CN117627974A - 一种应用于机械化桥车的液压系统及其机械化桥车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于机械化桥车的液压系统，所述液压系统包括液压站和第一液压管路，以及第一组液压缸和第二液压管路、第二组液压缸；所述第一组液压缸每个液压缸并联在所述第一进油管和所述第一回油管之间，所述第一组液压缸包括移动架插销液压缸和摆臂液压缸，以及开桥器液压缸和架设架液压缸、左支腿液压缸、右腿液压缸、跨桥液压马达；所述第二组液压缸并联在所述第二进油管和所述第二回油管之间，所述第二组液压缸包括前摆架液压缸和前摆架插销液压缸，移动架液压缸和中支腿液压缸。对不同类型的液压执行部件进行分组，不同的液压参数配置对应不同液压执行部件，有助于解决现有技术中机械化桥车缺乏液压执行件液压系统的技术问题。

Description

一种应用于机械化桥车的液压系统及其机械化桥车

技术领域：

本发明涉及机械化桥车液压设计领域，尤其是指一种应用于机械化桥车的液压系统及其机械化桥车。

背景技术：

机械化桥车是一种多运动部件的特种车辆设备，其上具有多个需要液压作为动力的部件，基于新型设计的机械化桥车，由于不同部件对液压缸的布置和使用，需要不同的参数配置，以及不同类目的油缸需要同步，为了机械化车上液压执行部件能够正常工作。

所以急需一种应用于机械化桥车的液压系统，有助于解决现有技术中机械化桥车缺乏液压执行件液压系统的技术问题。

发明内容：

在一实施例中，本发明提供了一种应用于机械化桥车的液压系统，通过将不同类型的液压执行部件进行分组，提供不同的液压参数配置对应不同液压执行部件，有助于解决现有技术中机械化桥车缺乏液压执行件液压系统的技术问题。

所述液压系统包括液压站和第一液压管路，以及第一组液压缸和第二液压管路、第二组液压缸；

所述第一液压管路一端与所述液压站连接，所述第一液压管路包括第一进油管和第一回油管；

所述第一组液压缸每个液压缸通过各自的控制阀并联在所述第一进油管和所述第一回油管之间，所述第一组液压缸包括移动架插销液压缸和摆臂液压缸，以及开桥器液压缸和架设架液压缸、左支腿液压缸、右腿液压缸、跨桥液压马达；

所述第二液压管路一端与所述液压站连接，所述第二液压管路包括第二进油管和第二回油管之间；

所述第二组液压缸每个液压缸通过各自的控制阀并联在所述第二进油管和所述第二回油管之间，所述第二组液压缸包括前摆架液压缸和前摆架插销液压缸，移动架液压缸和中支腿液压缸。

在一实施例中，所述液压站包括液压油箱和出油总油管，以及液压泵、第一吸油过滤器、进油总油管、第二吸油过滤器；

所述出油总油管一端与所述液压油箱连接，所述出油总油管的另一端分别与所述第一进油管和所述第二进油管连接；

所述液压泵串联在所述出油总油管上；

所述第一吸油过滤器串联在所述液压油箱和所述液压泵之间的所述出油总油管上；

所述进油总油管一端与所述液压油箱连接，所述进油总油管的另一端分别与所述第一回油管和所述第二回油管连接；

所述第二吸油过滤器串联在所述进油总油管上。

在一实施例中，所述液压站还包括高压油口过滤器和第一单向阀，以及第二单向阀和开关阀；

所述高压油口过滤器串联在所述液压泵和所述第二进油管之间的所述出油总油管上；

所述第一单向阀串联在所述高压油口过滤器和所述液压泵之间的所述出油总油管上，以使液压油从所述液压站流向液压缸；

所述第二单向阀一端连接在所述第一单向阀和所述高压油口过滤器之间，所述第二单向阀的另一端连接在所述液压油箱；

所述开关阀串联在所述第二单向阀和所述液压油箱之间。

在一实施例中，所述液压系统的额定压力为31.5Mpa，所述液压泵的额定排量61ml/r，最高压力42Mpa。

在一实施例中，所述跨桥液压马达通过减压阀的压力值为20Mpa，所述开桥器和所述架设架回路工作压力通过减压阀设定为25Mpa，所述前摆架回路工作压力通过减压阀设定为23MPa。

在一实施例中，所述液压系统的管路包括吸油软管和压力软管，以及无缝钢管和回油软管。

在一实施例中，所述第一组液压缸和所述第二组液压缸分别具有各自的第一进油口和第一出油口，以及第二进油口和第二出油口。

在一实施例中，所述第一进油管和所述第一回油管之间设置有第一溢流阀。

在一实施例中，所述第二进油管和所述第二回油管之间设置有第二溢流阀。

在一实施例中，本发明还提供了一种机械化桥车，所述机械化桥车包括所述的液压系统，所述液压系统应用于所述机械化桥车的液压缸和液压马达。

附图说明：

图1为本发明另一实施例中一种应用于机械化桥车的液压系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例中第一液压管路和第一组液压缸的结构示意图；

图3为本发明另一实施例中第二液压管路和第二组液压缸的结构示意图；

图4为本发明另一实施例中液压站的结构示意图；

图5为本发明另一实施例中第一组液压缸的结构示意图；

图6为本发明另一实施例中第二组液压缸的结构示意图；

图7为本发明另一实施例中机械化桥车装载跨桥后的整体结构示意图；

图8为本发明另一实施例中机械化桥车整体结构示意图；

图9为本发明另一实施例中前摆架总成的结构示意图；

图10为本发明另一实施例中前摆架总成侧视结构示意图；

图11为本发明另一实施例中移动架俯视结构示意图；

图12为本发明另一实施例中车体结构示意图。

附图标记：

液压站 1

液压油箱 11

出油总油管 12

液压泵 13

第一吸油过滤器 14

进油总油管 15

第二吸油过滤器 16

高压油口过滤器 17

第一单向阀 18

第二单向阀 19

开关阀 110

应急手摇泵 111

第一液压管路 2

第一进油管 21

第一回油管 22

第一组液压缸 3

移动架插销液压缸 31

摆臂液压缸 32

开桥器液压缸 33

架设架液压缸 34

左支腿液压缸 35

右支腿液压缸 36

跨桥液压马达 37

第一进油口 38

第一出油口 39

第二液压管路 4

第二进油管 41

第二回油管 42

第二溢流阀 43

第二组液压缸 5

前摆架液压缸 51

移动架液压缸 52

中支腿液压缸 53

第二进油口 54

第二出油口 55

具体实施方式：

图1为本发明另一实施例中一种应用于机械化桥车的液压系统的结构示意图；图2为本发明另一实施例中第一液压管路和第一组液压缸的结构示意图；

图3为本发明另一实施例中第二液压管路和第二组液压缸的结构示意图；图4为本发明另一实施例中液压站的结构示意图；图5为本发明另一实施例中第一组液压缸的结构示意图；图6为本发明另一实施例中第二组液压缸的结构示意图；图7为本发明另一实施例中机械化桥车装载跨桥后的整体结构示意图；图8为本发明另一实施例中机械化桥车整体结构示意图；图9为本发明另一实施例中前摆架总成的结构示意图；图10为本发明另一实施例中前摆架总成侧视结构示意图；图11为本发明另一实施例中移动架俯视结构示意图；图12为本发明另一实施例中车体结构示意图。如图1至图12所示，在一实施例中，本发明提供了一种应用于机械化桥车的液压系统，所述液压系统包括液压站1和第一液压管路2、第一组液压缸3、第二液压管路4、第二组液压缸5；

第一液压管路2一端与液压站1连接，第一液压管路2包括第一进油管21和第一回油管22；

第一组液压缸3每个液压缸通过各自的控制阀并联在第一进油管21和第一回油管22之间，第一组液压缸3包括移动架插销液压缸31和摆臂液压缸32，以及开桥器液压缸33和架设架液压缸34、左支腿液压缸35、右支腿液压缸36、跨桥液压马达37；

第二液压管路4一端述液压站1连接，第二液压管路4包括第二进油管41和第二回油管42之间；

第二组液压缸5每个液压缸通过各自的控制阀并联在第二进油管41和第二回油管42之间，第二组液压缸5包括前摆架液压缸51和前摆架插销液压缸51，移动架液压缸52和中支腿液压缸53。

在本实施例中提供了一种应用于机械化桥车的液压系统的具体实施方式，将液压执行部件分为两组，第一组移动架插销液压缸31和摆臂液压缸32，以及开桥器液压缸33和架设架液压缸34、左支腿液压缸35、右支腿液压缸36、跨桥液压马达37，其中的第二组为前摆架液压缸51和前摆架插销液压缸51，移动架液压缸52和中支腿液压缸53。那么，在配置两组不同的液压执行件时就可以提供两组配置，以符合新型机械化桥的应用场景，两类液压执行件可以在供油量、供油压力等方面统一配置，具体来说，第一组液压缸3是与车体相对固定的液压执行件，第二组液压缸5是在运动过程中的液压执行件，有助于解决现有技术中机械化桥车缺乏液压执行件液压系统的技术问题。

在一实施例中，液压站1包括液压油箱11、出油总油管12、液压泵13、第一吸油过滤器14、进油总油管15、第二吸油过滤器16；

出油总油管12一端与液压油箱11连接，出油总油管12的另一端分别与第一进油管21和第二进油管22连接；

液压泵13串联在出油总油管12上；

第一吸油过滤器14串联在液压油箱11和液压泵13之间的出油总油管12上；

进油总油管15一端与液压油箱11连接，进油总油管12的另一端分别与第一回油管22和第二回油管42连接；

第二吸油过滤器16串联在进油总油管15上。

在本实施例中提供了一种液压站1的具体实施方式。液压油箱11负责供油的源头，并且提供了进出总管，以备后续分开两路使用。出油总油管12和进油总油管15通过R口和P口的设置，连接第一液压管路2和第二液压管路4，并且通过第一吸油过滤器14和第二吸油过滤器16实现在液压油源头进行过滤。

在一实施例中，液压站1还包括高压油口过滤器17和第一单向阀18，以及第二单向阀19和开关阀110；

高压油口过滤器17串联在液压泵13和第二进油管41之间的出油总油管12上；

第一单向阀18串联在高压油口过滤器17和液压泵13之间的出油总油管12上，以使液压油从液压站1流向液压缸；

第二单向阀19一端连接在第一单向阀18和高压油口过滤器17之间，第二单向阀19的另一端连接在液压油箱11；

开关阀110串联在第二单向阀19和液压油箱11之间。

在本实施例中提供了一种液压站1进一步的结构设计，通过开关阀10控制另一旁路的开关，然后再通过单向阀防止油路里的液压油回流。

液压辅助件：

液压辅助件包含油管、接头、滤油器、油温计、散热器等，均采用国内知名品牌，密封件为进口件。过滤器分为高压油口过滤器QUⅠ-H250*10FP、吸油过滤器WU-400*80F-J及回油过滤器QYL-250×10P，液位计型号为YWZ-200T等，所选液压辅助件型号均能满足设计指标要求，压力管路及回油路过滤器采用国内知名品牌。液压管路分为泵吸管路、压力管路、回油管路、泄油与负载反馈油管等组成。

在一实施例中，所述液压系统的额定压力为31.5Mpa，所述液压泵的额定排量61ml/r，最高压力42Mpa。

在本实施例中提供了一种所述液压系统的压力和排量具体配置，以满足车体执行部件的具体要求。选用进口泵PARKER液压泵F1-61，额定排量61ml/r，最高压力42MPa。应急手摇泵用于主油泵出现故障时的应急作业。

在一实施例中，所述跨桥液压马达通过减压阀的压力值为20Mpa，所述开桥器和所述架设架回路工作压力通过减压阀设定为25Mpa，所述前摆架回路工作压力通过减压阀设定为23MPa。

在本实施例中提供了一种所述跨桥液压马达、所述开桥器和所述架设架的压力值。多路控制阀采用德国进口哈威7联PSV和4联PSL多路控制阀组。其中开桥器、架设架回路工作压力通过减压阀设定为25MPa，前摆架回路工作压力通过减压阀设定为23MPa，桥跨马达及移动架马达回路工作压力通过减压阀设定为20MPa。系统液压油经四联电液阀和七联电液阀中回油口R返回液压油箱。多路阀控制系统通过电气系统操纵，实施对各液压工作回路的作业控制。多路阀控制系统还设置有手动应急操纵手柄111。

各油缸进出油路均设置平衡阀或液压锁，可有效控制负载运动的平衡性或可靠锁定。

在一实施例中，所述液压系统的管路包括吸油软管和压力软管，以及无缝钢管和回油软管。

在本实施例中提供了一种所述液压系统使用各类管的具体实施方式。液压软管与硬管壁厚与通径按需配置，按压力等级对应选择1SN～4SN钢丝编织层，液压钢管选用镀锌精拔无缝钢管，壁厚1.5～3mm。主要液压管路选型如下表所示，均满足设计要求。

主要液压管路选型表

在一实施例中，第一组液压缸3和第二组液压缸5分别具有各自的第一进油口38和第一出油口39，以及第二进油口54和第二出油口55。

在本实施例中提供了一种第一组液压缸3和第二组液压缸5分别设置有P口和R口，以对接总管。

在一实施例中，第一进油管21和第一回油管22之间设置有第一溢流阀23。

在本实施例中提供了一种设置有第一溢流阀23的具体实施方式，以便在高压下泄压。主要是针对第一组液压缸3的压力，超出额定压力进行泄压。

在一实施例中，第二进油管41和第二回油管42之间设置有第二溢流阀43。第二溢流阀43则对整体系统进行额定压力限定，超出后进行泄压。

在本实施例中提供了一种设置有第二溢流阀43的具体实施方式，以便在高压下泄压。

在一实施例中，本发明还提供了一种机械化桥车，所述机械化桥车包括所述的液压系统，所述液压系统应用于所述机械化桥车的液压缸和液压马达。

在本实施例中提供了一种机械化桥车的具体实施方式，将上述的液压系统应用于车体上。

液压系统由底盘发动机取力提供动力，液压工作回路有11个。主控制阀采用哈威4联PSL多路阀和7联PSV多路阀，油泵采用派克F1-61-R油泵，油缸、过滤器。

所述机械化桥车的执行机构包括移动架插销101、摆臂102、开桥器103、架设架104、左支腿105、右支腿106、跨桥液压马达107。

前摆架201、前摆架插销202、移动架203、中支腿204。两组中移动架插销101、摆臂102、开桥器103、架设架104、左支腿105、右支腿106、跨桥液压马达107的液压进出口(即P和R)口，除了上述的内容外，所述液压系统还包括压力表，压力继电器等。

压力表通过压力表开关控制，与四联电液阀测量接口相连，显示液压系统工作压力，另与测量接口相连的压力继电器用于液压系统的超压报警。系统液压油经四联电液阀和七联电液阀中回油口R返回液压油箱，液压系统从整体要求来看，额定工作压力为31.5MPa。

1、液压系统分析计算：

1)油缸选型计算

液压系统设置的油缸分别是转臂油缸、架设架油缸、前摆架油缸、插销油缸和支腿油缸。

仅当活塞杆的柔度(细长比)大于等于205时，才校核其压杆稳定性，现所选油缸活塞杆均不需要校核其压杆稳定性。

(a)架设架油缸选择

根据总体计算，两个架设架油缸受到最大拉力为115.23t。所选取油缸缸径φ＝200mm、杆径D＝80mm、行程S＝2050mm，允许的工作压力25MPa(有杆腔)。

有杆腔最大工作压力P＝24.26MPa＜25Mpa，满足设计要求。

(b)转臂油缸选择

根据总体计算，转臂油缸受到最大推力为20t。所选取油缸缸径φ＝110mm、杆径D＝70mm、行程S＝500mm，允许的工作压力31.5MPa。

无杆腔最大工作压力P＝25.46MPa＜31.5Mpa，满足设计要求。

(c)插销油缸选择

理论上前摆架插销油缸只需要克服插销插入桥跨时的摩擦阻力，所选油缸缸径φ＝63mm、杆径D＝40mm、行程S＝85mm，工作压力31.5MPa，油缸可达到的最大推力58.6kN。

根据总体计算，前摆架与桥跨之间的最大压力为4.84t。二者间为钢-钢摩擦，摩擦系数为0.15，则二者之间作用力f＝μN＝0.15×4.84×9.8×1000＝7.11kN,单个插销受力为3.56KN＜58.6kN，故所选插销可行。

(d)前摆架油缸选择

根据总体计算，两个前摆架油缸受到最大推力为20t。所选取油缸缸径φ＝90mm、杆径D＝63mm、行程S＝808mm，工作压力31.5MPa。

无杆腔最大工作压力P＝19.1MPa＜31.5Mpa，满足设计要求。

(e)支腿油缸选择

支腿最大支撑力不得超过整备重量，最大支撑力按38t计算。所选取油缸缸径φ＝125mm、杆径D＝90mm、行程S＝750mm，工作压力31.5MPa。

无杆腔最大工作压力P＝18.73MPa＜31.5Mpa，满足设计要求。

(2)液压马达选型计算

共两处使用了液压马达，分别用于带动推桥机构推动桥跨在架设架上移动及带动移动架在滑道上的移动。

(a)桥跨马达

主动链轮所需提供的扭矩为两边销齿轮承受的扭矩之和，即：

T’＝Ft·d1/2＝5393N·m

由于链传动机构的主动链轮、从动链轮之间的传动比为1:1，则主动链轮大于从动链轮，扭矩小于5393Nm。

选驱动马达1QJM42-2.5SeZh，排量2.56L/rev，额定压力20MPa，额定输出扭矩7578N·m。液压马达额定输出扭矩符合要求。

(b)移动架推进马达

移动架推进需要最大扭矩

T’＝f·d1/2＝6520.4Nm

选驱动马达1QJM42-2.5，排量2.56L/rev，额定压力20MPa，额定输出扭矩7578N·m。液压马达额定输出扭矩符合要求。

(3)液压泵选型计算

(a)工作容积

作业过程中液压的动作有：后支腿伸出(支腿油缸)、中支腿伸出(中支腿油缸)、前摆架上扬动作(前摆架油缸)、架设架摆动(架设架油缸)、前摆架插销伸出(插销油缸)、转臂油缸动作等。

根据所选油缸和液压马达的参数，几种油缸及液压马达工作容积之和ΔV₁(最大工作容积)：

(b)油泵选型

油泵流量Q：

式中η——液压泵容积效率，取0.9

t——架设时间/s(只考虑液压执行元件动作时间，不计人工准备、操作、调整等间隔时间)，先取270s(根据前文架设要求时间所得)。

则平均流量

油泵排量q：

式中n——油泵转速，1000r/min(一般工作转速1000r/min)。

根据排量值选用进口泵PARKER液压泵F1-61，额定排量61ml/r，最高压力42MPa。均可满足条件。

(c)作业时间

主跨作业时间按架设时间及撤收时间计算，设定架设作业时间与撤收作业时间相等。即主跨作业时间t_总：

t_总＝2t_架

＝2(t_缸+t_马)

式中t缸——油缸架设作业时间,s；

t_马——马达架设作业时间,s。

选用液压泵的额定排量V＝61ml/r，工作转速n＝1000r/min，根据所选油缸和液压马达参数计算作业时间。油泵供油流量

Q＝Vn1＝61L/min

几种油缸工作容积之和ΔV₂(最大工作容积)：

则油缸架设作业时间t_缸：

马达转速n2为：

式中V2——移动架推进马达/桥跨马达排量，L/rev

由上文可知，与移动架推进马达相联的链轮分度圆直径p1为260mm；与桥跨马达相联的链轮分度圆直径p2为210mm，传动比i为1.28。则马达架设作业时间t_马：

式中V2——移动架推进马达/桥跨马达排量，L/rev

η——链轮传动机械效率，取0.9

L₁——移动架推进距离，设计值为4900mm；

L₂——桥跨推出距离，取25m。

综上，在所选定泵运转时，实际主跨作业时间约为6min，满足架设总时间为9min的要求。

(4)油箱选型计算

根据油箱的储油、散热要求，以及固定设备和空间面积的要求，将油箱容量V设计值为260L左右。

(5)回油油管选型

系统上一般管道的通径按所连接的原件的通径选取。计算系统流量汇合的管子通径。

金属管内径d：

式中Q——液体流量

V——油液管路流速，金属管回油管路流速，取3m/s。

则系统中回油管路内径

根据需要，回油管路选用静拔钢管，规格为φ28×2。

Claims (10)

1.一种应用于机械化桥车的液压系统，其特征在于，所述液压系统包括：

一液压站(1)；

一第一液压管路(2)，其一端与所述液压站(1)连接，所述第一液压管路(2)包括第一进油管(21)和第一回油管(22)；

一第一组液压缸(3)，每个液压缸通过各自的控制阀并联在所述第一进油管(21)和所述第一回油管(22)之间，所述第一组液压缸(3)包括移动架插销液压缸(31)和摆臂液压缸(32)，以及开桥器液压缸(33)和架设架液压缸(34)、左支腿液压缸(35)、右支腿液压缸(36)、跨桥液压马达(37)；

一第二液压管路(4)，其一端与所述液压站(1)连接，所述第二液压管路(4)包括第二进油管(41)和第二回油管(42)之间；

一第二组液压缸(5)，每个液压缸通过各自的控制阀并联在所述第二进油管(41)和所述第二回油管(42)之间，所述第二组液压缸(5)包括前摆架液压缸(51)和前摆架插销液压缸(52)，移动架液压缸(53)和中支腿液压缸(54)。

2.根据权利要求1所述的应用于机械化桥车的液压系统，其特征在于，所述液压站(1)包括：

一液压油箱(11)；

一出油总油管(12)，其一端与所述液压油箱(11)连接，所述出油总油管(12)的另一端分别与所述第一进油管(21)和所述第二进油管(22)连接；

一液压泵(13)，其串联在所述出油总油管(12)上；

一第一吸油过滤器(14)，其串联在所述液压油箱(11)和所述液压泵(13)之间的所述出油总油管(12)上；

一进油总油管(15)，其一端与所述液压油箱(11)连接，所述进油总油管(12)的另一端分别与所述第一回油管(22)和所述第二回油管(42)连接；

一第二吸油过滤器(16)，其串联在所述进油总油管(15)上。

3.根据权利要求2所述的应用于机械化桥车的液压系统，其特征在于，所述液压站(1)还包括：

一高压油口过滤器(17)，其串联在所述液压泵(13)和所述第二进油管(41)之间的所述出油总油管(12)上；

一第一单向阀(18)，其串联在所述高压油口过滤器(17)和所述液压泵(13)之间的所述出油总油管(12)上，以使液压油从所述液压站(1)流向液压缸；

一第二单向阀(19)，其一端连接在所述第一单向阀(18)和所述高压油口过滤器(17)之间，所述第二单向阀(19)的另一端连接在所述液压油箱(11)；

一开关阀(110)，其串联在所述第二单向阀(19)和所述液压油箱(11)之间。

4.根据权利要求3所述的应用于机械化桥车的液压系统，其特征在于，所述液压系统的额定压力为31.5Mpa，所述液压泵的额定排量61ml/r，最高压力42Mpa。

5.根据权利要求4所述的应用于机械化桥车的液压系统，其特征在于，所述跨桥液压马达通过减压阀的压力值为20Mpa，所述开桥器和所述架设架回路工作压力通过减压阀设定为25Mpa，所述前摆架回路工作压力通过减压阀设定为23MPa。

6.根据权利要求5所述的应用于机械化桥车的液压系统，其特征在于，所述液压系统的管路包括吸油软管和压力软管，以及无缝钢管和回油软管。

7.根据权利要求6所述的应用于机械化桥车的液压系统，其特征在于，所述第一组液压缸(3)和所述第二组液压缸(5)分别具有各自的第一进油口(38)和第一出油口(39)，以及第二进油口(54)和第二出油口(55)。

8.根据权利要求7所述的应用于机械化桥车的液压系统，其特征在于，所述第一进油管(21)和所述第一回油管(22)之间设置有第一溢流阀(23)。

9.根据权利要求8所述的应用于机械化桥车的液压系统，其特征在于，所述第二进油管(41)和所述第二回油管(42)之间设置有第二溢流阀(43)。

10.一种机械化桥车，其特征在于，所述机械化桥车包括如权利要求1至9所述的液压系统，所述液压系统应用于所述机械化桥车的液压缸和液压马达。