回轉式起貨機的液壓系統(tǒng)實例

1、第四節(jié)第四節(jié)回轉式起貨機的液壓系統(tǒng)實例回轉式起貨機的液壓系統(tǒng)實例9-4 回轉式起貨機的液壓系統(tǒng)實例w 在各種液壓起貨機中，回轉式起貨機的液壓系統(tǒng)比較復雜，因此，下面就選擇較具典型意義的回轉式起貨機的液壓系統(tǒng)加以說明。有關的技術數據請參閱說明書。 w 一、利布赫爾(LIEBHERR)B51416型回轉式起貨機的液壓系統(tǒng)w 圖911即為B51416型起貨機起升機構的液壓系統(tǒng)圖(圖注略)。w 9-11 利布赫爾B51416起貨機液壓系統(tǒng)起升機構原理 利布赫爾B5-16起貨機9-4-1 起升機構液壓系統(tǒng)w 起升機構液壓系統(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

2、和制動時限壓，系統(tǒng)設有溢流閥14a，14b。w 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25MPa。w 當高壓管路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 起升機構液壓系統(tǒng)w 由于起升機構只有單側油路承受高壓，故用來泄油的低壓選擇閥7采用二位閥。w 補充油液由齒輪補油泵月(見圖914)經濾器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。w 膜片式氣體蓄能器2

3、2的工作原理類似往復泵的空氣室，用以保持一定的補油壓力。w 當低壓管路壓力低于補油壓力繼電器13的整定值06MPa時，起升(或回轉)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 起升機構液壓系統(tǒng)w 油泵A的伺服變量機構的控制油由齒輪泵D(見圖914)經管路28供給，控制油壓由溢流閥29決定，整定值為35MPa。w 膜片式氣體蓄能器27用以保持控制油壓穩(wěn)定。當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。w 當控制手柄朝“起吊”方向板動時，比例線圈61Y1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

4、量都與之成比例。w 無論是將起升機構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開關閉合，9-4-1 起升機構液壓系統(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。w 系統(tǒng)加設壓力記憶繼電器是為了在停車后重新起動時，保證制動器只有當高壓管路中恰好建立起停車前的油壓時方能松閘，以防止過早松閘導致貨物瞬間下墜，產生液壓沖擊。w 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w 起升時，高壓油管根據負荷大小產生一定的工作油壓，該油壓通過主活塞3將搖臂6頂到一定的角度，同

5、時使開關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的移動而轉動。9-4-1 壓力記憶繼電器的工作原理w 當起升中途停車時，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5開啟。這樣，當重新起動而“起升”時，在高壓管 路中的油壓尚未恢復到原來的數值以前，由 于開關5尚未接通，制動器就不會松閘，只有當主管中的油壓恢復到原來的工作油壓時，活塞3才會被

6、推回到先前的位置，將開關5閉合，這時制動器才會松閘.9-4-1 起升機構液壓系統(tǒng)w 當將起升機構的控制手柄扳下“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，故在電路設計上仍然是先使比例線圈61Y1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61Y2也才會通電，并使61Y1同時斷電，于是泵A也就轉而向低壓油管5供油。w 當手柄扳回中間位置時，61Y1或61Y2失電，伺服裝置使泵A回復零位，而且只有當泵A回到零位并使其零位開關斷開時，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

7、抱閘而導致制動帶的嚴重磨損。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w 圖913給出了比例泵功率限制器(圖911中的元件17)的原理。由圖可見，當負荷越大時，高壓油管中的工作油壓就越高，功率控制器4油缸中的活塞也就會產生更大的位移，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，從而實現功率限制。9-4-1-2 回轉機構的液壓系統(tǒng)w 回轉機構的液壓系統(tǒng)如圖914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)。由于回轉機構的兩條主油路34、

8、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，其泄油壓力由溢流閥36整定為2.8MPa。w 油泵E也采用與起升機構類似的電氣操縱機構。當船舶傾斜以致使回轉負荷增加時，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梭閥32進入恒功率限制器31的油缸，使泵正的流量調節(jié)范圍受到限制。w 回轉機構的其它工作情況與起升機構類似，但不設壓力記憶繼電器，控制用油由補油泵B供給。9-4-1-2 變幅機構液壓系統(tǒng)w 該起貨機采用雙作用油缸Ka、kb作變幅機構的執(zhí)行元件，見圖9-14。油泵G采用可同時補償徑向和軸向間隙的高壓內齒輪泵

9、。w 由于變幅機構工作時間較少，泵的流量亦較小，故而采用了運行經濟性雖然較差，但卻比較簡單的開式系統(tǒng)。w 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合閥；它是一種多功能的組合閥，包括電磁式比例先導閥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組成)、定差溢流閥65和直動溢流閥77。9-4-1-2 變幅機構液壓系統(tǒng)w 裝置起動后，當變幅控制手柄置于中位時，上仰比例電磁線圈62Y1和下俯比例電磁線圈62Y2都不通電，先導閥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

10、下框所示的狀態(tài)，使定差溢流閥65的彈簧側油腔經冷卻器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)回轉機構原理圖9-4-1-3 變幅機構液壓系統(tǒng)w 如將控制手柄向上仰方向扳動，則比例電磁閥62Y1就嘗通過與手柄扳動幅度成正比的電流，使先導閥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。w 在主閥閥芯與導閥之間設有反饋桿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：經油路72頂開平

11、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油路71主閥70的月：油口和T油口返回油箱，于是吊臂仰起。w 主閥的A2油口則使輸出的油壓經節(jié)流孔75、下移的滑閥76通到定差溢流閥65的彈簧側油腔，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，從而實現了溢流節(jié)流調速，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。w 當吊臂仰起時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，于是定差溢流閥65又會像先導溢流閥的主閥那樣開啟泄油。利布赫爾B5/14-

12、16起貨機液壓系統(tǒng)變幅機構原理圖9-4-1-3 變幅機構液壓系統(tǒng)w 當控制手柄向下俯方向扳動時，比例電磁線圈62Y2就會通電，使主閥70，按比例左移，于是主泵G的排油也就經主閥上的刀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。w 圖中，油冷卻器69采用風冷，所用風機由起貨機電路中的溫度繼電器控制，當機房溫度高于10時，該溫度繼電器就會使風機自動起動，而當機房溫度低于10時

13、，則又停掉風機，并使機房電加熱器投人工作。 9-4-1-4 機械限位保護w 吊鉤高位保護 在起升吊鉤或俯下吊臂的過程中，當吊鉤接近吊臂前端時，即會使電氣限位開關動作，這時相應的控制電路斷開了，于是起升吊鉤或俯下吊臂也就無法進行。w 吊貨索滾筒終端保護 當吊貨索滾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動作，從而使操作無法再繼續(xù)進行。w 在采用油馬達作變幅機構執(zhí)行元件的起貨機中，還設有吊臂高位和低位(通常約在水平線以上250)限制，并只有在作業(yè)開始和結束時用鑰匙閉合相應的手動開關，才能在最低限位角下操縱吊臂。w 上述的限位保護也有的靠在液壓系統(tǒng)中設置頂桿式機械控

14、制滑閥來實現的，對于這樣的起貨機，使用時必須注意防止頂桿和滑閥卡阻。9-4-1-4 設備連鎖保護w 通風門連鎖保護 作業(yè)時起貨機中心機組前后的通風門必須打開，否則因限位開關不能閉合，主電機就不能起動。w 油冷卻器連鎖保護 作業(yè)時，必須將油冷卻器風機的電源開關打開，以便由智路中的相應的溫度繼電器加以控制，否則主電機也不能起動，并且報警。w 電機的自動加熱和除潮 在起貨機的電機中設有200W的電加熱器，工作時只要將其手動開關閉合，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 w 補油低壓保護 n當補油壓力低于0.6MPa時

15、，壓力繼電e0就會動作，使起升和回轉機構無法動作，并在控制手柄一離中位時就會報警。w 控制油低壓保護n當控制油壓低于1MPa時，延時3s后相應的壓力開關就會動作，切斷主電機控制電路，同時報警。w 起升高油壓保護n當起升機構超載以致使高壓管路中的油壓升高到25MPa以上時，則相應的壓力繼電器就會動作，如壓力升高持續(xù)3s，則就會使起升動作中斷，同時報警。w 高油溫保護 n當中心機組油溫高于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。w 低油位保護 n當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w 主電機過電流保護

16、n當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。w 主電機高溫保護n當主電機溫度上升到155以上時，電機繞組內的熱敏元件就會動作，使主電機斷電停車。w 電子放大器(比例電磁線圈用)高溫保護n當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。w 控制電流過高保護n當控制電流大于16A，則主開關就會跳閘。w 除上述各種安全保護外，在電氣主回路中還設有短路保護和過載保護以及主電機起動時自動進行Y-轉換，經10s后轉換結束，正常運行指示燈亮等。9-4-2-1 起升回路液壓系統(tǒng)w 圖916所示的是起升回路液壓系統(tǒng)圖(圖注略)。其功能如下。w 當控制手柄位于

17、中位時，斜軸式變量泵1111和1112在中位運轉，且馬達控制閥11411(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。w 如將控制桿推向“右”側，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11411即從圖示的卸荷狀態(tài)轉換到中位，于是油馬達全排量工作(低速、大扭矩)。如將控制桿推向“左”側，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、刀油口同時供油，于是，馬達控制閥1141l被推向最左位，油馬達僅以一半排量工作，使得馬達的運轉速度提高一倍，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

18、的影響，只及原來的40左右)。9-4-2-1 起升回路液壓系統(tǒng)w 如果起吊的貨重對高速檔操縱來說已經是超負荷了，則壓力開關1311就會將控制閥1221改為線圈6通電，使馬達控制閥11411轉換到低速位置(中位)。w 無論手柄是在高速側還是在低速側，只要向前或向后移動手柄，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11118、9和11128、9使油泵改變排向和排量，從而相應的實現下降和起升。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

19、保護元件w (1)安全閥1111(1112)2、3和制動溢流閥1141-21及22n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，w (2)壓力開關131l(過載閥)n當回路在高速操縱過載時，壓力開關1311就會將裝置切換成低速運行狀態(tài)n而當回路在低速操縱時過載就會停止泵電動機的工作，w (3)壓力開關1381n如果回路的補油壓力不足，則此壓力開關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w 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)。w 圖916的下部示出補油控制回路的液壓系統(tǒng)。輔泵4113輸出的油經單向閥4177和1211(1212)的17、18進入系統(tǒng)低壓則。w 而低壓側的部分油液則經低壓選擇閥4325 (由系統(tǒng)高壓側油壓推動液動換向閥43251控制)，經背壓閥4148、冷卻器4211等流回油箱。w 補油壓力設定在1.92.5MPa之間，由補油背壓閥4148調定.w 控制回路是向制動器及泵伺服變量機構等提供控制油。w 控制油壓為3.03.3MPa，由溢流閥4147整定9-4-2-2 變幅機構液壓系統(tǒng)w 圖917示出了變幅機構液壓系統(tǒng)原理圖。通常變幅和回轉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。w 將控制手