CN107654557A - 一种负载自适应液压缓冲系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够自动感受负载拉力，并根据负载大小变化自动调节缓冲油缸工作压力的负载自适应液压缓冲系统，属于液压的技术领域。包括绞车、钢丝绳、缓冲油缸、蓄能器、滑轮组、销轴式拉力传感器、负载、PLC、溢流阀、二位二通电磁阀A、二位二通电磁阀B、油泵、电机、单向阀、压力表、系统压力传感器、空气滤、油箱体、放油塞、阀块等部件组成。PLC自动检测销轴式拉力传感器和所述动力单元中的系统压力传感器的值并进行比较运算。正常工作时拉力传感器数值和系统压力传感器数值之间呈一定比例关系，当负载增大即钢丝绳拉力增大时，系统压力需要增大，反之当负载减小即钢丝绳拉力减小时，系统压力需要减小。从而保证缓冲系统工作压力自动适应负载的变化。

Description

一种负载自适应液压缓冲系统
技术领域
本发明涉及一种能够自动感受负载拉力，并根据负载大小变化自动调节缓冲油缸工作压力的负载自适应液压缓冲系统，属于液压的技术领域。
背景技术
配备有载人绞车的船用起重机及高速救助艇降放装置因对绞车收放速度要求较高，通常达到30-50M/MIN。当绞车在载人高速收放状态下突然停止时，由于惯性会有很大的冲击力作用在绞车钢丝绳上，从而对艇上乘员具有一定的危险性，同时使钢丝绳本身和绞车的制动器也产生很大的冲击载荷，降低了可靠性和使用寿命。基于此，为了减小冲击载荷，目前在该类绞车上大都安装有液压缸和蓄能器组成的液压缓冲系统。这种缓冲系统虽然在一定程度上减少了冲击，但由于它的最佳工作状态都是按额定载荷设计的。实际载人绞车和高速救助艇降放装置在工作过程中，载荷变化很大。例如载人绞车额定乘员人数在15人，缓冲系统油缸的工作压力须按15人来预先设定。当绞车上实际乘员在1-2人时，因为负载过小，缓冲油缸无法缩回，从而导致该系统无法工作，起不到缓冲作用。另该缓冲系统由于油缸内始终保持高压，活塞杆即使在存放状态也处于全部伸出状态，在海洋环境下由于环境腐性很强，因此油缸活塞杆使用寿命很短，经常要更换。
综上所述，需要我们设计一种负载适应性好并且能解决油缸活塞杆腐蚀问题的新的液压缓冲系统。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的难题，提出一种能够自动感受负载拉力，并根据负载大小变化自动调节缓冲油缸工作压力的负载自适应液压缓冲系统。
为了达到以上目的，本发明的负载自适应液压缓冲系统包括绞车、钢丝绳、缓冲油缸、蓄能器、滑轮组、销轴式拉力传感器、负载、PLC、溢流阀、二位二通电磁阀A、二位二通电磁阀B、油泵、电机、单向阀、压力表、系统压力传感器、空气滤、油箱体、放油塞、阀块等部件组成。
所述钢丝绳连接着所述绞车和所述滑轮组，所述滑轮组包括上滑轮、下滑轮和右滑轮，所述下滑轮的中间位置连接着所述缓冲油缸，所述上滑轮连接到所述右滑轮，所述右滑轮上设置有所述销轴式拉力传感器，可用于检测钢丝绳拉力，所述右滑轮连接到所述负载，所述销轴式拉力传感器连接到PLC上。所述缓冲油缸内设置有活塞和活塞杆，所述活塞将所述缓冲油缸分隔成无杆腔和有杆腔，在所有杆腔内安装有复位弹簧，所述缓冲油缸的活塞上开有阻尼孔，使油缸两个腔联通，油缸的无杆腔与蓄能器联结。
所述油泵一侧连接着所述电机，另一侧连接着所述油箱体，所述油箱体上设置由放油塞和空气滤，再另外一侧连接着所述单向阀和二位二通电磁阀B，所述二位二通电磁阀B可直接连接所述油箱体，也可以连接所述二位二通电磁阀A和所述溢流阀，所述溢流阀连接着所述压力表，所述二位二通电磁阀A和溢流阀可连接到所述缓冲油缸上，所述二位二通电磁阀A、溢流阀与所述缓冲油缸之间连接着所述系统压力传感器。所述溢流阀、二位二通电磁阀A、二位二通电磁阀B、油泵、电机、单向阀、压力表、系统压力传感器组成负载自适应液压缓冲系统的动力单元，所述PLC可自动检测动力单元的压力变化。
工作时， PLC自动检测销轴式拉力传感器和所述动力单元中的系统压力传感器的值并进行比较运算。正常工作时拉力传感器数值和系统压力传感器数值之间呈一定比例关系，当负载增大即钢丝绳拉力增大时，系统压力需要增大，反之当负载减小即钢丝绳拉力减小时，系统压力需要减小。从而保证缓冲系统工作压力自动适应负载的变化。
如果初始状态PLC检测到系统压力偏低时，自动启动所述电机和所述油泵工作，同时二位二通电磁阀B也通电向系统充压，充压至设定值后，所述电机和所述二位二通电磁阀B失电，所述油泵停止工作。如果初始状态PLC检测到系统压力偏高时，件所述二位二通电磁阀A通电，系统压力缓慢卸至设定值后电磁阀断电。所述溢流阀作用是限制缓冲系统工作的最高压力，防止过载损坏设备。缓冲系统压力在设定值时，如果所述绞车在载人状态下高速收放突然停止，会有很大的惯性力作用于所述钢丝绳上，这个惯性力促使与所述钢丝绳相连接的滑轮受压，从而迫使油缸活塞杆缩回，将油液压缩至蓄能器。由于蓄能器中的氮气具有压缩性，因此可以将这种急剧产生的能量平稳的吸收，达到缓冲减振的目的。
当缓冲系统停止工作时，所述二位二通电磁阀A延时通电几秒钟，所述缓冲油缸在所述复位弹簧的作用下，活塞杆全部缩回，使活塞杆浸在油液中以免暴露在外面遭受腐蚀。缓冲系统中的电机、油泵、各种控制阀及压力表均安装在动力单元中，体积小巧结构紧凑，与缓冲油缸仅需一根油管联结，方便布置在主机上。
采用本专利的设计后，即可实现能够自动感受负载拉力，并根据负载大小变化自动调节缓冲油缸工作压力的负载自适应液压缓冲系统。
附图说明
图1为负载自适应液压缓冲系统液压原理图。
图2为负载自适应液压缓冲系统动力单元示意图。
具体实施方式
本实施例的负载自适应液压缓冲系统如图1、图2所示，包括绞车1、钢丝绳2、缓冲油缸3、蓄能器4、滑轮组5、销轴式拉力传感器6、负载7、PLC8、溢流阀9、二位二通电磁阀A10、二位二通电磁阀B11、油泵12、电机13、单向阀14、压力表15、系统压力传感器16、空气滤17、油箱体18、放油塞19等部件组成。
所述钢丝绳2连接着所述绞车1和所述滑轮组5，所述滑轮组5包括上滑轮5-1、下滑轮5-2和右滑轮5-3，所述下滑轮5-2的中间位置连接着所述缓冲油缸3，所述上滑轮5-1连接到所述右滑轮5-3，所述右滑轮5-3上设置有所述销轴式拉力传感器6，可用于检测钢丝绳2拉力，所述右滑轮5-3连接到所述负载7，所述销轴式拉力传感器6连接到PLC8上。所述缓冲油缸3内设置有活塞3-1和活塞杆3-2，所述活塞3-1将所述缓冲油缸3分隔成无杆腔3-3和有杆腔3-4，在所有杆腔3-4内安装有复位弹簧3-5，所述缓冲油缸3的活塞3-1上开有阻尼孔3-6，使油缸两个腔联通，所述缓冲油缸3的无杆腔3-3与所述蓄能器4联结。
所述油泵12一侧连接着所述电机13，另一侧连接着所述油箱体18，所述油箱体18上设置由放油塞19和空气滤17，再另外一侧连接着所述单向阀14和二位二通电磁阀B11，所述二位二通电磁阀B11设置在所述油箱体上，与所述二位二通电磁阀A10和所述溢流阀9相连，所述溢流阀9连接着所述压力表15，所述二位二通电磁阀A10和溢流阀9可连接到所述缓冲油缸3上，所述二位二通电磁阀A10、溢流阀9与所述缓冲油缸3之间连接着所述系统压力传感器16。所述溢流阀9、二位二通电磁阀A10、二位二通电磁阀B11、油泵12、电机13、单向阀14、压力表15、系统压力传感器16组成负载自适应液压缓冲系统的动力单元20，所述PLC8可自动检测动力单元20的压力变化。
工作时， PLC8自动检测销轴式拉力传感器6和所述动力单元20中的系统压力传感器16的值并进行比较运算。正常工作时销轴式拉力传感器6数值和系统压力传感器16数值之间呈一定比例关系，当负载7增大即钢丝绳拉力增大时，系统压力需要增大，反之当负载7减小即钢丝绳拉力减小时，系统压力需要减小。从而保证缓冲系统工作压力自动适应负载的变化。
如果初始状态PLC8检测到系统压力偏低时，自动启动所述电机13和所述油泵12工作，同时二位二通电磁阀B11也通电向系统充压，充压至设定值后，所述电机13和所述二位二通电磁阀B11失电，所述油泵12停止工作。
如果初始状态PLC8检测到系统压力偏高时，件所述二位二通电磁阀A10通电，系统压力缓慢卸至设定值后所述二位二通电磁阀A10断电。
所述溢流阀9作用是限制缓冲系统工作的最高压力，防止过载损坏设备。缓冲系统压力在设定值时，如果所述绞车1在载人状态下高速收放突然停止，会有很大的惯性力作用于所述钢丝绳上，这个惯性力促使与所述钢丝绳2相连接的滑轮组5受压，从而迫使所述缓冲油缸活塞杆3-2缩回，将油液压缩至蓄能器4。由于蓄能器4中的氮气具有压缩性，因此可以将这种急剧产生的能量平稳的吸收，达到缓冲减振的目的。
当缓冲系统停止工作时，所述二位二通电磁阀A10延时通电几秒钟，所述缓冲油缸3在所述复位弹簧3-5的作用下，活塞杆3-2全部缩回，使活塞杆3-2浸在油液中以免暴露在外面遭受腐蚀。缓冲系统中的电机13、油泵12、各种控制阀及压力表15均安装在动力单元20中，体积小巧结构紧凑，与缓冲油缸3仅需一根油管联结，方便布置在主机上。
采用本专利的设计后，即可实现能够自动感受负载拉力，并根据负载大小变化自动调节缓冲油缸工作压力的负载自适应液压缓冲系统。

Claims (1)

1.一种负载自适应液压缓冲系统，其特征在于包括包括绞车（1）、钢丝绳（2）、缓冲油缸（3）、蓄能器（4）、滑轮组（5）、销轴式拉力传感器（6）、负载（7）、PLC（8）、溢流阀（9）、二位二通电磁阀A（10）、二位二通电磁阀B（11）、油泵（12）、电机（13）、单向阀（14）、压力表（15）、系统压力传感器（16）、空气滤（17）、油箱体（18）、放油塞（19）等部件组成，所述钢丝绳（2）连接着所述绞车（1）和所述滑轮组（5），所述滑轮组（5）包括上滑轮（5-1）、下滑轮（5-2）和右滑轮（5-3），所述下滑轮（5-2）的中间位置连接着所述缓冲油缸（3），所述上滑轮（5-1）连接到所述右滑轮（5-3），所述右滑轮（5-3）上设置有所述销轴式拉力传感器（6），所述右滑轮（5-3）连接到所述负载（7），所述销轴式拉力传感器（6）连接到PLC（8）上，所述缓冲油缸（3）内设置有活塞（3-1）和活塞杆（3-2），所述活塞（3-1）将所述缓冲油缸（3）分隔成无杆腔（3-3）和有杆腔（3-4），在所有杆腔（3-4）内安装有复位弹簧（3-5），所述缓冲油缸（3）的活塞（3-1）上开有阻尼孔（3-6），所述缓冲油缸（3）的无杆腔（3-3）与所述蓄能器（4）联结，所述油泵（12）一侧连接着所述电机（13），另一侧连接着所述油箱体（18），所述油箱体（18）上设置由放油塞（19）和空气滤（17），再另外一侧连接着所述单向阀（14）和二位二通电磁阀B（11），所述二位二通电磁阀B（11）设置在所述油箱体（18）上，与所述二位二通电磁阀A(10)和所述溢流阀(9)相连，所述溢流阀(9)连接着所述压力表(15)，所述二位二通电磁阀A(10)和溢流阀(9)可连接到所述缓冲油缸(3)上，所述二位二通电磁阀A(10)、溢流阀(9)与所述缓冲油缸(3)之间连接着所述系统压力传感器(16)，所述溢流阀（9）、二位二通电磁阀A（10）、二位二通电磁阀B（11）、油泵（12）、电机（13）、单向阀（14）、压力表（15）、系统压力传感器（16）组成负载自适应液压缓冲系统的动力单元（20）。
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