叉车液压系统设计与分析

叉车液压系统设计与分析

孙神汉

嘉控智能科技 ( 上海 ) 有限公司 上海

摘要：基于仿真的产品设计是现代产品开发的重要手段，可以大大降低物理样机测试生产的时间和成本。但是，对于复杂的产品，求解仿真模型通常需要很长时间。因为产品分析和优化需要多次调用此解决过程，所以时间会成倍增加。响应面法或基于实验设计的代理模型法可以有效地减少仿真次数，并广泛应用于多项式、径向基函数、克里格、稀疏响应面等复杂的产品设计过程中。但是，目前的方法主要侧重于基于目前规划少量数据的仿真模型构建代理模型，而忽略了现有大量仿真数据。忽略此部分数据可能导致代理模型不准确，从而使优化设计点与现实大相径庭。本文主要分析叉车压路机系统的设计。

关键词：叉车；液压系统；优化设计；仿真

引言

随着物流业的发展，叉车的作用越来越明显，中国对叉车的需求也越来越大。叉车主要用于装卸、堆放货物和短途运输。由于具有良好的机动能力和较强的适应性，它们经常被用于货物很多、需要大量货物以及需要迅速分配和操作的情况。叉车的核心部件，叉车液压系统直接影响叉车的质量，因此极为重要。叉车压路机压路机系统存在的问题、能量损耗、极限速度断裂设计和油温高等问题影响了叉车的整体质量，因此有必要对其液压系统进行详细的研究和分析。

1、叉车的结构

叉车是一种自行操纵装置，主要由工作设备组成，可垂直升降和上下倾斜。它是一种轮式运输工具，用于堆积货物、装卸货物和短途运输。叉车通常用于在通常由电池或燃料发动机驱动的轴承中运输大型材料。叉车主要由工作装置、底盘、平衡机和动力装置组成。其中包括底盘转向系统、变速器系统、制动系统和行走支撑系统。传动系统包括全液压传动系统、液压传动系统和机械传动系统。制动系统一般分为全液压制动系统和液压制动系统。转向系统基本上采用液压转向系统；功率设备包括内燃机、发动机和电池，一些叉车使用混合动力。门框系统包括外门架、内门架、货叉架、货叉、倾斜油紅、升降油紅、链轮、链条、滚轮等。根据功能要求，门户可分为初级门架、二级门架、多层门架和全无门架等。

2、液压系统的技术要求

叉车液压控制系统中的齿轮零部件不应出现在额定负荷和额定转速范围内的迟滞和明显振动。多径逆阀外壳无裂纹或泄漏，工作性能良好可靠。液压控制中的机油压力应符合设计要求。油箱中的液面不得低于液压油测量杆的标准起始线。液压控制系统的管线应畅通无阻，密封良好，无漏油。手柄应具有一定的强度和刚度，表面应平滑、均匀、无变形。当外力作用于手柄时，应能有效快速地打开或切断机油回路，使气缸盖上升、停留和复位，定位可靠，操作手柄不应因振动而移动。Hub、lenk和kipp气缸应密封良好，无裂纹和泄漏，载荷灵活、稳定可靠。

3、液压系统故障诊断与维修

液压系统故障通常很简单，大部分都在驱动中。但是，查明故障部位和原因并不容易，因为同一故障现象的原因可能是多种因素的综合影响，故障部位往往不确定，因此需要诊断和修复。

3.1诊断方法

有三种常用的方法，即位置诊断方法、综合诊断方法和错误创建方法。位置诊断方法通常采用液压系统故障检测器进行故障诊断和排除。优点是容易发现错误并找出错误的原因。修理师傅的液压知识和专业技能不高，只需掌握仪器的使用方法。全面诊断是对系统进行全面分析，消除可能的原因，找出最近的原因。修理师傅必须具备液压传动的基本知识，了解液压系统的工作原理，熟悉液压元件的工作特性，并具有具体的实际经验。故障创建方法是液压系统的一种非常广义的方法，是初学者诊断和消除故障的有力工具。接下来，使用故障创建方法诊断和消除液压系统的故障。(1)举升气缸正常工作，但转向困难。诊断:单稳态导流阀阀芯堵塞或弹簧断裂，单稳态导流阀阀芯径向开口堵塞，使压力油无法进入转向回路，单稳态导流阀安全阀严重泄漏或堵塞，或弹簧断裂。保养方法:拆卸和检查单稳态导流阀上的安全阀，挖掘小孔，清除杂质，注意清洁；更换调压弹簧。(2)提升货物时发生振动。诊断:升降缸内有空气，升降缸运动过程中摩擦变化很大，油箱中的液面不足，机油滤清器堵塞，温度过低，机油粘度高，导致泵抽空，机油含有许多气泡。保养方法:首先必须着陆叉、升降油缸及其外部连接件，查看是否存在异常部位，清洁过滤器，调整机油。(3)叉子掉下来时会掉下来。诊断:降速限阀堵塞未降低流量范围，升降缸活塞密封环老化磨损，造成严重泄漏。保养方法:首先拆卸和检查下降速度限制器，清除污垢等，观察升降缸上部腔内是否有大量机油回流油箱；如果是，则拆卸举升气缸并更换密封环。(4)叉升速度慢。诊断:发动机转速低，液压泵因磨损而内部泄漏，容积效率低，工作油箱油不足，机油滤清器堵塞，泵因温度低、油粘度高而撤离。单稳态换向阀安全阀泄漏或堵塞严重，单稳态换向阀阀芯堵塞在左端，导致小开口，单稳态换向阀阀芯轴向孔堵塞，导致小开口，回程阀严重内部泄漏，且多径阀严重泄漏，压力设置过低。保养方法:首先检查发动机转速是否过低，油箱中的油是否充足，过滤器是否被污染和堵塞。如果是，请添加足够的油并清洁过滤器。拆卸单个稳定导流阀，检查安全阀在回流阀上的压力设置是否适当。否则，调整安全阀的压力值。设置完毕后，通常不允许更换、修理这些铆钉或更换回流阀。(5)液压系统的油温在工作中上升得太快。诊断:过高的工作环境温度和过低的油粘度会导致齿轮泵摩擦加剧，多径阀顶流阀的遥控终端堵塞，或者主线圈保持卡入状态，而全液压转向齿轮上的单元转向架位于左右位置，或者中间弹簧断裂。维修保养：如果工作环境温度过高，只需将叉车置于阴凉处数小时即可。若油液黏度过低，需更换黏度适当的液压油。拆检多路阀上的溢流阀小孔，去除脏物。拆检全液压转向器，去除脏物，更换对中弹簧。

3.2叉车分配阀与多路换向阀故障及检修

在液压运行过程中，分配方法主要根据动作要求将高压油分配到各种油道上，并直接流入用于控制杆的升降或倾斜杆所在的液压系统。此外，转向传动通过后，整条路直接输送到叉车转向系统。当液压油的压力值大于转向管时，油逐渐扩散到过流阀，流入油箱。同时，工作过程中液压配电阀配备单排元件，使配置方法具有较高的规则循环度。车身转向阻力明显变化的情况下，单转向阀可用于抑制主液压系统的干扰，这不仅能保证液压系统的有效工作，还能防止正在进行中的事故。液压系统运行时，需要使用多个阀门共同工作。通常使用两个三轴手动六路阀，一个止回阀和一个安全阀一起工作。如果叉车施工倾斜或操作过程中出现操作不当，可提供相应的保护。多径开关阀在运行过程中使用配电阀分配液压油，并根据各零件的具体要求进行适当分配。拆卸和安装配电阀时，必须按照有关规定固定。安装完成后，必须检查安装效果。如果螺钉损坏或破裂，则必须及时维修和更换。检修时必须拆下多径逆阀，仔细检查控制阀液压缸的阀杆是否磨损。检修时，必须先拆下阀杆，通过金属刷层等处理，并与实际损耗相结合，直至达到标准。多径逆阀和配电阀检查时，必须对各部分的性能进行测试，以确保各部分的性能完全符合要求。在操作过程中，车身不能渗透或外渗。此外，有必要对圆盘进行增密，用铅对每个阀门进行增密，这不仅能满足目前一般检修的要求，而且能有效恢复基本性能。

结束语

设计并仿真了叉车液压系统示意图，设计了双气缸升降液压缸模型和油泵模型，为叉车液压系统仿真建模提供了工艺和参考。仿真结果与AMESim软件一致，表明可以用仿真建模模拟液压系统的升降和倾斜。本文设计的叉车液压系统的一些结构尚待改进，今后将进一步研究液压系统的结构。

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