 MP a 之间 ， 液压缸的 输 出力降低 ， 此时活塞杆接近完全缩 回的极限位置 ， 车 厢处于下落状态 ， 不需要或需要很小液压缸的输出力 ， 主要靠 自重下落到车架位置。 图5 6 当车厢已经到位停止 ， 液压缸的输 出力通过车 厢开始作用在车架上。此时液压缸活塞杆组件在位于 如图 6所示位置 ， 根据前面的分析 ， 由于此时活塞处于 启 闭行程 区间 ， 液压缸输 出力为阻尼压力下 的输 出力 ． 输出力降低 了， 则对车架的作用力也降低了。 图 6 3 技术性能指标及参数 表 1 性能指标 参数 液压缸额定压力 启闭阀硬密封泄漏量 阻尼压力范围 启闭行程 2 8 MP a 0 ． 5 m L ／ m i n 4 ～ 8 M P a 3 ～ 8 m m 4 小结 1 此结构启闭阀液压缸可以替代去年设计产品， 实现产品升级 。 2 新式启 闭阀液压缸工作 6个月后 没有 出现泄 漏情况 ， 且工作平稳 ， 整缸工作状况无异常 ， 符合预期 要求。 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ N o ． 1 1 ． 2 0 1 1 液压缸单向阀缓冲结构 王 旭 郭敦朋 马龙鹏 烟台未来 自动装备有限责任公司 ， 山东烟台 2 6 4 0 0 2 摘要 主要研究一种新型液压缸缓 冲结构 ， 此缓冲机构主要应用在建筑机械 的水泥发泡机液压缸上面 ， 能很好得解决缓冲 问题 ， 避免 传统液压缸缓 冲失效 ， 容易形成标准化 ， 同时经过很大批量产品装车试验 ， 试验结果表 明， 所研制 的样机性能指标满足规定的要求 。 关键词 单向阀 ； 节流孔 ； 液压缸 中图分类号 T H1 3 7 ． 5 文献标识码 A 文章 编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 1 I 1 - 0 0 7 1 0 2 Hy d r a u h c Cy h nd e r One wa y Va l ve Cus h i o n i n g De v i c e WANG Xu GUO Du n - p e n g MA L o n g - pe n g C h i n a Y a n t a i F u t u r e A u t o m a t i c E q u i p me n t s C o ． ， L t d ． ， Y a n t a i 2 6 4 0 0 2 ，C h i n a Ab s t r a c t T h i s a r t i c l e i s ma i n l y r e s e a r c h e s a n e w h y d r a u l i c c y l i n d e r c u s h i o n i n g d e v i c e ． Th i s c u s h i o n i n g d e v i c e i s ma i n l y u s e d i n t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r s o f a r c h i t e c t u r a l c e me n t f o a mi n g ma c h i n e ． I t c a n f o r m t h e s t a n d a r d i z a t i o n e a s i l y a n d e ff e c t i v e l y s o l v e t h e p r o b l e ms o f c u s h i o n i n g a n d a v o i d t h e c u s h i o n i n g f a i l u r e o f t r a d i t i o n a l h y d r a u l i c c y l i n d e rs． At t h e me a n t i me ， t h e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t p e r f o r ma n c e i n d e x e s o f t h e d e v i c e c a n me e t t h e p r e s c ri b e d r e q u i r e me n t s a f t e r l o t s of l o a d i n g t e s t ． Ke y W o r d s R e a d e r ； c h e c k ； o rifi c e ； c y l i n d e r O 前 言 当液压缸驱动大质量的负载时， 由于动量过大 ， 会 在行程终点位置产生活塞与前盖 后盖 剧烈的撞击现 象， 极大地影响了液压缸的正常使用寿命及精度。一般 情况下 ， 运动惯性是产生冲击撞击 的主要原因 ， 从公式 E m v 2可以看出 ， 降低运动速度 ， 是减小惯性 冲击的 最有效 的方法。为避免撞击现在的产生 ， 需要在两端极 限位置设置缓冲机构， 又叫液压阻尼 。常规缓冲机构如 收稿 13期 2 0 l 1 一 O 6 3 0 作者简介 王旭 1 9 8 4 一 ， 男 ， 辽宁省抚顺人 ， 本 科 ， 工程师 ， 主要 从事液压 系统设计及 现场维护工作 。 图1 所示 ， 当活塞 1向后端运动 ， 即将到达行程终点时， 后端缓冲柱塞 2进入缓冲腔 3内，通过缓 冲柱塞与缓 冲腔之间的间隙行程节流作用 ，从而使活塞运动速度 减慢 。一般系列化 的成品液压缸 ， 由于事先无法知道 3 此结构启闭阀规格少 ， 可形成批量生产 ， 且活 塞安装孔加工方便 ， 提高生产效率。 参 考 文 献 [ 1 】 路 甬祥． 液压气动技术 手册【 M 】 ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 2． 【 2 】 何存兴． 液压元件【 M】 ． 北京 机械工业出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 3 ] 王 玉卿． 工程机 械实用液压传动【 M】 ． 北京 机 械工业出版社 ， 2 0 o 2 ． f 4 ] 成大先． 机械设计手册 第四版第 5卷 [ M 】 ． 北京 化学工业出 1 一 活塞2 一 后端缓 冲柱塞3 一 缓 冲腔4 一 前端缓冲柱塞 图 1 版 社 。 2 0 0 2 ． 『 5 】 何存兴 ， 张铁华． 液压 传动与气压 传动[ M] ． 武汉 华 中理工大 学 出版社 。 1 9 9 9 ． [ 6 ] 张凤龙． 车辆用液压启闭阀液压缸研究与设计[ J ] ． 专用汽车， 2 0 1 0 8 ． [ 7 】 何存兴． 液压元件【 M】 ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 2 ． [ 8 】 朱学会． 流量限制装置抗重击特性建模与仿真分析【 J 】 ． 液压气 动与密封， 2 0 1 o f 8 ． 71