摘要：分析新型电动堆垛机液压系统结构，制定液压系统设计方案，总结系统运行原理，并对最后设计的液压系统展开验算，明确液压系统设计规范性，为今后新型电动堆垛机的设计更新提供参考。
关键词：电动堆垛机；液压系统；物料运输；升降液压缸
电动堆垛机作为物料运输与仓储必不可少的装置，在工矿、物流以及酒店等行业有非常普遍的运用。现如今，电动堆垛机运行环境逐渐复杂，同时也受到行业环境的影响，客户在使用电动堆垛机时，对于功能的要求越来越严格，尤其体现在设备操作便捷性与舒适性着两个方面。传统形式的升降电动堆垛机无法继续满足客户的作业需求，经过研究与调研发现，新型电动堆垛机的设计增加液压系统，下面围绕电动堆垛机液压系统设计展开讨论。
一、新型电动堆垛装置
新型电动堆垛机包括液压系统、电控系统、液压升降台、升降液压缸、升降台支架等，如图1所示。
图1 电动堆垛机结构图
二、电动堆垛机液压系统设计方案
（一）设计目标
第一，堆垛货物期间支持自由升降；第二，无论堆垛机升降位置如何，都可以保证货叉自由伸缩的功能；第三，为了加强堆垛机作业安全性，液压系统内部设置安全保护装置。
（二）参数设计
新型电动堆垛机与传统形式的堆垛设备相比，不仅具备升降功能，还增加货叉伸缩这一项功能[1]。按照设计经验与需求，液压系统设计参数与传统堆垛设备大致相似，具体液压系统设计参数如表1。
表1 新型电动堆垛机液压系统设计参数
.png)
三、液压系统运行原理
如图2所示液压系统原理图，操作电动堆垛机起升重物，将其放置于货叉的上方，而货叉凭借伸缩液压缸进行前伸或者后缩的操作[2]。受到伸缩液压缸的影响，起升重物利用内门架系统，便可以达到上升与下降[3]。一般上升、下降、货叉前后伸缩都是利用三位四通手动阀进行控制。上升操作将手动换向阀放置在R位，启动电机以及电磁阀通电，由设备内部泵将液压油排出，经过单向阀、手动换向阀、电磁阀为升降液压缸提供运行所需要的液压油。完成重物提升操作。下降操作时，将手动换向阀放置在R位，同时开启电磁阀通电，受到自重作用影响，液压油经过电磁阀、手动换向阀可以再次回到邮箱当中，完成重物下降操作。如果电动堆垛机运行期间需要将其停在任意一个位置，可以将手动换向阀放置于m位，电磁阀与电机断电即可[4]。
其中手动换向阀也具备货叉伸缩液压缸运动方向控制的作用，如果想要货叉前伸，手动换向阀放置在R位，同时开启电机与电磁阀2YV,电磁阀1YV则关闭。此时重物会停放在任意位置。泵将液压油排出，经过单向阀、手动换向阀、电磁阀2YV为货叉伸缩液压缸提供液压油。货叉伸缩液压缸另外一侧液压油需要利用手动换向阀重新回到油箱中，此时货叉伸缩液压缸内部的活塞杆会带动货叉运行，达到重物前伸的目的。如果想要使货叉后缩，那么将手动换向阀放置在L位，开启电机电磁阀2YV通电，电磁阀1YV关闭。排出液压油后，经过单向阀、手动换向阀为货叉伸缩液压缸另外一侧提供液压油。货叉伸缩液压缸另一侧液压油利用电磁阀2YV与手动换向阀直接回到油箱当中，利用活塞杆带动货叉运行达到重物后缩的目的。
电动堆垛机的操作人员控制三位四通手动换向阀内部液压油，调整截面积达到液压油流量控制的目的，在升降液压缸、货叉伸缩液压缸设计范畴以内，有效控制速度。溢流阀、三位四通手动换向阀具有保护功能，若起升重物重量大于堆垛车额定载重量，或是液压泵外管路存在堵塞现象，有可能会发生电动堆垛机设备破损、管路炸裂等安全事故。调整溢流阀可设定允许最大压力，若系统内部压力超过设定允许最大压力值，那么溢流阀将会自动开启，液压油利用液流阀回流重新回到油箱中。另外，增加三位四通手动换向阀，如果手动换向阀放置在m位，那么油路和油箱保持连接，即便液压泵频繁启动也不会也很难导致背压的现象，保护液压泵以免受到突然冲击缩短使用期限。
.png)
图2 液压系统原理图
四、电动堆垛机液压系统验算
（一）回路压力损失
液压系统设计具有复杂性，其中涉及到若干个液压执行元件动作回路。升降液压缸动作回路内部涉及到大量环节以及管路损失，所以完成设计之后，需要对升降液压缸上升状态下进油管路压力损失进行验算。
1、沿程压力损失
导致沿程压力损失。其本质上也属于升降液压缸在上升状态下的进油管路损失。建议从管路参数着手，长度控制为2m，内径以9mm为准，选择抗磨液压油。在液压系统正常运行之后，统计液压油运动粘度、液压油密度。因为电动堆垛机内部有两个升降液压缸，所以快速通过时流量口计算公式如下，①。该公式中，A1代表单一升降液压缸的缸筒面积，v1代表满载起升速度。计算管路内部液压油实际流速公式如下，②。该公式中的Q代表快速通过时流量，d代表油管内径。
2、局部压力损失
验算局部压力损失其中，包含管路中折管与管接头等位置产生的局部压力损失、控制阀局部压力损失。一般管路局部压力损失相对较小，所以验算环节主要是以控制阀产生的局部压力损失为主。液压系统运行期间计算单向阀额定压力损失（△P2）、手动换向阀（△P3）数值。所以阀额定压力损失与实际压力损失之间差值较小，液压泵至升降液压缸中间产生的所有压力损失计算公式如下：③。
（二）液压缸载荷力
1、升降液压缸
进行起升操作，施加的外载荷来源于重物、内门架系统、铲叉架，期间要消除上升环节导致摩擦阻力。根据液压泵满载出口压力计算升降液压缸载荷力，公式如下：④。
2、货叉伸缩液压缸
货叉伸缩操作，外载荷需要消除摩擦阻力的作用，本质上与水平运动相似，载荷力与升降液压缸载荷力相比较小，证明液压泵与设计规范相符，无需验算。
（三）液压系统发热温升
1、发热功率
液压系统产生的所有功率损失转变成为热量，因为液压系统发热通过液压泵效率损失形成，所以只需对其进行验算即可，计算公式如下：⑤。根据电动堆垛机标准，在一个工作周期时间范围内，液压泵运行时间在总工作周期中占比约为15%，计算公式为：⑥。随后计算液压泵的功率损失，公式如下：⑦。公式中的T1代表单一工作周期时间，Pri代表液压泵输入功率，代表液压泵效率，ti代表一个周期内液压运行时间。
2、散热功率
由于电动堆垛机经常处在行驶状态下，所以其通风条件欠佳，由此计算油箱散热功率，公式如下：⑧。因为散热功率大于发热功率，加上实际运行期间液压油经过管路、升降液压缸也会产生散热现象，所以确定散热功率符合液压系统散热规范。
结束语：
综上所述，在传统堆垛装置的基础上，设计新型电动堆垛机，其中液压系统设计非常重要，需要设定液压系统参数并进行验算，明确各个部分设计规范性。在原有升降功能之外，也可以利用液压系统，满足更加多样化的操作需求，加强电动堆垛机操作舒适性与安全性。
参考文献：
[1]王振海.水平堆垛在浮法玻璃生产线冷端的应用[J].玻璃,2019,46(06):24-27.
[2]李爱民,安淑女.墙板生产线下线用堆垛机的设计[J].机械工程师,2019(06):27-28.
[3]王乐宁,侯加林,李今成,刘加旺,王磊.牵引式方草捆捡拾堆垛机的设计与研究[J].农机化研究,2018,40(12):96-100.
[4]冯瑞成,王鹏,芮执元,赵俊天,李鄂民.新型高效全自动铝锭堆垛机的设计[J].机床与液压,2007(03):34-36.