FD150系列叉车双速起升液压系统的工作原理

的工作原理

大连叉车总厂 冯锡亮 王玉庭

FD150系列叉车以其先进的技术性能和较高的可靠性受到了广大用户,特别是港口、集装箱转运站、铁路和冶金等行业的欢迎。目前市场保有量已近百台。本文就FD150系列叉车的双速起升液压系统的工作原理及其特性进行分析、介绍,以方便广大用户的使用、维修和保养。

1 双速起升液压系统的必要性

FD150系列叉车的最大起升量为20t,随着货运量的不断增加,物流业对大型叉车和集装箱叉车作业效率的要求也越来越高。提高大型叉车的作业效率已成为国际叉车行业研究的主要课题。FD150系列叉车的双速起升液压系统就是针对这个问题而设计的,从而使诸如FD150、FD200及FD200集装箱叉车的起升工作机构具有了双速起升功能,即叉车在空载工况下,起升机构(如货叉和叉车集装箱吊具等)快速起升,在满载工况下,以较慢的安全速度起升,以实现叉车的安全、高效率作业。

2 双速起升液压系统的组成及功能

FD150系列叉车起升工作机构的液压系统如图1所示,主要由工作油泵1、2,双速阀3,起升阀4,先导控制阀5和控制油泵7等组成,工作油泵向起升系统提供压力油,先导控制阀、双速阀和起升阀控制叉车的起升机构,实现双速起升和下降。双速阀和起升阀是实现双速起升功能的主要元件。

2 1 起升阀

起升阀结构形式如图2所示,主要由阀体1、阀座2、液控滑阀3和逻辑阀6等元件组合而成。其工作原理图参见图1中的起升阀4。该阀工作分为中位、起升和下降3种状态。

(1)起升阀中位状态 当先导控制手柄处在中间位置,无控制压力油作用于如图2所示的滑阀3,滑阀3在复位弹簧4的作用下保持中位,去起升液压缸的油路关闭。同时安全卸荷阀的控制油通过溢流口a经油口b卸荷,从而使油泵提供的压力油通过安全阀卸荷,而不流向起升阀。从倾斜控制阀(倾斜控制阀不工作)来的压力油通过油口T回油箱。

(2)起升阀起升状态 先导控制手柄处在上升位置,来自先导阀的控制油将滑阀推到如图3所示的左侧位置,来自油泵的压力油通过滑阀推开逻辑阀3进入升降液压缸的下腔,升降液压缸及工作机

构起升。

图1 双速起升液压系统原理

1、2 工作油泵 3 双速阀 4 起升阀

5 先导控制阀

6 辅助油泵

7 控制油泵

8 油箱

图2 起升阀结构形式

1 阀体

2 阀座

3 滑阀

4 复位弹簧

5 弹簧座

6 逻辑阀

7 节流孔

8 弹簧

9 单向阀P 进油口 T 回油口 a 、b

安全卸荷阀溢流口

图3 起升阀起升状态

1 弹簧

2 节流孔

3 逻辑阀

4 滑阀

5 阀体

(3)起升阀下降状态 将先导控制手柄打到下降位置,来自先导阀的控制油将滑阀3推到如图4所示的右侧位置,同时单向阀1被滑阀的凸轮机构(钢球4)打开,逻辑阀2的控制腔通过单向阀卸压,逻辑阀在起升液压缸下腔的压力油作用下打开,起升液压缸下腔的压力油回油箱,升降液压缸

及工作机构下降。

图4 起升阀下降状态

1 单向阀

2 逻辑阀

3 滑阀

4 钢球

2 2 双速阀

双速阀结构形式如图5所示,主要由安全阀1、滑阀3、滑阀4和逻辑阀2等组成,其工作原理如图6。

安全阀调定系统的安全压力为16MPa,逻辑阀g 为用于安全卸荷的液控式卸荷阀,

当系统在起

图5 双速阀结构形式

(a)阀座剖视图 (b)双速阀正视图

1 安全阀

2 逻辑阀g

3 滑阀a

4 滑阀b

5 柱塞

6 节流孔

7 阀座

8 阀体 9、10 弹簧 11 导柱 12 阀柱 13 节流孔

图7 起升系统不起升状态油路

1、6 油泵 2 双速阀 3 起升阀 4 起升液压缸

5 安全卸荷阀 a 、b 滑阀 e 、f 逻辑阀

(管路内沙点表示低压油

)

图6 双速阀工作原理1 滑阀a 2 滑阀b 3 逻辑阀g 4 安全阀 5 逻辑阀e 6 逻辑阀f

P 1 油泵1 P 2 油泵2

升状态工作,系统压力超过安全阀的调定压力(16MPa)时,安全阀4溢流,逻辑阀g 的背压卸荷,逻辑阀g 打开,系统以安全压力卸荷。当系统处于中位和下降状态时,逻辑阀g 的背压经起升阀卸荷,逻辑阀g 打开,油泵P 1来油经逻辑阀g 回油箱。

滑阀a 的作用是当先导操纵手柄在中位和下降位置时,逻辑阀e 的控制油压(背压)经滑阀a 卸荷,油泵P 2来的压力油通过逻辑阀f 回油箱。

滑阀b 的作用是当系统满载起升时,系统压力达到8MPa 时,反馈的压力推动滑阀b 动作,使逻辑阀f 的控制油压卸荷,来自油泵P 2的压力油打开逻辑阀f 回油箱。此时,油泵P 1向系统供油,实现满载慢速起升。

3 双速起升系统的工作原理

叉车工作时,起升系统有如下工况:

(1)起升系统不起升 先导阀的控制手柄位于中位,如图7所示起升阀处于中位状态。油泵1输出的压力油从油口A 通过逻辑阀e 的侧面油口经安全卸荷阀回油箱。油泵6输出的压力油从油口B 进入双速阀,由于滑阀a 、b 不动作,逻辑阀f 的背压卸荷,来自油泵6的压力油将逻辑阀f 打开回油箱,由倾斜控制阀来的压力油经起升阀3回油箱,起升机构不起升。

(2)起升机构空载快速起升 先导阀的控制手柄位于上升位置,先导控制阀的油将起升阀3的滑阀左移的同时,推动滑阀a 左移,将逻辑阀f 的卸荷油路关闭,逻辑阀f 在背压作用下关闭。油泵6来的压力油推开逻辑阀e 与油泵1来的压力油合流去起升阀,并与倾斜控制阀来的压力油一起进入起升阀,到起升液压缸的下腔,实现快速起升。

(3)起升机构满载慢速起升 先导阀的控制手柄同样处于起升位置,控制油的作用与空载起升时相同。由于负载的作用,使系统工作压力升高,并反馈作用在滑阀b 的柱塞上,当压力升高到8MPa 时,柱塞的面积差所产生的作用力克服弹簧作用力,

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以势必造成大幕架两侧不对称,为此,在大幕架适

当位置设置了现场可调的配重。图7 大幕架横截面形式

1、2、3.卸扣 4.撑杆 5.矩形钢管

6.幕布提吊轮

7.挡环

8.型钢导轨

9.活接吊铁

(2)大幕架上部的吊点为三角形可调式(如图7),此方式的特点是卸扣1调整范围大,利于现场调整,使大幕架各吊点均能受力;三角形底边的水平撑杆4可去除组合吊点对大幕架产生的附加横向挤压力;卸扣2及卸扣3用于调整大幕架的前后俯仰角度,防止幕布提吊轮6在大幕架不平衡时造成轮体转动阻力增大。

(3)大幕架与型钢导轨8间采用活性连接接

头,以免大幕架俯仰时影响型钢导轨的水平俯仰角。

(4)型钢导轨的前后位置通过挡环7固定,以防电动机突然启动时2片幕布向一起靠拢。

(5)大幕架分3段制做,采用芯轴连接,这样既便于产品加工、运输与安装,又不降低梁体结构的刚性,也不防碍大幕对开驱动用钢丝绳卷绕。(6)采用SEW 变频调速电动机和螺旋式双传感器行程检测机构,进一步加强了产品的机电控制

性能和大幕对开的平稳性及大幕对开的定位精度。

经过现场使用测试,这种对开、升降大幕机构成功地实现了大幕对开与升降操作即时转换,运行平稳可靠,能适应当代舞台演出场景多样性的要求,具有广泛的应用前景。本产品进一步发展的方向是实现提吊轮等部件的国产化,并实现大幕均匀收缩,降低产品成本,提高其市场竞争力。

作 者:石泽华

地 址:北京4702信箱5号邮 编:100028收稿日期:2000-05-10

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将滑阀b 左移,并在关闭油口D 的同时,逻辑阀f 的背压从油口E 卸荷,逻辑阀f 打开,油泵6来的油回油箱。只有油泵1来的油经逻辑阀e 的侧油口去起升阀,并和倾斜控制阀来的油一起进入起升阀,到起升液压缸的下腔,起升机构慢速起升。(4)起升机构下降 先导阀的控制手柄处于下降位置,在先导控制阀液压油的作用下,起升阀处在下降工作状态,安全阀卸荷,油泵1输出的压力油经安全阀卸荷回油箱。油泵6输出的压力油由于逻辑阀f 的背压卸荷,逻辑阀f 被打开,压力油回油箱。同时,起升阀的逻辑阀背压卸荷,在起升液压缸下腔的压力油作用下打开,起升液压缸下腔回油,起升机构实现下降。

4 双速起升液压系统的特性

(1)采用液压先导阀,解决了大吨位叉车液压系统的高压大流量控制问题,使操纵轻便、灵活。

(2)使用起升阀中的逻辑阀,既增大了阀的通

流量,又提高了阀的密封性,防止起升液压缸在中位时下滑。

(3)空载起升速度是满载起升速度的1 6倍,既提高了叉车空载时的起升速度又保证了叉车满载时的作业安全,使叉车高效、安全地作业。

(4)由液压系统根据负载状况自动实现双速起升功能。作业时,只操纵起升手柄,液压系统即可根据负载情况实现快速或慢速起升。

(5)高压油在满载起升时为小流量,空载起升时为低压大流量,起升机构下降或中位时,系统处于卸荷状态,因此该系统是一种高效、节能系统。

叉车双速起升液压系统的设计应用,不仅解决了大型叉车的双速起升问题,而且其控制原理可以广泛地应用于各种大型设备的液压系统。

作 者:冯锡亮

地 址:大连市沙河口区振工街6号邮 编:116021收稿日期:2000-03-27