叉车起升油缸安全阀的设计

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1、叉车起升油缸安全阀的设计磨秋莹，胡云波，赵永霞，刘杰545006）（柳州柳工液压件有限公司，广西柳州摘要：安全阀是叉车起升油缸的重要部分，保证了叉车升降货物过程中，发生管路失效时，货物不因迅速下降而导致货物与操作人员的伤害。该文主要对如何对起升油缸安全阀设计与试验进行总结，以期对叉车安全性的提高起到积极推动作用。关键词：安全阀；设计；叉车起升油缸；试验中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1008-0813（2014）09-0008-03DesignofMOSafetyValveforForkT

2、ruckLiftingCylinderQiu-ying，HUYun-bo，ZHAOYong-xia，LIUJie（LiuzhouLiuGongHydraulicComponentsCo.,Ltd.,Liuzhou545006，China）Abstract:Safetyvalveiscriticalpartofforktruckliftingcylinder,keepingfreightanddriverfromhighdropspeeddamagewhenpipebroken,downduringfor

3、ktruckliftingcylinderisworking.Thepapercontrastsdesignandexperimentmethodsofsafetyvalve,expectationofmakingsomeactivecontributionstoforktrucksafety.inKeywords:safetyvalve；design；forktruckliftingcylinder；experiment引言叉车起升油缸一般为单作用油缸，0靠油液作用于无杆腔活塞实现提升功能；下降则靠活

4、塞杆、活塞和负载的重力作用，下降时限速阀控制活塞下降速度。在叉车升降货物过程中，若起升油缸管路发生暴裂失效，货物受重力作用迅速下落，会导致货物摔坏，危及操作者和周边工作人员的人身安全。1-阀芯2-弹簧3-阀芯大孔4-阀芯小孔5-起升油缸缸头6-起升油缸缸头油腔7-起升油缸过渡接头图1起升油缸缸头与安全阀装配图安全阀工作原理在起升油缸缸头内设置一个安全阀1无杆腔压力平衡的计算2.2p=F-m=（4mg-fv）（Pa）（如图1所A2πD示），该安全阀功能相当于单向节流阀。当油液从接头流入油缸大腔时，该安全阀

5、不起作用；当起升油缸管路暴裂时，阀芯两侧压差迅速增大，将阀芯推至油口处，油液只能从阀芯上的节流孔流出，减小回油流量，从而降低货物下降速度，起到保护的作用。式中F——作用在活塞杆的负载力（N）；A——活塞的有效作用面积（m2）；f——活塞和缸筒的粘性阻尼系数；v——活塞下降时的瞬时速度；g——活塞下降时的加速度。阀芯孔口过流面积计算安全阀设计计算已知条件缸径、活塞行程、负载、限速阀流量、起升油缸管路22.12.31A2=+nAn24πD发生暴裂时重物下落时间。配计算时的已知条件。限速阀流量作为安全阀匹式中

6、A2——阀芯过流面积（m2），含X为变量的值；d——阀芯底部节流孔直径（m）；n——阀芯壁上过流孔个数；An——瞬时单个阀芯壁过流面积（m2）。收稿日期：2014-02-11作者简介：磨秋莹（1987-），女，广西河池市人，助理工程师，学士，主要从事液压缸设计工作。8用三维软件取多个位移Xn点得出A，再用Originn软件拟合得出含X多阶的A2的数学模型。HydraulicsPneumatics&Seals/No.09.2014过流面积和阀芯位移曲线趋势应符合下图2所示曲线。行模拟，自变量为时间t，其余

7、皆为因变量。此模拟忽略活塞即将下降到底时缸头对活塞产生的作用力，但模拟曲线对仿真目的依然具有承载性。下面建立数学模型。kt≥A（dty）-qv≥dddtp=pdtdddtV=-A（dty）图2过流面积和阀芯位移曲线图mg-f1（dy）-pA=mdy2dt2dtp——无杆腔压力（Pa）；kt——油液体积模量；V——无杆腔可变容积；孔口流量计算2.4式中2Δp姨ρqv=μA2式中qv——过阀芯孔口的流量（m2/s）；μ——孔口流量系数；A2——阀芯过流面积（m2），含X变量；Δp——孔口前后的压差（Pa）；

8、ρ——油液密度（kg/m3）。A——活塞的有效作用面积（m2）；qv——过阀芯孔口的流量（m2/s），p的函数；m——负载重量；f——活塞和钢桶的粘性阻尼系数；1安全阀起作用时的qv值应与限速阀的流量进行匹配，从而可以得出匹配后的A2max、与安全阀起作用时的Δp。当安全阀工作时，油液通过小孔d流出，重物重量不断下降，压差Δp基本保持不变，所以此时的流量只取决于通流面积，小孔的直径越大则流量越大，安全阀工作时物体下降的速度越快，反之则越慢。