船艉液压工作行走平台系统中同步和平衡回路的选择与应用

　　1　引言

　　随着全球经济一体化的发展,海上运输成了十分重要的手段和工具,从而促进了船舶制造行业的发展。我国船舶制造业正面临良好的发展机遇。船舶的万吨量级不断被刷新和突破,但是其中发展瓶颈之一,即船艉舵叶和螺旋桨的安装,由于其重量不断加重,有的已经超过百吨以上,从而使传统的机械手工吊装的安装方式不能适应这种发展的需要,采用船艉液压工作平台的安装方式成为首选。这种升级换代既极大地提高了生产效率,减轻了工作强度,又保障了安装质量,大大加快了造船周期,明显提升了经济效益。

　　上海交通大学焊接工程研究所主持承担了本项工程,并正在形成产品系列。在本项目的液压系统中,技术难点在于支撑液压行走平台的4个主液压缸,其承重250 ,t同步升高精度低于1‰。否则巨大的舵叶或螺旋桨在安装过程中由于平台的水平状态造成倾斜或倾倒,将引发严重事故。为此我们在设计、施工、安装与调试中给予了最大的关注。本液压工作行走平台第1台已成功运行超过3年,已完成的安装任务对用户产生了明显的效益。目前已在各大船厂推广应用。此应用已获部级鉴定,获2项专利以及各种部委市级奖励,整机达世界领先水平。

　　2　液压行走工作平台的同步回路与平衡回路的选择

　　船艉液压行走工作平台共分成3大部分:液压行走顶升装置,舵叶安装装置与螺旋桨安装装置。这3部分装置共用2个液压动力站,均置于本平台的行走装置内,行走动力是采用电能转换成液压能,即用电动机带动液压泵组驱动液压马达。2个液压动力站为并联,可互通,有利于冷却和过滤。本文将就系统中涉及的同步回路与平衡回路的有关问题加以阐述,并展示其应用的效果。本系统涉及同步动作有十处之多,本文主要就平台顶升部分的同步系统进行了说明。

　　本类液压行走工作平台在顶升同步回路上主要有2种方案。第1种是同步泵,此方案是开环控制;第2种是采用比例伺服阀的方案,此方案是闭环控制。我们在调试中也有机会将第1种方案中的顺序式平衡阀与第2种方案中的比例伺服阀相结合,以获得上述两种方案的综合优势。由于调试效果不佳,未能用于目前产品中。

　　1)同步泵的同步回路与平衡回路

　　同步泵的同步回路与平衡回路如图1所示。

　　本方案是特点是:

　　①采用4个同步泵,因此要求此泵的排量一致,容积效率要高。同步精度一般在液压装置刚使用时最好,尽管同步精度可以达到使用要求,不过随着运行时间的增加,精度容易下降;

　　②采用的顺序平衡阀,其目的是增加同步过程中液压缸的背压。要注意系统的调试,以保证运动的平稳。