小型船用吊机的液压系统设计文献综述

文献综述

1．1 研究背景

常规的船用液压吊有起升、回转、变幅三种动作。要想实现这三种动作，就需要传动系统使其能够完成这些动作。由于液压传动力量大，容易容易传递和配置，在工业等领域有广泛的应用，也是实现设备传动与控制的关键技术之一。而且吊机是船用机械必须具备的，在货物装卸中扮演者重要的角色。吊机采用液压传动，承载能力比较大，可在环境较差的条件下工作。由于吊机需要完成的动作比较简单，在搬运货物过程中的位置精度要求不是很高，使用液压传动足以满足其要求。船用吊机的使用环境极其恶劣，空气中的湿度、盐分都高于陆地气候，对液压设备及零部件都是一种考验[1]。

液压系统主要由动力元件、控制调节元件、执行元件、辅助元件和工作介质组成，相对于机械传动与电力传动，液压传动有诸多优点，液压传动的各个元件可根据所需功能灵活地布置；操纵方便，可实现大范围的无极调速；在使用机、电、液联合控制后，可实现高度控制和遥控；而且液压元件已实现标准化、系列化和通用化，设计和维修的过程比较短。但是液压传动也不是没有缺点的，液压系统中的液体流动的阻力和泄漏比较大，效率比较低；而且油温的变化对系统也有较大的影响[2-3]。船用吊机在工作时需要很大的力，必要时可以进行无极调速。在选用传动方式是优先选用液压传动，这样能更好地保证其工作状态。

1.2发展与国内外研究现状

1.2.1液压技术的发展

液压技术又称为流体技术，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的新兴技术，在随后数百年的发展历程中，液压传动技术在20 世纪取得了最令人瞩目的进步。得益于19 世纪后期开始的第二次工业革命以及20 世纪中期兴起的第三次工业革命，先进的电力电子技术在液压传动中得到了广泛应用。同时，上世纪的百年里，人类社会经历的两次世界大战更有力地促进了液压与控制技术的完美结合。时至今日，液压已经发展为一门与多种学科相互关联、交叉的综合性技术，现代液压传动技术也集机械、力学、材料、电子、传感、检测、计算机、控制、信号等多学科技术于一体，成为了一项综合性技术。进入21 世纪以来，德国工业4. 0 为代表的第四次工业革命正如火如荼地展开。液压传动作为一项重要的工业技术在其发展历程中始终与历次工业革命同步变革、同步提升，工业4. 0 同样离不开液压4. 0 的支撑[4]。

20 世纪是液压技术快速发展的一个世纪。从20 世纪初的矿物油作为动力传递介质概念的引入, 到柱塞泵、三大类阀的发明, 到四、五十年代电液伺服阀的发明和电液伺服控制理论的确立, 再到70 年代插装阀及比例阀的发明, 这些都是液压技术领域极具革命性的技术进步[5]。

1.2.2国内外现状

HSB-1550 型海上平台吊机的液压系统主要由4 部分组成: 动力元件、控制元件、执行元件和附件。电动机通过弹性联轴器与1 个四联齿轮泵相连接，组成了动力元件;3 个手动换向阀和若干溢流阀、节流阀等组成了控制元件; 执行元件包括1 个变幅液压缸、2 个回转液压马达和1 个起升液压马达; 其余附件包括液压油箱、滤清器、散热器及液压管路等元件。起升液压马达由四联齿轮泵中的第一级和第二级联合供油，以达到需求的流量; 变幅液压缸和回转马达分别由四联齿轮泵中的第三级和第四级单独供油。变幅系统、回转系统和起升系统分别由1 个手动换向阀来控制液流的方向和大小，以实现控制吊机各个动作的方向和速度; 高压油液做功完成后，转变为低压油液返回油箱，中途经过散热器和过滤器以实现对液压系统的降温、过滤[6]。