一、概述

  船舶起貨機(jī)有吊桿式、旋轉(zhuǎn)式及桅桿動(dòng)臂式等多種形式，其中雙吊桿式液壓起貨機(jī)是運(yùn)輸船舶上廣泛使用的一種。圖17-5所示為雙吊桿式起貨機(jī)液壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)能完成的主要?jiǎng)幼饔刑嵘匚铩⒅匚镌诳罩腥我馕恢猛Ａ?、放下重物、收放繩索及安全與過(guò)載保護(hù)等。

  二、液壓起貨機(jī)液壓系統(tǒng)

  圖17-5中雙向液壓泵a(兩臺(tái))由雙出軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，液壓馬達(dá)b(兩臺(tái))拖動(dòng)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(shí)現(xiàn)調(diào)速和換向。

  1.起重作業(yè)

  在圖17-5所示位置，制動(dòng)缸8的有桿腔經(jīng)閥3的右位與油箱1相通，制動(dòng)器在制動(dòng)缸內(nèi)彈簧的作用下抱閘，使液壓馬達(dá)b制動(dòng)。此時(shí)液壓泵a的斜盤處于零位(即斜盤傾角為零)。起重作業(yè)時(shí)，A邊始終為高壓。這時(shí)，泵a的斜盤傾向一方，與泵a聯(lián)動(dòng)的閥3便立即通電，由右位換至左位。同時(shí)，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(jīng)單向閥2進(jìn)入低壓管路B邊對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)油，并作用于失壓保護(hù)閥7的右端，使閥7由左位換至右位另一路經(jīng)閥7的右位、閥3使零位旁通閥4呈關(guān)閉狀態(tài)，并進(jìn)入制動(dòng)缸8的有桿腔，使制動(dòng)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(dá)b的進(jìn)油腔，使液壓馬達(dá)b按圖示方向旋轉(zhuǎn)，起升重物。A、B邊的壓力油分別作用于液動(dòng)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(jī)能起作用，所以低壓B邊的部分熱油經(jīng)閥12的右位、背壓閥10及泵a的殼體冷卻后，再經(jīng)冷卻器11流回油箱。

圖 17-5 雙吊桿式起貨機(jī)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(hù)閥

8—制動(dòng)缸   9、13、14—溢流閥   10—背壓閥   11—冷卻器   12—液動(dòng)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(jī)構(gòu)，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(dòng)缸8的有桿腔隨即經(jīng)閥3的右位與油箱相通，制動(dòng)器抱閘，使液壓馬達(dá)b制動(dòng)，重物懸吊在空中。閥4在彈簧力作用下回到接通位。這時(shí)即使變量泵 a 因斜盤有回零誤差而繼續(xù)排油，也能經(jīng)閥4而旁通，實(shí)現(xiàn)卸荷。

  3.放下重物

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

  重物下降時(shí)，液壓馬達(dá)b在重物作用下，轉(zhuǎn)速將大于泵a提供的流量所能達(dá)到的轉(zhuǎn)速，因而液壓馬達(dá)b 在重物的拖動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，排油輸給泵a的上腔，泵a下腔的回油進(jìn)入液壓馬達(dá)b的左腔。因此，液壓泵a呈滾壓馬達(dá)工況，泵a的轉(zhuǎn)速大于拖動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，使泵a帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電(把電能輸給電網(wǎng)中的其他負(fù)載，回收電能)。而電動(dòng)機(jī)此時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)力矩便是泵a的外界負(fù)載，使A邊中的油壓呈高壓狀態(tài)。這時(shí)，重物對(duì)液壓馬達(dá)b的主動(dòng)力矩(拖動(dòng)力矩)與A邊中的高壓油對(duì)液壓馬達(dá)b產(chǎn)生的反加相平衡，所以重物勻速下降，且下降速度與物重?zé)o關(guān)，只取決于泵a的排量大小。操縱變量泵a的變量機(jī)構(gòu)，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(guò)程中，輔助泵c的工作情形與起重作業(yè)時(shí)一樣。為使補(bǔ)油和冷卻充分，溢流閥9的調(diào)定壓力應(yīng)稍大于背壓閥10的調(diào)定值。

  4.收放繩索

  液壓馬達(dá)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(dá)的正反轉(zhuǎn)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(guò)載保護(hù)

  在系統(tǒng)工作過(guò)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(shí)，重物將拖動(dòng)絞盤迅速下降。這時(shí)，失壓保護(hù)閥7被彈簧推回左位，制動(dòng)缸8有桿腔立即經(jīng)閥3左位、閥7左位與油箱相通，制動(dòng)缸8抱閘、制動(dòng)，以防止重物墜落。

  當(dāng)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(dòng)缸8及其推動(dòng)的制動(dòng)器失靈、剎不住起升卷筒時(shí)，液壓馬達(dá)在重物的作用下旋轉(zhuǎn)，由于泵的變量機(jī)構(gòu)(斜盤)在零位，馬達(dá)右腔的排油只能經(jīng)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(guò)快墜落。

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

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

  三、液壓起貨機(jī)液壓系統(tǒng)特點(diǎn)

  1)系統(tǒng)采用雙向變量泵和雙向定量馬達(dá)組成閉式回路，通過(guò)調(diào)節(jié)變量泵斜盤傾角的大小和方向，實(shí)現(xiàn)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(guò)制動(dòng)缸等元件可靠地使機(jī)構(gòu)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(dòng)機(jī)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(shí)，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(hù)閥起作用，制動(dòng)缸抱閘、制動(dòng)，可防止重物墜落當(dāng)重物在空中停留，變量泵的變量機(jī)構(gòu)在零位時(shí)，若制動(dòng)缸失靈，液壓馬達(dá)右腔的排油只能經(jīng)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(guò)快墜落。因此，系統(tǒng)安全性高，過(guò)載保護(hù)能力強(qiáng)。