世界主流平推式自卸車專業(yè)技術路線專業(yè)技術方案解析(下)

1、世界主流平推式自卸車技術路線方案解析（下）- 汽車世界主流平推式自卸車技術路線方案解析（下）朱啟賢摘要：以 Fliegl 公司的推卸式自卸車為例，解析平推式自卸車技術路線中的第三種推卸式系統(tǒng)的結構原理，以及典型的代表產(chǎn)品。推卸式系統(tǒng) (Push-Off systems)采用地板步進式系統(tǒng)和地板活動式系統(tǒng)的自卸車產(chǎn)品，包括現(xiàn)有的舉升式自卸車產(chǎn)品， 面對牧草或者生活垃圾等松散物料運輸時，會因為運輸這類輕拋物料的自重極為有限，則顯得“有勁使不上”。但是，若采用推卸式系統(tǒng)，則可以完美地將壓縮物料和運輸物料合二為一，成為松散物料運輸客戶的最佳選擇。推卸式系統(tǒng) (push-offsystems) ，是將自

2、卸車廂體的前圍板做成活動推板式，在前部油缸的水平推力作用下朝著車廂后部移動，將車廂內的物料推卸出去，實現(xiàn)卸載物料的功能。 如果在裝載物料過程中啟動推卸功能，而車廂的后門處于關閉狀態(tài)時， 物料則會被壓縮， 可以讓推卸式自卸車一次運輸更多壓縮后的貨物。相比較于前兩類平推式產(chǎn)品，推卸式自卸車具有以下特有的技術優(yōu)勢而得到越來越多的用戶偏愛，逐漸有后來者居上的趨勢。a 結構非常簡單，沒有復雜的驅動傳動裝置，產(chǎn)品成本低廉，性價比高。b 沒有太多的精密配合結構和易損件，一般情況下很少出故障，可靠性很高。c 整個系統(tǒng)全部裝配在外表面，維修拆卸很方便，液壓件均為市場上的常見規(guī)格，購買方便，維修保養(yǎng)非常省事。d

3、可以對松散貨物進行壓縮，一般能夠達到50% 以上的壓縮量，極大地提高了運輸量。e 可以在尾部掛接多種設備，實現(xiàn)多種功能，如螺旋輸送機、撒布機、輸送帶，等等。推卸式系統(tǒng)由于具備壓縮的特有功能，目前在發(fā)達國家的農業(yè)運輸領域處于壟斷地位，并且可以掛載多種農用器具，實現(xiàn)多種農場作業(yè)（如圖 1），制造該產(chǎn)品的有 Fliegl 、Bmi 、Chieftain 等數(shù)十家國際企業(yè)。推卸式系統(tǒng)，目前主要有兩種結構形式，一種是采用三根單節(jié)油缸串聯(lián)組成的推卸式系統(tǒng)， 主要用于長度 10 m 以內的推卸式自卸車， 特別是在底盤改裝的自卸車上應用更為廣泛。 另一種是采用單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)， 主要用于車廂較長的

4、推卸式自卸車， 隨著多節(jié)油缸可靠性的提高和成本的降低， 目前全系列產(chǎn)品都有了它的身影。1 三根單節(jié)油缸串聯(lián)組成的推卸式系統(tǒng)采用三根單節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)，需要前半部分車廂底板朝后移動，結構上略微復雜，但是液壓系統(tǒng)的可靠性更好，產(chǎn)生的推力也更大。下面我們以 Fliegl 公司的產(chǎn)品為例，簡單地了解一下由三根單節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)的主要工作原理和結構。由于車廂的空間和長度有限，采用單根油缸時，不可能一次性直接將所有貨物推出，因此經(jīng)過長期的優(yōu)化設計后，F(xiàn)liegl 公司最終選定了三根油缸串聯(lián)的結構形式（如圖2 ），這種配置也成為了大部分公司推卸式系統(tǒng)的標準配置。圖 2 所示的三根油缸，從下往上可

5、依次編號為油缸一、 油缸二和油缸三，其中油缸二和油缸三是聯(lián)體缸， 可以共用進回油管， 拉桿伸出的方向相反， 缸體長度和行程大約只有油缸一的一半，總行程為車廂內部可推卸長度的一半。采用此種結構的平推式自卸車，車廂底板平均分為前后兩部分，前半部分活動底板的下表面和后半部分固定底板的上表面平齊，整個卸貨過程分為以下兩個步驟（如圖3 ）：第一步是油缸一伸長，推動前半部分活動底板和前圍板一起后移，也就是圖示黑色部分整體向車尾方向后移，當前半部分活動底板和后半部分固定底板完全重合時， 油缸一達到最大行程。第二步是油缸二和油缸三伸長，推動前圍板朝后移動， 最終前圍板到達車廂的最尾端，將所有的貨物推卸出去，

6、完成卸貨過程。Fliegl公司生產(chǎn)的推卸式自卸車品種極為豐富，擁有幾十種不同用途和不同長度的產(chǎn)品，筆者在此只列舉銷量最大的農用推卸式全掛自卸車的一個產(chǎn)品型譜（如表 1 ）。下面將以 Fliegl 公司的推卸式自卸車為例，了解一下由三根油缸組成的推卸式系統(tǒng)的主要結構，特別是其中的一些關鍵設計點值得注意。在圖 2 所示的三根油缸中， 油缸一需要將前活動底板完全推到車廂的后部，整個行程需要達到半個車廂的長度，所以油缸一的外形尺寸很長，為了防止裝卸的重物砸壞油缸以及防塵防水，還需要在油缸一的外部布置保護罩，保護罩的后端不能超出前活動底板的后端，以防止密封及強度出現(xiàn)問題。油缸一的保護罩同時又充當了前推板

7、的下滑道，加上油缸一的上部垂直布置著油缸二和油缸三， 為了節(jié)約空間， 油缸一的保護罩一般選擇平頂結構，如圖4所示。如圖 4 所示，為了減少油缸二和油缸三超出車廂前端長度的問題，以避免和主車部件發(fā)生干涉， 故油缸二和油缸三的部分長度， 需要超出前推板的后部。為了防止運輸物品殘留在保護罩上，油缸二和油缸三保護罩的上部做成了圖4所示的斜坡狀，也可以設計成尖角等不易殘留物品的形狀。在圖 4 中，我們還可以看到，前部活動底板比后部固定底板要高出一個臺階，并且使用了斜坡設計過渡，這樣讓車廂內部顯得更為平坦和美觀，同時也讓底板間的密封效果更佳。圖 5 所示的是三根油缸完全推卸時的狀態(tài)照片，從圖中可以看出，為

8、了解決油管伸縮問題， 在油缸二和油缸三旁配備了一個滾筒， 專門釋放油管， 也可以設置多層打開的折疊架，將油管固定在折疊架上。推卸式自卸車卸貨時，為保證前推板一直平行移動，以保持最佳的密封效果和推卸效果， 防止因為受力不均勻， 推板產(chǎn)生傾斜情況， 車廂內部的上端需要設置專門的導向滑道結構，如圖 6 所示。在圖 6 中我們可以看到，前推板和車廂接觸的三面全部安裝了密封膠條，可以讓平推式自卸車運輸泥土、 砂石等顆粒較小的物體， 甚至可以運輸熱態(tài)瀝青，配合攤鋪機一起對道路進行施工，如圖 7 所示。2 單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)采用單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)，由于較長的推卸距離容易對油缸產(chǎn)生側向力，

9、會導致油缸拉桿和筒壁產(chǎn)生異常磨損，然而車廂的密封性能更優(yōu)于三根單節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)，且結構更為簡單。隨著單根多節(jié)油缸的產(chǎn)品質量越來越高，成本也越來越低，單根多節(jié)油缸推卸式系統(tǒng)的應用也越來越多，并逐漸有取代三根單節(jié)油缸串聯(lián)系統(tǒng)的跡象。特別是單根多節(jié)油缸閉合后的長度非常短，布置起來非常方便，同時不需要有活動底板結構， 車廂結構也因此簡單到了極致，這兩大優(yōu)點讓企業(yè)在研發(fā)推卸式自卸車時，也越來越多地考慮采用單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)。由于單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)非常簡單，筆者在此僅提出兩個需要注意的兩個問題： 一是當車廂過長時， 在多節(jié)油缸上必須增加中間穩(wěn)定架（如圖 8），防止油缸受到側向力

10、造成拉桿和缸壁偏磨，導致油缸出現(xiàn)漏油等致命問題；二是必須考慮好導向滑道和相應的密封問題， 保證推板行進過程中不會出現(xiàn)偏移，同時也要防止長行程下，密封件和廂體摩擦較大，容易發(fā)熱變形，導致密封失效等問題，圖 9 所示的分塊式長厚體密封結構， 可以作為我們設計同類產(chǎn)品時的一個參考。推卸式自卸車，以其獨特的壓縮功能，簡單可靠的結構，多功能的選裝搭配，逐漸展現(xiàn)出了后來者居上的姿態(tài)， 從農用市場一統(tǒng)天下后， 逐漸進入到多種貨物的運輸領域， 繼而在垃圾運輸、 礦用運輸 (如圖 10) 等領域嶄露頭角， 并且不斷地向其他物品運輸領域擴張，得到了越來越多的企業(yè)和客戶的認可。綜述在此回顧前兩期與此文所講述的三種世

11、界主流平推式自卸車的技術路線方案，即地板步進式系統(tǒng) (walking-floorsystems) 、地板活動式系統(tǒng) (moving -floorsystems) 和推卸式系統(tǒng) (Push-Offsystems) ，主要是介紹了它們的工作原理和大致結構。 現(xiàn)在筆者根據(jù)這三類產(chǎn)品的特點， 并結合國內的現(xiàn)狀， 簡單概括一下最適合我國所應用的平推式自卸車的技術路線方案。地板步進式系統(tǒng)，可以說是歐美先進技術的集大成者，采用了自動化的液電控制設計， 為此專門開發(fā)出一套驅動控制系統(tǒng)， 并且依托先進的加工工藝水平，開發(fā)出大量需要高精度配合的配件，完全超出了國內現(xiàn)有產(chǎn)品的制造水平。即使國內能夠加工出這些配件，也

12、需要投入大量的模具費用， 才能開發(fā)出適應不同物品運輸?shù)呐浼?所需費用極為高昂。 因此，地板步進式系統(tǒng)只能作為一個先進的技術產(chǎn)品榜樣， 值得國內企業(yè)學習提高， 但不適合引進開發(fā)， 即使有客戶需求，也只適合采用進口核心配件的方式進行生產(chǎn)。地板活動式系統(tǒng)，主要是滾筒式自卸車產(chǎn)品，同樣也需要開發(fā)傳送系統(tǒng)所需要的配件，雖然成本不算太高，但是可靠性仍需要經(jīng)歷長時間的使用驗證，特別是傳送帶的密封問題， 筆者認為這屬先天性的結構缺陷，就像舉升式自卸車容易導致翻車一樣， 暫時無法徹底解決這一問題， 但是該系統(tǒng)具有裝卸貨的雙重功能，具有一定的產(chǎn)品優(yōu)勢。目前國內已經(jīng)有企業(yè)開發(fā)了這一產(chǎn)品（如圖11 ），相關的配件全

13、部是從國外進口，價格暫時偏高。 因此，地板活動式系統(tǒng)可以作為國內企業(yè)的一個開發(fā)參考， 進行部分關鍵配件的國產(chǎn)化， 特別是在需要自動裝貨的領域內使用。推卸式系統(tǒng)，筆者認為這是適合中國國情最好的技術路線方案，無論是三根單節(jié)油缸串聯(lián)組成的推卸式系統(tǒng)，還是單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)，在國內全部都有成熟的配件產(chǎn)品，特別是整個系統(tǒng)不需要開發(fā)任何的模具，產(chǎn)品的開發(fā)成本非常低廉。目前一套行程在10 m 以上的多節(jié)缸推卸式系統(tǒng)包括控制閥在內，國產(chǎn)化的價格不超過5 萬元，同時不需要安裝穩(wěn)定架、 轉軸等傳統(tǒng)結構， 降低了產(chǎn)品的成本，性價比非常高。然而， 10 m 以上的推卸式自卸車產(chǎn)品，由于大行程多節(jié)油缸生產(chǎn)的難度較大，能夠制造的企業(yè)較少，目前產(chǎn)品的制造成本略高于舉升式自卸車產(chǎn)品，差價在 2 萬元左右：而 10m 以內的自卸車產(chǎn)品， 多節(jié)油缸的制造難度大大降低，生產(chǎn)企業(yè)也較多， 產(chǎn)品的成本不會高于舉升式自卸車，如果采用三根單節(jié)油缸串聯(lián)組成的推卸式系統(tǒng)，產(chǎn)品的成本將遠低于目前舉升式自卸車產(chǎn)品。以上兩款三根單節(jié)油缸和單根多節(jié)油缸，目前國內配套企業(yè)都已經(jīng)開始小批量生產(chǎn)，但是市場售價比舉升式自卸車高出太多，甚至超出10 萬元以上，嚴重阻礙了推卸式自卸車產(chǎn)品的大規(guī)模推廣應用，讓客戶望而生畏， 無法接受這樣的價格。另外，影響平推式自卸車