輪式龍門吊車轉向液壓系統的改造

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　　一、問題與分析

　　有一家公司在1990年代早期購買了兩臺EDERER輪式龍門吊集裝箱起重機(以下簡稱輪式龍門吊)，自投入使用以來，故障頻繁，無法滿足生產需要。目前存在的主要問題是：大車機構在轉向時經常發生故障，設備不能正常工作。輪式龍門吊在集裝箱碼頭的廣泛使用，主要是因為它具有軌道式龍門吊提高堆場利用率、堆垛能力等優點，而且跨運車機動靈活，能轉場作業。所以，設備在運行時經常要轉場，轉場頻繁故障對生產的影響日益顯現：一到機器需要轉場時，維修人員需要現場排除故障，大量的生產時間，并使維修人員感到疲勞。在這種情況下，操作者都不愿意使用這兩種輪胎式龍門吊，維修員也感到頭疼。以后只能規定，這兩種輪胎式龍門吊只能在一處操作，盡可能地避開轉場作業，但情況還是越來越糟，連作業量都降到**幾十箱的水平，對于價值幾百萬元的設備來說，這是一種嚴重浪費。

　　為使輪胎式龍門吊車能正常投入生產，滿足集裝箱作業量不斷增長的堆場裝卸機械需求，組建攻關小組，要求在不影響原設備穩定性及基本操作能力的前提下，提高大車機構的整體性能，為了減輕生產壓力，提高大車系統的工作穩定性。

　　本機是對原大車轉向系統進行設計時，僅僅依靠液壓缸的伸長和電氣限位開關來保證大車的轉向位置，并提供大車轉向信號。如果對金屬部件進行改造，則工程龐大、耗資巨大，而且會影響到原有金屬構件的穩定性和大車系統的**。為此，決定從液壓系統入手對其進行改造，從而獲得精確的轉向定位。技術組對EDERER輪胎式龍門吊車轉向液壓轉向系統的整體圖紙進行了認真細致的研究，參考其它有關液壓傳動機械的技術資料，結合多年維修經驗，互相探討，*終發現原大車轉向液壓系統設計中存在一些不合理的地方，是造成轉場故障頻繁發生的關鍵。

　　EDERER輪胎式龍門吊的轉向液壓油路圖顯示，在定位鎖銷的換向閥上使用O型三位四通換向閥是可行的。由于O型換向閥在斷電狀態下即插銷或拔銷就位時，各油1:3完全封閉，此時插銷油缸內的兩個油腔都封閉，液壓缸充滿油液，系統不卸荷。這類換向閥的特點是：從靜止到起動平穩，制動過程中轉動慣量造成液壓沖擊，換向位置精度高。實踐證明，只要插入銷軸的活塞油封對液壓缸進行老化和損壞，就可使液壓缸內漏，定位精度高。但是，在轉向系統中，由于大車機構布置的特殊性，需要在轉向系統的液壓油路上考慮大車在轉向過程中要防止整臺車平穩地移動，因此轉場時應采取各組不同步的電氣控制模式。轉場過程中各輪胎與轉場板間的摩擦會產生較大的反向力矩。在原液壓系統中，原轉向油路只是一種Y形三位四通換向閥控制，在此反向力矩作用下，在提前轉向就位時，轉向缸內的油液，從換向閥體到閥j：之間的微小間隙逐漸漏回油箱，活塞桿的回縮導致輪胎轉向定位板轉動不到位。輪胎轉場全部動作完成，電氣上經過適當的時延后，插銷控制油路上的換向閥得電作用，使定位插銷動作，但由于定位板沒有轉到位，插銷無法插入定位孔，因而無法將插銷插入位置。上述分析是易發生輪式龍門吊轉場故障的關鍵所在。

　　二、改進方案

　　關鍵已經找出來了，下一步是“對癥下藥”。通過對故障原因的深入分析和研究，又查閱了有關的技術資料，*后在保留原液壓機構的基礎上，在轉向液壓回路中增加一套液控單向閥，如圖2—34所示。本發明旨在利用液控單向閥可靠地鎖住執行器任意位置，從而提高了轉向油缸的定位精度。為何不直接采用一種可以提供更高定位精度的。用換向閥代替原來的Y型換向閥嗎?或者是上面分析的原因，轉場時，逆轉矩仍然可能引起。型換向閥閥體與閥芯之間有微小泄漏，造成定位誤差。而且液控單向閥能提供很好的密封油路效果。正常情況下O型換向閥的閉合效果可以達到：如果不考慮外部載荷的影響，在換向過程中，由于慣性力產生較大沖擊，換向閥換向重復位置比較準確;如果考慮外載作用導致閥芯泄漏，則其定位精度會降低。但單向液控閥門的密封效果可以達到：在有保壓要求的情況下，可利用錐閥封閉良好的密封性，使油路長時間保持壓力，并具有很高的定位精度。因此決定在輪式龍門吊的大車轉向液壓回路液壓缸的兩個接油口處，每對接一只液控單向閥，這兩個液控單向閥均安裝在同一閥體內，因此也稱為雙向液壓鎖。在液控單向閥的作用下，液壓缸的兩個接口都被液控單向閥鎖死，液力缸體內的油液不會因外力作用而外力外力作用而外力外露，無法進入缸內，從而有效阻止了活塞桿的運動，取得了良好的定位效果，這也是雙向液壓鎖在這里發揮的作用。因為換向閥和液壓缸之間安裝了液控單向閥，從而解決了換向閥在外力作用下產生內泄的問題，而且活塞桿不會因為活塞桿的收縮而被“鎖定”到所要求的工作位置，從而滿足轉場需要。

　　三、結論

　　早先的輪胎式龍門吊車轉向系統大多是采用機械擋塊定位系統和液壓定位系統，而后期的輪胎式龍門吊則大多在液壓系統的基礎上加加雙輪差速器裝置，以減少大車轉向阻力，提高系統可靠性。且近來部分輪胎式龍門吊已采用液壓千斤頂機械整體頂升轉場，此時大車轉向系統已基本不受任何阻力，系統的可靠性得到進一步提高。