CN114412861A - 一种连续卸船机臂架俯仰液压系统及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种连续卸船机臂架俯仰液压系统，采用双油缸支撑方式的臂架俯仰机构，臂架俯仰机构中，臂架与平衡梁相互平行，顶部结构与回转架相互平行，臂架与平衡梁及顶部结构与回转架构成平行四边形结构；俯仰油缸的无杆腔端设置在回转架的中部铰点处，有杆腔端设置在平衡梁的后部铰点处；油缸上还设置有油缸阀组；油缸阀组与用于提供动力源的俯仰液压站连接，俯仰液压站设置在回转平台上；当俯仰油缸伸缩运动时，平衡梁绕中部固定铰点做旋转运动实现取料提升系统的垂直上下运动，进而实现取料进刀及平稳进出舱口。本发明提供的系统回路设计简洁、运行平稳、节能高效且安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及连续卸船机的技术领域，具体而言，尤其涉及一种连续卸船机臂架俯仰液压系统及工作方法。
背景技术
随着近年来科学可持续发展的宏观政策和环境保护法规的相继实施，设备生产厂家和用户越来越将高效、节能、环保作为可持续发展的先决条件。连续卸船机凭借它高效率、节能低耗、环保的优势，以及日益成熟的技术，将逐步进入追求高效率的码头。
目前连续卸船机臂架俯仰液压系统控制回路一般采用开式回路阀控系统，或半闭式回路与阀控相结合，设计比较复杂且容易出现节流损失，运行不平稳、故障多等问题。
发明内容
根据上述提出设计比较复杂且容易出现节流损失，运行不平稳、故障多等问题，而提供一种连续卸船机臂架俯仰液压系统。本发明主要包括一种连续卸船机臂架俯仰液压系统，采用双油缸支撑方式的臂架俯仰机构，所述臂架俯仰机构中，所述臂架俯仰机构中，臂架与平衡梁相互平行，顶部结构与回转架相互平行，所述所述臂架与平衡梁及所述顶部结构与回转架构成平行四边形结构；所述俯仰油缸的无杆腔端设置在所述回转架的中部铰点处，有杆腔端设置在所述平衡梁的后部铰点处；所述油缸上还设置有油缸阀组；所述油缸阀组与用于提供动力源的俯仰液压站连接，所述俯仰液压站设置在回转平台上；当所述俯仰油缸伸缩运动时，所述平衡梁绕中部固定铰点做旋转运动实现取料提升系统的垂直上下运动，进而实现取料进刀及平稳进出舱口。
本发明还包含一种连续卸船机臂架俯仰液压工作方法，包括以下步骤：
步骤S1：俯仰油缸伸出，带动取料提升系统向下运动；当俯仰油缸伸出时，平衡梁将绕中部固定铰点旋转，前铰点向下运动，带动顶部结构向下运动；为了确保顶部结构在铅垂方向向下运动，臂架在顶部结构的作业下同时绕根部铰点旋转向下，如此通过平行四边形结构形式实现取料提升系统的垂直向下运动；
比例闭式泵A口出油，电磁换向阀电磁铁a得电打开液控单向阀，与A口相连的比例溢流阀设定为固定值，比例闭式泵B进油，无杆腔和有杆腔的流量差由恒压变量泵补充，补油压力由与B口相连接的比例溢流阀控制，与B1、B2油路中的压力传感器形成闭环控制保证补油压力恒定，防止载荷发生变化产生压力波动，保证工作压力稳定；补油泵补入的液压油对系统油液进行冷却；通过调节比例闭式泵的排量调节俯仰油缸3的工作速度无级调节；
步骤S2：所述俯仰油缸缩回，带动所述取料提升系统向上运动；当俯仰油缸缩回时，平衡梁将绕中部固定铰点旋转，前铰点向上运动，带动顶部结构向上运动，为了确保顶部结构在铅垂方向向上运动，臂架在顶部结构的作业下同时绕根部铰点旋转向上，如此通过平行四边形结构形式实现取料提升系统的垂直向上运动；
是比例闭式泵B口出油，电磁换向阀电磁铁a得电打开液控单向阀，与B口相连的比例溢流阀设定为固定值，比例闭式泵A口进油，恒压变量泵通过电液换向阀卸荷，A口工作压力由与A口相连接的比例溢流阀控制，与A1、A2油路中的压力传感器形成闭环控制保证工作压力恒定，防止载荷发生变化产生压力波动，保证工作压力稳定；所述俯仰油缸的工作速度通过调节比例闭式泵的排量无级调节。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的系统采用闭式系统及方法，比例闭式泵直接对俯仰油缸工作速度进行无级调速，设计有补油泵根据油缸伸缩工况补充油缸两腔流量差，另设计有补油泵对闭式系统中油液进行冷却。闭式泵出口设计有比例溢流阀适应不同工况工作压力要求，回路设计简洁、运行平稳、节能高效且安全性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的安装示意图。
图2为本发明液压系统原理图。
图3为本发明整体操作流程图。
其中，1为俯仰液压站，2为油缸阀组，3为俯仰油缸，4为平衡梁，5为回转架，6为回转平台，7为臂架，8为顶部结构，9为取料提升系统；101为油箱，102为电动机，103为恒压变量泵，104为补油泵，105为比例闭式泵，106为比例溢流阀，107为单向阀A，108为溢流阀A，109为电液换向阀，110为电磁换向阀，111为单向节流阀，112为高压过滤器，113为溢流阀B，114为空气滤清器，201为管路破裂阀，202为液控单向阀，203为单向阀C，204为溢流阀C，205为压力传感器，206为板式球阀。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
如图1-3所示，本发明提供了一种连续卸船机臂架俯仰液压系统包括俯仰液压站1、油缸阀组2、俯仰油缸3。安装示意图如图1所示：臂架俯仰机构选用双油缸支撑方式，油缸无杆腔端安装在回转架5中部铰点，有杆腔端安装在平衡梁4后部铰点，液压站1安装在回转平台6上，油缸阀组2共有两个分别安装在2个俯仰油缸上。臂架俯仰机构由顶部结构8、平衡梁4、臂架7及回转架5等四部分组成，其构成平行四边形结构形式，当俯仰油缸3实现伸缩动作时，平衡梁4绕中部固定铰点做旋转运动，从而实现取料提升系统9的垂直上下运动，实现取料进刀及平稳进出舱口。
液压系统原理图如图2所示。俯仰液压站的主要功能是给液压系统提供动力源，主要由油箱101、电动机102、恒压变量泵103、补油泵104、比例闭式泵105、比例溢流阀106、单向阀A107、溢流阀A108、电液换向阀109、电磁换向阀110、单向节流阀111、高压过滤器112、溢流阀113、空气滤清器114组成。油箱101上方安装有空气滤清器114与大气相通同时过滤进入油箱中的空气；电动机102同轴驱动比例闭式泵105和恒压变量泵103、补油泵104，比例闭式泵105的出油口A、B经过胶管10分别进入油缸阀组2的A1、B1、A2、B2。恒压变量泵103的出口进入高压过滤器112的入口，高压过滤器112的出口分别进入电液换向阀109、电液换向阀109与单向阀107相连接，用于调整工作时油缸无杆腔和有杆腔流量差，溢流阀A108用于限制恒压变量泵103的最高工作压力。补油泵104的出口进入高压过滤器112的入口，高压过滤器112的出口分别进入电磁换向阀110、单向阀A107入口，单向阀A107出口分别与比例闭式泵105的A、B口相连接，对闭式系统中的液压油起到补充及冷却作用；溢流阀113控制补油泵104的最高工作压力。电磁换向阀110的出口与单向节流阀111相连接然后与油缸阀组2的控制油口X1、X2相连接，电磁换向阀110a端电磁铁得电打开液控单向阀202，单向节流阀111控制液控单向阀202的打开速度。比例闭式泵105的出油口A、B分别连接比例溢流阀106的入口，比例溢流阀106的出口回到油箱101。
油缸阀组2主要由管路破裂阀201、液控单向阀202、单向阀C203、溢流阀C204、压力传感器205和板式球阀206组成。管路破裂阀201出口与液控单向阀202相连，液控单向阀出口与单向阀C203的出口和溢流阀C204的入口、压力传感器205的接口、板式球阀的入口相连，板式球阀的出口分别与油缸的无杆腔和有杆腔相连。如果胶管10破裂，管路破裂阀201能够瞬时关闭，防止由于油缸失压引起坠落；液控单向阀202能够使俯仰油缸3在停止时保持位置不变；单向阀C203防止负载突然变化及其他情况引起的油缸负压，使设备运行稳定；溢流阀C204设定为液压系统最高安全压力，保证设备的安全性；压力传感器205实时监测油缸无杆腔和有杆腔的压力，并与闭式泵出口比例溢流阀形成闭环控制补油压力；截止阀206用于维修时使用。
作为本申请一种优选的实施方式，一种连续卸船机臂架俯仰液压工作方法，工作流程如图3所示包括以下步骤：
步骤S1：俯仰油缸3伸出，取料提升系统9向下运动。当俯仰油缸3伸出时，平衡梁4将绕中部固定铰点旋转，前铰点向下运动，带动顶部结构8向下运动，为了确保顶部结构8在铅垂方向向下运动，臂架7在顶部结构8的作业下同时绕根部铰点旋转向下，如此通过平行四边形结构形式实现取料提升系统9的垂直向下运动。
比例闭式泵105A口出油，电磁换向阀110电磁铁a得电打开液控单向阀202，与A口相连的比例溢流阀106设定为固定值，比例闭式泵105B进油，无杆腔和有杆腔的流量差由恒压变量泵103补充(电液换向阀109电磁铁b得电)，补油压力由与B口相连接的比例溢流阀106控制，与B1、B2油路中的压力传感器205形成闭环控制保证补油压力恒定，防止载荷发生变化产生压力波动，保证工作压力稳定。补油泵104补入的液压油对系统油液进行冷却。俯仰油缸3的工作速度通过调节比例闭式泵105的排量可无级调节，即泵控油缸速度，具有响应快、稳定性好，节能高效的特点。
步骤S2：俯仰油缸3缩回，取料提升系统9向上运动。当俯仰油缸3缩回时，平衡梁4将绕中部固定铰点旋转，前铰点向上运动，带动顶部结构8向上运动，为了确保顶部结构8在铅垂方向向上运动，臂架7在顶部结构8的作业下同时绕根部铰点旋转向上，如此通过平行四边形结构形式实现取料提升系统9的垂直向上运动。
比例闭式泵B口出油，电磁换向阀110电磁铁a得电打开液控单向阀202，与B口相连的比例溢流阀106设定为固定值，比例闭式泵A口进油，恒压变量泵103通过电液换向阀109卸荷，A口工作压力由与A口相连接的比例溢流阀106控制，与A1、A2油路中的压力传感器205形成闭环控制保证工作压力恒定，防止载荷发生变化产生压力波动，保证工作压力稳定。俯仰油缸的工作速度通过调节比例闭式泵105的排量可无级调节，即泵控油缸速度，具有响应快、稳定性好，节能高效的特点。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种连续卸船机臂架俯仰液压系统，采用双油缸支撑方式的臂架俯仰机构，其特征在于，
所述臂架俯仰机构中，臂架(7)与平衡梁(4)相互平行，顶部结构(8)与回转架(5)相互平行，所述所述臂架(7)与平衡梁(4)及所述顶部结构(8)与回转架(5)构成平行四边形结构；所述俯仰油缸(3)的无杆腔端设置在所述回转架(5)的中部铰点处，有杆腔端设置在所述平衡梁(4)的后部铰点处；
所述油缸上还设置有油缸阀组(2)；所述油缸阀组(2)与用于提供动力源的俯仰液压站(1)连接，所述俯仰液压站(1)设置在回转平台(6)上；
当所述俯仰油缸(3)伸缩运动时，所述平衡梁(4)绕中部固定铰点做旋转运动实现取料提升系统(9)的垂直上下运动，进而实现取料进刀及平稳进出舱口。
2.根据权利要求1所述的一种连续卸船机臂架俯仰液压系统，其特征在于，所述俯仰液压站(1)，包括：油箱(101)、电动机(102)、恒压变量泵(103)、补油泵(104)、比例闭式泵(105)、比例溢流阀(106)、单向阀A(107)、溢流阀A(108)、电液换向阀(109)、电磁换向阀(110)、单向节流阀(111)、高压过滤器(112)、溢流阀B(113)以及空气滤清器(114)；
所述油箱(101)的上方设置有与大气相通同时过滤入油箱中的空气的所述空气滤清器(114)；所述电动机(102)同轴驱动所述比例闭式泵(105)、恒压变量泵(103)以及所述补油泵(104)；所述恒压变量泵(103)的出油口与所述高压过滤器(112)的进油口连接，所述高压过滤器(112)的出油口与所述电液换向阀(109)的进油口连接；
所述电液换向阀(109)与所述单向阀A(107)连接用于调整工作时油缸无杆腔和有杆腔流量差；所述补油泵(104)的出油口与所述高压过滤器(112)的进油口连接，所述高压过滤器(112)的出油口分别与所述电磁换向阀(110)、所述单向阀A(107)的进油口连接；
所述电磁换向阀(110)的出口与所述单向节流阀(111)相连接然后与油缸阀组(2)的控制油口相连接，所述电磁换向阀(110)的a端电磁铁得电打开液控单向阀(202)，所述单向节流阀(111)控制所述液控单向阀(202)的打开速度；所述比例闭式泵(105)的出油口分别接入所述比例溢流阀(106)的入口，所述比例溢流阀(106)的出口回到所述油箱(101)中。
3.根据权利要求2所述的一种连续卸船机臂架俯仰液压系统，其特征在于，所述溢流阀(108)用于限制恒压变量泵(103)的最高工作压力。
4.根据权利要求2所述的一种连续卸船机臂架俯仰液压系统，其特征在于，所述单向阀A(107)出口分别与所述比例闭式泵(105)的A、B油口连接，对闭式系统中的液压油起到补充及冷却作用。
5.根据权利要求2所述的一种连续卸船机臂架俯仰液压系统，其特征在于，所述比例闭式泵(105)通过胶管(10)将油通入油缸阀组(2)中。
6.根据权利要求2所述的一种连续卸船机臂架俯仰液压系统，其特征在于，所述油缸阀组(2)包括：管路破裂阀(201)、使俯仰油缸(3)在停止时保持位置不变的液控单向阀(202)、防止负载突然变化及其他情况引起的油缸负压的单向阀C(203)、溢流阀C(204)、压力传感器(205)和用于维修时使用的板式球阀(206)；
所述管路破裂阀(201)的出口与所述液控单向阀(202)连接，所述液控单向阀(202)与所述单向阀C(203)的出口和所述溢流阀C(204)的入口、压力传感器(205)的接口以及所述板式球阀(206)的入口相连。
7.根据权利要求6所述的一种连续卸船机臂架俯仰液压系统，其特征在于，所述管路破裂阀(201)能够在胶管(10)破裂时实现瞬时关闭，防止油缸失压坠落。
8.根据权利要求6所述的一种连续卸船机臂架俯仰液压系统，其特征在于，所述压力传感器(205)实时监测油缸无杆腔和有杆腔的压力，并与闭式泵出口的所述溢流阀C(204)形成闭环控制补油压力。
9.一种连续卸船机臂架俯仰液压工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：俯仰油缸伸出，带动取料提升系统向下运动；当俯仰油缸伸出时，平衡梁将绕中部固定铰点旋转，前铰点向下运动，带动顶部结构向下运动；为了确保顶部结构在铅垂方向向下运动，臂架在顶部结构的作业下同时绕根部铰点旋转向下，如此通过平行四边形结构形式实现取料提升系统的垂直向下运动；
比例闭式泵A口出油，电磁换向阀电磁铁a得电打开液控单向阀，与A口相连的比例溢流阀设定为固定值，比例闭式泵B口进油，无杆腔和有杆腔的流量差由恒压变量泵补充，补油压力由与B口相连接的比例溢流阀控制，与B1、B2油路中的压力传感器形成闭环控制保证补油压力恒定，防止载荷发生变化产生压力波动，保证工作压力稳定；补油泵补入的液压油对系统油液进行冷却；通过调节比例闭式泵的排量调节俯仰油缸3的工作速度无级调节；
S2：所述俯仰油缸缩回，带动所述取料提升系统向上运动；当俯仰油缸缩回时，平衡梁将绕中部固定铰点旋转，前铰点向上运动，带动顶部结构向上运动，为了确保顶部结构在铅垂方向向上运动，臂架在顶部结构的作业下同时绕根部铰点旋转向上，如此通过平行四边形结构形式实现取料提升系统的垂直向上运动；
比例闭式泵B口出油，电磁换向阀电磁铁a得电打开液控单向阀，与B口相连的比例溢流阀设定为固定值，比例闭式泵A口进油，恒压变量泵通过电液换向阀卸荷，A口工作压力由与A口相连接的比例溢流阀控制，与A1、A2油路中的压力传感器形成闭环控制保证工作压力恒定，防止载荷发生变化产生压力波动，保证工作压力稳定；所述俯仰油缸的工作速度通过调节比例闭式泵的排量无级调节。
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- 2022-01-14 CN CN202210045048.9A patent/CN114412861A/zh active Pending
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