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1、2006年3月陕西理工学院学报Mar.2006第22卷第1期JournalofShaanxiUniversityofTechnologyVol.22No.1[文章编号]1673-2944(2006)01-0001-03汽车液压升降尾板的设计梁应选(陕西理工学院仪器科学与技术系,陕西汉中723003)[摘要]介绍了汽车液压升降尾板的结构、作用。设计了汽车液压升降尾板的液压传动系统,对尾板、举升臂进行了受力分析,计算了关门缸、举升缸的负载;并给出了汽车液压升降
2、尾板的设计原则。[关键词]汽车液压升降尾板;平行四杆机构;受力分析;设计原则[中图分类号]TH242[文献标识码]A厢式货车的货物装卸传统的办法是靠人的肩扛手抬,费事费力、劳动效率低下、危险性高,而且对于重量超过一定限度的货物、人工操作的办法更是显得无能为力。汽车液压升降尾板解决了长期困扰人们装卸货物的难题。目前该设备主要用于邮政行包运输、运钞车、量畈超市货物运输、军工等领域。就其发展过程而言,最初的汽车液压升降尾板采用单缸或双缸尾板,开关门采用机械连杆机构手动操作或完全人力来实现,很不方
3、便。在此基础上改进,增加了翻转油缸,上下和开关门分别由独立油缸来实现,称作四缸尾板。但尾板离地前,操作者必须全凭经验反复调整位置。新设计的汽车液压尾板解决了上述问题,在四缸液压板的基础上增加了平衡油缸(增压缸),使液压系统具有相对位置的存储记忆功能,开门时一次调整好所需位置(通常接近水平),升降时只需按动上下按扭,尾板垂直上下,尾板角度始终不变,装卸平稳、安全。1汽车液压升降尾板的工作原理及动作过程1.1结构与工作原理汽车液压升降尾板是一种采用电气控制、液压驱动的多杆机构。其原理如图1所示,它是由举升臂、关门缸、举升缸
4、和尾板组成。当关门缸和举升臂的长度相等时,形成了平行四杆机构,在设计时,保证尾板面在水平状态时,形成平行四边形机构,确保了货物在上下运动时始终保持水平状态。在举升缸的推动下,平行四杆机构实现升降动作,以完成装卸货物的过程。在装货时,首先关门缸缩回,使尾板上平面成水平状态,然后举升缸缩回,使尾板下降。当尾板落地后,继续让关门缸缩回,尾板的下平面着地,上平面与地面形成一个约6的斜面,人将货物推上尾板,关门缸伸出,此时,由于液压系统特殊设计的记忆功能,尾板自动调平。上升过程即可在电气控制、液压驱动下,机械部分完成上升的动作。当
5、尾板上平面与汽车底板平齐时,上升动作停止。这时将货图1液压升降尾板原理图物推入车厢即完成整个装货过程。此时若让关门缸伸出,即可完成关门动作;开门动作及卸货作业过程与上述过程相反。收稿日期:2005-11-15作者简介:梁应选(1968),男,陕西大荔县人,陕西理工学院工程师,主要研究方向机电工程及自动化。陕西理工学院学报第22卷1.2液压系统工作原理图2为液压系统原理图,由溢流阀2和二位二通电磁换向阀1组成了安全回路和卸荷回路。二位四通
6、换向阀5的作用是确保举升和关门动作的互锁,因为在举升过程中,若关门缸动作,将使货物下滑。阀5保证了在任一时刻,举升和关门只能有一个动作。当3YA通电时,实现尾板打开和尾板落地后使尾板的下平面着地,平衡阀11的作用是保证货物平稳落地。4YA通电,实现关门动作。5YA通电,使尾板升起,6YA通电,使尾板下行,平衡阀10保证下行平稳。当3YA通电时,将门(尾板)打开并将尾板上平面调整为水平状态,在动作过程中,关门缸上腔的油液经平衡阀11排出,使上腔产生一定的压力,将尾板平稳打开。然后6YA通电,使尾板下行落地,7YA通电,在尾板
7、自重和货物的力作用下,液压缸9中的油液推动增压缸左移,使尾板上平面由水平变为倾斜落地。在举升货物时,5YA、4YA通电,7YA断电。在增图2液压系统原理图压缸13的作用下,关门缸首先自动将尾板调整为水平状态,然后尾板升起,该设计使尾板状态具有记忆功能。该液压系统具有工作平稳,动作互锁好,具有尾板状态的记忆功能。2汽车液压尾板的受力分析对图1建立坐标系如图3。2.1机构分析在设计汽车液压升降尾板时,要合理确定各构件的几何尺寸以及液压系统各执行元件的作用力,保证各构件的设计强度,必须进行该机构的受力分析。该机构是一个空间
8、机构,但结构左右对称,如果将货物放置在尾板的中间,可以将该机构简化为平面机构。图3为该液压升降尾板的机构简图,其中W为货物的重量,货物重量的一半作用在尾板的中心,但实际装货时,总是存在一定的偏心,因此,在受力分析的结果中,必须考虑货物偏载系数。则简化成平面机构后,作用在尾板上的力P=W/2(1+),其
