Разработка и функционирование гидравлической схемы управления механизмом подъема груза

Гидравлическая система механизма подъема груза крана (на примере крана «HÄGGLUNDS» («Хёглунд»)) показана на рис. 1.28.

Гидропривод механизма подъема включает два гидропривода, которые оборудованы регулируемыми аксиально-поршневыми насосами 1 и 2 (см. п. 17.4.1); радиально-поршневым моторами 7 и 84 специальных клапанов 3 и 4; двухскоростных клапанов 3 и 4; гидроцилиндров ленточных суммирующих тормозов 9 и 10; трехпозиционного четырехходового гидрораспределителя с электромагнитным управлением 15, который включает гидромотор, обеспечивает его работу в двух скоростных режимах; реле давления 13, обеспечивающее подачу контрольного электрического сигнала о перегрузке гидромотора; трехпозиционных четырехходовых гидрораспределителей 49 и 50 и сервоприводов 53 и 54, которые обеспечивают регулирование подачи гидромотора; замкнутой системы трубопроводов высокого давления.

Управление работой гидропривода осуществляется при помощи распределителей 15, 49 и 50, к которым из системы управления подведены нагнетательный (давление порядка 2…2,5 МПа или 20…25 bar) сливной трубопроводы (давление порядка 0,3 МПа или 3 bar).

Работа схемы управления механизмом подъма:

1. Нейтральное положение правой рукоятки пульта управления (рис. 1.28):

а) распределитель 15 не включен и двухскоростные клапаны 5 и 6 отключают гидромоторы 7 и 8 от системы трубопроводов высокого давления;

б) гидроцилиндры 9 и 10 отключаются от подачи масла и пружина 12 замыкает ленточные тормоза;

в) распределители 49 и 50 не срабатывают и сервоприводы 53 и 54 переводят насосы 1 и 2 на нулевую подачу;

г) работают только аксиально-поршневые насосы на нулевой подаче и шестеренчатый насос.

низкая скорость подъема

высокая скорость подъема

Рис. 1.28. Рычаги пульта управления механизмом подъема крана

2. Подъем груза: перемещение рукоятки управления механизмом подъема груза в один из пазов (рис. 1.28) вызывает срабатывание микровыключателей, которые включают электромагниты гидрораспределителя 15 и переводят в один из двух скоростных режимов работы мотора. Если рукоятку переключить вправо (рис. 1.28), микровыключатели включают электромагнит ЭМ1 на распределителе 15, который перемещает золотник в правую позицию (поле) распределителя и масло нагнетается от шестеренчатого насоса 46 по трубопроводам в направлении стрелки при этом:

а) через челночный клапан 14 происходит питание гидроцилиндров 9 и 10 и растормаживание ленточных тормозов;

б) двухскоростные клапаны 5 и 6 переводятся в правую позицию, тогда открываются каналы для подачи масла от насосов 1 и 2 во все цилиндры гидромоторов. Гидромототор включается на наибольший объем гидроцилиндров, при этом развиваемый им момент и грузоподъемность крана (см. формулу (17.11)) будут наибольшими, а частота вращения и скорость подъема груза (см. формулу (17.13)) – нименьшими. Этому положению соответствует механическая характеристика (рис. 1.29).

Скорость подъема, %

-50

-100

-150

-200

Нагрузка, %

Низкая скорость

Высокая скорость

Рис. 1.29. Механическая характеристика, изображающая работу радиально-поршневых моторов на высокой и низкой скоростях

Если рычаг в этом пазу плавно перевести на себя гидрораспределители 49 и 50 организуют постепенную подачу масла в сервопривод 53 и 54, который повернет диск насоса на малый угол a и переведет его на небольшую подачу. Груз начнет медленно страгиваться с места. При большем перемещении рычага управления на себя подача насоса и скорость подъема увеличатся. Возвращения рычага управления в среднее положение паза обеспечит уменьшение подачи насосов и уменьшению скорости подъема до нуля.

3. Опускание груза:если рычаг управления направить по правому пазу от себя (рис. 1.28), то микровыключатели запустят электромагниты ЭМ6 и ЭМ8, которые переместят золотники распределителей 49, 50 в левое положение, что поменяет направление подачи масла в сервоприводы 53 и 54, которые изменят направление подачи масла в трубопроводы от насосов к моторам – гидромоторы будут вращаться в другом направлении и груз начнет опускаться.

Левый паз рукоятки управление (рис. 1.28) используется для подъема или опускания груза небольшой массы с вдвое большей скоростью. Процедура и очередность включения распределителей аналогична ранее описанному случаю. Здесь включается электромагнит ЭМ 2, который переводит золотник распределителя в левую позицию – масло системы управления подается на двухскоростные клапаны 5 и 6 их золотники занимают левое положение в результате чего половина гидроцилиндров мотора переключаются на слив – рабочий объем гидромотора уменьшиться вдвое, уменьшая вдвое вращающий момент и грузоподъемность, и увеличивая скорость подъема груза.

Система управления и подпитки предназначена для обеспечения гидроаппаратуры управления требуемой подачей и давлением масла с целью регулирования работой силовых гидромашин, пополнения утечек масла из гидросистемы высокого давления, его охлаждения и фильтрации. В состав данной системы входит шестеренчатый насос 46, подающий масло из бака циркуляционного масла 44 и запасного масла 41, через фильтр 47, Для охлаждения нагретого масла используется маслоохладитель (теплообменник) 38, трубки которого защищены предохранительным клапаном 38. Защита системы управления от повреждения пиковыми значениями давления осуществляется гидроаккомулятороми 48. Контроль уровня давления в системах осуществляется при помощи манометров 28, 32, 33, 34, включаемых шаровыми клапанами 27, 31, 32, 34.

Кран оборудован рядом защитных устройств, обеспечивающих безопасную работу крана. Максимальный и минимальный вылеты крана ограничиваются конечными выключателями, кроме того превышение минимального вылета ограничивается пружинными буферами. Угол поворота крана может также ограничиваться конечными выключателями.

Кран снабжен ограничителями высоты подъема грузовой подвески и ограничителями, недопускающими свивание всего троса с грузовых барабанов, и ослабления натяжения тросов.

Гидромоторы от перегрузки по давлению защищаются при помощи реле давления, предохранительных клапанов в двухскоростных клапанах. Кроме того, система защищена предохранительными клапанами, которыми оборудуются специальные клапаны.

подъем груза

опускание груза

малая скорость

высокая скорость

Рукоятка управления

Рис. 1.30. Гидравлическая схема крана механизма подъема «HÄGGLUNDS»:

1, 2, 26, 37 – насосы регулируемые, 3, 4, 25 – клапаны специальные; 5,6 – клапаны скоростные; 7,8 16, 20 – гидромоторы; 9, 10, 17, 21 – гидроцилиндры; 11 – поршень тормозного цилиндра; 12 – тормозная пружина; 13 – реле давления; 14 – клапан; 15, 18, 22 – гидрораспределители; 19 – гидрораспределитель подключения гидромотора изменения вылета; 23 – гирорапределитель гидромотора подключения гидромотора поворота; 27. 31, 35, 36 – клапаны для манометра; 28, 32, 33, 34 – манометры; 30 – обратный клапан; маслоохладитель; 39 – клапан предохранительный; 40 – кран сливной; 41 – бак запасного масла; 42 – клапан запорный; 43 – датчик реле давления уровня масла; 44 – бак циркуляционного масла; 45 – кран сливной; 46 –насос шестеренчатый; 47 – фильтр; 49, 50, 51, 52 – гидрораспределители сервопривода; 53, 54, 55, 56 – сервопривод.

подъем груза

опускание груза

малая скорость

высокая скорость

Рукоятка управления