船用新型液压货用升降机的应用设计

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Design of New Hydraulic Ship Material HoistWANG Hongbo(Bengbu Naval Pety Oficer Academy，Bengbu Anhui 233012，China)Abstract：A new hydraulic ship matefiM hoist system was designed.The system has good stabiliw and safety.The design hasIleference value。

Keywords：Hydraulic MatefiM hoist：Hydraulic system船舶上下甲板之间的货物传输，是较经常性的工作。当前，货物的传输主要有3种形式： (1)靠人力搬运；(2)靠舰艇起重机吊运；(3)靠货用升降机运输。货用升降机是船舶中经常使用的载货机械，- 般由电动牵引电梯完成工作，主要由塔架、吊厢、驱动机构、安全装置、电控系统、提升系统等部件组成。由于零件加工和安装精度要求，起重装置磨损、变形，部分装置维护不便等原因，电动牵引电梯工作存在振动、噪声、运动平稳性差、运动安全性不高、载质量小等缺点。

为了弥补电动升降机的不足，发挥液压系统体积孝质量轻、占用空间孝速度调节方便，易于实现自动化和自动过载保护、零件润滑性好、使用寿命长等优势，作者设计-款新型液压货用升降机，以满足船舶结构和使用要求，提高工作效率、运行平稳性、工作可靠性。

1 液压系统设计由于液压升降机噪声低、耗电盛运行平稳、安全可靠，特别适用于低速、重载、提升高度较低的场合，尤其是10 m以下、速度需求也不高的，可优先选择液压货用升降机。

液压系统如图1所示，系统由油泵、单向阀、换向阀、溢流阀、液压马达、刹车油缸、辅助组件等组成。

系统的执行器为驱动升降机的液压马达，马达带动绞车旋转，通过钢缆提升升降机运动。系统的油源为定量液压泵，系统压力设定和液压泵卸荷控制由溢流阀实现。

图 1 液压系统原理图系统油路采用单向节流阀 12，使得油液进入油缸时，具有单向阀导通时的功能，进人液压马达 15的流量较大，使得升降上升具有较大的驱动；而流回油箱时，具有节流阀的功能，流量相对较小，以控制升降机下降的速度。

采用液控单向阀12、13，具有缩紧功能，当换向阀9处于右位工作时，压力油经过单向节流阀10进入液压马达 15，同时通过控制口打开单向阀12，使得油液流回油箱，马达正转，升降机上升；反之，马达反转，升降机下降。当换向阀处于中位，单向阀12与 13均关闭，马达双向锁紧。由于液控单向阀的密封性好，马达锁紧可靠。

(下转第62页)收稿日期：2012-05-16作者简介：王洪波 (1976-)，男，硕士，讲师，主要从事甲板设备的科研和教学工作。E-mai1：whb761113###126.corn。

· 62· 机床与液压 第 41卷电流”值。如果调整量不合适 ，重复上述步骤。

3.2 阶跃响应特性检测设定液压油源的输出流量为适当值，设定液压油源的供油压力为7 MPa，提供干燥洁净的冷却空气。

检测时，计算机控制信号发生器输出方波信号，频率0.2 Hz，幅值2 V，测试系统采集阀芯位移反馈信号，计算机绘出阀芯位移与输入信号曲线，如图4所示。

计算机计算出上升时间为 1.8 ms，超调量为 10%，得到被试阀的阶跃响应特性。

2.6时间，s图4 阶跃响应特性曲线3.3 频率响应特性检测设定液压油源的供油压力为7 MPa。提供干燥洁净的冷却空气。检测时，计算机控制信号发生器发出正弦激励信号扫频，频率10-350 Hz，幅值 1 V，测试系统采集阀芯位移信号，计算机计算输出信号与输入信号的幅值比和相位移，采用连续测绘/记录方式，绘制幅频特性响应曲线和相频特性响应曲线，如图5所示，计算机求出-3 dB频响为263 Hz，-90。频响为 162 Hz，即为FMV伺服阀的频率响应特性。

1-幅频响应 相额响应频率 /Hz图5 频率响应特性曲线4 结束语FMV三通伺服阀采用动圈式力马达驱动，稳态时力马达输出的电磁力与对中弹簧的变形抗力相平衡。由于动圈式力马达的静特性线性极好，机械对中弹簧的线性也很好，所以FMV阀有很好的线性位移特性。

FMV伺服阀的无阻尼自然角频率与阀的对中弹簧刚度成反比，由于 FMV阀的对中弹簧刚度较大，提高了阀的动态响应。另外，该阀使用专用伺服放大器，其恒流功率放大输出级采用高电源电压 (±47V)，使瞬态驱动的加速能力加大，也提高了阀的动态响应。从 FMV伺服阀的阶跃响应和频率响应测试曲线可以看出，其阶跃响应的上升时间为2 ms，频率响应约 160 Hz。

FMV伺服阀的阻尼比也与阀的对中弹簧成反比，对中弹簧刚度越大，阀的阻尼比就越小，阀的稳定性就越差。从 FMV伺服阀的阶跃响应试验曲线可以看出，其阻尼比较小，阀超调量高达 10%。

FMV伺服法采用大电流驱动可使灵敏度降低得到补偿，而克服阻尼比小，就只能在控制系统设计中给予特殊的考虑。