該液壓絞車是一種海洋石油、船舶行業(yè)用來拖拉海上或陸地大型機(jī)械的專用設(shè)備,采用液壓驅(qū)動(dòng),拖拉噸位達(dá)600t。液壓絞車由絞車、卷纜機(jī)及液壓動(dòng)力站三部分組成,以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源,通過絞車的兩套楔形夾鉗,采用連續(xù)拖拉或間歇拖拉鋼纜方式進(jìn)行拉拔作業(yè),并用卷纜機(jī)將夾鉗進(jìn)出的鋼纜回收。楔形夾鉗通過兩組液壓缸完成夾緊鋼纜和拖拉動(dòng)作;連續(xù)拖拉時(shí),一套夾鉗夾緊鋼纜并帶動(dòng)負(fù)載向前移動(dòng),同時(shí)另一套夾鉗打開并回縮。依靠電氣行程開關(guān),兩套夾鉗行程交錯(cuò),交替工作,拖動(dòng)負(fù)載連續(xù)、平滑地向前移動(dòng)。
圖4-7所示為該絞車的液壓系統(tǒng)原理圖。系統(tǒng)為雙油路結(jié)構(gòu),一個(gè)是夾鉗油路,一個(gè)是絞車回路。
夾鉗油路的執(zhí)行器為1號夾鉗液壓缸組(10-1為一對主推缸、10-2為一對夾緊缸)和2號夾鉗液壓缸組(11-1為一對主推缸、11-2為一對夾緊缸),主推缸用于拖拉鋼纜,完成作業(yè);夾緊缸用于楔形夾鉗對鋼纜夾持和鎖緊;夾鉗主推缸10-1和11-1的行程上分別布有電氣行程開關(guān)SQ1、SQ2和SQ3、SQ4,通過行程開關(guān)發(fā)信使主換向閥組:三位四通電液換向閥5-1和5-2控制主推缸的動(dòng)作。夾緊缸的動(dòng)作由控制閥組:二位四通電液換向閥6-1和6-2實(shí)現(xiàn),夾緊后的信號由壓力繼電器37 1和37 2發(fā)出。它們均有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種作業(yè)模式,兩種作業(yè)模式的轉(zhuǎn)換由補(bǔ)油閥組:二位四通電液換向閥8 1和8 2控制液控單向閥反向?qū)▽?shí)現(xiàn)。
卷纜機(jī)油路的執(zhí)行器為雙向定量液壓馬達(dá)14。由于大噸位液壓絞車使用的鋼絲繩較粗(最大直徑可到160mm),卷筒容量大(一般要求600—1000m),所以14為低速大扭矩液壓馬達(dá),通過大型減速機(jī)驅(qū)動(dòng)卷纜機(jī)工作。液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)卷纜機(jī)采用三位四通手動(dòng)換向閥組9 -1與9-2人工控制,溢流閥15(2個(gè))用于馬達(dá)14的雙向制動(dòng)緩沖控制。
系統(tǒng)泵站包括泵2、泵組3和泵4等三臺(tái)液壓泵,均由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)12經(jīng)齒輪箱13驅(qū)動(dòng)。泵2是雙向變量軸向柱塞泵,為系統(tǒng)的主泵,用作夾鉗主推缸的油源,其壓力由先導(dǎo)式溢流閥23設(shè)定,并通過二位二通電磁換向閥24控制其升壓與卸荷;低壓泵組3為三聯(lián)齒輪泵,其中靠近齒輪箱的兩聯(lián)用作主泵2的補(bǔ)油泵,補(bǔ)油壓力先導(dǎo)式溢流閥26設(shè)定,并通過二位二通電磁換向閥27控制其升壓與卸荷;第三聯(lián)為用于系統(tǒng)的離線冷卻循環(huán)回路,該泵的壓力由溢流閥29設(shè)定。泵4為恒壓變量柱塞泵,用作絞車夾鉗夾緊缸和卷纜機(jī)液壓馬達(dá)的控制油源,泵4的供油壓力與卸荷控制由先導(dǎo)式溢流閥20和二位二通電磁換向閥21控制。
圖4-7液壓絞車的液壓系統(tǒng)原理圖
1-油箱;2電液比例雙向變繁軸向柱塞泵;3一三聯(lián)齒輪泵組;4-單向變量泵, 5-1、5-2-主推缸二位舊通電液換向閥組;6-1、6-2一夾緊缸二位四通電磁換向閥組; 7-冷卻油路控制閥組;8-1、8-2-補(bǔ)油二位四通電液換向閥組; 9-1、9-2一卷纜液壓馬達(dá)三位四通手動(dòng)換向閥組;10-1. 10-2-1號夾鉗液壓缸組; 11-1、11-2—2號夾鉗液壓缸組;12-柴油發(fā)動(dòng)機(jī);13-齒輪箱;14-卷纜雙向定量液壓馬達(dá);15緩沖溢流閥組;16一液控順序閥;17、40單向閥;18、29、35-溢流閥; l9、34-調(diào)速閥;20、23、26先導(dǎo)式溢流閥;21、24、27一二位二通電磁換向閥; 22、25、28、30-壓力表;31、38同油過濾器;32冷卻液壓泵,33冷卻器; 36-1、36-2液控單向閥, 37-1、37-2一壓力繼電器;39一蓄能器
系統(tǒng)的工作原理如下。
1)夾鉗油路絞車夾鉗是絞車的主要的作業(yè)裝置。夾鉗液壓油路有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制模式。
手動(dòng)控制使用時(shí)間短,一般用于以下情況:穿掛鋼纜,調(diào)整夾鉗位置,為自動(dòng)控制模式做準(zhǔn)備(將1號夾鉗主推缸全縮回,2號夾鉗缸全伸出);細(xì)微調(diào)整作業(yè)(拖拉作業(yè)的開始和結(jié)束階段);遇有緊急情況時(shí)(如自動(dòng)控制失靈等)使用。
自動(dòng)控制模式時(shí),夾鉗油路按一定的動(dòng)作程序由行程開關(guān)發(fā)信控制有關(guān)電磁鐵通斷電順序換向,循環(huán)往復(fù),使1號、2號夾鉗均經(jīng)過以下8個(gè)程序自動(dòng)交替完成拖拉鋼纜作業(yè)。
①程序1。自動(dòng)控制開始后,泵4的控制油經(jīng)換向閥6-1進(jìn)入1號夾鉗夾緊缸10-2的無桿腔,夾緊缸前進(jìn)實(shí)現(xiàn)鋼纜夾緊。電磁鐵2YA通電使換向閥5 1切換至左位,主泵2的壓力油經(jīng)閥5-1直接進(jìn)入主推缸10 1,活塞桿外伸,缸10 1有桿腔回油流向2號夾鉗主推缸11-1的有桿腔,推動(dòng)2號夾鉗回撤(電磁鐵10YA通電使閥6-2處于右位,夾緊缸11-2處于松開鋼纜狀態(tài));此時(shí),電磁鐵SYA通電換向閥8-1切換至右位,兩補(bǔ)油泵3-1和3-2對主泵2補(bǔ)油后的多余流量經(jīng)補(bǔ)油閥8進(jìn)入2號夾鉗主推缸11 1的有桿腔,使2號夾鉗的回撤速度高于1號夾鉗的外伸速度。當(dāng)l號夾鉗外伸到規(guī)定位置觸動(dòng)行程開關(guān)SQ1時(shí),2號夾鉗已在起點(diǎn)就緒。
②程序2。當(dāng)1號夾鉗外伸觸動(dòng)行程開關(guān)SQ1時(shí),2號夾鉗也開始夾持、拖拉鋼纜。與1號夾鉗狀態(tài)相同。此階段為保護(hù)性程序,以防止兩夾鉗交替作業(yè)時(shí)掉纜,時(shí)間較短。
③程序3、程序4、程序5。當(dāng)l號夾鉗外伸到觸動(dòng)行程開關(guān)s02時(shí),l號夾鉗松開鋼纜,開始回撤,而2號夾鉗保持原作業(yè)狀態(tài)。與程序l類似,當(dāng)2號夾鉗外伸到觸動(dòng)行程開關(guān)SQ3時(shí),1號夾鉗已回撤到起點(diǎn)。
④程序6。與程序2類似,當(dāng)2號夾鉗外伸到觸動(dòng)行程開關(guān)SQ3,1號夾鉗也開始夾持、拖拉鋼纜,與2號夾鉗狀態(tài)相同。
⑤程序7、程序8。分別類似于程序3、程序4,當(dāng)2號夾鉗外伸到觸動(dòng)行程開關(guān)SQ3時(shí),2號夾鉗松開鋼纜,開始回撤,而l號夾鉗保持原作業(yè)狀態(tài)。此時(shí),已開始程序1階段。
控制程序從程序1到程序8循環(huán)往復(fù),控制兩個(gè)夾鉗交替作業(yè),使鋼纜被連續(xù)拖拉向前。
2)卷纜機(jī)液壓油路卷纜機(jī)是液壓絞車的基本配套裝置,其工作原理類似于傳統(tǒng)卷揚(yáng)絞車。由于大噸位液壓絞車使用的鋼絲繩較粗(最大直徑160mm),卷筒容量大(一般要求600—1000m),要求卷纜機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)14額定轉(zhuǎn)矩較大,并配有大型減速機(jī)。卷纜機(jī)采用人工手動(dòng)控制.,有液壓卷纜、液壓放纜、自由放纜3種作業(yè)模式。
不妨假定三位四通手動(dòng)換向閥9 1切換至左位時(shí)為卷纜工況,此時(shí),液壓泵4的壓力油經(jīng)調(diào)速閥19、閥9-1進(jìn)人馬達(dá)14的左端壓力油腔,同時(shí)導(dǎo)通液控順序閥 16,液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)通過減速機(jī)驅(qū)動(dòng)絞車實(shí)現(xiàn)卷纜作業(yè),其右端低壓油腔的油液經(jīng)閥16、閥9—1和回油過濾器38排回油箱,卷纜速度由調(diào)速閥19的開度決定。而放纜時(shí),三位四通手動(dòng)換向閥9-1切換至右位,此時(shí),液壓泵4的壓力油經(jīng)調(diào)速閥19、閥9-1和單向閥1 7進(jìn)人馬達(dá)14的左端壓力油腔,液壓馬達(dá)14旋轉(zhuǎn)通過減速機(jī)驅(qū)動(dòng)絞車實(shí)現(xiàn)放纜作業(yè),其左端低壓油腔的油液經(jīng)閥9-1和回油過濾器38排回油箱。通過手動(dòng)切換換向閥9-2可實(shí)現(xiàn)自由放纜。
(3)技術(shù)特點(diǎn)
1)該絞車液壓系統(tǒng)較為復(fù)雜,夾鉗和卷纜分為兩個(gè)油路,并分別采用電液比例變量柱塞泵作為夾鉗的主油源,單向變量泵作為卷纜油路的油源,用多聯(lián)液壓泵為系統(tǒng)補(bǔ)油。油路互不干擾;夾鉗的作業(yè)速度可在20% -100%精細(xì)調(diào)整,適應(yīng)海上作業(yè)環(huán)境。
2)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場手動(dòng)或自動(dòng)控制兩種模式。
3)系統(tǒng)設(shè)有回油過濾以及單獨(dú)的離線冷卻回路;液壓系統(tǒng)帶有多級安全保護(hù)和監(jiān)控措施保證了作業(yè)的安全可靠性。
4)采用液壓驅(qū)動(dòng)的該液壓絞車,拖拉負(fù)載大,距離遠(yuǎn);由于在其液壓系統(tǒng)中采用了楔形液壓夾鉗和連續(xù)直線拖拉作業(yè)模式,使整套設(shè)備外形緊湊,相對重量輕,作業(yè)安全,效率較高。在鋪設(shè)軌道后,兩臺(tái)絞車組合可拖拉三千噸級的大型設(shè)備,行程上千米。
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