[發明專利]一種用于卷揚絞車的液壓馬達負負載控制回路及其方法

在審

• 申請號: 201811071727.3
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109019381A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 張超;胡軍劍;付凱;朱小平;丁超
• 申請（專利權）人: 杭州流控機器制造有限公司
• 主分類號: B66D1/08
• 分類號: B66D1/08;F15B11/08;F15B13/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發明公開了一種用于卷揚絞車的液壓馬達負負載控制回路及其方法，能夠使設計者在系統設計階段就能很好地保證系統的穩定性，而且降低了負負載控制回路安裝時的局限性，增加了該系統應用的廣泛性。該回路包括減壓閥、第一壓力補償器、第二壓力補償器、安全溢流閥、比例換向閥、梭閥、第一單向閥、第二單向閥、壓力表、壓力傳感器和液壓馬達；本發明設計的帶壓力補償器的負負載液壓控制回路在安裝時可以與更多的液壓元件搭配連接，而且在安裝位置上也沒有特殊的要求，降低了其安裝的局限性，增加了其應用的廣泛性。而且避免了以往系統設計時存在的許多不確定性因素對系統穩定性的影響，降低了回路的設計難度。

技術領域

本發明屬于液壓技術領域，具體涉及海上作業絞車的帶壓力補償器的負負載液壓控制回路，具體是一種用于卷揚絞車的液壓馬達負負載控制回路及其方法。

技術背景

絞車是工業生產中常用的一種機械，具有悠久的歷史，現在泛指那些具有一個或幾個上面卷繞有繩索或鋼絲的圓筒的、用來提升或拖曳重載荷的動力機械。由于液壓絞車相對于其他驅動形式的絞車來說，結構緊湊，功率重量比高、驅動力拒大、啟動平穩、調速方便、使用安全可靠，幾年來得到了迅速的發展并獲得了廣泛的應用。隨著世界人口的增加、人類生存環境的惡化與陸地資源的消耗，世界各國的生存、發展與安全方面對海洋的需求日益增大，海洋地位急劇上升。而海洋拖曳絞車作為一種重要的裝備機械，在海洋研究以及海洋開發等領域得到了廣泛的應用。

在海洋絞車工作過程中，拖曳絞車在將拖曳體從其存儲位置釋放至水中指定工作位置時，所承受的負載為負負載，負負載會降低整個系統的穩定性，為保證負載的平穩釋放，需要在馬達負載腔建立足夠背壓以平衡負負載，而且由于海洋上絞車作業時風向、風力大小的變化以及水流方向、速度的變化使得負負載的平衡更加困難。

在設計絞車液壓系統時，如果馬達采用閉式回路驅動，那么回路中不需要采用任何措施即可自動平衡負負載，但是閉式回路本質上仍是容積調速系統，存在多個執行器難以同時共享油源的問題，因此大多數情況下，馬達驅動回路仍需采用開式液壓系統。

在使用開式液壓系統的情況下，絞車系統一般使用平衡閥來平衡負負載，其原理圖如圖1所示：該回路由換向閥、減壓閥、單向閥、平衡閥、安全溢流閥、液壓馬達以及壓力傳感器、壓力表等元件組成，其中平衡閥(4)的控制油口X與液壓馬達的非負載腔相通，進油口A與換向閥(1)的B口相通，出油口B與液壓馬達負載腔相通，當設備在釋放工況時平衡閥(4)根據液壓馬達非負載油腔的壓力控制液壓馬達的負載油腔的背壓，以平衡負負載。安全溢流閥(5)的進油口與液壓馬達負載腔相通，出油口與液壓馬達非負載腔相通，用來調定液壓馬達負載腔的安全壓力，防止馬達負載腔壓力過高，起高壓保護作用。減壓閥(2)進油口與主回路進油口相連并通過單向閥(3)一起為液壓馬達非負載腔補油，防止馬達非負載腔吸空。

當馬達處于卷揚工況時，換向閥1工作于左位，此時平衡閥4中集成的單向閥導通，平衡閥4不起作用。高壓油經換向閥1直接進入馬達負載腔，驅動馬達轉動，同時馬達非負載腔的低壓油經換向閥4直接回油箱；同時安全溢流閥5調節馬達負載腔的油壓，防止馬達負載腔油壓過高，起安全保護作用。

當馬達處于釋放工況時，換向閥1工作于右位，減壓閥2與單向閥3一起組成補油回路，向液壓馬達非負載腔補油，防止馬達非負載腔吸空，同時平衡閥4中的集成單向閥關閉，平衡閥4根據馬達非負載腔的油壓建立與負載相匹配的背壓，以平衡負負載，保證拖體的釋放速度完全由液壓油源所提供的進油流量控制而不受負載變化的干擾，防止拖體失控下放。釋放工況平衡閥工作的基本工作原理為：平衡閥4主閥芯節流口的開度受平衡閥x口壓力控制，由于平衡閥x口與馬達非負載腔相通，因此馬達非負載腔壓力即是平衡閥x口控制壓力，當馬達釋放速度所對應的流量低于液壓油源所提供的進油流量時，Pa升高，使得平衡閥4的主閥芯閥口加大，從而增大馬達的釋放速度；當馬達釋放速度所對應的流量超過液壓油源所提供的進油流量時，Pa降低，平衡閥4的主閥芯開口減小，馬達釋放速度減小，如此反復，直到馬達轉速所對應的流量與液壓油源所提供的進油流量相等為之。該回路安全可靠，能夠滿足一定工況下的工作需求，但也存在一些問題：