集装箱堆高机行走液压系统研究

摘 要：集装箱堆高机是生产运输过程中常用的设备，现在已经被广泛的应用于港口与堆场等领域生产活动中，主要负责完成物流货物的搬运，对解放劳动力具有重要意义。一般情况下其运行空间比较狭窄，需要频繁的启动、转向与制动，对设备的行走控制系统要求比较高。全液压制动系统现在已经成为集装箱堆高机制动系统研究与应用的主要方向，需要结合设备运行特点，对系统设计方式进行分析。本文对集装箱堆高机行走液压系统的设计进行了简要的分析。

关键词：集装箱堆高机；液压系统；建模

在对集装箱堆高机行走液压系统进行研究时，需要从设备运行工况与特点进行分析，从其应用现状出发，对行走液压系统的应用缺陷进行研究，并提出相应的优化设计方案，争取不断提高其运行效果。在对设备行走液压系统进行研究分析时，重点从设备低速大转矩传动、低速稳定运行等方面着手，对系统设计方案进行优化。

1 集装箱堆高机行走液压系统概述

集装箱堆高机组成系统比较复杂，主要包括传动、门架、吊具、转向、电气以及操作等系统组成，各系统之间相互配合，共同来完成集装箱的搬运与堆垛处理。在堆高机运行时，首先由吊具锁锁住集装箱，然后举升液压缸伸缩带动链条运动，使得集装箱能够沿着门架结构上下动作。后利用摇摆液压伸缩变动，带动门架结构前后运行，最后利用柴油机输出动力使得驱动设备运行[1]。液压传动系统在集装箱堆高机中的应用，基于设备启停与换向频繁的特点，在低速、低速稳定运行以及大转矩传动等方面具有更明显的优势。

集装箱堆高机液压系统主要包括行走驱动液压系统与工作装置液压系统两部分，运行时直接由发动机提供动力，完成设备的制动与转向运行，同时实现对门架摇摆与升降的控制等。对于堆高机行走液压系统的设计，主要是采用电比例控制双泵双马达闭式系统，利用大排量电比例马达为设备的动作提供最大的转速与牵引力。为进一步提高集装箱堆高机行走液压系统设计与应用效果，就需要针对系统运行特点，确定设计研究对象，控制好每一项设计数据。

2 集装箱堆高机行走液压系统设计分析

2.1 设备行走运行性能要求

要求堆高机在满载的状态下，车辆能够以最大的行驶速度与爬坡速度完成各项作业，是在对堆高机行走液压系统设计的主要依据，例如某集装箱堆高机满载质量为45t，最大车速为30km/h，最大亲引力为150kN。

2.2 角功率计算

通过角功率可以直接了解堆高机运行虽大牵引力以及最大车速需求，同时其也能够反映出传动装置功率容量与变换能力，因此必须要做好角功率的精确计算，公式为：

Pjj=Fmax×Vmax/3600=1250kW

其中，表示最大牵引力，Fmax为150kN；Vmax表示最大车速，为30km/h。

2.3 行走泵选择

Pbj=（Pb×Vbmax×nbmax×0.95）/（60×1000）>150kW

其中，Pb表示泵最大压力，单位为MPa；Vbmax表示为泵最大排量，单位为mL/r；nbmax表示为泵最高转速，单位为r/min。即Vmax>108mL/r，泵最大排量应大于108mL/r时，可以达到发动机运行需求。

2.4 行走马达选择

对于行走马达构件的选择，在保证马达构件与泵之间的匹配度外，还需要保证马达构件与减速器、车轮附着性的匹配度控制[2]。对集装箱堆高机来说，马达决定了角功率大小，因此在计算马达期望角功率时可以利用西角功率，则：

Pmjo=Pjj/（Z×η2）=651kW

其中，Z表示马达个数，取值2；η2表示行走减速机传动功率，取值为0.96。

其中，Pm表示马达连续最高工作压力，单位为MPa；Vmmax表示马达最大排量，单位为mL/r；nmmax表示马达最高转速，单位为r/min。

2.5 行走减速器最佳减速比

在堆高机运行过程中，行走马达功率由减速器传递到车轮，在减速器降低转速时，同时增大了转矩。在对行走液压系统设计时，确定行走马达型号后，计算设备最大驱动转矩与形式速度时，需要考虑最佳减速比，确保同时满足设备运行对转矩以及转速要求。则：

I2=（Mmax×2π）/（ηi×Vmax×Pm×ηm）=49.93

其中，ηi表示减速机机械效率，取值为0.95；ηm表示为马达机械效率，取值为0.95；Mmax表示为整车最大驱动转矩，单位为N・m。其中，将系统减速装置减速比确定为50，并且要求额定输出转速达到92r/min以上。

3 结束语

集装箱堆高机现在已经成为码头、港口等物流装卸作业的重要应用设备，其运行效果在很大程度上决定了作业最终最终效果。液压系统在集装箱堆高机中的应用，与传统液力机械传动方式相同，能够更好的适应堆高机启停频繁的运行特点。在对行走液压系统进行设计时，需要以满足实际运行需求为基础，做好各环节各项参数的设置管理，合理选个各项构件，争取不断提高行走液压系统设计的有效性。