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液压测力装置在桥式起重机试验中的应用 石锦罗祯利 重庆起重机厂有限责任公司 重庆4 0 0 0 5 2 摘要通过对液压测力装置在桥式起重机试验中的结构类型、工作原理、使用注意事项、与砝码试重方 法对 比的描述和分析 ,为起重机试验方法的选择提供参考。 关键词 液压 ;测力 ;桥式 起重机 ;试验 中图分类号T H 1 3 7 T H 2 1 5 文献标识码 A 文章编号1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 4 0 7 0 1 0 5 0 4 Ab s t r a c t T h e p a p e r d e s c ri b e s a n d a n a l y z e s t h e s t r u c t u r a l t y p e, w o r k i n g p ri n c i p l e , p r e c a u t i o n, a n d c o mp a r i s o n w i t h w e i g h t t e s t ma s s me t h o d a n d f u r t h e r a n a l y s i s o f h y d r a u l i c f o r c e me a s u r e me n t d e v i c e i n b r i d g e c r a n e t e s t ,p r o v i d i n g r e f - e r e n c e f o r c r a n e t e s t me t h o d s . Ke y wo r d s h y d r a u l i c;f o r c e me a s u r e me n t ; b rid g e c r a n e ; t e s t 0 引言 根据 G B / T 5 9 0 5 --2 0 1 1 起重机 试验规范 和 程序 的规定 ,起重机在交付使用前应进行起 升 载荷试验 ,包括静载试验 、动载试验和稳定性试 验。现我国起重机生产企业和起重机使用单位 绝 大多数采用砝码 试重块 的试验方法。但在诸 如吨位大 、砝码提供 困难 等一些 特殊情况下 ,试 重块 砝码 的试验方法将受 限制 ,此时液压 测 力装置即可替代试重块来完成起重机 的载荷试验 。 在东南亚 国家 ,液压测力装置被广泛应用 到起 重 机的负载试验 中。本文结合我公 司向越南某水 电 站提供的 2台 2 5 0 t 桥式起重机并车试验所用 6 2 5 t 液压测力装置的选型及使用情况 ,介绍液压测 力 装置在桥式起重机试验中的应用。 1 结构及 工作原理 液压测力装 置使用示意如 图 1所示 ,测 力装 置一端与地下事先预埋 的地锚装置连接 ,另一端 与起重机 吊钩通过钢丝绳等连接装置连接 。通过 吊钩 的起升来拉伸施压的测力装 置来达 到负载试 验的 目的。 1 . 2台2 5 0 t 桥机2 .连接装置 3 .液压测力装置4 .地锚装置 图 1 液压测力装置使用示意图 液压测力装置根据所用液 压缸 的数量可分 为 参考文献 [ 1 ]吴宇平,袁翔云,董超,等 .锂离子电池 应用与实 践 第2版[ M] . 北京 化学工业出版社 ,2 0 1 2 . [ 2 ]符敦鉴,严云福 ,陈刚,等 .岸边 集装箱 起重机 [ M] . 武汉湖北科学技术出版社,2 0 0 7 . [ 3 ]刘锦波,张承慧 .电机与拖动 第 1 版[ M] .北京 起重运输机械 2 0 1 4 7 清华大学出版社 ,2 0 0 6 作者地址广东省珠海市珠海大道金湾科技大厦 邮 编 5 1 9 0 9 0 收稿 日期 2 0 1 31 2 2 5 -- 1 0 5 . 双 多缸结构和单缸结构 。缸的数量一般根据 试验所需载荷大小和液压缸工作压力小于 3 2 M P a 2个条件来确定 ,为避免液压缸直径过大通常按单 缸最大负载 3 0 0 0 k N考虑 。 因2台 2 5 0 t 桥机做并车起 吊试验所需最大试 验载荷为6 2 5 0 k N,为降低制造成本和方便拉伸系 统布置故采用双缸 布置结构。其主要结 构如 图 2 所示 ,由液压缸 固定装 置、液压 缸拉伸装 置、液 压缸、电气控制 系统 、液压控制 系统、供 油系统 组成。液压缸 固定装置与预先 与埋好 的地锚采用 螺栓连接 ,这样可 以方便地将装置进行 拆卸和搬 运 。2个液压缸 的一端通过螺杆与 固定装置连接 , 另一端则与拉伸系统 的拉伸板连接 ,通 过拉伸板 的上升移动来压缩液压缸。试验 过程 中可能会 出 现起重机吊点与装置起 吊点不在一直线上或运行 中出现吊钩位置偏移等情况 ,造 成装 置承受侧 向 拉力的问题 ,此案例 中在 拉伸杆上端设 置一球形 活动铰来补偿 吊钩位置的偏移 以解决上述产生侧 向拉力的问题。 1 .液压控制和供油系统2 .电控系统3 .液压缸 4 .液压 缸拉 伸装 置5 .液压缸 固定装 置 图 2 双缸液压测力装置结构示意图 在小吨位起重机试 验中则采用单缸结 构 ,其 主要结构如图 3所示 ,由地锚及 固定装 置、球铰 连接装置、液压缸 、电控及液压 控制系统 、拉伸 装置等组成。为避免试验过程 中侧向拉力 的产生 , 同样在液压缸的一端设置球铰连接装置。 此案例 中双缸结构装置的液压工作原理如图4 所 示 。 一 1 f 1 6 一 1 .地锚及固定装置2 . 球铰连接装置 3 .液压缸4 .电控及液压控制 系统 图 3 单缸液压测力装置结构示意图 图4双缸结构液压原理图 该系统采用高低 液压泵供 油保压方案 。低压 时 即液压缸供油初期 ,高压油和低压油同时输 出,当压力达 到低压溢 流阀设定压力 时,低压溢 流阀打 开,低压 泵卸 荷 ,此 时高 压泵继 续供 油。 当压力升高到超过高压溢流阀 1和2设定的压力值 时 ,高压溢流阀 1和 2打开溢流 ,系统保持到设定 值 试验所需的压力值 。当试验开始起重机拉升 活塞杆后 ,液压缸压力升高 ,油经过高压溢流 阀 1 和 2溢 流从而保 持压 力 的稳 定。在 试验 过程 中, 高压泵继续供油 ,以补偿 系统泄漏量 ,多余流量 将经高压溢 流阀 1直接溢流。系统设置 卸荷 阀以 方便调试 。为方便试验数 据的读取 ,系统设置压 力表 ,压力表 中不仅可读取 系统油压压 力也可读 起重运输机械 2 0 1 4 7 取 由压力转化而来 的拉力值。因试验 中有不 同的 负载大小要求,故在进行不 同的负载试验前需 对 高压溢流阀 1和 2设定相应的压力值 。 动载试验基本流程是 调整高压溢流阀 I和 2 到所需值一 调整活塞杆试 验行程限位位置一液压 缸充油到最大行 程并到设 定压力值一起重机起 升 机构动作拉 升活塞杆压缩液压缸到规定行程一液 压缸卸荷复位。 静载试验基本流程是 调整高压溢流阀 1和 2 到所需值一液压缸充油 ,活塞缸 逐渐拉紧起重机 起升机构一液压缸压力 到达设定值 ,液压缸继续 按规定时间保压 液压缸卸荷复位。 2 装置主要参数的确定及要求 液压测力装置主要参数包括最大试验拉力 F、 活塞杆最大行程 s 、活塞杆最大位移速度 l , ,此 3 个主要参数确定后方能选择或设计液压系统的 电 机、泵、缸 、阀等元件 。 最大试验拉力 F1 . 2 5 Q 式 中Q为起重机最大起重量。 活塞杆最大行程 s 为满足做动载试验时起升 机构能运动一段距离来验证起升各机构 的安全性 , 活塞杆就需要有一定 的行程 S,理论上 sH H 为起升机构最大起升高度 最为理想 。但 因制造 成本和使用方便等因素的约束,此案例中测力装 置行程按起升机构各转动件均能受载考虑 ,即按 卷筒在试验过程 中能旋转一周考虑。此 时活塞杆 最大行程 S7 r d / m 5 安 全 式 中 为卷筒 直径 ,d为钢丝 绳直径 ,m 为起升滑轮组倍率 ,Js 宅 伞 为根据系统特性考虑 的液 压缸安全行程。当起 重机有 副钩时 ,根据标 准要 求也将做负载试 验 ,故此时 S将取 主钩和副钩 中 的大值 ,即Sm a x S 主,S 副 。 活塞杆最大位移速度 V 为起重机起 升速度 ,有副钩时 Vm a x V 主 升,S 副 升 。受液压 系统特性影响 ,起重机起升速度控制最好选 择速 度稳定无 冲击 的方式 ,如变频调速 ,且最 大速度 要尽量小。 3 使用中的注意事项 1 此装置与预埋 的地锚连接 ,其位置需要与 起重运输机械 2 0 1 4 7 起重机能承受到最大弯矩 的位置 一致 ,且 因为试 验上拔力较大 ,基础预埋 工作 量大 ,所 以,在 厂 房设计初期就得考虑此装置的安装情况。 2 因液压传动系统易受温度变化的影响 ,为 提高试验的准确性和安全性 ,故测 力装置不宜在 高温和低温环境中应用 ,以环境温度 2 0 c I 一5 0℃ 为宜。 3 对于采用司机室操作的起重机 ,在试验过 程 中操作者很难 观察到吊钩拉升 活塞杆 的行程情 况 ,这样极易将活塞杆拉 出缸体造成危 险。故为 保证安全需要在装 置上设置活塞杆试验行程限位 装置,当达到指定行程时发 出警报提醒操作 者停 止起升。在有条件 的情况下 ,可将此 限位 信号 串 入起重机起升机 构控制 回路 中,让其 自动切断起 升电源。 4 拉伸杆上端设置一球形活动铰来补偿 吊钩 位置 的偏移 以解决侧 向拉力的问题 ,但此结 构 的 补偿量是有 限的,故在试验前需严格保证 吊钩 中 心与活塞杆 中心 的一致 。另 吊钩在起升运 动 中有 纵向或横向位移 的起重机不宜使用此装置做试验。 4 与砝码试重方法的对 比 现将液压测力装置试验 法与砝码试重方 法做 对比分析 ,发现各 自的优缺点 ,便于实 际应 用 中 选择 ,见表 1 。 表 1 对} 匕 分析 砝码 液压测力 比较内容 试重法 试重法 对起 升电机 的验证 充分 不充分 对起升减速器的验证 充分 不充分 对起升制动器的验证 充分 不充分 对钢丝绳 及吊钩的验证 充分 不充分 对结构件最大承载能力 的验证 充分 充分 对试验起重机的要求 无 有 对环境温度 的要求 无 有 加载过程复杂程度 繁琐 简单 经济性 低 高 含预埋 运输方便性 复杂 容易 在不同规格起重机试验中 不受限制 受限制 的循环利用 .- - 1 07 -- 环链手扳葫芦连续动作试验驱动装置 于缤峰李立强 北京起重运输机械设计研 究院 北京 1 0 0 0 0 7 文章编号 1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 4 0 7 0 1 0 8 0 2 0 引言 环链手扳葫芦是一种 手动起重工具 ,因其结 构紧凑、携带方便 、容 易操作 、且 提升 和拽 引距 离不受限制等特点被广泛应用 , 越来越多的厂家开 始制造生产 环链 手扳葫芦。为了满足制 造许可 以 及相关标准要求 ,环链手 扳葫芦必须按 照其标准 进行相关 的检验检测 ,连续 动作性 能试 验就是其 中的一项。在进行该试验 时 ,由于其 连续动作次 数较多 ,且许多制造厂家 没有相应 的连续动作性 能试验 的驱动装 置,只能靠人工操作 ,这样不仅 费力而且费时。为了能更 好更有效地进行该项 目 的检验,将人 力从 繁重 的体力 劳动 中解放 出来 , 设计了一种连续动作性能试验的驱动装置。 续动作次数 升 、停 、降、停一个循 环为一次 。 同时要求链条 的起 升速度不 应大 于 0 . 4 5 m / m i n , 试验 中载荷 不应着地 ,试验后 的环链手 扳葫芦各 部位不 应有异 常现 象。并 符合 标 准 J B / T 7 3 3 5 2 0 0 7中第 4 . 1 . 2和 4 . 1 . 4条款的要求。 表 1 试验起升高度 起重链条行数 1 2 3 4 试验起升高度/ ram 3 0 0 l 5 0 1 0 0 7 5 表 2 连续动作次数 额定起重 量/ t 0 . 2 5 O . 5 0 . 8 1 1 . 6 2 3 . 2 5 6 . 3 9 连续动作次数 1 0 o 0 5 0 0 3 0 0 1 连续动作性能试验要求 2 环链手扳葫芦驱动装置的工作原理 环链手扳葫芦吊挂额定起重量的载荷 ,按表 1 给出的试验起升高度连续升 、降至表 2给 出的连 将被测 试 环链 手扳葫 芦悬 挂在 固定 工位上 , 将 驱动装置 的电机 以一定角度和一定距离固定在 因为砝码试重法基本是模拟起重机 实际运 行 情况 ,所以,起重机各机构均可得 到充分的验证 。 而液压测力装 置受拉 升行 程、液压系统机械 特性 等 的约束 ,起 重机除结构件最大承载能力 可以得 到充分验证外 ,其 他机构或部件则不能得 到充 分 验证 ,尤其 是起重机 中的重要安全部件制 动器 因 在试验 中不能做反 复起制 动的动作 ,故起 升机构 的制动性能得不到验证。 5 小 结 在起重机试 验 中液压测 力装置受其结构 、液 压 系统特性等 的影 响,无法对起重机各运 转机构 完成充分 的验证 。但在对起重机结构件承 载能力 验证要求充分而运转部件要求 不充分 的情 况下或 一 1 O 8 一 砝码的确无法 准备等一些特 殊场合下 ,可 以选择 液压测力装置。 参考文献 [ 1 ][ 1 ]G B / T 5 9 0 5 --2 0 1 1 起重机试验规范和程序[ S ]. [ 2 ]张质文,王金诺,程文明,等 .起重机设计手册[ M] . 第二版 .北京中国铁道出版社,2 0 1 3 . [ 3 ]何存兴 ,张铁华 .液压传动与气压传动[ M] .武汉 华中科技大学出版社,2 0 0 0 . 作 者石锦 地 址重庆市九龙坡区中梁山人和场重庆起重机厂有 限责任公司 . 邮 编 4 0 0 0 5 2 收稿 日期 2 0 1 40 4 04 起重运输机械 2 0 1 4 7