液壓高空作業(yè)車(chē)有關(guān)安全的功能設(shè)計(jì)

1、液壓高空作業(yè)車(chē)有關(guān)安全的功能設(shè)計(jì)液壓高空作業(yè)車(chē)的安全性一直是這種設(shè)備設(shè)計(jì)中要考慮的重要環(huán)節(jié)。船用液壓升降平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱平臺(tái)是一種比較典型的高空作業(yè)設(shè)備。平臺(tái)的作用是將人員和設(shè)備從甲板送達(dá)近高的雷達(dá)頂部,從事檢修維護(hù)工作,因此該設(shè)備在工作時(shí)對(duì)保證人員的安全提出很高的要求。設(shè)備簡(jiǎn)介平臺(tái)由底座、轉(zhuǎn)臺(tái)、臂架和工作臺(tái)A部分組成。其工作原理如下:通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)上的液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn),并嚙合固定在底座上的大齒輪產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)整工作臺(tái)的方位。"通過(guò)連接在轉(zhuǎn)臺(tái)臂架內(nèi)的伸縮油缸的運(yùn)動(dòng),推動(dòng)多級(jí)臂架內(nèi)的機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的伸縮來(lái)調(diào)整工作臺(tái)與底座的距離。通過(guò)變幅油缸的運(yùn)動(dòng),使臂架與轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)平面的俯仰角發(fā)生變化。通

2、過(guò)這種動(dòng)作的組合和協(xié)調(diào)來(lái)完成工作臺(tái)的空間定位。%通過(guò)下調(diào)平油缸和上調(diào)平油缸的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。使工作臺(tái)在臂架俯仰時(shí)保持水平。問(wèn)題分析和提出技術(shù)要求問(wèn)題分析由于該平臺(tái)工作時(shí)負(fù)載人員和設(shè)備從所處的船甲板平面上升到近高的雷達(dá)天線罩中,工作范圍相當(dāng)大,而且平臺(tái)本身處在船體頂層甲板上,而該甲板距海平面就有高,加上工作臺(tái)距甲板的近高度,因此工作臺(tái)所載的人員和設(shè)備在距海平面"的高度工作,所以如何保證他們的安全是該設(shè)備非常主要的要求,也是液壓統(tǒng)設(shè)計(jì)中除滿足功能外需要考慮的主要問(wèn)題。在設(shè)計(jì)中我們主要考慮個(gè)方面:當(dāng)液壓系統(tǒng)失效時(shí)的情況和液壓系統(tǒng)因停電或電氣等故障發(fā)生停車(chē)的情況。平臺(tái)正在工作時(shí)液壓系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故

3、障:首先從平臺(tái)液壓系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)來(lái)看,由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜和管路眾多,其中有數(shù)根長(zhǎng)達(dá)數(shù)十米的軟管。這些軟管及所配的接頭隨著工作臺(tái)的動(dòng)作不斷地運(yùn)動(dòng)和彎曲,因此系統(tǒng)管路破裂和泄漏是液壓系統(tǒng)失效的一種主要形式;其次系統(tǒng)閥件在運(yùn)行過(guò)程中失效,會(huì)造成系統(tǒng)運(yùn)行失效而被迫停車(chē)。電氣故障停車(chē)還有一種情況就是在液壓系統(tǒng)正常的情況下,由于液壓系統(tǒng)所屬的電氣系統(tǒng)失效(包括控制系統(tǒng)失效造成系統(tǒng)突然被迫停車(chē)。更多的可能是在正常工作時(shí)發(fā)生突然停電的異常停車(chē)使人員滯留在高空。技術(shù)要求根據(jù)以上的分析,在設(shè)計(jì)中對(duì)平臺(tái)液壓系統(tǒng)針對(duì)性地提出了一些具體的技術(shù)要求。針對(duì)液壓系統(tǒng)失效的情況首先,在設(shè)計(jì)中液壓管路盡可能使用硬管,并保證軟管的配管要

4、求,減少因系統(tǒng)管路破裂和泄漏造成液壓系統(tǒng)失效的可能性;其次,在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中失效時(shí),作為液壓系統(tǒng)本身必須能可靠地保證高空作業(yè)人員所在的工作臺(tái)能穩(wěn)得住,下得來(lái)。必須保證如果發(fā)生液壓系統(tǒng)失效時(shí),不能發(fā)生突然的臂架墜落,工作臺(tái)傾翻,危及工作臺(tái)上的人員和設(shè)備的安全。而且還要通過(guò)其它方法使工作臺(tái)能平穩(wěn)地回降到甲板上。針對(duì)電氣故障停車(chē)的情況針對(duì)由于電氣系統(tǒng)失效(包括控制系統(tǒng)失效造成系統(tǒng)突然被迫停車(chē),以及在正常工作時(shí)發(fā)生突然停電的停車(chē),電器控制可考慮多余度控制,能源供應(yīng)可采用外接電源加自備動(dòng)力的方式。但由于必須考慮到成本的因素,我們?cè)谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)系統(tǒng)預(yù)置方案,在設(shè)備出現(xiàn)以上情況時(shí)液壓系統(tǒng)能通過(guò)簡(jiǎn)單的操作使

5、在高空工作的人員及設(shè)備安全返回甲板。具體方案為了使平臺(tái)在液壓系統(tǒng)或管路因意外突然發(fā)生損壞時(shí),保證工作臺(tái)不產(chǎn)生突然的臂架墜落或工作臺(tái)傾翻等危及人員設(shè)備安全的情況。我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)每一個(gè)系統(tǒng)的不同情況采取了不同的方案。同時(shí)對(duì)于在設(shè)備出現(xiàn)因突然停電等造成系統(tǒng)被迫停車(chē),我們?cè)O(shè)計(jì)了應(yīng)急下放系統(tǒng),通過(guò)簡(jiǎn)單的操作使滯留在高空的人員及設(shè)備安全返回甲板。調(diào)平鎖緊回路在調(diào)平系統(tǒng)中,主要是采取液壓回路中的鎖緊回路。我們?cè)谥С泄ぷ髋_(tái)保持其水平的上調(diào)平油缸的液壓油路中加入了一個(gè)疊加式液控單向閥,見(jiàn)圖!。這樣在工作過(guò)程中,只有上調(diào)平油缸有桿腔有油壓時(shí)才能打開(kāi)油缸無(wú)桿腔出口處的單向閥使無(wú)桿腔的油能排出,這時(shí)上調(diào)平油缸才能回縮

6、,工作臺(tái)才能向下擺。反之也是如此,只有當(dāng)上調(diào)平油缸無(wú)桿腔有壓力時(shí)才能打開(kāi)有桿腔出口處的單向閥,使有桿腔的油能排出,使工作臺(tái)動(dòng)作。而在實(shí)際施工時(shí)這兩個(gè)液控單向閥是以疊加形式裝在油缸尾部,與油缸無(wú)其它管路連接,因此當(dāng)連接上調(diào)平油缸的系統(tǒng)軟硬管路因意外原因發(fā)生管路破損無(wú)油上供時(shí),工作臺(tái)不會(huì)因管路突然破損使油缸中的油泄出造成突然回縮使工作臺(tái)傾翻,會(huì)保持原來(lái)的位置,只是失去自動(dòng)調(diào)平功能而已,不會(huì)產(chǎn)生重大事故。伸縮平衡回路在伸縮系統(tǒng)中,我們也采取了措施,主要是利用液壓回路中的平衡回路。在伸縮油缸的有桿腔和無(wú)桿腔的油路進(jìn)入口接上一個(gè)雙聯(lián)液控單向順序閥。其工作原理如下:液控單向順序閥的順序閥調(diào)整壓力應(yīng)稍大于最

7、大工作壓力,實(shí)際調(diào)試中采取當(dāng)臂架處于上仰最大角度和下俯最大角度兩個(gè)位置加上最大試驗(yàn)負(fù)載,分別調(diào)節(jié)兩個(gè)閥中的順序閥的開(kāi)啟壓力,使其壓力分別略大于臂架自縮和自伸的壓力,這樣只有當(dāng)(油路有壓力油時(shí),并克服閥中的順序閥的調(diào)定的開(kāi)啟壓力時(shí),伸縮缸有桿腔的油才能進(jìn)入油口排出油缸,這時(shí)伸縮缸才能伸出活塞桿,臂架才能伸長(zhǎng),反之,只有在油路有一定壓力的液壓油時(shí),臂架才能回縮,而這兩只液控單向閥直接安裝在臂架伸縮油缸的缸體上,這樣當(dāng)該閥體下的管路因意外系統(tǒng)油路管路損壞時(shí)臂架依然能保持原有位置,而如果臂架上仰并伸出,工作臺(tái)處于高空狀態(tài)時(shí),可由下面操作人員緩慢調(diào)低順序閥開(kāi)啟壓力,這樣控制臂架回縮至全縮狀態(tài)。變幅平衡回

8、路在變幅系統(tǒng)中,我們采取了類(lèi)似伸縮系統(tǒng)中的措施,見(jiàn)圖變幅系統(tǒng)油路該系統(tǒng)的區(qū)別在于油缸在任何工況下只有自縮的傾向,因此只在變幅油缸的無(wú)桿腔油路進(jìn)入口接上一個(gè)液控單向順序閥,閥門(mén)開(kāi)啟壓力控制口接在有桿腔。原理和調(diào)整原則同中所述。應(yīng)急下放系統(tǒng)為了保證平臺(tái)工作過(guò)程中,由于供電中斷或其它情況造成液壓系統(tǒng)停車(chē)時(shí),正在高空工作的人員及設(shè)備能安全返回地面,我們?cè)谝簤合到y(tǒng)中設(shè)置了一個(gè)應(yīng)急下放系統(tǒng),其基本原理見(jiàn)圖%。它主要是由個(gè)高壓截止閥組成,平時(shí)它們處于截止?fàn)顟B(tài),保持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。原理圖中下面油路除回油口外均與換向閥連接,換向閥的中位機(jī)構(gòu)均為型。當(dāng)發(fā)生故障時(shí),可視為不通。在發(fā)生液壓系統(tǒng)停車(chē)故障時(shí):首先用手工操

9、作打開(kāi)號(hào)截止閥。這時(shí)利用臂架和工作臺(tái)自重產(chǎn)生的負(fù)載驅(qū)動(dòng)變幅油缸的無(wú)桿腔產(chǎn)生油壓。由于截止閥已導(dǎo)通,油壓直接驅(qū)動(dòng)伸縮油缸的活塞迫使伸縮油缸回縮使臂架縮回。縮回中利用啟閉截止閥來(lái)控制臂架縮回速度。然后等臂架全部縮回后關(guān)閉號(hào)截止閥,通過(guò)啟閉$號(hào)截止閥來(lái)控制變幅油缸單獨(dú)回縮,使臂架下擺直至工作臺(tái)完全下降到安全位置。這時(shí)全部關(guān)閉截止閥,系統(tǒng)又恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài),等系統(tǒng)修復(fù)或恢復(fù)供電時(shí),重新啟動(dòng)液壓系統(tǒng),平臺(tái)又可正常工作。在調(diào)平系統(tǒng)中:由于上調(diào)平油缸在高空支撐著工作臺(tái),只是利用下調(diào)平油缸在臂架角度變化時(shí)伸縮產(chǎn)生的壓力油使其隨動(dòng)伸縮,保證工作臺(tái)隨時(shí)水平。在發(fā)生事故時(shí)反應(yīng)速度要求快、油路封閉可靠無(wú)內(nèi)泄漏,所以采取液控單向閥的形式。在伸縮系統(tǒng)中:首先在發(fā)生事故時(shí),除滿足立即自動(dòng)鎖閉油路之外,然后還必須通過(guò)人工操作閥門(mén)使油缸回縮使在工作臺(tái)上的人員和設(shè)備下來(lái)。其次由于油缸比較大,對(duì)閥件的內(nèi)泄