分叉板电动推杆驱动的液压改造.pdf

分叉板电动推杆驱动的液压改造 王靖 湛江港集团股份有限公司 湛江5 2 4 0 2 7 摘要分叉板驱动系统存在设计缺陷以致拉力不够，有时不能动作。重新确定系统最大负载，对驱动系 统进行液压改造，保证了分叉板动作的稳定性，减少了维修作业量 ，提高了卸船效率。 关键词卸船机；分叉板；驱动；改造 中图分类号U 6 5 3 ． 9 2 8 ． 1 文献标识码B 文章编号1 0 0 1 - 0 7 8 5 2 0 1 2 0 2 0 0 7 7 0 3 Ab s t r a c t T h e d e s i g n d e f e c t o f d i v i d e d p l a t e d ri v e s y s t e m r e s u l t s i n t h e i n s u ff i c i e n t p ull f o r c e ，s o me t i me s f a i l i n g t o wo r k ．Re s e t i n g t h e mi mu m l o a d o f t h e s y s t e m a n d p e rf o r mi n g i mp r o v e me n t t o t h e d riv i n g h y d r a uli c s y s t e m e n s u r e s t h e s t a b i l i t y o f d i v i d e d p l a t e ，r e d u c e s ma i n t e n a n c e a n d i n c r e a s e s u n l o a d i n g e f fi c i e n c y ． Ke y wo r d s s h i p u n l o a d e r ；d i v i d e d p l a t e；d ri v i n g ；i mp r o v e me n t 0引言 1 工况分析 湛江港第 2公司 3号卸船机 的分叉板驱动 方 式为电动推杆驱动，如图 1 所示。使用和维修情 况显示此电动驱动系统存在设计缺陷，没有充分 考虑分叉板上积留矿物的质量，而且分叉板边缘 有时有矿物，摩擦阻力考虑不足 ，导致所设计的 电动推杆系统提供的拉力不够，经常出现推不动 分叉板 的情况 ，分 叉板 不 能及 时 翻转 到 指 定位 置，严重影响卸船效率。电动推杆驱动装置体积 较大，安装位置狭小 ，安装维修难度较大 需调 用汽车起重机才 能完成拆 装 。液 压驱动 可 以提 供足够大的推力，工作稳定。并且液压驱动 占地 小，安装、维修方便，预算成本在可接受范围内。 因此 ，技术部决定将电动驱动方式改造为液压驱 动 。 1 ． 1 运动分析 见图 1 ，分叉板固定在转轴上 ， 转轴两端各由 一 个轴承座支承。转轴的一端通过键连接一个摇 臂蔷驱动系统的作用就是推动摇臂使分叉板在 B c ， 和 B C 2个位置进行切换。根据工作机构运行要求 选择单杆活塞缸 。 1 ． 2 负载分析 分叉板在运行 中的负载主要有 自重和 附着在 分叉板上 的矿物 的重 力 ，以及分叉板 与溜槽壁之 间的摩擦力 。分叉板在刚开始动作时 ，负载最大 ， 向垂直位置运 动过程 中，负载逐渐变 小 ，当分叉 板经过垂直位 置后 ，重力 为超越负载 ，且逐渐变 大。分叉板的质量根据图纸计算为 1 ． 5 t ，附着在 分叉板上的矿物的重力和摩擦力不可能准确计算， 只能根据具体使用情况估算一个可能的最大值。 不放过”原则，触犯刑律的依法提及司法机关追 究刑事责任，以达到通过事故处理起到警示教育 的 目的。 5 建立外地起重机械生产单位备案审查制度 ， 对未经备案审查的，各地可不予告知和监督检验。 6 对一些危险性不大的小型超重机械 3 t 以下 ，建议参照简单压力容器监管方式进行管 理。制造环节严格取证，安装使用可以放开，由 使用单位承担 日 常安全管理工作。 起重运输机械 2 0 1 2 2 7 对德习低劣 、违法行为较 为严重的起重机 械生产单位建立黑名单制度，及时通报各地出现 起重机械重大违法行为，并依法上报许可发证单 位予 以处理。 作 者邱法聚 地 址宁波市特种设备检验研究院 邮 编3 1 5 0 2 0 收稿 日期 2 0 1 1 0 61 6 7 7 1 ． 分叉板2 ． 摇臂3 ．电动推杆机构 图 1 分叉板驱动机构示意图 经查资料 ，电动驱 动设计拉 力为 2 5 k N，显然 过 小。当驱动装置失效时，临时用一个 3 t 手拉葫芦 来应急，可以拉动。因此，估计正常工作下最大 负载为 4 5 k N，按平稳运行速度 0 ． 0 5 m／ s 设 计此液压系统。图 2为液压驱动系统机构图，与 图 l 相比，其结构简单 ，易于安装和维修。 1 ．分叉板2 ．摇臂3 ．液压 缸 图2 分叉板液压驱动示意图 2 液压缸主要参数的确定 液压系统最大负 载约 为 4 5 k N时，宜 取 P 。 6 M P a 的液压缸，选用单杆式，无杆腔工作面积A 。 一 78 一 和有杆腔工作面积 A 尽可能相近，这样双向运动 时，系统压力相差不会很大。液压缸的机械效率 取 O ． 9 。 液压缸伸出时计算液压缸面积 F 1 p 1 2 P 2 1 P 1 p 2 ≈0 故 A I_ 0 ． 0 0 8 3 m 町m pl D A1 ／尢0 ． 1 0 3 m 按 G B ／ T 2 3 4 8 1 9 9 3 将直径圆整成标准值时， D 0 ． 1 1／ 1 ， 取 d 0 ． 0 5 m，由此求得液压2 腔的实 际有效面积为 A1 D ／ 47 ． 8 5 41 0一 r n A ， 7 c D 一 d ／ 4暑 5 ． 8 91 0 一 。 m 液压缸缩进时 P ， 8 ． 5 MP a 1 A 2 r ／ m MPa 液压缸所需最大流量 g A ／ J， 7 2 4 ． 8 L ／ mi n 式中 为液压缸的容积效率，取0 ． 9 5 。 3 液压系统图的拟定 3 ． 1 液压回路的选择 根据分叉板双向运行平稳、停止后锁紧的工 作特点，选择双向液压锁的锁紧回路实现锁紧要 求，三位四通换向阀实现双向运行，溢流节流调 速实现运行速度的控制，运行速度不受负载变化 的影响，系统中油液的循环为开式。 3 ． 2 拟定液压系统图 结合上述分析和拟定的方案，配以辅助性回 路 ，原理图如图 3所示。 4 液压元件的选择 4 ． 1 液压泵的确定与驱动功率计算 4 。 1 ． 1 确定液压泵的最大工作压力和流量 液压泵的最大工作压力 p 。 ≥p l ∑△ p 9 M P a 式中 P l m a x 8 ． 5 M P a ，根据经验取压力损失 卸 0 ． 5 M P a 。 液压泵的流量 q 。 K ∑留 1 ． 1 x 2 4 ． 8 2 7 ． 2 8 L ／ ra i n 起重运输机械 2 0 1 2 2 6 4 1 ． 齿轮泵2 ．电机3 ， 三位四通电磁换向阀 4 ．双向液压锁5 、6 ．流量 阀7 ．溢流阀8 ．滤油器 9 ．液位开关1 0 ．压力表 开关 图3 整理后的液压系统图 式 中K为考虑系统泄漏和溢流阀保持最小溢 流量 的系数 ，一般取 K1 ． 11 ． 3，此处取 1 ． 1 。 根据液压泵的最大工作压 力 9 MP a选 择液压 泵的类型为齿轮泵 ，根据液压泵 的流量 2 7 ． 2 8 L ／ m i n选择此 齿轮 泵 的规格 为 Z 2 8 ，额定 工作 压力 1 2． 5 MPa。 4 ． 1 ． 2 驱动电机的功率 液压缸在伸长时输出功率最大，此时液压泵 输出压力为 6 ． 3 MP a 、流量为 2 7 ． 3 L ／ m i n ，所需的 驱动功率为 P P p P q P P [ 6 ． 3 x 1 0 x 2 7 ． 3 ／ 6 o X1 0 3 ． ] ／ 0 ． 7 5 3 ． 8 2 k W 式中 叼 为液压泵的总效率， 齿轮泵取0 ． 7 5 。 根据此数值，选择电机功率为 4 k W，型号 为 MP 5 4 。 4 ． 2阀类元件及辅助j 元件 根据液压 系统 的工作压力 和通过各个 阀类元 件和辅助元 件的实际流量 ，可选 出这些元 件的型 号及规格 ，表 1 列出了所选 的一种方案。 起重运输机械 2 0 1 2 2 表 1 元件的型号及规格 名称 型号 数量 齿轮泵 Z 2 8 l 电机 M P 5 4 1 电磁换向阀 S WR 1一D～WG 2 3 O 1 ． 双向液压锁 D R H s 2 8 o ／ 1 6 0 1 流量阀 S B 2 1 G一1 7 l 流量阀 S B 2 3 G一2 4 1 溢流阀 A 1 F 1 ／ 1 5 0 1 滤油器 W7 1 2 ／ 4 1 液位开关 Y K J D一1 0 0 2 2 0 V 1 压力表开关 K一3 B 1 5 液压系统的性能验算 5 ． 1 回路压力损失验算 根据系统的管路布置设计方案，管路路线短， 阀类元件少，总压力损失应该是一个 比较小的数值 ， 液压泵的额定压力 比最高工作压力高出 3 8 ． 9 ％， 有足够的压力储备， 不用再做具体验算。 5 ． 2 液压 系统发热和温升验算 由于采用 M P 紧凑型液压泵站，泵和电机全浸 没在油液 中，有较好 的冷却效应 。分叉 板工作运 行时间也非常短 ，正常工作 3 4 s ，到位后即停止工 作 ，通常 2 d或 3 d才运行一次 。因此 ，油温升高 的幅度非常小，不必验算。 6 结束语 通过液压系统 的改造 ，保 证 了分 叉板动作 的 稳定性 ，减少了维修工作量，提高了设备的工作 效率。 参考文献 [ I ]明仁雄 ，万会雄 ．液压与气压传动[ M] ．北京国防 工业出版社 ，2 0 0 3 ． 作者地址湛江市湛江港集团股份有限公司第二分公司 邮 编5 2 4 0 2 7 收稿 日期 2 0 1 1 0 5 0 9 -- 7 9 ．- -