推卸式自卸車廂的開發(fā)研究

饒俊良， 胡曉輝， 陳毅培

（1.江西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南昌 330013；2.南昌礦山機械研究所，南昌 330013）

0 引言

作為一種常見的工程車輛，自卸車的自卸方式通常是舉升式，即車廂與車架后端進行鉸接，車廂下面與車架之間有舉升油缸，車廂可以在舉升油缸的作用下繞著與車架的鉸接軸轉(zhuǎn)動舉升，物料隨之從車廂中滑落卸載。但是這種舉升式自卸方式有一定的局限性，就是在舉升卸載時對工作環(huán)境的高度有要求，如果高度空間不夠，則不能舉起車廂完成卸載工作[1-2]。

我國煤礦資源豐富，其中有20%的煤炭資源屬于薄煤層[3-6]。薄煤層礦井的巷道和綜采面高度都較低，通常只有2 m[7-11]。上述的傳統(tǒng)舉升式自卸車無法在如此小的空間內(nèi)作業(yè)，為了適應(yīng)薄煤層礦現(xiàn)代化、工業(yè)化開采的要求，需要研發(fā)一種能夠在水平方向推卸卸料的自卸車車廂[12-14]。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

推卸式自卸車廂結(jié)構(gòu)上主要由主車箱、副車箱、推板組成[15-16]。這3個部件之間還有起連接和操縱作用的油缸：2個副車箱油缸和1個中間推板油缸。推卸式自卸車廂結(jié)構(gòu)如圖1所示。

副車箱套在主車箱中，主車箱和副車箱之間安裝有2個副車箱油缸。2個副車箱油缸平行于車輛水平軸心方向?qū)ΨQ布置，分別位于車廂的左右兩側(cè)。這2個油缸缸體通過安裝座固定在主車箱上，油缸活塞桿連接到副車箱的底部安裝座上，副車箱可以在這2個油缸的推動作用下沿著水平方向在車廂內(nèi)前后移動。

圖1 推卸式自卸車廂結(jié)構(gòu)圖

推板套在副車箱中，在推板和副車箱中間設(shè)置有1個中間推板油缸。該油缸缸套固定在副車箱的中間，與2個副車廂油缸一樣平行于車輛水平軸心方向。該油缸活塞桿連接在推板上，在液壓的作用下，活塞桿推出或縮進，即可使得推板在副車箱內(nèi)水平前后運動。

2個副車箱油缸的最大行程設(shè)定為副車箱后側(cè)與主車箱后側(cè)平齊。中間推板油缸的最大行程設(shè)定為推板的主體與副車箱后側(cè)平齊。這樣就可以保證在推卸的過程中，物料逐步從副車箱和推板中推出，直到油缸最大行程，此時主車箱、副車箱和推板的最后側(cè)平齊，全部物料都能被干凈地推卸出來。

主車箱的結(jié)構(gòu)為上端開口的箱體結(jié)構(gòu)。主車箱的后端具有1個可以打開的活動后門。在推卸物料的時間，將后門打開，保證物料卸載的通暢。在主車箱的兩邊側(cè)板的內(nèi)側(cè)中央位置，分別對稱焊接有1條與副車箱運動方向一致的導(dǎo)向條。在副車箱的對應(yīng)位置，開有導(dǎo)向槽。導(dǎo)向條和導(dǎo)向槽可相互配合，在保證副車箱運動不偏位的同時，也可以防止副車箱從主車箱中脫出。在副車箱和推板之間也有上述導(dǎo)向條，保證推板在副車箱中運動的平直性和安全性。

圖2 液壓系統(tǒng)

2 %液壓系統(tǒng)

推卸式自卸車廂液壓系統(tǒng)如圖2所示。

換向閥的P口與液壓泵的出油口連接，換向閥的T口接到液壓油箱回油口，換向閥的A口連接到第一先導(dǎo)順序閥的A口、第二先導(dǎo)順序閥的Y口和副車箱油缸的A口，換向閥的B口連接到第一先導(dǎo)順序閥的Y口、第二先導(dǎo)順序閥的A口和中間推板油缸的B口。第一先導(dǎo)順序閥的B口連接到中間推板油缸的A口，第二先導(dǎo)順序閥的B口連接到副車箱油缸的B口。溢流閥的P口和T口分別連接到液壓泵的出油口、液壓油箱。

3 工作方式

當(dāng)駕駛室中的換向閥操作手柄處在中位時，通過齒輪泵從液壓油箱吸出液壓油，經(jīng)過過濾器和齒輪泵進入換向閥的P口，并且直接從換向閥的T口卸荷回流到液壓油箱，所有油缸都不動作。

當(dāng)需要推卸物料的時候，駕駛員操縱換向閥手柄換向，液壓油經(jīng)過液壓泵的出油口進入換向閥的P口，并且從換向閥的A口流出進入2個副車箱油缸的A口，同時液壓油作用在第二先導(dǎo)順序閥的Y口上，2個副車箱油缸的B口回油經(jīng)過第二先導(dǎo)順序閥的B口和A口，再通過換向閥的B口和T口回到液壓油箱。此時2個副車箱油缸動作，中間推板油缸不動作，副車箱和推板一起先后水平運動，完成副車箱的推卸自卸工作。當(dāng)2個副車箱油缸活塞桿運動到最大行程時，2個副車箱油缸停止動作，系統(tǒng)壓力升高到第一先導(dǎo)順序閥設(shè)定的壓力就可以打開第一先導(dǎo)順序閥，液壓泵泵出的液壓油就經(jīng)過換向閥的A口和第一先導(dǎo)順序閥的A和B口給中間推板油缸的A口供壓，中間推板油缸的液壓油通過B口和換向閥的B口和T口卸荷到液壓油箱，中間推板油缸向外推出，推動推板向后運動，將物料推卸出副車箱直到油缸達到最大行程，物料全部推出為止。

完成車廂內(nèi)物料的推卸之后，駕駛員操縱換向閥手柄換位到另外一端，此時換向閥的P口與B口相通，換向閥的A口與T口相通。液壓油通過齒輪泵的作用經(jīng)過換向閥的P口和B口進入中間推板油缸的B口，同時液壓油壓作用在第一先導(dǎo)順序閥上的Y口使得其A口與B口相通，中間推板油缸中的液壓油通過A口和第一先導(dǎo)順序閥進入換向閥的A口，再從T口卸荷回油箱，此時2個副車箱油缸不動作，中間推板油缸收進活塞桿，拉動推板回位。中間推板油缸復(fù)位到最短行程時不再動作，系統(tǒng)壓力升高，達到第二先導(dǎo)順序閥的設(shè)定壓力時，第二先導(dǎo)順序閥連通，液壓油從換向閥的B口出來之后進入第二先導(dǎo)順序閥的A口和B口給2個副車箱油缸的B口供油，副車箱油缸動作，活塞桿縮回，拉動副車箱回位。

系統(tǒng)中的溢流閥可以設(shè)定一個安全壓力值，當(dāng)系統(tǒng)油壓達到設(shè)定值時，可以溢流卸荷液壓油回到液壓油箱。

4 結(jié)語

1）這種推卸式自卸車廂采用主車箱、副車箱、推板分體套合水平運動的形式實現(xiàn)了車廂中物料的卸載，大大減少了自卸作業(yè)需要的工作空間，可廣泛應(yīng)用于狹窄空間作業(yè)。

2）這種推卸式自卸車廂采用液壓系統(tǒng)完成自卸動作，液壓油缸都布置在箱體下部，同時在主車箱、副車箱、推板之間采用導(dǎo)向槽和導(dǎo)向條配合限位的運動形式，結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠，動作準(zhǔn)確，能實現(xiàn)物料的自動干凈卸載。

3)自卸液壓系統(tǒng)設(shè)計有兩個先導(dǎo)順序閥控制副車箱油缸和中間推板油缸的動作順序，保證了主車箱、副車箱、推板自動卸料運動的有序性。