我公司产平地机的发动机罩采用钣金材料制作。该种机罩为固定式连接,且质量达200 kg,抬起和回落都比较困难,这给发动机维修保养工作带来不便。
为解决这一问题,我们设计了1套独立封闭的液压升降机构。该机构可将机罩向后翻起,便于充分利用机罩让出的空间进行发动机检修和拆装。该升降机构结构简单,安装简便,升降操作省时省力。
1.升降机构组成
发动机罩升降机构如图1所示,由机罩体、升降缸、升降缸支座(上、下各一个)、翻转支座、铰接轴、手压泵及其固定支座等组成。
当需要起升机罩时,通过手压泵提供的压力油顶出升降缸活塞杆,带动机罩缓慢抬起。当到达最大行程时,机罩可开启到最方便维修的角度。机罩完全开启时的状态如图2所示。当需要机罩回落时,只需将手压泵扳到卸荷位置,机罩即可缓缓回落到机架上。
2.力学分析及升降缸选型
(1) 力学分析
机罩受重力G和升降缸推力F推在铰轴支座上的反力作用,以铰接点O为转轴,产生2个力矩,即重力力矩M重和升降缸推力产生的力矩M缸,如图3所示。根据力矩平衡条件,机罩升起后处于平衡状态,即:
M重+M缸=0
(2) 升降缸选型
升降缸活塞杆伸出时的顶起力F必须能克服受到的总阻力,即:
F= F重+F摩+F背
式中:
F重——起升时要克服的机罩质量;
F摩——起升时所受到的摩擦阻力;
F背——回油腔因背压作用产生的阻力。
考虑升降缸主要满足顶起力要求,选择YTG40-215-002型升降缸,该型升降缸缸筒直径D为40 mm,活塞杆直径为32 mm,行程为320 mm,有效工作压力P为30 MPa 。经试验、校核和计算,活塞杆伸出时的顶起力为:
F =PπD2/4 =37 680 N
已知发动机罩的质量W为210 kg,当发动机罩平放并开始顶起时,升降缸力臂L缸为260 mm,发动机罩质心力臂L重为1 050 mm,由此得出升降缸举起发动机罩时的最小力F为8 311 N,小于所选升降缸顶起力F,完全能够满足工况要求。
3.组装试验效果
选定升降缸后,开始准备机罩升降机构所需的零部件,包括机罩、升降缸、手压泵、撬棍、油杯、液压胶管、机罩翻转支座及铰接轴、升降缸铰接支座和储油罐等。
要使机罩、铰接轴和升降缸组成的杠杆系统省时省力,必须选择好升降缸最佳上、下铰接点位置。由于机罩为非匀质物体,质心位置并不易定准,经过几次反复,最终确定了其上、下支点位置。
将升降缸一端固定在机架上,另一端固定在机罩上。考虑到平地机选配安装前推土器时,要将手压泵固定在机架外侧的适当位置,所以将储油罐安放在机架内侧支架上。撬棍平时放在工具箱内,需抬起机罩时再拿出来使用。
发动机罩改装升降机构后,液压升降省时省力,发动机也可充分暴露,给检修工作带来极大方便。