推卸式自卸车厢的开发研究

饶俊良， 胡晓辉， 陈毅培

（1.江西机电职业技术学院，南昌 330013；2.南昌矿山机械研究所，南昌 330013）

0 引言

作为一种常见的工程车辆，自卸车的自卸方式通常是举升式，即车厢与车架后端进行铰接，车厢下面与车架之间有举升油缸，车厢可以在举升油缸的作用下绕着与车架的铰接轴转动举升，物料随之从车厢中滑落卸载。但是这种举升式自卸方式有一定的局限性，就是在举升卸载时对工作环境的高度有要求，如果高度空间不够，则不能举起车厢完成卸载工作[1-2]。

我国煤矿资源丰富，其中有20%的煤炭资源属于薄煤层[3-6]。薄煤层矿井的巷道和综采面高度都较低，通常只有2 m[7-11]。上述的传统举升式自卸车无法在如此小的空间内作业，为了适应薄煤层矿现代化、工业化开采的要求，需要研发一种能够在水平方向推卸卸料的自卸车车厢[12-14]。

1 结构设计

推卸式自卸车厢结构上主要由主车箱、副车箱、推板组成[15-16]。这3个部件之间还有起连接和操纵作用的油缸：2个副车箱油缸和1个中间推板油缸。推卸式自卸车厢结构如图1所示。

副车箱套在主车箱中，主车箱和副车箱之间安装有2个副车箱油缸。2个副车箱油缸平行于车辆水平轴心方向对称布置，分别位于车厢的左右两侧。这2个油缸缸体通过安装座固定在主车箱上，油缸活塞杆连接到副车箱的底部安装座上，副车箱可以在这2个油缸的推动作用下沿着水平方向在车厢内前后移动。

图1 推卸式自卸车厢结构图

推板套在副车箱中，在推板和副车箱中间设置有1个中间推板油缸。该油缸缸套固定在副车箱的中间，与2个副车厢油缸一样平行于车辆水平轴心方向。该油缸活塞杆连接在推板上，在液压的作用下，活塞杆推出或缩进，即可使得推板在副车箱内水平前后运动。

2个副车箱油缸的最大行程设定为副车箱后侧与主车箱后侧平齐。中间推板油缸的最大行程设定为推板的主体与副车箱后侧平齐。这样就可以保证在推卸的过程中，物料逐步从副车箱和推板中推出，直到油缸最大行程，此时主车箱、副车箱和推板的最后侧平齐，全部物料都能被干净地推卸出来。

主车箱的结构为上端开口的箱体结构。主车箱的后端具有1个可以打开的活动后门。在推卸物料的时间，将后门打开，保证物料卸载的通畅。在主车箱的两边侧板的内侧中央位置，分别对称焊接有1条与副车箱运动方向一致的导向条。在副车箱的对应位置，开有导向槽。导向条和导向槽可相互配合，在保证副车箱运动不偏位的同时，也可以防止副车箱从主车箱中脱出。在副车箱和推板之间也有上述导向条，保证推板在副车箱中运动的平直性和安全性。

图2 液压系统

2 %液压系统

推卸式自卸车厢液压系统如图2所示。

换向阀的P口与液压泵的出油口连接，换向阀的T口接到液压油箱回油口，换向阀的A口连接到第一先导顺序阀的A口、第二先导顺序阀的Y口和副车箱油缸的A口，换向阀的B口连接到第一先导顺序阀的Y口、第二先导顺序阀的A口和中间推板油缸的B口。第一先导顺序阀的B口连接到中间推板油缸的A口，第二先导顺序阀的B口连接到副车箱油缸的B口。溢流阀的P口和T口分别连接到液压泵的出油口、液压油箱。

3 工作方式

当驾驶室中的换向阀操作手柄处在中位时，通过齿轮泵从液压油箱吸出液压油，经过过滤器和齿轮泵进入换向阀的P口，并且直接从换向阀的T口卸荷回流到液压油箱，所有油缸都不动作。

当需要推卸物料的时候，驾驶员操纵换向阀手柄换向，液压油经过液压泵的出油口进入换向阀的P口，并且从换向阀的A口流出进入2个副车箱油缸的A口，同时液压油作用在第二先导顺序阀的Y口上，2个副车箱油缸的B口回油经过第二先导顺序阀的B口和A口，再通过换向阀的B口和T口回到液压油箱。此时2个副车箱油缸动作，中间推板油缸不动作，副车箱和推板一起先后水平运动，完成副车箱的推卸自卸工作。当2个副车箱油缸活塞杆运动到最大行程时，2个副车箱油缸停止动作，系统压力升高到第一先导顺序阀设定的压力就可以打开第一先导顺序阀，液压泵泵出的液压油就经过换向阀的A口和第一先导顺序阀的A和B口给中间推板油缸的A口供压，中间推板油缸的液压油通过B口和换向阀的B口和T口卸荷到液压油箱，中间推板油缸向外推出，推动推板向后运动，将物料推卸出副车箱直到油缸达到最大行程，物料全部推出为止。

完成车厢内物料的推卸之后，驾驶员操纵换向阀手柄换位到另外一端，此时换向阀的P口与B口相通，换向阀的A口与T口相通。液压油通过齿轮泵的作用经过换向阀的P口和B口进入中间推板油缸的B口，同时液压油压作用在第一先导顺序阀上的Y口使得其A口与B口相通，中间推板油缸中的液压油通过A口和第一先导顺序阀进入换向阀的A口，再从T口卸荷回油箱，此时2个副车箱油缸不动作，中间推板油缸收进活塞杆，拉动推板回位。中间推板油缸复位到最短行程时不再动作，系统压力升高，达到第二先导顺序阀的设定压力时，第二先导顺序阀连通，液压油从换向阀的B口出来之后进入第二先导顺序阀的A口和B口给2个副车箱油缸的B口供油，副车箱油缸动作，活塞杆缩回，拉动副车箱回位。

系统中的溢流阀可以设定一个安全压力值，当系统油压达到设定值时，可以溢流卸荷液压油回到液压油箱。

4 结语

1）这种推卸式自卸车厢采用主车箱、副车箱、推板分体套合水平运动的形式实现了车厢中物料的卸载，大大减少了自卸作业需要的工作空间，可广泛应用于狭窄空间作业。

2）这种推卸式自卸车厢采用液压系统完成自卸动作，液压油缸都布置在箱体下部，同时在主车箱、副车箱、推板之间采用导向槽和导向条配合限位的运动形式，结构紧凑，安全可靠，动作准确，能实现物料的自动干净卸载。

3)自卸液压系统设计有两个先导顺序阀控制副车箱油缸和中间推板油缸的动作顺序，保证了主车箱、副车箱、推板自动卸料运动的有序性。