本文在對汽車(chē)衡快速定量裝車(chē)站工況進(jìn)行詳細分析的基礎上，對其液壓系 統進(jìn)行了負荷特性分析及系統流量計算，并在此基礎上進(jìn)行了汽車(chē)衡裝車(chē)站液壓系統的設計, 該設計有效的滿(mǎn)足了汽車(chē)衡裝車(chē)站快速、準確和重載的需求，在現場(chǎng)應用中取得了良好的實(shí) 用效果。

1.引言

近年來(lái)國家為規范運輸市場(chǎng)秩序，保障公路行車(chē)安全，逐步加強了對運輸市場(chǎng)和貨物裝載的監管，開(kāi)展了車(chē)輛超限超載的整治工作，為此， 散裝物料特別是煤炭、礦石等的定量運輸也逐漸 被各企業(yè)重視起來(lái)。由于傳統的裝車(chē)形式速度慢、 精度低、能力小，現已無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，為 此汽車(chē)衡快速定量裝車(chē)站因其裝車(chē)速度快、精度

汽車(chē)衡快速定量裝車(chē)站的主要執行機構為配 料閘門(mén)和溜槽，其中閘門(mén)和溜槽的控制又是重中 之重，而閘門(mén)和溜槽控制完全由裝車(chē)站液壓系統 所驅動(dòng)，因此汽車(chē)衡快速定量裝車(chē)站的液壓系統 就成為整套設備最為核心的部分，被譽(yù)為汽車(chē)衡快速定量裝車(chē)站的“心臟”。

2.汽車(chē)衡快速定量裝車(chē)站液壓系統的原理設計

2.1汽車(chē)衡快速定量裝車(chē)站的工作流程

汽車(chē)衡裝車(chē)站主要由原煤倉、溜槽以及原煤 倉下的對開(kāi)液壓閘門(mén)組成，其布置如圖1所示， 原煤倉下有4個(gè)放料倉口，分為兩條裝車(chē)線(xiàn)，每 條裝車(chē)線(xiàn)上有兩個(gè)倉口可以放料裝車(chē)，兩個(gè)倉口 根據現場(chǎng)的實(shí)際情況可單獨放料也可同時(shí)放料。

由于大多數筒倉倉口與汽車(chē)之間的高度間距有限， 無(wú)法安裝定量倉和緩沖倉，故此裝車(chē)站采用了汽車(chē)衡作為稱(chēng)重依據，在裝車(chē)過(guò)程中控制物料的流 量，實(shí)現邊裝車(chē)邊稱(chēng)重的定量裝車(chē)方式。裝車(chē)站 原煤倉下的對開(kāi)液壓閘門(mén)由兩條液壓缸驅動(dòng)，最 下方為可擺動(dòng)的裝車(chē)溜槽，通過(guò)鋼絲繩及滑輪組 由液壓缸驅動(dòng)其上升或下降。

當汽車(chē)到達裝車(chē)站原煤倉下時(shí)，溜槽向下擺動(dòng)，然后打開(kāi)原煤倉下的閘門(mén)開(kāi)始裝車(chē)，通過(guò)汽 車(chē)衡實(shí)時(shí)監測所裝物料的重量，并通過(guò)PLC程序 實(shí)時(shí)調整閘門(mén)的開(kāi)口度大小，在裝車(chē)過(guò)程中，操作人員可隨時(shí)控制裝車(chē)溜槽升降以調整裝車(chē)角度， 當達到所需的裝車(chē)重量時(shí)，閘門(mén)自動(dòng)關(guān)閉，從而 實(shí)現快速定量裝車(chē)。

2.2汽車(chē)衡快速定量裝車(chē)站液壓系統原理設計

如圖2所示，汽車(chē)衡快速定量裝車(chē)站液壓系 統采用了雙泵雙電機結構，確保了系統可靠連續 的運行；為了減小系統的壓力脈動(dòng)及液壓沖擊， 系統還采用了蓄能器+先導卸荷溢流閥裝置，當 蓄能器工作時(shí)，自動(dòng)實(shí)現液壓泵的卸荷，延長(cháng)了 液壓泵的使用壽命，減少了系統油液的溫升，提 高了系統的工作效率。

原煤倉下每一組配料閘門(mén)采用獨立的電磁換 向閥進(jìn)行控制，并采用疊加式雙單向節流閥進(jìn)行調速，電磁換向閥通過(guò)PLC程序參照汽車(chē)衡稱(chēng)重 儀表進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，從而實(shí)現了配料閘門(mén)開(kāi)口 的精確控制，最終實(shí)現配料的快速與準確；裝車(chē) 站溜槽設計了液壓鎖安全保護裝置，防止溜槽自 行下落以免發(fā)生事故，大大提高了系統的安全性 能；系統還設計了二位四通電磁換向閥配合蓄能 器在意外斷電時(shí)，可以實(shí)現閘門(mén)的自動(dòng)關(guān)閉，避 免了安全事故的發(fā)生以及撒料、漏料的現象；液 壓系統的油液正常工作溫度是10°C?55°C,為保 證系統正常運行，采用了油溫監測裝置并設計了 單獨的冷卻循環(huán)回路，提高了系統的可靠性。

3.汽車(chē)衡裝車(chē)站液壓系統計算

3.1負載特性分析

根據筒倉理論和《選煤手冊》相關(guān)理論及經(jīng) 驗公式并結合設備的實(shí)際工況進(jìn)行力學(xué)分析，可 以確定溜槽提升油缸及配料閘門(mén)油缸的驅動(dòng)負載。

配料閘門(mén)打開(kāi)時(shí)所受負載最大，Flnm=30.1kN ； 溜槽提升時(shí)油缸所受負載最大，F2max=48.02KN。根 據汽車(chē)衡裝車(chē)站的工況，初選執行元件的工作壓 力為10MPa?16MPa,并據此確定溜槽油缸和配料 閘門(mén)油缸的缸徑及桿徑如表1所示。

3.2系統流量分析計算 汽車(chē)衡快速定量裝車(chē)站的主要特點(diǎn)就是裝車(chē)

速度快、精度高，為保證裝車(chē)的高效性和精確性， 合理控制油缸的運行速度就非常關(guān)鍵，系統流量 決定了閘門(mén)的開(kāi)關(guān)速度，本液壓系統中配料閘門(mén) 油缸的流量分析計算最為重要。

配料閘門(mén)開(kāi)啟速度V1=0.18m/s,配料閘門(mén)關(guān)閉 速度 v2=0.12m/s ；

對于單條裝車(chē)線(xiàn)，配料閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)所需總流 量 Q3=4n (D12- d12)V4=92.88Umin ；

配料閘門(mén)關(guān)閉時(shí)所需總流量Qe4n D12v2/4=89. 84L/min ；

突然斷電時(shí)，配料閘門(mén)油缸關(guān)閉所需體積V無(wú) =2.03L ； V 無(wú)總=16.24L ；

式中：D1—配料閘門(mén)油缸缸徑； d1—配料閘門(mén)油缸桿徑。

兩條裝車(chē)線(xiàn)同時(shí)工作時(shí)，執行機構的流量與 體積分析如表2所示，并根據如下數據對液壓元 器件進(jìn)行選型。

由表2可以看出，當兩條裝車(chē)線(xiàn)同時(shí)工作時(shí)， 配料閘門(mén)同時(shí)打開(kāi)時(shí)所需的流量最大，為 185.76L/min,如果單靠液壓泵來(lái)提供的話(huà)將會(huì )造 成電機功率增大，系統的功率損耗也相應的增加， 為此蓄能器采用了輔助供油系統，既能滿(mǎn)足系統 瞬時(shí)所需的大流量，又有效的降低了液壓泵的排 量和電機的功率損耗。

3.3蓄能器的選型

蓄能器作為輔助或應急動(dòng)力源時(shí)，釋放液體 的時(shí)間短，氣體快速膨脹，熱交換不充分，這時(shí) 可視為絕熱過(guò)程，故按以下公式計算蓄能器的總 容積。

蓄能器的有效排油量：△ V=K1a-K2bt=46.76L

式中：a 系統中各工作點(diǎn)耗油量總和；

B—在一個(gè)工作循環(huán)內系統所需的平均流量；

T—最大耗油時(shí)液壓泵工作時(shí)間；

K1—系統泄漏系數；

K—泄漏系數。

蓄能器總容積 VfA V/Pf[ d/P) n/1- d/P) n/1] =156L

式中：P。一蓄能器充氣壓力；

P1—蓄能器最低工作壓力；

P2—蓄能器最高工作壓力；

N—多變系數，一般取1.25；

A V——有效排油量。

4 .結論

4.1運用筒倉理論和應力分析得出的負載特 性數據是系統設計的基礎所在，負載特性數據的 準確性決定了整套液壓系統的可靠性，經(jīng)數臺汽 車(chē)衡裝車(chē)站實(shí)際現場(chǎng)使用驗證，此系統分析的負 載特性數據是準確可靠的；

4.2熟悉汽車(chē)衡裝車(chē)站的實(shí)際工況，合理分 析執行機構的負載特性和系統流量的準確計算是 此系統設計的關(guān)鍵，每個(gè)閘門(mén)采用獨立閥組控制， 保證了裝車(chē)的準確性和快速性；

4.3汽車(chē)衡裝車(chē)站液壓系統采用了先導卸荷 溢流閥和蓄能器裝置，有效的降低了功率損耗并 保證了系統的安全性；

4.4 液壓系統經(jīng)過(guò)數臺汽車(chē)衡裝車(chē)站的實(shí)際 現場(chǎng)應用表明，系統的設計是合理可靠的，完全 滿(mǎn)足了快速定量裝車(chē)的要求。