轮胎浇筑车液压系统设计.pdf

48建设机械技术与管理 2023.04 设计计算1 引 言在制作混凝土预制梁的梁场，一般采用搅拌车、泵车、桁车或者龙门吊等进行混凝土运输和预制梁浇筑作业，只是这些设备对场地的占地面积要求比较高，尤其是搅拌车和泵车在梁场内通行时，转弯半径较大，需要更宽大的路面进行混凝土的逐级转运、浇筑工作，空间成本较高。为了解决梁场运输车辆空间需求较大的问题，特别研制了一种轮胎式混凝土浇筑车，见图 1。该车辆四个车轮可以分别独立转动，可以进行原地四轮转向，可以任意角度斜行，也可以边浇筑边走行，所需要的占地空间非常小，有利于梁场更高效地利用空间，提高生产效率。2 浇筑车基本构造轮胎式混凝土浇筑车主要结构由门架、横梁、料斗组成（见图 2），两根横梁一前一后搭接在两片门架上，料斗悬挂在两根横梁之间。每片门架设有前后两个橡胶走行轮，每个走行轮由独立的走行机构驱动，而且设有独立的回转机构。其中门架一上布置有司机室、发电机和控制柜，门架二上布置有液压泵站。走行机构由液压马达和减速器驱动，带有高速端制动的片式制动器。回转机构则由回转驱动装置驱动，该装置由马达、蜗杆、回转支承和壳体等组成，带有自锁功能。开闭斗机构则是由两只同步油缸推拉料斗下方的弧形板，控制料斗开合大小。整机自重 15t，最大载荷 25t，料斗容量 10m，重载最大走行速度 20m/min，空载最大走行速度 40 m/min，发电机功率为 35kW。轮胎浇筑车液压系统设计The Hydraulic System of Concrete Pouring Vehicle操建丽（武汉武桥交通装备技术有限公司，湖北 武汉 430000）摘要：轮胎式混凝土浇筑车是一种在梁场用于混凝土预制梁浇筑的特种工程车辆，可以直接运输和浇筑混凝土，占地小。该浇筑车液压系统采用负载敏感变量泵和与负载无关的流量分配多路阀，节能效果明显。四个走行车轮可以进行走行和转向的复合动作，实现直行、斜行、原地转向等功能。关键词：混凝土浇筑车；液压；负载敏感；流量分配中图分类号：TH225 文献标识码：A 图 1 轮胎式混凝土浇筑车图 2 浇筑车基本构造和组成3 液压系统设计3.1 液压系统概述根据总体设计要求，结合成本和工期，液压系统采用2023.04 建设机械技术与管理 49设计计算开式回路。两个负载敏感变量泵并接后，给走行和回转机构供油，双泵输出的最大流量之和能够同时满足所有走行和回转机构复合动作的最大流量需求。可以双泵工作，也可以单泵工作。主阀为两组带负载反馈功能的电比例换向阀，其中一组四联阀用于走行机构回路，另一组四联阀用于回转机构液压回路，以便各机构可以分别进行独立控制。另设双联齿轮泵分别用于开闭斗回路和走行制动回路。散热则采用油箱散热和风冷却器散热结合的方式。液压系统原理图见图 3。油管路中吸油。由于本系统节能效果明显，可以选用较小功率的风冷散热器即可满足液压系统散热要求。料斗下方采用两支同步油缸推拉开闭斗机构，进行料斗开合操作。由于两支推拉油缸为刚性同步，同步精度要求不高，因此采用普通的同步分配阀即可满足使用要求。4 控制系统的相关要求走行过程中，电气控制系统随时监控行走机构压力，通过实时调整行走电磁阀的最大电流，将行走机构总功率控制在允许范围之内。根据走行马达的转速传感器可以检测各马达的实际运行速度，电气控制系统随时调整行走电磁阀的控制电流，使各马达的运行速度保持同步，并实现转向过程中的差速控制。对于走行制动，将制动器作为驻车制动器进行控制，即走行前先开启制动器，停止后再关闭制动器。在行走起动和停止的过程中，电气控制系统对走行电比例换向阀的控制电流执行预先设定的斜坡时间，使走行动作可以缓启缓停，避免车身摇晃。转向机构设有转向角度传感器，控制系统根据转向指令实时计算每个轮组的目标角度，结合各轮组当前的实际角度，确定各轮组的转向方向和转向速度，对各轮组执行独立的转向控制，使走行过程中各轮组朝向与该轮组回转机构中心点的运动方向保持一致，尽量减少轮胎在走行过程中的滑动摩擦。5 结束语本液压系统通过选用具有负载敏感功能的变量泵和具有与负载无关的流量分配功能的电比例换向阀，在电控系统的控制和调节下，可以实现轮胎浇筑车的直行、斜行和原地四轮转向功能，满足浇筑车在梁场的使用要求。参考文献1 陈欠根，纪云锋，吴万荣.负载独立流量分配(LUDV)控制系统 J.液压与气动，2003(10)：10-11.收稿日期：2023-03-28作者简介：操建丽，学士，工程师，主要从事桥梁相关机械设备的设计工作。图 3 液压系统原理图3.2 液压系统的主要特点本系统的一个主要特点是节能效果明显，即主泵带有负载敏感控制功能。在待机状态下，主泵在较小的压力和流量状态下运行，功率需求低。在工作状态下，主阀的负载反馈功能将走行和回转的最高工作压力反馈至泵的控制油口，实时调节泵的输出流量，使泵输出流量刚好能满足执行机构所需，避免不必要的功率损失。本系统的另一个主要特点是具有与负载无关的流量分配功能。在系统流量不足时，每路阀片中的定差减压阀可以进行与负载无关的流量分配，即走行和回转机构仍然可以同时进行复合动作，各执行机构的流量仅与主阀节流口的开度相关。在走行油路的设计上，每个走行马达油路上都另设补油回路，即在走行停止过程中，走行马达已停止供油但仍继续转动，为避免马达吸空损坏，马达可通过补油回路从主回