自卸汽车液压举升系统的设计改进

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1、自卸汽车液压举升系统的设计改善 就自卸汽车的二位二通举升系统进行了一定的剖析,指出了二位二通举升系统存在着车箱自行举升的隐患，提出了设计上的改善思路和措施。笔者也有与之不同的设计思路和做法。 1取力器故障分析 针对自卸汽车车箱自行举升的问题,在对某些故障车型进行分析之后发现，引起车箱自行举升的因素有多种也许。一是顾客在非卸料工作状态的状况下忘掉关闭取力器开关,导致取力器齿轮啮合带动齿轮油泵工作。第二种状况是取力器发生故障,即退不下档(取力器齿轮长期与变速箱齿轮啮合后带动齿轮油泵长时间运转)。此故障的因素一般由如下几方面导致:取力器操纵管路漏气;取力器操纵气缸各部位纸垫破损；取力器拨叉止动螺钉松

2、脱或拧断；取力器拨叉脱出啮合齿套叉槽；变速箱中间轴损坏。取力器发生故障往往是车箱自行举升的重要因素,只要车辆变速箱运转,取力器齿轮就会开始工作,从而带动齿轮油泵运转。如果此时自卸车液压系统有故障或存在设计上的缺陷，车箱便有自行举升的也许。 二位二通液压举升系统分析 对于二位二通液压举升系统存在的问题，文献已经论述的较为透彻。二位二通换向阀是马勒里式举升构造（T式举升机构）中大量采用的液压系统部件，因其具有成本低、安装管路少、构造简朴、质量可靠、维修简便等长处，深得顾客推崇,故而许多改装公司.在T式举升机构上均选用此元件，液压原理见图1。该构造与文献1简介的系统原理略有不同。文献1采用的是气控二

3、位二通换向阀；本举升机构中用的是手控二位二通换向转阀,阀的开口大小可由顾客随意调节,车箱下降的速度则可根据顾客的需要调节,因而操作简朴、便捷。但此构造确也存在备压高的现象,但是备压高并不是重要问题。由于该液压系统已被广大客户承认，并得到了普遍应用，但存在的问题还需要从设计、工艺等方面来加以解决，例如附加车箱举升报警系统。只要当车箱离开副车架距离超过0 m的高度,驾驶室里的报警系统便会提示驾驶员注意，以便及时排出故障，避免意外的事故。 为理解决二位二通换向转阀系统备压高的问题,且保持其成本低、构造简朴、质量可靠、维修简便、车箱下降的速度可控等特点，在设计上选用二位四通换向转阀即可,其原理见图2。

4、 此构造原理与文献1简介的三位四通阀类似，也是运用差动油缸、的压力不小于备压而起到避免车箱的自行举升。同步,该系统采用软轴拉线控制二位四通换向转阀的动作，完全可替代二位二通液压举升系统。 3三位四通液压举升系统分析 文献1简介的三位四通液压举升系统是运用差动油缸的压力不小于备压的原理避免车箱举升(见图3）。其实仍选用三位四通液压换向阀，而不必运用其压差，也可避免车箱自行举升(见图4）。 通过比较可以看出,图3中液压系统的三位四通阀若浮现油路阻塞的故障，油缸也会有自行举升的也许，而图4中的三位四通液压举升系统则可以避免这一现象。该换向阀在中停位时，油泵的油与油缸的有杆腔相通，与无杆腔断开。油泵运

5、转时,如果备压升高，油一方面回到油箱，另一方面只能作用在油缸的有杆腔截面上,油缸只是有向下运动的趋势。此系统如果再配合自卸汽车车箱举升报警系统一起使用，就犹如双保险，此时的自卸汽车车箱举升报警系统一般起到的作用是提示驾驶员车箱处在举升状态。自卸汽车举升机构的动态仿真设计第3期(2月上总第9期)凌锡亮(集美大学机械工程学院，上海 3610) 【摘要】文章简介了基于Pr/E环境下进行机构运动仿真的特点、措施、对象和重要应用范畴，并以加伍德举升机构的设计为例进行了机构运动仿真的具体实践，实现了设计的优化，提高了产品开发的效率和可靠性。 【核心词】Po/;举升机构；动态仿真【中图分类号】 U46.4

6、【文献标记码】 A【文章编号】 10151（)00057-02 一、前言 本文所简介的加伍德举升机构动态仿真设计中，通过PrE的ehanism功能，对装配后的举升机构进行运动仿真，可获得机构在任一时刻的位置、速度、加速度及受力状况的综合数据。最经济直观的是在计算机上仿真机构的实际装配、干涉检测以及运动协调性的验证,使举升机构的设计达到最佳效果，缩短产品设计的开发周期。 二、举升机构的动态仿真设计 加伍德举升机构以特有的：构造简朴、刚度好、反力小、工作平稳可靠等长处，被广泛地运用于自卸汽车的举升机构设计中。综观机构设计中作图法、解析计算设计法、电算优化设计法的设计现况,笔者提出,运用作图法结合P

7、r/E的ech?鄄an功能，对举升机构进行运动仿真设计,实际效果经济直观，现实抱负。（一)三维实体造型 在加伍德举升机构作图设计的构造基本上，拟定各零件的形状和尺寸。各零件的定位尺寸精度应保存小数后两位,避免数据传递浮现的仿真失败。(二)机构整体装配 装配前须合理拟定各构件之间的运动副,按零件之间的位置、运动等关系完毕装配连接。在进行加伍德举升机构动态仿真设计过程中,可根据构件间的相对运动状况，通过设定多种连接来限制加伍德举升机构的自由度，达到零件装配的对的约束。Pro/装配提供的连接约束方式重要有:销钉（PI）、滑动杆（SLIDER）、圆柱(YLNDER)、平面（PANAR)、球(LL）、轴

8、承（BEAING)等。具体操作:在组件放置（Component acement）阶段，切换至Move(移动)窗口。可直接运用鼠标拖移组件。通过平移和旋转操作，完毕三维实体模型,如图1所示。图1 加伍德举升机构的三维实体模型 (三）为零件模块分派质量属性 对举升机构进行运动仿真与分析时，一方面设立机构中各实体的质量属性,重要内容涉及：密度、体积、质量、重心和惯性矩。通过点击下拉菜单“echais”“质量属性”，对质量属性进行设立。定义属性有三个选项,一般只需对“密度”进行设立。在指定零件模块时,一般可选用“参照类型”为“组件”进行选用。实体“质量属性”的设立，能实现零件模块自身重力在仿真分析时的

9、动态效果。如:车厢后门随举升角变化而绕铰节点的自动启闭；无油缸动力时，机构靠车厢重力的自动复位。 (四)施加载荷 在设计中可以根据具体设计规定为机构施加载荷。本例重要载荷有：车箱底板铰接座上的汽车载重及车箱自重、各连接轴上的运动阻尼力、各零件的重力。 定义重力加速度:通过点击下拉菜单Mhaim重力，在弹出的重力定义对话框中，可以对重力加速度的数值及方向进行设立。2创立阻尼器:当运动分析必要时,可在各连接轴上及两主体摩擦面之间设定阻尼要素，建立相应的运动阻尼力。通过点击菜单Mechanis阻尼器新建，在阻尼器定义对话框中,选择建立阻尼器的方式，设定阻尼器系数的大小。3.创立外力和外力矩：通过点击

10、下拉菜单echanim力/力矩 新建，来模拟机构运动的外部环境。其类型有“点力”与“主体扭矩”,必须指出“模”和“方向”,要特别注意。 （五）加伍德举升机构的驱动力设立 在已建立运动模型的基本上,定义运动的动力源,初始位置和状态，它将赋予模型运动的属性,系统将在此定义下完毕规定的运动。 1机构运动初始条件的设立:初始条件的设立涉及初始位置和初始速度两个方面。点击下拉菜单Mechanm初始条件 新建，弹出“初始条件定义”对话框。拟定主体位置。指出模的同步还必须设立方向和X、Z的分量值。2推力油缸初始运动参数的设立:通过点击下拉菜单Mech？鄄ais，在屏显举升机构模型中,显示机构模块整体装配的多

11、种连接状态。持续点击右侧模型树中“连接”和“接头”前的“”号,右键单击“平移轴”,左键单击“连接装置”。变化连接轴位置下方空框的数值,使推力油缸滑动杆伸出的距离与车箱、副樑平行装配的规定相适应。 伺服电动机的设立:依上所述，在右键单击“平移轴”,左键单击“伺服电机”。可在“类型”的从动(下转第59页)（上接第57页)图元框中选择“连接轴”，随后点选推力油缸连接的直线箭头。再换选“轮廓”，改选项为“速度”。模取常数:A=20，相称于推力油缸滑动杆以0（mms)的速度伸出。 (六）定义机构分析 通过对机构的多种动态分析,可迅速得到有关的信息,以改善设计和完善构件。通过施加不同的要素,可以对机构的多

12、种工况进行研究分析。点击菜单MechnismAnaes命令，弹出nalyses(分析)对话框，选择不同的分析类型。对不波及力、质量、惯性的机构运动分析时,可使用运动学分析类型。在“电动机”选项卡中:根据需要添加所需的电动机并为其设定起止时间。在“外部负荷”选项卡中:为机构指定所需的外部负荷,可切换“启用重力、启用所有摩擦”选项。 （七)执行动力学仿真分析 定义完毕后,点击“运营”按钮，系统就会根据运动模型和运动环境对机构进行分析，通过度析反馈信息,完善运动模型，变化运动环境,最后使成果趋向满意。（八)定义分析测量特性 加伍德举升机构设计重要仿真分析的对象为：三角臂总成与车箱底板铰接座、拉杆前端

13、销孔、联轴节销轴之间的位移、速度、加速度与净负荷。点击菜单echanis测量,弹出“测量成果”对话框，选定位移、速度与加速度、净负荷等测量对象,输入有关零件欲求点的相应分量或直接选定某一轴拟定后,即可获得仿真测量定义物理量的有关图显,如图所示。返回测量成果集。在成果集中单击“分析定义名”，在测量选项的名称后可显示测量分析的数值。再单击“测量名称”和“测量”钮，系统弹出“图形工具”框，显示特指测量对象的动态曲线图。通过上述仿真分析测量，获得机构零件各模块运动学、动力学过程各计算要素的精确参数。图2车厢某点速度的仿真测量定义 三、结论 通过对加伍德举升机构运动仿真的具体实践,实现了运动学、动力学分析及装配干涉、运动协调性的验证。揭示了运动仿真的特点、措施、对象和重要应用范畴，论证了仿真运动分析对机构设计的指引作用。特别是仿真测量分析,对获得机构运动位置、速度、运动副之间互相关系及机构零件载荷状况的综合数据有着发明性的重要意义。使设计者可以直接在计算机上修改模型参数，达到机构优化的目的。【参照文献】1黄圣杰，等Pro/EGINER高档开发实例M北京：电子工业出版社,. 2王雄,谢金元.自卸车倾卸机构设计的研究J.汽车技术，92,(1).