第四節(jié)回轉(zhuǎn)式起貨機的液壓系統(tǒng)實例

1、,第四節(jié)回轉(zhuǎn)式起貨機的液壓系統(tǒng)實例,9-4 回轉(zhuǎn)式起貨機的液壓系統(tǒng)實例,在各種液壓起貨機中，回轉(zhuǎn)式起貨機的液壓系統(tǒng)比較復(fù)雜，因此，下面就選擇較具典型意義的回轉(zhuǎn)式起貨機的液壓系統(tǒng)加以說明。有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)請參閱說明書。 · 一、利布赫爾(LIEBHERR)B5／14·16型回轉(zhuǎn)式起貨機的液壓系統(tǒng) 圖9—11即為B5／14—16型起貨機起升機構(gòu)的液壓系統(tǒng)圖(圖注略)。 ~9-11 利布

2、赫爾B5／14—16起貨機液壓系統(tǒng)起升機構(gòu)原理,利布赫爾B5-16起貨機,9-4-1 起升機構(gòu)液壓系統(tǒng),起升機構(gòu)液壓系統(tǒng)采用由雙向比例變量的斜軸式軸向柱塞泵A和定量油馬達C所組成的閉式系統(tǒng)。為了在超載和制動時限壓，系統(tǒng)設(shè)有溢流閥14a，14b。由于管路4在貨物升降和制動時始終承受高壓，管路5始終承受低壓，故閥14a整定壓力較高，為27MPa；閥14b整定壓力較低，為10MPa。系統(tǒng)實際的最大工作壓力是由高壓繼電器16決定的，整定壓力為

3、25MPa。當(dāng)高壓管路4中的油壓超過該整定值3s后，起升控制電路就會斷電，油泵A也就被迫回中并剎車。,9-4-1 起升機構(gòu)液壓系統(tǒng),由于起升機構(gòu)只有單側(cè)油路承受高壓，故用來泄油的低壓選擇閥7采用二位閥。補充油液由齒輪補油泵月(見圖9—14)經(jīng)濾器21、管路24以及單向閥15提供，補油壓力由溢流閥6確定，整定壓力為2，8MPa。膜片式氣體蓄能器22的工作原理類似往復(fù)泵的空氣室，用以保持一定的補油壓力。當(dāng)?shù)?#183;壓管路壓力低于

4、補油壓力繼電器13的整定值0．6MPa時，起升(或回轉(zhuǎn))就會中斷并報警。補油泵召同時為油馬達C的常閉式液壓制動器8提供控制油。,9-4-1 起升機構(gòu)液壓系統(tǒng),油泵A的伺服變量機構(gòu)的控制油由齒輪泵D(見圖9—14)經(jīng)管路28供給，控制油壓由溢流閥29決定，整定值為3．5MPa。膜片式氣體蓄能器27用以保持控制油壓穩(wěn)定。當(dāng)控制油壓低于控制油壓繼電器30的整定值(1MPa)時，主電機就會斷電停車并報警。當(dāng)控制手柄朝“起吊”方向板動時，比例

5、線圈6／1Y1就會通過與手柄移動幅度成比例的電流，使行程控制器9的輸出位移及油泵A的流量都與之成比例。無論是將起升機構(gòu)控制手柄扳向起升方向還是下降方向，都能使剎車控制閥12的控制線圈電路上的相應(yīng)開關(guān)閉合，,9-4-1 起升機構(gòu)液壓系統(tǒng),但要使閥12的控制線圈接通，還必須同時使壓力記憶繼電器18的電觸頭閉合，才能使控制油進入機械制動器8的油缸而松閘。系統(tǒng)加設(shè)壓力記憶繼電器是為了在停車后重新起動時，保證制動器只有當(dāng)高壓管路中恰好建立起停

6、車前的油壓時方能松閘，以防止過早松閘導(dǎo)致貨物瞬間下墜，產(chǎn)生液壓沖擊。圖9-12即表示壓力記憶繼電器的示意圖。,9-4-1 壓力記憶繼電器的工作原理,起升時，高壓油管根據(jù)負荷大小產(chǎn)生一定的工作油壓，該油壓通過主活塞3將搖臂6頂?shù)揭欢ǖ慕嵌圈?，同時使開關(guān)5接通，亦即使剎車電磁閥12的控制線圈通電，于是制動器進油松閘；與此同時，通制動器的控制油也被引到輔活塞1的下方，以使輔活塞桿頂住搖臂右端，從而使搖臂在工作油壓變化時能夠跟隨主活塞3的移動

7、而轉(zhuǎn)動。,9-4-1 壓力記憶繼電器的工作原理,當(dāng)起升中途停車時，由于剎車電磁閥失電，制動器就會因控制油的泄出而抱閘，輔活塞下面的油壓隨之消失；這時，主活塞3因工作油壓降低而下移，但搖臂卻因彈簧8的緊壓而仍然停在原處，于是開關(guān)5開啟。這樣，當(dāng)重新起動而“起升”時，在高壓管 路中的油壓尚未恢’復(fù)到原來的數(shù)值以前，由 于開關(guān)5尚未接通，制動器就不會松閘，只有當(dāng)主管中的油壓恢復(fù)到原來的工作油壓時，活塞3才會被推回到先前的位置，將開關(guān)5閉

8、合，這時制動器才會松閘.,9-4-1 起升機構(gòu)液壓系統(tǒng),當(dāng)將起升機構(gòu)的控制手柄扳下“下降”方向時，為了避免因高壓油管中的油壓不足而使貨物瞬間下墜，故在電路設(shè)計上仍然是先使比例線圈6／1Y1通電，以便先讓泵A向高壓油管供油，直至該管路已建立起足夠的油壓并使壓力記憶繼電器的觸點閉合時，制動器才會松閘；同時比例線圈6／1Y2也才會通電，并使6／1Y1同時斷電，于是泵A也就轉(zhuǎn)而向低壓油管5供油。當(dāng)手柄扳回中間位置時，6／1Y1或6／1Y2失電

9、，伺服裝置使泵A回復(fù)零位，而且只有當(dāng)泵A回到零位并使其零位開關(guān)斷開時，才能使剎車電磁閥12斷電，制動器也才會因油缸泄油而抱閘，從而可避免過早抱閘而導(dǎo)致制動帶的嚴(yán)重磨損。萬千泵A控制系統(tǒng)發(fā)生故障，以致在手柄回中1s鐘后泵仍未回到零位，則剎車電磁閥也會在延時繼電gS的作用下斷電而剎車。,圖9-13 比例泵的功率限制原理,圖9—13給出了比例泵功率限制器(圖9—11中的元件17)的原理。由圖可見，當(dāng)負荷越大時，高壓油管中的工作油壓就越高，功

10、率控制器4油缸中的活塞也就會產(chǎn)生更大的位移，因而即可通過限制伺服滑閥5最大位移量的方法，限制油泵的最大流量，從而實現(xiàn)功率限制。,9-4-1-2 回轉(zhuǎn)機構(gòu)的液壓系統(tǒng),回轉(zhuǎn)機構(gòu)的液壓系統(tǒng)如圖9—14所示(圖注略)，它也采用由雙向比例變量的斜軸式柱塞泵E和定量油馬達F組成的閉式系統(tǒng)。由于回轉(zhuǎn)機構(gòu)的兩條主油路34、35都可承受高壓，故限壓溢流閥42a、426整定值相同，都為25Mh，而泄油用的低壓選擇閥43則采用可雙向工作的三位閥，其泄油壓力由

11、溢流閥36整定為2.8MPa。油泵E也采用與起升機構(gòu)類似的電氣操縱機構(gòu)。當(dāng)船舶傾斜以致使回轉(zhuǎn)負荷增加時，主油路的工作油壓亦將增高。這時，高壓管路中的油液就會經(jīng)梭閥32進入恒功率限制器31的油缸，使泵正的流量調(diào)節(jié)范圍受到限制?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)的其它工作情況與起升機構(gòu)類似，但不設(shè)壓力記憶繼電器，控制用油由補油泵B供給。,9-4-1-2 變幅機構(gòu)液壓系統(tǒng),該起貨機采用雙作用油缸Ka、kb作變幅機構(gòu)的執(zhí)行元件，見圖9-14。油泵G采用可同時補償徑向

12、和軸向間隙的高壓內(nèi)齒輪泵。由于變幅機構(gòu)工作時間較少，泵的流量亦較小，故而采用了運行經(jīng)濟性雖然較差，但卻比較簡單的開式系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了由電磁式比例換向閥和壓力補償器組成的所謂比例復(fù)合閥；它是一種多功能的組合閥，包括電磁式比例先導(dǎo)閥68、液動主換向閥70(圖上用三位六通閥表示，實際上是由兩個同步動作的三位四通閥并聯(lián)組成)、定差溢流閥65和直動溢流閥77。,9-4-1-2 變幅機構(gòu)液壓系統(tǒng),裝置起動后，當(dāng)變幅控制手柄置于中位時，上仰比例

13、電磁線圈6／2Y1和下俯比例電磁線圈6／2Y2都不通電，先導(dǎo)閥68和主閥70即均處于中位，油缸Ka，Kb的油路靠遠控平衡閥73鎖閉。這時因主閥油路A2、B2皆無油壓輸出，滑閥76處于其下框所示的狀態(tài)，使定差溢流閥65的彈簧側(cè)油腔經(jīng)冷卻器69、回油濾器 67連通泄油管，故閥65變成整定壓力為0.6MPa的卸荷閥，使主泵G的排油經(jīng)管路64、定差溢流閥65、油冷卻器69和回油濾器67等回油箱。,利布赫爾B5/14-16起貨機液壓系統(tǒng)回轉(zhuǎn)機構(gòu)原

14、理圖,9-4-1-3 變幅機構(gòu)液壓系統(tǒng),如將控制手柄向上仰方向扳動，則比例電磁閥6／2Y1就嘗通過與手柄扳動幅度成正比的電流，使先導(dǎo)閥68按比例地向左移過一定的距離，于是輸出控制油，使主閥70右移。在主閥閥芯與導(dǎo)閥之間設(shè)有反饋桿69，它可保證主閥的位移量與電流信號的輸入量成正比，從而提高控制精度。這樣，主閥輸出的油流也就從丑：經(jīng)油路72頂開平衡閥73和單向節(jié)流閥74中的單向閥，進入變幅油缸的下腔，與此同時，變幅油缸上腔的回油則經(jīng)油路7

15、1主閥70的月：油口和T油口返回油箱，于是吊臂仰起。主閥的A2油口則使輸出的油壓經(jīng)節(jié)流孔75、下移的滑閥76通到定差溢流閥65的彈簧側(cè)油腔，這樣，定差溢流閥65的開度也就改由主閥前后的油壓差來控制，使該壓差保持在閥65的整定值o.6MPa左右，從而實現(xiàn)了溢流節(jié)流調(diào)速，使通過主閥的流量基本上取決于控制手柄的扳動幅度，而不受負載壓力大小的影喃。當(dāng)?shù)醣垩銎饡r的工作油壓超過直動溢流閥77的整定值19.5MPa時，閥77就會開啟，于是定差溢流

16、閥65又會像先導(dǎo)溢流閥的主閥那樣開啟泄油。,利布赫爾B5/14-16起貨機液壓系統(tǒng)變幅機構(gòu)原理圖,9-4-1-3 變幅機構(gòu)液壓系統(tǒng),當(dāng)控制手柄向下俯方向扳動時，比例電磁線圈6／2Y2就會通電，使主閥70，按比例左移，于是主泵G的排油也就經(jīng)主閥上的刀1油口和油路78通到變幅油缸尺d、Kb的上腔，與此同時油缸下腔的排油則經(jīng)單向節(jié)流閥74和遠控平衡閥73(這時已曲變幅油缸上腔的進抽壓力推到右框位置)節(jié)流限速，而從油路72、主閥油口A1、T回油

17、箱，于是吊臂也就下俯。這時油泵G的最大工作油壓也改由溢流閥?9整定為9MPa。圖中，油冷卻器69采用風(fēng)冷，所用風(fēng)機由起貨機電路中的溫度繼電器控制，當(dāng)機房溫度高于10℃時，該溫度繼電器就會使風(fēng)機自動起動，而當(dāng)機房溫度低于10℃時，則又停掉風(fēng)機，并使機房電加熱器投人工作。,9-4-1-4 機械限位保護,①吊鉤高位保護 在起升吊鉤或俯下吊臂的過程中，當(dāng)?shù)蹉^接近吊臂前端時，即會使電氣限位開關(guān)動作，這時相應(yīng)的控制電路斷開了，于是起升吊鉤或俯下

18、吊臂也就無法進行。 ②吊貨索滾筒終端保護 當(dāng)?shù)踟浰鳚L筒在吊鉤起升過程鋼纜卷滿或落下吊鉤過程鋼纜只剩3圈時，都會使各自的限位開關(guān)動作，從而使操作無法再繼續(xù)進行。在采用油馬達作變幅機構(gòu)執(zhí)行元件的起貨機中，還設(shè)有吊臂高位和低位(通常約在水平線以上250)限制，并只有在作業(yè)開始和結(jié)束時用鑰匙閉合相應(yīng)的手動開關(guān)，才能在最低限位角下操縱吊臂。上述的限位保護也有的靠在液壓系統(tǒng)中設(shè)置頂桿式機械控制滑閥來實現(xiàn)的，對于這樣的起貨機，使用時必須注意防

19、止頂桿和滑閥卡阻。,9-4-1-4 設(shè)備連鎖保護,①通風(fēng)門連鎖保護 作業(yè)時起貨機中心機組前后的通風(fēng)門必須打開，否則因限位開關(guān)不能閉合，主電機就不能起動。②油冷卻器連鎖保護 作業(yè)時，必須將油冷卻器風(fēng)機的電源開關(guān)打開，以便由智路中的相應(yīng)的溫度繼電器加以控制，否則主電機也不能起動，并且報警。③電機的自動加熱和除潮 在起貨機的電機中設(shè)有200W的電加熱器，工作時只要將其手動開關(guān)閉合，就會使電動機在起動以前和暫停工作期間因常閉觸頭閉合而

20、投人工作，以保護電機不受潮氣侵襲。,9-4-1-4 液壓油工作狀況保護,①補油低壓保護 當(dāng)補油壓力低于0.6MPa時，壓力繼電e0就會動作，使起升和回轉(zhuǎn)機構(gòu)無法動作，并在控制手柄一離中位時就會報警。②控制油低壓保護當(dāng)控制油壓低于1MPa時，延時3s后相應(yīng)的壓力開關(guān)就會動作，切斷主電機控制電路，同時報警。③起升高油壓保護當(dāng)起升機構(gòu)超載以致使高壓管路中的油壓升高到25MPa以上時，則相應(yīng)的壓力繼電器就會動作，如壓力升高持續(xù)3s，則

21、就會使起升動作中斷，同時報警。④高油溫保護 當(dāng)中心機組油溫高于85℃時，則電路中的溫度繼電器就會斷路，使主電機斷電并報警。⑤低油位保護 當(dāng)中心機組油位低于規(guī)定值時，油位繼電器就會斷路，并在持續(xù)3s以后使主電機斷電并報警。,9-4-1-4 電氣工作狀況保護,①主電機過電流保護當(dāng)主電機電流高于額定值一段時間以后，則熱敏元件就會動作，使主電機斷電并報警。②主電機高溫保護當(dāng)主電機溫度上升到155℃以上時，電機繞組內(nèi)的熱敏元件就會動

22、作，使主電機斷電停車。③電子放大器(比例電磁線圈用)高溫保護當(dāng)電子放大器溫度高于85℃時，通過熱敏電阻就會切斷控制回路并發(fā)出警報。④控制電流過高保護當(dāng)控制電流大于16A，則主開關(guān)就會跳閘。除上述各種安全保護外，在電氣主回路中還設(shè)有短路保護和過載保護以及主電機起動時自動進行Y-?轉(zhuǎn)換，經(jīng)10s后轉(zhuǎn)換結(jié)束，正常運行指示燈亮等。,9-4-2-1 起升回路液壓系統(tǒng),圖9—16所示的是起升回路液壓系統(tǒng)圖(圖注略)。其功能如下。當(dāng)控制手

23、柄位于中位時，斜軸式變量泵1111和1112在中位運轉(zhuǎn)，且馬達控制閥1141—1(在右位)使油缸旁通，油馬達被常閉式制動器剎住，起升系統(tǒng)并不工作。如將控制桿推向“右”側(cè)，則起升系統(tǒng)即處于重載低速工況。這時，控制閥1221的電磁線圈b通電，其B口供油，馬達控制閥1141—1即從圖示的卸荷狀態(tài)轉(zhuǎn)換到中位，于是油馬達全排量工作(低速、大扭矩)。如將控制桿推向“左”側(cè)，則起升系統(tǒng)處于輕載高速工況。這時，控制閥1221的電磁線圈口通電，使A、刀

24、油口同時供油，于是，馬達控制閥1141—l被推向最左位，油馬達僅以一半排量工作，使得馬達的運轉(zhuǎn)速度提高一倍，而其起重能力理論上則降為原來最大起重能方的一半(實際由于摩擦力的影響，只及原來的40％左右)。,9-4-2-1 起升回路液壓系統(tǒng),如果起吊的貨重對高速檔操縱來說已經(jīng)是超負荷了，則壓力開關(guān)1311就會將控制閥1221改為線圈6通電，使馬達控制閥1141—1轉(zhuǎn)換到低速位置(中位)。無論手柄是在高速側(cè)還是在低速側(cè)，只要向前或向后移動手

25、柄，則控制閥1226通電，自1221閥A口來的油就會進入制動油缸1211、1212，使制動器松閘，同時將通過伺服變量機構(gòu)1111—8、—9和1112·8、—9使油泵改變排向和排量，從而相應(yīng)的實現(xiàn)下降和起升。而油泵1111和1112是電液比例泵，其流量(亦即貨物的起落速度)正比于控制手柄的偏移量。,起升回路液壓系統(tǒng),9-4-2-1 起升回路安全保護元件,(1)安全閥1111(1112)—2、3和制動溢流閥1141-2．1及2．2

26、如果回路中的壓力高于限定值或回路中有液壓沖擊，將會被這些閥件釋放，(2)壓力開關(guān)131l(過載閥)當(dāng)回路在高速操縱過載時，壓力開關(guān)1311就會將裝置切換成低速運行狀態(tài)而當(dāng)回路在低速操縱時過載就會停止泵電動機的工作，(3)壓力開關(guān)1381如果回路的補油壓力不足，則此壓力開關(guān)就會停止泵電動機的工作，以確保安全。,9-4-2-1 起升回路安全保護元件,為了便于工作油液散熱，起升系統(tǒng)采用的是半閉式系統(tǒng)。圖9—16的下部示出補油控制

27、回路的液壓系統(tǒng)。輔泵4113輸出的油經(jīng)單向閥4177和1211(1212)的17、18進入系統(tǒng)低壓則。而低壓側(cè)的部分油液則經(jīng)低壓選擇閥4325 (由系統(tǒng)高壓側(cè)油壓推動液動換向閥4325—1控制)，經(jīng)背壓閥4148、冷卻器4211等流回油箱。補油壓力設(shè)定在1.9～2.5MPa之間，由補油背壓閥4148調(diào)定.控制回路是向制動器及泵伺服變量機構(gòu)等提供控制油?？刂朴蛪簽?.0～3.3MPa，由溢流閥4147整定,9-4-2-2 變幅機構(gòu)

28、液壓系統(tǒng),圖9—17示出了變幅機構(gòu)液壓系統(tǒng)原理圖。通常變幅和回轉(zhuǎn)是用同一個控制手柄進行操作的，前后移動則變幅，左右移動即回轉(zhuǎn)。將控制手柄從中位后移提升吊臂，那么控制閥2221通電上移，接通PA，控制油進入制動器油缸2211，使制動器松閘，同時使中位閥2131—2左移，于是主回路的中位旁通油路切斷，而手柄的偏移量與電磁先導(dǎo)閥9的電流信號大小成正比，從而改變液動換向閥8的偏移量，于是泵1的流量就會正比于手柄的偏移量。從而控制吊臂仰起的速

29、度。俯落吊桿時，只需將控制手柄向前推移，則除了泵的流向改變外，其余功能與仰起時相同。,9-4-2-2 變幅機構(gòu)液壓系統(tǒng),變幅系統(tǒng)也是半閉式系統(tǒng)，部分工作油液從低壓側(cè)油路經(jīng)節(jié)流閥4326泄往油箱。補油則經(jīng)單向閥2111—17、18、11、12及2112—17、16、11、12補入系統(tǒng)。變幅回路設(shè)有以下安全保護元件：制動溢流閥2341—“主油路安全閥2111—2、3及2112—2、3，主泵控制油安全閥2111—4、5及2112

30、3;4、5，壓力開關(guān)2481。如果補油壓力不足，壓力開關(guān)2481就會停止泵電動機的工作。,回轉(zhuǎn)機構(gòu)液壓系統(tǒng),圖9-18,9-4-2-2 回轉(zhuǎn)機構(gòu)液壓系統(tǒng),將控制手柄向左或向右移動(使吊體向左或右回轉(zhuǎn))，則電磁閥3221通電下移使PA接通，于是制動器3211、3212松閘，中位旁通裝置3127—1隔斷油泵3111-1工所產(chǎn)生的壓力油流量將正比于控制手柄的偏移量如要改變回轉(zhuǎn)方向，只需反向操縱控制手柄即可?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)液壓系統(tǒng)也是半閉式系