物流特裝車液壓回轉(zhuǎn)接頭的設(shè)計(jì)

趙俊，閔家起，劉昱麟，董健福

物流特裝車液壓回轉(zhuǎn)接頭的設(shè)計(jì)

趙俊，閔家起，劉昱麟，董健福

（遼寧工業(yè)大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院，遼寧 錦州 121001）

在物流行業(yè)中液壓回轉(zhuǎn)接頭普遍應(yīng)用于起重機(jī)等物流特種機(jī)械上，生產(chǎn)加工液壓回轉(zhuǎn)接頭是一個(gè)非常重要環(huán)節(jié)。文章對物流特裝車液壓回轉(zhuǎn)接頭在應(yīng)用中的問題進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和研究，側(cè)重點(diǎn)研究物流特裝車液壓回轉(zhuǎn)接頭的組裝。通過對傳統(tǒng)物流特裝車液壓回轉(zhuǎn)接頭安裝的相關(guān)問題的分析和項(xiàng)目的研究，解決了回轉(zhuǎn)接頭在工作中漏油現(xiàn)象這一問題，使芯子外圓磨床加工后和密封配合更好。

液壓回轉(zhuǎn)接頭；物流特裝車；液壓系統(tǒng)

引言

中國每年特裝車銷量20萬臺(tái)左右，加工液壓回轉(zhuǎn)接頭是一個(gè)非常重要環(huán)節(jié)。每臺(tái)物流特種機(jī)械車大臂上和底座都需要一個(gè)液壓回轉(zhuǎn)接頭連通液壓油。液壓裝置的性能會(huì)影響到配送的質(zhì)量以及物流服務(wù)水平。2017年原有液壓配置配控系統(tǒng)關(guān)鍵零部件壓力損失大等技術(shù)難題被解決。回轉(zhuǎn)接頭最早用調(diào)節(jié)壓緊填料的壓蓋來阻止烘缸內(nèi)的流通介質(zhì)外泄，達(dá)到密封的目的[1]。本文提出的回轉(zhuǎn)接頭主要通過加工殼體內(nèi)孔能夠保證精度和公差，將液壓回轉(zhuǎn)接頭里邊密封槽設(shè)計(jì)到殼體上，從而避免了漏油，刮壞密封的問題。不僅便于安裝、保證質(zhì)量，同時(shí)延長起重機(jī)的使用壽命，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械功能的輕巧化、科學(xué)化、最大化[2]。

1 液壓回轉(zhuǎn)接頭設(shè)計(jì)理論

根據(jù)回轉(zhuǎn)接頭所用材料的流體動(dòng)力學(xué)、固體力學(xué)、熱力學(xué)、材料學(xué)、摩擦學(xué)、潤滑與密封等諸方面因素對工作性能的影響，采用下式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算[3][4]：已知設(shè)計(jì)參數(shù)有最高轉(zhuǎn)速n、密封面內(nèi)、外壓力P1及P2。端面內(nèi)徑計(jì)算公式為：

其中，：為端面寬度、：為載荷系數(shù)、：為平衡直徑。端面比壓計(jì)算公式為：

其中，：為載荷系數(shù)，：為模壓系數(shù)，p：為密封介質(zhì)壓力。根據(jù)不同情況下封比壓的經(jīng)驗(yàn)取值，p取值范圍為0.3~0.45mpa[5]。

2 液壓回轉(zhuǎn)接頭設(shè)計(jì)方案

液壓回轉(zhuǎn)接頭殼體上的密封槽用數(shù)控車床直接加工成品，這樣能夠保障精度，使得密封環(huán)很容易安裝在殼體密封槽里；在芯子加工后外圓可以用磨床打磨，芯子很容易安裝在殼體里的同時(shí)也能夠保證精度和粗糙度。液壓回轉(zhuǎn)接頭內(nèi)部有兩個(gè)精密軸承，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)持久、堅(jiān)固靈活，磨擦系數(shù)小，故可以高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.1 液壓回轉(zhuǎn)接頭設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）為了減少離心力和振動(dòng)帶來的影響，要求盡量減小動(dòng)環(huán)質(zhì)量，并保持質(zhì)量在圓周方向上對稱。動(dòng)環(huán)采用碳化硅，與空心軸固定，兩個(gè)寬大的軸承保證平穩(wěn)運(yùn)行。靜環(huán)采用工程塑料，具有自潤滑性，優(yōu)良的耐磨性，耐溫等特點(diǎn)，和動(dòng)環(huán)碳化硅組成最佳密封配合面。

（2）殼體采用鋁合金，不僅質(zhì)量輕，散熱好，而且方便加工，能夠保證它與軸承配合處的尺寸公差、形位公差。此處配合要求嚴(yán)格，主要目的是保證軸承平穩(wěn)運(yùn)行，從而保證動(dòng)環(huán)的平穩(wěn)，減少震動(dòng)。

（3）靜環(huán)采用多彈簧支撐，并有兩顆止轉(zhuǎn)銷保證其靜止，靜環(huán)與殼體處公差配合要求嚴(yán)格，不僅要保證靜環(huán)的順利補(bǔ)償，同時(shí)要保證靜環(huán)處于跳動(dòng)小、穩(wěn)定的狀態(tài)。靜環(huán)的結(jié)構(gòu)也是經(jīng)過計(jì)算后，保證實(shí)現(xiàn)平衡式密封，減少因外界條件對密封載荷的影響。

（4）密封處注入適量的潤滑脂，起到保護(hù)密封面、吸收部分熱量的作用。

2.2 液壓回轉(zhuǎn)接頭的技術(shù)參數(shù)

技術(shù)要求：

（1）介質(zhì)：防銹水、空氣；

（2）最高轉(zhuǎn)速≤6000rpm；

（3）最高使用壓力≤1.0 mpa；

（4）使用溫度：常溫—100℃；

（5）工作狀態(tài)：連續(xù)或間斷、使用壽命≥1年；

（6）對密封材料的性能要求:高強(qiáng)度、低摩擦系數(shù)、低磨損、長壽命。

3 設(shè)計(jì)具體結(jié)果

在以前的設(shè)計(jì)中，將密封設(shè)計(jì)到殼體上，這樣會(huì)導(dǎo)致密封不容易安裝，安裝后總是漏油，質(zhì)量不能保證這一系列問題。為了避免這些問題，對裝置進(jìn)行改良，將里邊密封槽設(shè)計(jì)到殼體上，在保證密封不被刮壞的同時(shí)，芯子外圓磨床經(jīng)加工后和密封配合更好，消除漏油現(xiàn)象，提高了經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。具體改進(jìn)如圖1所示。

圖1 液壓裝置改進(jìn)圖

新型液壓回轉(zhuǎn)接頭設(shè)計(jì)整體圖如圖2示。

圖2 新型液壓回轉(zhuǎn)接頭整體圖

4 結(jié)論

經(jīng)改良后的液壓裝置三視圖能夠清楚體現(xiàn)出回轉(zhuǎn)接頭的設(shè)計(jì)原理，加工殼體內(nèi)孔是難點(diǎn)，但是隨著國內(nèi)數(shù)控車床的發(fā)展和普及完全能夠解決；芯子外圓經(jīng)過磨床加工后，精度能夠達(dá)到1.6以上能夠延長密封壽命，對于密封性也起到相當(dāng)高作用。

（1）芯子安裝在殼體過程中不刮壞密封；

（2）芯子外圓磨床加工后和密封配合更好，不存在漏油現(xiàn)象；

（3）將液壓回轉(zhuǎn)接頭里邊密封槽設(shè)計(jì)到殼體上，實(shí)現(xiàn)接頭經(jīng)濟(jì)又耐用。

[1] 朱斌,朱路,汪玉杰等.新型旋轉(zhuǎn)接頭的結(jié)構(gòu)性能及應(yīng)用研究[J].液壓氣動(dòng)與密封, 2014(5) : 12-15.

[2] 章宏甲,黃誼,王積偉.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2000.

[3] 唐建光.一種新型高壓、高速旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)的研究及分析[J].液壓氣動(dòng)與密封, 2008 (3) : 50-51.

[4] 張家鑫.旋轉(zhuǎn)接頭[M].北京:輕工業(yè)出版社,1989.

[5] 朱斌,林建華,鄭華婷.新型旋轉(zhuǎn)接頭的結(jié)構(gòu)性能及應(yīng)用研究[J].液壓氣動(dòng)與密封, 2014(5): 65-68.

Design of hydraulic rotary joint for logistics special truck

Zhao Jun, Min Jiaqi, Liu Yulin, Dong Jianfu

( Automobile&Transportation Engineering College, Liaoning University of Technology, Liaoning Jinzhou 121001 )

Hydraulic rotary joints are widely used in the logistics industry, such as cranes and other special logistics machinery, the production and processing of hydraulic rotary joints is a very important link. This paper systematically analyzes and studies the problems in the application of hydraulic rotary joint of logistics special truck, focusing on the assembly of hydraulic rotary joint of logistics special truck. Through the analysis of the problems related to the installation of hydraulic rotary joint in the traditional special truck of logistics and the research of the project, the problem of oil leakage in the rotary joint in the work is solved, so that the core cylindrical grinder can work better with the sealing.

Hydraulic swivel joint;Logistics spexial loading;Hydraulic syste

TP311

A

1671-7988(2019)18-115-02

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趙俊（1996-），女，就讀于遼寧工業(yè)大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院，專業(yè)：物流工程。

王殿超（1978-），男，錦州人，遼寧工業(yè)大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院，碩士講師，研究方向：物流系統(tǒng)劃、智能物流、物流機(jī)械。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.18.038