飞机垃圾接收车液压系统的改进.pdf

2 0 1 4年 7月 第 4 2卷 第 1 4期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAUL I C S J u 1 ． 2 01 4 Vo 1 ． 4 2 No ．1 4 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 4 ． 1 4 ． 0 2 8 飞机垃圾接收车液压系统的改进 谷青松 ，冯龙 ，付华 1 ．威海职业学院，山东威海 2 6 4 2 0 0 ； 2 ．山东科技大学，山东青岛2 6 6 5 1 0 摘要介绍国内机场普遍使用的飞机垃圾接收车的现状 ；根据使用过程中出现的问题 ，对接收车的液压系统进行了故 障分析，并对整车的液压系统进行了改进，然后对改进后的液压系统进行仿真，验证了改进的效果。 关键词飞机垃圾接收车 ；液压系统；故障分析；系统改进 中图分类号T H1 3 7 ． 5 文献标识码B 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 4 1 4 0 9 33 I mpr o v e me n t o f Hy dr a u l i c S y s t e m f o r Ai r c r a f t W a s t e Co l l e c t o r G U Q i n g s o n g ，F E N G L o n g ，F U H u a 1 ． We i h a i V o c a t i o n a l C o l l e g e ，We i h a i S h a n d o n g 2 6 4 2 0 0，C h i n a ； 2 ． S h a n d o n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， Q i n g d a o S h a n d o n g 2 6 6 5 1 0 ，C h i n a Ab s t r a c t T h e s t a t u s o f a i r c r a f t w a s t e c o l l e c t o r w i d e l y u s e d i n d o me s t i c a i r p o r t w a s i n t r o d u c e d ．Ai mi n g a t t h e p r o b l e ms fou n d i n u s i n g p r o c e s s ，f a u l t a n a l y s i s f o r h y d r a u l i c s y s t e m o f t h e a i r c r aft wa s t e c o l l e c t o r w a s d o n e ．T h e n t h e h y d r a u l i c s y s t e m wa s i mp r o v e d ． T h e i mp r o v e d h y d r a u l i c s y s t e m wa s s i mu l a t e d t o v e r i f y t h e i mp r o v me n t e f f e c t ． Ke y wo r d s Ai r c r aft w a s t e c o l l e c t e r ；Hy d r a u l i c s y s t e m；F a u l t a n a l y s i s ；S y s t e m i mp r o v me n t 飞机垃圾接收车是用于从各类民航飞机机舱内收 集垃圾并运 至垃圾处理站 的机场地面保 障设备 ，是 现 代机场必不可少的地面设备。由于其工作的特殊性决 定 了机场对飞机垃圾接 收车提 出了一些特殊要求 ， 即 1 由于飞机垃圾接收车是高空作业，为确保 其作业的安全性 ，设置4个液压支撑腿，使用时 4个 液压支撑腿伸出将车辆稳定支撑 ，以增加设备使用过 程中的稳定性和抗倾覆性能 ； 2 由于现代机场的 航班密度较大，飞机垃圾接收车必须在要求的时间完 成垃圾的接收，并可靠撤离工作现场 ，保证飞机安全 及正常的航班飞行； 3 垃圾厢厢体在升降过程要 始 终保 持平稳 ，速度要适 中 。 目前我国使用的飞机垃圾接收车多以后装压缩式 垃圾车为开发平台，在其基础上增加了输送带式装料 机、收集箱后门和支腿装置。 1 输送带式装料机。其输送带由液压马达驱 动 ，转速可达 0 ． 5 m ／ s ，输送 带前部 为运输 平 台 ，可 以调节高度 ，以适应不 同型号 的飞机。平台前部有限 位开关和缓 冲胶 垫 ，用 以避免平 台与飞机接触 时产生 的刚性冲击。 2 收集箱后门。由油缸带动它做上下运动 以 实现 闭启 。当关 闭时 ，从 飞机上卸下的垃圾直接进入 料 口；开启 时 ，可用于收集地面垃圾 ，还可作 为检修 口 。 3 支 腿装 置 。为提 高 驻 车 的稳 定 性 ，设 置 4 个支腿 ，前后各 2 个 ，液压缸 伸缩拉 动支架 ，支腿 伸 出后成斜形 ，斜角 2 0 。 ，增加了支撑跨度，从而提高 了稳定性。支腿收缩后成垂直状态，以减小车 的宽 度 。 因在原有垃圾接收车上增加了许多机构，使得整 车的液压油路增多 ，工况 比较复杂，在使用过程中出 现了问题 ，虽经多次改进 但是不能完全解决 问题。文 中在原有基础上对液压系统进行改进，可以有效解决 问题 。 1 飞机垃圾接收车液压 系统存在 的问题 飞机垃圾接 收车的液 压系统 原理见 图 1 一般 都采用开式 、单泵 、定量 、并联油液循环系统。主齿 轮泵工作压力为 1 6 M P a ，流量为 3 0 L ／ m i n 。存在的 主要问题有以下几个方面 1 飞机垃圾接收车需 靠 近飞机工作 ，因此在它工作完成后应迅速撤 离工作 现场，保证正常的航班飞行，但撤离时液压支撑腿 1 1 时常 出现 故 障 ，影响 正常 撤离 ，所 以这 就对 液压 支撑腿 1 1的可靠性提出了较高要求。 2 门架起升 油缸 1 3 在收回时，时有收不到位的情况出现，总是 在距离最低位置大概 5 0 I B 1T I 处停 止动作 ，要用 手动泵 才能降下来 ，给作业者带来了不便； 3 垃圾箱顶部 收稿 日期 2 0 1 3 0 6 2 1 作者简介谷青松 1 9 6 5 一 ，女，学士，副教授 ，主要从事机械、液压方面的教学与研究工作。Em a i l 8 1 5 0 8 5 3 7 6 q q c o m O 9 4 机床与液压 第 4 2卷 接收盖门的密封胶垫损坏频繁，有时 3 个月左右时间 带电，能量损耗严重，电磁铁有烧坏现象发生。 即需更换一次 ，浪费严重 ； 4 卸荷时 电磁铁长 时间 图 1 液压系统原理 图 2 液压系统的故障分析及修改 结合液压系统原理图 1 ，对原飞 机垃圾接 收车存 在的 问题进行分析 1 分析液压支腿出现 的故障，主要原 因是 4 个液压支腿均 自带液 压锁 ，由 1 个 电磁 换 向阀控制 ， 工作人员在操作过程 中，需一直按住电磁换 向阀的开 关，直到4个液压支腿完全伸出或缩回。但是在实际 操作过程 中，工作人员无法从 观察准确判断液压支腿 的伸 出或缩 回情况 ，只能通过听发动机或溢流 阀的声 音来判 断 ，因此 ，在 机场这样 噪声 非常 大的环境 中， 判断是相 当不准确 的 ，这就使得在操作过程 中，液压 支腿 往往已经完全 伸出或缩 回，但是 电磁换 向阀却一 直处于工作状态，这就使系统长时问处于溢流状态， 造成液压系统发热 ，长时间按压的开关疲劳损坏 ，需 要经常更换开关 。 改进方法 为 了避免这种用经验来判断液压支腿 状态的方法 ，在液压缸上增加行程开关，当伸出或缩 回到位 时 ，指 示灯会提示 ，这样便很好地解决 了这个 问题。目前，常使用的液压缸安装接近开关的技术有 两种 ，一种是外置式接近开关 ，另一种是 内置式接近 开 。 外置式接近开关如图2所示 ，将接近开关安装在 临近液压缸的设备上，检测开关位置在活塞杆行程的 两端 。这种方式 的开关常用于室 内环境下 ，并且使用 环境比较宽松 ，在恶劣环境下会影响其使用寿命和使 用精 度。 1 一油箱 F 2 一 液压 泵 3 一 溢 流 阀 4 一 压 力表 5 一 电磁换 向阀 6 、7 一 液 压锁 8 一 后盖 门油 缸 9 一 节 流 阀 1 0 一 单 向节 流 阀 l 1 一液压支撑腿油缸 1 2 一 截 止阀 l 3 一 门架起 升 油缸 1 4 一 单 项 节流 阀 1 5 一 上 盖 门油 缸 图 2 外置式接近开关 这种方式安装的接近开关 ，不耐高压，最高承受 压力为 0 ． 3 M P a 。 内置式 接近开关 如图 3所示 ，将接近开关插装到 液压缸的前 后端盖 中，当活塞杆 到达极 限位 置时 ，检 测到位置发出信号。 图 3内置式接近开关 这种安装方式下接近开关能承受较大的压力，压 力在 7～ 3 5 M P a 之间 。 所需要 的液 压系统 的工 作 压力 为 1 6 MP a ，故应 该选用 内置式接近开关 。 2 门架 起 升油缸 收 回时 不 到位 ，在 距离 最低 位置5 0 m m处停止动作 ，主要原因是 1 柱塞油 缸的油口有两个，其中一个油 口可以在紧急状态下 ， 打开截止阀1 2 进行放油 ，使得油缸 自动下降，实现 箱体的降落； 2 箱体正常下落时，会在手动截止 阀1 2的油路中形成一定的负压，因此在箱体下落到 距离最低处 5 0 m m 的地方 停止 动作 ，这 跟 该 油路 管 第 1 4期 谷青松 等飞机垃圾接收车液压系统的改进 9 5 路的长度有密切 的关系 。 改进方 法 用油 管将泵 进油 路和截止 阀 1 2油 路 连接起 来 ，这样在箱体下落 时 ，始终 保持与进油路相 同 的压力 ，不会在截止 阀油路 形成负压 ，影响起升油 缸 的收回。 3 垃圾箱顶部接收 盖 门的密封胶垫 损坏频 繁 ， 经分析可能是 由于油缸 1 5的压 力过 大造 成 的。原 垃 圾箱顶部接 收的液压 回路如图 4所示 。 压力 表2 压 力 图4 顶部接收盖门液压原理图 当液压泵 的输 出压力 为 1 6 MP a时 ，即压 力表 1 表示的数值为 1 6 M P a 时，压力表 2的压力数值可以 反映该 回路 的压力 ，建 立 如图 4所示 的液压 回路后 ， 得 到压力表 1 和压力表 2的仿 真 曲线 ，如 图 5所示 。 元件描 述 标识 0 2 4 6 8 l 1] 1 6 J 2 { } } 压 力 l i { 压 力 表 8 表 1 { l l 4 M Pa l l l 1 6 ； { 1 2 l { 压 力 l l l 压 力 表 表 2 8 l { { 4 M Pa } f } 图 5 压力值 曲线 从图5中可以看出当油缸开始伸出时，压力表 1 与压力表 2的数值相 同 ，接近 1 6 MP a 。但 是在实际 工作 中 ，垃圾箱顶部接 收盖 回收时并不需要这 么大 的 工作压力 ，因此，采用降低其工作压力的方法。 改进方法在油路中增加溢流阀，使工作 回路的 压力降低 。设计所用的垃圾箱顶部接收盖的质量为 2 0 0 0 k g ，而所使用的液压缸内径为6 0 m m F油 缸 ， n顶 盖 ‘g m顶 盖 。g 2 0 0 0 0 N p 7 ． 0 8 M P a p 而 式 中 g取 1 0 N ／ k g 。 故将溢流阀控制的该油路的压力调整为 8 M P a ， 修改后的压力值曲线见图 6 。 元件 描述 标 识 1 2 3 4 5 ● 7 8 9 1 0 1 6 l I 1 2 J 压 力 压力 表 8 表 1 4 M Pa 1 0 l 8 压 力 6 压力 表 表 2 4 2 Ml a 图6 压力值曲线 可 以看 出改进后 的油路压 力为 8～1 0 MP a ，符 合预期的压力值。并且经过一段时间的使用后发现， 密封胶垫 的使用 时间大大延长。 4 卸荷 时 电磁 铁 长 期 带 电 ，能 量 损 耗 严 重 ， 有烧坏现象发生 。电磁铁烧坏 ，主要有 以下几个方面 原 因 电磁 线 圈绝 缘 不 良、在 过 电压 条 件下 长期 使 用、环境温度过高、电磁铁换向频繁、回路背压高且 长时间处于该状态等 。 改进方法 在处 于下 降动作 时 ，可 以使油泵 降压 运转 ，可控 制 在 2 M P a 。支 腿在 伸 出 时需要 5 M P a ， 而且是一个一个伸 出 ，能耗严重 ，主要是液压锁通流 阻力大，无减压阀不能溢流，二次侧溢流到油箱，弹 簧腔油液泄回到油箱。支腿液压锁可以加大流量 ，支 腿升起压力可通过溢流 阀来调节 。 3小 结 改进后的液压系统在使用过程 中取得 了比较理想 的效果，经过一段时间的使用达到了改进的 目的。 参考文献 [ 1 ]谷青松， 田序波． 飞机食品车液压系统的改进设计[ J ] ． 流体传动与控制， 2 0 0 9 5 5 2 5 3 ． [ 2 ]张卫华． 后装压缩式垃圾车的结构与工作原理及以之为 平台开发的飞机垃圾专用车[ J ] ． 商用汽车， 2 0 0 4 1 0 7 27 4． [ 3 ]马龙鹏， 曹常贞， 郭敦朋． 一种带接近开关液压缸研究设 计[ J ] ． 液压气动与密封， 2 0 1 2 1 1 2 7 2 8 ． [ 4 ]建设部机械设备与车辆标准技术归口单位北京建筑机 械综合研究所． C J ／ T 1 2 7 ． 2 0 0 0压缩式垃圾车 [ S ] ． 北 京 中国标准出版社， 2 0 0 1 ． [ 5 ]陆望龙． 实用液压机械故障排除与修理大全[ M] ． 长沙 湖南科学技术出版社 ， 2 0 0 1 ．