港口設備_輪胎式龍門吊的維修——轉向液壓系統改進方案

(1)改進方案

癥結已經找到，接下來就是要“對癥下藥”。在深入分析、研究故障產生的原因后，我們又查閱了相關的技術資料，最終形成了在保留原有液壓機構的基礎上，在轉向液壓回路上增加一套液控單向閥的改進方案(見圖S)。目的是為了利用液控單向閥可以可靠地將執行元件鎖緊在任意位置上不動的特點來提高轉向液壓缸的定位精度。為什么不直接采用一個可提供更高定位精度的0型換向閥來替代原有的Y型換向閥呢？還是以上分析的原因，轉場時產生的反向扭矩仍可能造成O型換向閥閥體和閥芯微小的間隙泄漏，導致定位不準，而液控單向閥可以提供很好的油路封閉效果。通常O型換向閥的封閉效果可以達到：如不考慮外加載荷影響，在換向過程中，由于慣性力引起較大沖擊，換向點換向重復位置較精確；如考慮到外加載荷造成閥芯泄漏，其定位精度將降低。而單向液控鎖的封閉效果則可以達到：當有保壓要求時，可以利用錐閥關閉良好的嚴密性，使油路長時間保壓，且具有很高的定位精度。所以決定在輪胎式龍門吊的大車轉向液壓回路中液壓缸的兩個接油口處各串接一個液控單向閥，這兩個液控單向閥安裝在同一個閥體中，故又稱雙向液壓鎖。當液壓缸在某一位置停留時液壓缸兩接口均被液控單向閥鎖死，液壓缸內的油液不會在外加載荷作用下流出缸外，外界油液也進不到液壓缸內，從而就有效地防止了活塞桿的移動，產生較好的定位效果。這就是雙向液壓鎖在這里所起的作用。由于在換向閥與液壓缸之間加裝了液控單向閥，排除了換向閥在外力作用下產生內泄的問題，活塞桿不會因此回縮，就可以把液壓缸可靠地“鎖緊”在所要求的工作位置上，滿足轉場需求。

(2)元件選擇

剩下的問題就是根據龍門吊大車轉向液壓機構所需要的工作壓力，選用合適的液控單向閥（見圖T）。因為液控單向閥油液從A口到B口可自由通過，但從B口到A口則截止。當需要油液由B口向A口流動時，需在控制口C施加控制壓力p_c；控制壓力p_c在控制活塞上產生一個推力，打開單向閥，此時油液便可由B口流向A口。因為單向閥閥芯的右側作用著壓力p₁，因此控制壓力p_c必須足夠大才能克服p₁的作用力將閥日打開。

    ①通過對控制活塞和閥芯進行受力分析

                        p_c =（A₁/A₂）p₁+c                         (9-1)

式中  p₁——油口B的壓力，Pa；

      A₁——主閥錐面截面積，rn2；

      A₂——控制活塞截面積，1112；

      C——常數(取0.5MPa)。

    ②對液壓油路的平衡回路(見圖U)的分析

                        p₁=(A₃/A₄)p+F/A₄                        (9-2)

式中 p——液壓缸上腔壓力，Pa；

     A₃——液壓缸有桿腔面積，m；

     A₄——液壓缸無桿腔面積，m；

     F——作用于液壓缸上的全部負載。

    由式(9-1)和式(9-2)可得：

    p_c=(A₁/A₂)[(A₃/A₄)p+F/A₄]+C，又因為p_c=p

    所以有：

                    p_c=(A₁F十A₂A₄C)/(A₂A₄-A₁A₃)               (9-3)

    液控單向閥的控制壓力不僅取決于自身的結構參數，而且還與液壓缸的結構參數及外加負載有關。液控單向閥的實際控制壓力必須大于所確定的值。另外，為了提高液控單向閥的定位精度，相配換向閥所選的正確型號應為Y型或H型。因為采用Y型或H型換向閥，當閥芯處于中位時，液壓缸處于浮動狀態，兩個負載口都接油箱，此時液控單向閥能有效關閉，液壓缸活塞桿及負載迅速停止運動，從而提高回路的定位精度。EDERER型輪胎式龍門吊的大車轉向液壓機構原采用的是Y型三位四通換向閥，這與我們進行技改所需的換向閥形式相吻合。因此，原有的換向閥可以利用起來，繼續使用。通過查找資料確定了滿足要求的液控單向閥型號Z2S6-1-6x。

    多次試驗證明改造達到了預期目標，兩臺輪胎式龍門吊轉場功能得到完全恢復，大車轉向故障率從95%降到了不足5%，為公司生產的正常有序進行提供了有力的保證。