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装船机 溜筒液压调直系统研究 ． 韩斌 神华黄骅港务有限责任公 司 沧州0 6 1 1 1 0 摘要对现有装船机溜筒液压调直系统的缺陷进行分析，找 出问题所在，并对调直液压系统进行升级， 彻底解决装船机溜筒调直液压系统在运行过程中存在的安全隐患，对其设计具有借鉴意义。 关键词装船机 ；溜筒 ；液压调直 中图分类号U 6 5 3 ． 9 2 8 ． 1 文献标识码 A 文章编号1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 5 0 6 0 1 0 4 “ 一 04 Ab s t r a c t T h e p a p e r a n a l y s e s t h e d e f e c t s o f t h e e x i s t i n g h y d r a u l i c ali g n i n g s y s t e m o f t h e c h u t e o f s h i p l o a d e r s ，fi n d s o u t p r o b l e ms ，u p g r a d e s t h e h y d r a u l i c ali gn i n g s y s t e m a n d t h o r o u g h l y s o l v e s a n y p o t e n t i a l s a f e t y h a z z a r d d u rin g o p e r a t i o n， p r o v i d i n g r e f e r e n c e t o t h e d e s i g n． Ke y wo r d s s h i p l o a d e r ；c h u t e ；h y d r a u l i c a l i g n me n t 装船 机 主 要 由 大车 行 走 、臂 架 俯 仰 、臂 架 伸缩 、溜筒调 直 、溜 筒 回转 、尾 车 及 辅 助 机构 等组成 。溜筒 调 直机 构作 为 装船 机 的重 要 组成 部分 ，其工作 状 态直 接 影 响设 备 的安 全 和高效 运行。溜筒调直系统是用来保证装船机臂架在 进行俯 仰及 作业 时 ，溜 筒始 终 与水 平 面保 持垂 直 ，将 由带 式输 送 机 运来 的物料 装 进船 舱 。溜 筒 的垂直有 利 于减 少物 料对 溜 筒筒 壁 的 冲击 及 磨损 。溜筒 位置 通 过 溜筒 液压 调 直 系统 的调 直 液压缸进行调 节。 目前 ，装 船机臂架俯 仰时 ，主要 是通过液压 泵驱动调 直液压缸伸 出或缩 回，从 而对装船机 的 溜筒进行调直 如图 1所示 。因而装船机臂架俯 仰时 ，液压泵会 一直处于运转状 态 ，从 而导致液 压泵容易损坏及 电机 能量的浪 费。另外 ，溜筒液 压调直系统的液压站采用悬挂 电缆或 在臂架的头 部设置人字架来铺设 电缆 进行电力供应。 由于臂 架 内部空间 比较狭 窄，悬挂 的电缆长 时间与臂架 的钢结构摩擦 以及 多次弯 曲，容易 出现 绝缘层磨 损接地或断 芯现象 ，造成溜筒调直液压 系统 的供 电及信号传 输故 障，导致 溜筒不能 自动调直。且 电缆发生断芯现象时 ，造 成系统时好 时坏 ，故 障 源头的查找更 加困难。如果臂架正好处 于大角度 上仰时电缆 发生故障 ，臂架则不 能继续俯仰 而移 出船舱或 从大角度上仰降至水平位 置，造成维修 困难 。 一 1 0 4 1 ．调直液压缸2 ．臂架3 ．溜筒 图 1 装船机臂架 、溜筒简 图 1 解决方案 1 优化液压站供 电电缆敷设方式 ，使 电缆 的 耐用度更高。 对臂架内部的悬挂电缆进行改造。原悬挂电 缆采用多根圆电缆进行供电，圆电缆不易弯 曲， 且弯曲时容易 变形 。首先对 电缆进行 改 造升 级 ， 将多根圆 电缆更换为 多芯柔性 扁 电缆 ，不 仅减少 了电缆数量 ，而且柔性扁 电缆 挠度更好 ，更容易 弯 曲，不易 断芯。并 对扁 电缆 进行 合理 的捆 扎 ， 对容易与钢结构摩擦 的地方 进行保护 。有效解 决 了原电缆存在的各种 问题 。 2 对溜筒调直液压系统进行优化 ，使装船机 臂架俯仰时 ，溜筒调直能利用装船机 溜筒 的 自重 进行 自行调节 解决 电缆 出现故 障时，溜筒 调直 不能动作的难题 ，装船机溜筒到达垂直位置时 自 动锁死溜筒 ，实现节能减排的功效。 起重运输机械 2 0 1 5 6 如图2所 示 ，溜筒 液压调直 系统包 括液压泵 1 、第一换 向阀 2 、调直液压缸 3和油箱 4 ，第一换 向阀 2连接在液压泵 1和油箱 4与调直液压缸 3之 间的油路上 ，能够通过第一换 向阀 2的换 向而选 择性 地使调 直液压缸 3的有杆腔和无杆腔中的一 个进油 、另一个 回油 ，其 中，溜筒液压 调直 系统 还包括连接在调直液压缸 3的有杆腔与无杆腔之 间的连接油路 1 2，该连接油路上设置有第二换 向 阀 5 ，且换 向阀 5连接于与油箱 4连接的旁通油路 1 3 ，第二换 向阀5能够选择性地切换为使调直液压 缸 3的有杆腔与无杆腔均与旁通油路 1 3连通或者 截止 ，使调 直液压缸在 自重调节及液压泵 调节之 间切换 。 1 ． 液压 泵2 ．第一换向阀3 ．调直液压缸4 ．油箱 5 ． 第二换向阀6 ．第一单向阀7 ．过滤器8 ．可调节流阀 9 ．双向液压锁1 O ．单向节流阀 第一单向节流阀 b ．第二单向节流阀 1 1 ．第二单向阀1 2 ．连接油路 1 3 ．旁通油路1 4 ．第一支路1 5 ．第二支路 1 6 ．第一工作油路 1 7 ．第二工作油路 图2 溜筒液压调直系统液压原理图 溜筒液压调直系统 的调 直液压缸 3的两端分 别连接装船机的臂架和溜筒 如图 1所示 ，臂架 正常工作进行俯仰运 动时，第一换 向阀 2处于截 止状态 ，液压泵 1 不 给调直液压缸 3供油。此时 ， 第二换 向阀 5断电 ，处于调直液压缸 3的有杆腔与 无杆腔均与旁通油路 1 3连通的状态 ，且旁通油路 起重运输机械 2 0 1 5 6 1 3连接于油箱 4 。因此 ，在溜筒的 自重作用下 ，调 直液压缸 3发生运动 ，有杆腔和无杆腔 内的压力 油能够通过连接油路 l 2相互 流通 ，并且调直液压 缸 3能够通过旁通油路 1 3自动从油箱 4进油或 回 油到油箱 4 ，使得溜筒能够自动调直而保持在竖直 状态 ，不需要液压泵 I一直工作 ，实现节能减排。 当臂架停 止俯仰 运动 ，且溜 筒处 于竖 直位 置时 ， 第二换向阀5通电，处于调直液压缸 3的有杆腔与 无杆腔均不与旁通油路 1 3连通的状态，从而将溜 筒锁止在竖直位置 ，达到溜筒 自重调直的 目的。 另外 ，在 电缆故 障等使电控系统失 效时 ，调 直液压缸 3仍能在溜筒 自重作用下保持运动状态 ， 以保证溜筒 处于竖 直位 置 ，使 得臂 架能够 俯仰 ， 从而使装船机能够移动到安全的位置进行维修 。 由上可知 ，在装 船机 的臂架运 动时 ，本设 计 的溜筒液压调直 系统无需外部供 电驱 动液压泵 1 运转 ，就可 以在溜筒的 自重作用下 自动进行 溜筒 的调直 ，实现无动力运动 。不仅有效避免 溜筒液 压调直系统 的供 电悬 挂电缆出现故 障的问题 ，而 且实现了系统节能降耗的 目的。 为了方便调直液压缸 3通过旁通油路 1 3从油 箱 4进油或 回油到油箱 4，旁通油路 l 3的一端连 接于第二换 向阀 5 ，并且旁通油路 1 3分叉形成 为 连接于油箱4的第一支路 l 4 和第二支路 1 5 ，第一 支路 1 4上设置有回油过滤器 7，第二支路 1 5上设 置有第一单向阀 6 ，第一单 向阀 6的正 向端 口与油 箱 4连通 。 在溜筒进行 自动调直 的过程 中，第 二支路 1 5 作为进油油路，第一支路 1 4作为回油油路。臂架 向上抬升 的过程 中，在溜筒 的 自重作 用下 ，调 直 液压缸 3的活塞杆被溜筒 向外拉 出 ，有杆腔 的压 力油通过连接油路 1 2进入无杆腔 内，但是有杆腔 的容积小于无 杆腔 的容积 ，无 杆腔 内产生 负压 ， 因此在无杆腔 的吸力作用下 ，油箱 4内的压力 油 通过第二支路 1 5上的第一单向阀 6进入无杆腔内 进行补油 ，而第一支路 1 4上 由于有过滤器 7及 节 流阀 8的存在 ，其 管路液 阻远大 于第 二支路 1 5 ， 第一支路 1 4内的液压油及过滤器 7内的杂质不会 回流至液压缸 3内，避免过滤器 7内的杂质对液压 缸造成二次污染 。 为了适应臂架的不 同俯仰 速度 ，第一支路 1 4 上还设置有可调节流阀 8 ，设置在第二换 向阀 5与 一 1 0 5 过滤器 7之间。 臂架 向下下降的过程 中，在溜筒 自重作 用下 ， 调直液压 缸 3的活塞杆被溜简 向内压缩 ，无杆腔 的压力油通过连接 油路 1 2进人有杆腔内，但是无 杆腔的容积大于有杆腔 的容积 ，多余 的压力油进 入旁通油路 1 3内并且通过第一支路 1 4上的可调节 流阀 8和过滤器 7回流到油箱 4，此时第一单 向阀 6在压力作用下处 于关 闭状态 ，第 二支路 1 5处于 截止状态。因此，根据臂架的运动速度，可以相 应地调节可调节流 阀 8的开 口大小 ，以调节调 直 液压缸 3的 回油速度 ，使 得溜筒 向竖直位 置运 动 的速度合 适。表 1为 电磁 铁在 各 工 况 下 的通 断 状 态 。 表 1 电磁铁在各工况下的通断状态 电磁铁 垂直状态 正常俯仰 快速伸出 快速缩回 1DT 2 D T 3DT 液压 泵电机 注1 D T为 2号电磁换向阀右工作位电磁铁 ，2 D T为 2号 电磁换向阀左工作位 电磁铁，3 D T为 5号电磁换向阀 电磁铁 。 为了检测溜筒的位置，以控制溜筒液压调直 系统工作，使溜筒始终保持在竖直位置，溜筒液 压调直系统还设计 了用于检测 溜筒相对于竖直方 向角度的传感器 ，当角度传感器检测 到溜筒相对 于竖直方 向的角度大于预定值 时，控 制程 序 自动 启动液压泵 1 ，通过换向阀 2换 向对调 直液压缸 3 进行快速调整。调直液压缸 3动作，将溜筒相对 于竖直方 向的角度调节为不大 于预定值 ；当角 度 传感器检测到 溜筒 相对 于竖直方 向的角度不 大于 预定值时，使调直液压缸 3 处于停止状态。 当装船机臂架俯 仰时 ，若 溜筒偏离竖直 方 向 一 定的角度且大于预定值 ，调直液压缸 3在 溜筒 的 自重作用下动作 ，使溜筒保持在竖直位 置的预 定值 例如 0 ． 2 。 范围内。此时，若溜筒 自行 调节过慢且溜筒的角度偏差过大时 例如大于 3 。 ，液压泵 1 启动以驱动调直液压缸 3动作 ，通 ． - - - 1 0 6 ．--- 过液压泵 1对溜筒 的角度进行快速调节 ，以使 溜 筒保持在竖 直位 置的预定值范 围内。当溜筒调整 到竖直方向时，液压泵 1 停止工作，第一换向阀2 和第二换向阀5处于截止状态 ，调直液压缸 3停止 动作 ，溜筒锁 止在竖直 位置。重 复上述 过程 ，使 溜筒始终处于竖直位置 。 如图 2所示 ，为了保证第一工作油路 l 6和第 二工作油路 1 7中的压力油不会逆 向流动 ，溜筒液 压调直系统还包括双向液压锁 9 ，该双 向液压锁设 置在连接于第一换 向阀 2和调直液压缸 3之间的第 一 工作油路 1 6和第二工作油路 l 7上。 为了控制调直液压缸 3的进油和回油流量和 方向，在双向液压锁 9与第一换向阀2之间设有单 向节流阀 1 O ，包括第一单 向节 流阀 1 0 a和第二单 向节流阀 1 0 b ，第一工作 油路 l 6上设 有位于双 向 液压锁 9与第 一换 向阀 2之间 的第一单 向节流 阀 1 0 a ，第二工作油路 1 7 上设有位于双向液压锁 9与 第一换 向阀 2之间的第二单 向节 流阀 1 0 b，其中第 一 单向节流 阀 1 0 a中的单向阀的正向端 口与第一换 向阀 2的连接于第一工作油路 1 6的油 口连通 ，第 二单向节流 阀 1 0 b中的单 向阀的正 向端 口与第一 换 向阀 2的连接于第二工作油路 1 7的油 口连通。 将节流阀和单向阀并联组合形成单向节流阀 1 0 ，并且通过节流 阀控 制流体流量 ，通过单 向阀 控制流体流动方 向。在定 量泵液压 系统 中，设 置 单向节流阀 l 0形成节流调速系统 ，即第一工作油 路 1 6和第二工作油路 1 7分别形成进油油路节流调 速系统和回油路节流调速系统。 为了防止液压泵 1输 出的压力油 回流 ，溜筒 液压调直系统还包括第二单 向阀 1 1 ，连接在液压 泵 1的输 出油 口和第一换向阀2之间。第二单向阀 1 1可以阻止液压泵 1输 出的压力油 回流 ，避免液 压泵 1停止工作时发生反转而受损 。 2 安全注意事项 1 使用此液压系统的调直液压缸在设计之初 应准确计算 出溜筒 的重心位置 ，使溜筒重 心与溜 筒吊耳在一个平面 内，利用溜 筒 自重能准 确调整 到垂直位置。 2 在进行液压系统布置时，油箱位置要布置 在液压缸上方 ，避免油路 1 4及 1 5吸空。 起重运输机械 2 0 1 5 6 低压地轨技术 的改进方案 张伟光余镇海柴子彦徐雯露 中国联合工程公 司 杭 州 3 1 0 0 5 2 摘要针对原电动平车低压地轨存在的缺陷，按照 电动平车技术条件新标准的要求，对低压地轨的 供电布局、电压降控制、绝缘防护处理采用铜排均衡导电和地轨多重绝缘技术手段进行改进。 关键词 低压地轨 ；均衡导 电 ；绝缘 中图分类 号 T H 2 4 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 5 0 6 0 1 0 7 0 3 Ab s t r a c t I n v i e w o f t h e d e f e c t s i n t h e l o w p r e s s u r e g r o u n d r a i l o f t h e o rig i n a l e l e c t r i c fl a t c a r r i a g e ，the p a p e r i m- p r o v e s t h e p o we r s u p p l y d i s t r i b u t i o n，v o l t ag e d r o p c o n t r o l a n d i n s ula t i o n p r o t e c t i o n t r e a t me n t of t h e l o w- p r e s s u r e g r o u n d r a i l b y u s i n g c o p p e r p l a t o o n that c a n r e a l i z e u n i f o r m c o n d u c t i o n a n d mu l t i p l e i n s ula t i o n t e c h n o l o g i e s a c c o r d i n g t o t h e r e q u i r e - me n t s i n t h e n e w s t a n d a r d o f mo t o riz e d fi a t t r a c k t e c h n i c a l s p e c i f i c a t i o n ． Ke y wo r d sl o w p r e s s u r e gro u n d r a i l ；u n i f o r m c o n d u c t i o n ；i n s u l a t i o n 1 新低压 地轨技术改进的必要性 以低压轨 道为取 电方 式 的电动平 车成本 低、 操作方 便 、运载量 大 ，在各类 工厂 中运 用广 泛。 低压轨道作为电动平车的供电设备，其设计、安 装水平直接决定 了电动平车的运行质量 。随着运 输要求 的提高 ，以及 国家节 能减排 的要求 ，J B ／ T 6 1 2 7 --2 0 1 0 电动平车技术条件新标准已取代 J B ／ T 6 1 2 7 --1 9 9 2旧标准。新 标准与 旧标 准 比较 ， 有较大的变动，如要求两轨滑触线间电阻值不得 小于 1 O Q改为不得小于 0 ． 5 MQ。 K P D系列 电动平车是 目前低 压地轨 电动平 车 的主力产 品，该系列平车所配地 轨依 然沿用数 十 年前 的设 计及 安装技 术 ，无 法达 到新 标准 要求 ， 存在着漏 电现 象严重 、压降大 、浪费能 源、平 车 启动 困难 、运行 不平 稳等缺陷 ，大大影响 了低压 电动平车的使用。 2改进 目标 针对原低压地 轨的缺 陷，以低压地 轨的供 电 布局、电压降控制、绝缘防护处理为主要改进内 容 ，确立全新 的设 计 、安装 技术要求 ，解决原 低 压地轨压降大、绝缘差的问题，使各项技术指标 达到国内先进水平。拟达到的改进 目标 1 轨道 电压压降由原来的 3 0 m大于 5 ％降低 到 1 0 0 m小于 5 ％。 2 轨道 供 电点 由原 来 的 6 0 m 一个 提 高 到 1 2 0 m 一个 。 3 绝缘性 由原来 的不小于 1 0 Q提高到不小于 0 ． 5 M Q新标准要求 。 3 结语 针对装船机溜筒 的工作状况 ，应用装船机 溜 筒的 自重 对 自身位置进行 准确调 节 ，实现节 能减 排的 目的。并在现场对液压系统进行合理的布局 ， 能有效避免 因电缆 或液压泵等部位 出现问题而造 成溜筒不能调直的故障。经研究及部分改造此溜 筒调直液压系统升级方案完 全可行 ，对装船 机溜 筒部分的设计具有借鉴意义。 起重运输机械 2 0 1 5 【 6 参考文献 [ 1 李壮云．液压元件与系统 [ M] ． 北京机械工业 出版 社 ，2 0 0 5 ． [ 2 ]范德存 ．液压技术手册[ M] ． 沈阳辽宁科学技术出 版社 ，2 0 0 4 ． [ 3 ]蒋继海 ，宋锦春 ．液压与气动传动 [ M] ． 北京高等 教育出版社 ，2 0 0 2 ． 作者地址 河北沧州黄骅港神华黄骅港务公司 邮 编 0 6 1 1 1 0 收稿 日期 2 0 1 4 0 91 1 --- 1 07 -