一種組合錨絞機恒張力液壓控制系統的制作方法

本發明涉及一種組合錨絞機恒張力液壓控制系統，適用于機械領域。

背景技術：

大型船舶在系泊期間，由于潮水的漲落、吃水的變化、風力的改變等原因，經常需要甲板值班人員調整纜繩的張弛程度，即人工松出和收緊纜繩。由于人工操作，不僅麻煩費事，而且不可能做到使每一根纜繩所受的張力完全一致，因此在系泊期間可能造成某一根纜繩張力過大而拉斷，這樣其他纜繩的負荷立即增大，處于危險狀態。為此，有必要在組合錨絞機上設計具有恒張力裝置的液壓控制系統，以實現自動調整絞纜的張力，在纜繩拉力過大時自動放松，而纜繩松弛時又能自動收緊。

技術實現要素：

本發明提出了一種φ56組合錨絞機恒張力液壓控制系統，采用手動比例復合閥控制馬達轉速，調節收(放)纜速度；采用單向順序閥作平衡閥，防止在放纜時因轉速過快而脫纜；使用3個高壓球閥，確保左右兩側主泵正常運行。輔泵控制系統設計采用溢流閥控制纜繩張力，采用補油裝置控制馬達反轉轉速，手動二位四通換向閥控制主泵和輔泵的工作狀態，使系統運行可靠。

本發明所采用的技術方案是：所述控制系統的動力元件由4個主泵(兩兩并聯后分別控制左右兩側錨絞機的主泵供油)和1個輔泵(左右兩側錨絞機的輔泵供油)等組成；執行元件主要是左右2個馬達；控制回路主要由4個部分組成，即左右主泵供油控制油路和左右輔泵控制油路；其他元件主要有油箱、過濾器、溫度計等。左右主泵回路、輔泵回路對稱布置，分別操縱液壓馬達的轉動，通過手動換向閥來切換主泵供油和輔泵供油兩種狀態。

所述主油泵供油液壓系統主要包括動力元件、執行元件和控制元件。動力元件：考慮到安全因素，為保證在1個柱塞泵損壞狀況下不能影響主機工作，因此使用2個柱塞變量泵并聯來驅動馬達旋轉。在泵的出口處安裝溢流閥，控制系統中的壓力保持基本恒定，實現調壓、穩壓或限壓作用。執行元件：液壓馬達(既驅動錨機又驅動系纜機，轉速范圍為0～60r/min，起錨時工作油壓16MPa，系纜時工作油壓25MPa，起執行機構作用)，并聯一個順序閥(調定壓力為15MPa)，串聯了一個單向順序閥(又稱為平衡閥)。平衡閥串聯的作用是限制液壓馬達反轉不能過快。當反轉過快變成泵運行，進口油壓降低使平衡閥關閉迫使油馬達停止，直至進口油壓回復才重新開啟，繼續反轉；順序閥作用是負荷過載時液壓油從順序閥流過，不經馬達，從而保護馬達。控制元件：采用手動比例復合閥(由兩個單向閥、兩個順序閥和一個H型中位機能手動三位四通換向閥組成)。通過操縱比例閥手柄，可以無級控制液壓油流量，從而控制馬達轉速。

所述起錨系纜時液壓系統使用兩個錨絞機并分別左右布置，其液壓控制系統是在單側液壓系統的基礎上對稱布置一個，兩組并聯使用，左右兩組液壓泵互用，確保主機正常運行。在進油路中設置3個高壓球閥。

正常工作時，Q1和Q2打開，Q3關閉。應急時，兩臺泵組互為備用，即用一臺泵分別對左右錨機供油，比如當右泵組發生故障時，可用左泵組供油使右機工作，此時Q1應關閉，Q2和Q3打開，或在Q1打開，Q2和Q3關閉時，左泵組供油使左機工作。此時左右兩個錨機分別工作，如果需要左右錨機同時工作，需要將三個高壓球閥全部打開，但錨機的速度和負載將會降低；同理當左泵組發生故障時，可用右泵組供油使左機工作，此時，Q2應關閉，Q1和Q3應打開，或在Q2打開，Q1和Q3關閉時，右泵組供油使右機工作。

本發明的有益效果是：該系統采用手動比例復合閥控制馬達轉速，調節收(放)纜速度；采用單向順序閥作平衡閥，防止在放纜時因轉速過快而脫纜；使用3個高壓球閥，確保左右兩側主泵正常運行。輔泵控制系統設計采用溢流閥控制纜繩張力，采用補油裝置控制馬達反轉轉速，手動二位四通換向閥控制主泵和輔泵的工作狀態，使系統運行可靠。

附圖說明

圖1是本發明的組對機液壓原理圖。

圖2是本發明的組對機液壓系統控制原理方塊圖。

圖3是本發明的液壓系統控制圖。

圖中：1.回油過濾器；2.耐海水冷卻器；3、15、22、23.溢流閥；4.液位液溫計；5.柱塞泵；6.空氣過濾器；7、16.電動機；8、19.軟管總成；9, 20, 26.直通單向閥；10.壓力表開關；11.壓力表；12.手動比例復合閥；13.液壓傳動裝置；14.液位繼電器；17.柱塞泵；18.溫度傳感器；21.單向節流閥；24.手動換向閥；25.高壓球閥。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1，控制系統的動力元件由4個主泵(兩兩并聯后分別控制左右兩側錨絞機的主泵供油)和1個輔泵(左右兩側錨絞機的輔泵供油)等組成；執行元件主要是左右2個馬達；控制回路主要由4個部分組成，即左右主泵供油控制油路和左右輔泵控制油路；其他元件主要有油箱、過濾器、溫度計等。左右主泵回路、輔泵回路對稱布置，分別操縱液壓馬達的轉動，通過手動換向閥來切換主泵供油和輔泵供油兩種狀態。

正轉收纜：手動換向閥24工作在左側，輔泵17停止運轉，閥12工作在右位，主泵排出的油液帶動馬達正向轉動收纜，直到纜繩張力相對應的油壓達到溢流閥調定壓力15 MP。時，開啟溢油，進入停止狀況。

進油：主泵5→直通單向閥9→手動比例復合閥12的右位→單向順序閥→液壓馬達的進油口；回油：液壓馬達的回油口→手動比例復合閥12的右位→冷卻器2→過濾器1→油箱收纜的工作速度決定于纜索張力即工作油壓。張力越大，油壓越高，使變量油泵的排量越小，液壓馬達轉速就越低，直至停轉，以防止收纜時張力過大。

手動換向閥24工作在左側，輔泵17停轉，閥12工作在中位。利用該閥的H型中位機能，使各個油口全部連通，液壓缸浮動，液壓泵卸荷。手動換向閥24工作在左側，輔泵17停止運轉，閥12工作在左位；進油:主泵→閥12的左位→馬達正轉時的回油口；回油：馬達正轉時的進油→單向順序閥→閥12的左位→冷卻器→過濾器→油箱

如圖2，主油泵供油液壓系統主要包括動力元件、執行元件和控制元件。動力元件：考慮到安全因素，為保證在1個柱塞泵損壞狀況下不能影響主機工作，因此使用2個柱塞變量泵并聯來驅動馬達旋轉。在泵的出口處安裝溢流閥，控制系統中的壓力保持基本恒定，實現調壓、穩壓或限壓作用。執行元件：液壓馬達(既驅動錨機又驅動系纜機，轉速范圍為0～60r/min，起錨時工作油壓16MPa，系纜時工作油壓25MPa，起執行機構作用)，并聯一個順序閥(調定壓力為15MPa)，串聯了一個單向順序閥(又稱為平衡閥)。

平衡閥串聯的作用是限制液壓馬達反轉不能過快。當反轉過快變成泵運行，進口油壓降低使平衡閥關閉迫使油馬達停止，直至進口油壓回復才重新開啟，繼續反轉；順序閥作用是負荷過載時液壓油從順序閥流過，不經馬達，從而保護馬達。控制元件：采用手動比例復合閥(由兩個單向閥、兩個順序閥和一個H型中位機能手動三位四通換向閥組成)。通過操縱比例閥手柄，可以無級控制液壓油流量，從而控制馬達轉速。

如圖3，起錨系纜時液壓系統使用兩個錨絞機并分別左右布置,其液壓控制系統是在單側液壓系統的基礎上對稱布置一個，兩組并聯使用，左右兩組液壓泵互用，確保主機正常運行。在進油路中設置3個高壓球閥。正常工作時，Q1和Q2打開，Q3關閉。

應急時，兩臺泵組互為備用，即用一臺泵分別對左右錨機供油，比如當右泵組發生故障時，可用左泵組供油使右機工作，此時Q1應關閉，Q2和Q3打開，或在Q1打開，Q2和Q3關閉時，左泵組供油使左機工作。此時左右兩個錨機分別工作，如果需要左右錨機同時工作，需要將三個高壓球閥全部打開，但錨機的速度和負載將會降低；同理當左泵組發生故障時，可用右泵組供油使左機工作，此時，Q2應關閉，Q1和Q3應打開，或在Q2打開，Q1和Q3關閉時，右泵組供油使右機工作。