物流特装车液压回转接头的设计

赵俊，闵家起，刘昱麟，董健福

物流特装车液压回转接头的设计

赵俊，闵家起，刘昱麟，董健福

（辽宁工业大学 汽车与交通工程学院，辽宁 锦州 121001）

在物流行业中液压回转接头普遍应用于起重机等物流特种机械上，生产加工液压回转接头是一个非常重要环节。文章对物流特装车液压回转接头在应用中的问题进行了系统的分析和研究，侧重点研究物流特装车液压回转接头的组装。通过对传统物流特装车液压回转接头安装的相关问题的分析和项目的研究，解决了回转接头在工作中漏油现象这一问题，使芯子外圆磨床加工后和密封配合更好。

液压回转接头；物流特装车；液压系统

引言

中国每年特装车销量20万台左右，加工液压回转接头是一个非常重要环节。每台物流特种机械车大臂上和底座都需要一个液压回转接头连通液压油。液压装置的性能会影响到配送的质量以及物流服务水平。2017年原有液压配置配控系统关键零部件压力损失大等技术难题被解决。回转接头最早用调节压紧填料的压盖来阻止烘缸内的流通介质外泄，达到密封的目的[1]。本文提出的回转接头主要通过加工壳体内孔能够保证精度和公差，将液压回转接头里边密封槽设计到壳体上，从而避免了漏油，刮坏密封的问题。不仅便于安装、保证质量，同时延长起重机的使用寿命，从而实现机械功能的轻巧化、科学化、最大化[2]。

1 液压回转接头设计理论

根据回转接头所用材料的流体动力学、固体力学、热力学、材料学、摩擦学、润滑与密封等诸方面因素对工作性能的影响，采用下式进行设计计算[3][4]：已知设计参数有最高转速n、密封面内、外压力P1及P2。端面内径计算公式为：

其中，：为端面宽度、：为载荷系数、：为平衡直径。端面比压计算公式为：

其中，：为载荷系数，：为模压系数，p：为密封介质压力。根据不同情况下封比压的经验取值，p取值范围为0.3~0.45mpa[5]。

2 液压回转接头设计方案

液压回转接头壳体上的密封槽用数控车床直接加工成品，这样能够保障精度，使得密封环很容易安装在壳体密封槽里；在芯子加工后外圆可以用磨床打磨，芯子很容易安装在壳体里的同时也能够保证精度和粗糙度。液压回转接头内部有两个精密轴承，运转平稳持久、坚固灵活，磨擦系数小，故可以高速运转。

2.1 液压回转接头设计要点

（1）为了减少离心力和振动带来的影响，要求尽量减小动环质量，并保持质量在圆周方向上对称。动环采用碳化硅，与空心轴固定，两个宽大的轴承保证平稳运行。静环采用工程塑料，具有自润滑性，优良的耐磨性，耐温等特点，和动环碳化硅组成最佳密封配合面。

（2）壳体采用铝合金，不仅质量轻，散热好，而且方便加工，能够保证它与轴承配合处的尺寸公差、形位公差。此处配合要求严格，主要目的是保证轴承平稳运行，从而保证动环的平稳，减少震动。

（3）静环采用多弹簧支撑，并有两颗止转销保证其静止，静环与壳体处公差配合要求严格，不仅要保证静环的顺利补偿，同时要保证静环处于跳动小、稳定的状态。静环的结构也是经过计算后，保证实现平衡式密封，减少因外界条件对密封载荷的影响。

（4）密封处注入适量的润滑脂，起到保护密封面、吸收部分热量的作用。

2.2 液压回转接头的技术参数

技术要求：

（1）介质：防锈水、空气；

（2）最高转速≤6000rpm；

（3）最高使用压力≤1.0 mpa；

（4）使用温度：常温—100℃；

（5）工作状态：连续或间断、使用寿命≥1年；

（6）对密封材料的性能要求:高强度、低摩擦系数、低磨损、长寿命。

3 设计具体结果

在以前的设计中，将密封设计到壳体上，这样会导致密封不容易安装，安装后总是漏油，质量不能保证这一系列问题。为了避免这些问题，对装置进行改良，将里边密封槽设计到壳体上，在保证密封不被刮坏的同时，芯子外圆磨床经加工后和密封配合更好，消除漏油现象，提高了经济实用性。具体改进如图1所示。

图1 液压装置改进图

新型液压回转接头设计整体图如图2示。

图2 新型液压回转接头整体图

4 结论

经改良后的液压装置三视图能够清楚体现出回转接头的设计原理，加工壳体内孔是难点，但是随着国内数控车床的发展和普及完全能够解决；芯子外圆经过磨床加工后，精度能够达到1.6以上能够延长密封寿命，对于密封性也起到相当高作用。

（1）芯子安装在壳体过程中不刮坏密封；

（2）芯子外圆磨床加工后和密封配合更好，不存在漏油现象；

（3）将液压回转接头里边密封槽设计到壳体上，实现接头经济又耐用。

[1] 朱斌,朱路,汪玉杰等.新型旋转接头的结构性能及应用研究[J].液压气动与密封, 2014(5) : 12-15.

[2] 章宏甲,黄谊,王积伟.液压与气压传动[M].北京:机械工业出版社, 2000.

[3] 唐建光.一种新型高压、高速旋转接头结构的研究及分析[J].液压气动与密封, 2008 (3) : 50-51.

[4] 张家鑫.旋转接头[M].北京:轻工业出版社,1989.

[5] 朱斌,林建华,郑华婷.新型旋转接头的结构性能及应用研究[J].液压气动与密封, 2014(5): 65-68.

Design of hydraulic rotary joint for logistics special truck

Zhao Jun, Min Jiaqi, Liu Yulin, Dong Jianfu

( Automobile&Transportation Engineering College, Liaoning University of Technology, Liaoning Jinzhou 121001 )

Hydraulic rotary joints are widely used in the logistics industry, such as cranes and other special logistics machinery, the production and processing of hydraulic rotary joints is a very important link. This paper systematically analyzes and studies the problems in the application of hydraulic rotary joint of logistics special truck, focusing on the assembly of hydraulic rotary joint of logistics special truck. Through the analysis of the problems related to the installation of hydraulic rotary joint in the traditional special truck of logistics and the research of the project, the problem of oil leakage in the rotary joint in the work is solved, so that the core cylindrical grinder can work better with the sealing.

Hydraulic swivel joint;Logistics spexial loading;Hydraulic syste

TP311

A

1671-7988(2019)18-115-02

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赵俊（1996-），女，就读于辽宁工业大学汽车与交通工程学院，专业：物流工程。

王殿超（1978-），男，锦州人，辽宁工业大学汽车与交通工程学院，硕士讲师，研究方向：物流系统划、智能物流、物流机械。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.18.038