CN103482517A - 一种液压绞车恒张力控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种液压绞车恒张力控制装置，特别是实现恒张力控制。其电液控制系统包括：油箱、动力泵组、电磁换向阀、液压锁、压力传感器、马达安全阀、液压马达、绞车、排缆器、张力传感器、负载、PLC控制器、单向节流阀、电液比例溢流阀、冷却阀。其中动力泵组连接电磁换向阀进油口，电磁换向阀出油口a、b分别连接液压锁及单向节流阀，电磁换向阀回油口连接电液比例溢流阀进油口，电液比例溢流阀出油口连接冷却阀，冷却阀回油口连接油箱；电磁换向阀两出油口对应油路上两对称液压锁分别连接液压马达A、B口，液压马达两油腔口A、B之间并联马达安全阀。本装置实现复杂海况下缆绳张力动态设定、测量、恒定功能，响应速度快，抗干扰性强。
Description
技术领域
本发明属于液压技术领域，涉及到一种液压绞车恒张力控制装置。
背景技术
液压绞车广泛应用于海洋工程、建筑、水利工程、矿山等作业领域，是完成设备及物料等收放、升降、平拖重要辅助工具。随着起重机械额定工况的增大以及工作环境的复杂化，对于液压绞车的安全性、平稳性、可控性要求越来越高。尤其是海洋工程设备收放及拖曳作业过程中，随着海况的变化，缆绳中张力易发生突变，张力过大易造成缆绳崩断，张力过小易使缆绳松弛造成设备与船体相撞，以上情况均易使海洋工程设备受损。因此要求液压绞车具备能够快速适应载荷的变化，保持缆绳张力自动恒定的功能。目前，现有的恒张力控制系统存在结构复杂、控制精度低、安全及稳定性差等问题。本发明提出一种新型的液压绞车恒张力控制装置，以满足海洋工程作业中张力准确测量、设定、自动恒定的功能，实现安全、平稳作业。
发明内容
本发明解决的技术问题是针对现有液压绞车控制技术，提出一种新型的液压绞车恒张力控制装置，为海洋工程设备收放作业提供安全、平稳的恒张力控制装置。
本发明提出的一种液压绞车恒张力控制装置，其电液控制系统包括：油箱（1）、动力泵组（2）、电磁换向阀（3）、液压锁（4、14）、压力传感器（5、13）、马达安全阀（6）、液压马达（7）、绞车（8）、排缆器（9）、张力传感器（10）、负载（11）、PLC控制器（12）、单向节流阀（15）、电液比例溢流阀（16）、冷却阀（17）；动力泵组（2）出油口连接电磁换向阀（3）进油口，电磁换向阀出油口a、b分别连接液压锁（4）及单向节流阀（15），电磁换向阀回油口连接电液比例溢流阀（16）进油口，电液比例溢流阀出油口连接冷却阀（17），冷却阀回油口连接油箱；液压锁（4）连接液压马达（7）A油口，单向节流阀（15）连接液压锁（14），液压锁（14）连接液压马达（7）B油口；液压马达（7）两油腔口A、B之间并联马达安全阀（6）；液压马达两油腔口的压力传感器（5、13）信号输出端连接PLC控制器入口，绞车缆绳穿过张力传感器（10），张力传感器（10）信号输出端连接PLC控制器入口，PLC控制器出口分别连接电磁换向阀（3）、马达安全阀（6）、电液比例溢流阀（16）。
一种液压绞车恒张力控制装置，所述的绞车（8）的最大安全张力由PLC通过电液比例溢流阀（16）控制；通过调节电液比例溢流阀（16）的溢流压力，改变液压马达（7）两油腔口压力差，以设定绞车的最大安全张力来达到绞车保持恒定张力的目的。
一种液压绞车恒张力控制装置，所述的两液压锁（4、14）对称安装于电磁换向阀（3）两换向油口油路上，当电磁换向阀（3）处于中位，两液压锁完成自锁，控制绞车止于设定位置。
一种液压绞车恒张力控制装置，所述的张力传感器（10）安装于排缆器（9）外横杠正中心位置。张力传感器采用的是“三点法”测量张力，包括：支撑轮（18、20），一个张力轮（21），一个力传感器（22），张力轮（21）位于两支撑轮中间，两支撑轮呈对称布置。
本发明的有益效果是：利用远控电液比例溢流阀（16）和液控系统相配合，实现对液压绞车缆绳张力远程控制，控制操作面板可设在驾驶室内。液压回路基本原理是绞车的最大安全张力由PLC通过比例溢流阀（16）控制。通过调节液压马达（7）出口电液比例溢流阀（16）的溢流压力，改变液压马达（7）两油腔口压力差，以设定绞车的最大安全张力来达到绞车保持恒定张力的目的。运用PLC模拟量编程，控制电磁换向阀左右位得电来实现液压绞车正转或反转。PLC控制器中采用伪微分反馈控制技术，设定马达安全阀（6）开启压力大小，起安全溢流作用，完成海洋设备安全收放，减少因海浪引起升沉运动对收放海洋工程设备的损害。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明一种液压绞车恒张力控制装置液压系统图。
1.油箱；2.动力泵组；3.电磁换向阀；4、14.液压锁；5、13.压力传感器；6.马达安全阀；7.液压马达；8.绞车；9.排缆器；10.张力传感器；11.负载；12.PLC控制器；15.单向节流阀；16.电液比例溢流阀；17.冷却阀。
图2是本发明一种液压绞车恒张力控制装置中张力传感器内部组成图。
18、20.支撑轮；19.缆绳；21.张力轮；22.力传感器。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明做进一步详细阐述。
如图1所示，本发明一种液压绞车恒张力控制装置，其电液控制系统包括：油箱（1）、动力泵组（2）、电磁换向阀（3）、液压锁（4、14）、压力传感器（5、13）、马达安全阀（6）、液压马达（7）、绞车（8）、排缆器（9）、张力传感器（10）、负载（11）、PLC控制器（12）、单向节流阀（15）、电液比例溢流阀（16）、冷却阀（17）；动力泵组（2）出油口连接电磁换向阀（3）进油口，电磁换向阀出油口a、b分别连接液压锁（4）及单向节流阀（15），电磁换向阀回油口连接电液比例溢流阀（16）进油口，电液比例溢流阀出油口连接冷却阀（17），冷却阀回油口连接油箱；液压锁（4）连接液压马达（7）A油口，单向节流阀（15）连接液压锁（14），液压锁（14）连接液压马达（7）B油口；液压马达（7）两油腔口A、B之间并联马达安全阀（6）；液压马达两油腔口的压力传感器（5、13）信号输出端连接PLC控制器入口，绞车缆绳穿过张力传感器（10），张力传感器（10）信号输出端连接PLC控制器入口，PLC控制器出口分别连接电磁换向阀（3）、马达安全阀（6）、电液比例溢流阀（16）。
动力泵组（2）用于向系统提供恒压变量液压油，带动液压马达（7）转动。电磁换向阀（3）受PLC控制器电信号控制，具有三个工作状态。当电磁换向阀左位得电，油液将从液压马达A口入，B口出，液压马达正向旋转，控制绞车正转施放缆绳；当电磁换向阀右位得电，油液将从液压马达B口入，A口出，液压马达反向旋转，控制绞车反转收紧缆绳。当电磁换向阀不得电，电磁换向阀处于中位，两液压锁完成自锁，控制绞车止于设定位置。
绞车的最大安全张力由PLC通过电液比例溢流阀（17）控制，通过调节电液比例溢流阀（16）的溢流压力，改变马达（7）两油腔口压力差，以设定绞车的最大安全张力来达到绞车保持恒定张力的目的。
单向节流阀（15）具有单向控制及限速功能。当电磁换向阀（3）左位通电，系统处于施放工况，单向节流阀（15）用于液压马达放绳限速。
马达安全阀（6）为溢流阀，通过PLC控制器输出信号控制马达安全阀开启压力，起安全溢流作用。
张力传感器（10）由支撑轮（18、20）、张力轮（21）、力传感器（22）组成，安装于排缆器（9）外横杠正中心位置。张力传感器采用的是“三点法”进行张力动态测量，缆绳（19）穿过其中，张力传感器将测的的缆绳张力转换为电信号反馈至PLC控制器，PLC控制器将电信号传输至电磁换向阀（3），控制液压绞车完成正转或者反转，完成海洋工程设备的收放。
液压绞车具体工作过程：在海洋工程设备施放和回收过程中，由于海况复杂，绞车缆绳中张力处于动态变化。
施放工况时，电磁换向阀（3）左位通电，通过PLC控制信号设定电液比例溢流阀（16）的压力值，设定施放工况下系统恒张力大小，高压油依次经过电磁换向阀（3）、液压锁（4），由液压马达油腔口A流向B口，再经单向节流阀（15）中的节流阀回油箱，此时液压马达（7）正向旋转，绞车施放缆绳。在施放过程中，当负载增大，缆绳张力过大，液压马达在负载拖动作用下正向加速旋转，为避免绳缆拉断，电液比例溢流阀开口增大，液压马达两油腔口压差增大，绞车卷筒加速放绳，使张力减小至设定状态再恢复至正常施放工况；当负载减小，缆绳张力过小，通过PLC控制信号控制电磁换向阀（3）右位得电，液压马达（7）反向旋转，使缆绳收紧，使张力增大至设定状态再恢复至正常施放工况，绞车卷筒安全完成缆绳施放作业。
回收工况时，电磁换向阀（3）右位通电，通过PLC控制信号设定电液比例溢流阀（16）的压力值，设定回收工况下系统恒张力大小，高压油依次经电磁换向阀（3）、单向节流阀（15）中单向阀、液压锁（14）至液压马达（7），再由液压马达油腔口B流向A口，此时液压马达反向旋转，绞车回收绳缆。在回收过程中，当负载增大，缆绳张力过大，PLC控制电磁换向阀（3）左位得电，液压马达（7）正向旋转，使缆绳适度放松，缆绳中张力减小至设定状态后再恢复正常收绳工况；此过程中马达安全阀起到安全保护作用，以防油压突增超过马达口安全压力。当负载减小，缆绳张力过小，液压马达（7）转速将迅速升高，使缆绳收紧，张力恢复至设定状态再恢复至正常收绳工况。
电磁换向阀（3）不通电时，液压锁（4、14）完成自锁，使海洋工程设备定位于某个位置。
Claims (4)
1.一种液压绞车恒张力控制装置，其电液控制系统包括：油箱（1）、动力泵组（2）、电磁换向阀（3）、液压锁（4、14）、压力传感器（5、13）、马达安全阀（6）、液压马达（7）、绞车（8）、排缆器（9）、张力传感器（10）、负载（11）、PLC控制器（12）、单向节流阀（15）、电液比例溢流阀（16）、冷却阀（17）；动力泵组（2）出油口连接电磁换向阀（3）进油口，电磁换向阀出油口a、b分别连接液压锁（4）及单向节流阀（15），电磁换向阀回油口连接电液比例溢流阀（16）进油口，电液比例溢流阀出油口连接冷却阀（17），冷却阀回油口连接油箱；液压锁（4）连接液压马达（7）A油口，单向节流阀（15）连接液压锁（14），液压锁（14）连接液压马达（7）B油口；液压马达（7）两油腔口A、B之间并联马达安全阀（6）；液压马达两油腔口的压力传感器（5、13）信号输出端连接PLC控制器入口，绞车缆绳穿过张力传感器（10），张力传感器（10）信号输出端连接PLC控制器入口，PLC控制器出口分别连接电磁换向阀（3）、马达安全阀（6）、电液比例溢流阀（16）。
2.根据权利要求1所述的一种液压绞车恒张力控制装置，其特征在于：绞车的最大安全张力由PLC通过电液比例溢流阀（16）控制；通过调节电液比例溢流阀（16）的溢流压力，改变液压马达（7）两油腔口压力差，以设定绞车的最大安全张力来达到绞车保持恒定张力的目的。
3.根据权利要求1所述的一种液压绞车恒张力控制装置，其特征在于：两液压锁（4、14）对称安装于电磁换向阀（3）两出油口油路上，当电磁换向阀处于中位，两液压锁完成自锁，控制绞车止于设定位置。
4.根据权利要求1所述的一种液压绞车恒张力控制装置，所述的张力传感器（10）安装于排缆器（9）外横杠正中心位置；张力传感器采用的是“三点法”测量张力，包括：支撑轮（18、20），一个张力轮（21），一个力传感器（22），张力轮位于两支撑轮中间，两支撑轮呈对称布置。
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