CN107676317A - 升船机横导向功能的液压控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了升船机横导向功能的液压控制系统及方法，它包括横导向及补偿装置，所述横导向及补偿装置共两套，每套横导向及补偿装置包括两套横导向机构和一套液压控制回路装置；所述横导向机构对称布置在船厢两条主纵梁的外侧，位于驱动机构小齿轮的正下方，以齿条作导轨；所述液压控制回路装置分别布置在船厢上、下游机房内；所述横向机构由两套双活塞杆导向油缸装置、两套导向架、一套补偿装置组成；所述液压控制回路装置包括供油回路装置、导向及补偿回路装置。使得升船机在运行时能够克服横向不平衡载荷，进而保持横向中位对正。

Description

升船机横导向功能的液压控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种升船机机械装置控制功能实现液压系统，特别是一种升船机横导向功能的液压控制系统及方法。
背景技术
为保证升船机的平稳运行，需要精确控制承船厢横向、纵向和竖向位移。其中，横向位移控制装置为确保承船厢左右岸方向的移动在受控范围。与分散控制不同，由于横向位移的控制精度要求很高，机电液系统的自身的时间参数偏差导致控制精度难以满足要求，故同轴的横向控制需要采用集中的控制方式，即一套系统控制两套或多套装置。一种横导向装置的在船厢升降运行期间克服横向荷载，将荷载传递到塔柱上，始终保持船厢横向中位对正。设计了一种液压系统，能够实现横导向装置的各项功能。
专利201520313761.2公开了一种升船机承船厢横导向自动对中减震装置，阐述了横导向自动对中减震装置机械结构型式。本申请人针对专利201520313761.2的机械装置，详细公开了一种升船机横导向及补偿装置，并主要公开了其液压系统功能的实现方式。
发明内容
本发明的目的在于提供升船机横导向功能的液压控制系统及方法，使得升船机在运行时能够克服横向不平衡载荷，进而保持横向中位对正的液压控制系统及方法。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：升船机横导向功能的液压控制系统，它包括横导向及补偿装置，所述横导向及补偿装置共两套，每套横导向及补偿装置包括两套横导向机构和一套液压控制回路装置；
所述横导向机构对称布置在船厢两条主纵梁的外侧，位于驱动机构小齿轮的正下方，以齿条作导轨；
所述液压控制回路装置分别布置在船厢上、下游机房内；
所述横向机构由两套双活塞杆导向油缸装置、两套导向架、一套补偿装置组成；
所述液压控制回路装置包括供油回路装置、导向及补偿回路装置。
所述导向油缸装置由导向油缸、万向支座、活塞杆端部支铰以及连接件等组成，导向油缸采用双活塞杆式，缸体中部通过铰轴支承于万向支座；万向支座端面通过螺栓与船厢主横梁上的支架相连接。
所述导向架装置由中间支架、侧支架、碟形弹簧组、承压条、正向弹性导轮组、侧刚性导轮、吊杆组件及连接件组成，中间支架垂直板与油缸活塞杆端部通过铰轴相连，中间支架水平板通过螺栓与左、右两侧的侧支架在耳板部位连接；正向导轮支承拐臂一端通过铰轴与支承弹簧组件连接，另一端通过铰轴支承于侧支架结构，支承弹簧组件的另一端通过球轴承支承在侧支架竖梁上；侧导向轮组通过螺栓安装于侧支架上、下横梁的两端；承压条通过碟簧支承于侧支架；导向架装置的重量通过吊杆组件传递到船厢结构。
所述补偿装置由三个相互连接的组合油缸、上壳体和下壳体、轴套和补油油箱零部件组成；下壳体通过支承板与船厢结构连接。
所述供油回路装置包括油箱（23）、电机（13.1、13.2）、自动变量油泵（11.1、11.2）、手动定量油泵（16）、电磁溢流阀（15.1、15.2）及其电磁开关（1YV1.1、1YV1.2）、压力继电器（51.2和51.2）、压力传感器（6.1）、四个单向阀（14.1、14.2、14.3、14.4）、空滤器（18）、温控装置（19）、加热器（66）、滤油器（10.1、10.2）、冷却器（69）、液位计（20）、液位传感器（31）、电气端子箱（1JB1），液压管路及元件之间通过高压不锈钢管、高压软管、五金连通接头相连接。
所述导向及补偿回路装置包括导向油缸（42、43）、三个补偿组合油缸（38、39、40）、六套行程开关（LC1、LC2、LC3、LC4、LC5、LC6）、蓄能器（22）、四个防破裂保护阀（44.1、44.2、44.3、44.4）、球式电磁换向阀（8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7）及其相应的电磁开关（1YV9、1YV8、1YV7、1YV6、1YV5、1YV4）、安全截止阀块（21）、压力传感器（1SP2、1SP3、1SP4）、节流阀（62）、压力表（1MB2、1MB3、1MB4）、高位补油油箱（32.2）、液位传感器（1LV5、1LV6）、球阀（33.3、9.1）、球阀（4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6）、电气端子箱（1JB4），液压管路及元件之间通过高压不锈钢管、高压软管、五金连通接头相连接。
采用任意一项所述升船机横导向功能的液压控制系统的控制方法，所述液压控制回路装置能够更换和补充导向油缸内的液压油、控制导向油缸活塞的位置、调整补偿油缸内的压力；
补偿油缸（40）和蓄能器（22）补油：电磁球阀电磁铁（1YV8）得电，（Pc）压力油进入油缸（40）无杆腔和蓄能器（22），补油压力由压力继电器（1SP3）监测并发讯；蓄能器使补偿油缸无杆腔保持15MPa的预压力；低于14Mpa时压力传感器1SP3发讯，启泵补压，补压到15Mpa时压力传感器1SP3发讯，停止补压；
补偿油缸（40）和蓄能器（22）排油：电磁球阀电磁铁（1YV5）得电，补偿油缸（40）无杆腔和蓄能器（22）的（Pc）压力油流回油箱；
导向油缸（42、43）右腔补油：电磁球阀电磁铁（1YV7）得电，Pb压力油进入导向油缸（42、43）右腔，补油压力由压力继电器（1SP2）监测；
导向油缸（42、43）右腔排油：电磁球阀电磁铁（1YV4）得电，导向油缸（42、43）右腔的Pb压力油排回油箱。
导向油缸（42、43）左腔补油：电磁球阀电磁铁（1YV9）得电，Pa压力油进入导向油缸（42、43）左腔，补油压力由压力继电器（1SP4）监测；
导向油缸（42、43）左腔排油：电磁球阀电磁铁（1YV6）得电，导向油缸（42、43）左腔Pa压力油排回油箱。
所述两只导向油缸和补偿组合油缸的管路交叉连接，形成两个封闭油腔，其油腔相互分离，当两导向油缸活塞位置差异超过10mm 后，通过液压泵站向导向油缸补充液压油，直到油缸返回到其初始位置；
正常工作时，补偿组合油缸在±50mm之间位置，一旦出现偏差，系统将会自动纠偏；假设缸筒向左（右）移超过10mm，或补偿缸缩进（伸出）超过50mm后，液压系统将启动调整。
所述高位补油油箱向补偿油缸的有杆腔补油；高位补油油箱设置有液位发讯器，发出两个开关量信号（1LV5、1LV6），当（1LV5）发讯时表明高位补油油箱油液过高，电控系统发出报警信号高位补油油箱停止补油，当（1LV6）发讯时，表明高位补油油箱油液过低，电控系统发出报警信号高位补油油箱开始人工补油。
本发明有如下有益效果：
1、通过采用上述的液压控制系统能够保证升船机的平稳运行，而且能够精确控制承船厢横向、纵向和竖向位移。
2、通过采用上述的液压控制系统，保证升船机在运行时克服横向不平衡载荷保持横向中位对正。
3、液压控制回路装置能够实现更换和补充导向油缸内的液压油、控制导向油缸活塞的位置、调整补偿油缸内的压力。
4、正常工作时，补偿组合油缸在±50mm之间位置，一旦出现偏差，系统将会自动纠偏。假设缸筒向左（右）移超过10mm，或补偿缸缩进（伸出）超过50mm后，液压系统将启动调整。
5、高位补油油箱向补偿油缸的有杆腔补油。高位补油油箱设置有液位发讯器，发出两个开关量信号1LV5、1LV6，当1LV5发讯时表明高位补油油箱油液过高，电控系统发出报警信号高位补油油箱停止补油。当1LV6发讯时，表明高位补油油箱油液过低，电控系统发出报警信号高位补油油箱开始人工补油。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的液压系统整体结构示意图。
图2是本发明的液压系统的导向及补偿回路示意图。
图3是本发明的液压系统的供油回路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
如图1-3所示，升船机横导向功能的液压控制系统，它包括横导向及补偿装置，所述横导向及补偿装置共两套，每套横导向及补偿装置包括两套横导向机构和一套液压控制回路装置；所述横导向机构对称布置在船厢两条主纵梁的外侧，位于驱动机构小齿轮的正下方，以齿条作导轨；
进一步的，所述液压控制回路装置分别布置在船厢上、下游机房内；
进一步的，所述横向机构由两套双活塞杆导向油缸装置、两套导向架、一套补偿装置组成；
进一步的，所述液压控制回路装置包括供油回路装置、导向及补偿回路装置。
进一步的，所述导向油缸装置由导向油缸、万向支座、活塞杆端部支铰以及连接件等组成，导向油缸采用双活塞杆式，缸体中部通过铰轴支承于万向支座；万向支座端面通过螺栓与船厢主横梁上的支架相连接。
进一步的，所述导向架装置由中间支架、侧支架、碟形弹簧组、承压条、正向弹性导轮组、侧刚性导轮、吊杆组件及连接件组成，中间支架垂直板与油缸活塞杆端部通过铰轴相连，中间支架水平板通过螺栓与左、右两侧的侧支架在耳板部位连接；正向导轮支承拐臂一端通过铰轴与支承弹簧组件连接，另一端通过铰轴支承于侧支架结构，支承弹簧组件的另一端通过球轴承支承在侧支架竖梁上；侧导向轮组通过螺栓安装于侧支架上、下横梁的两端；承压条通过碟簧支承于侧支架；导向架装置的重量通过吊杆组件传递到船厢结构。
进一步的，所述补偿装置由三个相互连接的组合油缸、上壳体和下壳体、轴套和补油油箱零部件组成；下壳体通过支承板与船厢结构连接。
进一步的，所述供油回路装置包括油箱（23）、电机（13.1、13.2）、自动变量油泵（11.1、11.2）、手动定量油泵（16）、电磁溢流阀（15.1、15.2）及其电磁开关（1YV1.1、1YV1.2）、压力继电器（51.2和51.2）、压力传感器（6.1）、四个单向阀（14.1、14.2、14.3、14.4）、空滤器（18）、温控装置（19）、加热器（66）、滤油器（10.1、10.2）、冷却器（69）、液位计（20）、液位传感器（31）、电气端子箱（1JB1），液压管路及元件之间通过高压不锈钢管、高压软管、五金连通接头相连接。
进一步的，所述导向及补偿回路装置包括导向油缸（42、43）、三个补偿组合油缸（38、39、40）、六套行程开关（LC1、LC2、LC3、LC4、LC5、LC6）、蓄能器（22）、四个防破裂保护阀（44.1、44.2、44.3、44.4）、球式电磁换向阀（8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7）及其相应的电磁开关（1YV9、1YV8、1YV7、1YV6、1YV5、1YV4）、安全截止阀块（21）、压力传感器（1SP2、1SP3、1SP4）、节流阀（62）、压力表（1MB2、1MB3、1MB4）、高位补油油箱（32.2）、液位传感器（1LV5、1LV6）、球阀（33.3、9.1）、球阀（4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6）、电气端子箱（1JB4），液压管路及元件之间通过高压不锈钢管、高压软管、五金连通接头相连接。
实施例2：
采用任意一项所述升船机横导向功能的液压控制系统的控制方法，所述液压控制回路装置能够更换和补充导向油缸内的液压油、控制导向油缸活塞的位置、调整补偿油缸内的压力；
补偿油缸（40）和蓄能器（22）补油：电磁球阀电磁铁（1YV8）得电，（Pc）压力油进入油缸（40）无杆腔和蓄能器（22），补油压力由压力继电器（1SP3）监测并发讯；蓄能器使补偿油缸无杆腔保持15MPa的预压力；低于14Mpa时压力传感器1SP3发讯，启泵补压，补压到15Mpa时压力传感器1SP3发讯，停止补压；
补偿油缸（40）和蓄能器（22）排油：电磁球阀电磁铁（1YV5）得电，补偿油缸（40）无杆腔和蓄能器（22）的（Pc）压力油流回油箱；
导向油缸（42、43）右腔补油：电磁球阀电磁铁（1YV7）得电，Pb压力油进入导向油缸（42、43）右腔，补油压力由压力继电器（1SP2）监测；
导向油缸（42、43）右腔排油：电磁球阀电磁铁（1YV4）得电，导向油缸（42、43）右腔的Pb压力油排回油箱。
导向油缸（42、43）左腔补油：电磁球阀电磁铁（1YV9）得电，Pa压力油进入导向油缸（42、43）左腔，补油压力由压力继电器（1SP4）监测；
导向油缸（42、43）左腔排油：电磁球阀电磁铁（1YV6）得电，导向油缸（42、43）左腔Pa压力油排回油箱。
所述两只导向油缸和补偿组合油缸的管路交叉连接，形成两个封闭油腔，其油腔相互分离，当两导向油缸活塞位置差异超过10mm 后，通过液压泵站向导向油缸补充液压油，直到油缸返回到其初始位置；
正常工作时，补偿组合油缸在±50mm之间位置，一旦出现偏差，系统将会自动纠偏；假设缸筒向左（右）移超过10mm，或补偿缸缩进（伸出）超过50mm后，液压系统将启动调整。
所述高位补油油箱向补偿油缸的有杆腔补油；高位补油油箱设置有液位发讯器，发出两个开关量信号（1LV5、1LV6），当（1LV5）发讯时表明高位补油油箱油液过高，电控系统发出报警信号高位补油油箱停止补油，当（1LV6）发讯时，表明高位补油油箱油液过低，电控系统发出报警信号高位补油油箱开始人工补油。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.升船机横导向功能的液压控制系统，其特征在于：它包括横导向及补偿装置，所述横导向及补偿装置共两套，每套横导向及补偿装置包括两套横导向机构和一套液压控制回路装置；
所述横导向机构对称布置在船厢两条主纵梁的外侧，位于驱动机构小齿轮的正下方，以齿条作导轨；
所述液压控制回路装置分别布置在船厢上、下游机房内；
所述横向机构由两套双活塞杆导向油缸装置、两套导向架、一套补偿装置组成；
所述液压控制回路装置包括供油回路装置、导向及补偿回路装置。
2.根据权利要求1所述的升船机横导向功能的液压控制系统，其特征在于：所述导向油缸装置由导向油缸、万向支座、活塞杆端部支铰以及连接件等组成，导向油缸采用双活塞杆式，缸体中部通过铰轴支承于万向支座；万向支座端面通过螺栓与船厢主横梁上的支架相连接。
3.根据权利要求1所述的升船机横导向功能的液压控制系统，其特征在于：所述导向架装置由中间支架、侧支架、碟形弹簧组、承压条、正向弹性导轮组、侧刚性导轮、吊杆组件及连接件组成，中间支架垂直板与油缸活塞杆端部通过铰轴相连，中间支架水平板通过螺栓与左、右两侧的侧支架在耳板部位连接；正向导轮支承拐臂一端通过铰轴与支承弹簧组件连接，另一端通过铰轴支承于侧支架结构，支承弹簧组件的另一端通过球轴承支承在侧支架竖梁上；侧导向轮组通过螺栓安装于侧支架上、下横梁的两端；承压条通过碟簧支承于侧支架；导向架装置的重量通过吊杆组件传递到船厢结构。
4.根据权利要求1所述的升船机横导向功能的液压控制系统，其特征在于：所述补偿装置由三个相互连接的组合油缸、上壳体和下壳体、轴套和补油油箱零部件组成；下壳体通过支承板与船厢结构连接。
5.根据权利要求1所述的升船机横导向功能的液压控制系统，其特征在于：所述供油回路装置包括油箱（23）、电机（13.1、13.2）、自动变量油泵（11.1、11.2）、手动定量油泵（16）、电磁溢流阀（15.1、15.2）及其电磁开关（1YV1.1、1YV1.2）、压力继电器（51.2和51.2）、压力传感器（6.1）、四个单向阀（14.1、14.2、14.3、14.4）、空滤器（18）、温控装置（19）、加热器（66）、滤油器（10.1、10.2）、冷却器（69）、液位计（20）、液位传感器（31）、电气端子箱（1JB1），液压管路及元件之间通过高压不锈钢管、高压软管、五金连通接头相连接。
6.根据权利要求1所述的升船机横导向功能的液压控制系统，其特征在于：所述导向及补偿回路装置包括导向油缸（42、43）、三个补偿组合油缸（38、39、40）、六套行程开关（LC1、LC2、LC3、LC4、LC5、LC6）、蓄能器（22）、四个防破裂保护阀（44.1、44.2、44.3、44.4）、球式电磁换向阀（8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7）及其相应的电磁开关（1YV9、1YV8、1YV7、1YV6、1YV5、1YV4）、安全截止阀块（21）、压力传感器（1SP2、1SP3、1SP4）、节流阀（62）、压力表（1MB2、1MB3、1MB4）、高位补油油箱（32.2）、液位传感器（1LV5、1LV6）、球阀（33.3、9.1）、球阀（4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6）、电气端子箱（1JB4），液压管路及元件之间通过高压不锈钢管、高压软管、五金连通接头相连接。
7.采用权利要求1-6任意一项所述升船机横导向功能的液压控制系统的控制方法，其特征在于，所述液压控制回路装置能够更换和补充导向油缸内的液压油、控制导向油缸活塞的位置、调整补偿油缸内的压力；
补偿油缸（40）和蓄能器（22）补油：电磁球阀电磁铁（1YV8）得电，（Pc）压力油进入油缸（40）无杆腔和蓄能器（22），补油压力由压力继电器（1SP3）监测并发讯；蓄能器使补偿油缸无杆腔保持15MPa的预压力；低于14Mpa时压力传感器1SP3发讯，启泵补压，补压到15Mpa时压力传感器1SP3发讯，停止补压；
补偿油缸（40）和蓄能器（22）排油：电磁球阀电磁铁（1YV5）得电，补偿油缸（40）无杆腔和蓄能器（22）的（Pc）压力油流回油箱；
导向油缸（42、43）右腔补油：电磁球阀电磁铁（1YV7）得电，Pb压力油进入导向油缸（42、43）右腔，补油压力由压力继电器（1SP2）监测；
导向油缸（42、43）右腔排油：电磁球阀电磁铁（1YV4）得电，导向油缸（42、43）右腔的Pb压力油排回油箱。
8.导向油缸（42、43）左腔补油：电磁球阀电磁铁（1YV9）得电，Pa压力油进入导向油缸（42、43）左腔，补油压力由压力继电器（1SP4）监测；
导向油缸（42、43）左腔排油：电磁球阀电磁铁（1YV6）得电，导向油缸（42、43）左腔Pa压力油排回油箱。
9.根据权利要求7所述升船机横导向功能的液压控制系统的控制方法，其特征在于：所述两只导向油缸和补偿组合油缸的管路交叉连接，形成两个封闭油腔，其油腔相互分离，当两导向油缸活塞位置差异超过10mm 后，通过液压泵站向导向油缸补充液压油，直到油缸返回到其初始位置；
根据权利要求7所述升船机横导向功能的液压控制系统的控制方法，其特征在于：正常工作时，补偿组合油缸在±50mm之间位置，一旦出现偏差，系统将会自动纠偏；假设缸筒向左（右）移超过10mm，或补偿缸缩进（伸出）超过50mm后，液压系统将启动调整。
10.根据权利要求7所述升船机横导向功能的液压控制系统的控制方法，其特征在于：所述高位补油油箱向补偿油缸的有杆腔补油；高位补油油箱设置有液位发讯器，发出两个开关量信号（1LV5、1LV6），当（1LV5）发讯时表明高位补油油箱油液过高，电控系统发出报警信号高位补油油箱停止补油，当（1LV6）发讯时，表明高位补油油箱油液过低，电控系统发出报警信号高位补油油箱开始人工补油。
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