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轮式龙门吊车转向液压系统的改造

来源:本站   发布时间:2017-01-21 16:42:07  点击量:167

  一、问题与分析

  有一家公司在1990年代早期购买了两台EDERER轮式龙门吊集装箱起重机(以下简称轮式龙门吊),自投入使用以来,故障频繁,无法满足生产需要。目前存在的主要问题是:大车机构在转向时经常发生故障,设备不能正常工作。轮式龙门吊在集装箱码头的广泛使用,主要是因为它具有轨道式龙门吊提高堆场利用率、堆垛能力等优点,而且跨运车机动灵活,能转场作业。所以,设备在运行时经常要转场,转场频繁故障对生产的影响日益显现:一到机器需要转场时,维修人员需要现场排除故障,大量的生产时间,并使维修人员感到疲劳。在这种情况下,操作者都不愿意使用这两种轮胎式龙门吊,维修员也感到头疼。以后只能规定,这两种轮胎式龙门吊只能在一处操作,尽可能地避开转场作业,但情况还是越来越糟,连作业量都降到一天几十箱的水平,对于价值几百万元的设备来说,这是一种严重浪费。

  为使轮胎式龙门吊车能正常投入生产,满足集装箱作业量不断增长的堆场装卸机械需求,组建攻关小组,要求在不影响原设备稳定性及基本操作能力的前提下,提高大车机构的整体性能,为了减轻生产压力,提高大车系统的工作稳定性。


  本机是对原大车转向系统进行设计时,仅仅依靠液压缸的伸长和电气限位开关来保证大车的转向位置,并提供大车转向信号。如果对金属部件进行改造,则工程庞大、耗资巨大,而且会影响到原有金属构件的稳定性和大车系统的安全。为此,决定从液压系统入手对其进行改造,从而获得精确的转向定位。技术组对EDERER轮胎式龙门吊车转向液压转向系统的整体图纸进行了认真细致的研究,参考其它有关液压传动机械的技术资料,结合多年维修经验,互相探讨,最终发现原大车转向液压系统设计中存在一些不合理的地方,是造成转场故障频繁发生的关键。

  EDERER轮胎式龙门吊的转向液压油路图显示,在定位锁销的换向阀上使用O型三位四通换向阀是可行的。由于O型换向阀在断电状态下即插销或拔销就位时,各油1:3完全封闭,此时插销油缸内的两个油腔都封闭,液压缸充满油液,系统不卸荷。这类换向阀的特点是:从静止到起动平稳,制动过程中转动惯量造成液压冲击,换向位置精度高。实践证明,只要插入销轴的活塞油封对液压缸进行老化和损坏,就可使液压缸内漏,定位精度高。但是,在转向系统中,由于大车机构布置的特殊性,需要在转向系统的液压油路上考虑大车在转向过程中要防止整台车平稳地移动,因此转场时应采取各组不同步的电气控制模式。转场过程中各轮胎与转场板间的摩擦会产生较大的反向力矩。在原液压系统中,原转向油路只是一种Y形三位四通换向阀控制,在此反向力矩作用下,在提前转向就位时,转向缸内的油液,从换向阀体到阀j:之间的微小间隙逐渐漏回油箱,活塞杆的回缩导致轮胎转向定位板转动不到位。轮胎转场全部动作完成,电气上经过适当的时延后,插销控制油路上的换向阀得电作用,使定位插销动作,但由于定位板没有转到位,插销无法插入定位孔,因而无法将插销插入位置。上述分析是易发生轮式龙门吊转场故障的关键所在。

  二、改进方案

  关键已经找出来了,下一步是“对症下药”。通过对故障原因的深入分析和研究,又查阅了有关的技术资料,最后在保留原液压机构的基础上,在转向液压回路中增加一套液控单向阀,如图2—34所示。本发明旨在利用液控单向阀可靠地锁住执行器任意位置,从而提高了转向油缸的定位精度。为何不直接采用一种可以提供更高定位精度的。用换向阀代替原来的Y型换向阀吗?或者是上面分析的原因,转场时,逆转矩仍然可能引起。型换向阀阀体与阀芯之间有微小泄漏,造成定位误差。而且液控单向阀能提供很好的密封油路效果。正常情况下O型换向阀的闭合效果可以达到:如果不考虑外部载荷的影响,在换向过程中,由于惯性力产生较大冲击,换向阀换向重复位置比较准确;如果考虑外载作用导致阀芯泄漏,则其定位精度会降低。但单向液控阀门的密封效果可以达到:在有保压要求的情况下,可利用锥阀封闭良好的密封性,使油路长时间保持压力,并具有很高的定位精度。因此决定在轮式龙门吊的大车转向液压回路液压缸的两个接油口处,每对接一只液控单向阀,这两个液控单向阀均安装在同一阀体内,因此也称为双向液压锁。在液控单向阀的作用下,液压缸的两个接口都被液控单向阀锁死,液力缸体内的油液不会因外力作用而外力外力作用而外力外露,无法进入缸内,从而有效阻止了活塞杆的运动,取得了良好的定位效果,这也是双向液压锁在这里发挥的作用。因为换向阀和液压缸之间安装了液控单向阀,从而解决了换向阀在外力作用下产生内泄的问题,而且活塞杆不会因为活塞杆的收缩而被“锁定”到所要求的工作位置,从而满足转场需要。

  三、结论

  早先的轮胎式龙门吊车转向系统大多是采用机械挡块定位系统和液压定位系统,而后期的轮胎式龙门吊则大多在液压系统的基础上加加双轮差速器装置,以减少大车转向阻力,提高系统可靠性。且近来部分轮胎式龙门吊已采用液压千斤顶机械整体顶升转场,此时大车转向系统已基本不受任何阻力,系统的可靠性得到进一步提高。


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