1、9-1 概述w 船载货物的可用港口起货设备来装卸n但并非所有港口都具有足够的吊货机械n同时需考虑船舶在开阔水面过驳及吊运物料、备件等的需要n因此，在一般干货船上仍需安装起货机w 船上起货机的可靠性和工作效率对缩短港泊时间、加快周转、降低运输成本都具有重要意义9-1-2 船用起货机的主要类型w 船上应用最早的起货机n结构比较简单，初置费较少n对不同货物、不同包装和不同装卸场地均具有较好适应能力n故迄今为止，仍为一般船舶所广泛采用w 依吊杆承载能力的不同而分为：n轻型(吊重在10t以下)n重型(吊重在10t以上)w 按作业使用的吊杆数分，则又有：n双吊杆式n单吊杆式9-1-1-1 双吊杆式起货机w
2、 主要由两根吊货杆和两台起货绞车等组成n其作业情况如图所示n作业时l一根吊杆3放在货舱口上方l另一根吊杆4则伸出船舷之外l两根吊杆上的吊货索7、8均与吊货钩相连l并各由一部起货机带动l装卸货时，吊杆位置固定不动，只需操作两部起货机，相应改变两根吊货索的长度，即可自船舱或码头起卸货物9-1-1-1 单吊杆式起货机w 可分为n用支索回转n用分离顶牵索回转两类w 图示出用支索回转的单吊杆式的作业情况n吊杆可借两根支索4的一收一放来回转n这是因为，在回转(支索)绞车2上装有绕绳方向相反的两个卷筒，分别卷绕着两根支索4，因此当回转绞车2带动两直径相同的卷筒作同向回转时，两根回转索4就会被卷起或放出，从而
3、使吊杆回转n吊杆的变幅l由变幅绞车3控制顶牵索(变幅索)6的放出长度来实现单吊杆与双吊杆相比的优缺点w 单吊杆只须一人操纵(双吊杆一般需二人)n作业前准备工作较简单n可随时调整作业范围n能两舷轮流装卸n在吊杆受力相同条件下，工作负载大约为前者二倍w 缺点n吊杆在作业中需要回转，每吊周期比双吊杆长n货物在空中易摆动，落点定位不容易准确n目前这种吊杆最大负荷可达40t；回转角度约为65l改变支索边滑轮在舷墙上的安装位置，回转角度可增到90 n专门设计的重型吊杆最大起重能力已超过600tl双吊杆多用于负载小于50t的场合9-1-1-1 回转式起货机(crane)w 起货绞车、变幅绞车、回转绞车以及吊
4、杆和索具等已被组装在一个共同的回转座台上n作业时，各组成部分随座台一起回转w 克令吊具有：n占用甲板面积少，操作灵活，可360旋转n能为前、后舱服务，装卸效率较高n能准确地把货物放到货舱的指定地点n能迅速地投人工作等优点n但它结构复杂，管理要求高n价格约比吊杆式起货机贵3040n当船舶经常到港和起重量超过5t时，用克令吊合适n目前，克令吊工作负载在25t左右，最大有60t9-1-1-1 回转式起货机(crane)w(1)电动起货机n驱动部分用有电磁制动器的全封闭、防水式电动机w(2)液压起货机n是20世纪60年代才迅速发展起来的一种起货机n重量轻，体积小，操作轻便，工作平稳n可实现无级调速，能
5、吸收冲击负荷和自动防止过载n具有良好的制动能力n系统中充满油液，部件磨损少，传动效率高n对环境的温、湿度也不太敏感n但加工精度要求高，制造、安装较复杂l维护管理需要一定的专业知识l容易产生漏油、噪音和其它故障9-1-1-2 船舶起货机基本要求w 1能以额定的起货速度吊起额定负荷w 2能依操作者的要求方便灵敏地起、落货物w 3能依据起吊货轻重、空钩等不同情况，广范围内调节速度w 4能随时停止，并握持货重（可靠制动）w 上述要求规定了起货机：n必须具有足够的功率n必须具有反转或换向的能力n必须能够调速和限速n需设常闭式制动设备和机械固锁装置，以便有效制动和锁紧w 除上述各项基本要求以外，还应具备：
6、n结构简单、操纵容易、工作可靠、便于维修等第二节 起货机的液压系统9-2 起货机的液压系统w 按其额定工作油压的高低可分为：n高压系统 20MPa以上n中高压系统 10-20MPan中压系统 6.310MPan低压系统 6.3MPa以下w 高压系统的主要优点是：n机器及管路的尺寸和重量较小，效率较高n装置比较复杂，制造及管理要求高等缺点n低压系统则正与此相反 9-2 起货机的液压系统w 按油液循环方式的不同而分为：n开式系统l指油泵系从油箱中吸油，经换向阀输入油马达，而油马达的排油则经换向阀返回油箱n闭式系统l指油马达的排油并不返回油箱，而是直接返回油泵的吸人口，故油液将在油泵与油马达之间形成
7、封闭的循环9-2 起货机的液压开式系统w 开式系统比较简单，初置费较低n油液在油箱中可很好地散热冷却和沉淀杂质n并可用一台油泵同时驱动几部工作机械n但油在油箱中接触空气，空气容易渗入，引起系统工作不够稳定n必须采用换向滑阀，以实现换向调速l使油液容易发热l使系统工作的经济性降低n应用于功率较小场合，油泵须有良好自吸性能9-2 起货机的液压闭式系统w 闭式系统比较复杂，初置费较高n散热条件差，油液的补充和冷却必须重视n不能用一台油泵同时驱动几部起货机或其它工作机械n可采用双向变量油泵l易于实现换向和容积调速，利于经济性提高n在落货时能将油泵转变为油马达，使落货速度受到限制，并回收能量n在功率较大
8、的系统中，较多采用n闭式系统采用辅泵补油或重力补油，对油泵的自吸性能要求也不太高9-2 起货机的液压系统w 对克令吊而言，其液压系统还可依具体功能和负载特性的不同，而分为：n起升机构液压系统n回转机构液压系统n变幅机构液压系统w 对某些可移动的甲板吊车n还有走行机构n支撑机构等辅助液压系统 w 由上可见n不同机构的功能和负载特点，液压系统有各种不同的方案9-2-1 起升机构的液压系统w 其负载的主要特点是：n静负荷(货物的重力)始终单向作用n故不论起吊、下放还是使货物制动，液压系统中始终有一部分管路承受高压，以产生与货物重力相平衡的液压力n对这类机构液压系统就要求能控制落货速度，以防因重力作用
9、而过快堕落，而制动后需能握持货重，使其不会自行下滑w 起货机变幅机构基本上与此类似n下面的讨论，原则上也适用于变幅机构的液压系统以及负荷特点类似的其它液压系统9-2-1 换向和调速w 其功能特点如下：w 采用定量泵w 设置换向阀n较简单n操作过快则液压冲击较大n为能调节速度，需使用节流调速法l油泵流量的其余部分，不经执行机构而直接返回油箱w 为了操作方便n利用手动换向阀进行节流调速n根据所用换向阀结构型式不同，节流调速可分为n串联节流n并联节流n溢流节流图93 阀控开式起升系统原理w 串联节流 w 当换向阀采用闭式过渡结构(一离开中位PT即关断)时n溢流阀保持换向阀前油压基本不变n改变换向阀阀
10、芯位置，使通流面积改变l流经换向阀的液阻改变l输往执行机构的流量因而改变w 换向阀的液阻越大n输往执行机构的流量就越少n经溢流阀溢出的油液就越多n执行机构的速度也就越低9-2-1-1 换向和调速-串联节流w 设油泵排出压力为p1，流量为Ql，执行机构油压力为p2，流量为Q2，那么:w 油泵输出功率为p1Ql,执行机构输入功率则为p2Q2w 调速损失功率包括:n通过溢流阀阀回油箱那部分油液的损失p1(Q1一Q2)n流人执行机构的油液经换向阀时的节流损失(p1-p2)Q2w 调速效率：w 由于p1即为溢流阀调定压力n在轻载(p2较小)和低速(Q2较小)时p1Q1仍保持不变n所以，串联节流调速效率低
11、，功率损失大，油液发热厉害n速度不稳定，受负荷影响较大,起动和制动时易产生液压冲击w 因此，串联节流调速较少采用1122QpQp9-2-1-1 并联节流调速w 将图93中的换向阀改为图94所示的形式过渡结构流w 换向阀处于中位时,PT通，油泵卸载,执行机构不动w 换向阀从中位右移nPA打开时PT并不立即隔断n而是随PA开大而逐渐关小n在调速过程中，油泵流量Ql分成两个部分：l经PA流人执行机构，流量为Q2经PT流回油箱，流量为Q3Q1-Q29-2-1-1 并联节流w 随着滑阀的继续右移nQ3逐渐减小，Q2相应增加(调速)w 与串联节流相比n轻载和低速时回流口开得较大，使p1小，调速效率稍好，油
12、液发热较轻n轻载时换向阀前后压降(P1-P2)较小，故Q2随滑阀移动的变化比较平缓，调速性能有所改善n滑阀开度不变时，流量与负载有关，调速性能仍然不够理想w 采用上述开式过渡滑阀n虽有助于获得比较平缓的调速性能n但操作换向阀时动作仍不可过猛l否则，在起动和换向时，仍会产生液压冲击(造成元件损坏)9-2-1-1 溢流节流w 将图93中换向阀改成溢流节流式换向阀w 在溢流式换向阀中n定差溢流阀两端油腔分别与换向阀节流前后油路通l右端通油泵排压l左端受油马达进油压力n只要溢流阀弹簧做得很软，其阀芯移动量又很小l换向阀节流前后油压差保持恒定l流经换向阀的流量取决于换向阀阀芯位置，而不受油马达载荷轻重的
13、影响9-2-1-1 溢流节流调速w 可使流量Q2与载荷的变化无关n执行机构速度较稳定w 定差溢流阀调整压力不大(0.20.4MPa)n调速也较平稳l机构速度不会随滑阀位置的移动发生急剧变化n调速效率较高l轻载时尤为显著w 上述各种调速方法：n泵排出余油重返油箱n使油液经过节流l功率损失不可避免l导致油液发热.9-2-1-1 限速和制动w 起货机工作时n不论起货、制动还是落货阶段l起货卷筒上始终承受因货重而造成的单方向静负荷n在开式液压回路中l如在落货时不设法节制油马达排油l在重力作用下，货物的下降速度就会达到危险的程度n为防止造成坠货事故l在系统中就需采取相应限速措施l常见的限速措施有以下几种
14、：9-2-1-1 用单向节流阀限速 w 在图示回中的单向节流阀5在落货时起限速作用n起升时压力油自由过单向阀n下降时油缸排出油液必须通过节流阀才能返回油箱n因而在油缸出口造成背压pbl使油缸产生与落货方向相反的阻力n油缸活塞下降速度越快，流量就越大l节流阀造成的pb和阻力也越大，直至与重力和摩擦力相平衡时，下降速度就受到了限制n只要节流阀开度调节适当，就可起到限制落货速度目的9-2-1-1 用单向节流阀限速 w 货物越轻，重力越小n达到平衡时的油缸出口背压和阻力就越小n重力所产生的下降速度也就越小w 要想超过重力本身所能产生的下降速度n需在油泵供人油缸的进油口建立足够大的油压p，以帮助货物下降
15、w 供入油缸的流量Q。越大n则下降速度就越快9-2-1-1 用单向节流阀限速w 单向节流阀能产生节流限速作用，但不能将货物制动在空中n因为换向阀是靠间隙实现密封的，即使使换向阀处于中位，也难免存在漏泄n货物在重力的作用下还将下滑n为能将货物滞留在空中l在管路上还串联了液控单向阀w 当换向阀回到中位时n由于控制油压入迅速降低n液控单向阀立即锁闭n因而也就制止货物下降9-2-1-1 用单向节流阀限速w 简单可靠w 但轻负荷时效率较低w 在油温低、粘度高以及下降速度较大时n油泵功耗增加，油液因限速节流还会发热w 仅适用于功率不大，工作不太频繁及负载变动较小的开式系统9-2-1-1 用平衡阀限速w 控
16、制落货速度的另一方案是在靠近执行机构的下降回油管上装设平衡阀，如图示w 平衡阀4n由一只单向阀和一只直动式顺序阀构成n并再依控制油不同而分为：l直控式平衡阀l远控式平衡阀9-2-1-1 用平衡阀限速w 起货时n来油由平衡阀c口供人n直接顶开单向阀n再经b口输往油马达w 落货时n油马达排油b口进油n不能打开单向阀n油压Pb足以克服直动溢流阀弹簧张力时l打开该阀，接通b,c，使油马达排油通往油箱,油马达在一定的进油压力入的帮助下才反转,其转速则由油泵实际输入油马达的流量来控制9-2-1-1 用平衡阀限速w 系统简单可靠w 不需串接液控单向阀w 在油温、粘度以及下降速度改变时，油马达进油压力p变化不
17、大w 但载荷越轻，达到同样下降速度所需的p越大n轻载时系统的效率仍然较低w 货物下降速度也可用远控平衡阀来控制n将平衡阀下盖转过90安装l使控制油路8堵死l将外控油口a与外接的控制油液相联通n平衡阀由低压管路中的油压pa加以控制9-2-1-1 用平衡阀限速w 平衡阀开度是受低压管路中的油压pa所控制n货物下降速度就受到了油马达供油流量的限制w 使用远控平衡阀限速n因平衡阀控制油压pa较低n且在油液粘度、下降速度和载荷变化时pa变化不大n作为开式系统的限速方案，经济性比前两种都好w 开式系统的三种限速方案，重物下降时其位能皆无法回收利用，皆属能耗限速9-2-1-1 用平衡阀限速w 起货机采用平衡
18、阀限速时n不能使用如图97所示的普通平衡阀n普通平衡阀的动态特性较差l主阀一开，液阻就会迅速减小，使货物很快下落l由此引起控制油压降低，则又会使主阀重新关闭l这样，主阀反复启闭，会造成整个系统的剧烈振动和冲击w 为了避免发生上述现象n需使用专用的平衡阀n它与普通平衡阀的差别主要是主阀阀口的通流面积变化平缓，控制活塞移动时因受阻尼而动作较慢9-2-1-1 用平衡阀限速w 从平衡阀到执行机构之间的一段管路n无论在起货、落货和锁闭时，始终承受高压n只要这段管路不破，就不会发生坠货事故w 应使平衡阀尽量靠近油马达或油缸，以保证安全w 使用关闭严密的液控单向阀或平衡阀n在换向阀回中后n能有效地实现液压制
19、动n但因在油马达中也难免存在一定的漏泄n故要保证货物悬在空中而不会慢慢下滑n还必须装设机械制动器9-2-1-1 机械制动器w 实现液压锁闭后再行抱闸n以避免制动器磨损过快n在液压制动器油缸7管路上l装单向节流阀8w 当手动换向阀离开中位时n油泵排出压力迅速升高n油经单向阀通人油缸7，克服弹簧张力n使制动器即刻松闸9-2-1-1 机械制动器w 手动换向阀回中时n泵及制动器控制油通油箱n制动器油缸泄油经过节流阀节流n因而使制动器在油马达已被液压制动后再抱闸n称为延时抱闸制动器w 即时抱闸制动器n为了缩短制动时间n减小货物的下滑路程n使制动器在油马达完全停住之前就抱闸l减小单向节流阀的开度l或干脆取
20、消单向节流阀9-2-1-1 限压保护w 吊货时n油泵的排油压力主要取决于油马达的负荷n为防止起货机超负荷时原动机过载或装置损坏n故在油泵的出口处，需设有安全阀w 在落货制动时n执行机构的排油油压，会因换向阀回中、排油路突然锁闭以及货重和惯性力的影响而瞬间升高n为防止油压因液压制动而过分升高n还需设置制动溢流阀，如图93中6所示w 货重始终单一方向地作用于起货卷筒n执行机构排油一侧的油压不会过分升高n故制动阀只需单方向作用即可w 制动阀整定压力与安全阀同（或提高5%10%）9-2-1-1 综上可见w 阀控型开式液压系统n设备简单n油液在油箱中亦能较好地散热和沉淀杂质n但必须采用节流调速和能耗限速
21、n工作时能量损失较大n油液容易发热n而且空气渗人机会较多n也易导致油液变质n多应用于压力较低，功率较小或不经常工作的场合9-2-1-2泵控型起升系统-换向和调速w 变向变量泵供油w 泵Q总是由大变小（或由小变大）n利于减小换向时的液压冲击n换向过程比较平稳w 调速用改变油泵流量的办法n即容积调速法w 如不计系统中容积损失，则：n1q1=n2q2式中：n1,q1代表油泵转速/每转排量 n2,q2代表油马达量w 油马达的转速：n2=n1q1/q29-2-1-2泵控型起升系统-换向和调速w 油马达的转速：n2=n1q1/q2n油马达转速与油泵每转流量q1成正比n当油泵变量时，起货机转速也随之改变，并
22、可实现无级调速w 容积调速不产生额外的节流损失n故经济性比节流调速好n油液发热亦少9-2-1-2 限速和制动w 闭式液压系统n在限制下降速度原理上，与开式系统有本质的不同n当货物下降时l油马达在货重将转变为油泵l油泵则转化为油马达工况，带动电动机转动n电机将能量反馈给电网，并使电机和油马达转速受到限制.w 通过变量机构n使油泵排量变小，则油马达下降转速也变小n油泵排量为零时，油马达的转速也降低为零w 再生限速n这种在重物下降时回收利用其位能的限速方式9-2-1-2 限速和制动w 油泵变量机构处于中位时n理论上能实现液压制动n实际上，由于各传动杆件之间的间隙，油泵并未真正回到中位n为解决油泵的回
23、中误差l在系统中加设了中位阀11n每当油泵操纵手柄回到中位时l电磁阀6随之断电l中位阀中的控制油泄往油箱l中位阀会在回中弹簧的作用下l沟通油泵的吸排管路l从而使油泵旁通卸载n而当操纵手柄离开中位时l电磁阀6立即通电l使控制油得以推动中位阀l将吸排隔断，起货机开始正常工作9-2-1-2 限速和制动w 上法解决了油泵因回中误差而继续供油的问题n但停车时，中位阀也将同时会使油马达的进排油管彼此相通n不能利用油泵回中进行液压制动w 为此，装设了即时抱闸、延时松闸的制动器8n在制动器控制油路设单向节流阀7n使制动器油缸在停车时迅速泄油而立即抱闸n而起动时则进油缓慢，以便让中位阀先行隔断，并待管路中建立起
24、油压后再行松闸，从而避免重物的瞬间下坠9-2-1-2 限速和制动w 电磁阀6n还可在装置意外失电时n使制动器因控制油的迅速泄出而抱闸，从而防止货物的跌落w 单向节流阀10n防止起动后中位阀失灵,或停车时失灵而发生坠货事故n油马达排油必须通过阀10的节流才能旁通l因而可限制货物的坠落速度n在下降停车时还将产生液压制动作用，借以减轻制动器的负担9-2-1-2 限压保护 w 图中右边管路是高压管路w 而左边的管路是低压管路w 为防止起货机因超载而导致系统油压过高n只需设一个安全溢流阀n为防意外，仍装双向安全溢流阀12w 对变量油泵闭式系统n如系统不装中位阀即可依靠油泵回中的方法来进行液压制动n则安全
25、溢流阀可兼作制动溢流阀。9-2-1-2 限压保护w 油泵到油马达管路较长n如这段管破损，会发生坠货n故制动控制油路设失压保护w 失压保护阀5n为一液动二位三通阀n它由高压管路中油压控制n油压达辅泵补油压力就开启n当管路失压时l弹簧将阀芯推向左端l使制动器油缸卸油抱闸l因而可起到失压保护作用9-2-1-2 系统的补油和散热w 补偿油从低压侧进行w 油液的散热和冷却n借更换部分油液的方法来实现n在系统中装设低压选择阀13n工作时，阀13被推向一端，以使低压一侧管路中部分油液能经背压阀14和冷却器15泄出，而新的油液则由辅泵2经滤器3和单向阀不断补人系统n为确保部分油液的更换和冷却，背压阀14的整定
26、压力须比溢流阀4略低9-2-1-2 起升系统综上可见w 半闭式系统n系统补油量可多达主泵流量的l3,称之w 用容积调速n调速时不产生额外的节流损失w 落货时进行能量反馈n工作经济性大大提高，减少了油液发热n因而更适应高压w 油液污染和进入空气的可能性也大大减小w 但系统采用变量油泵n设备比较复杂，初置费也因而提高9-2-2 回转机构的液压系统w 起货机回转机构和走行机构的负荷特点n静负荷主要是左右周转或来回行走阻力l始终与执行机构的运动方向相反l但数值一般并不很大l停止时则不存在(船舶倾斜除外)n起始时与制动时的惯性负荷相对较大l必须具备防止在机构制动和反转时出现严重液压冲击的功能9-2-2
27、回转机构液压系统特点w 与起升机构相比：w (1)双向承受负荷（两侧主油路都可能出现高压）n凡与高压有关的元件都是按双向工作考虑的n如安全阀、制动溢流阀、半闭式系统的低压选择阀，以及带功率限制元件的压力感受管路等n如用阀控型开式系统，考虑到船可能倾斜，一般也设有平衡阀限速元件，它也必须在油马达两侧管路同时设置w(2)制动时产生的较大惯性能量靠液压制动时制动溢流阀的节流来消耗n为避免滑动距离过远和油液过热，配有机械制动器n为避免刹车片磨损过快，制动器多做成延时抱闸，液压制动后再起锁紧作用 第三节第三节液压起货机的操纵机构液压起货机的操纵机构9-3 液压起货机操纵机构w 应能轻便灵敏地操纵控制阀或
28、油泵的变量机构，以实现起货机的换向和调速w 根据传动方式的不同，液压起货机的操纵机构可分:n机械式n液压式n电液式等9-3-1 机械式操纵机构w 由操作手柄和一系列机械传动件组成，完全用人力操纵w 机械式操纵机构虽然简单，但操纵费力，使用中必须特别注意机构的零位准确，各接头磨损后油泵和手柄的对中往往难以保证，故已较少采用9-3-2-1 手动式液压操纵机构 w 液压式操纵机构可按动力源的不同而分为n手动式和辅泵供油式w 操纵部分n主动操纵油缸l0、12n从动操纵油缸4、9n工作时l操动主动操纵油缸手柄l经齿轮齿条传动迫使主动油缸中的活塞位移，产生油压l传至油泵旁侧的从动操纵油缸l使其中的活塞也产
29、生相应的位移l拉动油泵的变量机构l可实现油泵的变向和变量9-3-2-1 手动式液压操纵机构 w 补偿部分n由手摇泵2、蓄压器3、油箱18以及相应的管路系统所组成n随时向低压侧管路补油，以避免低压侧出现真空和混入空气n使用时l打开截止阀17l用手播泵2从油箱18吸油l将油压入蓄压器3（压缩其中空气）l压力保持0.4MPa左右l然后关闭截止阀17n当操纵系统某侧油压较低时，蓄压器中的油液就会顶开相应单向阀补油n手摇泵14则用于向整个系统补油手动式液压操纵机构原理图9-3-2-1 辅泵供油式液压操纵w 为操纵轻便，辅泵为动力w 当操纵手柄中位n阀芯2也处于零位n阀出口A与回油口T相通n当手柄向下压动
30、触头7，通过滑动套5压缩平衡弹簧3，将阀芯2压下lT左侧油路被阀芯遮闭l压力油自P油口经阀2节流后由A输出w 出油口A输出PA与平衡弹簧的张力ps存在如下关系；pA=ps/aw式中:a阀芯下端面受压面积w 在a既定时，Pa近似与手柄的转角和推力成正此9-3-3 电气式操纵机构 w 操作轻便，不受距离远近的影响w(1)应用比例电磁(液)换向阀的电气式操纵机构 n阀控型系统n比例电磁(液)换向阀l换向阀位移的方向和大小由控制该阀的电流方向大小决定l因而就可藉以进行换向和调速。w(2)应用电磁比例泵的电气式操纵机构n泵控型系统n电液比例泵l控制电流方向与大小即可改变泵的排油方向和流量l直接实现换向和
31、容积调速n电磁比例行程控制器l控制普通随动变量油泵的导阀来进行换向和调速第四节第四节回转式起货机的液压系统实例回转式起货机的液压系统实例9-4 回转式起货机的液压系统实例w 在各种液压起货机中，回转式起货机的液压系统比较复杂，因此，下面就选择较具典型意义的回转式起货机的液压系统加以说明。有关的技术数据请参阅说明书。w 一、利布赫尔(LIEBHERR)B51416型回转式起货机的液压系统w 图911即为B51416型起货机起升机构的液压系统图(图注略)。w 9-11 利布赫尔B51416起货机液压系统起升机构原理 利布赫尔B5-16起货机9-4-1 起升机构液压系统w 起升机构液压系统采用由双向
32、比例变量的斜轴式轴向柱塞泵A和定量油马达C所组成的闭式系统。为了在超载和制动时限压，系统设有溢流阀14a，14b。w 由于管路4在货物升降和制动时始终承受高压，管路5始终承受低压，故阀14a整定压力较高，为27MPa；阀14b整定压力较低，为10MPa。系统实际的最大工作压力是由高压继电器16决定的，整定压力为25MPa。w 当高压管路4中的油压超过该整定值3s后，起升控制电路就会断电，油泵A也就被迫回中并刹车。9-4-1 起升机构液压系统w 由于起升机构只有单侧油路承受高压，故用来泄油的低压选择阀7采用二位阀。w 补充油液由齿轮补油泵月(见图914)经滤器21、管路24以及单向阀15提供，补
33、油压力由溢流阀6确定，整定压力为2，8MPa。w 膜片式气体蓄能器22的工作原理类似往复泵的空气室，用以保持一定的补油压力。w 当低压管路压力低于补油压力继电器13的整定值06MPa时，起升(或回转)就会中断并报警。补油泵召同时为油马达C的常闭式液压制动器8提供控制油。9-4-1 起升机构液压系统w 油泵A的伺服变量机构的控制油由齿轮泵D(见图914)经管路28供给，控制油压由溢流阀29决定，整定值为35MPa。w 膜片式气体蓄能器27用以保持控制油压稳定。当控制油压低于控制油压继电器30的整定值(1MPa)时，主电机就会断电停车并报警。w 当控制手柄朝“起吊”方向板动时，比例线圈61Y1就会
34、通过与手柄移动幅度成比例的电流，使行程控制器9的输出位移及油泵A的流量都与之成比例。w 无论是将起升机构控制手柄扳向起升方向还是下降方向，都能使刹车控制阀12的控制线圈电路上的相应开关闭合，9-4-1 起升机构液压系统 但要使阀12的控制线圈接通，还必须同时使压力记忆继电器18的电触头闭合，才能使控制油进入机械制动器8的油缸而松闸。w 系统加设压力记忆继电器是为了在停车后重新起动时，保证制动器只有当高压管路中恰好建立起停车前的油压时方能松闸，以防止过早松闸导致货物瞬间下坠，产生液压冲击。w 图9-12即表示压力记忆继电器的示意图。9-4-1 压力记忆继电器的工作原理w 起升时，高压油管根据负荷
35、大小产生一定的工作油压，该油压通过主活塞3将摇臂6顶到一定的角度，同时使开关5接通，亦即使刹车电磁阀12的控制线圈通电，于是制动器进油松闸；与此同时，通制动器的控制油也被引到辅活塞1的下方，以使辅活塞杆顶住摇臂右端，从而使摇臂在工作油压变化时能够跟随主活塞3的移动而转动。9-4-1 压力记忆继电器的工作原理w 当起升中途停车时，由于刹车电磁阀失电，制动器就会因控制油的泄出而抱闸，辅活塞下面的油压随之消失；这时，主活塞3因工作油压降低而下移，但摇臂却因弹簧8的紧压而仍然停在原处，于是开关5开启。这样，当重新起动而“起升”时，在高压管 路中的油压尚未恢复到原来的数值以前，由 于开关5尚未接通，制动
36、器就不会松闸，只有当主管中的油压恢复到原来的工作油压时，活塞3才会被推回到先前的位置，将开关5闭合，这时制动器才会松闸.9-4-1 起升机构液压系统w 当将起升机构的控制手柄扳下“下降”方向时，为了避免因高压油管中的油压不足而使货物瞬间下坠，故在电路设计上仍然是先使比例线圈61Y1通电，以便先让泵A向高压油管供油，直至该管路已建立起足够的油压并使压力记忆继电器的触点闭合时，制动器才会松闸；同时比例线圈61Y2也才会通电，并使61Y1同时断电，于是泵A也就转而向低压油管5供油。w 当手柄扳回中间位置时，61Y1或61Y2失电，伺服装置使泵A回复零位，而且只有当泵A回到零位并使其零位开关断开时，才
37、能使刹车电磁阀12断电，制动器也才会因油缸泄油而抱闸，从而可避免过早抱闸而导致制动带的严重磨损。万千泵A控制系统发生故障，以致在手柄回中1s钟后泵仍未回到零位，则刹车电磁阀也会在延时继电gS的作用下断电而刹车。图9-13 比例泵的功率限制原理w 图913给出了比例泵功率限制器(图911中的元件17)的原理。由图可见，当负荷越大时，高压油管中的工作油压就越高，功率控制器4油缸中的活塞也就会产生更大的位移，因而即可通过限制伺服滑阀5最大位移量的方法，限制油泵的最大流量，从而实现功率限制。9-4-1-2 回转机构的液压系统w 回转机构的液压系统如图914所示(图注略)，它也采用由双向比例变量的斜轴式
38、柱塞泵E和定量油马达F组成的闭式系统。由于回转机构的两条主油路34、35都可承受高压，故限压溢流阀42a、426整定值相同，都为25Mh，而泄油用的低压选择阀43则采用可双向工作的三位阀，其泄油压力由溢流阀36整定为2.8MPa。w 油泵E也采用与起升机构类似的电气操纵机构。当船舶倾斜以致使回转负荷增加时，主油路的工作油压亦将增高。这时，高压管路中的油液就会经梭阀32进入恒功率限制器31的油缸，使泵正的流量调节范围受到限制。w 回转机构的其它工作情况与起升机构类似，但不设压力记忆继电器，控制用油由补油泵B供给。9-4-1-2 变幅机构液压系统w 该起货机采用双作用油缸Ka、kb作变幅机构的执行
39、元件，见图9-14。油泵G采用可同时补偿径向和轴向间隙的高压内齿轮泵。w 由于变幅机构工作时间较少，泵的流量亦较小，故而采用了运行经济性虽然较差，但却比较简单的开式系统。w 该系统采用了由电磁式比例换向阀和压力补偿器组成的所谓比例复合阀；它是一种多功能的组合阀，包括电磁式比例先导阀68、液动主换向阀70(图上用三位六通阀表示，实际上是由两个同步动作的三位四通阀并联组成)、定差溢流阀65和直动溢流阀77。9-4-1-2 变幅机构液压系统w 装置起动后，当变幅控制手柄置于中位时，上仰比例电磁线圈62Y1和下俯比例电磁线圈62Y2都不通电，先导阀68和主阀70即均处于中位，油缸Ka，Kb的油路靠远控
40、平衡阀73锁闭。这时因主阀油路A2、B2皆无油压输出，滑阀76处于其下框所示的状态，使定差溢流阀65的弹簧侧油腔经冷却器69、回油滤器 67连通泄油管，故阀65变成整定压力为0.6MPa的卸荷阀，使主泵G的排油经管路64、定差溢流阀65、油冷却器69和回油滤器67等回油箱。利布赫尔B5/14-16起货机液压系统回转机构原理图9-4-1-3 变幅机构液压系统w 如将控制手柄向上仰方向扳动，则比例电磁阀62Y1就尝通过与手柄扳动幅度成正比的电流，使先导阀68按比例地向左移过一定的距离，于是输出控制油，使主阀70右移。w 在主阀阀芯与导阀之间设有反馈杆69，它可保证主阀的位移量与电流信号的输入量成正
41、比，从而提高控制精度。这样，主阀输出的油流也就从丑：经油路72顶开平衡阀73和单向节流阀74中的单向阀，进入变幅油缸的下腔，与此同时，变幅油缸上腔的回油则经油路71主阀70的月：油口和T油口返回油箱，于是吊臂仰起。w 主阀的A2油口则使输出的油压经节流孔75、下移的滑阀76通到定差溢流阀65的弹簧侧油腔，这样，定差溢流阀65的开度也就改由主阀前后的油压差来控制，使该压差保持在阀65的整定值o.6MPa左右，从而实现了溢流节流调速，使通过主阀的流量基本上取决于控制手柄的扳动幅度，而不受负载压力大小的影喃。w 当吊臂仰起时的工作油压超过直动溢流阀77的整定值19.5MPa时，阀77就会开启，于是定
42、差溢流阀65又会像先导溢流阀的主阀那样开启泄油。利布赫尔B5/14-16起货机液压系统变幅机构原理图9-4-1-3 变幅机构液压系统w 当控制手柄向下俯方向扳动时，比例电磁线圈62Y2就会通电，使主阀70，按比例左移，于是主泵G的排油也就经主阀上的刀1油口和油路78通到变幅油缸尺d、Kb的上腔，与此同时油缸下腔的排油则经单向节流阀74和远控平衡阀73(这时已曲变幅油缸上腔的进抽压力推到右框位置)节流限速，而从油路72、主阀油口A1、T回油箱，于是吊臂也就下俯。这时油泵G的最大工作油压也改由溢流阀?9整定为9MPa。w 图中，油冷却器69采用风冷，所用风机由起货机电路中的温度继电器控制，当机房温
43、度高于10时，该温度继电器就会使风机自动起动，而当机房温度低于10时，则又停掉风机，并使机房电加热器投人工作。9-4-1-4 机械限位保护w 吊钩高位保护 在起升吊钩或俯下吊臂的过程中，当吊钩接近吊臂前端时，即会使电气限位开关动作，这时相应的控制电路断开了，于是起升吊钩或俯下吊臂也就无法进行。w 吊货索滚筒终端保护 当吊货索滚筒在吊钩起升过程钢缆卷满或落下吊钩过程钢缆只剩3圈时，都会使各自的限位开关动作，从而使操作无法再继续进行。w 在采用油马达作变幅机构执行元件的起货机中，还设有吊臂高位和低位(通常约在水平线以上250)限制，并只有在作业开始和结束时用钥匙闭合相应的手动开关，才能在最低限位角
44、下操纵吊臂。w 上述的限位保护也有的靠在液压系统中设置顶杆式机械控制滑阀来实现的，对于这样的起货机，使用时必须注意防止顶杆和滑阀卡阻。9-4-1-4 设备连锁保护w 通风门连锁保护 作业时起货机中心机组前后的通风门必须打开，否则因限位开关不能闭合，主电机就不能起动。w 油冷却器连锁保护 作业时，必须将油冷却器风机的电源开关打开，以便由智路中的相应的温度继电器加以控制，否则主电机也不能起动，并且报警。w 电机的自动加热和除潮 在起货机的电机中设有200W的电加热器，工作时只要将其手动开关闭合，就会使电动机在起动以前和暂停工作期间因常闭触头闭合而投人工作，以保护电机不受潮气侵袭。9-4-1-4 液
45、压油工作状况保护 w 补油低压保护 n当补油压力低于0.6MPa时，压力继电e0就会动作，使起升和回转机构无法动作，并在控制手柄一离中位时就会报警。w 控制油低压保护n当控制油压低于1MPa时，延时3s后相应的压力开关就会动作，切断主电机控制电路，同时报警。w 起升高油压保护n当起升机构超载以致使高压管路中的油压升高到25MPa以上时，则相应的压力继电器就会动作，如压力升高持续3s，则就会使起升动作中断，同时报警。w 高油温保护 n当中心机组油温高于85时，则电路中的温度继电器就会断路，使主电机断电并报警。w 低油位保护 n当中心机组油位低于规定值时，油位继电器就会断路，并在持续3s以后使主电
46、机断电并报警。9-4-1-4 电气工作状况保护w 主电机过电流保护n当主电机电流高于额定值一段时间以后，则热敏元件就会动作，使主电机断电并报警。w 主电机高温保护n当主电机温度上升到155以上时，电机绕组内的热敏元件就会动作，使主电机断电停车。w 电子放大器(比例电磁线圈用)高温保护n当电子放大器温度高于85时，通过热敏电阻就会切断控制回路并发出警报。w 控制电流过高保护n当控制电流大于16A，则主开关就会跳闸。w 除上述各种安全保护外，在电气主回路中还设有短路保护和过载保护以及主电机起动时自动进行Y-转换，经10s后转换结束，正常运行指示灯亮等。9-4-2-1 起升回路液压系统w 图916所
47、示的是起升回路液压系统图(图注略)。其功能如下。w 当控制手柄位于中位时，斜轴式变量泵1111和1112在中位运转，且马达控制阀11411(在右位)使油缸旁通，油马达被常闭式制动器刹住，起升系统并不工作。w 如将控制杆推向“右”侧，则起升系统即处于重载低速工况。这时，控制阀1221的电磁线圈b通电，其B口供油，马达控制阀11411即从图示的卸荷状态转换到中位，于是油马达全排量工作(低速、大扭矩)。如将控制杆推向“左”侧，则起升系统处于轻载高速工况。这时，控制阀1221的电磁线圈口通电，使A、刀油口同时供油，于是，马达控制阀1141l被推向最左位，油马达仅以一半排量工作，使得马达的运转速度提高一
48、倍，而其起重能力理论上则降为原来最大起重能方的一半(实际由于摩擦力的影响，只及原来的40左右)。9-4-2-1 起升回路液压系统w 如果起吊的货重对高速档操纵来说已经是超负荷了，则压力开关1311就会将控制阀1221改为线圈6通电，使马达控制阀11411转换到低速位置(中位)。w 无论手柄是在高速侧还是在低速侧，只要向前或向后移动手柄，则控制阀1226通电，自1221阀A口来的油就会进入制动油缸1211、1212，使制动器松闸，同时将通过伺服变量机构11118、9和11128、9使油泵改变排向和排量，从而相应的实现下降和起升。而油泵1111和1112是电液比例泵，其流量(亦即货物的起落速度)正
49、比于控制手柄的偏移量。起升回路液压系统9-4-2-1 起升回路安全保护元件w(1)安全阀1111(1112)2、3和制动溢流阀1141-21及22n如果回路中的压力高于限定值或回路中有液压冲击，将会被这些阀件释放，w(2)压力开关131l(过载阀)n当回路在高速操纵过载时，压力开关1311就会将装置切换成低速运行状态n而当回路在低速操纵时过载就会停止泵电动机的工作，w(3)压力开关1381n如果回路的补油压力不足，则此压力开关就会停止泵电动机的工作，以确保安全。9-4-2-1 起升回路安全保护元件w 为了便于工作油液散热，起升系统采用的是半闭式系统。w 图916的下部示出补油控制回路的液压系统
50、。辅泵4113输出的油经单向阀4177和1211(1212)的17、18进入系统低压则。w 而低压侧的部分油液则经低压选择阀4325(由系统高压侧油压推动液动换向阀43251控制)，经背压阀4148、冷却器4211等流回油箱。w 补油压力设定在1.92.5MPa之间，由补油背压阀4148调定.w 控制回路是向制动器及泵伺服变量机构等提供控制油。w 控制油压为3.03.3MPa，由溢流阀4147整定9-4-2-2 变幅机构液压系统w 图917示出了变幅机构液压系统原理图。通常变幅和回转是用同一个控制手柄进行操作的，前后移动则变幅，左右移动即回转。w 将控制手柄从中位后移提升吊臂，那么控制阀222
