本文在对汽车衡快速定量装车站工况进行详细分析的基础上，对其液压系 统进行了负荷特性分析及系统流量计算，并在此基础上进行了汽车衡装车站液压系统的设计, 该设计有效的满足了汽车衡装车站快速、准确和重载的需求，在现场应用中取得了良好的实 用效果。

1.引言

近年来国家为规范运输市场秩序，保障公路行车安全，逐步加强了对运输市场和货物装载的监管，开展了车辆超限超载的整治工作，为此， 散装物料特别是煤炭、矿石等的定量运输也逐渐 被各企业重视起来。由于传统的装车形式速度慢、 精度低、能力小，现已无法满足市场的需求，为 此汽车衡快速定量装车站因其装车速度快、精度

汽车衡快速定量装车站的主要执行机构为配 料闸门和溜槽，其中闸门和溜槽的控制又是重中 之重，而闸门和溜槽控制完全由装车站液压系统 所驱动，因此汽车衡快速定量装车站的液压系统 就成为整套设备最为核心的部分，被誉为汽车衡快速定量装车站的“心脏”。

2.汽车衡快速定量装车站液压系统的原理设计

2.1汽车衡快速定量装车站的工作流程

汽车衡装车站主要由原煤仓、溜槽以及原煤 仓下的对开液压闸门组成，其布置如图1所示， 原煤仓下有4个放料仓口，分为两条装车线，每 条装车线上有两个仓口可以放料装车，两个仓口 根据现场的实际情况可单独放料也可同时放料。

由于大多数筒仓仓口与汽车之间的高度间距有限， 无法安装定量仓和缓冲仓，故此装车站采用了汽车衡作为称重依据，在装车过程中控制物料的流 量，实现边装车边称重的定量装车方式。装车站 原煤仓下的对开液压闸门由两条液压缸驱动，最 下方为可摆动的装车溜槽，通过钢丝绳及滑轮组 由液压缸驱动其上升或下降。

当汽车到达装车站原煤仓下时，溜槽向下摆动，然后打开原煤仓下的闸门开始装车，通过汽 车衡实时监测所装物料的重量，并通过PLC程序 实时调整闸门的开口度大小，在装车过程中，操作人员可随时控制装车溜槽升降以调整装车角度， 当达到所需的装车重量时，闸门自动关闭，从而 实现快速定量装车。

2.2汽车衡快速定量装车站液压系统原理设计

如图2所示，汽车衡快速定量装车站液压系 统采用了双泵双电机结构，确保了系统可靠连续 的运行；为了减小系统的压力脉动及液压冲击， 系统还采用了蓄能器+先导卸荷溢流阀装置，当 蓄能器工作时，自动实现液压泵的卸荷，延长了 液压泵的使用寿命，减少了系统油液的温升，提 高了系统的工作效率。

原煤仓下每一组配料闸门采用独立的电磁换 向阀进行控制，并采用叠加式双单向节流阀进行调速，电磁换向阀通过PLC程序参照汽车衡称重 仪表进行实时的控制，从而实现了配料闸门开口 的精确控制，最终实现配料的快速与准确；装车 站溜槽设计了液压锁安全保护装置，防止溜槽自 行下落以免发生事故，大大提高了系统的安全性 能；系统还设计了二位四通电磁换向阀配合蓄能 器在意外断电时，可以实现闸门的自动关闭，避 免了安全事故的发生以及撒料、漏料的现象；液 压系统的油液正常工作温度是10°C?55°C,为保 证系统正常运行，采用了油温监测装置并设计了 单独的冷却循环回路，提高了系统的可靠性。

3.汽车衡装车站液压系统计算

3.1负载特性分析

根据筒仓理论和《选煤手册》相关理论及经 验公式并结合设备的实际工况进行力学分析，可 以确定溜槽提升油缸及配料闸门油缸的驱动负载。

配料闸门打开时所受负载最大，Flnm=30.1kN ； 溜槽提升时油缸所受负载最大，F2max=48.02KN。根 据汽车衡装车站的工况，初选执行元件的工作压 力为10MPa?16MPa,并据此确定溜槽油缸和配料 闸门油缸的缸径及杆径如表1所示。

3.2系统流量分析计算 汽车衡快速定量装车站的主要特点就是装车

速度快、精度高，为保证装车的高效性和精确性， 合理控制油缸的运行速度就非常关键，系统流量 决定了闸门的开关速度，本液压系统中配料闸门 油缸的流量分析计算最为重要。

配料闸门开启速度V1=0.18m/s,配料闸门关闭 速度 v2=0.12m/s ；

对于单条装车线，配料闸门开启时所需总流 量 Q3=4n (D12- d12)V4=92.88Umin ；

配料闸门关闭时所需总流量Qe4n D12v2/4=89. 84L/min ；

突然断电时，配料闸门油缸关闭所需体积V无 =2.03L ； V 无总=16.24L ；

式中：D1—配料闸门油缸缸径； d1—配料闸门油缸杆径。

两条装车线同时工作时，执行机构的流量与 体积分析如表2所示，并根据如下数据对液压元 器件进行选型。

由表2可以看出，当两条装车线同时工作时， 配料闸门同时打开时所需的流量最大，为 185.76L/min,如果单靠液压泵来提供的话将会造 成电机功率增大，系统的功率损耗也相应的增加， 为此蓄能器采用了辅助供油系统，既能满足系统 瞬时所需的大流量，又有效的降低了液压泵的排 量和电机的功率损耗。

3.3蓄能器的选型

蓄能器作为辅助或应急动力源时，释放液体 的时间短，气体快速膨胀，热交换不充分，这时 可视为绝热过程，故按以下公式计算蓄能器的总 容积。

蓄能器的有效排油量：△ V=K1a-K2bt=46.76L

式中：a 系统中各工作点耗油量总和；

B—在一个工作循环内系统所需的平均流量；

T—最大耗油时液压泵工作时间；

K1—系统泄漏系数；

K—泄漏系数。

蓄能器总容积 VfA V/Pf[ d/P) n/1- d/P) n/1] =156L

式中：P。一蓄能器充气压力；

P1—蓄能器最低工作压力；

P2—蓄能器最高工作压力；

N—多变系数，一般取1.25；

A V——有效排油量。

4 .结论

4.1运用筒仓理论和应力分析得出的负载特 性数据是系统设计的基础所在，负载特性数据的 准确性决定了整套液压系统的可靠性，经数台汽 车衡装车站实际现场使用验证，此系统分析的负 载特性数据是准确可靠的；

4.2熟悉汽车衡装车站的实际工况，合理分 析执行机构的负载特性和系统流量的准确计算是 此系统设计的关键，每个闸门采用独立阀组控制， 保证了装车的准确性和快速性；

4.3汽车衡装车站液压系统采用了先导卸荷 溢流阀和蓄能器装置，有效的降低了功率损耗并 保证了系统的安全性；

4.4 液压系统经过数台汽车衡装车站的实际 现场应用表明，系统的设计是合理可靠的，完全 满足了快速定量装车的要求。