对无源锁紧液压回路的浅析.pdf

对 无 源 锁 紧 液 压 回 路 的 浅 析 臧福 占 巨力索具股份有 限公 司 保定0 7 2 5 5 0 摘 要无源锁紧液压回路是在外负载作用下，利用系统增压关闭、负压打开的机能，使液压缸活塞定位， 完成液压锁紧功能。文章阐述了无源锁紧液压回路实现锁紧的工作原理、技术条件、应用特征及优缺点。 关键词无源锁紧液压回路；工作原理；技术条件；应用特征；优缺点 中图分类号 T H1 3 7 ． 7 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 4 1 0 0 0 4 5 0 2 Ab s t r a c t T h e p a s s i v e l o c k i n g h y d r a u l i c c i r c u i t i s u s e d t o l o c a t e t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r p i s t o n a n d r e a l i z e t h e h y d r a u - l i c l o c k i n g f u n c t i o n b y ma k i n g u s e o f t h e s y s t e m f u n c t i o n o f c l o s i n g f o r p r e s s u r e i n c r e a s e a n d o p e n i n g f o r p r e s s u r e r e d u c t i o n u n d e r t h e a c t i o n of e e m al l o a d ． T h e p a p e r d e s c rib e s t h e wo r k i n g p ri n c i p l e of l o c k i n g，t e c h n i c a l c o n d i t i o n，a p p l i c a t i o n c h a r a c t e ris t i c s ，a n d a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s of t h e s a i d c i r c u i t ． Ke y wo r d s p a s s i v e l o c k i n g h y d r a u l i c c i r c u i t ；wo r k i n g p ri n c i p l e ；t e c h n i c al c o n d i t i o n；a p p l i c a t i o n c h a r a c t e ris t i c s ；a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s 任何 液压 回路 都是 由一些基本 回路组成 的， 基本 回路 由各类元 件或辅件组成。动力 源 回路是 液压系统 中最基本 且不可缺少 的部分 ，一般 由油 箱 、油箱附件 、液压泵 、电动 机、安 全 阀、过滤 器 、液压 阀等组成 ，其 主要参 数 为压力 和流 量。 锁紧液压回路一般分为换 向阀锁紧、单 向阀锁紧、 液控单向阀锁紧 、双液控 单 向阀锁 紧 4种。但在 无电场所 ，以上锁紧 回路均无法 实施。在实 际工 程应用 中，为满 足无 电场所作业需 求 ，可采 用无 源锁紧液压回路实现液压缸活塞的定位和锁紧。 1 无源锁紧液压回路的组成和工作原理 1 ． 1 无源锁紧液压 回路的组成 如图 1 所示无 源锁 紧液压 回路 主要 由快换接 头 、手动截止 阀、液压缸、补油箱 、液位计 、压 力表 、单向阀和空气滤清器组成。 1 ． 2 无源锁紧液压回路的工作原理 两个快换接头为液压 回路 的注油 口，注油 时， 回路不得有压 力。当手动截 止 阀关 闭时，液压缸 有杆腔与无杆腔 通过两个快换接头分别 注油 ；当 手动截止 阀打开 时 ，可 通过 任一快 换接 头 注油。 液位计显示补油箱液面。 打开手动截止 阀，在拉力 F的作用下 ，液压 缸活塞向上运动 ，液压 缸有杆腔和补油箱 的液压 油通过管路 、手动截止 阀回到液压缸无杆腔 ，瞬 起重运输机械 2 0 l 4 1 0 1 ． 快换接头2 ．手动截止阀3 ．液压缸4 ． 补油箱 5 ．液位计6 ．压力表7 ．单向阀8 ．空气滤清器 图 1 无源锁紧液压原理 间在补油箱形成负压 ，外界大气通过空气滤清器 ， 使单向阀打开，负压消失。等待一定的响应时间， 补油箱 的液压油充满液压缸无杆腔。 关闭手动截止阀，撤销 F，液压缸活塞静止。 打开手动截止阀，液压缸活塞在 压力作用 下返 回，液压缸无杆腔 的液压油通过手动截止 阀、 管路回到液压缸有杆腔。处 于打开状 态的单 向阀 瞬间排气 ，随即关闭，液压油充满液压缸有杆腔 ， 多余 的液压油进入补油箱 。关 闭手动截 止阀 ，液 压 缸活塞静止 ，完成一个液压回路工作循环。 一 4 5 一 ‘ 、 ． ’ 开闭手动截止 阀，液 压缸活塞可在任意位 置 停止 ，实现任意位置的锁紧。 2 无源锁紧液压回路满足的技术条件 1 液压缸活塞杆具备压力 和拉力 F两个外 负载，且 FW。 2 液压管路等容积 ，补油箱与液压缸有杆腔 容积之和等于液压缸无杆腔容积，补油箱高度要 高于液压缸的有杆腔和无杆腔。 3 单向阀开启压力小于大气压。 3 无源锁紧液压 回路的应 用特征 锦州港偏心翻转装置应用该原理，使翻转台 在钢卷重力下 翻转 ，且在拉簧拉力 作用下空载返 回，实现钢卷 由立变卧。偏心 翻转 装置翻转前后 状态见图 2和图3所示。 1 ．无源锁紧液压回路2 ．翻转台3 ． 钢卷 图2 翻转前状态 打开手动截止 阀，翻转 台在钢卷偏 心重力和 弹簧拉力共 同作用下 翻转 ，有杆腔 和补 油箱 的液 压油流 回无杆 腔 ，此时单 向阀关 闭，压 力表有压 力显示。当液压缸活塞 向上运行 到位 ，即钢卷 由 立变卧时 ，压力表压力突然 回零 ，其 原因是补油 箱形成了负压 ，导致压力表 压力消失 。随 即，大 气通过 空气 滤清器 ，将单 向 阀打 开 ，负压 消失 ， 液压油充满无杆腔。关闭手动截止阀 ，活塞锁紧， 取走钢卷，翻转台不反弹。实现该回路增压关闭、 负压打开的液压锁紧功能。 一 46 一 图 3 翻转后状态 4 无源锁紧液压回路的优缺点 无源锁 紧液压 回路 的优点 不 含液压泵 、电 动机和安全 阀，即不需要 电源 ，具有节 能的特点 ； 控制简单 ，成本低 ；一次 注油，永久使用 ；操作 手动截止 阀调节 流量 、控制翻转速度 ，实现液压 锁紧，确保可在任意位置停住。 缺点 回路无安 全溢流 阀，无法调 节系统压 力 ；会产生负压 ，有一定的惯性冲击 。 5 结束语 本文分 析 了一种无 源锁 紧液压 回路 的组 成、 工作原理、技术条 件、应用特征 、优缺点。其在 锦州港 翻转装置上的应用 体现了无源锁 紧液压系 统的节能、成本低、使用寿命长、结构简单等特 点，是一种对液压基本 回路 的补充 。 参考文献 [ 1 ]机械设计手册编委会 ．机械设计手册[ M] ．北京机 械工业出版社，2 0 0 4 ． [ 2 ]李壮云 ．液压元件与系统[ M] ．北京 机械工业出版 社 ，2 0 0 5 ． [ 3 ]雷天觉 ．新编液压工程手册[ M] ．北京北京理工大 学出版社 ，1 9 9 9 ． [ 4 ]路甬祥 ．液压气动技术手册[ M] ．北京机械工业出 版社 ，2 0 0 2 ． 作者地址 河北保定巨力索具股份有限公司 邮 编 0 7 2 5 5 0 收稿 日期 2 0 1 4 0 21 9 起重运输机械 2 0 1 4 1 O