一、概述

  船舶起貨機有吊桿式、旋轉式及桅桿動臂式等多種形式，其中雙吊桿式液壓起貨機是運輸船舶上廣泛使用的一種。圖17-5所示為雙吊桿式起貨機液壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)能完成的主要動作有提升重物、重物在空中任意位置停留、放下重物、收放繩索及安全與過載保護等。

  二、液壓起貨機液壓系統(tǒng)

  圖17-5中雙向液壓泵a(兩臺)由雙出軸電動機拖動，液壓馬達b(兩臺)拖動卷筒，以吊起重物。該系統(tǒng)采用閉式回路，依靠雙向變量泵a實現調速和換向。

  1.起重作業(yè)

  在圖17-5所示位置，制動缸8的有桿腔經閥3的右位與油箱1相通，制動器在制動缸內彈簧的作用下抱閘，使液壓馬達b制動。此時液壓泵a的斜盤處于零位(即斜盤傾角為零)。起重作業(yè)時，A邊始終為高壓。這時，泵a的斜盤傾向一方，與泵a聯(lián)動的閥3便立即通電，由右位換至左位。同時，輔助泵c輸出的低壓冷油(其工作壓力由溢流閥9限定)分為兩路，一路經單向閥2進入低壓管路B邊對系統(tǒng)補油，并作用于失壓保護閥7的右端，使閥7由左位換至右位另一路經閥7的右位、閥3使零位旁通閥4呈關閉狀態(tài)，并進入制動缸8的有桿腔，使制動器松閘。于是，泵a自B邊吸油，向A邊排油，將壓力油輸入液壓馬達b的進油腔，使液壓馬達b按圖示方向旋轉，起升重物。A、B邊的壓力油分別作用于液動換向閥12的右、左兩端，但因A邊油壓高于B邊，閥12的右位機能起作用，所以低壓B邊的部分熱油經閥12的右位、背壓閥10及泵a的殼體冷卻后，再經冷卻器11流回油箱。

圖 17-5 雙吊桿式起貨機液壓系統(tǒng)

1—油箱   2—單向閥    3—電磁換向閥    4—旁通閥   5—單向節(jié)流閥    6—閥組   7—失壓保護閥

8—制動缸   9、13、14—溢流閥   10—背壓閥   11—冷卻器   12—液動換向閥

  2. 重物在空中任意位置停留

  操縱變量泵a的變量機構，使泵a的斜盤回零位(即斜盤傾角為零)，閥3的電磁鐵即斷電，制動缸8的有桿腔隨即經閥3的右位與油箱相通，制動器抱閘，使液壓馬達b制動，重物懸吊在空中。閥4在彈簧力作用下回到接通位。這時即使變量泵 a 因斜盤有回零誤差而繼續(xù)排油，也能經閥4而旁通，實現卸荷。

  3.放下重物

  放下重物時，A邊仍為高壓。操縱變量泵a的變量機構，泵a的斜盤向另一方向偏轉。這時閥3、泵o 閥7、閥4及制動缸8的工作狀態(tài)與起重作業(yè)時相同。于是泵a自A邊吸油，向B邊排油，液壓馬達b按圖示相反的方向轉動，放下重物。

  重物下降時，液壓馬達b在重物作用下，轉速將大于泵a提供的流量所能達到的轉速，因而液壓馬達b 在重物的拖動下旋轉，排油輸給泵a的上腔，泵a下腔的回油進入液壓馬達b的左腔。因此，液壓泵a呈滾壓馬達工況，泵a的轉速大于拖動其旋轉的電動機的同步轉速，使泵a帶動電動機旋轉發(fā)電(把電能輸給電網中的其他負載，回收電能)。而電動機此時產生的制動力矩便是泵a的外界負載，使A邊中的油壓呈高壓狀態(tài)。這時，重物對液壓馬達b的主動力矩(拖動力矩)與A邊中的高壓油對液壓馬達b產生的反加相平衡，所以重物勻速下降，且下降速度與物重無關，只取決于泵a的排量大小。操縱變量泵a的變量機構，使排量增加或減小，重物下降的速度也隨著變化。

  在重物勻速下降過程中，輔助泵c的工作情形與起重作業(yè)時一樣。為使補油和冷卻充分，溢流閥9的調定壓力應稍大于背壓閥10的調定值。

  4.收放繩索

  液壓馬達b輸出軸與起升卷筒相連。卷筒軸端有繩索絞盤。在船舶靠岸的作業(yè)中，由于液壓馬達的正反轉都能使繩索絞盤收繩，所以系統(tǒng)A、B邊都有可能成為高壓邊。

  5.安全及過載保護

  在系統(tǒng)工作過程中，若泵a突然失壓或壓力管路(如高壓管路A)突然破裂時，重物將拖動絞盤迅速下降。這時，失壓保護閥7被彈簧推回左位，制動缸8有桿腔立即經閥3左位、閥7左位與油箱相通，制動缸8抱閘、制動，以防止重物墜落。

  當系統(tǒng)停止起重或下放重物作業(yè)，欲將重物懸吊于空中，而制動缸8及其推動的制動器失靈、剎不住起升卷筒時，液壓馬達在重物的作用下旋轉，由于泵的變量機構(斜盤)在零位，馬達右腔的排油只能經單向節(jié)流閥5中的節(jié)流閥再回到左腔，故A邊中的油液呈高壓狀態(tài)，從而可防止重物的過快墜落。

  當系統(tǒng)開始起重或下放重物作業(yè)，制動缸8松閘，而閥4因閥芯卡住造成液壓馬達b旁通短路時，單向節(jié)流閥5中的節(jié)流閥也能限制馬達的轉速，防止重物快速墜落。

  在起重和下放作業(yè)時，系統(tǒng)中的A邊皆為高壓，但在收放繩索作業(yè)時，B邊也可能為高壓。故系統(tǒng)中設置了13、14兩個溢流閥作為安全閥，分別防止A、B兩邊的過載，起雙向安全保護作用。

  三、液壓起貨機液壓系統(tǒng)特點

  1)系統(tǒng)采用雙向變量泵和雙向定量馬達組成閉式回路，通過調節(jié)變量泵斜盤傾角的大小和方向，實現上述起重作業(yè)。系統(tǒng)功率利用合理，效率高，油液發(fā)熱量小。

  2)系統(tǒng)不僅能通過制動缸等元件可靠地使機構鎖緊(將重物懸吊在空中)，還能方便地控制重物的下降速度，使電動機發(fā)電，再生能量。系統(tǒng)的這一作用稱為“再生限速”。

  3)系統(tǒng)在起重或下放作業(yè)時，若變量泵突然失壓或高壓管路突然破裂，系統(tǒng)中的失壓保護閥起作用，制動缸抱閘、制動，可防止重物墜落當重物在空中停留，變量泵的變量機構在零位時，若制動缸失靈，液壓馬達右腔的排油只能經單向節(jié)流閥中的節(jié)流閥再回到左腔，故右邊中的油液呈高壓狀態(tài)，從而可防止重物的過快墜落。因此，系統(tǒng)安全性高，過載保護能力強。