船舶起貨機(jī)、錨機(jī)和絞纜機(jī)_第1頁
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-.z.船舶起貨機(jī)、錨機(jī)和絞纜機(jī)概述根本要求1.對船舶起貨機(jī)的根本要求:1〕能以額定的起貨速度吊起額定負(fù)載,即要求有足夠的功率;2〕能依操作者要求方便靈敏的起落貨物,即要求便于換向;3〕能根據(jù)吊貨輕重、空鉤或貨物著地等不同情況,在較大圍調(diào)節(jié)運行速度;4〕不管在起貨或落貨過程中,都能根據(jù)需要隨時停頓,并握持貨物,即能可靠地制動。絞車和可令吊的各機(jī)構(gòu)〔油缸傳動的除外〕應(yīng)設(shè)有自動動作的常閉式制動器。行走和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)如不用常閉式制動器則須采用附加平安裝置。2.對錨機(jī)的根本要求:1〕必須由獨立的原動機(jī)或電動機(jī)驅(qū)動并能倒轉(zhuǎn)。對于液壓錨機(jī),其液壓管路如果和其他甲板機(jī)械管路連接時,應(yīng)保證錨機(jī)的正常工作不受影響。2〕起單錨時的平均速度從82.5m水深到27.5m水深應(yīng)不少于9m/min。3〕應(yīng)有足夠的功率。在滿足以上規(guī)定平均速度時拉力應(yīng)不少于41.68d2N,其中d為錨鏈直徑mm,并能連續(xù)工作30分鐘。應(yīng)能在過載拉力〔不小于額定拉力的1.5倍〕作用下連續(xù)工作2分鐘。4〕鏈輪與驅(qū)動軸之間應(yīng)裝有離合器,離合器應(yīng)裝有鎖定裝置;應(yīng)裝有可靠的制動器,制動器剎緊后應(yīng)能承受45%的錨鏈斷裂負(fù)荷的靜拉力;錨鏈必須裝設(shè)有效的止鏈器。3.對絞纜機(jī)的根本要求:絞纜機(jī)應(yīng)能保證船舶在受到6級以下風(fēng)力作用時〔風(fēng)向垂直于船體中心線〕仍能系住船舶。其拉力大小應(yīng)該根據(jù)船舶的尺度按"鋼質(zhì)海船入級建造規(guī)"所推薦的數(shù)字選取。絞纜速度一般為15~30米/分鐘,最大可達(dá)50米/分鐘,到達(dá)額定拉力時速度取下限值。分類按驅(qū)動方式的不同,起貨機(jī)、錨機(jī)和絞纜機(jī)喲偶蒸汽、電動和液壓之分。除少數(shù)油輪還用蒸汽錨絞機(jī)械外,蒸汽甲板機(jī)械已不多見。液壓傳動與電動相比,可aiy低速大扭矩而省去減訴機(jī)構(gòu),使裝置尺寸、重量減輕;而且便于實現(xiàn)無級調(diào)速和微速轉(zhuǎn)動;因為慣性小,起停時對電網(wǎng)的沖擊也小,非常適合頻繁起停和換向;此外,還易于實現(xiàn)過載保護(hù),又能吸收沖擊負(fù)荷,如管理得當(dāng),使用壽命也較長。大液壓裝置對制造和管理的要求較高,價格也比一般的電動要高。隨著生產(chǎn)管理水平的提高,液壓甲板機(jī)械的使用一日益普遍。起貨機(jī)按起貨設(shè)備來分,主要有吊贛式起重機(jī)和旋轉(zhuǎn)式起重機(jī)〔俗稱克令吊〕。起貨機(jī)的液壓系統(tǒng)根據(jù)負(fù)載的特點,起貨機(jī)的起貨絞車、變幅機(jī)構(gòu)〔絞車或油缸〕,以及錨機(jī)、艙蓋啟閉裝置等都屬于起重類機(jī)構(gòu)。其負(fù)載特點是:無論起升、下降或停頓,始終存在由重力產(chǎn)生的單方向的靜負(fù)載。下面主要介紹起重類機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng),在此根底上,其他液壓系統(tǒng)也就比擬容易掌握了。轉(zhuǎn)下頁:液壓系統(tǒng)主要型式及其特點類型主油泵執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)換向調(diào)速限速制動補(bǔ)油閥控型定向定量泵定量油馬達(dá)或油缸變量油馬達(dá)開式閥換向節(jié)流調(diào)速能耗限速能耗制動不補(bǔ)閉式節(jié)流調(diào)速再生限速用高位油箱泵控型變向變量泵定量油馬達(dá)或油缸變量油馬達(dá)閉式泵換向容積調(diào)速再生限速再生制動一般用輔泵半閉式注:閥控型閉式系統(tǒng)如用變量油馬達(dá)〔一般是有級變量〕,也可以容積調(diào)速。閥控型開式液壓系統(tǒng)用定量泵和定量油馬達(dá)〔或油缸〕的閥控型開式系統(tǒng)的主要工作特點:1.換向和調(diào)速:這種系統(tǒng)采用定向定量泵,欲要求油缸的活塞改換運動方向,使重物起升或下降,就必須操縱換向閥,改換油缸主油管的進(jìn)油和回油的方向。系統(tǒng)由定量泵和油缸〔或定量油馬達(dá)〕組成時,要調(diào)節(jié)油缸活塞移動速度〔或油馬達(dá)的轉(zhuǎn)速〕,必須用節(jié)流調(diào)速法。為了操縱方便,一般都用換向閥兼做流量控制閥。***并聯(lián)節(jié)流調(diào)速的原理:當(dāng)換向閥閥芯處于中位時,一油路接通,油泵卸載,油馬達(dá)不進(jìn)油。當(dāng)換向閥閥芯從中位右移時,另一油路接通,但那一油路并未立即斷開,而是隨這一油路的逐漸開大逐漸減。因此,油泵流量被分別供入油馬達(dá)和直接回油箱兩局部。閥芯離開中位的位移越大,供入油馬達(dá)的流量越大,直接回油箱的流量越小,油馬達(dá)的轉(zhuǎn)速增加。***并聯(lián)節(jié)流采用的這種滑閥接通時油路并不立即關(guān)閉,稱為開式過渡滑閥。這時油泵排出壓力一般小于泵出口溢流閥的整定壓力,溢流閥相當(dāng)于平安閥。***液壓甲板機(jī)械的換向閥通常都采用手動操縱,操作時切勿過猛,否則,因起重類機(jī)構(gòu)慣性較大,在起、停和換向時就會產(chǎn)生較大的液壓沖擊,雖然系統(tǒng)中設(shè)有平安閥,但其開啟有一定的滯后,仍可能造成管路、密封和儀表的損壞。***采用節(jié)流調(diào)速,油泵流量在調(diào)速過程中始終不變,而且執(zhí)行機(jī)構(gòu)的供油也受到節(jié)流,功率的損失較大,這些功率損失又會導(dǎo)致油液發(fā)熱,因此,節(jié)流調(diào)速適用于工作油壓較低和功率不大的裝置。2.限速和制動:起重類機(jī)構(gòu)在起升、下降或停頓時始終存在由重力產(chǎn)生的單向靜載荷,在下降過程中重力實際成了油缸活塞的驅(qū)動力〔或產(chǎn)生油馬達(dá)的驅(qū)動力矩〕。因此,下降時的限速和停頓時的鎖緊是這種液壓系統(tǒng)必須考慮的特殊問題。幾種常見的限速方法。1〕用單向節(jié)流閥限速:在下降工況的回油管路上設(shè)置一個單向節(jié)流閥。在起升工況時它能讓壓力油自由通過,而在下降工況時能對回有5流量進(jìn)展節(jié)流。這時,單靠重力形成的油缸排出壓力有限,回油流量〔決定活塞的下降速度〕受到限制。要想加快下降速度,必須增加換向閥向右的位移,增加油缸的進(jìn)油壓力,提高油缸回油流量。顯然,這種限速方法在輕載下降或油溫降低時,要想到達(dá)一定的下降速度就得加大油缸的進(jìn)油壓力,以致油泵的功率增加,經(jīng)濟(jì)性變差。因此,,僅適用于那些重力載荷變化不大以及功率較小或工作不頻繁的閥控型開式系統(tǒng)。2〕用平衡閥限速:遠(yuǎn)控平衡限速的開式液壓系統(tǒng)及最簡單的平衡閥。平衡閥實際上就是一只裝在下降工況回油管路上的泄式單向順序閥。起升時,油泵排油自平衡閥口進(jìn)入,頂開單向閥輸往油馬達(dá)。下降工況,油馬達(dá)回油不能翻開單向閥。從油馬達(dá)的進(jìn)油管接來的遠(yuǎn)控油管與平衡閥的遠(yuǎn)控油口相連,因此,只有油馬達(dá)的進(jìn)油壓力到達(dá)平衡閥的整定值〔通常為1~2MPa〕時,作用在控制活塞下面的控制油才能將主閥頂起,使油馬達(dá)的回油通往油箱。因此,重物下降時油馬達(dá)的回油流量不可能大于通過換向閥控制的進(jìn)油流量,否則油馬達(dá)的進(jìn)油壓力立即降低,平衡閥關(guān)閉。于是,重物的下降速度由換向閥的開度來控制。***必須指出:這種簡單的平衡閥動態(tài)特性較差,主閥一開,液體阻力迅速減小,重物很快下降,以致進(jìn)油壓力〔控制油壓〕降低,主閥又會重新關(guān)閉,并引起進(jìn)油壓力再次升高,閥再度開啟······。這樣反復(fù)循環(huán),系統(tǒng)就會產(chǎn)生振動和沖擊。因此,必須采用構(gòu)造上有改良的專用平衡閥,使控制活塞和主閥的移動受到阻尼器的阻尼,并使主閥閥口通流面積的改變變得平緩些,而且主閥采用錐形密封面。,能夠關(guān)閉嚴(yán)密。***采用遠(yuǎn)控平衡閥限制下降速度,油馬達(dá)進(jìn)油他里根本不受重力載荷大小、油液黏度和下降速度的影響,其經(jīng)濟(jì)性比用單向節(jié)流閥好。如果重力載荷根本不變,也可改用直控平衡閥,取消遠(yuǎn)控油路,將平衡閥下蓋轉(zhuǎn)過90o安裝,使*腔的油能經(jīng)過單向閥的通道和控油路接通。下降工況,使主閥開啟的油馬達(dá)回油壓力應(yīng)是重力和進(jìn)油壓力共同作用的結(jié)果。***開式系統(tǒng)無論采用什么方案限制重物下降的速度,都是在油馬達(dá)〔油缸〕的回油管上進(jìn)展節(jié)流,會導(dǎo)致節(jié)流損失和增加油液,因此稱為能耗限速。***起重類機(jī)構(gòu)的開式液壓系統(tǒng),油馬達(dá)〔油缸〕在下降工況的進(jìn)油管路無論在起升、下降或制動、鎖緊時都不會承受太高的油壓力。而下降工況的回油管路在油馬達(dá)〔油缸〕出口到限速閥件之間這段,在任何工況都承受較高油壓。因此,平衡閥和單向節(jié)流閥等限速閥件在下降工況回油管上必須盡量裝的靠近油馬達(dá)〔油缸〕,以免兩者之間的油管破裂而重物墜落。***開式液壓系統(tǒng)的制動是通過換向閥回中來實現(xiàn)的。這時油缸〔或油馬達(dá)〕的兩根主油管被封閉,回油壓力迅速升高,實現(xiàn)液壓制動。當(dāng)aiy油缸做執(zhí)行機(jī)構(gòu)時,雖然油缸的密封性一般都很好,但換向閥是靠閥芯和閥體間的間隙來密封的,難以十分嚴(yán)密。如系統(tǒng)采用單向節(jié)流限速而下降工況回油管上沒有其他去鎖閉作用的閥件,則重物在空中停留時間稍長,便會由于油液的漏泄而慢慢下降。假設(shè)對油缸鎖緊的要求較嚴(yán),就必須在緊靠單向節(jié)流閥的管路上加裝液控單向閥,下降時他靠進(jìn)油壓力開啟,換向閥回中后進(jìn)油壓力迅速降低,閥能關(guān)閉嚴(yán)密,將油路鎖閉。如果系統(tǒng)采用專用的平衡閥限速,則無須再加裝其他鎖閉閥件。***采用油馬達(dá)做執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng),油馬達(dá)部一般都有漏泄,無法實現(xiàn)液壓鎖緊,必須為油馬達(dá)加設(shè)機(jī)械制動器。機(jī)械制動器又分工作性和非工作性兩種。非工作性制動器只是在換向閥回中而油馬達(dá)靠液壓制動停頓后才起鎖緊作用,在停頓前的減速過程根本上不參與制開工作,這樣可防止制動器磨損太快。為此,要求在液壓制動器的管路上,裝設(shè)單向節(jié)流閥。當(dāng)換向閥離開中位時,油泵所排壓力油經(jīng)過閥自由通入制動器油缸,克制彈簧力,使制動器立即松閘;而換向閥回中時,制動器泄油缸的泄油必須經(jīng)閥節(jié)流,從而延遲抱閘。有時為縮短制動時間,減少重物下滑距離,即使系統(tǒng)能實現(xiàn)液壓制動,也希望制動器在油馬達(dá)完全停頓之前就抱閘,以幫助減速,這種制動器稱為工作性制動器。為此,將閥的節(jié)流開度調(diào)大,或干脆將此單向節(jié)流閥取消。***如機(jī)構(gòu)運動局部慣性大,在下降工況中突然制動時〔如換向閥回中太快〕,油馬達(dá)〔油缸〕回油管路壓力急劇升高,有可能導(dǎo)致事故。為此,系統(tǒng)中設(shè)有做制動閥用的溢流閥,制動時用他限制制動油壓。為了縮短制動時間,制動閥的調(diào)整壓力一般要比平安閥高5~10%,同時多采用靈敏性好的直動式。***開式系統(tǒng)制動時重物的動能無法回收利用,稱為能耗制動。制動時回油管的壓力油經(jīng)制動閥溢流還會發(fā)熱。3.限壓保護(hù):除了制動閥在下降工況時起限壓保護(hù)作用外,在油泵出口還裝有作為平安閥的溢流閥,以防止超負(fù)荷工作時油泵排出壓力過高而使電動機(jī)過載或損壞裝置。泵控型閉式液壓系統(tǒng)采用變向變量泵做主油泵的泵控型液壓系統(tǒng)一般都是閉式〔或半閉式〕系統(tǒng)。*種泵控型閉式〔半閉式〕液壓系統(tǒng)的工作情況如下:1.換向和調(diào)速:系統(tǒng)采用變向變量泵做主油泵,他是通過改變油泵的吸、排方向〔即油馬達(dá)進(jìn)、回油方向〕改變轉(zhuǎn)向。由于變向變量泵在改變排油方向的過程中,流量總是先逐漸減小為零,然后再向反方向逐漸增大,故液壓沖擊小,工作平穩(wěn)。***泵控型系統(tǒng)調(diào)速采用改變主泵流量的方法〔容積調(diào)速法〕。如不計容積損失,則可認(rèn)為閉式系統(tǒng)油泵流量全部通過油馬達(dá)。因此,改變油泵排量,油馬達(dá)轉(zhuǎn)速隨之而變,并實現(xiàn)無級調(diào)速。容積調(diào)速不產(chǎn)生額外的節(jié)流損失,比節(jié)流調(diào)速經(jīng)濟(jì)性好,油液發(fā)熱少。2.限速和制動:起重類機(jī)構(gòu)采用泵控型閉式系統(tǒng)時,其限制重物下降速度的方法與開式系統(tǒng)有本質(zhì)的不同。重物下降時,油馬達(dá)被重力造成的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動,實際按油泵工況運行,其排油供入油泵〔而不是回油箱〕驅(qū)動泵回轉(zhuǎn),使油泵進(jìn)油壓力大于其排油壓力,相當(dāng)于油馬達(dá)。這時油泵不僅不消耗電能,反而能從壓力油的輸入中得到液壓能。如果同軸帶有其他油泵,則可驅(qū)動其回轉(zhuǎn),不然則油泵轉(zhuǎn)速將超過電動機(jī)轉(zhuǎn)速,使電動機(jī)呈發(fā)電機(jī)工況熱向電網(wǎng)反應(yīng)電能。***調(diào)節(jié)變量泵的排量,能控制雨馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。這種限速方法在重物下降時能回收重物的位能,稱為再生限速,其經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于能耗限速。***如果是閥控型閉式系統(tǒng),雖然也可以實現(xiàn)再生限速,在重物下降時回收一局部能量,而不必象開式系統(tǒng)那樣在回油路上設(shè)平衡閥或單向節(jié)流閥,但因排量不可調(diào),如需要進(jìn)一步控制下降速度,仍需要操縱換向閥進(jìn)展節(jié)流調(diào)速。***在閉式系統(tǒng)中,為變量油泵回到中位時,進(jìn)油壓力為零,油馬達(dá)轉(zhuǎn)速也應(yīng)為零,上可以實現(xiàn)液壓制動。然而,當(dāng)油泵變量機(jī)構(gòu)采用機(jī)械市操縱機(jī)構(gòu)時,各傳動桿件間難免有間隙并出現(xiàn)傳動誤差,以致在操縱手柄回中時變量泵往往不能剛好回到中位,這樣油馬達(dá)就會停不住。為了解決油泵不能可靠地回中問題,在系統(tǒng)中裝設(shè)一個中位閥,并在制動器的控制油路中設(shè)有正好與系統(tǒng)相反的單向閥,使之成為工作性制動器。每當(dāng)油泵操縱手柄回到中位時,兩位三通電磁閥斷電,中位閥控制油泄入油箱,在彈簧作用下中位閥使主油路旁通,主泵的卸菏就有了保證。而當(dāng)操縱手柄離開中位時,電磁閥通電,控制油通過閥后一路去推動中位閥,使主油路旁通隔斷,另一路經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入制動器油缸。這里的節(jié)流作用是為了減緩進(jìn)油流量,讓中位閥先隔斷,待主油路建立起油壓后在控制,以免重物發(fā)生瞬間意外。電磁閥還能在意外失電時動作,使主油路經(jīng)中位閥旁通而制動器飽閘,以防貨物墜落。為防止一中位閥失靈不能隔斷油路,或手柄回中后制動器失靈不能抱閘,從而發(fā)生墜貨事故,系統(tǒng)中設(shè)了單向節(jié)流閥。如果發(fā)生意外情況,油馬達(dá)回油必須通過閥的節(jié)流才能旁通,限制重物墜落速度。此外,節(jié)流閥在下降工況手柄回中時還能使油馬達(dá)回油背壓提高,產(chǎn)生一定程度的液壓制動,以減輕制動器的磨損。***分析起重類機(jī)構(gòu)閉式液壓系統(tǒng)可以知道,無論在起升或下降時,只有油馬達(dá)在起升工況的進(jìn)油管路才承受高壓,而下降工況的進(jìn)油管路始終只承受低壓。因此,為防止超載導(dǎo)致油壓過高,原則上只要求在高壓管路上設(shè)置平安閥,但為防止以外,該系統(tǒng)仍設(shè)置了平安閥。***采用泵控型閉式系統(tǒng),如油泵遙控系統(tǒng)不是機(jī)械式,能保證回中可靠,則可不設(shè)中位閥,并能實現(xiàn)液壓再生制動,這時平安閥可兼做制動閥。如果利用雙速閥使油泵中位卸載,則油馬達(dá)應(yīng)另設(shè)制動閥。3.失壓保護(hù):起重類機(jī)構(gòu)的泵控型閉式系統(tǒng)中,油泵與油馬達(dá)之間的高壓管路較長,萬一這段管路破損或油泵突然失壓,可能發(fā)生重物墜落事故。因此在制動器的控制油路上設(shè)有油壓失壓保護(hù)閥。他是一個液動兩位三通閥,有高壓管路中的壓力油控制。當(dāng)油泵突然失壓或高壓油管破裂時,失壓保護(hù)閥被彈簧推向左位,使制動器油缸泄油抱閘。4.補(bǔ)油和散熱:在閉式系統(tǒng)中,為補(bǔ)償油液外漏,必須向低壓側(cè)管路補(bǔ)油,保證低壓管路中不致真空。此外,油液在閉式系統(tǒng)中循環(huán),發(fā)熱在所難免,還必須考慮如何散熱,以免油溫過高。***工作頻繁和負(fù)載較大的機(jī)構(gòu),采取閉式系統(tǒng)油液發(fā)熱比擬嚴(yán)重,故常在工作時使一局部油液連續(xù)泄放,經(jīng)冷卻器回到油箱,同時不斷地向系統(tǒng)低壓管路補(bǔ)油,這種系統(tǒng)稱為半閉式系統(tǒng)。為此,系統(tǒng)中裝設(shè)了低壓選擇閥,工作時,他在兩根主管路油壓差的作用下推向一端,低壓側(cè)管路中的局部油液能經(jīng)背壓閥和冷卻器泄回油箱〔只有一根管路始終承受高壓時,選擇閥也可采用二位閥〕,而冷卻油則由輔泵竟濾器和單向閥不斷補(bǔ)入低壓側(cè)。系統(tǒng)的補(bǔ)油壓力由輔泵溢流閥調(diào)定,一般為0.6~1.0MPa,此值比背壓閥的調(diào)定值約高0.1~0.2MPa

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