NS1601B型铁路起重机液压系统的设计

NS1601B 型铁路起重机液压系统的设计

付　勇,张永辉

Design of Hydraulic System for NS1601B Type Railway Crane

FU Y ong ,ZHAN G Y ong 2hui

(齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限责任公司技术中心,黑龙江齐齐哈尔　161002　电话:(0452)2939058)

摘　要:介绍了NS160B 型铁路起重机液压系统的设计特点及泵控无级调速的原理,着重介绍了液压系

统各动作回路的原理及特点。

关键词:铁路起重机;泵控系统;液压回路

中图分类号:TH13713　文献标识码:B 文章编号:100024858(2007)0820053203

1　概述

NS1601B 型160t 伸缩臂铁路起重机,为我公司

开发的国内最大吨位铁路救援设备。该机主要用于铁路机车车辆脱轨、颠覆等事故的起复救援,也适用于大型货物的装卸、设备安装及铁路施工中铺设轨排和更换道岔、架设桥梁等工程作业等。

为提高可靠性,该机采用双柴油机的传动形式,既可同时工作,也可单独工作。双柴油机同时工作,作业速度快,救援时间短;即使某台柴油机或其相关系统发生故障,另一台柴油机也可单独工作,从而确保救援任务的完成。2　液压原理设计

采用了由恒功率变量双泵与定量马达、液压缸组成的恒功率泵控系统,从而适应重载低速、空载高速的救援作业需要。根据起重机的工作特点,液压系统采用开式回路、自然冷却。

原理图如图1所示。主油路的工作压力为28MPa ,由多路换向阀12的主溢流阀控制;控制油路的

工作压力为3MPa ,由溢流阀8控制。先导阀19既可控制多路换向阀12的阀口开度,同时又控制变量双泵4的摆角。泵的不同摆角对应输出不同的流量,从而

控制了液压执行元件的输出速度,也就控制了机构速度。在非工作状态,单泵的输出流量仅为11mL/r ,不会造成溢流压力损失,也减少了系统发热。

图2a 所示为先导阀操作杆行程与输出压力间的曲线图,可以看出先导阀阀杆行程有18%的死区,当达到行程的18%时,输出压力为0.6MPa ;在行程的18%～90%之间时,输出压力从0.6MPa 成线性比例

地增至2.8MPa ;;在行程的90%至全行程之间时,输出压力为3MPa 。

多路换向阀的控制压力与其阀口开度的关系如图2b 所示,当控制压力(先导阀输出压力)为0.6MPa 时,阀芯与阀体间的开度为0;当控制压力在0.6～1.9MPa 之间时,阀芯与阀体间的开度成线性地变至最大;当控制压力在1.9～3MPa 之间时,阀芯与阀体间的开度均为全开状态。

　收稿日期:2007201219

　作者简介:付勇(1970—

),男,黑龙江齐齐哈尔人,高级工程师,主要从事铁路产品的设计与开发工作。

变量泵的排量与控制压力间的关系如图2c 所示,当控制压力(先导阀输出压力)在0～0.6MPa 时,排量为11mL/min ;当控制压力在0.6～2.7MPa 时,排量成线性的增至103mL/min 。

从图2a 、2b 、2c 可以看出,先导阀的输出压力与变量泵的排量、多路换向阀的阀芯与阀体间阀口开度一一对应。当先导阀的输出压力高于1.9MPa 时,多路换向阀阀芯与阀体间的开度在全开状态,变量泵的输出流量控制了液压执行器的速度。3　液压回路

根据各回路的作用,分为起升、变幅、吊臂伸缩、回转、重铁缸液压回路。

1)起升回路起升机构采用双卷筒、双马达结构。两卷筒间采用开式齿轮连接,从而实现卷筒的同步运行。选用内藏式行星减速器,常闭式制动器。

变量双泵的2个出油口分别通过多路换向阀122

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52007年第8期液压与气动

图1　液压系统原理图

1、1222向2个起升马达2121、2122供油。平衡阀142

2、1423均由起升A的钩降油路控制;制动器2221、222 2均由制动器释放阀2021控制。这种油路可以实现重载时变量双泵同时驱动2个起升马达工作,空载时可通过操纵先导阀1921来实现合流,提高吊钩的升、降速度。合流时,使变量泵的2个出油口均向起升马达2121供油,而起升马达2122处于浮动状态。电磁阀724、725的作用是分别控制起升超载、卷筒三圈保护限位。

2)变幅回路

变幅机构采用2个大缸径的液压缸2321、2322。回路上装有控制负载下降速度的平衡阀1424及将变幅缸锁在任一位置的液控单向阀1623、1624。电磁阀722、724的作用是分别控制吊臂过仰、变幅降的超载限位。

3)伸缩回路

2节伸缩式吊臂的伸缩缸24的缸径较大,从而实现本机具有一定的带载伸缩能力。电磁阀728的作用是控制超载限位。

4)回转回路

回转油路由马达2123、制动器2223、制动器释放阀2022等组成。电磁阀726、727的作用是分别控制

45液压与气动2007年第8期

图2　泵控原理工作曲线

左、右的安全限位。

5)重铁缸回路

本机采用前、后可卸重铁,回送状态既可平衡轴重,又可降低整车重心,以适应回送速度120km/h的铁路提速需要。

油路主要由手动换向阀13、平衡阀1421、分流集流阀15、液控单向阀1621和1622、液压缸17等组成。4　液压元件及液压附件

为提高系统的可靠性,关键液压元件如液压泵、液压马达采用德国某公司的产品,分流集流阀等阀及液压缸的主要密封件也均采用进口产品。

液压管路采用集成化、集中化,便于维护保养。液压管路采用美国某公司的EO2型无焊接管系,液压油箱采用不锈钢材料,从而确保了管路的清洁度。

5　总结

该系统设计合理,结构简单,操作方便。经装车应用,证明其性能优良、安全可靠,受到用户的一致好评,为我国铁路救援工作作出了重要贡献。

参考文献:

[1]　雷天觉.新编液压工程手册[M].北京:北京理工大学出

版社,1998.

[2]　成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社,

2002.

磁流变技术在气动伺服系统中的应用

冯立霞,田　玲

Application of Magnetorheological Technology in Pneumatic Servo System

FEN G Li2xia,TIAN Ling

(桂林电子科技大学,广西桂林　541004)

摘　要:将磁流变技术与气动技术相结合,设计了一种并联分体式的磁流变阻尼器,并将此阻尼器与气压伺服系统执行元件串联,创建了一种新型的磁流变气动伺服系统。通过阻尼器有阻尼偏差调节和无阻尼的实验,证明了磁流变技术的引入提高了气动伺服系统的快速响应性和速度控制精度,使系统具有更强的抗干扰能力。

关键词:MR阻尼器;气动伺服系统;有阻尼偏差调节;无阻尼

中图分类号:TH138　文献标识码:B　文章编号:100024858(2007)0820055203

1　前言

气动控制系统以空气为工作介质。空气具有压缩性大、黏性小等特点。压缩性大造成了气动传动的软特性,使得气缸压力相应滞后,活塞的运动受负载变化的影响很大,很难得到稳定的速度和精确的位置。黏性小意味着系统阻尼小或衰减不足,易引起系统响应的振动。由于阻尼小,系统的增益系数不可提高,系统的稳定性易受外部干扰和系统参数变化的影响,难于实现高精度的控制。

　收稿日期:2006212229

　基金项目:广西区自然科学基金(0339067,0310002)

　作者简介:冯立霞(1981—),女,山东德州人,在读硕士研究生,研究方向:机电一体化。

可控流体(电流变液ER、磁流变液MR等职能驱动材料)是近年发展起来的新型材料。磁流变液在磁

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2007年第8期液压与气动