推卸式自卸車廂的開發研究

饒俊良， 胡曉輝， 陳毅培

（1.江西機電職業技術學院，南昌 330013；2.南昌礦山機械研究所，南昌 330013）

0 引言

作為一種常見的工程車輛，自卸車的自卸方式通常是舉升式，即車廂與車架后端進行鉸接，車廂下面與車架之間有舉升油缸，車廂可以在舉升油缸的作用下繞著與車架的鉸接軸轉動舉升，物料隨之從車廂中滑落卸載。但是這種舉升式自卸方式有一定的局限性，就是在舉升卸載時對工作環境的高度有要求，如果高度空間不夠，則不能舉起車廂完成卸載工作[1-2]。

我國煤礦資源豐富，其中有20%的煤炭資源屬于薄煤層[3-6]。薄煤層礦井的巷道和綜采面高度都較低，通常只有2 m[7-11]。上述的傳統舉升式自卸車無法在如此小的空間內作業，為了適應薄煤層礦現代化、工業化開采的要求，需要研發一種能夠在水平方向推卸卸料的自卸車車廂[12-14]。

1 結構設計

推卸式自卸車廂結構上主要由主車箱、副車箱、推板組成[15-16]。這3個部件之間還有起連接和操縱作用的油缸：2個副車箱油缸和1個中間推板油缸。推卸式自卸車廂結構如圖1所示。

副車箱套在主車箱中，主車箱和副車箱之間安裝有2個副車箱油缸。2個副車箱油缸平行于車輛水平軸心方向對稱布置，分別位于車廂的左右兩側。這2個油缸缸體通過安裝座固定在主車箱上，油缸活塞桿連接到副車箱的底部安裝座上，副車箱可以在這2個油缸的推動作用下沿著水平方向在車廂內前后移動。

圖1 推卸式自卸車廂結構圖

推板套在副車箱中，在推板和副車箱中間設置有1個中間推板油缸。該油缸缸套固定在副車箱的中間，與2個副車廂油缸一樣平行于車輛水平軸心方向。該油缸活塞桿連接在推板上，在液壓的作用下，活塞桿推出或縮進，即可使得推板在副車箱內水平前后運動。

2個副車箱油缸的最大行程設定為副車箱后側與主車箱后側平齊。中間推板油缸的最大行程設定為推板的主體與副車箱后側平齊。這樣就可以保證在推卸的過程中，物料逐步從副車箱和推板中推出，直到油缸最大行程，此時主車箱、副車箱和推板的最后側平齊，全部物料都能被干凈地推卸出來。

主車箱的結構為上端開口的箱體結構。主車箱的后端具有1個可以打開的活動后門。在推卸物料的時間，將后門打開，保證物料卸載的通暢。在主車箱的兩邊側板的內側中央位置，分別對稱焊接有1條與副車箱運動方向一致的導向條。在副車箱的對應位置，開有導向槽。導向條和導向槽可相互配合，在保證副車箱運動不偏位的同時，也可以防止副車箱從主車箱中脫出。在副車箱和推板之間也有上述導向條，保證推板在副車箱中運動的平直性和安全性。

圖2 液壓系統

2 %液壓系統

推卸式自卸車廂液壓系統如圖2所示。

換向閥的P口與液壓泵的出油口連接，換向閥的T口接到液壓油箱回油口，換向閥的A口連接到第一先導順序閥的A口、第二先導順序閥的Y口和副車箱油缸的A口，換向閥的B口連接到第一先導順序閥的Y口、第二先導順序閥的A口和中間推板油缸的B口。第一先導順序閥的B口連接到中間推板油缸的A口，第二先導順序閥的B口連接到副車箱油缸的B口。溢流閥的P口和T口分別連接到液壓泵的出油口、液壓油箱。

3 工作方式

當駕駛室中的換向閥操作手柄處在中位時，通過齒輪泵從液壓油箱吸出液壓油，經過過濾器和齒輪泵進入換向閥的P口，并且直接從換向閥的T口卸荷回流到液壓油箱，所有油缸都不動作。

當需要推卸物料的時候，駕駛員操縱換向閥手柄換向，液壓油經過液壓泵的出油口進入換向閥的P口，并且從換向閥的A口流出進入2個副車箱油缸的A口，同時液壓油作用在第二先導順序閥的Y口上，2個副車箱油缸的B口回油經過第二先導順序閥的B口和A口，再通過換向閥的B口和T口回到液壓油箱。此時2個副車箱油缸動作，中間推板油缸不動作，副車箱和推板一起先后水平運動，完成副車箱的推卸自卸工作。當2個副車箱油缸活塞桿運動到最大行程時，2個副車箱油缸停止動作，系統壓力升高到第一先導順序閥設定的壓力就可以打開第一先導順序閥，液壓泵泵出的液壓油就經過換向閥的A口和第一先導順序閥的A和B口給中間推板油缸的A口供壓，中間推板油缸的液壓油通過B口和換向閥的B口和T口卸荷到液壓油箱，中間推板油缸向外推出，推動推板向后運動，將物料推卸出副車箱直到油缸達到最大行程，物料全部推出為止。

完成車廂內物料的推卸之后，駕駛員操縱換向閥手柄換位到另外一端，此時換向閥的P口與B口相通，換向閥的A口與T口相通。液壓油通過齒輪泵的作用經過換向閥的P口和B口進入中間推板油缸的B口，同時液壓油壓作用在第一先導順序閥上的Y口使得其A口與B口相通，中間推板油缸中的液壓油通過A口和第一先導順序閥進入換向閥的A口，再從T口卸荷回油箱，此時2個副車箱油缸不動作，中間推板油缸收進活塞桿，拉動推板回位。中間推板油缸復位到最短行程時不再動作，系統壓力升高，達到第二先導順序閥的設定壓力時，第二先導順序閥連通，液壓油從換向閥的B口出來之后進入第二先導順序閥的A口和B口給2個副車箱油缸的B口供油，副車箱油缸動作，活塞桿縮回，拉動副車箱回位。

系統中的溢流閥可以設定一個安全壓力值，當系統油壓達到設定值時，可以溢流卸荷液壓油回到液壓油箱。

4 結語

1）這種推卸式自卸車廂采用主車箱、副車箱、推板分體套合水平運動的形式實現了車廂中物料的卸載，大大減少了自卸作業需要的工作空間，可廣泛應用于狹窄空間作業。

2）這種推卸式自卸車廂采用液壓系統完成自卸動作，液壓油缸都布置在箱體下部，同時在主車箱、副車箱、推板之間采用導向槽和導向條配合限位的運動形式，結構緊湊，安全可靠，動作準確，能實現物料的自動干凈卸載。

3)自卸液壓系統設計有兩個先導順序閥控制副車箱油缸和中間推板油缸的動作順序，保證了主車箱、副車箱、推板自動卸料運動的有序性。