液壓技術(shù)在吊艇機(jī)上的應(yīng)用

王洪波

（海軍蚌埠士官學(xué)校航海系，安徽蚌埠233012）

船用吊艇機(jī)是吊艇架的動(dòng)力操縱設(shè)備，完成吊放小艇的任務(wù)。要求收放鋼纜的速度為36～58 m/min。當(dāng)前船上采用的機(jī)械式吊艇機(jī)，一般由電機(jī)、減速裝置、離心剎車裝置、單向制動(dòng)裝置和人力剎車組成。其存在的不足之處為：傳動(dòng)機(jī)械占用甲板空間較大，啟動(dòng)平穩(wěn)性不夠好，速度調(diào)節(jié)不方便，機(jī)件潤滑條件不好，易出故障?？紤]到液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，于是提出了液壓吊艇機(jī)的設(shè)計(jì)方案。

1 液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)

液壓傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）裝置體積小，重量輕，占用空間??；

（2）運(yùn)動(dòng)慣性小，起動(dòng)、換向較迅速、平穩(wěn)；

（3）速度調(diào)節(jié)方便，能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和自動(dòng)過載保護(hù)；

（4）采用油液作介質(zhì)，零件潤滑性好，使用壽命長；

（5）液壓組件都是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品，便于設(shè)計(jì)制造和推廣應(yīng)用。

當(dāng)然液壓傳動(dòng)也存在傳動(dòng)效率較低、傳動(dòng)比不準(zhǔn)確、成本較高等不足，但對(duì)吊放小艇不是很重要，并不要求準(zhǔn)確的傳動(dòng)比和很高的效率等。

從比較可以看出，吊艇機(jī)以前采用機(jī)械傳動(dòng)，主要是考慮建設(shè)成本；現(xiàn)在看來，采用液壓傳動(dòng)應(yīng)更為合適。

2 設(shè)計(jì)方案

該系統(tǒng)由液壓泵、液壓閥、液壓馬達(dá)、離合器、滾筒、制動(dòng)器和支架等部件組成。設(shè)計(jì)時(shí)，從結(jié)構(gòu)簡單考慮，選用低速大轉(zhuǎn)矩的靜力平衡式徑向柱塞液壓馬達(dá)，其收放鋼纜的速度在30～60 m/min之間，可以滿足要求，同時(shí)省去了笨重的減速裝置。該液壓絞車的工作原理，是用低速大轉(zhuǎn)矩的靜力平衡式徑向柱塞液壓馬達(dá)，通過離合器的結(jié)合驅(qū)動(dòng)絞車滾筒。在滾筒上設(shè)計(jì)有液壓剎車裝置。液壓絞車的正、反轉(zhuǎn)靠控制方向閥來實(shí)現(xiàn)，絞車轉(zhuǎn)速用改變液壓泵輸入到液壓馬達(dá)的油量大小來調(diào)節(jié)，從而達(dá)到舉升的目的。

2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)

液壓絞車的機(jī)械部分與一般絞車相似，由主軸、帶式制動(dòng)器、滾筒和支架等部件組成（如圖1所示）。滾筒浮套在主軸上，由牙嵌式離合器控制滾筒與主軸的結(jié)合與分離。在滾筒上設(shè)有液壓剎車裝置。

圖1 機(jī)械傳動(dòng)示意圖

圖2 液壓剎車裝置示意圖

液壓剎車裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示。剎車帶套在滾筒剎車輪盤的外周上。剎車液壓缸內(nèi)部裝有活塞和彈簧。當(dāng)剎車液壓缸不通入壓力油時(shí)，在彈簧力作用下，推動(dòng)活塞向下，通過杠桿將剎車帶剎緊。從剎車液壓缸的下部油口進(jìn)入壓力油，而使液壓缸上部通回油時(shí)，油壓推動(dòng)活塞，并克服彈簧力上移，活塞即帶動(dòng)杠桿繞支點(diǎn)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使剎車帶松開。

2.2 液壓系統(tǒng)

液壓絞車的液壓系統(tǒng)由動(dòng)力源部分、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件組成。系統(tǒng)元件體積小，重量輕，可以依附在吊艇架上，占用甲板空間很小。其主回路液壓系統(tǒng)原理如圖3所示。吊放小艇由靜力平衡式徑向柱塞液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。根據(jù)馬達(dá)壓力要求，液壓泵選用軸向柱塞泵，系統(tǒng)最大工作壓力為14 MPa，由溢流閥調(diào)定。調(diào)速閥與執(zhí)行元件并聯(lián)，組成旁路節(jié)流調(diào)速回路，溢流閥在系統(tǒng)中作安全閥用。換向閥采用“M”型滑閥機(jī)能，在中位時(shí)能夠使液壓泵卸荷。

圖3 主回路液壓系統(tǒng)原理圖

（1）馬達(dá)轉(zhuǎn)速的控制。改變調(diào)速閥的開度，可以改變流過該閥的流量，從而控制進(jìn)入液壓馬達(dá)的壓力油流量，也就調(diào)節(jié)了吊放小艇時(shí)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，即調(diào)節(jié)了吊放小艇的速度，調(diào)速閥開大時(shí)，吊放速度降低；反之，速度提高。

（2）放艇速度控制。吊與放小艇時(shí)，確保速度快慢相當(dāng)，所以要控制放艇時(shí)重力對(duì)速度的影響。這是通過單向節(jié)流閥來實(shí)現(xiàn)的。圖3中右邊單向節(jié)流閥接在主油路中，收艇時(shí)壓力油不經(jīng)節(jié)流進(jìn)入液壓馬達(dá)，以保證一定的收艇速度。放艇時(shí)，該閥使液壓馬達(dá)形成一定的回油背壓，限制了放艇的速度，防止因小艇與人的重力作用使放艇速度過快。

（3）制動(dòng)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)。安全的設(shè)計(jì)主要考慮啟動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)，和出現(xiàn)故障時(shí)能保護(hù)人身安全。在系統(tǒng)中是通過單向節(jié)流閥來實(shí)現(xiàn)的。圖3中左邊單向節(jié)流閥接在液壓剎車油路中，使剎車帶松開時(shí)，壓力油必須經(jīng)過節(jié)流閥節(jié)流后，才能進(jìn)入剎車液壓缸，使剎車帶松開不能過快；而當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障失去壓力時(shí)，剎車液壓缸中的油能夠經(jīng)過單向閥泄回油箱，使剎車帶迅速剎緊滾筒，以確保安全。

3 結(jié)束語

將液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于吊艇機(jī)上，使其具有體積小、占用甲板空間小、起動(dòng)換向迅速平穩(wěn)、速度調(diào)節(jié)方便、能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)提高吊放小艇的安全性，具有現(xiàn)實(shí)意義，其在實(shí)際中的應(yīng)用，將會(huì)越來越廣泛。

[1]姚春東，等．液壓傳動(dòng)實(shí)用技術(shù)[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2001.

[2]張利平，等.液壓氣動(dòng)技術(shù)速查手冊(cè)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006．

[3]張 策，等．機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.