一種液壓絞車恒張力控制裝置制造方法
【專利摘要】一種液壓絞車恒張力控制裝置，特別是實(shí)現(xiàn)恒張力控制。其電液控制系統(tǒng)包括：油箱、動(dòng)力泵組、電磁換向閥、液壓鎖、壓力傳感器、馬達(dá)安全閥、液壓馬達(dá)、絞車、排纜器、張力傳感器、負(fù)載、PLC控制器、單向節(jié)流閥、電液比例溢流閥、冷卻閥。其中動(dòng)力泵組連接電磁換向閥進(jìn)油口，電磁換向閥出油口a、b分別連接液壓鎖及單向節(jié)流閥，電磁換向閥回油口連接電液比例溢流閥進(jìn)油口，電液比例溢流閥出油口連接冷卻閥，冷卻閥回油口連接油箱；電磁換向閥兩出油口對(duì)應(yīng)油路上兩對(duì)稱液壓鎖分別連接液壓馬達(dá)A、B口，液壓馬達(dá)兩油腔口A、B之間并聯(lián)馬達(dá)安全閥。本裝置實(shí)現(xiàn)復(fù)雜海況下纜繩張力動(dòng)態(tài)設(shè)定、測(cè)量、恒定功能，響應(yīng)速度快，抗干擾性強(qiáng)。
【專利說明】一種液壓絞車恒張力控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于液壓【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及到一種液壓絞車恒張力控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓絞車廣泛應(yīng)用于海洋工程、建筑、水利工程、礦山等作業(yè)領(lǐng)域，是完成設(shè)備及物料等收放、升降、平拖重要輔助工具。隨著起重機(jī)械額定工況的增大以及工作環(huán)境的復(fù)雜化，對(duì)于液壓絞車的安全性、平穩(wěn)性、可控性要求越來越高。尤其是海洋工程設(shè)備收放及拖曳作業(yè)過程中，隨著海況的變化，纜繩中張力易發(fā)生突變，張力過大易造成纜繩崩斷，張力過小易使纜繩松弛造成設(shè)備與船體相撞，以上情況均易使海洋工程設(shè)備受損。因此要求液壓絞車具備能夠快速適應(yīng)載荷的變化，保持纜繩張力自動(dòng)恒定的功能。目前，現(xiàn)有的恒張力控制系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制精度低、安全及穩(wěn)定性差等問題。本發(fā)明提出一種新型的液壓絞車恒張力控制裝置，以滿足海洋工程作業(yè)中張力準(zhǔn)確測(cè)量、設(shè)定、自動(dòng)恒定的功能，實(shí)現(xiàn)安全、平穩(wěn)作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有液壓絞車控制技術(shù)，提出一種新型的液壓絞車恒張力控制裝置，為海洋工程設(shè)備收放作業(yè)提供安全、平穩(wěn)的恒張力控制裝置。
[0004]本發(fā)明提出的一種液壓絞車恒張力控制裝置，其電液控制系統(tǒng)包括:油箱(I)、動(dòng)力泵組(2)、電磁換向閥(3)、液壓鎖(4、14)、壓力傳感器(5、13)、馬達(dá)安全閥(6)、液壓馬達(dá)
(7)、絞車(8)、排纜器(9)、張力傳感器(10)、負(fù)載(11)、PLC控制器(12)、單向節(jié)流閥(15)、電液比例溢流閥(16)、冷卻閥(17);動(dòng)力泵組(2)出油口連接電磁換向閥(3)進(jìn)油口，電磁換向閥出油口 a、b分別連接液壓鎖(4)及單向節(jié)流閥(15 )，電磁換向閥回油口連接電液比例溢流閥(16)進(jìn)油口，電液比例溢流閥出油口連接冷卻閥(17)，冷卻閥回油口連接油箱；液壓鎖(4)連接液壓馬達(dá)(7)A油口，單向節(jié)流閥(15)連接液壓鎖(14)，液壓鎖(14)連接液壓馬達(dá)(7)B油口 ；液壓馬達(dá)(7)兩油腔口 A、B之間并聯(lián)馬達(dá)安全閥(6);液壓馬達(dá)兩油腔口的壓力傳感器(5、13)信號(hào)輸出端連接PLC控制器入口，絞車?yán)|繩穿過張力傳感器(10)，張力傳感器(10)信號(hào)輸出端連接PLC控制器入口，PLC控制器出口分別連接電磁換向閥(3)、馬達(dá)安全閥(6 )、電液比例溢流閥(16 )。
[0005]一種液壓絞車恒張力控制裝置，所述的絞車(8)的最大安全張力由PLC通過電液比例溢流閥(16)控制；通過調(diào)節(jié)電液比例溢流閥(16)的溢流壓力，改變液壓馬達(dá)(7)兩油腔口壓力差，以設(shè)定絞車的最大安全張力來達(dá)到絞車保持恒定張力的目的。
[0006]一種液壓絞車恒張力控制裝置，所述的兩液壓鎖(4、14)對(duì)稱安裝于電磁換向閥
(3)兩換向油口油路上，當(dāng)電磁換向閥(3)處于中位，兩液壓鎖完成自鎖，控制絞車止于設(shè)定位置。
[0007]—種液壓絞車恒張力控制裝置，所述的張力傳感器(10)安裝于排纜器(9)外橫杠正中心位置。張力傳感器采用的是“三點(diǎn)法”測(cè)量張力，包括:支撐輪(18、20)，一個(gè)張力輪(21)，一個(gè)力傳感器(22 )，張力輪(21)位于兩支撐輪中間，兩支撐輪呈對(duì)稱布置。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:利用遠(yuǎn)控電液比例溢流閥(16)和液控系統(tǒng)相配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓絞車?yán)|繩張力遠(yuǎn)程控制，控制操作面板可設(shè)在駕駛室內(nèi)。液壓回路基本原理是絞車的最大安全張力由PLC通過比例溢流閥(16)控制。通過調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)(7)出口電液比例溢流閥(16)的溢流壓力，改變液壓馬達(dá)(7)兩油腔口壓力差，以設(shè)定絞車的最大安全張力來達(dá)到絞車保持恒定張力的目的。運(yùn)用PLC模擬量編程，控制電磁換向閥左右位得電來實(shí)現(xiàn)液壓絞車正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。PLC控制器中采用偽微分反饋控制技術(shù)，設(shè)定馬達(dá)安全閥(6)開啟壓力大小，起安全溢流作用，完成海洋設(shè)備安全收放，減少因海浪引起升沉運(yùn)動(dòng)對(duì)收放海洋工程設(shè)備的損害。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0010]圖1是本發(fā)明一種液壓絞車恒張力控制裝置液壓系統(tǒng)圖。
[0011]1.油箱；2.動(dòng)力泵組；3.電磁換向閥；4、14.液壓鎖；5、13.壓力傳感器；6.馬達(dá)安全閥；7.液壓馬達(dá)；8.絞車；9.排纜器；10.張力傳感器；11.負(fù)載；12.PLC控制器；15.單向節(jié)流閥；16.電液比例溢流閥；17.冷卻閥。
[0012]圖2是本發(fā)明一種液壓絞車恒張力控制裝置中張力傳感器內(nèi)部組成圖。
[0013]18,20.支撐輪；19.纜繩；21.張力輪；22.力傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明一種液壓絞車恒張力控制裝置，其電液控制系統(tǒng)包括:油箱
(I)、動(dòng)力泵組(2)、電磁換向閥(3)、液壓鎖(4、14)、壓力傳感器(5、13)、馬達(dá)安全閥(6)、液壓馬達(dá)(7)、絞車(8)、排纜器(9)、張力傳感器(10)、負(fù)載(11)、PLC控制器(12)、單向節(jié)流閥(15 )、電液比例溢流閥(16 )、冷卻閥(17 );動(dòng)力泵組(2 )出油口連接電磁換向閥(3 )進(jìn)油口，電磁換向閥出油口 a、b分別連接液壓鎖(4)及單向節(jié)流閥(15 )，電磁換向閥回油口連接電液比例溢流閥(16 )進(jìn)油口，電液比例溢流閥出油口連接冷卻閥(17 )，冷卻閥回油口連接油箱；液壓鎖(4)連接液壓馬達(dá)(7) A油口，單向節(jié)流閥(15)連接液壓鎖(14)，液壓鎖(14)連接液壓馬達(dá)(7) B油口 ；液壓馬達(dá)(7)兩油腔口 A、B之間并聯(lián)馬達(dá)安全閥(6);液壓馬達(dá)兩油腔口的壓力傳感器(5、13)信號(hào)輸出端連接PLC控制器入口，絞車?yán)|繩穿過張力傳感器
(10)，張力傳感器(10)信號(hào)輸出端連接PLC控制器入口，PLC控制器出口分別連接電磁換向閥(3)、馬達(dá)安全閥(6)、電液比例溢流閥(16)。
[0016]動(dòng)力泵組(2)用于向系統(tǒng)提供恒壓變量液壓油，帶動(dòng)液壓馬達(dá)(7)轉(zhuǎn)動(dòng)。電磁換向閥(3 )受PLC控制器電信號(hào)控制，具有三個(gè)工作狀態(tài)。當(dāng)電磁換向閥左位得電，油液將從液壓馬達(dá)A 口入，B 口出，液壓馬達(dá)正向旋轉(zhuǎn)，控制絞車正轉(zhuǎn)施放纜繩；當(dāng)電磁換向閥右位得電，油液將從液壓馬達(dá)B 口入，A 口出，液壓馬達(dá)反向旋轉(zhuǎn)，控制絞車反轉(zhuǎn)收緊纜繩。當(dāng)電磁換向閥不得電，電磁換向閥處于中位，兩液壓鎖完成自鎖，控制絞車止于設(shè)定位置。
[0017]絞車的最大安全張力由PLC通過電液比例溢流閥(17)控制，通過調(diào)節(jié)電液比例溢流閥(16)的溢流壓力，改變馬達(dá)(7)兩油腔口壓力差，以設(shè)定絞車的最大安全張力來達(dá)到絞車保持恒定張力的目的。
[0018]單向節(jié)流閥(15)具有單向控制及限速功能。當(dāng)電磁換向閥(3)左位通電，系統(tǒng)處于施放工況，單向節(jié)流閥(15)用于液壓馬達(dá)放繩限速。
[0019]馬達(dá)安全閥(6)為溢流閥，通過PLC控制器輸出信號(hào)控制馬達(dá)安全閥開啟壓力，起安全溢流作用。
[0020]張力傳感器(10)由支撐輪(18、20)、張力輪(21)、力傳感器(22)組成，安裝于排纜器(9)外橫杠正中心位置。張力傳感器采用的是“三點(diǎn)法”進(jìn)行張力動(dòng)態(tài)測(cè)量，纜繩(19)穿過其中，張力傳感器將測(cè)的的纜繩張力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)反饋至PLC控制器，PLC控制器將電信號(hào)傳輸至電磁換向閥(3)，控制液壓絞車完成正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，完成海洋工程設(shè)備的收放。
[0021]液壓絞車具體工作過程:在海洋工程設(shè)備施放和回收過程中，由于海況復(fù)雜，絞車?yán)|繩中張力處于動(dòng)態(tài)變化。
[0022]施放工況時(shí)，電磁換向閥(3)左位通電，通過PLC控制信號(hào)設(shè)定電液比例溢流閥
(16)的壓力值，設(shè)定施放工況下系統(tǒng)恒張力大小，高壓油依次經(jīng)過電磁換向閥(3)、液壓鎖
(4)，由液壓馬達(dá)油腔口 A流向B 口，再經(jīng)單向節(jié)流閥(15)中的節(jié)流閥回油箱，此時(shí)液壓馬達(dá)(7)正向旋轉(zhuǎn)，絞車施放纜繩。在施放過程中，當(dāng)負(fù)載增大，纜繩張力過大，液壓馬達(dá)在負(fù)載拖動(dòng)作用下正向加速旋轉(zhuǎn)，為避免繩纜拉斷，電液比例溢流閥開口增大，液壓馬達(dá)兩油腔口壓差增大，絞車卷筒加速放繩，使張力減小至設(shè)定狀態(tài)再恢復(fù)至正常施放工況；當(dāng)負(fù)載減小，纜繩張力過小，通過PLC控制信號(hào)控制電磁換向閥(3)右位得電，液壓馬達(dá)(7)反向旋轉(zhuǎn)，使纜繩收緊，使張力增大至設(shè)定狀態(tài)再恢復(fù)至正常施放工況，絞車卷筒安全完成纜繩施放作業(yè)。
[0023]回收工況時(shí)，電磁換向閥(3)右位通電，通過PLC控制信號(hào)設(shè)定電液比例溢流閥
(16)的壓力值，設(shè)定回收工況下系統(tǒng)恒張力大小，高壓油依次經(jīng)電磁換向閥(3)、單向節(jié)流閥(15)中單向閥、液壓鎖(14)至液壓馬達(dá)(7)，再由液壓馬達(dá)油腔口 B流向A 口，此時(shí)液壓馬達(dá)反向旋轉(zhuǎn)，絞車回收繩纜。在回收過程中，當(dāng)負(fù)載增大，纜繩張力過大，PLC控制電磁換向閥(3)左位得電，液壓馬達(dá)(7)正向旋轉(zhuǎn)，使纜繩適度放松，纜繩中張力減小至設(shè)定狀態(tài)后再恢復(fù)正常收繩工況；此過程中馬達(dá)安全閥起到安全保護(hù)作用，以防油壓突增超過馬達(dá)口安全壓力。當(dāng)負(fù)載減小，纜繩張力過小，液壓馬達(dá)(7)轉(zhuǎn)速將迅速升高，使纜繩收緊，張力恢復(fù)至設(shè)定狀態(tài)再恢復(fù)至正常收繩工況。
[0024]電磁換向閥(3)不通電時(shí)，液壓鎖(4、14)完成自鎖，使海洋工程設(shè)備定位于某個(gè)位置。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓絞車恒張力控制裝置，其電液控制系統(tǒng)包括:油箱(I)、動(dòng)力泵組(2)、電磁換向閥(3)、液壓鎖(4、14)、壓力傳感器(5、13)、馬達(dá)安全閥(6)、液壓馬達(dá)(7)、絞車(8)、排纜器(9 )、張力傳感器(10 )、負(fù)載(11)、PLC控制器(12 )、單向節(jié)流閥(15 )、電液比例溢流閥(16)、冷卻閥(17);動(dòng)力泵組(2)出油口連接電磁換向閥(3)進(jìn)油口，電磁換向閥出油口a、b分別連接液壓鎖(4)及單向節(jié)流閥(15)，電磁換向閥回油口連接電液比例溢流閥(16)進(jìn)油口，電液比例溢流閥出油口連接冷卻閥(17 )，冷卻閥回油口連接油箱；液壓鎖(4 )連接液壓馬達(dá)(7) A油口，單向節(jié)流閥(15)連接液壓鎖(14)，液壓鎖(14)連接液壓馬達(dá)(7) B油口 ；液壓馬達(dá)(7)兩油腔口 A、B之間并聯(lián)馬達(dá)安全閥(6);液壓馬達(dá)兩油腔口的壓力傳感器(5、13)信號(hào)輸出端連接PLC控制器入口，絞車?yán)|繩穿過張力傳感器(10)，張力傳感器(10)信號(hào)輸出端連接PLC控制器入口，PLC控制器出口分別連接電磁換向閥(3)、馬達(dá)安全閥(6 )、電液比例溢流閥(16 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓絞車恒張力控制裝置，其特征在于:絞車的最大安全張力由PLC通過電液比例溢流閥(16)控制；通過調(diào)節(jié)電液比例溢流閥(16)的溢流壓力，改變液壓馬達(dá)(7)兩油腔口壓力差，以設(shè)定絞車的最大安全張力來達(dá)到絞車保持恒定張力的目的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓絞車恒張力控制裝置，其特征在于:兩液壓鎖(4、14)對(duì)稱安裝于電磁換向閥(3)兩出油口油路上，當(dāng)電磁換向閥處于中位，兩液壓鎖完成自鎖，控制絞車止于設(shè)定位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓絞車恒張力控制裝置，所述的張力傳感器(10)安裝于排纜器(9)外橫杠正中心位置；張力傳感器采用的是“三點(diǎn)法”測(cè)量張力，包括:支撐輪(18、20)，一個(gè)張力輪(21)，一個(gè)力傳感器(22)，張力輪位于兩支撐輪中間，兩支撐輪呈對(duì)稱布置。
【文檔編號(hào)】B66D1/50GK103482517SQ201310485615
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】王永鼎, 潘海, 徐潔, 王巖, 盧好陽 申請(qǐng)人:上海海洋大學(xué)