吳秀杰 胡業(yè)浩 王華穎 徐淑瓊
【摘 要】本文較全面地介紹了一種高效卸車平臺的設計過程,包括電機、液壓缸的設計選擇,以及制作卸車平臺材料的選擇。它的特點是效率高,操作方便,適合各種散裝貨物,自動化程度高,可水平行走、360°回轉,實現(xiàn)多方位卸車。
【關鍵詞】高效卸車;行走機構;舉升平臺;回轉
0 引言
目前,對于沙土、散裝糧等顆粒物的卸車,普遍用人工或裝載機卸車人工卸車不僅費時費力,而且效率低、污染嚴重,對操作人員的身體健康構成很大的威脅。裝載機卸車雖效率上略高于人工,但是還是存在卸車死角,剩下的部分還需人工進行,浪費大量的人力、物力。為了改善人員作業(yè)環(huán)境,提高卸車效率,高效卸車平臺便應運而生。
國內外對于散裝半掛車如何快速卸車的問題早有研究,目前的解決辦法主要有裝載機卸車以及自卸式半掛車。自卸式半掛車目前主要有直推式和側推式兩種形式,應用較為普遍的為側推式。這種卸車方式雖在一定程度上解決了卸載散裝貨物的難題,但是也存在著一些致命的缺點,比如,液壓系統(tǒng)容易過載泄露,特別是卸載一些質量較重的貨物時容易超負荷,對車輛和人身安全造成隱患。這種傾倒系統(tǒng)還會對半掛車的車身強度產(chǎn)生影響,使整車的安全系數(shù)降低??偟膩碚f這種卸車方式還是無法實現(xiàn)安全、高效的卸載貨物?;诖祟悊栴},我們另辟蹊徑,從另一個角度來考慮如何安全、迅速、高效率的卸車,高效卸車平臺便應運而生。國內外對于此平臺的研究為零,可以說這是一個新型的卸車方式,應用前景廣闊。
1 高效卸車平臺的組成
1.1 行走機構
行走機構主要有軌道、驅動輪、伺服電機組成,其作用為推動卸車平臺的前后平移,以適應來自不同方向的車輛。
1.2 360°回轉平臺
該回轉平臺由圓形導軌、伺服電機、驅動輪組成,它的作用是實現(xiàn)平臺的360°回轉,可以適應停放在任意角度的貨車,避免了貨車在開往卸車平臺過程中需要掉頭的麻煩。
1.3 舉升機構
該機構采用液壓系統(tǒng)傳動,最大可實現(xiàn)120噸的舉升能力,最大舉升傾角為55°,完全大于常用卸載貨物的安息角。舉升機構類似于汽車的卸車液壓千斤頂,因技術成熟且有標準件,故可以直接采用。
1.4 駐車機構
駐車機構的目的在于把貨車固定在舉升平臺上,避免因舉升平臺的傾斜造成車輛的后溜。駐車機構為電動控制,控制其伸縮的長度以適應不同的車輛。駐車機構分布在卸車平臺的前后,這樣能更加牢固的固定住車輛。如圖1所示。
圖 1 駐車機構圖
1.卸車平臺;2.駐車機構.
1.5 卸車平臺
卸車平臺示意圖如圖2所示。主要由門梁、液壓缸、駐車機構、360°回轉平臺、水平行走機構、舉升平臺鉸鏈機構、轉臺軌道、舉升平臺和卸車平臺組成。
圖2 卸車平臺示意圖
1.門梁;2.液壓缸;3.駐車機構;4.360°回轉平臺;5.水平行走機構;
6.舉升平臺鉸鏈機構;7.轉臺軌道;8.舉升平臺;9.卸車平臺.
2 高效卸車平臺各部分的設計
2.1 行走機構的設計
行走驅動系統(tǒng)是工程機械的重要組成部分。與其他工作系統(tǒng)相比,行走驅動系統(tǒng)不僅需要傳輸更大的功率,要求器件具有更高的效率和更長的壽命,還希望在變速調速、差速、改變輸出軸旋轉方向及反向傳輸動力等方面具有良好的能力。
工程機械的行走系統(tǒng)最初主要采用機械傳動和液力機械傳動方式。純機械傳動的發(fā)動機平均負荷系數(shù)低,因此一般只能進行有級變速,并且布局方式受到限制。但由于其具有在穩(wěn)態(tài)傳動效率高和制造成本低方面的優(yōu)勢,所以我們還是選擇了機械傳動為主。
行走機構顧名思義,它的作用就相當于人類的雙腿,支撐著整個工作平臺,并且能讓平臺自由的移動。因此此機構尤為重要。行走機構的導軌支撐著整個平臺的所有重量,因此抗壓、耐磨能力一定要強,經(jīng)反復斟酌后確定選材為:軌道鋼重軌類型 45MN。
行走機構的驅動方式采用三相交流電機驅動。電機型號Y180M-2、額定功率22KW、額定電流42.2A、轉速2940r/min、效率89%、功率因素0.89、總重173kg。
2.2 360°回轉平臺的設計
回轉平臺如圖3所示,其作用為支撐卸車平臺的運轉,實現(xiàn)平臺的360°全方位回轉。該平臺材料的選擇為:輕型軌道鋼55Q。
圖3 360°回轉平臺
1.360°回轉臺;2.回轉軌道.
2.3 舉升機構的設計
舉升裝置主要用液壓系統(tǒng)來提供動力,是整個系統(tǒng)的執(zhí)行機構。液壓傳動控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式,它采用液壓完成傳遞能量的過程。因為液壓傳動控制方式的靈活性和便捷性,液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。與機械傳動相比。液壓傳動更容易實現(xiàn)其運動參數(shù)(流量)和動力參數(shù)(壓力)的控制,而液壓傳動較之液力傳動具有良好的低速負荷特性。由于具有傳遞效率高,可進行恒功率輸出控制,功率利用充分,系統(tǒng)結構簡單,輸出轉速無級調速,可正、反向運轉,速度剛性大,動作實現(xiàn)容易等突出優(yōu)點,液壓傳動在工程機械中得到了廣泛的應用。
該液壓系統(tǒng)擬定最大卸車載荷為120噸。由1kg=9.8N可得整個液壓系統(tǒng)的額定壓力1176KN。該液壓系統(tǒng)為高壓系統(tǒng),故應該選擇柱塞泵為整個系統(tǒng)提供壓力。
舉升機構的材料制作為:Q235其屈服強度為235MPa。
2.4 液壓系統(tǒng)的設計
該液壓系統(tǒng)為控制系統(tǒng),負責控制執(zhí)行機構(舉升平臺)的上升、下落。采用三位四通電磁換向閥控制。如圖4所示。
2.5 駐車機構的設計
車機構的外形類似于起重機的吊鉤,它的目的在于固定住開往卸車平臺的車輛,使車輛不后溜,能與升降機構一同上升下降??紤]到半掛車輛滿載后的重量在100噸左右,因此,此機構必須具備良好的抗拉強度、較高的韌性、高屈服性和高強度。
該機構總受拉力為980KN,經(jīng)計算單個駐車機構橫截面積約為0.2m2,單個駐車機構受力即為4900KN/m2??紤]到駐車機構還需承受較大的剪切應力,經(jīng)考慮選取為Q460為駐車機構的材料。該材料的屈服強度可達460MPa,完全符合該平臺的卸車質量需求。
3 結語
高效卸車平臺的出現(xiàn)打破了以往的卸車模式,使卸車變得簡單、安全、高效,大大地改善了人員的工作環(huán)境,提高了工作效率。該卸車平臺理論卸車速度可達15分鐘/車,非常適合礦場、港口等散裝貨物卸載的地方。該平臺有著很好的市場應用前景。
[責任編輯:楊玉潔]