应急救援液压破拆工具高压动力单元设计.pdf

2 0 1 5年 5月 第 4 3卷 第 1 O期 机床与液压 MACHI NE TOOL ＆ HYDRAUL I CS Ma v 2 01 5 Vo 1 ． 4 3 No ． 1 0 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 8 8 1 ． 2 0 1 5 ． 0 1 0 ． 0 3 6 应急救援液压破拆工具高压动力单元设计 魏建义，周旭辉 ，李芳，任清海，牛振华 河南省安 阳职业技术学院，河南安阳 4 5 5 0 0 0 摘要介绍一种新颖的应急救援液压破拆工具高压动力单元的工作原理及性能特点 ，结合设备实际使用情况，证明这 种设计方案可以显著提高超高压动力单元的稳定性及可靠性，同时该设备压力余量大、调节方便、通用性强，可广泛应用 于其他类似工具设备。 关键词应急救援；液压破拆工具；高压动力单元 中图分类号 T H1 3 7 文献标 志码 B 文章编 号 1 0 0 1 - 3 8 8 1 2 0 1 5 1 0 - 1 0 9 - 2 De s i g n o f Eme r g e nc y Hyd r a ul i c Re s c ue To o l s Hi g h Pr e s s ur e Pu mp Uni t WE I J i a n y i ，Z HO U X u h u i ，L I F a n g ，R E N Q i n g h a i ，N I U Z h e n h u a A n y a n g V o c a t i o n a l a n d T e c h n i c a l C o l l e g e ，A n y a n g H e n a n 4 5 5 0 0 0 ，C h i n a Ab s t r a c t T h e wo r k i n g p r i n c i p l e a n d p e r f o r ma n c e c h a r a c t e ri s t i c s o f a n o v e l e me r g e n c y r e s c u e t o o l s h y d r a u l i c p r e s s u r e p o we r u n i t w e r e i n t r o d u c e d ． C o mb i n i n g w i t h t h e a c t u a l e q u i p me n t u s a g e ，i t w a s p r o v e d t h a t t h i s d e s i g n s c h e me c o u l d s i g n i fi c a n t l y i mp r o v e t h e s t a - b i l i t y a n d r e l i a b i l i t y o f u l t r a h i g h p r e s s u r e p o w e r u n i t ． At t h e s a i n e t i me ，t h e e q u i p me n t h a s e n o u g h p r e s s u r e all o w a n c e，c o n v e n i e n t a d j u s t me n t ， s t r o n g u n i v e r s al i t y ． I t C an b e w i d e l y a p p l i e d i n o t h e r s i m i l ar t o o l s a n d e q u i p m e n t s ． Ke y wo r d sEme r g e n c y r e s c u e；Hy d r a u l i c r e s c u e t o o l s ；Hi g h p r e s s u r e p u mp u n i t 随着社会 的发展 ，人类面 临的挑 战 日益增多 ，除 了来 自自然界 的灾难事故如地震 、台风 、海啸等传统 威胁外，现代高速发展的社会 ．事故灾难数 目近年呈 现上升趋势 ，例如交通事故、工业事故、矿山事故、 恐怖袭击等都在威胁人的生命安全。在处置各类突发 事件组织应急救援时 ，往往时间就是生命。这就对应 急救援装备的性能和工作效率提出了严格要求。在各 种救援设备中，以液压为动力的破拆设备占有很大 比 例 。例如有切断器、剪切器、扩张器、开门器、缝隙 扩大器等种类 ，这类设备一般由液压泵驱动 。工作压 力为 7 0 M P a 或更高 ，结 构一般设 计为执 行部分 与动 力单元分离 ，工作 时通过高压胶管相连接 。液压动力 单元输 出压力油 。控制执行部分 的动作 ．属 于系统 中 的核心部分。 1 应急救援用液压动力单元的功能要求 根据应 急救援设备 的使用 特点 ，对 于此类液压 动 力单元提出以下要求 输出的压力为7 0 M P a 或更高 ， 例如一些液压工具 的工 作压力 已达到 2 0 0 MP a 。原动 机优先选用 内燃 机 。因为应 急救援 时救 援条件 有 限 ， 往往无法及 时接通 电源 。因此 ，液压动力单元应设计 为内燃机驱动，一般使用高效四冲程汽油机。这样使 用灵活方便 ，适用性强；外形小巧、轻便、结 构坚 固 ，便于携带及适应野外作业 ；压力输 出稳定 ，耐用 度高。可靠性高。动力单元应设计成可控制单作用液 压缸或双作用液压缸 。以适应不同工具头，通用性强。 2 液压动力单元液压原理 该动力单元的液压原理图如图 1 所示 ，液压系统 基本 由 5 个部分组成 低压 泵源 、换 向调 压 回路 、增 压控制单元回路、外接执行器 液压剪及电控部分。 一 ⋯ ⋯ _ - -⋯ ⋯ _ - ． 一 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 一 l 1 一 手 动泄 压针 阀 图 1 动力单元液压原理图 收稿 日期 2 0 1 4 0 4 1 5 作者简介魏建义 1 9 6 5 一 ，男，讲师，主要从事航空机电设备 的科研与教学等方面的工作。E- m a i l 1 5 5 1 8 8 8 1 3 6 9 1 63． c o rno 第 1 0期 余纬一台超精密数控车床光栅尺故障的分析及排除 1 8 1 认定 。 作者根据光栅反馈环路的信号通路 ，第一步在 急停情况下 ，手动使 、z轴在全行程范围内正反 向移动，位置显示值有连续 的加减变化，再使用示 波 器一个 通道测 试 “ S O N Y B O X”模 块 上 的光 栅 尺 “ S I N ”相、一个通道测试光栅尺 “ C O S ”相，在 x Y模式 下观察李 沙育 图形 ，确认 A、B相 位关 系相 差 9 0 。 ，确 认李 沙育 圆直 径超 过 了 1 ． 6 V D C ，重 复 测试 A一 、B 一 相类 似 ，至此 可以确定 、z轴 光栅 尺 本身没有损坏 。 出现故 障 时 P L C的输 入点 “ Z S C A L E F A U L T ” 、 “ X S C A L E F A U L T ” 都为 “ 1 ” ，考虑 到两轴 同时出现 光栅尺故障的可能性极小，那么误报光栅尺报警的故 P U T B U F F E R B O A R D ”板再到 P L C输人 口的通路 上。 又测量 到“ I N P U T B U F F E R B O A R D ” 板 P J 3 6的 1 1 、 l 3 针为0 v，1 0 、1 2针为 2 4 v，由此故障范围可以 缩小到“ I N P U T B U F F E R B O A R D ” 板 内部 。 通过 测 绘“ I N P U T B U F F E R B O A R D ” 板 ，有关 光栅尺报警的逻辑电路见图 2 ，其中两轴的 A L A R M、 A L A R M一状 态 信 号 都 接 人 了 一 块 R S 4 8 5接 收 器 L T C 4 8 9 C N，分别进行 比较 ，“ 3 ” 、“ 1 3 ” 脚去分别触 发两 只三极管导通 ．集 电极直接 与 P L C的输人 口 “ Z S C A L E F A U L T ” 、 “ X S C A L E F A U L T ”连通 。在 报警 发 生时 ， “ 1 ” 、 “ 2 ” 脚状 态为“ 0 ” 、 “ 1 ” ， “ 1 4 ” 、 “ 1 5 ”脚状态为 “ 0 ” 、 “ 1 ” 。但 “ 3 ” 、 “ l 3 ”脚 却是 高电平 ，这 与 L T C 4 8 9 C N接收 器 的数 字 逻辑不 相 符 ， 障部 位应 在 “ S O N Y B O X”信 号调 理 电路经 过 “ I N ． 据 此断定 L T C 4 8 9 C N接收器 已经损 坏。 l l 4 l 3 l 2 1 l l O 9 8 7 6 5 4 3 2 1 l 1 4 I 3 1 2 1 1 1 0 9 8 7 6 5 4 2 1 ， ’ ’【 I 一 一 ’ 0 V 24 V 5V r _ 1 I ， n n n n L T C 4 8 9 C N i l 6 1 S 4 l 3 1 2 1 1 1 0 9 L 3 U L T C 4 8 9 C N e C V C C I l l l 1 2 3 4 5 6 7 8 一 j r T T一一 ’ 一 ● 僻I I G N D G N D IlI ． n 图 2 I N P U T B U F F E R B O A R D逻辑电路 2 ． 3 故障处理方法 参考文献 购买一块 L T C 4 8 9 C N接收器芯片 ，手工焊 接全部 [ 1 ]邓三鹏擞 控机床结构及维修 [ M] ． 2版． 北京 国防工业 针脚，替换掉原来的芯片后，光栅尺故障消失了。 3结束语 由于数控系统故障检测存在局 限性 ，有时数控机 床的报警显示只能确定大致故障范围。甚至指向错误 的部位，这就需要维修人员从报警产生的机制上去 “ 顺藤摸瓜” ，找准关键点，才能准确查找出故障原 因 出版社 ． 2 0 1 1 ． [ 2 ]周世君． 数控机床电气故障诊断与维修实例 [ M] ． 北 京 机 械工业 出版社 ， 2 0 1 3 ． [ 3 ]徐衡． 图解数控机床故障诊断[ M] ． 北京 化学工业 出版 社 ． 2 0 1 2 ． [ 4 ]刘加勇． 数控机床故障诊断与维修[ M] ． 北京 中国劳动 社会保障出版社。 2 0 1 1 ． 上接 第 1 1 0页 4结论 经过整机测试与实际效果验证 ，该液压动力单元 升压迅速、连续使用系统温升小 、与各类液压工具 切断器、剪断器配合时动力强劲 ，完全满足实际 需要。但由于汽油引擎特点，工作时引擎噪声较大 ， 但考虑到该设备主要用于户外 ，该缺陷亦可接受。 参考文献 [ 1 ]路甬祥． 液压气动技术手册 [ M] ． 北京 机械工业 出版 社 ． 2 0 0 4 ． [ 2 ] 张利平． 液压传动系统及设计[ M] ． 北京 化学工业出版 社 ． 2 0 0 5 ． [ 3 ]曹玉平 ， 阎祥安． 液压传动及控制 [ M] ． 天津 天津大学 出版社 ． 2 0 0 9 ． [ 4 ] 徐从清 ， 王尔湘． 液压与气动技术 [ M] ． 西安 西北工业 大学出版社 。 2 0 1 0 ． [ 5 ]丹麦 mi n i B O O S T E R公司技术资料．