第九章 起貨機(jī)

第九章起貨機(jī)

cargowinch第一節(jié)概述第二節(jié)第三節(jié)液壓起貨機(jī)的操縱機(jī)構(gòu)第四節(jié)回轉(zhuǎn)式起貨機(jī)的液壓系統(tǒng)實(shí)例第一節(jié)概述一、類型按形式分類：1.吊桿式起貨機(jī)（雙吊桿式、單吊桿式）2.回轉(zhuǎn)式起貨機(jī)（克令吊crane）按動(dòng)力能源分類：1.電動(dòng)起貨機(jī)2.液壓起貨機(jī)重量輕，體積小，操作輕便，工作平穩(wěn)可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，能吸收沖擊負(fù)荷和自動(dòng)防止過載具有良好的制動(dòng)能力系統(tǒng)中充滿油液，部件磨損少，傳動(dòng)效率高對(duì)環(huán)境的溫、濕度也不太敏感加工精度要求高，制造、安裝較復(fù)雜二、對(duì)起貨機(jī)的基本技術(shù)要求1.能以額定的起貨速度吊起額定的負(fù)荷2.方便靈活的起、落貨物3.能在較廣的范圍調(diào)節(jié)運(yùn)行速度4.能可靠地制動(dòng)除上述各項(xiàng)基本要求以外，還應(yīng)具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操縱容易、工作可靠、便于維修等。上述要求規(guī)定了起貨機(jī)：必須具有足夠的功率；必須具有反轉(zhuǎn)或換向的能力；必須能夠調(diào)速和限速；需設(shè)常閉式制動(dòng)設(shè)備和機(jī)械固鎖裝置，以便有效制動(dòng)和鎖緊。第二節(jié)起貨機(jī)的液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)分類按額定工作壓力：高壓系統(tǒng)

(＞20Mpa)

中高壓系統(tǒng)(10～20Mpa)

中壓系統(tǒng)(6.3~10Mpa)

低壓系統(tǒng)(＜6.3Mpa)按油液循環(huán)方式：開式系統(tǒng)(油液返回到油箱)閉式系統(tǒng)(油液返回到油泵的吸入口)

按功能分類：起貨機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、走行機(jī)構(gòu)和支撐機(jī)構(gòu)等液壓系統(tǒng)開式系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，初置費(fèi)較低油液在油箱中可很好地散熱冷卻．和沉淀雜質(zhì)；并可用一臺(tái)油泵同時(shí)驅(qū)動(dòng)幾部工作機(jī)械；但油在油箱中接觸空氣，空氣容易滲入，引起系統(tǒng)工作不夠穩(wěn)定；必須采用換向滑閥，以實(shí)現(xiàn)換向調(diào)速；使油液容易發(fā)熱使系統(tǒng)工作的經(jīng)濟(jì)性降低應(yīng)用于功率較小場(chǎng)合，油泵須有良好自吸性能。閉式系統(tǒng)比較復(fù)雜，初置費(fèi)較高散熱條件差，油液的補(bǔ)充和冷卻必須重視；不能用一臺(tái)油泵同時(shí)驅(qū)動(dòng)幾部起貨機(jī)或其它工作機(jī)械；可采用雙向變量油泵；易于實(shí)現(xiàn)換向和容積調(diào)速，利于經(jīng)濟(jì)性提高在落貨時(shí)能將油泵轉(zhuǎn)變?yōu)橛婉R達(dá)，使落貨速度受到限制，并回收能量；閉式系統(tǒng)采用輔泵補(bǔ)油或重力補(bǔ)油，對(duì)油泵的自吸性能要求也不太高；在功率較大的系統(tǒng)中，較多采用。9-2-2起升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)其負(fù)載的主要特點(diǎn)是：靜負(fù)荷(貨物的重力)始終單向作用故不論起吊、下放還是使貨物制動(dòng)，液壓系統(tǒng)中始終有一部分管路承受高壓，以產(chǎn)生與貨物重力相平衡的液壓力對(duì)這類機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)就要求能控制落貨速度，以防因重力作用而過快墮落，而制動(dòng)后需能握持貨重，使其不會(huì)自行下滑9-2-2起升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)1.閥控型開式起升系統(tǒng)（1）換向與調(diào)速調(diào)速方法：①串聯(lián)節(jié)流調(diào)速②并聯(lián)節(jié)流調(diào)速③溢流節(jié)流調(diào)速這三種方式因必須使油泵排出的多余油液重返油箱，使供至執(zhí)行機(jī)構(gòu)的油液經(jīng)過節(jié)流，故功率損失不可避免，而使油液發(fā)熱。閥控式開式起升系統(tǒng)原理圖①串聯(lián)節(jié)流調(diào)速換向閥采用閉式過渡結(jié)構(gòu)(一離開中位PT即關(guān)斷)溢流閥保持換向閥前的油壓不變，改變換向閥的閥芯的位置，使通流面積改變，流經(jīng)換向閥的液阻改變，輸往執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量因而改變。特點(diǎn)：調(diào)速效率低，功率損失大，油液發(fā)熱厲害，調(diào)速不平穩(wěn)，啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生液壓沖擊。閥控式開式起升系統(tǒng)原理圖②并聯(lián)節(jié)流調(diào)速換向閥從中位右移，PA打開時(shí)PT并不立即隔斷，而是隨PA開大而逐漸關(guān)小特點(diǎn)：調(diào)速比較平穩(wěn)，但換向閥操作過猛時(shí)仍可產(chǎn)生液壓沖擊。③溢流節(jié)流調(diào)速特點(diǎn)：調(diào)速平穩(wěn)，調(diào)速效率較高。定差溢流閥手動(dòng)換向閥定差溢流閥兩端油腔壓差保持恒定，液流經(jīng)換向閥的流量，取決于換向閥的閥芯位置。（2）限速和制動(dòng)使用關(guān)閉嚴(yán)密的液控?fù)Q向閥或平衡閥，雖可以有效地實(shí)現(xiàn)液壓制動(dòng)，但油馬達(dá)難免存在漏泄，為保證貨物懸在空中而不會(huì)下滑，還設(shè)有機(jī)械制動(dòng)器。延時(shí)抱閘制動(dòng)器—油馬達(dá)停止后抱閘。即時(shí)抱閘制動(dòng)器—油馬達(dá)停止前抱閘。

①單向節(jié)流閥5限速，液控單項(xiàng)閥4液壓制動(dòng)；

②平衡閥4限速，制動(dòng)器7制動(dòng)。②平衡閥限速閥4內(nèi)泄式順序閥+單向閥ｂac平衡閥限速的閥控式開式起升系統(tǒng)原理圖（3）限壓保護(hù)安全閥2防止起貨機(jī)超負(fù)荷時(shí)，因油泵排壓過高，導(dǎo)致原動(dòng)機(jī)過載或裝置損壞。制動(dòng)溢流閥5防止液壓因液壓制動(dòng)而過分升高。（閥5的整定壓力比閥2的整定壓力高---5％～10％。）平衡閥限速的閥控式開式起升系統(tǒng)原理圖閥控型開式液壓系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單油液在油箱中亦能較好地散熱和沉淀雜質(zhì)但必須采用節(jié)流調(diào)速和能耗限速工作時(shí)能量損失較大油液容易發(fā)熱而且空氣滲入機(jī)會(huì)較多也易導(dǎo)致油液變質(zhì)多應(yīng)用于壓力較低，功率較小或不經(jīng)常工作的場(chǎng)合2.泵控型開式起升系統(tǒng)（1）換向與調(diào)速圖示為變向變量泵供油，改變油泵的吸排油方向?qū)崿F(xiàn)油馬達(dá)的換向。n1、q1---油泵轉(zhuǎn)速和每轉(zhuǎn)排量n2、q2---油馬達(dá)轉(zhuǎn)速和每轉(zhuǎn)排量油泵變量時(shí)，油馬達(dá)的轉(zhuǎn)速也隨之改變，并可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。泵控型閉式起升系統(tǒng)原理圖（2）限速和制動(dòng)再生限速—重物下降時(shí)回收利用其位能。閉式液壓系統(tǒng)不論其采用的油泵和油馬達(dá)是否可以變量，在限制下降速度的原理上，都與開式系統(tǒng)有本質(zhì)的不同。這是因?yàn)椋涸陂]式系統(tǒng)中，當(dāng)貨物下降時(shí)，油馬達(dá)在貨重造成的轉(zhuǎn)矩作用下，就將轉(zhuǎn)變?yōu)橛捅?，而油泵則轉(zhuǎn)化為油馬達(dá)工況，強(qiáng)迫電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。如電機(jī)轉(zhuǎn)速超過磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速時(shí)就會(huì)將能量反饋給電網(wǎng)，并使電機(jī)的轉(zhuǎn)速受到限制，從而使油馬達(dá)的轉(zhuǎn)速受到限制。泵控型閉式起升系統(tǒng)原理圖泵控型閉式起升系統(tǒng)原理圖油泵變量機(jī)構(gòu)處于中位時(shí)，理論上能實(shí)現(xiàn)液壓制動(dòng)，實(shí)際上，由于各傳動(dòng)桿件之間的間隙，油泵并未真正回到中位，為解決油泵的回中誤差，在系統(tǒng)中加設(shè)了中位閥11。油泵操縱手柄回中時(shí)，閥6斷電，閥11泄油，溝通泵吸排管路。即時(shí)抱閘、延時(shí)松閘—閥7、閥6。防意外失電—閥6。單向節(jié)流閥10—防止中位閥11或制動(dòng)閥8失靈。（3）限壓保護(hù)安全溢流閥—閥12（4）失壓保護(hù)防油管破損墜貨—閥5（5）系統(tǒng)補(bǔ)油和散熱低壓側(cè)油液經(jīng)低壓選擇閥13、背壓閥14、冷卻器15到油箱。工作中從低壓側(cè)補(bǔ)油—新油由輔泵2、濾器3、單項(xiàng)閥到低壓側(cè)。為確保部分油液的更換和冷卻，背壓閥14的整定壓力須比溢流閥4略低。泵控型閉式起升系統(tǒng)原理圖用容積調(diào)速，調(diào)速時(shí)不產(chǎn)生額外的節(jié)流損失；落貨時(shí)進(jìn)行能量反饋，工作經(jīng)濟(jì)性大大提高，減少了油液發(fā)熱，因而更適應(yīng)高壓；油液污染和進(jìn)入空氣的可能性也大大減小但系統(tǒng)采用變量油泵，設(shè)備比較復(fù)雜，初置費(fèi)也因而提高。9-2-2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)特點(diǎn)靜負(fù)荷、數(shù)值不大、起始和制動(dòng)時(shí)慣性負(fù)荷較大；雙向承受負(fù)荷，兩側(cè)主油路都可能出現(xiàn)高壓，與高壓有關(guān)的元件均按雙向工作考慮；制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性能量靠液壓制動(dòng)時(shí)制動(dòng)溢流閥的節(jié)流來(lái)消耗，并配有機(jī)械制動(dòng)器，制動(dòng)器為延時(shí)抱閘，第三節(jié)液壓起貨機(jī)的操縱機(jī)構(gòu)分類：機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)液壓式操縱機(jī)構(gòu)（手動(dòng)液壓操縱、輔泵供油式）電液式操縱機(jī)構(gòu)（比例電液換向閥、電磁比例泵）手動(dòng)液壓操縱機(jī)構(gòu)（操縱和補(bǔ)償兩大部分）1.液壓式操縱機(jī)構(gòu)輔泵供油式液壓操縱機(jī)構(gòu)（輔泵供油、雙聯(lián)手動(dòng)比例減壓閥控制）手控比例減壓閥出油口A輸出油壓：pA=ps/aa—閥芯下端面的受壓面積PA近似與手柄的轉(zhuǎn)角和推力成正比，這樣操縱手控比例減壓閥控制液控?fù)Q向閥或變量油泵，即可使起貨機(jī)實(shí)現(xiàn)起動(dòng)、停車、換向和變速。1.復(fù)位彈簧；2.閥芯；3.平衡彈簧；4導(dǎo)桿；5.滑動(dòng)套；6.螺釘；7.觸頭；8.蝶形盤；9.手柄2電氣式操縱機(jī)構(gòu)操作輕便，不受距離遠(yuǎn)近的影響(1)應(yīng)用比例電磁(液)換向閥的電氣式操縱機(jī)構(gòu)

對(duì)于閥控型系統(tǒng)，采用比例電磁(液)換向閥，換向閥位移的方向和大小由控制該閥的電流方向大小決定，因而就可藉以進(jìn)行換向和調(diào)速。(2)應(yīng)用電磁比例泵的電氣式操縱機(jī)構(gòu)對(duì)于泵控型系統(tǒng)，改變電液比例泵控制電流方向與大小即可改變泵的排油方向和流量，直接實(shí)現(xiàn)換向和容積調(diào)速。此外，可利用電磁比例行程控制器控制普通隨動(dòng)變量油泵的導(dǎo)閥來(lái)進(jìn)行換向和調(diào)速第四節(jié)回轉(zhuǎn)式起貨機(jī)的液壓系統(tǒng)實(shí)例一、利布赫爾（LIEBHERR）B5/14-16型回轉(zhuǎn)式起貨機(jī)液壓系統(tǒng)二、赫格隆（HAGGLUNDS）G4024型回轉(zhuǎn)式起貨機(jī)液壓系統(tǒng)組成：1.起升機(jī)構(gòu)2.回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3.變幅機(jī)構(gòu)4.安全保護(hù)機(jī)構(gòu)雙向比例變量泵斜軸式柱塞泵雙向比例變量泵伺服變量機(jī)構(gòu)的控制油壓力記憶繼電器高壓繼電器?比例線圈（手柄控制）液壓制動(dòng)器來(lái)自輔泵低壓選擇閥（補(bǔ)油）剎車控制閥限壓溢流閥系統(tǒng)組成：雙向比例變量泵A；定量馬達(dá)C；雙向安全溢流閥14a、14b；高壓繼電器16補(bǔ)油和散熱：低壓選擇閥7；補(bǔ)油單向閥15制動(dòng)：剎車制動(dòng)閥12；壓力記憶繼電器18；機(jī)械制動(dòng)器8停車后重新啟動(dòng)時(shí)，保證制動(dòng)器只有當(dāng)高壓管路建立起停車前的油壓時(shí)才能松閘，以防過早松閘導(dǎo)致貨物瞬間下墜，并防止液壓沖擊。搖臂記憶，油壓恢復(fù)開關(guān)接通雙向比例變量泵的功率限制器當(dāng)負(fù)荷越大時(shí)，高壓油管的壓力越高，功率控制器4的活塞位移越大，即通過限制伺服滑閥5的最大位移的方法限制油泵最大流量，從而實(shí)現(xiàn)功率限制。限壓溢流閥雙向比例變量泵斜軸式柱塞泵齒輪補(bǔ)油泵控制油齒輪泵氣體蓄能器剎車控制閥液壓制動(dòng)器低壓選擇閥（補(bǔ)油）?比例線圈（手柄控制）高壓內(nèi)齒輪泵開式液壓系統(tǒng)?電磁比例先導(dǎo)閥液動(dòng)主換向閥（三位六通）直動(dòng)溢流閥定差溢流閥直動(dòng)溢流閥機(jī)械限位保護(hù)①吊鉤高位保護(hù)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(shí)，即會(huì)使電氣限位開關(guān)動(dòng)作，這時(shí)相應(yīng)的控制電路斷開了，于是起升吊鉤或俯下吊臂也就無(wú)法進(jìn)行。

②吊貨索滾筒終端保護(hù)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(shí)，都會(huì)使各自的限位開關(guān)動(dòng)作，從而使操作無(wú)法再繼續(xù)進(jìn)行。順便指出，在采用油馬達(dá)作變幅機(jī)構(gòu)執(zhí)行元件的起貨機(jī)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(shí)用鑰匙閉合相應(yīng)的手動(dòng)開關(guān)，才能在最低限位角下操縱吊臂。此外，上述的限位保護(hù)也有的靠在液壓系統(tǒng)中設(shè)置頂桿式機(jī)械控制滑閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于這樣的起貨機(jī)，使用時(shí)必須注意防止頂桿和滑閥卡阻。設(shè)備連鎖保護(hù)①通風(fēng)門連鎖保護(hù)作業(yè)時(shí)起貨機(jī)中心機(jī)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(jī)就不能起動(dòng)。②油冷卻器連鎖保護(hù)作業(yè)時(shí)，必須將油冷卻器風(fēng)機(jī)的電源開關(guān)打開，以便由電路中的相應(yīng)的溫度繼電器加以控制，否則主電機(jī)也不能起動(dòng)，并且報(bào)警。③電機(jī)的自動(dòng)加熱和除潮在起貨機(jī)的電機(jī)中設(shè)有200W的電加熱器，工作時(shí)只要將其手動(dòng)開關(guān)閉合，就會(huì)使電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)以前和暫停工作期間因常閉觸頭閉合而投人工作，以保護(hù)電機(jī)不受潮氣侵襲。液壓油工作狀況保護(hù)①補(bǔ)油低壓保護(hù)當(dāng)補(bǔ)油壓力低于0.6MPa時(shí)，壓力繼電器就會(huì)動(dòng)作，使起升和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)無(wú)法動(dòng)作，并在控制手柄一離中位時(shí)就會(huì)報(bào)警。②控制油低壓保護(hù)當(dāng)控制油壓低于1MPa時(shí)，延時(shí)3s后相應(yīng)的壓力開關(guān)就會(huì)動(dòng)作，切斷主電機(jī)控制電路，同時(shí)報(bào)警。⑧起升高油壓保護(hù)當(dāng)起升機(jī)構(gòu)超載以致使高壓管路中的油壓升高到25MPa以上時(shí)，則相應(yīng)的壓力繼電器就會(huì)動(dòng)作，如壓力升高持續(xù)3s，則就會(huì)使起升動(dòng)作中斷，同時(shí)報(bào)警。④高油溫保護(hù)當(dāng)中心機(jī)組油溫高于85℃時(shí)，則電路中的溫度繼電器就會(huì)斷路，使主電機(jī)斷電并報(bào)警。⑤低油位保護(hù)當(dāng)中心機(jī)組油位低于規(guī)定值時(shí)，油位繼電器就會(huì)斷路，并在持續(xù)3s以后使主電機(jī)斷電并報(bào)警。電氣工作狀況保護(hù)①主電機(jī)過電流保護(hù)當(dāng)主電機(jī)電流高于額定值一段時(shí)間以后，則熱敏元件就會(huì)動(dòng)作，使主電機(jī)斷電并報(bào)警。②主電機(jī)高溫保護(hù)當(dāng)主電機(jī)溫度上升到155℃以上時(shí)，電機(jī)繞組內(nèi)的熱敏元件就會(huì)動(dòng)作，使主電機(jī)斷電停車。③電子放大器(比例電磁線圈用)高溫保護(hù)當(dāng)電子放大器溫度高于85℃時(shí)，通過熱敏電阻就會(huì)切斷控制回路并發(fā)出警報(bào)。