转向液压回路与作业装置公用双联齿轮泵(组图)

赵崇年1李立顺2王庆峰3

1 天津陆军军事运输学院研究生队第五支队

2 国家应急运输装备工程技术研究中心天津，陆军军事运输学院 3 天津陆军军事运输学院

摘要：根据某特种设备的作业任务、转向方式要求的特点等，根据转向系统的转向原理，设计了转向液压系统多路换向阀，介绍了转向液压系统的结构组成和工作原理。进行了分析，并根据相关原理，结合实际情况，对转向液压缸和电比例多路换向阀的选型进行了研究，该方法对类似的设计研究具有参考价值。

关键词：特种设备；转向系统; 液压系统; 设计

CLC 编号：TH137.7 证件识别码：B 货号：1001-0785 (2018) 06-0115-03

一台专用设备可在紧急情况下完成现场20尺和40尺集装箱的移位、短距离搬运和堆垛任务。由于作业场地有限，作业环境恶劣，需要将设备转换为普通转向、原地转向、蟹行转向、平移转向等多种转向方式，以满足狭小空间作业的需要。针对各种任务和各种转向方式的特点，设计了一种转向液压系统，以提高场地利用率和作业效率。

1 转向系统总体设计

转向系统作为特种设备的重要组成部分中外合资阀门厂家，主要由转向器组成

它由机构、液压执行器和电控单元三部分组成，如图1所示。转向液压回路和工作装置共用一个双齿轮泵，串联在变量泵的尾部并被驱动同轴。具有复合作用的电动比例多路换向阀控制流入转向液压缸的流量，从而控制方向盘的偏转角。和速度。每个车轮由自身的转向液压缸转动，推动转向机构实现转向，具有所有车轮独立转向能力。

转向原理：在转向时，PLC控制器根据方向盘偏转角等输入信号和实际情况，通过控制算法求解输出脉冲宽度调制（PWM）信号，用于控制电比例多路阀的开度。传感器测量的方向盘转动角度；比例多路阀根据电流大小调节阀芯开度和排量方向来控制转向液压缸的行程；转向机构由转向液压缸推拉，驱动方向盘偏转；方向盘转角传感器将偏转角反馈给PLC控制器，PLC控制器根据输入信号

输出相应的PWM信号，这个过程不断循环，直到方向盘偏转到目标角度。转弯时，各轮组的转向轮和参考轮根据彼此的偏转角度和控制算法，调整偏转速度和偏转角度，确保各轮在转弯时纯滚动。

图1 转向控制系统示意图

2 转向液压系统设计

转向液压系统部分的整体设计如图2所示。其工作原理是：双齿轮液压泵输入液压油，电动比例阀通过调节开启和开启方向来控制向转向液压缸的进油量。阀芯在PLC输出的脉宽调制信号（PWM）的控制下。因此，控制转向液压缸的行程和速度，最终将力传递给回转支承，驱动方向盘偏转，实现预定的转向。如果电动比例阀开度大多路换向阀，则转向液压缸会迅速膨胀和收缩，完成预定转向的时间就会变短；如果电动比例阀开度小，

图2 转向液压系统工作原理图

根据总体规划，该专用设备同一车组的4个转向液压缸采用同一个双齿轮液压泵提供动力。液压泵为力士乐型电控变量泵，工作压力30MPa，额定转速2850r。/min，转向驱动采用双齿轮泵，串联在变量泵尾部，同轴驱动。双联齿轮泵选用江苏泰科流体控制阀有限公司生产的197系列产品。单泵排量24.2 mL/rtycovalve，额定转速2 500 r/min，额定工作压力24 MPa。

由于同一车组的4个转向液压油缸由同一个双齿轮液压泵提供动力，如果在转向过程中各个车轮的转向阻力不同，根据基本液压原理，液压油只会流向具有最小车轮阻力的转向液压缸。，导致无法完成转弯。为了解决这个问题，必须使用流量不随外部负载变化的电动比例阀来控制油流量。因此，在总体设计框架下合资阀门品牌，本文转向系统液压部分的设计重点是转向液压缸和电比例多路换向阀的选型分析。

3 主要液压元件的选择与分析

3.1 转向液压缸的选择

转向液压缸的选型和设计是在分析所设计液压系统的工况、计算载荷、确定其工作压力的基础上进行的。设计选型时，先根据使用要求确定液压缸的型号，再根据载荷和运动要求确定转向液压缸的主要结构尺寸。根据机械设计手册，根据实际工况选择液压缸系统供油压力P=20MPa。转向时，转向液压缸的主要工作载荷是转向抗弯阻力，转向液压缸的最大推力F=60 000 N，和转向液压缸所需的最大行程为 L = 300 mm。F = 60 000 N，P = 20 MPa，则孔

因此，选择D = 63 mm，杆径

根据计算结果，考虑安装方便，避免占用过多空间，查阅机械设计手册，选择转向液压缸型号为HSGl-。

已知流量Q=，液压缸伸行程的承压面积

伸展行程活塞速度

图 3 显示了液压缸压力在伸展行程中随时间的变化曲线。

图 3 伸行程液压缸压力随时间的变化

压缩行程液压缸承压面积

活塞运动速度

压缩冲程液压缸压力随时间的变化曲线如图4所示。

图 4 压缩冲程液压缸压力随时间的变化

选用的转向液压缸能满足转向机构的要求。在水泥和沥青路面上，转向系统工作压力为8～16 MPa，流量为10 L/min，车轮偏转角为-45～+45。偏转角的偏转速度为 -25 至 +25。范围为18～20./s，满足转向要求。

3.2 电比例多路换向阀的选型

用于电比例控制的多路阀充分考虑工程机械的使用特点，具有先导控制、负荷传感、压力补偿等功能。多路阀的选择主要考虑以下原则：

1）选择比例多路换向阀时，要选择合适的流量和压力，如泵的最大允许流量和压力，阀门输出的最大流量和压力等。

2）选择泵侧阀块时，首先要确定是使用定量泵系统、变量泵系统还是恒压系统，然后再选型。有三通负荷传感阀、限压阀、卸荷阀等可供选择。

3）在选择基本阀块时江苏阀门厂家，仔细检查滑阀的功能，确定要选择的附加功能。有二通负荷传感阀、慢速阀、注油阀、负荷传感限压阀等选项。

4) 选择驱动阀块时，可选择不同的驱动方式。

5）选择端板时阀门厂家，可根据系统要求将油口封闭或相互连接，并确定负载反馈压力入口和回油接口的数量和接口形式。

6）不同口径的比例多路换向阀可以组合在一起，通过过渡连接板连接。

昂玛凯APV-22电动比例多路换向阀是一种带压力补偿的负载敏感比例换向多路阀。整体采用统一模块化设计，主要由进油、工作、出油三部分组成。，用户可根据功能要求对阀体进行不同组合。因此，本系统选用昂玛凯APV-22带反馈电比例多路换向阀。

4。结论

根据某专用设备的任务、转向方式要求的特点等，设计了转向液压系统，重点完成了转向液压缸和电比例多路换向阀的选型分析研究。原理样机试验结果表明，转向液压系统安全可靠，满足预期设计要求。

参考

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