傳統(tǒng)的伸縮臂式起重機(jī)的吊臂伸縮和吊鉤升降(由卷揚(yáng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng))是兩個(gè)獨(dú)立的動(dòng)作,由兩個(gè)控制手柄分別控制。在單獨(dú)進(jìn)行吊臂伸縮時(shí),由于卷揚(yáng)沒有運(yùn)動(dòng),鋼絲繩長度固定,所以隨著吊臂的伸出或縮回,吊鉤會(huì)隨之升、降,可能造成吊鉤碰撞吊臂頭部或落到地面。為此就要同時(shí)進(jìn)行吊鉤升、降的操作,或者間歇進(jìn)行這兩種操作,程序復(fù)雜,影響操作效率。為此,采用吊鉤升降補(bǔ)償技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)只操作吊臂伸、縮時(shí),吊鉤又同時(shí)自動(dòng)進(jìn)行降、升補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)(即吊鉤隨著吊臂的伸、縮而相應(yīng)地降或升),使其與吊臂頭部的距離保持不變,解決了隱患和操作上的問題。相反,單獨(dú)操作吊鉤升降時(shí),吊臂不動(dòng),不影響正常作業(yè)。另外,還在系統(tǒng)中增加了是否選擇進(jìn)行吊鉤補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)的功能。
這一技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的改進(jìn)。如圖1所示,傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)主要包括先導(dǎo)控制閥、比例控制閥、伸縮缸、卷揚(yáng)馬達(dá)。先導(dǎo)控制閥通過先導(dǎo)油路控制比例控制閥閥芯的運(yùn)動(dòng),進(jìn)而控制伸縮缸的伸縮和卷揚(yáng)馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)。其中,卷揚(yáng)回路和伸縮回路相互獨(dú)立,互不干涉。改進(jìn)后演變成一套新的液壓系統(tǒng),如圖2所示。新系統(tǒng)中增加了比例減壓閥、切換電磁閥、壓力繼電器,并對(duì)比例控制閥進(jìn)行了改進(jìn)。說明如下。
(1)要實(shí)現(xiàn)吊鉤自動(dòng)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng),首先要在只操縱先導(dǎo)控制閥伸縮聯(lián)時(shí),伸縮缸和卷揚(yáng)能同時(shí)運(yùn)動(dòng)。于是在先導(dǎo)控制油路上增加一組切換電磁閥,變成先導(dǎo)控制閥伸縮聯(lián),這就可以同時(shí)控制比例控制閥的伸縮控制聯(lián)和卷揚(yáng)控制聯(lián)。先導(dǎo)控制閥伸縮聯(lián)和卷揚(yáng)聯(lián)對(duì)比例控制閥卷揚(yáng)聯(lián)的控制是通過切換電磁閥實(shí)現(xiàn)的,實(shí)質(zhì)就是實(shí)現(xiàn)吊鉤是否進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)的切換。為了不影響正常吊重,在先導(dǎo)控制閥卷揚(yáng)聯(lián)至比例控制閥卷揚(yáng)聯(lián)油路中增加一組壓力繼電器經(jīng)控制切換電磁閥,確保即使在吊鉤補(bǔ)償狀態(tài)仍優(yōu)先進(jìn)行卷揚(yáng)運(yùn)動(dòng)。
(2)解決吊鉤補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵,是解決伸縮缸運(yùn)動(dòng)和卷揚(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度匹配問題,即要保證先導(dǎo)控制閥輸出的同時(shí)能控制比例控制閥的伸縮聯(lián)和卷揚(yáng)聯(lián)的壓力成一定的比例。我們與國內(nèi)重點(diǎn)高校合作,聯(lián)合開發(fā)了控制壓力匹配的比例減壓閥。
(3)如果比例控制閥流量不飽和,即所需的流量大于液壓泵所能提供的流量時(shí),根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)原理,流量會(huì)優(yōu)先流向較低負(fù)載壓力的執(zhí)行元件,而有較高負(fù)載壓力的執(zhí)行元件會(huì)降速甚至停止運(yùn)動(dòng)。為此,我們采用了國際領(lǐng)先的LUDV(負(fù)載獨(dú)立流量分配)控制技術(shù),以執(zhí)行元件的最高負(fù)載壓力控制液壓泵的斜盤并具有壓力補(bǔ)償功能,這種功能是通過設(shè)在主閥閥芯后的壓力補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)執(zhí)行元件所需的流量大于液壓泵所能提供的流量時(shí),系統(tǒng)將按比例把液壓泵所提供的流量分配給各執(zhí)行元件,而不是流向較低負(fù)載壓力的執(zhí)行元件。為此,對(duì)原有控制閥進(jìn)行了改進(jìn),實(shí)現(xiàn)了這一功能。
解決了以上技術(shù)難題,可以輕松實(shí)現(xiàn)是否進(jìn)行吊鉤補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)工況的選擇,而且不會(huì)影響正常的吊重。即解決了原來必須間隔進(jìn)行的兩個(gè)操作動(dòng)作或者雙手同時(shí)操作的問題,改進(jìn)后只需選擇吊鉤補(bǔ)償切換開關(guān),操作一個(gè)動(dòng)作就能同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)動(dòng)作的控制。另外,由于吊鉤和伸縮臂頭部距離保持不變,避免了如下問題,即在伸臂時(shí)由于人為疏忽或者視線不好而可能出現(xiàn)的碰壞臂頭滑輪,或者縮臂時(shí)因升吊鉤不及時(shí)而造成卷揚(yáng)鋼絲繩過松,在再次起吊時(shí)造成卷揚(yáng)亂繩的問題。尤其是對(duì)于允許帶載伸縮或行駛的保持重物高度不變的中、小噸位起重機(jī),大大提高了作業(yè)效率。