基于電子液壓助力的地彈簧設(shè)計(jì)

摘 要：地彈簧是一種應(yīng)用廣泛的液壓式閉門器，其主要采用蝸輪作為壓緊裝置，且開門時(shí)需要使用者持續(xù)施加較大的推或拉力。為優(yōu)化地彈簧結(jié)構(gòu)，該文結(jié)合電子液壓助力技術(shù)與地彈簧應(yīng)用的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種基于電子液壓助力的地彈簧。

關(guān)鍵詞：地彈簧 電子 液壓 助力

中圖分類號(hào)：TS914.3+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）04（b）-0035-01

地彈簧是一種安裝在玻璃門下液壓緩釋式的閉門器，其壓緊彈簧的裝置為蝸輪，蝸輪可以作正反向旋轉(zhuǎn)，所以地彈簧可以用于雙向開啟的門，而采用齒輪齒條作為壓緊裝置的閉門器則只能用于單向開啟的門。

1 地彈簧結(jié)構(gòu)組成

地彈簧的基本配置是天軸和地軸（或稱地腳）。天軸是在上部連接門框和門扇的配件，由一個(gè)固定在門扇上的可以用螺栓調(diào)節(jié)的插銷式的軸和一個(gè)固定在門扇的軸套組成，而地軸與地面平行。地彈簧的結(jié)構(gòu)組成圖如圖1所示。

從制造的角度看，地彈簧的蝸輪結(jié)構(gòu)使彈簧的壓縮程度比齒輪齒條傳動(dòng)的閉門器小，地彈簧關(guān)門的力臂也短，所以地彈簧的質(zhì)量對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工精度的依賴性較高。另外，由于雙向開門的門扇沿門扇平面對(duì)地彈簧有很大的作用力，因此不同檔的地彈簧間使用壽命差距較大。同時(shí)，地彈簧的安裝精度對(duì)其使用壽命影響很大。而彈簧在長期拉伸運(yùn)動(dòng)后不可避免的會(huì)使彈力減弱。

目前，地彈簧均為機(jī)械結(jié)構(gòu)，從蝸輪到液壓泵，沒有任何電子系統(tǒng)，技術(shù)較成熟、適用范圍廣。缺點(diǎn)是制造較復(fù)雜，占用空間較大，制造成本較高。而由于門扇的運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)地彈簧帶來扭力，增大主軸與軸承之間的磨損，易造成地軸偏心、漏油等質(zhì)量問題。

2 電子液壓助力技術(shù)

電子液壓助力系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的機(jī)械液壓助力系統(tǒng)的缺點(diǎn)。采用的液壓泵不再靠機(jī)械外力驅(qū)動(dòng)，而是采用電動(dòng)泵，其工作狀態(tài)由電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)向角度等信號(hào)計(jì)算輸出。電子液壓助力系統(tǒng)的主要構(gòu)件為：儲(chǔ)油罐、助力控制單元、電動(dòng)泵、轉(zhuǎn)向機(jī)、助力傳感器等，其中助力控制單元和電動(dòng)泵為整體結(jié)構(gòu)。目前，電子液壓助力技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)中。

3 設(shè)計(jì)方案

本設(shè)計(jì)中，電子液壓助力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向油泵不再由人力來維持，而是由電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，并且在原基礎(chǔ)上加裝了電控系統(tǒng)，使得轉(zhuǎn)向輔助力根據(jù)轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)矩等控制，控制流程圖如圖2所示。機(jī)械結(jié)構(gòu)上增加了儲(chǔ)油罐和液流分配閥，新增的電控系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、電動(dòng)液壓閥、ECU等。電子控制單元根據(jù)使用者推或拉的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)矩，控制電動(dòng)機(jī)工作，而液壓系統(tǒng)通過電動(dòng)機(jī)供油，實(shí)現(xiàn)助力。閉門時(shí)，由于液壓系統(tǒng)回油，此時(shí)復(fù)位彈簧將門回正，并通過單向閥的液體進(jìn)行節(jié)流從而達(dá)到緩沖作用。具體結(jié)構(gòu)簡圖如圖3所示。

4 結(jié)語

該文結(jié)合電子液壓助力的技術(shù)要求以及地彈簧應(yīng)用的特點(diǎn)，提出了一種基于電子液壓助力的地彈簧設(shè)計(jì)方案?；陔娮右簤褐Φ牡貜椈?，推或拉門能根據(jù)轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)自行調(diào)節(jié)，閉門過程通過復(fù)位彈簧、單向閥等部件使得回正動(dòng)作平穩(wěn)。由于引入了電子單元，其維修成本會(huì)相應(yīng)增加，而若采用重型玻璃門或鋼門與該地彈簧作配合，則對(duì)其承壓能力提出更高要求。本課題組正在對(duì)此進(jìn)行深入地相關(guān)研究。

參考文獻(xiàn)

[1]陳沃林，梁文鋒.地彈簧防火玻璃門的特性與應(yīng)用[J].廣東建材，2010，26（12）：52-54.

[2] 解后循，高翔.電控/電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向控制技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2007，38（11）：178-181.

[3] 顏榮慶，李自光，朱福民，等.現(xiàn)代工程機(jī)械液壓系統(tǒng)分析[M].北京：人民交通出版社，1998.