CN103601088A - 一种大载荷负载敏感型张力释放液压拖曳绞车 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种大载荷负载敏感型张力释放液压拖曳绞车，机械系统包括储缆绞车机架、主动链轮、链条、从动链轮、排缆导轮、双头螺杆、储缆绞车减速器、储缆筒、缆绳、主动摩擦轮、从动摩擦轮、张力释放机构箱体、张力释放机构液压马达；液压系统包括储缆绞车液压马达、张力释放机构液压马达、截止阀、第一过滤器、第二过滤器、第一单向阀、负载敏感柱塞泵、带冷却剂管路的冷却器、第三过滤器、第二单向阀、第三梭阀、平衡阀、第二减压阀、第一制动器、第四梭阀、两位两通换向阀、第二溢流阀、第三溢流阀、第三减压阀、第二制动器、电液比例阀组。本发明能够在储缆筒上均匀储缆，降低对缆绳寿命的影响；保证设备和人员的安全。

Description

一种大载荷负载敏感型张力释放液压拖曳绞车

技术领域

本发明涉及一种拖曳绞车，尤其适用于重载荷工况下的大载荷负载敏感型张力释放液压拖曳绞车设备收放。

背景技术

在现代液压绞车的设计中，由于其一般在重载荷的工况下工作，故而所选的液压泵的功率通常也比较大；液压泵的功率要比驱动负载的最高功率还要大，这样才能保证液压绞车的正常运转。但是在实际的工程应用中，由于负载力通常是变化的，液压泵的输出功率就要大于负载力变化的最高值才能使液压绞车正常运转，显然很不节能。

并且，作为大载荷的液压绞车，缆绳承载的张力通常都会很大，再缆绳收揽到卷筒上时，在过大压紧力的作用下，经常会发生咬绳、缆绳挤压及排列不齐等现象。特别当上一层缆绳嵌入下一层缆绳的缝隙中，会使缆绳之间相互挤压，造成缆绳受损或变形，影响缆绳的使用寿命。而在放缆过程中，嵌入下一层的缆绳会在拉力的作用下突然间释放造成冲击使缆绳断裂，这种现象的发生甚至会造成设备的损坏危机操作入员的安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压绞车，以解决上述问题，该绞车能够以设定的速度恒速运行，其泵的输出功率随负载变化而变化且具有张力释放性能。

本发明提供了一种大载荷负载敏感型张力释放液压拖曳绞车系统设计，采用的技术方案如下：

一种大载荷负载敏感型张力释放液压拖曳绞车，包括机械系统和液压系统，所述机械部分包括：储缆绞车机架、主动链轮、链条、从动链轮、排缆导轮、双头螺杆、储缆绞车减速器、储缆筒、缆绳、主动摩擦轮、从动摩擦轮、张力释放机构箱体、张力释放机构减速器；所述液压系统包括：储缆绞车液压马达、张力释放机构液压马达、截止阀、第一过滤器、第二过滤器、第一单向阀、负载敏感柱塞泵、带冷却剂管路的冷却器、第三过滤器、第二单向阀、第三梭阀、平衡阀、第二减压阀、第一制动器、第四梭阀、两位两通换向阀、第二溢流阀、第三溢流阀、第三减压阀、第二制动器、电液比例阀组和油箱；

其中张力释放机构液压马达的输出轴通过键连接方式与张力释放机构减速器输入齿轮相连；主动摩擦轮的输入轴通过键连接的方式与张力释放机构减速器的输出齿轮相连；主动摩擦轮和从动摩擦轮的两端都焊接有支撑轴，并通过支撑轴安装在张力释放机构箱体的轴承中，主动摩擦轮和从动摩擦轮平行安装；缆绳依次从从动轮和主动轮的轮槽中缠绕，最后从张力释放机构箱体底部导出绕过排缆导轮后固定在储缆筒上；张力释放机构减速器与张力释放机构箱体之间利用螺栓连接；排缆导轮通过其后端的螺纹孔套接在双头螺杆上，形成螺纹螺栓连接；从动链轮通过键连接方式安装在双头螺杆的左端；储缆筒通过焊接在两端的支撑轴利用轴承安装在储量绞车机架上；主动链轮通过键套装在储缆筒左端的支撑轴端上；主动链轮通过链条传动动力给从动链轮；储缆绞车液压马达的输出轴和储缆绞车减速器输入齿轮之间通过键连接；储缆绞车减速器的输出齿轮与储缆筒右端支撑轴之间通过键连接；储缆绞车减速器箱体通过螺栓连接在储缆绞车机架上；

油箱的出油口首先连接到截止阀的进油口，然后依次串联连接负载敏感柱塞泵、第三过滤器和第二单向阀；第二单向阀的出油口连接到电液比例阀组的进油口；电液比例阀组的回油口经带冷却剂管路的冷却器和第一过滤器回油箱；带冷却剂管路的冷却器和第一过滤器之间连接有第一单向阀；电液比例阀组的两个控制油口分别与第三梭阀的两个控制油口并联；张力释放机构液压马达和平衡阀串联后与第三梭阀的两个控制油口并联；第三梭阀的输出口经第二减压阀与第一制动器相连；电液比例阀组的两个控制油口分别与第四梭阀的两个控制油并联；储缆绞车液压马达与第四梭阀的两个控制油口并联；第四梭阀的输出口经第三减压阀与第二制动器相连；两位两通换向阀和第二溢流阀串联后与第三溢流阀并联；第三溢流阀进油口与第四梭阀右端控制口相连接，出油口接油箱。

液压系统采用的储缆绞车液压马达和张力释放机构液压马达都具有制动器。

本发明具有如下有益效果：

1.相对于电动绞车，本发明具有可靠性高，安全性高的特点；

2.应用了摩擦减张力机构实现了大负载大张力的释放，减少了缆绳因挤压造成的磨损和破坏；

3.利用负载敏感柱塞泵，梭阀和电液比例阀组的组合可大大减少因液压溢流造成的能量损失，高效，节能；

4.利用溢流阀组实现恒转矩控制，达到了储缆绞车与减张力机构的速度同步，降低了乱缆的可能性。

附图说明

附图1是本发明机械装置示意图；

附图2是本发明液压原理示意图。

图中：主动链轮1、链条2、从动链轮3、排缆导轮4、双头螺杆5、储缆绞车液压马达6、储缆绞车减速器7、储缆筒8、缆绳9、主动摩擦轮10、从动摩擦轮11、张力释放机构箱体12、张力释放机构减速器13、张力释放机构液压马达14、截止阀15、第一过滤器16、第二过滤器17、第一单向阀18、负载敏感柱塞泵19、带冷却剂管路的冷却器20、第三过滤器21、第二单向阀22、第一溢流阀23、第四过滤器24、第一减压阀25、第一梭阀26、第一定差减压阀27、第一负载敏感控制阀28、第三单向阀29、第二梭阀30、第二定差减压阀31、第五过滤器32、第四单向阀33、第二负载敏感控制阀34、第三梭阀35、平衡阀36、第二减压阀37、第一制动器38、第二梭阀39、两位两通换向阀40、第二溢流阀41、第三溢流阀42、第三减压阀43、第二制动器44、电液比例阀组45、油箱46。

具体实施过程：

本发明一种大载荷负载敏感型张力释放液压拖曳绞车包括机械系统和液压系统。

如图1所示，机械系统包括：储缆绞车液压马达6通过减速器7与储缆筒8经联轴器相连；储缆筒8的另一端与双头螺杆5之间通过链条2---链轮1和3传动，其传动比由双头螺杆5的螺距和缆绳9的直径决定。绞车在收放缆绳时，通过链轮链条传动实现排缆装置的排缆导轮4与储缆筒8的旋转同步。当储缆筒8收放完一层缆绳时，排缆导轮4刚好在螺杆上走完一个单向行程，当储缆绞车准备收放下一层缆绳时，排缆导轮4会在双头螺杆5上自动调向，转入下一单向行程，实现了排缆导轮4自动排缆以及与储缆筒8在收放缆过程中的同步。附图1中，主动摩擦轮10、从动摩擦轮11、张力释放机构箱体12、减速器13、张力释放机构液压马达14构成了张力释放机构；主动摩擦轮10和从动摩擦轮11均为钢制带沟槽型圆轮；张力释放机构液压马达14经过减速器13与主动摩擦轮10相连，主从动摩擦轮采用水平放置；缆绳9经过张力释放机构箱体12下方的导孔，进入张力释放机构，从机体底端绕过从动摩擦轮11，再绕过主动摩擦轮10，最后从从动摩擦轮11出张力释放机构。根据张力释放机构两端缆绳9张力的大小，求出摩擦轮的半圆槽数，主动摩擦轮半圆槽数应比从动轮少一个。由于与摩擦轮的摩擦力，使得缆绳经过机构后的张力大幅度的减小，以便能够在储缆筒上均匀储缆，降低因过大的张力对缆绳寿命的影响；在放缆时，也能减小瞬间释放的冲击，保证设备和人员的安全。

如图2所示，液压系统包括：储缆绞车液压马达6、张力释放机构减速器13、截止阀15、第一过滤器16、第二过滤器17、第一单向阀18、负载敏感柱塞泵19、带冷却剂管路的冷却器20、第三过滤器21、第二单向阀22、第一溢流阀23、第四过滤器24、第一减压阀25、第一梭阀26、第一定差减压阀27、第一负载敏感控制阀28、第三单向阀29、第二梭阀30、第二定差减压阀31、第五过滤器32、第四单向阀33、第二负载敏感控制阀34、第三梭阀35、平衡阀36、第二减压阀37、第一制动器38、第二梭阀39、两位两通换向阀40、第二溢流阀41、第三溢流阀42、第三减压阀43、第二制动器44、电液比例阀组45、油箱46。在本系统中，实际工作时有两个执行机构，分别是储缆绞车液压马达6和张力释放机构减速器13，因此本专利选择的是两路比例多路阀。附图2中虚线框内为拖曳绞车液压系统的主控部分，主要可以分为三块：左边部分包括溢流阀和减压阀，溢流阀作为安全阀使用降低进入阀组的最高压力，减压阀为后续的第一负载敏感控制阀28和第二负载敏感控制阀34的换向提供液压推力；另外两部分是与执行结构相连的两路换向阀，均有手动和电液换向的功能；每一路换向阀均有一个定差减压阀和梭阀。定差减压阀与换向阀的节流口相串，形成调速阀的功能，因此经过换向阀的流量仅取决于阀芯开口的大小；作用于本路梭阀的压力油与另一路梭阀的压力进行比较，压力值最高者反馈到负载敏感柱塞泵19的X口（负载敏感口），使泵的输出压力比该压力略高，以保证最高负载回路的效率。

实施例

如附图2，拖曳绞车在收缆时：第一负载敏感控制阀28处于上位，压力油经平衡阀36的单向阀进入张力释放机构液压马达13的B口，再经过第一负载敏感控制阀28回油；同时压力油经第三梭阀35以及第二减压阀37，进入第一制动器38，使第一制动器38打开。压力油经第二负载敏感控制阀34进入储缆绞车液压马达6，再经第二负载敏感控制阀34回油箱46。由于液压马达需要实现恒转矩运行，故在储缆绞车液压马达6旁路第二溢流阀41和第三溢流阀42以及两位两通换向阀40，并使第二溢流阀41的溢流压力小于第三溢流阀42的溢流压力，以保证马达的恒定压力；收缆时，两位两通换向阀40处于截止状态，同时压力油经第二梭阀39以及第三减压阀43，进入第二制动器44，使第二制动器44打开。如附图，储缆绞车液压马达6和张力释放机构液压马达14的制动器第一制动器38和第二制动器44打开之后，马达正传带动主动摩擦轮10转动，缆绳9与主动摩擦轮10之间摩擦轮作用使得大部分张力得以释放。比如缆绳的紧边张力T1=10000N，由公式错误！未找到引用源。，若当量摩擦系数μ取0.75，摩擦包角错误！未找到引用源。取180度，则错误！未找到引用源。；由此可见，再出张力释放机构后，缆绳上的张力被大大减小了，以利于均匀储缆。

如附图2，拖曳绞车在放缆时：第一负载敏感控制阀28处于下位，压力油进入张力释放机构液压马达13的A口，经过平衡阀36的溢流阀，再经过第一负载敏感控制阀28回油；平衡阀36在此处作为减小回油路压力；同时压力油经第三梭阀35以及第二减压阀37，进入第一制动器38，使第一制动器38打开。压力油经另一路第二负载敏感控制阀34进入储缆绞车液压马达6，再经第二负载敏感控制阀34回油；旁路上的油箱是为了放缆时主油箱的油可能不够而加的补充油箱。放缆时，使两位两通换向阀40处于导通状态，由于第二溢流阀41的溢流压力小于第三溢流阀42的溢流压力，故马达压力为第二溢流阀41的进口处压力。同时压力油经第二梭阀39以及第三减压阀43，进入第二制动器44，使第二制动器44打开，拖曳绞车开始运转。如附图1，马达6和14的制动器打开之后，张力释放机构液压马达6反传带动主动摩擦轮10、从动摩擦轮11转动，储缆筒液压马达14与张力释放机构液压马达6同步转动，排缆导轮4在双头螺杆5上往复运动，使得缆绳9不断被拉向张力释放机构，以实现放缆。

Claims (2)

1.一种大载荷负载敏感型张力释放液压拖曳绞车，包括机械系统和液压系统，其特征在于所述机械系统包括：储缆绞车机架、主动链轮（1）、链条（2）、从动链轮（3）、排缆导轮（4）、双头螺杆（5）、储缆绞车减速器（7）、储缆筒（8）、缆绳（9）、主动摩擦轮（10）、从动摩擦轮（11）、张力释放机构箱体（12）、张力释放机构减速器（13）；所述液压系统包括：储缆绞车液压马达（6）、张力释放机构液压马达（14）、截止阀（15）、第一过滤器（16）、第二过滤器（17）、第一单向阀（18）、负载敏感柱塞泵（19）、带冷却剂管路的冷却器（20）、第三过滤器（21）、第二单向阀（22）、第三梭阀（35）、平衡阀（36）、第二减压阀（37）、第一制动器（38）、第四梭阀（39）、两位两通换向阀（40）、第二溢流阀（41）、第三溢流阀（42）、第三减压阀（43）、第二制动器（44）、电液比例阀组（45）和油箱（46）；

其中张力释放机构液压马达（14）的输出轴通过键连接方式与张力释放机构减速器（13）输入齿轮相连；主动摩擦轮（10）的输入轴通过键连接的方式与张力释放机构减速器（13）的输出齿轮相连；主动摩擦轮（10）和从动摩擦轮（11）的两端都焊接有支撑轴，并通过支撑轴安装在张力释放机构箱体（12）的轴承中，主动摩擦轮（10）和从动摩擦轮（11）平行安装；缆绳（9）依次从主动摩擦轮（10）和从动摩擦轮（11）的轮槽中缠绕，最后从张力释放机构箱体（12）底部导出绕过排缆导轮（4）后固定在储缆筒（8）上；张力释放机构减速器（13）与张力释放机构箱体（12）之间利用螺栓连接；排缆导轮（4）通过其后端的螺纹孔套接在双头螺杆（5）上，形成螺纹螺栓连接；从动链轮（3）通过键连接方式安装在双头螺杆（5）的左端；储缆筒（8）通过焊接在两端的支撑轴利用轴承安装在储量绞车机架上；主动链轮（1）通过键套装在储缆筒（8）左端的支撑轴端上；主动链轮（1）通过链条（2）传动动力给从动链轮（3）；储缆绞车液压马达（6）的输出轴和储缆绞车减速器（7）输入齿轮之间通过键连接；储缆绞车减速器（7）的输出齿轮与储缆筒（8）右端支撑轴之间通过键连接；储缆绞车减速器（7）箱体通过螺栓连接在储缆绞车机架上；

油箱（46）的出油口首先连接到截止阀（15）的进油口，然后依次串联连接负载敏感柱塞泵（19）、第三过滤器（21）和第二单向阀（22）；第二单向阀（22）的出油口连接到电液比例阀组（45）的进油口；电液比例阀组（45）的回油口经带冷却剂管路的冷却器（20）和第一过滤器（16）回油箱；带冷却剂管路的冷却器（20）和第一过滤器（16）之间连接有第一单向阀（18）；电液比例阀组（45）的两个控制油口分别与第三梭阀（35）的两个控制油口并联；张力释放机构液压马达（13）和平衡阀（36）串联后与第三梭阀（35）的两个控制油口并联；第三梭阀（35）的输出口经第二减压阀（37）与第一制动器（38）相连；电液比例阀组（45）的两个控制油口分别与第四梭阀（39）的两个控制油并联；储缆绞车液压马达（6）与第四梭阀（39）的两个控制油口并联；第四梭阀（39）的输出口经第三减压阀（43）与第二制动器（44）相连；两位两通换向阀（40）和第二溢流阀（41）串联后与第三溢流阀（42）并联；第三溢流阀（42）进油口与第四梭阀（39）右端控制口相连接，出油口接油箱。

2.根据权利要求2所述的一种大载荷负载敏感型张力释放液压拖曳绞车，其特征在于：液压系统采用的储缆绞车液压马达（6）和张力释放机构液压马达（13）都具有制动器。

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