岸橋的液壓系統(tǒng)

1、第八章岸橋的液壓系統(tǒng)在現(xiàn)代超巴拿馬型岸橋上，液壓技術得到廣泛的應用。岸橋上采用的液壓系統(tǒng)通常包括以下6個系統(tǒng)：吊具液壓系統(tǒng)、吊具傾轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)、掛艙保護液壓系統(tǒng)、小車及托架漲緊液壓系統(tǒng)、頂軌器 (夾輪器)液壓系統(tǒng)、俯仰及起升低速軸緊急制動液壓系統(tǒng)。對液壓系統(tǒng)設計必須考慮到下列要求：(1)滿足功能要求。(2)減少熱量產(chǎn)生和有利于散熱。(3)保證液壓系統(tǒng)和油的清潔度。(4)無泄漏和盡可能降低噪音。(5)防銹蝕，耐振動，外形美觀。本章節(jié)針對岸橋典型液壓系統(tǒng)的原理、工況和構造進行簡單的介紹和講解，掌握橋吊液壓系統(tǒng)的基本原理，做到在日常工作中能夠正確的對液壓系統(tǒng)進行檢查和維護。第一節(jié)吊具液壓系統(tǒng)吊具是集裝

2、箱裝卸設備中最為重要的部件之一，它直接關系到岸橋的裝卸效率和可靠性。岸橋吊具形式較多，常用的有標準吊具、雙箱吊具、旋轉(zhuǎn)吊具、帶前后傾土5。的吊具、帶防搖功能的吊具等等。液壓系統(tǒng)須24小時連續(xù)工作，對防止發(fā)熱、防振動要求也很高。下面著重介紹幾個常用的吊具液 壓系統(tǒng)。一、岸橋標準型吊具岸橋標準型吊具如圖 8-2- 1所示。_ _! ffl圖KT7隹橋師港阜民具液風樂優(yōu)1 .液壓動力站岸橋的液壓動力站多采用壓力控制軸向柱塞變量泵。該泵性能好。效率高、噪音低。當?shù)蹙卟粍?作時，系統(tǒng)壓力為油泵調(diào)定壓力（10 Mpa）,而油泵的流量輸出接近于0,所以，電動機處于空載運轉(zhuǎn)狀態(tài)；當某一個執(zhí)行元件（如油缸或油馬

3、達）開始工作時，油泵才輸出流量。2 .伸縮功能在岸橋標準型吊具液壓系統(tǒng)中，吊具的伸縮動作是由一臺齒輪油馬達通過減速器驅(qū)動鏈輪鏈條來 實現(xiàn)的。20 ft、40 ft、45 ft 3 種規(guī)格的定位由限位開關或編碼器控制。吊具的伸或縮由一個 3位4通電磁換向閥6A控制。當需從20 ft伸到40 ft時，電磁鐵S1通電， 吊具就開始伸出，到達 40 ft時，限位開關或編碼器發(fā)出訊號，S1斷電，電磁閥回到中位。由于中位機能為0型，所以，油馬達進出油口的液壓油被完全封閉，吊具被牢牢地固定在40 ft工位上。此時操縱臺將亮起40 ft指示燈，司機可以開始作業(yè)。從 40 ft縮回到20 ft時，由電磁鐵 S2

4、工作，原理 相同?？盏蹙咴谧鳂I(yè)時可能會受到縱向力的碰撞，當碰撞力超過安全閥7的設定值14 MPa時、安全閥溢流，吊具外伸梁將向內(nèi)或向外產(chǎn)生一定位移，吊具旋鎖的縱向間距可能大于或小于原設定的標準尺 寸，此時，司機應重新手動復位；如果是用編碼器控制，電腦系統(tǒng)將自動復位。3 .旋鎖功能標準型吊具應包含伸縮、旋鎖、導板動作 3大功能。標準吊具的 4個旋鎖，由兩個雙出桿油缸驅(qū) 動，分別設置在兩端梁箱體內(nèi)。旋鎖油缸由 2個2位4通電磁閥6B和6c控制。為了吊箱的安全，閉 鎖工況時，電磁閥選用彈簧作用這個位來工作，因為它不會產(chǎn)生誤動作，并可以保證旋鎖完全轉(zhuǎn)到90°。當空吊具工況時，電磁鐵（S4、S

5、7）通電，使旋鎖轉(zhuǎn) 0°位置。有的習慣采用中位機能為 0型的三位四通電磁閥來控制旋鎖，只是多了幾根電纜，控制略覺繁瑣，另一個缺點是，旋轉(zhuǎn)作閉鎖動作時，由于限位開關的可能松動，將導致旋鎖閉鎖不到位。4 .導板功能岸橋吊具上有4個導板，司機可以利用它們來協(xié)助對準集裝箱，提高生產(chǎn)效率，司機可根據(jù)箱子堆放情況使4個導板同時工作，也可以海側兩個或陸側兩個分別工作。4個導板的上下速度必須一致，速度的快慢是由4個單向節(jié)流閥（10A 10C）調(diào)節(jié)。導板的上下翻動是用擺動油缸直接驅(qū)動或用直線 油缸通過扇形齒輪轉(zhuǎn)化為圓周運動來實行的，油缸是采用4個2位4通電磁閥（9A-9C）來控制的，電磁鐵S3, S5

6、、S6, S8通電時，導板向下協(xié)助對箱；反之，電磁鐵斷電彈簧復位時，導板向上收起。吊具導板在對箱過程中經(jīng)常會受到?jīng)_擊力，為了保護導板不被撞壞，系統(tǒng)中設計了總安全閥5,它的設定值為12MPa二、雙箱吊具雙箱吊具（圖82 2）可以同時裝卸兩個 20 ft標準箱，為此，必須在吊具基架的中間部位增 加4個旋鎖，分別由4個單活塞桿油缸驅(qū)動（15A 5D）,由1個3位4通電磁閥9B來控制。電磁閥 9C控制兩端梁上的兩個雙出桿油缸，以驅(qū)動另4個旋鎖。所以當?shù)跹b雙箱時，電磁閥 9B與9c必須同時控制8個旋鎖動作。中間的4個旋鎖分別安裝在可上下升降的方形箱體內(nèi)，在不吊裝雙箱時，這 4個箱體必須向上提 起，以免與

7、集裝箱上平面相碰撞；當司機需要吊裝雙箱時，才將這4個旋鎖活動箱體放下來。這 4個箱體的上下分別由 4個升降油缸（14A- 14D）來驅(qū)動，由3位4通電磁閥9 A進行控制。疊加在電 磁閥下面的液壓鎖保證 4個箱體不會因內(nèi)泄漏而下滑。HB-2-2雙箱吊具液壓系既通常系統(tǒng)壓力為10MPa而驅(qū)動8個旋鎖時只需5MPa為此，增設了減壓閥 11A和11區(qū) 合理的 壓力選擇有利于旋鎖傳動系統(tǒng)的使用壽命。雙箱吊具的導板由擺動油缸（17A 17D）驅(qū)動。動力站和伸縮部分與標準吊具相同。三、吊具液壓系統(tǒng)常見故障及排除方法5 .系統(tǒng)發(fā)熱問題吊具采用壓力控制變量泵，帶壓力補償器，當系統(tǒng)壓力達到設定值10MPa時，輸出

8、流量很小，大約只有2L/min的內(nèi)泄漏量。當系統(tǒng)壓力從10MPa逐漸降低到9.5PMa時，泵的輸出流量將從 2L/min 增加到最大值。根據(jù)這一原理，我們將很容易找到發(fā)熱的原因；然后將故障排除。系統(tǒng)發(fā)熱的最大可能性是溢流閥 5的設定壓力不正常。正常情況下該閥調(diào)定值為11MPa,而泵的壓力補償器調(diào)定值為10MPa 一旦溢流閥有雜質(zhì)卡住，壓力低于10MPa時，油泵輸出的大流量從溢流閥5回油箱，系統(tǒng)很快就會發(fā)熱，甚至燒壞油箱上的附件。所以，維修人員應該加強檢查，保證油的清潔度。6 .導板動作不一致4個導板動作不一致，既不利對箱作業(yè)，又不美觀。這時我們只要調(diào)整 4個疊加式單向節(jié)流閥(10A -10D)

9、,就能使4個導板速度一致。7 .旋鎖閉鎖不到位旋鎖開鎖狀態(tài)為0° ,閉鎖狀態(tài)為 90°。而有時閉鎖不到 90° ,我們稱之不到位。這種情況是不安全的，也是不允許的。所以，必須立即排除故障。閉鎖不到位的故障多數(shù)發(fā)生在3位4通閥控制的場合，電磁鐵通電后，在進行閉鎖過程中，由于限位開關因震動偏離位置而發(fā)出“到位”的錯誤信號， 使電磁閥立即失電，回到中位，導致閉鎖不能到達90°位置，這時必須重新調(diào)整閉鎖限位開關，緊固螺栓。8 .吊具伸縮力不足有時吊具會發(fā)生伸不出去或縮不回來的現(xiàn)象，顯得動力不足，究其原因，大多是安全閥7出了毛病。正常情況下，該閥的壓力調(diào)整為14M

10、Pa如果溢流閥由于油液不清潔，有小顆粒雜質(zhì)卡住閥芯，系統(tǒng)將無法建立起正常的工作壓力，伸縮動作也無法實行。這時必須拆檢安全閥7,清除垃圾，才能恢復正常工作。第二節(jié)傾轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)船上的集裝箱常常會出現(xiàn)以下 3種情況:(1)方向與水平面有一定傾斜。(2)平面有一定傾斜。(3)剖面母線與碼頭軌道不平行。以上3種情況，將給岸橋司機在作業(yè)時對箱帶來極大的困難，因此，岸橋必須具備使吊具實現(xiàn)左右傾、前后傾、水平回轉(zhuǎn)這 3大功能。一、吊具左右傾土 5°及前后傾土 5。的液壓系統(tǒng)吊具左右傾土 5。及前后傾土 5。的液壓系統(tǒng)如圖 8- 31所示。吊具上A、B、C D 4根起升鋼絲繩的一端分別系在油缸14A、

11、14B、活塞桿的兩端，另一端固定在卷筒上。當兩個油缸的活塞處于中位時，吊具上4根鋼絲繩的長度相等，吊具處于“正位”；當兩個活塞同時向左運動時，吊具的A、C點被提起，B、D點被放下，吊具產(chǎn)生“右傾”，反之為“左傾”。如果14A活塞左移，14B活塞右移，吊具的 C B點被提起，A、D點被放下，就產(chǎn)生“前傾”；反之為 “后傾”。這一液壓系統(tǒng)應用在美國 OAKLAND TACOMA LONGBEACH港口多臺岸橋上，效果很好。二、液壓系統(tǒng)工作原理采用PVQ32壓力控制軸向柱塞變量泵， 帶壓力補償器 C14（214MP0）和負載傳感器（11.7MPa）, 液壓系統(tǒng)為恒壓卸荷系統(tǒng)。在非工作狀態(tài)時，油泵在低

12、壓（1.1MPa）和接近0排量下運轉(zhuǎn)，效率極高。在作傾轉(zhuǎn)動作時，系統(tǒng)工作壓力為12MPa兩個油缸的速度同步是保證該系統(tǒng)良好性能的基本條件。由于左右傾土 5°要求速度快一些， 所以將流量閥10A和10C的流量調(diào)得大一些， 使左右傾土 5°全程 在5s內(nèi)完成。而前后傾的速度要求慢一些，所以將流量閥10B和10D的流量調(diào)得小一些。使前后傾± 5°在10s內(nèi)完成。閥9A和9c是油缸的安全閥，調(diào)定值為12MPa液控單向閥8A 8D保證無泄漏，使吊具傾轉(zhuǎn)定位正確。電磁閥7A和7c控制左右傾，7B和7D控制前后傾。三、故障及排除方法只要液壓油保持清潔，該系統(tǒng)的故障率較

13、低。常見的故障是由于油液中的雜質(zhì)卡在泵的壓力補償 器內(nèi)或安全閥9內(nèi)或溢流閥6內(nèi)，導致系統(tǒng)壓力不正常。若遇到壓力建立不起來的情況，應檢查以上3處，并徹底清洗，或更換液壓油。第三節(jié)掛艙保護液壓系統(tǒng)8-4-2掛艙保護油缸安裝圖當?shù)蹙咴谂搩?nèi)上升的過程中發(fā)生掛艙，控制系統(tǒng)切斷電源后，機械系統(tǒng)尚存有巨大慣性能量，它 將使與之相關聯(lián)部件損壞。掛艙保護系統(tǒng)的作用是 吸收機械系統(tǒng)的慣性能量，有效地保護岸橋的安全。一、單掛艙保護液壓系統(tǒng)的工作原理圖8-4-1所示是一個專門用于掛艙保護的液壓系統(tǒng)。油缸支撐著 4根起升鋼絲繩的定滑輪 搖臂（圖8-4-2）o正常工作狀態(tài)下，4根活塞桿 完全伸出，處于受壓狀態(tài)。在油缸無桿

14、腔的進出油 口處安裝有集成閥組（14A 14D）,其中安全閥的 主閥芯為插裝閥，由先導閥控制。當發(fā)生掛艙時，鋼絲繩拉力迅速增大，達到設定值時,4個油缸中圖凱4-1掛艙保護液壓系統(tǒng)的一個或幾個油缸的壓力值達到設定值，壓力開關（HI H4）立即發(fā)出訊號，令主起升電動機緊急停止運轉(zhuǎn)，與此同時，安全閥溢流，活塞桿被快速壓縮回去，油缸的行程保證了電動機停轉(zhuǎn)前起升機構“軟著陸”。從掛艙發(fā)生至起升停止運轉(zhuǎn)，整個過程在0.30.5S之間完成，使整機獲得極佳的安全保護。在正常情況下，4根活塞桿應全部伸出，設置在其端部的限位開關（16A16D）發(fā)出“正?！毙盘枴Ｓ捅锰幱谕Ｖ範顟B(tài)。倘若某一油缸因內(nèi)泄漏而引起活塞桿下

15、滑，限位開關將發(fā)出“下滑”信號，令油泵起動向系統(tǒng)充 油，直至各油缸恢復到“正?！惫ぷ魑恢谩Ｔ谂懦龗炫摴收虾?，司機只需按“復位”按鈕，該系統(tǒng)就能恢復到“正?！睜顟B(tài)。二、掛艙保護系統(tǒng)的效果測試方法掛艙保護的實際效果如何，是最為關注的問題。采用真實掛艙來做試驗是不可能的，只能采用模 擬的方法。首先讓吊具吊一個 20 ft的試驗箱，放在碼頭上，然后把起升鋼絲繩放松，同時將液壓系統(tǒng)的安 全閥和壓力開關的壓力值重新設定為模擬試驗壓力值，然后高速起升，當起升鋼絲繩突然受到“掛艙 力”時，電動機在壓力開關的指令下自動停止運轉(zhuǎn)，而油缸上的安全閥立即溢流，活塞快速下滑，從 而保護了起升機構的安全。這樣的實驗方法很

16、成功，完全符合設計要求。司機在實際操作中，曾多次 處理掛艙事故，證明該系統(tǒng)的效果很好。三、多功能掛艙保護液壓系統(tǒng)所謂多功能掛艙保護液壓系統(tǒng)，它除了前面已經(jīng)介紹過的掛艙保護功能以外，還可以實現(xiàn)吊具的傾轉(zhuǎn)功能。1.掛艙保護及吊具水平回轉(zhuǎn)的液壓系統(tǒng)這個液壓系統(tǒng)（圖 843）與單掛艙保護液壓系統(tǒng)的主要區(qū)別是：圖8 4 3多功能掛艙保護液壓系統(tǒng)(1)增加了一個吊具水平回轉(zhuǎn)士 5。的功能。(2)加長了油缸行程(水平回轉(zhuǎn)行程十掛艙保護行程)。(3)增加集成閥組11。(4)采用 PVQ20 C21V泵。(5)采用恒壓卸荷液壓系統(tǒng)。(6) 4個油缸必須速度同步。2.吊具水平回轉(zhuǎn)的工作原理位于小車上的起升鋼絲繩前

17、后滑輪的間距比吊具上的前后滑輪的間距大，所以吊具上前后兩根鋼絲繩之間形成一個三角形的夾角，兩根鋼絲繩分別有一個向前或向后的分力。如果油缸A和B的活塞桿伸出一個位移，使吊具 A、B兩角拉緊一些，而使油缸C和D收進相同的一個位移，使吊具C、D兩角放松一些，吊具就會產(chǎn)生右旋；反之會產(chǎn)生左旋。最大限度為±5。電磁閥(6A- 6D)分別控制4個油缸的運動方向，流量閥(9A 9D)調(diào)節(jié)4個油缸往返運動時速 度的同步。第8T7 L組小車張讀液壓素豌根小車牽引鋼絲繩，油泵 1 始漲緊，壓力超過壓力開關第四節(jié)小車及托架漲緊液壓系統(tǒng)一、漲緊工況的選擇當小車的運行機構采用鋼絲繩牽引方式時，從小車經(jīng)滑輪組到

18、卷筒是一個封閉的鋼絲繩纏繞系 統(tǒng)，以使小車平穩(wěn)運行。然而在何種情況下保持多大的漲緊力等方面，有兩種不同的要求。(l) I型。大多數(shù)要求在裝卸作業(yè)過程中鋼絲繩牽引纏繞系統(tǒng)始終保持著一定的漲緊力，不考慮 小車起動或制動或行走等工況的區(qū)別。(2)n型。少數(shù)要求小車起動和制動時漲緊油缸閉死，使鋼絲繩卷繞系統(tǒng)具有相當?shù)摹皠偠取?以利于小車迅速起動和減小駕駛室的晃動。在這種情況下，鋼絲繩在短時間內(nèi)承受較大的慣性力。(3)兩種漲緊系統(tǒng)的比較。I型基本能滿足要求， 其特點是鋼絲繩漲緊力變化值很 小，但由于這個力的大小是按小 車慣性力設定的，無論小車處于 何種狀態(tài)，鋼絲繩始終受到這一 漲力的作用，因此，會影響鋼

19、絲 繩的使用壽命。n型在小車起、 制動時晃動較小，鋼絲繩僅在短 時內(nèi)承受小車起動慣性力，當小 車趨于勻速運動時，漲緊油缸自 動以較小的力漲緊鋼絲繩，因此 有利于延長鋼絲繩壽命。二、I型小車漲緊液壓系統(tǒng)I型小車漲緊液壓系統(tǒng)如圖 851所示。兩個漲緊油缸分別拉緊兩臺排量很小的齒輪泵，油泵起動后，邊向兩個油缸充油，使鋼絲繩開H調(diào)定值的上限時，油泵停止運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)保持自動漲緊狀態(tài)；當鋼絲繩受 沖擊力作用，對油缸活塞桿的拉力增大時，有桿腔內(nèi)的油液被部分排出，由蓄壓器吸收，使沖擊力得到緩沖；當鋼絲繩由于小車晃動而松弛時，活塞桿拉力減小，蓄壓器將自動向油缸“充油”，使鋼絲繩始終保持一定的漲緊力。當因內(nèi)泄漏導致

20、系統(tǒng)內(nèi)壓力降低時，就會減小鋼絲繩漲緊力。當壓力降低至壓力開關H調(diào)定值的下限時，油泵將重新向系統(tǒng)供油直至壓力達到壓力開關H的上限值才自動停止運轉(zhuǎn)。當司機作前大梁俯仰動作時，電磁閥5得電，將油路切換到 B口，由溢流閥4的低調(diào)定值來減小鋼絲繩的漲力。前大梁拉起時，活塞桿將被拉出一定行程，以補償鋼絲繩的長度不足；反之，前大梁 放下過程中，釋放出的鋼絲繩將及時地被油缸收緊，因此，在俯仰過程中牽引鋼絲繩是在低壓、小漲力的情況下工作，這樣對鋼絲繩的延長使用壽命非常有利。三、n型小車漲緊液壓系統(tǒng)n型小車漲緊液壓系統(tǒng)如圖 8 5 2所示。兩根牽引鋼絲繩是在活塞桿推力作用下漲緊的。它與1型不同之處是小車啟、制動時

21、電磁閥S2把油缸內(nèi)油液鎖住，即把鋼絲繩的一端固定住。而小車運行中電磁閥S2復位，使油缸內(nèi)油液重新與系統(tǒng)連通，當鋼絲繩的漲力過大時，由蓄能器緩沖；當鋼絲繩較松弛時，由減壓閥供給壓力油，使其保持 一定的漲力。然而這就使系統(tǒng)略顯復雜。其他的工作原理與1型漲緊系統(tǒng)相同。圖小車及托奧雅嶷液壓系統(tǒng)四、小車漲緊及托架漲緊液壓系統(tǒng)小車漲緊及托架漲緊液壓系統(tǒng)如圖8 - 5 - 3所示。15A、15B為小車漲緊油缸，16A、16B為托架漲緊油缸。托架漲緊系統(tǒng)同樣要求有兩個漲緊力, 個是裝卸作業(yè)時的漲緊力，另一個為前大梁俯仰時用的較小的漲緊力，其工況與小車漲緊系統(tǒng)完全相 同。把小車漲緊與托架漲緊兩個系統(tǒng)組合在一起顯

22、得非常合理。緊湊、高效且美觀，他們共用一個油 泵，在托架漲緊的壓力油路上串聯(lián)一個減壓閥8,建立起托架漲緊系統(tǒng)的工作壓力。第五節(jié)俯仰及起升機構低速軸緊急制動器液壓系統(tǒng)一、概述俯仰和主起升機構除了在減速器的高速軸上配置高速制動器外，還在低速軸上設置有緊急盤式制 動器。當由于某種突發(fā)原因，前大梁或集裝箱下降出現(xiàn)超速時，或者司機按下“緊?！卑粹o時，該液 壓系統(tǒng)將自動緊急制動。起升機構或俯仰機構的低速軸制動器立即進行制動，它們的液壓系統(tǒng)是同一 個動力站系統(tǒng)。二、起升機構緊急制動器I Yhr|U圖8 6-1輔卿段起升低速軸制期器液壓簟統(tǒng)圖8 6 1中17A和17B為兩個起升低速軸盤式制動器油缸。啟動油泵，

23、電磁閥S1和S2通電，壓力油將克服彈簧力打開制動器，完全打開后，限位開關24A和24B發(fā)出訊號，駕駛室綠燈亮，司機可以開始起升作業(yè)。當系統(tǒng)壓力達到壓力開關H的設定值時發(fā)出訊號，油泵自動停止運轉(zhuǎn)。由蓄壓器16對系統(tǒng)進行保壓。如果因保壓時間過長或內(nèi)泄漏引起制動間隙變小，導致兩個限位開關（或其中的 某一個）失去信號，這時，起升動作將不允許繼續(xù)運轉(zhuǎn)，同時油泵自動重新向系統(tǒng)供油，直至制動器 達到正常工作狀態(tài)。然而這種情況是極少發(fā)生的。正常制動時，S1先斷電、S2滯后斷電，讓油液通過節(jié)流閥 SA流回油箱，這樣可以使制動緩和一 些。在緊急制動時，S1和S2同時斷電，迅速回油，很快制動，效果甚佳。三、俯仰機構

24、緊急制動部分圖8-6-1中17C和17D為2個俯仰低速軸盤式制動器油缸，俯仰的工作時間很短。俯仰緊急制 動器只有在作俯仰動作時才處于打開狀態(tài)，以備緊急制動，確保安全。而俯仰不工作時，制動器處于 閉合狀態(tài)，其壓力控制方法與起升制動器部分完全相同。當液壓系統(tǒng)發(fā)生故障，一時又無法排除時，可以用手動泵18打開俯仰和起升的制動器，臨時作業(yè)。第六節(jié)頂軌器（夾輪器）液壓系統(tǒng)一、常閉式頂軌器（夾輪器）的優(yōu)點大車行走機構采用常閉式頂軌器或夾輪器時，在裝卸作業(yè)期間，頂軌器或夾輪器始終處于制動狀 態(tài)，只有在大車行走時才打開。這樣即使在裝卸中突然遇到大風也比較安全。二、關于松軌與頂軌速度的合理選擇問題一般是希望打開頂軌器和夾輪器的速度越快越好，雖說加大功率、增大油泵排量是能夠做得到的，但畢竟還應該考慮其合理性。因為大車行走的時間少、頻率低，功率不宜過大。頂軌器打開時間一般 選用24s比較合理。制動時間的控