液壓雙缸同步控制自卸式半掛車車廂舉升的方法與流程

2023-05-05 17:17:16

本發明涉及一種液壓控制技術，具體說，涉及一種液壓雙缸同步控制自卸式半掛車車廂舉升的方法。

背景技術：

自卸式半掛車主要應用於煤炭、礦石、建築材料等散裝零散貨物的運輸作業，是提高運輸效率，降低運輸成本的專用運輸設備。自卸式半掛車車廂需通過兩個或多個液壓缸舉升實現。驅動的兩個或多個液壓缸同步舉升通常利用機械形式或液壓同步閥、同步器控制實現。

機械形式實現兩個或多個液壓缸同步，雖然液壓系統簡單，但要求半掛列車車廂的剛性大，這必然加大了車廂重量，使自卸式半掛車的整備質量(自重)增大，從而降低了車輛的有效承載質量。

液壓同步閥控制，實現兩個或多個液壓缸同步，同步精度滿足，但液壓系統可靠性較差。同時由於系統採用了液壓同步閥，從而使液壓系統複雜，系統的清潔度要求高，對使用要求高，增大了成本。

液壓同步器控制，實現兩個或多個液壓缸同步，同步精度低。

技術實現要素：

本發明所解決的技術問題是提供一種液壓雙缸同步控制自卸式半掛車車廂舉升的方法，同步精度滿足自卸式半掛車車廂雙缸同步控制要求。

技術方案如下：

一種液壓雙缸同步控制自卸式半掛車車廂舉升的方法，包括：當需要車廂舉升時，第一電磁閥、第二電磁閥合，第三電磁閥開啟，第四電磁閥、第五電磁閥閉合，動力源通過管路向車廂主動舉升液壓油缸的無杆腔注入液壓油，液壓油流經第三電磁閥進入車廂主動舉升液壓油缸的無杆腔，活塞向有杆腔移動；車廂主動舉升液壓油缸的有杆腔通過管路向第一車廂從動舉升液壓油缸的無杆腔注入液壓油，第一車廂從動舉升液壓油缸的活塞向有杆腔移動；車廂主動舉升液壓油缸、第一車廂從動舉升液壓油缸共同推動車廂舉升。

進一步：當需要調整車廂主動舉升液壓油缸、第一車廂從動舉升液壓油缸的同步和液壓缸初始位置時，第一電磁閥開啟，第二電磁閥閉合，動力源通過管路向車廂主動舉升液壓油缸的無杆腔注入液壓油，活塞向有杆腔移動；同時，車廂主動舉升液壓油缸的有杆腔通過管路向第一車廂從動舉升液壓油缸的無杆腔注入液壓油，第一車廂從動舉升液壓油缸的活塞向無杆腔移動，實現車廂主動舉升液壓油缸、第一車廂從動舉升液壓油缸的液壓缸初始位置的調整和同步。

進一步：當需要廂體降落時，第三電磁閥開啟，第四電磁閥閉合，第五電磁閥開啟，第一電磁閥、第二電磁閥閉合；在廂體重量下，車廂主動舉升液壓油缸、第一車廂從動舉升液壓油缸的活塞向無杆腔移動；液壓油從車廂主動舉升液壓油缸的無杆腔排出，靜管路和第五電磁閥進入第一車廂從動舉升液壓油缸的有杆腔；第一車廂從動舉升液壓油缸的無杆腔的液壓油經管路進入車廂主動舉升液壓油缸的有杆腔。

進一步：車廂主動舉升液壓油缸和第一車廂從動舉升液壓油缸的活塞分別設有雙向機械控制單向閥。

進一步：車廂主動舉升液壓油缸的有杆腔活塞面積和第一車廂從動舉升液壓油缸的無杆腔活塞面積相等。

進一步：車廂主動舉升液壓油缸和第一車廂從動舉升液壓油缸的無杆腔活塞面積與有杆腔活塞面積比為1.2～1.5。

與現有技術相比，本發明技術效果包括：

1、本發明省略了同步控制閥或同步器，使得控制系統簡單，同步控制可靠性高；

2、本發明同步控制精度高，控制精度可達1‰以下，同步精度可通過油缸的設計製造容易實現；

3、本發明同步控制採取硬同步控制，對車廂剛度要求低，特別適應較長的車廂的舉升；同步控制精度與負載無關；

4、本發明在封閉油路中設置了電磁閥組成的補液閥，可以方便地調整同步液壓缸的初始位置；

5、本發明系統清潔度要求低，工作壽命長，維護成本低。

附圖說明

圖1是本發明中雙液壓缸同步控制自卸式半掛車車廂舉升的液壓原理圖；

圖2是本發明中三個液壓缸同步控制自卸式半掛車車廂舉升的液壓原理圖；

圖3是本發明中液壓缸活塞的結構圖；

圖4是本發明中液壓缸活塞的側視圖。

具體實施方式

下面參考示例實施方式對本發明技術方案作詳細說明。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限於在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本發明更全面和完整，並將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。

如圖1所示，本發明中雙液壓缸同步控制半掛側卸列車車廂舉升的液壓原理圖；如圖2所示，是三個液壓缸同步控制自卸式半掛車車廂舉升的液壓原理圖。

雙液壓缸雙缸同步控制液壓系統包括：動力源1、車廂主動舉升液壓油缸2、第一車廂從動舉升液壓油缸3、第一電磁閥4、第二電磁閥5、第三電磁閥6、第四電磁閥7、第五電磁閥8。動力源1中，換向控制閥9、溢流閥組件10、過濾器11、油泵12、油箱13依次通過管路相連接；換向控制閥9和油箱13通過管路相連接。

第一電磁閥4、第二電磁閥5組成的補液閥，用於調整車廂主動舉升液壓油缸2、第一車廂從動舉升液壓油缸3的同步和液壓缸初始位置。第三電磁閥6、第四電磁閥7、第五電磁閥8用於車廂主動舉升液壓油缸2和第一車廂從動舉升液壓油缸3回到零位(廂體降落到副車架上時)，使車廂主動舉升液壓油缸2的上下腔和第一車廂從動舉升液壓油缸3的上下腔分別與動力源1的油箱13回油連通，防止車輛運行中，由於路面顛簸使車廂主動舉升液壓油缸2和第一車廂從動舉升液壓油缸3產生高壓損壞液壓元件。

車廂主動舉升液壓油缸2和第一車廂從動舉升液壓油缸3是一對配對的特殊液壓缸，車廂主動舉升液壓油缸2的有杆腔活塞面積S2和第一車廂從動舉升液壓油缸3的無杆腔活塞面積S3相等。車廂主動舉升液壓油缸2和第一車廂從動舉升液壓油缸3的活塞分別設有雙向機械控制單向閥，確保車廂主動舉升液壓油缸2和第一車廂從動舉升液壓油缸3運動到液壓油缸兩端極限位置時，車廂主動舉升液壓油缸2和第一車廂主動舉升液壓油缸3的上下腔連通。為了保證車廂主動舉升液壓油缸2和第一車廂從動舉升液壓油缸3有較好的剛性和合適的二次壓力，車廂主動舉升液壓油缸2和第一車廂從動舉升液壓油缸3的無杆腔活塞面積與有杆腔活塞面積比取1.2～1.5。

按照本發明原理，可擴展為三個液壓缸或四個液壓缸同步控制，增加第六電磁閥15、第七電磁閥16、第二車廂從動舉升液壓油缸14，其中，車廂主動舉升液壓油缸2、第一車廂從動舉升液壓油缸3和第二車廂從動舉升液壓油缸14是一組配對的特殊液壓缸，車廂主動舉升液壓油缸2的有杆腔活塞面積S2和第一車廂從動舉升液壓油缸3的無杆腔活塞面積S3相等，第一車廂從動舉升液壓油缸3的有杆腔活塞面積S4與第二車廂從動舉升液壓油缸14無杆腔的活塞面積S5相等，同樣各油缸的活塞分別設有雙向機械控制單向閥。

車廂主動舉升液壓油缸2、第一車廂從動舉升液壓油缸3和第二車廂從動舉升液壓油缸14的活塞分別設有雙向機械控制單向閥，車廂主動舉升液壓油缸2、第一車廂從動舉升液壓油缸3、第二車廂從動舉升液壓油缸14分別運動到兩端極限時，使車廂主動舉升液壓油缸2、第一車廂從動舉升液壓油缸3、第二車廂從動舉升液壓油缸14的有杆腔和無杆腔連通，調整同步誤差，確保同步的剛性及精度。

如圖3所示，是本發明中液壓缸活塞的結構圖；如圖4所示，是本發明中液壓缸活塞的側視圖。

設置有雙向帶機械控制單向閥的液壓油缸活塞的結構包括：活塞本體16、閥套17、頂杆18、第一彈簧底座19、第二彈簧底座20、彈簧21、閥座22、隔環23、螺釘24、鋼球25、第一擋圈26、第一O形圈27、第二擋圈28、第二O形圈29。

活塞本體16兩端分別設有2～6對密封底孔，兩個相對的密封底孔之間通過連通孔連接，每個密封底孔中設有第一密封槽，頭部設有內螺紋；在第一密封槽中裝有第一擋圈26、第一O形圈27；閥套17安裝在密封底孔中，閥套17通過外螺紋與活塞本體1的內螺紋相連接；為防止活塞本體16與閥套17的螺紋連接鬆動，活塞本體16與閥套17的螺紋連接處設有螺釘24。在閥套17的內壁上設有第二密封槽，第二密封槽中裝有第二擋圈28、第二O形圈29；頂杆18、第一彈簧底座19、第二彈簧底座20、彈簧21、閥座22、隔環23、鋼球25分別安裝在閥套中；閥套17的頂端設置有端面中心通孔，閥座22開有閥座通孔，頂杆18一端伸出端面中心通孔，另一端位於端面中心通孔內，端面中心通孔與閥座通孔直徑相同；鋼球25、第二彈簧底座20、彈簧21、第一彈簧底座19依次位於閥座通孔與連通孔之間。

隔環23設置在閥套內，位於閥座22內側，第一彈簧底座19和彈簧21放置在隔環23內。頂杆18一端伸出端面中心通孔，頂杆18凸出閥套17端面1.5～10mm，頂杆18與鋼球25之間的間隙為0.5～8mm。

工作過程

液壓油缸的活塞本體16運動到液壓油缸的兩端極限位置，頂杆18與液壓油缸的上下端蓋接觸，頂杆18推動鋼球25，使由頂杆18與閥套17、閥座22、鋼球25、第二彈簧底座20、彈簧21、第一彈簧底座19組成的單向閥開啟，液壓油缸上下兩腔連通，油缸進行排氣，同時還起到限壓作用，進而有保護液壓油缸；液壓油缸的活塞本體16離開油缸的兩端極限位置一定距離，單向閥在彈簧21與高壓腔液壓油的作用力下切斷液壓油缸上下兩腔，進入液壓油缸正常工作區域。

液壓雙缸同步控制自卸式半掛車車廂舉升的方法，包括：

當需要調整車廂主動舉升液壓油缸2、第一車廂從動舉升液壓油缸3的同步和液壓缸初始位置時，第一電磁閥4開啟，第二電磁閥5閉合，動力源1通過管路向車廂主動舉升液壓油缸2的無杆腔注入液壓油，活塞向有杆腔移動；同時，車廂主動舉升液壓油缸2的有杆腔通過管路向第一車廂從動舉升液壓油缸3的無杆腔注入液壓油，第一車廂從動舉升液壓油缸3的活塞向無杆腔移動，實現車廂主動舉升液壓油缸2、第一車廂從動舉升液壓油缸3的液壓缸初始位置的調整和同步。

當需要車廂舉升時，第一電磁閥4、第二電磁閥5閉合，第三電磁閥6開啟，第四電磁閥7、第五電磁閥8閉合，動力源1通過管路向車廂主動舉升液壓油缸2的無杆腔注入液壓油，液壓油流經第三電磁閥6進入車廂主動舉升液壓油缸2的無杆腔，活塞向有杆腔移動；車廂主動舉升液壓油缸2的有杆腔通過管路向第一車廂從動舉升液壓油缸3的無杆腔注入液壓油，第一車廂從動舉升液壓油缸3的活塞向有杆腔移動；車廂主動舉升液壓油缸2、第一車廂從動舉升液壓油缸3共同推動車廂舉升。

當需要廂體降落時，第三電磁閥6、開啟，第四電磁閥7閉合，第五電磁閥8開啟，第一電磁閥4、第二電磁閥5閉合；在廂體重量下，車廂主動舉升液壓油缸2、第一車廂從動舉升液壓油缸3的活塞向無杆腔移動；液壓油從車廂主動舉升液壓油缸2的無杆腔排出，靜管路和第五電磁閥8進入第一車廂從動舉升液壓油缸3的有杆腔；第一車廂從動舉升液壓油缸3的無杆腔的液壓油經管路進入車廂主動舉升液壓油缸2的有杆腔。防止車輛運行中，由於路面顛簸使車廂主動舉升液壓油缸2和第一車廂從動舉升液壓油缸3產生高壓損壞液壓元件。

同理，當第二車廂從動舉升液壓油缸14隨同車廂主動舉升液壓油缸2和第一車廂從動舉升液壓油缸3動作時，通過開啟或者閉合第六電磁閥15、第七電磁閥16、第二車廂從動舉升液壓油缸14來實現。

本發明所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由於本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限於任何前述的細節，而應在隨附權利要求所限定的精神和範圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效範圍內的全部變化和改型都應為隨附權利要求所涵蓋。