1 前言
在高空作業(yè)車(chē)輛中，空中作業(yè)的人機安全是十分重要的。高空作業(yè)車(chē)輛升降機的穩定可靠是實(shí)現安全作業(yè)的必要條件之一，這類(lèi)設備的升降機大多采用臂式(如市政工程車(chē)輛、汽車(chē)起重機、飛機除冰車(chē)等)或剪式(如飛機食品車(chē)、殘疾旅客登機車(chē)等)升降機，采用液壓缸作為升降驅動(dòng)力，液壓缸需要隨升降機運動(dòng)，因此液壓缸與液壓主回路須使用液壓膠管連接。此時(shí)液壓缸既作為升降時(shí)的動(dòng)力，又作為施工作業(yè)時(shí)升降機的支撐構件，因此液壓缸及其連接管路對于整個(gè)系統安全起著(zhù)非常重要的作用。
2 高空作業(yè)設備升降機液壓系統原理
具有升降機的高空作業(yè)車(chē)輛，其升降執行機構均采用液壓驅動(dòng)，系統一般為中高壓系統，連接執行元件高壓膠管的可靠性，直接關(guān)系到機構正常工作與效率，一旦發(fā)生破斷，將危及人員和機械的安全。通常高壓膠管產(chǎn)生破斷的原因主要包括：
- 機器作業(yè)時(shí)液壓缸隨升降機運動(dòng)，高壓膠管反復進(jìn)行撓曲動(dòng)作，因而產(chǎn)生疲勞破斷；
- 升降機的負載變化較大，液壓系統內將產(chǎn)生液壓脈動(dòng)，脈動(dòng)壓力達到一定值時(shí)，高壓膠管會(huì )產(chǎn)生破斷：
- 高壓膠管由于質(zhì)量差，膠管與金屬接頭的扣壓連接強度不夠，液壓系統中峰值壓力出現時(shí)，出現拔管現象。
現以飛機食品車(chē)剪式升降機為例介紹，其升降機如圖1所示，液壓系統原理如圖2a所示，目前國內外大多數設備都采用類(lèi)似液壓原理，在液壓缸和電磁換向閥之間一般都有液控單向閥起鎖緊作用，不同的是液控單向閥的位置，有的與電磁換向閥疊加放置，有的放在液壓缸上，升降液缸采用柱塞缸，下降時(shí)依靠重力作用下降。
當液控單向閥與換向閥疊加放置時(shí)，作業(yè)時(shí)如遇突發(fā)事故，連接液缸的液壓膠管破斷，此時(shí)升降機失去支撐力，在負載和自重作用下迅速下降，巨大的慣性會(huì )造成機毀人亡的重大事故。
當液控單向閥放在液壓缸上時(shí)，施工作業(yè)中如液壓膠管破斷，此時(shí)升降機失去動(dòng)力，液控單向閥起作用，設備停留在半空中無(wú)法升降，同時(shí)液壓油大量噴出(尤其象飛機食品車(chē)是在廂體內操作，觀(guān)察不到下面情況)，需要大量人力和車(chē)輛才能修復故障。也有采用在液缸上加限速切斷閥，在這里其作用類(lèi)似在液缸上加液控單向閥。
因此，我們采用液壓雙管路防爆安全閥l4一，該液壓安全閥的工作油管采用液壓雙管路，當一根液壓油管破斷后，液壓安全閥的一個(gè)閥芯立即將該管路關(guān)閉，使空中作業(yè)機構安全保持在原位，同時(shí)液壓安全閥的另一個(gè)閥芯工作，立即將另一條液壓油管自動(dòng)接通，機構仍維持正常工作，確保機器和人身安全。
3 雙路防爆安全閥結構原理
雙路防爆安全閥的工作結構和原理如圖3a所示，系統由2個(gè)防爆安全閥1和3及其連接的液壓膠管總成組成。防爆安全閥體1出油口與液壓缸連接，防爆安全閥體3與電磁換向閥連接。防爆閥芯4結構示意圖如圖3b所示，圖中閥芯體3有外螺紋，與防爆閥體連接，正常工作時(shí)，油流通道從A至B；閥桿2安裝在閥芯體內，其外側裝有彈簧，彈簧一端置于閥芯體內，一側置于閉鎖滑動(dòng)閥芯1，彈簧通過(guò)螺母預壓緊。閥芯在A(yíng)側的壓力為零時(shí)，液壓油快速經(jīng)閥口從B至A，滑動(dòng)閥芯1迅速將閥口S關(guān)閉。
系統安全防爆的實(shí)現過(guò)程(見(jiàn)圖3a)是：在系統正常工作時(shí)，液壓油從系統進(jìn)油口進(jìn)入第1個(gè)防爆安全閥體3，并經(jīng)液壓膠管進(jìn)入第2個(gè)防爆安全閥體1內，經(jīng)系統油路為液壓缸供油，推動(dòng)液壓缸的活塞桿向上運動(dòng)。當負載G突然超載或其他原因造成液壓膠管中的一個(gè)發(fā)生破裂，防爆閥芯2、4的背壓突然為零，閥芯將破裂油管處的通路關(guān)閉，實(shí)現安全閉鎖，同時(shí)另一條油路仍為通路，系統仍可正常工作。
4 改進(jìn)后液壓系統
改進(jìn)后液壓系統如圖2b所示，液控單向閥8與升降液壓缸9連接在一起，雙路安全閥lO、l2通過(guò)2根液壓膠管11連接，其中雙路安全閥l2與液控單向閥8連接，另一個(gè)雙路安全閥lO與單向節流閥7連接。這樣可有效防止前述液壓膠管爆裂所帶來(lái)的危險以及維修的麻煩。
5 結束語(yǔ)
高空作業(yè)車(chē)液壓系統采用雙管路防爆安全鎖閥，克服了單管路的缺陷，在系統滿(mǎn)載和空載的情況下均可實(shí)現對系統的保護，仍可使系統正常工作，提高了安全性和生產(chǎn)效率，適當調整雙管路防爆安全鎖閥的一些結構參數，即可適應不同系統對作業(yè)工況的要求。該系統已經(jīng)在飛機食品車(chē)和除冰車(chē)上應用，取得很好效果。 |
