一種卡車駕駛室液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)

王海鮮，王曉寧，王鋒

（陜汽集團(tuán)寶雞華山工程車輛有限責(zé)任公司，陜西 寶雞 721300）

一種卡車駕駛室液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)

王海鮮，王曉寧，王鋒

（陜汽集團(tuán)寶雞華山工程車輛有限責(zé)任公司，陜西 寶雞 721300）

一種卡車駕駛室液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)，采用電氣液壓自動(dòng)控制替代人工操作，高效省力，用于駕駛室液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)性能檢測(cè)及耐久性試驗(yàn)。

駕駛室；液壓翻轉(zhuǎn)；性能檢測(cè)；耐久性試驗(yàn)

KCLC NO.:U463.81Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)03-36-03

前言

隨著中型載貨車在日常生活中的日益普遍，整車零部件質(zhì)量等也在不斷提升。一般中型載貨車駕駛室翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗(yàn)任務(wù)較多，試驗(yàn)需過重心升降300-500次。而中型載貨車駕駛室重量均在500到800Kg左右。常規(guī)試驗(yàn)方法都是由3～4名試驗(yàn)工與技術(shù)員輪流工作，比較吃力，大約每升降5次就需要換人，這種人力翻轉(zhuǎn)不僅費(fèi)力，效率低，且不安全。本文所介紹的駕駛室翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)，主要針對(duì)利用扭桿的扭轉(zhuǎn)力矩克服駕駛室的重力矩來實(shí)現(xiàn)駕駛室升降的中型載貨車，其主要采用電氣自動(dòng)控制替代人工操作，高效省力，完全符合駕駛室液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)性能檢測(cè)及耐久性試驗(yàn)?zāi)芰Φ脑O(shè)計(jì)要求。既滿足了試驗(yàn)要求，與同類設(shè)備相比，開發(fā)制作成本低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。

1、駕駛室液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)介紹

1.1 概述

目前，大部分輕型或中型車駕駛室的翻轉(zhuǎn)均采用扭桿液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1為某中型載貨車駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)前示意圖。駕駛室通過液壓翻轉(zhuǎn)油缸的伸縮使駕駛室繞其翻轉(zhuǎn)軸有限度的旋轉(zhuǎn)，來實(shí)現(xiàn)駕駛室的升降。圖2為某中型載貨車駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)后示意圖。

圖1 某中型載貨車駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)前示意圖

圖2 某中型載貨車駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)后示意圖

1.2 設(shè)計(jì)與分析

液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)要求：頂身重量為500-800Kg,舉升行程最大為350mm,翻轉(zhuǎn)角度為0-53度。翻轉(zhuǎn)采用電、氣自動(dòng)控制代替人工操作，來實(shí)現(xiàn)駕駛室的上升與下降，達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

其過程如圖3，為駕駛室翻轉(zhuǎn)前后機(jī)構(gòu)示意圖。在圖3中定義O點(diǎn)為駕駛室前翻轉(zhuǎn)軸中心，K點(diǎn)為液壓翻轉(zhuǎn)油缸在車架上的固定點(diǎn)，Z點(diǎn)為液壓翻轉(zhuǎn)油缸在駕駛室底部的固定點(diǎn)，G點(diǎn)為駕駛室重心，θ為駕駛室翻轉(zhuǎn)前傾斜角，θ+β為翻轉(zhuǎn)后傾斜角。

設(shè)駕駛重力為T，則駕駛室繞翻轉(zhuǎn)軸中心O點(diǎn)的力矩為T*L；

設(shè)翻轉(zhuǎn)軸中心到翻轉(zhuǎn)油缸的垂直距離為h,翻轉(zhuǎn)油缸所承受的舉升力為P，則翻轉(zhuǎn)油缸繞翻轉(zhuǎn)周中心O點(diǎn)的力矩為P*h；

根據(jù)駕駛室翻轉(zhuǎn)前后力矩平衡原則，那么P*h=T*L，其中翻轉(zhuǎn)油缸所作用的舉升力通過杠桿控制。設(shè)氣缸舉升力為F，杠桿長(zhǎng)度為X，則P*h=T*L=F*X，由此可得F=T*L/X，根據(jù)以上分析可選用合適的氣缸。

圖3 駕駛室翻轉(zhuǎn)前后機(jī)構(gòu)示意圖

綜上所述的分析要求，設(shè)計(jì)方案為：氣源處理單元—電磁換向閥；電源—時(shí)間繼電器—換向電磁閥；換向電磁閥—?dú)飧住軛U—液壓舉升油缸。

1.3 駕駛室液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)組成

本文所介紹駕駛室液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)，模擬人力操作在液壓舉升缸作用下的舉升過程，對(duì)駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓舉升缸進(jìn)行零部件性能檢測(cè)及耐久性試驗(yàn)。目前行業(yè)上駕駛室液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)性能檢測(cè)及耐久性試驗(yàn)均采用電腦程序控制，系統(tǒng)較為復(fù)雜，開發(fā)及制作成本相對(duì)較高。

本文所介紹液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)主要是由穩(wěn)壓電源、氣源處理單元、循環(huán)時(shí)間繼電器、電磁換向閥、計(jì)數(shù)傳感器、計(jì)數(shù)器、氣缸、杠桿、液壓翻轉(zhuǎn)油泵等組成的。用以保證駕駛室液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)性能檢測(cè)及耐久性試驗(yàn)的進(jìn)行。圖4為駕駛室液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)的組成部分，且運(yùn)轉(zhuǎn)及翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)保證駕駛室重心越過翻轉(zhuǎn)軸時(shí)，在重心作用下繼續(xù)翻轉(zhuǎn)，必須平穩(wěn)、緩慢、無沖擊。

圖4 翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

1.4 駕駛室液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制策略

液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)，其中，穩(wěn)壓電源將220V交流轉(zhuǎn)換為24V直流；穩(wěn)壓電源連接循環(huán)時(shí)間繼電器，循環(huán)時(shí)間繼電器連接電磁換向閥；循環(huán)時(shí)間繼電器定時(shí)通斷控制電磁換向閥換向；電磁換向閥進(jìn)氣口連接氣源，電磁換向閥出氣口連接氣缸進(jìn)氣口；氣缸活塞桿為往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，氣缸活塞桿一端與杠桿一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接；杠桿另一端連接液壓翻轉(zhuǎn)油泵，杠桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)液壓翻轉(zhuǎn)油泵泵油；液壓翻轉(zhuǎn)油泵驅(qū)動(dòng)駕駛室升降翻轉(zhuǎn)；氣源與電磁換向閥之間通過氣源處理單元進(jìn)行連接；氣缸的高度位置為可調(diào)節(jié)設(shè)置，還包括計(jì)數(shù)傳感器、計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)傳感器連接計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)傳感器對(duì)駕駛室升降進(jìn)行探測(cè)；駕駛室完成一個(gè)升降循環(huán)，計(jì)數(shù)傳感器計(jì)數(shù)1次；電磁換向閥為二位四通換向閥。

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，穩(wěn)壓電源將220V交流轉(zhuǎn)換為24V直流，直接給循環(huán)時(shí)間繼電器供電，循環(huán)時(shí)間繼電器通過定時(shí)通斷控制電磁換向閥換向，電磁換向閥控制氣缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)杠桿機(jī)構(gòu)使液壓翻轉(zhuǎn)油泵泵油，實(shí)現(xiàn)駕駛室的升降翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；同時(shí)壓縮空氣經(jīng)氣源處理單元進(jìn)入電磁換向閥，驅(qū)動(dòng)氣缸往復(fù)工作，其中氣缸高度可調(diào)，以適應(yīng)不同車型液壓翻轉(zhuǎn)油泵高度，而駕駛室每完成一個(gè)升降循環(huán)，計(jì)數(shù)傳感器就會(huì)給計(jì)數(shù)器一個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)；系統(tǒng)通電后試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行，操作簡(jiǎn)單。

2、液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用

液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)用于卡車翻轉(zhuǎn)架構(gòu)壽命性能試驗(yàn)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)耐久性試驗(yàn)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的泄露性試驗(yàn)等，電氣自動(dòng)控制替代人工操作，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，高效省力的完成試驗(yàn)，可有力的保證試驗(yàn)的順利完成。

例如：要求對(duì)駕駛室進(jìn)行500次無規(guī)律過重心翻轉(zhuǎn)，檢測(cè)翻轉(zhuǎn)油缸、翻轉(zhuǎn)油泵的可靠性。每天對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行記錄，如下表1。

A truck cab hydraulic flip the design of the system test bench

Wang Haixian, Wang Xiaoning, Wang Feng
（Baoji huashan construction automobile Co., Ltd, Shaan Xi Baoji 721300）

Turn the truck cab hydraulic system test bench,used electric hydraulic automatic control instead of manual operation,efficient energy saving ,applied to the bridge turn hydraulic system performance test and durability test.

The truck cab; hydraulic flip; performance test; durability test

U463.81

A

1671-7988 (2017)03-36-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.03.014

王海鮮（1990-），就職于陜汽集團(tuán)寶雞華山工程車輛有限責(zé)任公司，技術(shù)中心試制試驗(yàn)所。