叉车起升油缸安全阀的设计

　　安全阀是叉车起升油缸的重要部分，保证了叉车升降货物过程中，发生管路失效时，货物不因迅速下降而导致货物与操作人员的伤害。该文主要对如何对起升油缸安全阀设计与试验进行总结，以期对叉车安全性的提高起到积极推动作用。

引言

　　叉车起升油缸一般为单作用油缸， 靠油液作用于无杆腔活塞实现提升功能；下降则靠活塞杆、活塞和负载的重力作用，下降时限速阀控制活塞下降速度。在叉车升降货物过程中，若起升油缸管路发生暴裂失效，货物受重力作用迅速下落，会导致货物摔坏，危及操作者和周边工作人员的人身安全。

1、安全阀工作原理

　　在起升油缸缸头内设置一个安全阀(如图1 所示)，该安全阀功能相当于单向节流阀。当油液从接头流入油缸大腔时，该安全阀不起作用；当起升油缸管路暴裂时，阀芯两侧压差迅速增大，将阀芯推至油口处，油液只能从阀芯上的节流孔流出，减小回油流量，从而降低货物下降速度，起到保护的作用。

2、安全阀设计计算

　　2.1、已知条件

　　缸径、活塞行程、负载、限速阀流量、起升油缸管路发生暴裂时重物下落时间。限速阀流量作为安全阀匹配计算时的已知条件。

1-阀芯　2-弹簧　3-阀芯大孔　4-阀芯小孔　5-起升油缸缸头　6-起升油缸缸头油腔　7-起升油缸过渡接头

图1 起升油缸缸头与安全阀装配图

3、安全阀的试验方法

　　3.1、性能试验

　　依据叉车起升油缸的实际工况， 确立基本试验条件。将安全阀装入叉车起升油缸中，按图4 在液压试验台上连接好各管路； 控制电磁换向阀7 让油缸自然伸缩3 次，确保无卡死或漏油现象。使油缸活塞杆伸出最长，关闭电磁阀，给油缸小腔加与负载相应的压力，真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为当小腔压力达到预定压力时，打开电磁阀，保持小腔压力基本不变，活塞杆向内收回，记录油缸活塞杆收回整个过程的有杆腔与无杆腔的压力、油缸油口流量、活塞杆收回的时间。活塞杆收回的时间至少为10s 以上。

　　3.2、整机试验

　　整机试验时应完成以下3 种工况试验。工况1：装好限速阀芯和安全阀芯，满载举升下降。工况2：拆下限速阀阀芯，装好安全阀，满载举升下降。工况3：装好限速阀芯，拆下安全阀芯，满载举升下降。

1-液压泵　2-溢流阀　3-含被测阀的起升油缸　4-压力表　5-流量计　6-电磁开关阀　7-电磁换向阀

图4 被测阀试验原理图

　　工况1 和工况3 均设有限速阀， 所以不管是否装有安全阀芯，在满载下降时，达到限速阀的限速流量。工况2 没有限速阀，满载下降时，安全阀工作。需要记录油缸活塞杆收回整个过程油缸油口流量与活塞杆收回的时间。

　　根据性能试验、整机试验与数学模型结果进行对比，可调整数学模型的相关参数。

4、结语

　　叉车起升油缸安全阀的设计重点为静态计算与运用数学模型模拟安全阀工作过程， 将样件装配至相应的起升油缸内进行性能试验与整机试验， 对数学模型模拟结果与试验结果进行符合性对比，修正数学模型。根据客户对叉车起升油缸的安全性要求， 可更改相应参数，快速完成设计，缩短产品研制时间。