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２０１５ 年 １１ 月 第 ４３ 卷 第 ２２ 期 机床与液压 ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ Ｎｏｖ ２０１５ Ｖｏｌ ４３ Ｎｏ ２２ ＤＯＩ１０．３９６９／ ｊ ｉｓｓｎ １００１－３８８１ ２０１５ ２２ ０４０ 收稿日期 ２０１４－１０－２７ 作者简介 闫莉敏 （１９６５）， 女， 副教授， 研究方向为液压与气动系统设计。 Ｅ⁃ｍａｉｌ ｗｑｓ １１１０＠ １６３ ｃｏｍ。 四柱液压升降机液压控制系统设计 闫莉敏１， 郑雪苹２ （１ 包头职业技术学院车辆工程系， 内蒙古包头 ０１４０３０； ２ 包头市佳隆金属制品有限责任公司， 内蒙古包头 ０１４０３０） 摘要 着重论述四柱液压升降机液压控制系统设计时主要考虑的因素， 详细阐述了该升降机的结构特性及其液压控制 系统的设计及工作原理。 介绍了该升降机的应用场合， 并在实际应用中得到验证。 关键词 四柱液压升降机； 液压控制系统； 平稳性 中图分类号 ＴＨ１３７ 文献标志码 Ｂ 文章编号 １００１－３８８１ （２０１５） ２２－１１８－２ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｆｏｕｒ⁃ｃｏｌｕｍｎ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｅｌｅｖａｔｏｒ ＹＡＮ Ｌｉｍｉｎ１， ＺＨＥＮＧ Ｘｕｅｐｉｎｇ２ （１ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ， Ｂａｏｔｏｕ Ｖｏｃａｔｉｏｎ ＆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｂａｏｔｏｕ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ ０１４０３０， Ｃｈｉｎａ； ２ Ｂａｏｔｏｕ Ｊｉａｌｏｎｇ Ｍｅｔａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｂａｏｔｏｕ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ ０１４０３０， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｆｏｕｒ⁃ｃｏｌｕｍｎ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｅｌｅｖａｔｏｒ ｗｅｒｅ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ． Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｖａｔｏｒ， ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｉｔｓ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ． Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｖａｔｏｒ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｗａｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｆｏｕｒ⁃ｃｏｌｕｍｎ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｅｌｅｖａｔｏｒ； Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ； Ｓｔａｂｌｉｔｙ 升降机作为货物的举升机构， 可广泛用于生产流 水线高度差设备之间的货物运送， 物料上线、 下线， 共件装配时部件举升， 大型机库上料、 下料， 仓储装 卸等场所。 它的控制方式有多种， 其中， 液压控制是 比较适用、 经济的控制方式。 １ 四柱液压升降机简介 该四柱液压升降机主要用于汽车或其他货物的举 升， 由机械部分、 液压系统和电控部分组成。 设备的机械部分［１］主要由 ４ 个立柱、 １ 个升降平 台、 ４ 套安全制动装置、 ４ 套缓冲装置、 １ 支油缸、 ２ 个连接梁、 ４ 套导向轮、 ２ 个底座以及滑轮和 ４ 根钢 丝绳等组成。 液压缸通过液压控制系统， 使活塞杆缩回或伸 出， 带动钢丝绳通过定滑轮和动滑轮使平台上升或下 降， 完成升降工作。 导向轮和安全制动装置的导向部 分通过立柱进行导向， 以防止平台在上升或下降时发 生倾斜。 平台下降到地面时， 落到缓冲装置上， 减缓 冲击。 它的制动装置是安全防下滑机构， 保证在停 电、 钢丝绳突然断裂等意外情况下， 平台固锁在 ４ 根 立柱上， 在排除故障后， 启动液压系统平台才可正常 工作。 ２ 四柱液压升降机液压控制系统设计 ２ １ 液压控制系统设计时应考虑的因素 （１） 升降过程的安全性。 根据升降机的工作特 点， 升降过程中必须保证安全可靠， 一旦出现异常情 况， 要有安全控制措施。 （２） 升降过程的平稳性。 升降机在升降过程中 一定要平稳， 不能忽快忽慢， 并且要缓慢停止， 不能 有剧烈冲击。 （３） 要有足够的动力。 为了克服汽车或其他货 物、 吊具的重力、 摩擦力等因素， 液压系统要有足够 的动力。 （４） 液压控制装置结构的紧凑性。 受平面和空 间的限制， 液压站的体积应小、 占地面积应少。 ２ ２ 液压控制系统的设计及其描述 综合以上各种因素及其工作特性， 设计的四柱液 压升降机液压控制系统的原理图［２－３］见图 １。 （１） 液压控制系统的组成。 它主要由动力装置 （元件 ９）、 油箱及其附件 （元件 ７、 ８、 １１、 １２）、 系 统安全的控制元件 （元件 ２、 ３、 ４、 １０）、 机械部分 安全制动装置的控制元件 （元件 ５、 ６）、 升降装置控 制元件 （元件 １３、 １４、 １５ 及上下限位开关）、 管路 及其附件等组成。 动力装置和控制装置均放在油箱顶 部， 这样结构紧凑， 占地面积小。 （２） 液压控制系统原理的描述。 动力装置的液 压泵和电动机 ９ 通过联轴器和管路及其附件为系统提 供足够的动力， 通过管道从油箱吸油， 又通过高压软 管向系统供压力油。 油箱上装有液位温度计 ７， 供检查液面高度和温 度用； 装有空气滤清器 ８， 供油箱加油和呼吸用； 还 装有回油过滤器 １１， 防止油污染。 系统安全控制的压力表组 （元件 ２、 ３、 ４） 设定 系统压力值， 电磁溢流阀 １０ 的压力与系统压力相匹配， 当系统压力值超过电磁溢流阀设定的压力值时， 压力 油通过电磁溢流阀流回油箱， 从而保护系统的安全。 图 １ 四柱液压升降机液压控制系统原理图 安全制动装置的液压控制部分有二位四通电磁换 向阀 ６ 和单向阀 ５， 当升降机正常升降时， 二位四通 电磁换向阀的电磁铁 ２ＤＴ 得电， 压力油进入安全制 动装置的制动器里， 液压力克服制动器的弹簧作用 力， 使制动器不制动； 当升降机出现异常情况时 （如停电、 钢丝绳断裂等）， 二位四通电磁换向阀的 电磁铁 ２ＤＴ 失电， 系统不供油， 制动器的液压油流 回油箱， 系统卸荷， 在弹簧力的作用下使制动器制 动。 从而保证在停电、 钢丝绳突然断裂等意外情况 下， 平台固锁在 ４ 根立柱上， 在排除故障后， 启动液 压控制系统， 平台才可正常工作。 升降装置控制元件中的三位四通电磁换向阀 １３ 是控制升降机上升或下降的。 ４ＤＴ 得电， ３ＤＴ 失电， 升降机上升， ４ＤＴ 失电， ３ＤＴ 得电， 升降机下降； 双 液控单向阀 １４ 是起安全作用的， 当系统出现异常情 况时， ３ＤＴ、 ４ＤＴ 同时失电， 系统卸压， 双液控单向 阀关闭， 油缸的活塞杆停止不动， 升降台也停止不 动。 排除故障后， 启动液压控制系统， 平台才可正常 工作； 调节双单向节流阀 １５ 旋钮， 可以调节升降机 的升降速度， 以满足实际情况的需要； 当升降台碰到 上限或下限位开关时， 系统停止工作， 升降台在惯性 作用下会继续上升或下降一段距离， 直至停止， 特别 是下降， 碰到底面的缓冲装置后， 会缓慢停止， 避免 冲击。 高压截止阀 １ 是为了防止拆卸油缸或维修液压系 统时， 液压油流出而污染工作场地。 ３ 液压控制系统的特点 液压控制系统工作比较平稳， 反应快， 易于实现 快速启动、 制动和频繁的换向； 可实现无级调速； 容 易实现自动化和过载保护； 液压元件已实现了标准 化、 系列化、 通用化， 液压系统的设计制造和使用都 比较方便。 ４ 结束语 四柱液压升降机液压控制系统的设计既考虑了升 降机升降的安全性， 又考虑了升降的平稳性和停止时 的冲击性， 又进行了过载保护， 满足了升降机的升降 工作要求。 这种升降机在汽车或其他货物的举升中得 到了广泛应用， 有效解决了不同高度之间的货物立体 运送， 产生了很好的经济效益和社会效益， 得到了用 户的满意和好评， 具有良好的实际应用和市场推广 价值。 参考文献 ［１］ 成大先．机械设计手册［Ｍ］．４ 版．北京化学工业出版 社，２００２． ［２］ 全国液压气动标准化技术委员会．ＧＢ／ Ｔ７８６ １⁃１９９３ 液 压气动图形符号［Ｓ］．北京中国标准出版社，１９９３． ［３］ 路甬祥．液压气动技术手册［Ｍ］．北京机械工业出版 社，２００５． （上接第 １０３ 页） ＪＶ１５， 打开截止阀 ＶＫ１０， 将蓄能器内液压油放掉； 其次打开截止阀 ＶＫ１１， 气瓶内液压油在气体压力作 用下流回油箱， 气瓶气体体积增大， 气压减小。 在实 际调整过程中， 截止阀 ＶＫ１１ 开度非常小， 防止气体 冲入油箱， 造成油箱内液压油大量溢出。 ３ 结论 压铸机增压控制油路的设计， 改善了由于人工浇 筑量不同而造成的工艺参数变化， 提高了压铸机实际 生产的适用性。 增压蓄能器充油油路板与截止阀板的 设计， 使压射力在较大范围内可调， 从而扩大了压铸 机的工艺范围。 这种液压控制回路具有复杂性和典型 性， 为其他液压系统设计提供参考。 参考文献 ［１］ 卢醒庸．液压与气压传动［Ｍ］．２ 版．上海上海交通大学 出版社，２００２． ［２］ 左建民，张怀德．Ｊ１１３Ｃ⁃１２５０ＫＮ 压铸机液压系统的改进 设计研究［Ｊ］．机床与液压，１９９５（６）３５３－３５５． ［３］ 李葳，孔晓武，邱敏秀．压铸机增压系统的数学模型及仿 真研究［Ｊ］．机床与液压，２００９，３７（９）９９－１０１． ［４］ 林克伟，徐开杰，周才根．注塑机液压系统节能技术的现 状分析［Ｊ］．工程塑料应用，２０１１（８）８４－８７． ９１１第 ２２ 期闫莉敏 等 四柱液压升降机液压控制系统设计
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