能量回收绞车试验台液压系统研究

　　渔轮液压绞车是在海上打鱼作业时收网用的,生产出来之后需要进行长时间的寿命试验,性能指标达到要求才能投入使用.绞车试验台就是专门对液压绞车进行性能测试的试验装置.它通过将2000m的钢丝绳在主卷筒和辅助卷筒之间来回地长时间卷取,并在卷取过程中按测试要求控制钢丝绳的拉力和速度,模拟海上生产作业的受力情况,对不同厂家不同型号液压绞车的质量及寿命进行检测.在传统绞车试验台的液压系统中,加载泵出口的高压油全部通过节流阀流回油箱,以节流产生的压力来调节为绞车提供的负载,这样就导致高压油的能量全部变成热量,散发出去白白浪费.而进行寿命试验,又需要试验台长时间的运转,这样就势必造成巨大的能量浪费.非但如此,节流损失产生的热量会使系统的液压油温度过高,会严重影响系统的正常运转、降低液压元件的使用寿命,并增加试验设备的维修成本,甚至造成严重后果^[1].

　　本文主要研究内容是对传统的节流式液压绞车试验台进行改造,设计一个新的液压系统,实现能量的回收再利用.设计要求以主卷筒卷取钢丝绳长1/3处为标定点,标定点的拉力和绳速要等于绞车的设计额定值;标定点的扭矩为标定扭矩,测试过程中绞车马达受到的扭矩应该恒等于标定扭矩.

　　1 液压系统方案设计研究

　　设计的思路是在加载泵出油口设置常开式溢流阀,保持小流量的溢流,用于调节加载泵出口压力,进而控制系统负载的大小.加载泵出油口的高压油没有通过节流阀流回油箱,而是汇合到绞车马达的进油路中继续工作,在系统正常运转时,高压油在液压系统中循环使用,辅助补油泵只需提供较少量的液压油,实现了能量的回收.设计的液压系统如图1所示^[2].

　　绞车试验台用于检测不同厂家不同型号液压绞车的质量与寿命,每一台绞车都有自己的额定负载和额定工作压力,所以对试验台的要求也大有不同.面对不同型号的绞车,本系统只需更换合适的补油泵1,5和加载泵8即可,选取的依据是对正向卷取回收工况分析所得的相关参数.对于同一台绞车,有正向卷取和反向卷取2大工况.其中正向卷取还包括不同等级的加载工况,比如加载10%,20%的轻载工况和加载50%,75%,100%,125%的重载工况.本系统可以通过切换油路来适应相应的工况.比如:正向卷取能量回收工况,换向阀6,14处于左位,17处于右位,20处于下位,液压系统工作时,泵1提供高压油通过阀14和阀13进入绞车,驱动绞车马达带动主卷筒转动,再通过钢丝绳和滑轮带动辅卷筒,辅卷筒驱动加载泵8,加载泵8输出的流量进过单向阀19,电液换向阀20和调速阀22,与辅助泵1输出的流量汇合,输入到卷扬马达中,实现能量回收.溢流阀18保持小流量的溢流,用以调节加载泵8的出口压力,即调节负载的大小;而绳速可以通过调节泵1的流量进行调节.