CN103482517A - 一种液压绞车恒张力控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种液压绞车恒张力控制装置,特别是实现恒张力控制。其电液控制***包括:油箱、动力泵组、电磁换向阀、液压锁、压力传感器、马达安全阀、液压马达、绞车、排缆器、张力传感器、负载、PLC控制器、单向节流阀、电液比例溢流阀、冷却阀。其中动力泵组连接电磁换向阀进油口,电磁换向阀出油口a、b分别连接液压锁及单向节流阀,电磁换向阀回油口连接电液比例溢流阀进油口,电液比例溢流阀出油口连接冷却阀,冷却阀回油口连接油箱;电磁换向阀两出油口对应油路上两对称液压锁分别连接液压马达A、B口,液压马达两油腔口A、B之间并联马达安全阀。本装置实现复杂海况下缆绳张力动态设定、测量、恒定功能,响应速度快,抗干扰性强。
Description
技术领域
本发明属于液压技术领域,涉及到一种液压绞车恒张力控制装置。
背景技术
液压绞车广泛应用于海洋工程、建筑、水利工程、矿山等作业领域,是完成设备及物料等收放、升降、平拖重要辅助工具。随着起重机械额定工况的增大以及工作环境的复杂化,对于液压绞车的安全性、平稳性、可控性要求越来越高。尤其是海洋工程设备收放及拖曳作业过程中,随着海况的变化,缆绳中张力易发生突变,张力过大易造成缆绳崩断,张力过小易使缆绳松弛造成设备与船体相撞,以上情况均易使海洋工程设备受损。因此要求液压绞车具备能够快速适应载荷的变化,保持缆绳张力自动恒定的功能。目前,现有的恒张力控制***存在结构复杂、控制精度低、安全及稳定性差等问题。本发明提出一种新型的液压绞车恒张力控制装置,以满足海洋工程作业中张力准确测量、设定、自动恒定的功能,实现安全、平稳作业。
发明内容
本发明解决的技术问题是针对现有液压绞车控制技术,提出一种新型的液压绞车恒张力控制装置,为海洋工程设备收放作业提供安全、平稳的恒张力控制装置。
本发明提出的一种液压绞车恒张力控制装置,其电液控制***包括:油箱(1)、动力泵组(2)、电磁换向阀(3)、液压锁(4、14)、压力传感器(5、13)、马达安全阀(6)、液压马达(7)、绞车(8)、排缆器(9)、张力传感器(10)、负载(11)、PLC控制器(12)、单向节流阀(15)、电液比例溢流阀(16)、冷却阀(17);动力泵组(2)出油口连接电磁换向阀(3)进油口,电磁换向阀出油口a、b分别连接液压锁(4)及单向节流阀(15),电磁换向阀回油口连接电液比例溢流阀(16)进油口,电液比例溢流阀出油口连接冷却阀(17),冷却阀回油口连接油箱;液压锁(4)连接液压马达(7)A油口,单向节流阀(15)连接液压锁(14),液压锁(14)连接液压马达(7)B油口;液压马达(7)两油腔口A、B之间并联马达安全阀(6);液压马达两油腔口的压力传感器(5、13)信号输出端连接PLC控制器入口,绞车缆绳穿过张力传感器(10),张力传感器(10)信号输出端连接PLC控制器入口,PLC控制器出口分别连接电磁换向阀(3)、马达安全阀(6)、电液比例溢流阀(16)。
一种液压绞车恒张力控制装置,所述的绞车(8)的最大安全张力由PLC通过电液比例溢流阀(16)控制;通过调节电液比例溢流阀(16)的溢流压力,改变液压马达(7)两油腔口压力差,以设定绞车的最大安全张力来达到绞车保持恒定张力的目的。
一种液压绞车恒张力控制装置,所述的两液压锁(4、14)对称安装于电磁换向阀(3)两换向油口油路上,当电磁换向阀(3)处于中位,两液压锁完成自锁,控制绞车止于设定位置。
一种液压绞车恒张力控制装置,所述的张力传感器(10)安装于排缆器(9)外横杠正中心位置。张力传感器采用的是“三点法”测量张力,包括:支撑轮(18、20),一个张力轮(21),一个力传感器(22),张力轮(21)位于两支撑轮中间,两支撑轮呈对称布置。
本发明的有益效果是:利用远控电液比例溢流阀(16)和液控***相配合,实现对液压绞车缆绳张力远程控制,控制操作面板可设在驾驶室内。液压回路基本原理是绞车的最大安全张力由PLC通过比例溢流阀(16)控制。通过调节液压马达(7)出口电液比例溢流阀(16)的溢流压力,改变液压马达(7)两油腔口压力差,以设定绞车的最大安全张力来达到绞车保持恒定张力的目的。运用PLC模拟量编程,控制电磁换向阀左右位得电来实现液压绞车正转或反转。PLC控制器中采用伪微分反馈控制技术,设定马达安全阀(6)开启压力大小,起安全溢流作用,完成海洋设备安全收放,减少因海浪引起升沉运动对收放海洋工程设备的损害。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明一种液压绞车恒张力控制装置液压***图。
1.油箱;2.动力泵组;3.电磁换向阀;4、14.液压锁;5、13.压力传感器;6.马达安全阀;7.液压马达;8.绞车;9.排缆器;10.张力传感器;11.负载;12.PLC控制器;15.单向节流阀;16.电液比例溢流阀;17.冷却阀。
图2是本发明一种液压绞车恒张力控制装置中张力传感器内部组成图。
18、20.支撑轮;19.缆绳;21.张力轮;22.力传感器。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明做进一步详细阐述。
如图1所示,本发明一种液压绞车恒张力控制装置,其电液控制***包括:油箱(1)、动力泵组(2)、电磁换向阀(3)、液压锁(4、14)、压力传感器(5、13)、马达安全阀(6)、液压马达(7)、绞车(8)、排缆器(9)、张力传感器(10)、负载(11)、PLC控制器(12)、单向节流阀(15)、电液比例溢流阀(16)、冷却阀(17);动力泵组(2)出油口连接电磁换向阀(3)进油口,电磁换向阀出油口a、b分别连接液压锁(4)及单向节流阀(15),电磁换向阀回油口连接电液比例溢流阀(16)进油口,电液比例溢流阀出油口连接冷却阀(17),冷却阀回油口连接油箱;液压锁(4)连接液压马达(7)A油口,单向节流阀(15)连接液压锁(14),液压锁(14)连接液压马达(7)B油口;液压马达(7)两油腔口A、B之间并联马达安全阀(6);液压马达两油腔口的压力传感器(5、13)信号输出端连接PLC控制器入口,绞车缆绳穿过张力传感器(10),张力传感器(10)信号输出端连接PLC控制器入口,PLC控制器出口分别连接电磁换向阀(3)、马达安全阀(6)、电液比例溢流阀(16)。
动力泵组(2)用于向***提供恒压变量液压油,带动液压马达(7)转动。电磁换向阀(3)受PLC控制器电信号控制,具有三个工作状态。当电磁换向阀左位得电,油液将从液压马达A口入,B口出,液压马达正向旋转,控制绞车正转施放缆绳;当电磁换向阀右位得电,油液将从液压马达B口入,A口出,液压马达反向旋转,控制绞车反转收紧缆绳。当电磁换向阀不得电,电磁换向阀处于中位,两液压锁完成自锁,控制绞车止于设定位置。
绞车的最大安全张力由PLC通过电液比例溢流阀(17)控制,通过调节电液比例溢流阀(16)的溢流压力,改变马达(7)两油腔口压力差,以设定绞车的最大安全张力来达到绞车保持恒定张力的目的。
单向节流阀(15)具有单向控制及限速功能。当电磁换向阀(3)左位通电,***处于施放工况,单向节流阀(15)用于液压马达放绳限速。
马达安全阀(6)为溢流阀,通过PLC控制器输出信号控制马达安全阀开启压力,起安全溢流作用。
张力传感器(10)由支撑轮(18、20)、张力轮(21)、力传感器(22)组成,安装于排缆器(9)外横杠正中心位置。张力传感器采用的是“三点法”进行张力动态测量,缆绳(19)穿过其中,张力传感器将测的的缆绳张力转换为电信号反馈至PLC控制器,PLC控制器将电信号传输至电磁换向阀(3),控制液压绞车完成正转或者反转,完成海洋工程设备的收放。
液压绞车具体工作过程:在海洋工程设备施放和回收过程中,由于海况复杂,绞车缆绳中张力处于动态变化。
施放工况时,电磁换向阀(3)左位通电,通过PLC控制信号设定电液比例溢流阀(16)的压力值,设定施放工况下***恒张力大小,高压油依次经过电磁换向阀(3)、液压锁(4),由液压马达油腔口A流向B口,再经单向节流阀(15)中的节流阀回油箱,此时液压马达(7)正向旋转,绞车施放缆绳。在施放过程中,当负载增大,缆绳张力过大,液压马达在负载拖动作用下正向加速旋转,为避免绳缆拉断,电液比例溢流阀开口增大,液压马达两油腔口压差增大,绞车卷筒加速放绳,使张力减小至设定状态再恢复至正常施放工况;当负载减小,缆绳张力过小,通过PLC控制信号控制电磁换向阀(3)右位得电,液压马达(7)反向旋转,使缆绳收紧,使张力增大至设定状态再恢复至正常施放工况,绞车卷筒安全完成缆绳施放作业。
回收工况时,电磁换向阀(3)右位通电,通过PLC控制信号设定电液比例溢流阀(16)的压力值,设定回收工况下***恒张力大小,高压油依次经电磁换向阀(3)、单向节流阀(15)中单向阀、液压锁(14)至液压马达(7),再由液压马达油腔口B流向A口,此时液压马达反向旋转,绞车回收绳缆。在回收过程中,当负载增大,缆绳张力过大,PLC控制电磁换向阀(3)左位得电,液压马达(7)正向旋转,使缆绳适度放松,缆绳中张力减小至设定状态后再恢复正常收绳工况;此过程中马达安全阀起到安全保护作用,以防油压突增超过马达口安全压力。当负载减小,缆绳张力过小,液压马达(7)转速将迅速升高,使缆绳收紧,张力恢复至设定状态再恢复至正常收绳工况。
电磁换向阀(3)不通电时,液压锁(4、14)完成自锁,使海洋工程设备定位于某个位置。
Claims (4)
1.一种液压绞车恒张力控制装置,其电液控制***包括:油箱(1)、动力泵组(2)、电磁换向阀(3)、液压锁(4、14)、压力传感器(5、13)、马达安全阀(6)、液压马达(7)、绞车(8)、排缆器(9)、张力传感器(10)、负载(11)、PLC控制器(12)、单向节流阀(15)、电液比例溢流阀(16)、冷却阀(17);动力泵组(2)出油口连接电磁换向阀(3)进油口,电磁换向阀出油口a、b分别连接液压锁(4)及单向节流阀(15),电磁换向阀回油口连接电液比例溢流阀(16)进油口,电液比例溢流阀出油口连接冷却阀(17),冷却阀回油口连接油箱;液压锁(4)连接液压马达(7)A油口,单向节流阀(15)连接液压锁(14),液压锁(14)连接液压马达(7)B油口;液压马达(7)两油腔口A、B之间并联马达安全阀(6);液压马达两油腔口的压力传感器(5、13)信号输出端连接PLC控制器入口,绞车缆绳穿过张力传感器(10),张力传感器(10)信号输出端连接PLC控制器入口,PLC控制器出口分别连接电磁换向阀(3)、马达安全阀(6)、电液比例溢流阀(16)。
2.根据权利要求1所述的一种液压绞车恒张力控制装置,其特征在于:绞车的最大安全张力由PLC通过电液比例溢流阀(16)控制;通过调节电液比例溢流阀(16)的溢流压力,改变液压马达(7)两油腔口压力差,以设定绞车的最大安全张力来达到绞车保持恒定张力的目的。
3.根据权利要求1所述的一种液压绞车恒张力控制装置,其特征在于:两液压锁(4、14)对称安装于电磁换向阀(3)两出油口油路上,当电磁换向阀处于中位,两液压锁完成自锁,控制绞车止于设定位置。
4.根据权利要求1所述的一种液压绞车恒张力控制装置,所述的张力传感器(10)安装于排缆器(9)外横杠正中心位置;张力传感器采用的是“三点法”测量张力,包括:支撑轮(18、20),一个张力轮(21),一个力传感器(22),张力轮位于两支撑轮中间,两支撑轮呈对称布置。
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