港口设备_轮胎式龙门吊的维修——转向液压系统改进方案

(1)改进方案

症结已经找到，接下来就是要“对症下药”。在深入分析、研究故障产生的原因后，我们又查阅了相关的技术资料，最终形成了在保留原有液压机构的基础上，在转向液压回路上增加一套液控单向阀的改进方案(见图S)。目的是为了利用液控单向阀可以可靠地将执行元件锁紧在任意位置上不动的特点来提高转向液压缸的定位精度。为什么不直接采用一个可提供更高定位精度的0型换向阀来替代原有的Y型换向阀呢？还是以上分析的原因，转场时产生的反向扭矩仍可能造成O型换向阀阀体和阀芯微小的间隙泄漏，导致定位不准，而液控单向阀可以提供很好的油路封闭效果。通常O型换向阀的封闭效果可以达到：如不考虑外加载荷影响，在换向过程中，由于惯性力引起较大冲击，换向点换向重复位置较精确；如考虑到外加载荷造成阀芯泄漏，其定位精度将降低。而单向液控锁的封闭效果则可以达到：当有保压要求时，可以利用锥阀关闭良好的严密性，使油路长时间保压，且具有很高的定位精度。所以决定在轮胎式龙门吊的大车转向液压回路中液压缸的两个接油口处各串接一个液控单向阀，这两个液控单向阀安装在同一个阀体中，故又称双向液压锁。当液压缸在某一位置停留时液压缸两接口均被液控单向阀锁死，液压缸内的油液不会在外加载荷作用下流出缸外，外界油液也进不到液压缸内，从而就有效地防止了活塞杆的移动，产生较好的定位效果。这就是双向液压锁在这里所起的作用。由于在换向阀与液压缸之间加装了液控单向阀，排除了换向阀在外力作用下产生内泄的问题，活塞杆不会因此回缩，就可以把液压缸可靠地“锁紧”在所要求的工作位置上，满足转场需求。

(2)元件选择

剩下的问题就是根据龙门吊大车转向液压机构所需要的工作压力，选用合适的液控单向阀（见图T）。因为液控单向阀油液从A口到B口可自由通过，但从B口到A口则截止。当需要油液由B口向A口流动时，需在控制口C施加控制压力p_c；控制压力p_c在控制活塞上产生一个推力，打开单向阀，此时油液便可由B口流向A口。因为单向阀阀芯的右侧作用着压力p₁，因此控制压力p_c必须足够大才能克服p₁的作用力将阀日打开。

    ①通过对控制活塞和阀芯进行受力分析

                        p_c =（A₁/A₂）p₁+c                         (9-1)

式中  p₁——油口B的压力，Pa；

      A₁——主阀锥面截面积，rn2；

      A₂——控制活塞截面积，1112；

      C——常数(取0.5MPa)。

    ②对液压油路的平衡回路(见图U)的分析

                        p₁=(A₃/A₄)p+F/A₄                        (9-2)

式中 p——液压缸上腔压力，Pa；

     A₃——液压缸有杆腔面积，m；

     A₄——液压缸无杆腔面积，m；

     F——作用于液压缸上的全部负载。

    由式(9-1)和式(9-2)可得：

    p_c=(A₁/A₂)[(A₃/A₄)p+F/A₄]+C，又因为p_c=p

    所以有：

                    p_c=(A₁F十A₂A₄C)/(A₂A₄-A₁A₃)               (9-3)

    液控单向阀的控制压力不仅取决于自身的结构参数，而且还与液压缸的结构参数及外加负载有关。液控单向阀的实际控制压力必须大于所确定的值。另外，为了提高液控单向阀的定位精度，相配换向阀所选的正确型号应为Y型或H型。因为采用Y型或H型换向阀，当阀芯处于中位时，液压缸处于浮动状态，两个负载口都接油箱，此时液控单向阀能有效关闭，液压缸活塞杆及负载迅速停止运动，从而提高回路的定位精度。EDERER型轮胎式龙门吊的大车转向液压机构原采用的是Y型三位四通换向阀，这与我们进行技改所需的换向阀形式相吻合。因此，原有的换向阀可以利用起来，继续使用。通过查找资料确定了满足要求的液控单向阀型号Z2S6-1-6x。

    多次试验证明改造达到了预期目标，两台轮胎式龙门吊转场功能得到完全恢复，大车转向故障率从95%降到了不足5%，为公司生产的正常有序进行提供了有力的保证。