關(guān)于大流量油料補(bǔ)給作業(yè)車的設(shè)計開發(fā)

李鳳斌　張新智　劉軍　徐艾青

摘 要：文章介紹了補(bǔ)給作業(yè)車的系統(tǒng)構(gòu)成及功能設(shè)計分析，包括主要總體結(jié)構(gòu)方案、管路系統(tǒng)、補(bǔ)給管線舉升裝置、流量及壓力監(jiān)測系統(tǒng)、液壓與操縱控制系統(tǒng)以及車輛穩(wěn)定性計算等內(nèi)容及實施方案。

關(guān)鍵詞：舉升裝置；壓力監(jiān)測系統(tǒng)；液壓與操縱控制系統(tǒng)

引言

大流量油料補(bǔ)給作業(yè)車（以下簡稱補(bǔ)給作業(yè)車）主要用于在碼頭對大型高船舶進(jìn)行油料補(bǔ)給，可補(bǔ)給船用燃料油、柴油和汽油，也可以當(dāng)作碼頭為各類其它裝備補(bǔ)給油料的裝備使用。該大流量油料補(bǔ)給作業(yè)車采用管道輸送的方式，利用油庫泵站提供足夠的供油流量和壓力，分別把各種油料通過不同的管道經(jīng)碼頭油料作業(yè)車輸送至待補(bǔ)給的船舶；還可以把燃料從轉(zhuǎn)運(yùn)船舶上卸油至碼頭油庫；也可以排空補(bǔ)給作業(yè)車管路中的余油至余油箱。該補(bǔ)給車可實現(xiàn)碼頭油料補(bǔ)給、艦船退油、補(bǔ)給管路余油排空和余油箱排空等功能。

1 主要技術(shù)參數(shù)及要求

大流量油料補(bǔ)給作業(yè)車主要用于在碼頭對大型艦船進(jìn)行油料補(bǔ)給。

通過流量：燃料油400m3/h，汽油：350m3/h，柴油：100m3/h

工作壓力：≤1.0MPa

最大補(bǔ)給高度：7.0m（補(bǔ)給出口距碼頭平面垂直高度）

最大補(bǔ)給跨度：16m（補(bǔ)給出口距至舉升裝置回轉(zhuǎn)中心水平距離）

流量計計量精度： 0.2%

油料排空：補(bǔ)給車管線殘余油料不大于10%

展開/撤收時間：展開時間≤15min；撤收時間：≤30min（含余油排空時間）

2 設(shè)計方案

為滿足大流量油料補(bǔ)給作業(yè)車的功能需要和性能要求，我們采用的設(shè)計方案是：（1）根據(jù)整車的載重量、外形尺寸及舉升裝置尺寸要求，選用25噸6×4型汽車底盤；（2）設(shè)計副車架通過螺栓固定于汽車底盤上，滿足汽車底盤的連接及上裝部分的承載需求；（3）通過加裝前夾取力器由汽車發(fā)動機(jī)及變速箱取力器驅(qū)動液壓油泵為液壓系統(tǒng)提供動力；（4）按作業(yè)功能需求設(shè)計、布置各功能模塊及管路系統(tǒng)；（5）應(yīng)用成熟的液壓與操縱控制技術(shù)實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺、平衡支撐腿、補(bǔ)給管線舉升裝置及鐵路收發(fā)油系統(tǒng)；（6）設(shè)置流量及壓力監(jiān)測系

統(tǒng)，用于作業(yè)過程的控制、監(jiān)測。

該補(bǔ)給作業(yè)車按照車頭軸向在底盤副車架上平面的中間位置布置補(bǔ)給管線舉升裝置，后部位置布置液壓轉(zhuǎn)臺，兩側(cè)位置分別布置管路系統(tǒng)、排空和余油回收裝置、流量及壓力監(jiān)測系統(tǒng)（測控系統(tǒng)）、液壓與操縱控制系統(tǒng)、靜電監(jiān)測與防護(hù)裝置、附件、操作室等。并在后部及中前部兩側(cè)位置布置4個平衡支撐腿，可向兩側(cè)伸出1.5m。

大流量油料補(bǔ)給作業(yè)車結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

3 主要部分系統(tǒng)設(shè)計方案

3.1 管路系統(tǒng)

補(bǔ)給作業(yè)車管路系統(tǒng)由主管路系統(tǒng)（包括舉升輸油管）、回抽油管路系統(tǒng)及連接軟管附件等組成，主管路系統(tǒng)由流量計、過濾器、閥門、管路補(bǔ)償器、壓力表、溫度表及管路支撐組成；舉升輸油管由輸油鋼管、旋轉(zhuǎn)接頭、進(jìn)氣閥、輸油軟管組成；回抽油管路系統(tǒng)由液壓馬達(dá)、回抽油泵、閥門、50卷盤、余油箱、電伴熱保溫組成；連接軟管附件由插轉(zhuǎn)輕質(zhì)軟管、插轉(zhuǎn)彎頭等組成。主管路、回抽油管路采用模塊化設(shè)計，以適應(yīng)滿足各種油料的補(bǔ)給要求。通過管路系統(tǒng)閥門開關(guān)組合可以實現(xiàn)碼頭油料補(bǔ)給、艦船退油、補(bǔ)給管路余油排空和余油箱排空等功能。

另外，在過濾器和流量計底部設(shè)有集中放油集油管和閥門，便于集中排放余油。流量計選用均帶有發(fā)訊器等電子部件，可將信號傳輸給二次儀表，能夠?qū)崿F(xiàn)瞬時流量、累計流量等監(jiān)控顯示。管路閥門采用電動防爆硬密封蝶閥，實現(xiàn)作業(yè)自動控制，該蝶閥配置手動操作機(jī)構(gòu)，以防電動機(jī)構(gòu)失效。

3.2 補(bǔ)給管線舉升裝置

補(bǔ)給管線舉升裝置采用臂架式。包括折疊式臂架和舉升輸油管，液壓回轉(zhuǎn)臺、臂架、自動補(bǔ)償器、液壓缸等組成。臂架為方形桁架式結(jié)構(gòu)，采用“R”型折疊方式，共三節(jié)，分別為大臂、中臂和前臂。中間固定安裝舉升輸油管的鋼質(zhì)輸油管，鋼質(zhì)輸油管在臂架折疊處以旋轉(zhuǎn)接頭連接。立柱中的鋼質(zhì)輸油管與回轉(zhuǎn)臺中的鋼質(zhì)輸油管也采用旋轉(zhuǎn)接頭連接，兩個進(jìn)氣閥安裝在大臂和中臂、中臂和前臂之間。在前臂與液壓缸缸頭處安裝自動補(bǔ)償器，用于艦艇小幅搖擺和漂移時自動補(bǔ)償。

3.3 流量及壓力監(jiān)測系統(tǒng)

流量及壓力監(jiān)測系統(tǒng)主要有嵌入式工業(yè)控制計算機(jī)、流量、壓力與溫度傳感器及直讀儀表、液壓系統(tǒng)的電氣控制元件、余油回抽控制開關(guān)及電氣控制柜、打印機(jī)、管線舉升裝置末端拉力超限報警裝置、靜電接地線路不通報警裝置、針式攝像頭、顯示器等組成。流量及壓力監(jiān)測系統(tǒng)采用汽車自帶的電瓶作為電源。采用集中控制方式，實現(xiàn)包括作業(yè)流程控制、作業(yè)過程壓力與流量監(jiān)測、實時監(jiān)視等功能；實時監(jiān)控分為補(bǔ)給管線舉升臂、管路系統(tǒng)及底盤兩部分組成；實時監(jiān)視中的針式攝像頭安裝在前臂上，顯示器安裝在管線舉升裝置操作室內(nèi)。

3.4 液壓與操縱控制系統(tǒng)

大流量油料補(bǔ)給作業(yè)車液壓與操縱控制系統(tǒng)主要由液壓油泵、液壓油箱、油缸、安全閥、多路換向閥、溢流閥、先導(dǎo)閥、手動液壓泵、儲能器、液壓馬達(dá)和濾油器及顯示和操作控制系統(tǒng)等組成，實現(xiàn)補(bǔ)給管線舉升裝置和兩套液壓支腿的展開和回收，并提供其他負(fù)載（如回抽油泵）所需的液壓動力。手動液壓泵主要是防止液壓油泵失靈后，可緊急展開或撤收補(bǔ)給管線舉升裝置及液壓支撐腿。

4 設(shè)計計算

4.1 裝備行駛穩(wěn)定性計算

（1）行駛時縱向穩(wěn)定性計算。裝備在上坡時，若前輪對地面的法向作用力為零時，前輪無法偏轉(zhuǎn)，不能確定車輛的行使方向。此時，可以認(rèn)為已失去穩(wěn)定。同理，當(dāng)后輪對地面的法向作用力所引起的牽引力為零時（被下滑力抵消），可以認(rèn)為車輛失去行使能力，也會失去行使穩(wěn)定性。此時，地面對車輛的反作用力Z1=0，由于車爬大坡，行使速度慢，不做加速運(yùn)動，故可忽略切向慣性力和風(fēng)阻力。

5 結(jié)束語

（1）綜上分析，結(jié)構(gòu)部件及控制系統(tǒng)可以滿足車輛設(shè)計指標(biāo)要求。（2）車輛穩(wěn)定性符合國標(biāo)GB7258機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件要

求。

參考文獻(xiàn)

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