船用吊机液压制动系统分析与优化设计

　　0 引言

　　影响液压系统稳定性的因素有很多，包括使用工况、油压、油温及液压油的清洁度等。液压系统工作时，其压力、容积损失以及机械损失等，构成液压系统主要的能量损失，这些能量损失都会转化为热能使设备和液压油温度升高。高温会严重影响整个液压系统的密封、寿命和传动效率，造成各执行元件出现动作迟缓、无力等现象，甚至产生更为严重的后果。

　　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。当液压零部件出现故障的时候，刹车系统成了海洋吊机的最后一道保障，如何保障刹车系统的安全可靠，本文在原有的液压设计基础上，提出了新的方法和思路。

　　1 吊机“滑钩”故障案例

　　某型船用吊机，设计主钩最大工作载荷38T，副钩最大工作载荷8T，最大工作半径38m。根据现场吊机使用记录，吊机的日平均使用时间长达16小时，液压部件长时间处于高温状态。据现场反映，在吊机操作处于切换副钩及回转绞车的时刻，副钩钢丝绳绞车出现了不同程度的“滑钩”现象，即指当操作绞车停止上升行程时，刹车系统不能及时制动，绞车钢丝绳在负载作用下被拖动溜滑现象。情况严重时出现刹车失灵，导致被吊重物高空坠落。此情况属于极其严重的安全隐患，必须彻底解决和修复。

　　2 吊机制动系统原理分析

　　2.1 制动液压原理分析

　　液压原理如图1所示。泵送高压油从AWA1和AWB1形成回路，主油路依靠平衡阀A02调节压力平衡，驱动双侧液压马达A01进行回转运动，梭阀HSV从主油路上选择压力较高的压力油进入液控换向阀HDV接口1，驱动阀芯动作，刹车油路ABR的压力油经过液控换向阀后，打开刹车，绞车开始回转。当主油路压力卸荷，液控换向阀HDV的控制油压卸荷，活塞在弹簧的作用下恢复到初始位置，绞车被制动。

　　图1 绞车液压原理图

　　在这套绞车回转系统液压原理中，无论绞车正转或反转，平衡阀都能保持主油路的压力稳定。而刹车的压力油来自于独立的刹车油路ABR，油压稳定，任何时候都能保证给刹车提供稳定的压力油，达到顶开刹车的目的。

　　2.2 制动性能计算分析

　　图2为简易的制动结构示意图。根据相关设计规定，按液压绞车产生的最大制动力矩不小于绞车最大旋转力矩的3倍以上，及满足其他设计要求。

　　现已知吊机副钩的工作参数如下：

　　绞车额定拉力100 KN；滚筒直径680mm；摩擦半径40mm，摩擦片组数12片/侧，双侧。下面对绞车制动力矩进行校核。