集装箱正面吊运机负载传感液压系统分析与应用

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1、集装箱正面吊运机负载传感液压系统分析与应用杨立文交通运输部水运科学研究院北京100088摘要：负载传感系统是应用在集装箱正面吊运机上的一项先进技术，介绍了该系统的控制原理、类型、特点及应用实例，为同类工程机械设计应用提供参考。关键词：负载传感；LUDV系统；节能；吊运机中图分类号：TH213文献标识码：A文章编号：1001—0785(2012)07—0092—04Abstract：Loadsensingsystemisanadvancedtechnologyinthecontainerreachstacker．Thepaperintrodu

2、cesthecontrolprinciple，type，feature，andapplicationofthissystem，providingreferenceforapplicationofthetechnologyinsimilarengineeringmachinery．Keywords：loadsensing；LUDVsystem；energy—saving；reachstacker作为负载传感元件。而闭中心系统通常采用输出0引言流量随负载需要变化的变量泵供油。在闭中心系集装箱正面吊运机(简称吊运机)的作业特统中，根据压力补偿阀在

3、多路阀节流口的前后位点是吊箱堆高作业速度快，落箱堆码和装车准确置，又分为LS系统和LUDV系统。对位，动作速度精确控制。虽然作业工况不复杂，但是在每个工作循环中，负载和速度变化大。上世纪八十年代中期，我国研制的第一代JD40型吊运机液压系统采用的是定量泵系统，液压系统的能耗大，效率低。能源的日趋紧张和对环保要求0流量／(Lomin)的提高，推动了液压节能技术的发展。国产第二图1负载传感液压系统压力流量图代ST400型和第三代HCS46型吊运机液压系统分别采用了阀前补偿的负载传感系统(简称LS系1．1定量泵负载传感系统统)和阀后补偿的具有负载

4、独立流量分配功能的负载传感控制系统的理论基础来自于流量压负载传感系统(简称LUDV系统)，提高了系统控力特征方程：Q=kAp。由式中看出，只要维制精度，节能高效。持节流口前后的压力差不变，则通过流量Q随1负载传感系统分析着节流口过流面积A变化而变化，为流量系数。定量泵负载传感控制系统由定量泵和压力补偿阀负载传感是指液压系统能自动将负载所需压组成，原理如图2所示。力、流量信号反馈到油泵中，从而调节油泵的变量机构，使油泵仅向系统提供所需求的压力和流量。系统所需的流量由多路阀的阀芯节流口开度控制，无溢流损失，只有压力差却损失，如图1所示。根据油泵

5、类型，负载传感系统可分为开中心和闭中心两种，开中心系统(也称定量泵系统)采用输出流量恒定的定量泵供油，以定差减压阀图2定量系统负载传感原理简图一92一《起重运输机械》2012(7)在图2中，压力补偿阀弹簧力Fs决定了节流口统)把压力补偿阀设在节流口之后(系统原理简曰处的压力差Ap，ap恒定不变时，进入液压缸的图见图4)，具有抗饱和功能，弥补了LS系统的流量Q正比于节流口面积A，使流量Q与负载变化不足。无关，多余的流量通过压力补偿阀直接返回油箱。压力信号选取执行元件的最高负载压力P1．2LS系统来控制油泵和压力补偿阀。取压力补偿阀阀芯力Ls系

6、统采用阀前压力补偿方式，系统原理简平衡得出：图见图3。当单泵控制多个执行机构时，利用梭阀PlXAfPLl×Af+’sP2xAf=pI1m×Af+，s把最大负载压力与泵出油口压力比较，将多路阀式中：A，为阀芯端面积，Fs为弹簧力。节流口前后的压力分别引入压力补偿阀的弹簧腔和控制腔。工作时，通过压力补偿阀(定差减压因为两个压力补偿阀同规格，两阀的阀芯端面积A、弹簧力Fs均相等，P取的是同一最高阀)调节维持多路阀节流口前后压差却为常值。负载压力。所以P1=p2，apl=p-p1，zip2=p-p2，通过节流口的流量大小仅与阀口的开度有关，与负载压

7、力变化无关，提高了系统刚度。△P、△p：式中，两个节流El前的压力P(泵出口压力)相等；故有，zip=却2=却，△p3=P2一PI上，Ls系统工作特征：当单泵控制多个执行机构△p，为小负载油路压力补偿阀的补偿压力差。联合动作、流量之和小于泵所能提供的最大流量(∑QQ)时，补偿阀调节功能失效，不再具有流量分配功能。这时油泵的压力油根据负载大小，流向压力最低的执行元件，高负载

8、压力的执行元件将降低工作速度直至停止运动，这是LS系统的缺陷。图4LUDV系统原理简图Q，=，(A)，Q=厂(A2)，Q／Q：A／A。式中：q、Q：为两条油路的供油流量；A，、A