CN108916141B - 一种具有多档载荷及速度的高压拖缆机液压控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种具有多档载荷及速度的高压拖缆机液压控制系统，包括油箱（1）、控制安全阀组（2）、控制泵组（3）、冷却器（4）、过滤器（5）、左舷动力泵组（10）、右舷动力泵组（6）、隔离阀组（9）、左舷马达主控制阀（11）、右舷马达主控制阀（8）、左舷马达控制阀组（13）、右舷马达控制阀组（15）、控制阀组（17）、中间离合器油缸（18）、下滚筒离合器油缸（19）、上滚筒离合器油缸（20），分别形成左舷液压油路、右舷液压油路和控制油路。能够实现拖缆机滚筒的多载荷和速度的输出，实现三用工作船多功能作业的要求。

Description

一种具有多档载荷及速度的高压拖缆机液压控制系统
技术领域
本发明涉及一种高压拖缆机液压控制系统，更具体地说涉及一种具有多档载荷及速度的高压拖缆机液压控制系统，属于船用推进控制技术领域。
背景技术
高压拖缆机液压控制系统主要应用于各种中小型三用工作船的甲板设备中，其为高压拖缆机提供载荷及速度的输出能力，以满足三用工作船能够应对不同的作业工况需求。但是，目前现有的高压拖缆机液压控制系统通常只能提供单滚筒重载低速和中载中速输出能力，作业能力较低，工作效率低；而对于三用工作船而言，需满足起抛锚、拖曳、救助、运输等多种作业能力，因此远远不能满足客户的需求。尤其是在船用设备、海洋工程装备正在向多功能化、高效化发展的关键时刻，用户对能够提供多功能输出能力、高效率工作能力的设备需求逐渐增强，因此亟需一种能够实现高压拖缆机多档载荷及速度的控制系统。
发明内容
本发明针对现有的高压拖缆机液压控制系统作业能力较低、工作效率低等问题，提供一种具有多档载荷及速度的高压拖缆机液压控制系统。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种具有多档载荷及速度的高压拖缆机液压控制系统，其中的拖缆机包括左舷马达组、右舷马达组、上滚筒、上滚筒离合器、中间离合器、下滚筒和下滚筒离合器，所述的左舷马达组包括左舷马达M1、左舷马达M2、与左舷马达M1和左舷马达M2对应的两个左舷小齿轮、与两个左舷小齿轮对应的两个左舷大齿轮，所述的右舷马达组包括右舷马达M3、右舷马达M4、与右舷马达M3和右舷马达M4对应的两个右舷小齿轮、与两个右舷小齿轮对应的两个右舷大齿轮，所述的左舷马达M1和左舷马达M2分别与对应的两个左舷小齿轮连接，所述的两个左舷小齿轮分别与对应的两个左舷大齿轮啮合形成左舷齿轮副，所述的右舷马达M3和右舷马达M4分别与对应的两个右舷小齿轮连接，所述的两个右舷小齿轮分别与对应的两个右舷大齿轮啮合形成右舷齿轮副，所述的上滚筒左侧连接有上滚筒大齿轮，下滚筒右侧连接有下滚筒大齿轮，所述的上滚筒大齿轮与上滚筒离合器的小齿轮啮合，所述的下滚筒大齿轮与下滚筒离合器的小齿轮啮合，所述的左舷齿轮副、上滚筒离合器、中间离合器、下滚筒离合器、右舷齿轮副一起形成中间驱动轴传递扭矩，包括油箱、控制安全阀组、控制泵组、冷却器、过滤器、左舷动力泵组、右舷动力泵组、隔离阀组、左舷马达主控制阀、右舷马达主控制阀、左舷马达控制阀组、右舷马达控制阀组、控制阀组、中间离合器油缸、下滚筒离合器油缸和上滚筒离合器油缸，所述的油箱上分别设置有左舷动力泵组、右舷动力泵组和控制泵组的进油口，所述右主安全阀组、左主安全阀组、过滤器、控制安全阀组、控制阀组的出油口分别与油箱相连通，所述控制安全阀组的进油口分别与控制泵组的出口、控制阀组的进口P4相连通，所述控制泵组的第一联泵出口分别与左舷马达控制阀组和右舷马达控制阀组的P3口相连通，控制泵组的第二联泵出口与控制阀组的进口P4相连通，所述冷却器的进油口分别与左舷马达主控制阀的回油口和右舷马达主控制阀的回油口相连通，冷却器的出油口与过滤器的进油口相连通，所述隔离阀组的左油口分别与左舷动力泵组的出油口和左舷马达主控制阀的P口相连通，隔离阀组的右油口分别与右舷动力泵组的出油口和右舷马达主控制阀的P口相连通，所述左舷马达主控制阀的进油口与左舷动力泵组的出油口相连通，所述右舷马达主控制阀的进油口与右舷动力泵组的出油口相连通，所述的左舷马达主控制阀的A口与左平衡阀的进口相连通，所述左平衡阀的出口与左舷马达控制阀组的A口相连通，左舷马达主控制阀的B口与左舷马达控制阀组的B口相连通，左舷马达控制阀组的A1和B1口与左舷马达组的左舷马达M1相连通，左舷马达控制阀组的A2和B2口与左舷马达组的左舷马达M2相连通，所述右舷马达主控制阀的的A口与右平衡阀的进口相连通，所述右平衡阀的出口与右舷马达控制阀组的A口相连通，右舷马达主控制阀的B口与右舷马达控制阀组的B口相连通，右舷马达控制阀组的A1和B1口与右舷马达组的右舷马达M3相连通，右舷马达控制阀组的A2和B2口与右舷马达组的右舷马达M4相连通。
所述的控制阀组包含左舷马达组变量控制阀V1、右舷马达组变量控制阀V2、中间离合器油缸控制阀V3、下滚筒离合器油缸控制阀V4和上滚筒离合器油缸控制阀V5，所述左舷马达组变量控制阀V1的A、B口与左舷马达组变量缸相连通，所述右舷马达组变量控制阀V2的A、B口与右舷马达组变量缸相连通，所述中间离合器油缸控制阀V3与中间离合器油缸的两腔相连通，所述下滚筒离合器油缸控制阀V4与下滚筒离合器油缸的两腔相连通，所述上滚筒离合器油缸控制阀V5与上滚筒离合器油缸的两腔连相通。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
本发明提供一种高压拖缆机载荷与速度控制的方法，能够实现拖缆机滚筒的多载荷和速度的输出，实现三用工作船多功能作业的要求；且本发明结构简单、操控方便、设备工作可靠、成本节约，经济效益显著。
附图说明
图1是本发明控制系统图。
图2是本发明高压拖缆机结构示意图。
图中：油箱1，控制安全阀组2，控制泵组3，冷却器4，过滤器5，右舷动力泵组6，右主安全阀组7，右舷马达主控制阀8，隔离阀组9，左舷动力泵组10，左舷马达主控制阀11，左平衡阀12，左舷马达控制阀组13，左舷马达组14，右舷马达控制阀组15，右舷马达组16，控制阀组17，中间离合器油缸18，下滚筒离合器油缸19，上滚筒离合器油缸20，左舷齿轮副21，上滚筒离合器22，上滚筒23，中间离合器24，下滚筒离合器25，右舷齿轮副26，下滚筒27，左主安全阀组28，右平衡阀29。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
参见图1至图2，一种具有多档载荷及速度的高压拖缆机液压控制系统，其中的拖缆机包括左舷马达组14、右舷马达组16、上滚筒23、上滚筒离合器22、中间离合器24、下滚筒27和下滚筒离合器25。所述的左舷马达组14包括左舷马达M1、左舷马达M2、与左舷马达M1和左舷马达M2对应的两个左舷小齿轮、与两个左舷小齿轮对应的两个左舷大齿轮，所述的左舷马达M1和左舷马达M2分别与对应的两个左舷小齿轮连接，所述的两个左舷小齿轮分别与对应的两个左舷大齿轮啮合形成左舷齿轮副21；左舷马达M1和左舷马达M2分别驱动两个左舷小齿轮。所述的右舷马达组16包括右舷马达M3、右舷马达M4、与右舷马达M3和右舷马达M4对应的两个右舷小齿轮、与两个右舷小齿轮对应的两个右舷大齿轮，所述的右舷马达M3和右舷马达M4分别与对应的两个右舷小齿轮连接，所述的两个右舷小齿轮分别与对应的两个右舷大齿轮啮合形成右舷齿轮副26；右舷马达M3和右舷马达M4分别驱动两个右舷小齿轮。所述的上滚筒23左侧连接有上滚筒大齿轮，下滚筒27右侧连接有下滚筒大齿轮，所述的上滚筒大齿轮与上滚筒离合器22的小齿轮啮合，所述的下滚筒大齿轮与下滚筒离合器25的小齿轮啮合。所述的左舷齿轮副21、上滚筒离合器22、中间离合器24、下滚筒离合器25、右舷齿轮副26一起形成中间驱动轴传递扭矩。
参见图1至图2，本高压拖缆机液压控制系统包括油箱1、控制安全阀组2、控制泵组3、冷却器4、过滤器5、左舷动力泵组10、右舷动力泵组6、隔离阀组9、左舷马达主控制阀11、右舷马达主控制阀8、左舷马达控制阀组13、右舷马达控制阀组15、控制阀组17、中间离合器油缸18、下滚筒离合器油缸19和上滚筒离合器油缸20，所述的油箱1上分别设置有左舷动力泵组10、右舷动力泵组6和控制泵组3的进油口，所述右主安全阀组7、左主安全阀组28、过滤器5、控制安全阀组2、控制阀组17的出油口分别与油箱1相连通。
参见图1至图2，所述控制安全阀组2的进油口分别与控制泵组3的出口、控制阀组17的进口P4相连通，控制安全阀组2是对本控制系统油路起到一个安全保护作用，防止本控制系统压力超压。控制泵组3的第一联泵出口分别与左舷马达控制阀组13和右舷马达控制阀组15的P3口相连通，控制泵组3的第二联泵出口与控制阀组17的进口P4相连通。所述冷却器4的进油口分别与左舷马达主控制阀11的回油口和右舷马达主控制阀8的回油口相连通，冷却器4的出油口与过滤器5的进油口相连通；冷却器4的作用是对液压系统油液进行冷却，防止油液温度太高，油液温度太高会降低油液和密封件的使用寿命。所述过滤器5能够对液压系统油液进行过滤，过滤掉油液中的杂质，保证油液的清洁度；而油液如果较脏，会使阀芯卡死，油液中较大的杂质甚至会将液压元件配合面拉伤，导致液压元件失效。所述隔离阀组9的左油口分别与左舷动力泵组10的出油口和左舷马达主控制阀11的P口相连通，隔离阀组9的右油口分别与右舷动力泵组6的出油口和右舷马达主控制阀8的P口相连通；隔离阀组9的作用是将左舷液压油路和右舷液压油路隔离或者连通。当单边驱动时隔离阀组9失电，左舷液压油路和右舷液压油路隔断，相互不影响；当双边驱动时隔离阀组9得电，左舷液压油路和右舷液压油路连通，左舷液压油路和右舷液压油路输出压力一样，平衡油压，传递到滚筒的扭矩相同。所述左舷马达主控制阀11的进油口与左舷动力泵组10的出油口相连通，所述右舷马达主控制阀8的进油口与右舷动力泵组6的出油口相连通
参见图1至图2，所述的左舷马达主控制阀11的A口与左平衡阀12的进口相连通，所述左平衡阀12的出口与左舷马达控制阀组13的A口相连通，左舷马达主控制阀11的B口与左舷马达控制阀组13的B口相连通；左舷马达控制阀组13的A1和B1口与左舷马达组14的左舷马达M1相连通，左舷马达控制阀组13的A2和B2口与左舷马达组14的左舷马达M2相连通。所述右舷马达主控制阀8的的A口与右平衡阀29的进口相连通，所述右平衡阀29的出口与右舷马达控制阀组15的A口相连通，右舷马达主控制阀8的B口与右舷马达控制阀组15的B口相连通；右舷马达控制阀组15的A1和B1口与右舷马达组16的右舷马达M3相连通，右舷马达控制阀组15的A2和B2口与右舷马达组16的右舷马达M4相连通。
参见图1至图2，所述的控制阀组17包含左舷马达组变量控制阀V1、右舷马达组变量控制阀V2、中间离合器油缸控制阀V3、下滚筒离合器油缸控制阀V4和上滚筒离合器油缸控制阀V5。所述左舷马达组变量控制阀V1的A、B口与左舷马达组14变量缸相连通，所述右舷马达组变量控制阀V2的A、B口与右舷马达组16变量缸相连通。所述所述中间离合器油缸控制阀V3、下滚筒离合器油缸控制阀V4和上滚筒离合器油缸控制阀V5分别包括电磁换向阀、液压锁、单向节流阀；所述中间离合器油缸控制阀V3与中间离合器油缸的两腔相连通，所述下滚筒离合器油缸控制阀V4与下滚筒离合器油缸的两腔相连通，所述上滚筒离合器油缸控制阀V5与上滚筒离合器油缸的两腔连相通。
参见图1至图2，本高压拖缆机液压控制系统形成左舷液压油路、右舷液压油路和控制油路。其中左舷液压油路如下：左舷动力泵组10的出油口至左舷马达主控制阀11的进油口，左舷马达主控制阀11的A口至左平衡阀12的进口，左平衡阀12的出口至左舷马达控制阀组13的A口，左舷马达主控制阀11的B口至左舷马达控制阀组13的B口，左舷马达控制阀组13的A1和B1口至左舷马达组14的左舷马达M1，左舷马达控制阀组13的A2和B2口至左舷马达组14的左舷马达M2。
参见图1至图2，其中的右舷液压油路如下：右舷动力泵组6的出油口至右舷马达主控制阀8的进油口，右舷马达主控制阀8的的A口至右平衡阀29的进口，右平衡阀29的出口至右舷马达控制阀组15的A口，右舷马达主控制阀8的B口至右舷马达控制阀组15的B口，右舷马达控制阀组15的A1和B1口至左舷马达组16的右舷马达M3，右舷马达控制阀组15的A2和B2口至右舷马达组16的右舷马达M4。
参见图1至图2，其中的控制油路如下：控制泵组3的第一联泵出口分别至左舷马达控制阀组13和右舷马达控制阀组15的P3口，控制泵组3的第二联泵出口至控制阀组17进口P4；左舷马达组变量控制阀V1的A、B口至左舷马达组14变量缸，右舷马达变量阀V2的A、B口至右舷马达组16变量缸，中间离合器控制阀V3至中间离合器油缸的两腔，下滚筒离合器控制阀V4至下滚筒离合器油缸的两腔，上滚筒离合器控制阀V5至上滚筒离合器油缸的两腔。
参见图1至图2，本高压拖缆机液压控制系统适用于实现高压拖缆机单滚筒重载低速、中载中速、轻载高速，双滚筒半载低速、轻载中速和轻载高速等工况，其能够实现单滚筒重载低速和中载中速，工作时左舷马达组14中的左舷马达M1和左舷马达M2大排量大扭矩工作，通过左舷齿轮副21将驱动扭矩传递到左侧中间驱动轴；同时右舷马达组16中的右舷马达M3和右舷马达M4大排量大扭矩工作，通过右舷齿轮副26将驱动扭矩传递到右侧中间驱动轴。中间离合器24合上后将两侧驱动轴上的扭矩合并，隔离阀组9将左舷动力泵组10和右舷动力泵组6输出的油路导通，通过对上滚筒离合器22和下滚筒离合器25的选择将左舷马达M1、左舷马达M2、右舷马达M3和右舷马达M4大排量输出的合扭矩传递到上滚筒23或者下滚筒27上，实现单滚筒的重载低速。同理，通过左舷马达组变量控制阀V1、右舷马达组变量控制阀V2改变左舷马达M1、左舷马达M2、右舷马达M3和右舷马达M4的排量，实现左舷马达M1、左舷马达M2、右舷马达M3和右舷马达M4小排量小扭矩工作，通过左舷齿轮副21、右舷齿轮副26和中间轴将合扭矩传递到上滚筒23或者下滚筒27，实现单滚筒的中载中速。
参见图1至图2，本高压拖缆机液压控制系统能够实现单滚筒轻载高速，工作时通过左舷马达控制阀组13让左舷马达组14中的左舷马达M2旁通；同时通过左舷马达组变量控制阀V1实现仅左舷马达M1小排量工作。通过右舷马达控制阀组15让左舷马达组16中的右舷马达M4旁通，同时通过右舷马达组变量控制阀V2实现仅右舷马达M3小排量工作。从而最终实现左舷马达M1和右舷马达M3小排量小扭矩工作，隔离阀组9将左舷动力泵组10和右舷动力泵组6输出的油路导通，通过左舷齿轮副21、右舷齿轮副26和中间轴将合扭矩传递到上滚筒23或者下滚筒27，实现单滚筒的轻载高速。
参见图1至图2，本高压拖缆机液压控制系统能够实现双滚筒半载低速、轻载中速、轻载高速，工作时左舷马达组14通过左舷齿轮副21和上滚筒离合器22将扭矩传递到上滚筒23，右舷马达组16通过右舷齿轮副26和下滚筒离合器25将扭矩传递到下滚筒2；中间离合器24始终打开，隔离阀组9始终将左右舷油路隔开，使左舷系统和右舷系统完全独立，通过控制左舷马达M1和左舷马达M2、或右舷马达M3和右舷马达M4的大小排量和参入的个数就可以实现双滚筒半载低速、轻载中速、轻载高速。
参见图1至图2，因此，本高压拖缆机液压控制系统解决高压拖缆机多档载荷及速度的控制的问题，能够实现多档载荷及速度输出、实现滚筒三种载荷及速度输出、两滚筒同时动作，解决了现有的高压拖缆机液压控制系统存在的不具备多档载荷及速度输出、不能实现滚筒三种载荷及速度输出、不具备两个滚筒同时动作的缺陷与问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种具有多档载荷及速度的高压拖缆机液压控制系统，其中的拖缆机包括左舷马达组(14)、右舷马达组(16)、上滚筒(23)、上滚筒离合器(22)、中间离合器(24)、下滚筒(27)和下滚筒离合器(25)，所述的左舷马达组(14)包括左舷马达M1、左舷马达M2、与左舷马达M1和左舷马达M2对应的两个左舷小齿轮、与两个左舷小齿轮对应的两个左舷大齿轮，所述的右舷马达组(16)包括右舷马达M3、右舷马达M4、与右舷马达M3和右舷马达M4对应的两个右舷小齿轮、与两个右舷小齿轮对应的两个右舷大齿轮，所述的左舷马达M1和左舷马达M2分别与对应的两个左舷小齿轮连接，所述的两个左舷小齿轮分别与对应的两个左舷大齿轮啮合形成左舷齿轮副(21)，所述的右舷马达M3和右舷马达M4分别与对应的两个右舷小齿轮连接，所述的两个右舷小齿轮分别与对应的两个右舷大齿轮啮合形成右舷齿轮副(26)，所述的上滚筒(23)左侧连接有上滚筒大齿轮，下滚筒(27)右侧连接有下滚筒大齿轮，所述的上滚筒大齿轮与上滚筒离合器(22)的小齿轮啮合，所述的下滚筒大齿轮与下滚筒离合器(25)的小齿轮啮合，所述的左舷齿轮副(21)、上滚筒离合器(22)、中间离合器(24)、下滚筒离合器(25)、右舷齿轮副(26)一起形成中间驱动轴传递扭矩，
其特征在于：包括油箱(1)、控制安全阀组(2)、控制泵组(3)、冷却器(4)、过滤器(5)、左舷动力泵组(10)、右舷动力泵组(6)、隔离阀组(9)、左舷马达主控制阀(11)、右舷马达主控制阀(8)、左舷马达控制阀组(13)、右舷马达控制阀组(15)、控制阀组(17)、中间离合器油缸(18)、下滚筒离合器油缸(19)和上滚筒离合器油缸(20)，所述的油箱(1)上分别设置有左舷动力泵组(10)、右舷动力泵组(6)和控制泵组(3)的进油口，右主安全阀组(7)、左主安全阀组(28)、过滤器(5)、控制安全阀组(2)、控制阀组(17)的出油口分别与油箱(1)相连通，所述控制安全阀组(2)的进油口分别与控制泵组(3)的出口、控制阀组(17)的进口P4相连通，所述控制泵组(3)的第一联泵出口分别与左舷马达控制阀组(13)和右舷马达控制阀组(15)的P3口相连通，控制泵组(3)的第二联泵出口与控制阀组(17)的进口P4相连通，所述冷却器(4)的进油口分别与左舷马达主控制阀(11)的回油口和右舷马达主控制阀(8)的回油口相连通，冷却器(4)的出油口与过滤器(5)的进油口相连通，所述隔离阀组(9)的左油口分别与左舷动力泵组(10)的出油口和左舷马达主控制阀(11)的P口相连通，隔离阀组(9)的右油口分别与右舷动力泵组(6)的出油口和右舷马达主控制阀(8)的P口相连通，所述左舷马达主控制阀(11)的进油口与左舷动力泵组(10)的出油口相连通，所述右舷马达主控制阀(8)的进油口与右舷动力泵组(6)的出油口相连通，所述的左舷马达主控制阀(11)的A口与左平衡阀(12)的进口相连通，所述左平衡阀(12)的出口与左舷马达控制阀组(13)的A口相连通，左舷马达主控制阀(11)的B口与左舷马达控制阀组(13)的B口相连通，左舷马达控制阀组(13)的A1和B1口与左舷马达组(14)的左舷马达M1相连通，左舷马达控制阀组(13)的A2和B2口与左舷马达组(14)的左舷马达M2相连通，所述右舷马达主控制阀(8)的的A口与右平衡阀(29)的进口相连通，所述右平衡阀(29)的出口与右舷马达控制阀组(15)的A口相连通，右舷马达主控制阀(8)的B口与右舷马达控制阀组(15)的B口相连通，右舷马达控制阀组(15)的A1和B1口与右舷马达组(16)的右舷马达M3相连通，右舷马达控制阀组(15)的A2和B2口与右舷马达组(16)的右舷马达M4相连通。
2.根据权利要求1所述的一种具有多档载荷及速度的高压拖缆机液压控制系统，其特征在于：所述的控制阀组(17)包含左舷马达组变量控制阀V1、右舷马达组变量控制阀V2、中间离合器油缸控制阀V3、下滚筒离合器油缸控制阀V4和上滚筒离合器油缸控制阀V5，所述左舷马达组变量控制阀V1的A、B口与左舷马达组(14)变量缸相连通，所述右舷马达组变量控制阀V2的A、B口与右舷马达组(16)变量缸相连通，所述中间离合器油缸控制阀V3与中间离合器油缸的两腔相连通，所述下滚筒离合器油缸控制阀V4与下滚筒离合器油缸的两腔相连通，所述上滚筒离合器油缸控制阀V5与上滚筒离合器油缸的两腔连相通。
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