20T气垫车气控系统设计

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1、20T气垫车气控系统设计路伟光，尚君星，庄国梁，万泓成(中航工业北京航空精密机械研究所，北京100076)[摘要】对某20T气垫车气控系统进行了设计，对主要元器件进行了计算及选型。该气控系统成功实现了气垫车整车满负载全向运动，满足了用户的使用要求，并为气垫车气控系统的设计及实践积累了经验。[关键词】气垫车；气控系统；设计[中图分类号】TP273[文献标识码】B[文章编号】1003-5451(2017)01-0060-03DesignofPneumaticControlSystemabout20TSpecialAirCushionVehicleLUWei-guang，SHANGJun—xi

2、ng，ZHUANGGuo-liang，etal(AVICBeijingPrecisionEngineeringInstituteforAircraftIndustry，Beijing100076)【Abstract】Amethodtodesignapneumaticcontrolsystemwasdeignedfora20Taircushionvehicle．Thispneumaticcontrolsystemcancontroltheaircushionvehicleautomaticallyundertheratedload，whichisorderedbythecostumer．I

3、twouldbeasuccessfulcaseforthepneumaticcontrolsystemdesign．【Keywords】aircushionvehicle；pneumaticcontrolsystem；design该20T气垫车主要用于某定位器在工作区和工装存放区之间的短途运输。定位器重心距地面高为2．2m，底端内腔最大离地距离385mm(即气垫车的最大允许高度)。要求定位器运输时可以实现原地360。旋转、前进后退及横向平移等功能，驱动方式采用电机驱动。气垫车主要由车身、电控系统、气控系统、驱动轮组等部分组成(图1)。本文主要介绍其气控系统设计及选型。1气控系统工作流程和

4、工作原理根据使用要求，气控系统的工作流程如下：气垫车在空载时，气囊缸先通气使驱动轮组着地后，再打开三位五通电磁换向阀。根据需要运动的方向，调整转向气缸的伸出和缩回状态实现驱动轮组的调整。将气垫车运动至待运输定位器下部。完成定位后，启动气垫图1‘i垫1i繁fJl，Jj意图承载单元，使气垫车连同负载一同浮起，便可以对气垫作者简介：路伟光(1983一)，男，高级工程师，长期从事测量测试装备的设计研发工作，近期获得54国家专利。·60·《航空精密制造技术》2017年第53卷第1期车进行运动控制。通过转向气缸动作实现气垫车原地360。旋转、前进后退及横向平移功能时的方向调整。根据气垫车功能要求，该

5、气控系统主要分为承载气路、驱动轮自适应气路、驱动转向气路、气路控制元件以及气路附件部分等．其系统原理网如图2所示：由图2系统原理图可知，压缩空气从进气管(1)经手动截止阀(2)、空气过滤器组件(3)以及一分三气动分配器(17)至一分六气动分配器(6)。在该处气路为一分六，其中4路分至4个气垫单元(16)，1路分至转向气缸(13)，另1路分至气囊缸(10)。气垫单元(16)由比例减压阀(8)控制其通断并时时进行压力调节，通过流量计(15)和压力传感器(7)将各气垫单元(16)的流量及压力反馈至电气控制系统并时时监测与控制。气囊缸(10)由比例减压阀(8)控制通断及压力调节，适应空载和满载各

6、自状态下对压力的要求。通过二位三通电磁换向阀(9)对气囊缸(10)通断气和排气进行控制，由压力传感器(7)时时监测并反馈气囊缸(10)工作压力。转向气缸(13)由手动减压阀(14)根据气缸推力对压力进行调试后锁定，其有杆腔进气、无杆腔进气及停止三个工位的实现是通过三位五通电磁换向阀(11)进行控制，转向气缸(13)转向速度通过安装在气缸两头的调速阀(12)进行调节，手动调整完成以满足工作场合转向速度要求，并锁定。2气控系统选型依据根据气垫车功能要求及设计系统原理图，各部分的主要功能及选型依据如下：承载气路：主要是气垫单元的设计选型。根据负载和车身质量分布对气垫单元进行合理化布置，并计算每

7、个气垫单元的承载压力和耗气量。一般情况下，气垫单元在额定工作压力范围下，选择有效承载面积大的气垫，气垫车运行更为平稳。驱动轮自适应气路：主要是气囊缸的设计选型。气囊缸在该气垫车中有两个作用：一是满足气垫车在承载载荷以及地面平整度等不同情况下，使驱动轮持续保持对地面有足够的正压力；二是在满载情况下承担一部分承载载荷。气囊缸选型主要依据气路系统压力和驱动轮组的调整高度。驱动转向气路：主要是转向气缸的设计选型。在满载工况下，转向气动的推力