卷扬液压系统的改进设计方案建议

卷扬系统是提梁机的重要组成部分，它一共有四个卷扬机，分别布置在主梁的端联梁上，通过钢丝绳和吊梁小车的定、动滑轮相连，完成吊梁工作。

图3-2 支腿系统改进前的原理图

1—比例阀 2—溢流阀 3—压力传感器 4—液压锁 5—液压缸

该提梁机共设有2台吊梁起重小车，采用定点距吊梁。吊梁行车主要由液压卷扬机、滑轮组、行走系统、吊具和车架等组成。吊梁小车选用三合一减速机带制动电动机实现制动，为实现四点起吊、三点平衡，保证混凝土预制梁在起升过程中不承受较大的扭转力，分别为2个小车设计了两种不同的吊具。一种是两件各自独立的单吊点吊具，通过各自的起升机构的分别调整，保证两个单吊点的基本水平；另一种是一件将两吊点刚性连接的双吊点吊具，通过钢丝绳系均衡滑轮组的平衡，保证两个吊点的基本水平。各吊点要求严格同步，运行平稳。

1.卷扬系统的设计要求

一般的起重设备都是靠电动机驱动，但是900t提梁机所提升的负载非常大，所以使用液压马达驱动。该提梁机使用的原动机为内燃机，卷扬液压系统是由柱塞泵、比例多路阀和卷扬马达组成的开式液压回路。为了保证卷扬系统能够安全地工作，为提梁机设计了三种卷扬保护设施：

图3-3 支腿系统改进后的原理图

1—比例阀 2—溢流阀 3—压力传感器 4—液压锁 5—液压缸 6—单向节流阀

1）在卷扬马达处装有行星减速机，形成一套减速机制动系统。

2）卷扬系统安装了钳盘制动器（图3-4），该钳盘制动器采用机械结构和液压系统结合的控制方式，当液压系统提供压力源时，钳盘制动器会打开，此时卷扬机可以工作，当液压系统不提供压力源时，钳盘制动器通过机械结构为卷扬机提供制动力。

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图3-4 钳盘制动器

3）卷扬液压系统中安装了液压平衡阀，以保证卷扬吊具不会自动下降。

提梁机的卷扬系统共设有四台液压卷扬机，主梁两端的横梁上各布置两台卷扬机，并且布置在同一个横梁上的两台卷扬机共用一个液压控制系统，所以说整台提梁机共有两个完全一样的控制系统。安装在同一横梁上的两个卷扬机，要有同样的速度，并且卷扬机的转速是可调的。

卷扬机卷筒同轴安装有行星减速齿轮和高速液压马达，高速液压马达是通过减速机对卷筒进行驱动的，并且减速机和液压马达间装有多片制动器，并设有一个螺旋限位开关限制卷扬运动的极限位置点，即上行和下行点。

该卷扬系统在完成提梁的工作中，其液压系统完成的工作循环是：打开卷筒制动和减速机制动→吊具迅速下降→梁慢慢离开模具→梁匀速上升至提梁机顶端→到达梁台后，梁匀速下降→梁慢慢放到梁台上→吊具快速上升至原位。

2.液压回路的改进

（1）供油方式的确定 此液压卷扬系统采用恒功率柱塞变量泵供油。卷扬液压系统执行元件的形式为高速液压马达——减速机的形式。原系统在工作的过程中，液压系统的支腿子系统、悬挂子系统、转向子系统及卷扬子系统不会同时工作，因此，提梁机的液压卷扬系统、支腿系统、悬挂系统及转向系统共用一个液压泵。当提梁机提梁时，其工作负载很大，虽然速度很慢，但是如果支腿系统有泄漏，则对卷扬系统的平稳工作有影响。因此从能量分配方面考虑，改为支腿回路单独供油回路。

（2）调速回路的选择 原液压系统采用的是容积调速回路，但系统的速度刚性较差，受负载影响较大。改进设计采用容积节流联合调速。对于容积节流联合调速来说，由于泵的供油压力与运动部件所需要的压力以及泵的供油量与运动部件所需要的流量是能自动调节适应的，因而系统效率对比容积调速和节流调速要高。该卷扬系统采用带压力反馈的恒功率变量泵和比例多路阀组成的容积节流联合调速的方式。

（3）平衡回路的选择 当梁向下运动时，需要给系统加平衡回路，以避免梁处于一种失效状态。在这里选用单向顺序阀（又称平衡阀）组成的平衡回路。将平衡阀串接在液压马达的回油管路上，平衡阀的调定压力由负载的自重决定。

（4）卷扬马达制动回路的选择 当泵向液压马达输油停止时，由于转动的液压马达本身的惯性以及被带动的工作部件的惯性，液压马达仍继续转动，致使液压马达两侧管路一侧产生真空，另一侧产生高压。为此要求液压马达在泵切断对其的输油后，能迅速制动，这种回路称为液压马达制动回路。改进后系统采用液压控制的常闭式减速机制动器，在系统停止向卷扬马达供油的同时，系统也终止了向减速机制动器供油，这样减速机制动器在弹簧力的作用下，再结合卷筒边沿处的钳盘制动器，对卷扬马达和卷筒实现制动。

（5）冷却回路的选择 该系统采用旁路冷却回路，由恒流量叶片泵、溢流阀、冷却器、回油过滤器等液压元件组成，主要是对系统回油进行冷却，避免进入油箱的油液温度过高。