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燕山大学赵静一:自行式液压载重车现状与发展

  在2013首届CTO峰会上,燕山大学教授 赵静一以《自行式液压载重车现状与发展》为主题做演讲报告,报告中指出:
  1.自行式液压载重车简介
  大型自行式液压载重车,也称为液压动力平板运输车或自驱式液压平板车,通常是指额定载重在50t以上,具有液压驱动及液压提升装置的专用车辆。与轨道式运输机械相比,具有超重载荷搬运、机动灵活、自行驶、高稳定性以及高通过性等优异性能。
  自行液压载重车根据用途不同,我们分为:平板车、运梁车、驼桥车、分体车、框架车、西栖车、游艇运输车。
  (1)平板车应用在基础检车、军事、冶金、化工以及航空航天等领域。
  (2)运梁车是在预制现场把梁放到车上运到铁路施工现场。国内现在运梁车是在900吨,随后是600吨和450吨的车。
  (3)驼桥车,高速公路经过多年建设以后,在换桥的时候也在尝试一些新功法,要求旧能的不要断路,这时便应用到驼桥车。
  (4)分体车,自主研制的30T~80T系列煤矿液压支架搬运车,主要用于煤矿各工作面之间和进出口巷道液压支架的长距离运输,是实现现代化大型综采工作面快速搬家倒面的专用设备。其中,55T、80T两种产品填补国内空白,技术处于国际领先水平。
  (5)框架车一般在钢铁企业用的比较多,把比较重的一些件放到框架上
  2.自行式液压载重车衍生产品简介
  包括提梁机、运架提一体机、抱罐车、自卸车、高空作业车、桥梁检测车、正面吊、飞机牵引车。
  3.自行式液压载重车的组成
  3.1自行式液压载重车的组成
  液压载重车主要由载重平台(车架)、悬挂、动力系统、驱动桥、从动桥、转向机构、驾驶室等部分组成。
  3.2车架部分
  车架是主要的承载部件,下部连接转向系统、悬挂系统、动力舱及驾驶室。现在主要研究是车架的减重,全面分析作业机理、条件、工况,运用优化设计、有限元分析等现代设计方法,确定最小、最优结构尺寸。
  3.3悬挂技术
  载重车悬挂主要由悬挂架、平衡臂、支撑油缸、摆动轴和轮胎轮辋构成。悬挂和车身的安全性紧密相连,要考虑到安全重心是采用三角形链接还是菱形链接,整个车身不能让其倾翻。
  3.4传动技术
  (1)串联方式,串联方式广泛用于装载机、联合收获机和特种车辆。
  (2)并联方式,液压传动+机械传动-并联。
  (3)分时方式,对于作业速度和非作业状态下转移空驶速度相差悬殊的专用车辆,采用传统机械变速器用于高速行驶、附加液压传动装置用于低速作业的方式能很好地满足这两种工况的矛盾要求;机械变速器+液压传动装置,应用于飞机除冰车和田间移栽机等需要“爬行速度”的车辆。
  (4)电液传动方式,可变流量液压油源。
  3.5转向技术
  转向机构有平面连杆机构、齿轮齿条机构和马达减速机驱动齿轮机构,分别驱动各个转向半桥按程序设定角度精确转向。
  4.自行式液压载重车关键技术
  4.1可靠性技术
  (1)液压系统的可靠性设计。
  内容:可靠性设计、可靠性预测、可靠性指标分配与优化设计、概率工程设计、维修设计与退化设计、容错技术;目的:在满足可靠性要求的前提下,通过采用可靠性设计使可靠性与其他因素达到一种平衡;任务:预测和预防产品有可能发生的故障;方法:降额设计、余度设计。
  (2)液压产品可靠性试验
  液压产品可靠性试验是为了提高和证实液压产品的可靠性水平而进行的各种试验。分为按试验环境可分为使用现场试验和实验室模拟试验;按试验目的可分为筛选试验、寿命试验、环境试验;按统计试验可分为测定试验、验证试验和耐久性试验;按试验截止情况可分为全数试验、截尾试验。
  4.2协调技术
  单车多通道协调电液比例控制。
  当液压载重车行进时,由于工况的变化,各执行机构承受的负载可能不同,闭式系统同时向多个执行元件供油时流量可能不同。这就要求多通道电液比例控制系统将这些信息反馈给系统微电控制系统,微电控制系统根据反馈协调各个通道流量,以达到执行元件的同步性、稳定性以及其他动、静特性要求。
  多车协调同步控制。
  液压载重车的组合拼接既可以通过机械刚性连接也可以通过一个控制器控制多台动力平板运输车实现软连接。
  4.3计算机辅助技术
  常用的仿真软件包括:AMESIM、ADAMS、MATLAB、PROE、ANSYS、FLUENT等。以转向系统为例,采用AMESIM和MATLAB软件进行联合仿真分析。
  4.4功率匹配与节能技术
  系统参数的合理匹配能够使系统获得较高的技术经济指标,减少经济、能源、功率等方面的浪费,达到节能的目的。主要包括液压泵与发动机功率的匹配和液压泵与负载的匹配。
  4.5安全控制技术
  液压载重车的安全控制主要包括负载重心允许装载区域的确定以及液压载重车调平技术。
  4.6现场总线技术
  载重车的电气控制系统采用CAN总线技术,所有的电气控制均由一套基于现场总线(CAN-BUS)的PLC控制系统来实现。
  4.7在线监测技术
  液压载重车安装有多种液压和电气传感器,实时监控系统运行情况,当系统出现故障时发出警告,根据面板报警灯、报警提示音及屏幕文字提示可以及时判断系统故障,为操作人员及时排除故障提供可靠依据。
  5.自行式液压载重车的发展趋势
  系列化、模块化 智能化、远程在线监测与故障诊断。远程监测与故障诊断系统主要分为三个部分:设备监控层、现场监控(局部诊断)和远程诊断服务中心。

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