本發(fā)明涉及一種船用拖曳絞車液壓控制系統(tǒng)及傳動(dòng)裝置和控制方法，特別是一種補(bǔ)償拖纜張力變化的海況用絞車液壓控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

拖曳絞車作為船舶上最主要的拖拉或海洋起貨元件，有時(shí)在惡劣的海洋環(huán)境條件下，船體會(huì)做橫搖、縱搖、垂蕩及升沉運(yùn)動(dòng)，纜繩中張力大小極易發(fā)生突變。如果纜繩中張力過大，易造成纜繩崩斷；纜繩張力過小，纜繩就會(huì)變得松散并產(chǎn)生纏絞弧繞，負(fù)載容易船體相撞，造成設(shè)備受損。如果出現(xiàn)上述現(xiàn)象，那么船體的運(yùn)動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響船用絞車在海洋的正常作業(yè)，甚至使得正常的拖拉或海洋起貨變得異常復(fù)雜，難以完成任務(wù)。因此，為確保對(duì)負(fù)載布放回收作業(yè)平穩(wěn)、安全進(jìn)行，船用拖曳絞車必須配備一種液壓控制系統(tǒng)，它具備對(duì)纜繩張力的準(zhǔn)確測(cè)量、設(shè)定、自動(dòng)恒定的功能，保證纜繩始終處于適當(dāng)張緊狀態(tài)，以達(dá)到對(duì)海洋波浪的補(bǔ)償能力。

船用拖曳液壓控制系統(tǒng)中，嵌入可調(diào)式壓力溢流閥，能夠根據(jù)海況的變化設(shè)定溢流閥的工作壓力，限制作用于液壓馬達(dá)上壓力，來保持纜繩中直線張力不變；通過采用換向閥改變馬達(dá)的串并聯(lián)方式，實(shí)現(xiàn)不同工作模式的切換。該液壓控制系統(tǒng)不僅構(gòu)造簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低，而且整個(gè)絞車在海洋上的作業(yè)能力也能有效地得到改善，有較突出的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可以推廣到其他大型液壓起吊裝備工程領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種船用拖曳絞車液壓控制系統(tǒng)及傳動(dòng)裝置和控制方法，解決復(fù)雜海況下纜繩張力受船體運(yùn)動(dòng)影響負(fù)載布放、回收作業(yè)難以順利完成的困難，以改善拖曳絞車海洋上的作業(yè)能力。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：一種船用拖曳絞車液壓控制系統(tǒng)，它包括電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)與恒壓變量泵相連，所述恒壓變量泵出油口連接有壓力補(bǔ)償模塊和溢流閥，所述溢流閥的出油口接回油箱。

所述壓力補(bǔ)償模塊包括三位四通換向閥和先導(dǎo)型溢流閥，所述三位四通換向閥和先導(dǎo)型溢流閥的進(jìn)油口與恒壓變量泵相連，所述三位四通換向閥的兩個(gè)出油口并聯(lián)有第一梭閥，所述第一梭閥與第一單向閥和第二單向閥并聯(lián)，所述第一單向閥和第二單向閥串聯(lián)，所述第一梭閥和先導(dǎo)型溢流閥之間設(shè)置有單向節(jié)流閥；所述先導(dǎo)型溢流閥、三位四通換向閥的出油口都通過背壓閥接回油箱；所述第一單向閥和第二單向閥之間連接有油管通過背壓閥接回油箱。

所述壓力補(bǔ)償模塊的第一單向閥和第二單向閥之后并聯(lián)有第二梭閥，所述第二梭閥之后并聯(lián)有平衡閥，所述平衡閥與可調(diào)針閥串聯(lián)，所述平衡閥之后并聯(lián)有先導(dǎo)型溢流閥，所述先導(dǎo)型溢流閥和可調(diào)壓力閥相連構(gòu)成恒張力控制模塊，所述恒張力控制模塊之后并聯(lián)有高低速換向閥，所述高低速換向閥上連接有兩個(gè)雙向液壓馬達(dá)。

采用液壓系統(tǒng)所控制的船用拖拽絞車傳動(dòng)裝置，它包括雙向液壓馬達(dá)，其中一個(gè)雙向液壓馬達(dá)的輸出軸通過第一聯(lián)軸器與第一太陽輪相連；另一個(gè)雙向液壓馬達(dá)的輸出軸通過第二聯(lián)軸器與第二太陽輪相連，所述第二太陽輪與行星輪嚙合傳動(dòng)，所述行星輪通過第三聯(lián)軸器與行星減速機(jī)相連，所述行星減速機(jī)的輸出軸與卷筒的轉(zhuǎn)軸相連傳遞扭矩。

船用拖拽絞車傳動(dòng)裝置，所述第三聯(lián)軸器上連接有制動(dòng)缸，所述制動(dòng)缸通過單向節(jié)流閥和二位二通電磁換向閥與第二梭閥相連。

船用拖拽絞車傳動(dòng)裝置，所述行星減速機(jī)上連接有止動(dòng)缸，所述止動(dòng)缸與二位二通電磁閥相連，所述二位二通電磁閥的進(jìn)油口通過第三單向閥和減壓閥與恒壓變量泵的出油口相連，所述二位二通電磁閥和減壓閥的回油口接回油箱。

采用所述液壓控制系統(tǒng)控制船用拖拽絞車傳動(dòng)裝置的方法，它包括以下步驟：

第一步，液壓絞車按正常操作模式下放重物，一旦重物下放到水里，就通過可調(diào)壓力閥降低壓力設(shè)定等級(jí)，在該模式下，當(dāng)液壓絞車所受的負(fù)載高于壓力設(shè)定等級(jí)時(shí)，纜繩處于放繩狀態(tài)，當(dāng)絞車負(fù)載小于壓力設(shè)定時(shí)，則纜繩收繩；

第二步，當(dāng)系統(tǒng)處于布放工況時(shí)，三位四通換向閥的DT2通電，液壓馬達(dá)正向旋轉(zhuǎn)，通過行星減速機(jī)帶動(dòng)卷筒正向旋轉(zhuǎn)，可將負(fù)載放下；

第三步，當(dāng)系統(tǒng)處于布放工況時(shí)，三位四通換向閥的DT1通電，液壓馬達(dá)反向旋轉(zhuǎn)，通過行星減速機(jī)帶動(dòng)卷筒反向旋轉(zhuǎn)，可將負(fù)載收回；

第四步，當(dāng)系統(tǒng)需要停止時(shí)，三位四通換向閥斷電，電磁閥通電，液壓油推動(dòng)制動(dòng)缸活塞桿受彈簧作用向下運(yùn)動(dòng)，剎車抱緊雙向液壓馬達(dá)，雙向液壓馬達(dá)制動(dòng)；同時(shí)，二位二通電磁閥通電，經(jīng)減壓閥減壓后油液推動(dòng)止動(dòng)缸的插銷向上運(yùn)動(dòng)，夾緊卷筒，可以使拖曳負(fù)載穩(wěn)定地停留在某一位置；

第五步，可調(diào)壓力閥的工作壓力根據(jù)纜繩拉力決定，配合先導(dǎo)型溢流閥限制雙向液壓馬達(dá)最大工作壓力；與此同時(shí)，壓力補(bǔ)償模塊可以補(bǔ)償雙向液壓馬達(dá)的工作壓力，保證纜繩中張力不變。

本發(fā)明有如下有益效果：

（1）將恒張力控制模塊與壓力補(bǔ)償模塊配合使用，根據(jù)不同海況實(shí)現(xiàn)壓力的隨時(shí)可調(diào)，從而保證絞車布放回收作業(yè)的正常進(jìn)行。

（2）通過改變兩個(gè)液壓馬達(dá)的串、并聯(lián)方式，實(shí)現(xiàn)不同工作模式的切換，大大提高了拖曳絞車的工作效率。

（3）該拖曳絞車液壓控制系統(tǒng)能改善絞車在復(fù)雜海況下的作業(yè)能力，具備較好的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可推廣至其他類似工程領(lǐng)域。

（4）本發(fā)明能極大地減小纜繩中張力的變化，適應(yīng)不同海浪的要求，既能用于正常作業(yè)，又能實(shí)現(xiàn)恒張力的控制，以保證對(duì)負(fù)載回收布放作業(yè)的平穩(wěn)、安全進(jìn)行，可以有效地改善了整個(gè)絞車在復(fù)雜海洋環(huán)境下的作業(yè)能力。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明所提出的船用拖曳絞車液壓控制系統(tǒng)的工作原理示意圖。

圖中：電動(dòng)機(jī)1、恒壓變量泵2、溢流閥3、背壓閥4、單向節(jié)流閥5、先導(dǎo)型溢流閥6、三位四通換向閥7、第一梭閥8、第一單向閥9、第二單向閥10、第二梭閥11、可調(diào)針閥12、平衡閥13、二位二通電磁換向閥14、單向節(jié)流閥15、先導(dǎo)型溢流閥16、可調(diào)壓力閥17、高低速換向閥18、雙向液壓馬達(dá)19、制動(dòng)缸20、減壓閥21、第三單向閥22、二位二通電磁閥23、止動(dòng)缸24、卷筒25、行星減速機(jī)26、第一聯(lián)軸器27、第一太陽輪28、第二聯(lián)軸器29、第二太陽輪30、第三聯(lián)軸器31、行星輪32、絞車拖曳體33、恒張力控制模塊34、壓力補(bǔ)償模塊35。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。

如圖1，一種船用拖曳絞車液壓控制系統(tǒng)，它包括電動(dòng)機(jī)1，所述電動(dòng)機(jī)1與恒壓變量泵2相連，所述恒壓變量泵2出油口連接有壓力補(bǔ)償模塊35和溢流閥3，所述溢流閥3的出油口接回油箱。防止系統(tǒng)過載運(yùn)行。

進(jìn)一步的，所述壓力補(bǔ)償模塊35包括三位四通換向閥7和先導(dǎo)型溢流閥6，所述三位四通換向閥7和先導(dǎo)型溢流閥6的進(jìn)油口與恒壓變量泵2相連，所述三位四通換向閥7的兩個(gè)出油口并聯(lián)有第一梭閥8，所述第一梭閥8與第一單向閥10和第二單向閥9并聯(lián)，所述第一單向閥10和第二單向閥9串聯(lián)，所述第一梭閥8和先導(dǎo)型溢流閥6之間設(shè)置有單向節(jié)流閥5；所述先導(dǎo)型溢流閥6、三位四通換向閥7的出油口都通過背壓閥4接回油箱；所述第一單向閥10和第二單向閥9之間連接有油管通過背壓閥4接回油箱。

進(jìn)一步的，所述壓力補(bǔ)償模塊35的第一單向閥10和第二單向閥9之后并聯(lián)有第二梭閥11，所述第二梭閥11之后并聯(lián)有平衡閥13，所述平衡閥13與可調(diào)針閥12串聯(lián)，所述平衡閥13之后并聯(lián)有先導(dǎo)型溢流閥16，所述先導(dǎo)型溢流閥16和可調(diào)壓力閥17相連構(gòu)成恒張力控制模塊34，所述恒張力控制模塊34之后并聯(lián)有高低速換向閥18，所述高低速換向閥18上連接有兩個(gè)雙向液壓馬達(dá)19。

進(jìn)一步的，所述恒壓變量泵2和雙向液壓馬達(dá)19組成容積式調(diào)壓回路，恒壓變量泵2出口壓力由最大負(fù)載決定，出口流量由負(fù)載轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。通過高低速換向閥18改變兩個(gè)雙向液壓馬達(dá)19的連接方式實(shí)現(xiàn)高速小扭矩和低速大扭矩兩種模式的切換。

進(jìn)一步的，所述溢流閥3安裝在恒壓變量泵2出油口，通過調(diào)節(jié)溢流閥3上彈簧的壓縮量，設(shè)定溢流閥3的工作壓力，當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力到達(dá)溢流閥3的設(shè)定值后，溢流閥3開始溢流，系統(tǒng)壓力不再升高。

進(jìn)一步的，所述三位四通換向閥7在不同工作位置時(shí)，對(duì)應(yīng)著改變雙向液壓馬達(dá)19的旋向，三位四通換向閥7右位工作時(shí)雙向液壓馬達(dá)19正向旋轉(zhuǎn)，左位工作時(shí)反向旋轉(zhuǎn)，中位工作時(shí)停止旋轉(zhuǎn)；此外三位四通換向閥7具有手動(dòng)和電動(dòng)換向功能。

進(jìn)一步的，由單向節(jié)流閥5、先導(dǎo)型溢流閥6、三位四通換向閥7、第一梭閥8、第一單向閥9組成壓力補(bǔ)償模塊35，可以給雙向液壓馬達(dá)19補(bǔ)油，改變雙向液壓馬達(dá)19的旋向和速度。

進(jìn)一步的，平衡閥13在雙向液壓馬達(dá)19的排油腔產(chǎn)生足夠的背壓，形成制動(dòng)力矩，起到動(dòng)態(tài)制動(dòng)的作用，保證雙向液壓馬達(dá)19不被超速運(yùn)轉(zhuǎn)；只有當(dāng)壓力油通過可調(diào)針閥12進(jìn)入平衡閥13先導(dǎo)口，才能穩(wěn)定的下放負(fù)載。

進(jìn)一步的，先導(dǎo)型溢流閥16和可調(diào)壓力閥17組成恒張力基本控制模塊34，先導(dǎo)型溢流閥16用于限制作用在液壓馬達(dá)上的壓力?？烧{(diào)壓力閥17允許遠(yuǎn)程設(shè)定壓力，且該壓力比先導(dǎo)型溢流閥16??；正常操作條件下先導(dǎo)型溢流閥16完全關(guān)閉，對(duì)絞車的操作不起任何影響；先導(dǎo)型溢流閥16動(dòng)作時(shí)，雙向液壓馬達(dá)19的壓力就開始受到限制，且不受壓力補(bǔ)償模塊35的影響，具有過壓保護(hù)功能。

進(jìn)一步的，電磁閥14通電時(shí)，液壓油推動(dòng)制動(dòng)缸20活塞桿受彈簧作用向下運(yùn)動(dòng)，剎車抱緊雙向液壓馬達(dá)19，雙向液壓馬達(dá)19制動(dòng)；電磁閥14斷電時(shí)，經(jīng)過第二梭閥11的液壓油推動(dòng)制動(dòng)缸20活塞桿向上運(yùn)動(dòng)，剎車收回，液壓馬達(dá)動(dòng)作。

進(jìn)一步的，二位二通電磁閥23通電時(shí)，經(jīng)減壓閥21減壓后油液推動(dòng)止動(dòng)缸24插銷向上運(yùn)動(dòng)，夾緊卷筒，可以使拖曳負(fù)載穩(wěn)定地停留在某一位置；二位二通電磁閥23斷電時(shí)止動(dòng)缸24插銷向下運(yùn)動(dòng)，松開卷筒。

進(jìn)一步的，行星減速機(jī)26安裝在兩個(gè)雙向液壓馬達(dá)19與絞車卷筒25之間，可將兩個(gè)雙向液壓馬達(dá)19的動(dòng)力輸出來，從而帶動(dòng)卷筒25旋轉(zhuǎn)，其減速比可根據(jù)實(shí)際工況確定。

實(shí)施例2：

進(jìn)一步的，采用液壓系統(tǒng)所控制的船用拖拽絞車傳動(dòng)裝置，它包括雙向液壓馬達(dá)19，其中一個(gè)雙向液壓馬達(dá)19的輸出軸通過第一聯(lián)軸器27與第一太陽輪28相連；另一個(gè)雙向液壓馬達(dá)19的輸出軸通過第二聯(lián)軸器29與第二太陽輪30相連，所述第二太陽輪30與行星輪32嚙合傳動(dòng)，所述行星輪32通過第三聯(lián)軸器31與行星減速機(jī)26相連，所述行星減速機(jī)26的輸出軸與卷筒25的轉(zhuǎn)軸相連傳遞扭矩。

進(jìn)一步的，船用拖拽絞車傳動(dòng)裝置，所述第三聯(lián)軸器31上連接有制動(dòng)缸20，所述制動(dòng)缸20通過單向節(jié)流閥15和二位二通電磁換向閥14與第二梭閥11相連。

進(jìn)一步的，船用拖拽絞車傳動(dòng)裝置，所述行星減速機(jī)26上連接有止動(dòng)缸24，所述止動(dòng)缸24與二位二通電磁閥23相連，所述二位二通電磁閥23的進(jìn)油口通過第三單向閥22和減壓閥21與恒壓變量泵2的出油口相連，所述二位二通電磁閥23和減壓閥21的回油口接回油箱。

實(shí)施例3：

采用所述液壓控制系統(tǒng)控制船用拖拽絞車傳動(dòng)裝置的方法，它包括以下步驟：

第一步，液壓絞車按正常操作模式下放重物，一旦重物下放到水里，就通過可調(diào)壓力閥17降低壓力設(shè)定等級(jí)，在該模式下，當(dāng)液壓絞車所受的負(fù)載高于壓力設(shè)定等級(jí)時(shí)，纜繩處于放繩狀態(tài)，當(dāng)絞車負(fù)載小于壓力設(shè)定時(shí)，則纜繩收繩；

第二步，當(dāng)系統(tǒng)處于布放工況時(shí)，三位四通換向閥7的DT2通電，液壓馬達(dá)19正向旋轉(zhuǎn)，通過行星減速機(jī)26帶動(dòng)卷筒25正向旋轉(zhuǎn)，可將負(fù)載放下；

第三步，當(dāng)系統(tǒng)處于布放工況時(shí)，三位四通換向閥7的DT1通電，液壓馬達(dá)19反向旋轉(zhuǎn)，通過行星減速機(jī)26帶動(dòng)卷筒25反向旋轉(zhuǎn)，可將負(fù)載收回；

第四步，當(dāng)系統(tǒng)需要停止時(shí)，三位四通換向閥7斷電，電磁閥14通電，液壓油推動(dòng)制動(dòng)缸20活塞桿受彈簧作用向下運(yùn)動(dòng)，剎車抱緊雙向液壓馬達(dá)19，雙向液壓馬達(dá)19制動(dòng)；同時(shí)，二位二通電磁閥23通電，經(jīng)減壓閥21減壓后油液推動(dòng)止動(dòng)缸24的插銷向上運(yùn)動(dòng)，夾緊卷筒，可以使拖曳負(fù)載穩(wěn)定地停留在某一位置；

第五步，可調(diào)壓力閥17的工作壓力根據(jù)纜繩拉力決定，配合先導(dǎo)型溢流閥16限制雙向液壓馬達(dá)19最大工作壓力；與此同時(shí)，壓力補(bǔ)償模塊35可以補(bǔ)償雙向液壓馬達(dá)19的工作壓力，保證纜繩中張力不變。

此外，如果將先導(dǎo)型溢流閥16調(diào)整到最大流量全速收繩的方向，則全部的流量通過打開的先導(dǎo)型溢流閥16流入作為泵工況的雙向液壓馬達(dá)19進(jìn)油口，從而增大了絞車的放繩速度，絞車速度的增大進(jìn)而先導(dǎo)型溢流閥16的再次關(guān)閉，又使雙向液壓馬達(dá)19壓力增大，同時(shí)又可以減小繩索張放的速度。當(dāng)達(dá)到某一個(gè)平衡點(diǎn)上時(shí)，液壓絞車將停止運(yùn)動(dòng)并開始收繩。通過調(diào)節(jié)可調(diào)壓力閥17的設(shè)定壓力，可以得到期望的下放和提升速度。

絞車在運(yùn)動(dòng)的負(fù)載下，在回收、布放、保持等三種狀態(tài)下保持較為恒定的直線張力，能顯著地改善纜繩上的張力變化，具有較好的應(yīng)用效果。

通過上述的說明內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。