φ56组合锚绞机恒张力液压控制系统的设计与分析

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Design and Analysis of Constant Tension Hydraulic Control System of 6Combined W indlassZHOU Zhongwang.ZHAO Linlin(Department of Electronics Engineering，Jiangsu Vocational and Technical Colege of Finance&Economics，Huaian Jiangsu 223003，China)Abstract：The main pump control system and the auxiliary pump control system are designed by analyzing the working status ofhydraulic combined windlass.The main pump control system was designed by adopting a manual proportioner to control motor speedand regulate the bul-wire speed；one way sequence valve for balanced valve to prevent the cable laying in high speed and release；three high-pressure valves to ensure the left and fight sides of the main pump to operate normally.The auxiliary pump control systemwas designed by using OVel'flow valve to control cable tension and by recharging oil device to control the reverse motor speed and bymanual two-position four-way direction valve to control the main pump and auxiliary pump working station.The hydraulic control systemis made running reliably。

Keywords：Combined windlass；Constant tension；Hydraulic control大型船舶在系泊期间，由于潮水的涨落、吃水的变化、风力的改变等原因，经常需要甲板值班人员调整缆绳的张弛程度，即人工松出和收紧缆绳。由于人工操作，不仅麻烦费事，而且不可能做到使每-根缆绳所受的张力完全-致，因此在系泊期间可能造成某- 根缆绳张力过大而拉断，这样其他缆绳的负荷立即增大，处于危险状态。为此，有必要在组合锚绞机上设计具有恒张力装置的液压控制系统 ，以实现 自动调整绞缆的张力，在缆绳拉力过大时自动放松，而缆绳松弛时又能自动收紧。

1 组合锚绞机的应用系泊设备主要由锚绞机、系缆机、带缆桩、导缆钳 (或导缆孔)组成。大多数船舶，在船首处将锚机和绞缆机置于-起，实现-机两用，称为组合锚机；而在船尾设置-台绞缆机。如图l所示，带缆桩固定在岸边，船舶涂码头时，由锚机 (系缆机)通过系缆索与带缆桩固定，对于某些大型船舶，为更可靠系泊，其锚机、系缆机左右对称，分别选用左右锚机和左右系缆机。

带 索图1 船舶设备的系泊2 组合锚绞机液压系统设计2.1 主泵供油液压 系统设计2.1.1 单侧起锚系缆时液压系统设计设计时只要使锚链轴旋转就可以，而起锚和系缆收稿 日期：2012-07-28作者简介：周忠旺 (1966-)，男，副教授，高级工程师，主要从事机械设计与制造、模具 CAD/CAM教学科研工作。

第16期 周忠旺 等： 6组合锚绞机恒张力液压控制系统的设计与分析 。123·动作由离合器操纵控制。锚链轴的旋转由旋转马达带动，液压马达在排量既定时，扭矩与工作油压成正比。因此，只需能控制马达的工作油压，就能控制马达扭矩，实现操纵起锚和系缆动作。

如图2所示，液压系统主要包括动力元件、执行元件和控制元件。

厂L图2 单侧起锚系缆时液压系统控制图各元件的作用如下：左侧液压组合锚机动力元件：考虑到安全因素，为保证在 1个柱塞泵损坏状况下不能影响主机工作，因此使用2个柱塞变量泵并联来驱动马达旋转。在泵的出口处安装溢流阀，控制系统中的压力保持基本恒定，实现调压、稳压或限压作用。

执行元件：液压马达 (既驱动锚机又驱动系缆机，转速范围为0～60 r/min，起锚时工作油压 l6MPa，系缆时工作油压 25 MPa，起执行机构作用)，并联-个顺序阀 (调定压力为 15 MPa)，串联了-个单向顺序阀 (又称为平衡阀)。平衡阀串联的作用是限制液压马达反转不能过快。当反转过快变成泵运行，进口油压降低使平衡阀关闭迫使油马达停止，直至进口油压回复才重新开启，继续反转；顺序阀作用是负荷过载时液压油从顺序阀流过，不经马达，从而保护马达。

控制元件：采用手动比例复合阀 (由两个单向阀、两个顺序阀和-个H型中位机能手动三位四通换向阀组成)。通过操纵比例阀手柄，可以无级控制液压油流量，从而控制马达转速。

2.1.2 左右两侧起锚系缆时液压系统设计在大型船舶中，船头通常使用两个锚绞机并分别左右布置。其液压控制系统是在单侧液压系统的基础上对称布置-个，两组并联使用，如图3所示。

右侧液压组合锚机图3 左右两侧起锚系缆时液压系统控制图但设计时注意以下几点：(1)左右两侧分别使用两组 (各 2个)柱塞泵供应液压油，-组正转，另-组反转，分别带动左右马达绕同-转向旋转。

(2)为防止左右柱塞泵发生故障，在左右两侧的动力源中选用2个柱塞泵并联使用作为动力，在 1个柱塞泵损坏状况下不能影响主机工作，确保主机安全运行。

· 124- 机床与液压 第 41卷左右两组液压泵互用，确保主机正常运行。如图3所示，在进油路中设置3个高压球阀。正常工作时，Q1和Q2打开，Q3关闭。应急时，两台泵组互为备用，即用-台泵分别对左右锚机供油，比如当右泵组发生故障时，可用左泵组供油使