姜文國(guó)

摘要：剪叉式液壓升降機(jī)作為較為常見(jiàn)的工業(yè)設(shè)備，在物流行業(yè)、建筑行業(yè)、工業(yè)制造等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。機(jī)身采用剪叉式可折疊結(jié)構(gòu)，使用時(shí)展開(kāi)、不用時(shí)收縮，操作靈活，適用性強(qiáng)。但是在實(shí)際應(yīng)用中，剪叉式液壓升降機(jī)也存在能耗較高的問(wèn)題，與當(dāng)前倡導(dǎo)的節(jié)能減排不符。本文提出了一種高工效、低能耗的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。在保證實(shí)用功能的前提下，通過(guò)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的能量利用率，從而達(dá)到了控制成本、減少故障的效果，取得了良好應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：高效低耗;液壓升降機(jī);電磁溢流閥;運(yùn)行原理

1、設(shè)計(jì)思路

現(xiàn)階段各個(gè)行業(yè)使用的液壓升降機(jī)，主要使用普通管式液壓閥。由于工作環(huán)境惡劣，隨著使用年限的加長(zhǎng)，這種液壓閥經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦g、老化，而出現(xiàn)較為明顯的滲漏問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的工效降低，無(wú)法滿足正常的物料升舉要求，發(fā)生故障的概率也會(huì)明顯增加。另外，由于管式液壓閥大多采用集成安裝的方式，一來(lái)是體積較大，對(duì)安裝和作業(yè)空間要求較高，適用性也受到了一定的局限;二來(lái)是日常養(yǎng)護(hù)和故障維修不方便，也會(huì)導(dǎo)致潛在的故障隱患無(wú)法被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，久而久之引發(fā)更為嚴(yán)重的故障。針對(duì)普通液壓升降機(jī)存在的上述問(wèn)題，提出了以下設(shè)計(jì)思路：

（1）將插裝閥代替普通液壓閥，這種元件除了具有較強(qiáng)的抗污染性能外，還具有體積小巧、安裝方便等特點(diǎn)，具有更強(qiáng)的適用性。（2）設(shè)計(jì)一種重力勢(shì)能回收裝置，當(dāng)工作臺(tái)空載下降時(shí)，可以將下降過(guò)程中產(chǎn)生的重力勢(shì)能，轉(zhuǎn)化為動(dòng)能或電能，減少了能量消耗。（3）減少了液壓元件的數(shù)量，液壓系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔，運(yùn)行過(guò)程中工效更高。根據(jù)上述設(shè)計(jì)思路，可以使剪叉式液壓升降機(jī)實(shí)現(xiàn)高工效、低能耗、低故障率等應(yīng)用效果。

2、運(yùn)行原理

剪叉式液壓升降機(jī)的結(jié)構(gòu)組成如圖1 其所示。除此之外，在升降機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，還分別設(shè)計(jì)了4 個(gè)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，分別為W1、W2、W3、W4，按照從低往上的順序排布，其功能是采集升降平臺(tái)的位置信號(hào)，然后將信號(hào)發(fā)送給控制中心，通過(guò)微機(jī)指令進(jìn)而控制升降平臺(tái)的加速、減速。

圖中：1、吸水空濾器;2、過(guò)濾器;3、液壓泵;4、電機(jī);5、單向閥;6、10、13、17換向閥;7溢流閥;8、截止閥;9、溫度計(jì);11、16液壓鎖;12、可調(diào)節(jié)流閥;14、快速接頭;15、液壓缸。

電機(jī)通電，液壓泵從油箱吸油。泵站開(kāi)始工作，液壓油通過(guò)電磁溢流閥回油箱，此時(shí)電磁溢流閥起卸荷閥作用。泵站實(shí)現(xiàn)空載啟動(dòng)和連續(xù)工作，避免電機(jī)頻繁啟動(dòng)。當(dāng)電磁溢流閥通電，系統(tǒng)壓力超過(guò)電磁溢流閥的設(shè)定壓力，電磁溢流閥打開(kāi)，液壓油通過(guò)電磁溢流閥直接回油箱。此時(shí)電磁溢流閥起安全閥作用。電磁溢流閥的設(shè)定值一般為系統(tǒng)工作壓力的110%。

3、實(shí)現(xiàn)方式

3.1? 平臺(tái)上行流程

平臺(tái)由最低位置上升過(guò)程中，當(dāng)平臺(tái)離開(kāi)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)W1時(shí)，電磁換向閥DT1和DT2通電，電磁換向閥DT4和電磁溢流閥斷電。泵站向液壓缸無(wú)桿腔供油，液壓缸另一腔回油。液壓缸上行速度由可調(diào)節(jié)流閥控制，平臺(tái)慢速上升。當(dāng)平臺(tái)離開(kāi)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)W2時(shí)，電磁換向閥DT1通電，電磁換向閥DT2、電磁換向閥DT4和電磁溢流閥斷電。可調(diào)節(jié)流閥被短路，平合決速上升。當(dāng)平臺(tái)離開(kāi)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)W3時(shí)，電磁換向閥DTI和電磁換向閥DT2通電，電磁換向閥DT4和電磁溢流閥斷電。液壓缸上行速度恢復(fù)由可調(diào)節(jié)流閥控制，平臺(tái)慢速上升至最高位置到達(dá)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)W4處。

3.2? 平臺(tái)下行流程

當(dāng)液壓升降平臺(tái)在最高處完成物料的卸載后，開(kāi)始從最高點(diǎn)向下移動(dòng)。首先通過(guò)微機(jī)發(fā)布下行指令，此時(shí)位于最頂端的鎖緊裝置由閉合轉(zhuǎn)為松開(kāi)。平臺(tái)在重力作用下開(kāi)始下降，離開(kāi)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)W4后，電磁換向閥DT2和DT4通電，同時(shí)電磁溢流閥斷電。在DT2通電狀態(tài)下，泵站中的泵機(jī)啟動(dòng)，產(chǎn)生的壓力將液壓油推向液壓缸有桿腔，并在另一腔回油。在液壓平臺(tái)下降過(guò)程中，受到重力加速度的影響，下降速度會(huì)逐漸加快，為了防止液壓平臺(tái)失速，由微機(jī)控制可調(diào)節(jié)流閥對(duì)下降速度進(jìn)行控制，保證最大下降速度可控。當(dāng)液壓平臺(tái)離開(kāi)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)W3后，只剩下電磁換向閥DT4通電，DT1、DT2以及電磁溢流閥全部處于斷電狀態(tài)。液壓平臺(tái)離開(kāi)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)W2后，此時(shí)液壓平臺(tái)距離最低端較近，電磁換向閥DT2和DT4重新通電，開(kāi)始控制液壓平臺(tái)做減速運(yùn)動(dòng)，下降速度降至最低。當(dāng)液壓平臺(tái)到達(dá)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)W1后，正好平穩(wěn)停止。

4、應(yīng)用效果

（1）在液壓系統(tǒng)的組成上，使用插裝閥代替普通液壓閥，具有更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和抗污染能力，延長(zhǎng)了使用壽命，保證了液壓系統(tǒng)在投入運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，不會(huì)發(fā)生故障，保證了作業(yè)的連續(xù)性。液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)化，液壓元件數(shù)量減少，雖然出于系統(tǒng)穩(wěn)定性考慮，仍然采用了集成安裝的方式，但是由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，后期維護(hù)和修理也比較方便。（2）在液壓平臺(tái)下降過(guò)程中，增加了能量轉(zhuǎn)化裝置，將液壓平臺(tái)下降時(shí)產(chǎn)生的重力勢(shì)能，轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，在通過(guò)動(dòng)力推動(dòng)電機(jī)做工，得到了電能。所得電能重新供剪叉式液壓升降機(jī)使用，取得了較為明顯的節(jié)能效益。（3）在不同高度分別設(shè)置了無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，向微機(jī)報(bào)告液壓升降平臺(tái)的位置數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過(guò)靈活調(diào)控其上升、下降速度，既可以提高液壓升降平臺(tái)的運(yùn)行速率，保證了高工效;同時(shí)又可以避免液壓升降平臺(tái)沖擊最高、最低平臺(tái)，降低了故障發(fā)生率。

結(jié)語(yǔ)：本文提出的一種設(shè)計(jì)方案，主要從液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、液壓元件更替等方面，對(duì)傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了改良。從實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，讓剪叉式液壓升降機(jī)兼顧了高效率、低故障率，以及低能耗等特點(diǎn)，達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期。隨著剪叉式液壓升降機(jī)使用范圍的擴(kuò)展，下一步還需要從微機(jī)控制、運(yùn)行參數(shù)等方面，繼續(xù)進(jìn)行優(yōu)化，才能讓剪叉式液壓升降機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)。

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