一种超大型打桩船的组合式绞车液压系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超大型打桩船的组合式绞车液压系统，包括移船绞车液压系统、起重绞车液压系统和PLC电控系统。移船绞车液压系统中的数个移船油泵控制阀的进油口对应地与数台移船绞车供油泵的出油口连接；高压供油总管与若干移船油泵控制阀的右路油口连接；低压供油总管与若干移船油泵控制阀的左路出口连接；数个移船取油控制阀的高、低压油进口对应地与高、低压供油总管连通。起重绞车液压系统中的数个起重油泵控制阀的中路进口对应地与数台起重绞车供油泵的出油口连接；数个起重油泵控制阀的左、右路进口对应地与高、低压供油总管连接。本发明专利技术的液压系统提高了泵站功率与绞车负载的匹配适应性及效率，降低实时能耗，设备配置冗余度高。

【技术实现步骤摘要】
一种超大型打桩船的组合式绞车液压系统
本专利技术涉及一种超大型打桩船的组合式绞车液压系统。
技术介绍
打桩船是专门用于码头、桥梁等水下桩基的打桩作业，自从液压技术成熟普及后，其甲板机械特别是绞车的动力系统主要采用液压驱动方式，液压系统根据功能不同又可以划分为两部分：液压传动系统部分和液压控制系统部分，液压传动系统部分主要以传递动力和运动为主要功能；液压控制系统部分则要使液压系统输出满足特定性能要求的功能。目前打桩船的绞车液压系统主要有如下两种类型：第一类为液压传动系统采用定量高压柱塞泵为泵源，以低速大扭矩马达驱动液压绞车；液压控制部分由手动/液控比例阀控制绞车的速度和方向，电控部分采用继电器回路逻辑控制。该种液压系统由于采用定量泵：当设备以低于额定速度低速运行时，系统流量和功率会出现浪费，效率较低，主要发生在起重绞车和移船绞车的轻载阶段；该系统泵与马达基本采用一一对应配置，因此液压泵的数量多，且不能相互备用，系统冗余度差。这一类打桩船的甲板机械液压系统通常为了节省泵源配置，对移船类绞车一般采用对角串联回路，起重类绞车与移船类绞车并联供油，以节省液压泵的配置数量。该系统使用液控比例阀，遥控管路较长，响应速度慢，会有滞后现象。第二类液压传动系统采用恒压变量泵为泵源集中供油，以低速大扭矩马达驱动液压绞车，液压控制部分由电液比例控制阀和双速阀控制绞车的速度和方向，电控部分采用PLC控制，容易实现设备操作的互锁与保护，安全性更高。移船绞车和起重绞车采用同一系统，油泵供油压力为系统的额定压力，这种系统的好处是任意台数油泵就可以为所有马达供油，泵组之间可相互备用，系统冗余度高，可以节省液压泵的配置数量。尽管这种系统釆用变量泵可按需要供油，但打桩船液压设备数量较多，同时投入使用的设备负载差异很大，当设备低于额定负载运行时，油泵供油的压力大于负载所需要的压力，系统功率损失较大。对打桩船移船绞车而言，收缆绞车的操纵压力大，而放缆绞车的操纵压力小，移船操纵时通常都是一半数量的绞车为收缆，另一半数量的绞车为放缆，放缆绞车的操纵压力通常只有收缆绞车的操纵压力的50％甚至更低，操纵压力的差异较大，因而用同一压力等级的恒压系统泵源供油，其功率匹配效率较低。对起重绞车而言，吊锤绞车和启锤绞车始终处于固定负载运行，因此这两种绞车收缆操纵压力较大而放缆操纵压力较低；主吊桩绞车及副吊桩绞车在吊桩、立桩前后的阶段负载均会经过空载、半载、重载的变化过程，收缆操纵压力及放缆操纵压力变化也较大，因而用同一压力等级的恒压系统泵源供油，其功率匹配效率也较低。由于在很多情况下系统供油压力大于实际荷载需要的压力，产生较大的功率损失，导致配备的柴油机功率大大增加，因而往往这类恒压系统配置的打桩船在做移船操纵动作和吊桩操纵时，不能同时进行桩架变幅或升锤操纵，否则会造成柴油机功率不足，工作效率大大降低。定量泵系统和恒压变量泵系统二者各有利弊，一般来说，当设备长期处于接近额定速度运行，系统持续输出较大流量时，宜采用定量泵系统。而当负载所需压力经常处于系统最高压力的80％以上时，宜采用恒压变量泵系统。对打桩船而言，系统需要驱动的设备数量较多，不同工况使用设备的数量不同，各设备负载大小不均匀，运行速度差异也较大，单纯采用定量泵系统或恒压变量泵系统来实现泵站功率与负载功率的完全匹配非常困难。现有的定量泵系统和恒压变量泵系统的方案都具有局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有打桩船绞车液压系统配置上的局限性，而提供一种超大型打桩船的组合式绞车液压系统，它改善了泵站功率与绞车负载功率的匹配性，从而提高了整个系统的传动效率，降低能耗，并且设备冗余度高，系统安全可靠。本专利技术的目的是这样实现的：一种超大型打桩船的组合式绞车液压系统，包括柴油机、移船绞车液压系统、起重绞车液压系统和PLC电控系统；所述移船绞车液压系统用于驱动打桩船的数台移船绞车马达、启锤绞车马达和若干杂用绞车马达并包括数台移船绞车供油泵、数个移船油泵控制阀、高压供油总管、低压供油总管、数个移船取油控制阀、数个移船绞车的操纵阀组、启锤绞车的操纵阀组和若干杂用绞车的操纵阀组；所述起重绞车液压系统用于驱动打桩船的左主吊桩绞车马达、右主吊桩绞车马达、副吊桩绞车马达和吊锤绞车马达并包括数台起重绞车供油泵、数个起重油泵控制阀、左主吊桩绞车的操纵阀组、右主吊桩绞车的操纵阀组、副吊桩绞车的操纵阀组和吊锤绞车的操纵阀组；所述柴油机驱动分动箱；数台移船绞车供油泵均与所述分动箱的输出端连接，数台移船绞车供油泵的吸油口均与油箱连接；数个移船油泵控制阀的进油口一一对应地与数个移船绞车供油泵的出油口连接；数个移船油泵控制阀中一半以上的移船油泵控制阀均为与右路通，其余的移船油泵控制阀均为左路通；所述高压供油总管与所有右路通的移船油泵控制阀的右路出口连接；所述低压供油总管与所有左路通的移船油泵控制阀的左路出口连接；数个移船取油控制阀的高压油进口均与高压供油总管连通，数个移船取油控制阀的低压油进口均与低压供油总管连通；数个移船绞车的操纵阀组的进油口一一对应地与数个移船取油控制阀的出油口连接；数个移船绞车的操纵阀组的出油口一一对应地与数个移船绞车马达的工作油口连接；数个移船绞车的操纵阀组的回油口均与油箱连接；所述启锤绞车的操纵阀组的进油口和若干杂用绞车的操纵阀组的进油口均与高压供油总管连接，该启锤绞车的操纵阀组的出油口和若干杂用绞车操纵阀组的出油口一一对应地与启锤绞车马达的工作油口和若干杂用绞车马达的工作油口连接，该启锤绞车的操纵阀组的回油口和若干杂用绞车的操纵阀组的回油口均与油箱连接；数个起重绞车供油泵均与所述分动箱的输出端连接，数个起重绞车供油泵的吸油口均与油箱连接；数台起重油泵控制阀的中路进油口一一对应地与数个起重绞车供油泵的出油口连接；数台起重油泵控制阀的左路油口均与所述高压供油总管连接；数台起重油泵控制阀的右路油口均与所述低压供油总管连接；正常使用时,数台起重油泵控制阀均为中路通；数台起重油泵控制阀分成四组；所述左主吊桩绞车的操纵阀组的进油口分别与第一组起重油泵控制阀的中路出油口连接，该左主吊桩绞车的操纵阀组的出油口与左主吊桩绞车马达的工作油口连接，该左主吊桩绞车的操纵阀组的回油口与油箱连接；所述右主吊桩绞车的操纵阀组的进油口分别与第二组起重油泵控制阀的中路出油口连接，该右主吊桩绞车的操纵阀组的出油口与右主吊桩绞车马达的工作油口连接，该右主吊桩绞车的操纵阀组的回油口与油箱连接；所述副吊桩绞车的操纵阀组的进油口分别与第三组起重油泵控制阀的中路出油口连接，该副吊桩绞车的操纵阀组的出油口与副吊桩绞车马达的工作油口连接，该副吊桩绞车的操纵阀组的回油口与油箱连接；所述吊锤绞车的操纵阀组的进油口分别与第四组起重油泵控制阀的中路出油口连接，该吊锤绞车的操纵阀组的出油口与吊锤绞车马达的工作油口连接，该吊锤绞车的操纵阀组的回油口与油箱连接；以上所有的操纵阀组均含有电液比例换向阀；所述PLC电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超大型打桩船的组合式绞车液压系统，包括柴油机、移船绞车液压系统、起重绞车液压系统和PLC电控系统；所述移船绞车液压系统用于驱动打桩船的数台移船绞车马达、启锤绞车马达和若干杂用绞车马达并包括数台移船绞车供油泵、数个移船油泵控制阀、高压供油总管、低压供油总管、数个移船取油控制阀、数个移船绞车的操纵阀组、启锤绞车的操纵阀组和若干杂用绞车的操纵阀组；所述起重绞车液压系统用于驱动打桩船的左主吊桩绞车马达、右主吊桩绞车马达、副吊桩绞车马达和吊锤绞车马达并包括数台起重绞车供油泵、数个起重油泵控制阀、左主吊桩绞车的操纵阀组、右主吊桩绞车的操纵阀组、副吊桩绞车的操纵阀组和吊锤绞车的操纵阀组；其特征在于，/n所述柴油机驱动分动箱；/n数台移船绞车供油泵均与所述分动箱的输出端连接，数台移船绞车供油泵的吸油口均与油箱连接；/n数个移船油泵控制阀的进油口一一对应地与数个移船绞车供油泵的出油口连接；数个移船油泵控制阀中一半以上的移船油泵控制阀均为与右路通，其余的移船油泵控制阀均为左路通；/n所述高压供油总管与所有右路通的移船油泵控制阀的右路出口连接；/n所述低压供油总管与所有左路通的移船油泵控制阀的左路出口连接；/n数个移船取油控制阀的高压油进口均与高压供油总管连通，数个移船取油控制阀的低压油进口均与低压供油总管连通；/n数个移船绞车的操纵阀组的进油口一一对应地与数个移船取油控制阀的出油口连接；数个移船绞车的操纵阀组的出油口一一对应地与数个移船绞车马达的工作油口连接；数个移船绞车的操纵阀组的回油口均与油箱连接；/n所述启锤绞车的操纵阀组的进油口和若干杂用绞车的操纵阀组的进油口均与高压供油总管连接，该启锤绞车的操纵阀组的出油口和若干杂用绞车操纵阀组的出油口一一对应地与启锤绞车马达的工作油口和若干杂用绞车马达的工作油口连接，该启锤绞车的操纵阀组的回油口和若干杂用绞车的操纵阀组的回油口均与油箱连接；/n数个起重绞车供油泵均与所述分动箱的输出端连接，数个起重绞车供油泵的吸油口均与油箱连接；/n数台起重油泵控制阀的中路进油口一一对应地与数个起重绞车供油泵的出油口连接；数台起重油泵控制阀的左路油口均与所述高压供油总管连接；数台起重油泵控制阀的右路油口均与所述低压供油总管连接；正常使用时,数台起重油泵控制阀均为中路通；数台起重油泵控制阀分成四组；/n所述左主吊桩绞车的操纵阀组的进油口分别与第一组起重油泵控制阀的中路出油口连接，该左主吊桩绞车的操纵阀组的出油口与左主吊桩绞车马达的工作油口连接，该左主吊桩绞车的操纵阀组的回油口与油箱连接；/n所述右主吊桩绞车的操纵阀组的进油口分别与第二组起重油泵控制阀的中路出油口连接，该右主吊桩绞车的操纵阀组的出油口与右主吊桩绞车马达的工作油口连接，该右主吊桩绞车的操纵阀组的回油口与油箱连接；/n所述副吊桩绞车的操纵阀组的进油口分别与第三组起重油泵控制阀的中路出油口连接，该副吊桩绞车的操纵阀组的出油口与副吊桩绞车马达的工作油口连接，该副吊桩绞车的操纵阀组的回油口与油箱连接；/n所述吊锤绞车的操纵阀组的进油口分别与第四组起重油泵控制阀的中路出油口连接，该吊锤绞车的操纵阀组的出油口与吊锤绞车马达的工作油口连接，该吊锤绞车的操纵阀组的回油口与油箱连接；/n以上所有的操纵阀组均含有电液比例换向阀；/n所述PLC电控系统包括PLC控制器、数块操纵放大板、数块油泵放大板和数块开关量驱动板；所述PLC控制器的输入端通过信号线与所有绞车的电操纵手柄连接，该PLC控制器的输出端通过信号线与数块操纵放大板的输入端、数块油泵放大板的输入端和数块开关量驱动板的输入端连接；数块操纵放大板的输出端通过控制电缆一一对应地与所有的操纵阀组中的电液比例换向阀连接；数块油泵放大板的输出端通过控制电缆一一对应地与数台起重供油泵上的比例阀连接；数块开关量驱动板的输出端通过控制电缆一一对应地与数个移船取油控制阀、数个移船油泵控制阀和数个起重油泵控制阀连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种超大型打桩船的组合式绞车液压系统，包括柴油机、移船绞车液压系统、起重绞车液压系统和PLC电控系统；所述移船绞车液压系统用于驱动打桩船的数台移船绞车马达、启锤绞车马达和若干杂用绞车马达并包括数台移船绞车供油泵、数个移船油泵控制阀、高压供油总管、低压供油总管、数个移船取油控制阀、数个移船绞车的操纵阀组、启锤绞车的操纵阀组和若干杂用绞车的操纵阀组；所述起重绞车液压系统用于驱动打桩船的左主吊桩绞车马达、右主吊桩绞车马达、副吊桩绞车马达和吊锤绞车马达并包括数台起重绞车供油泵、数个起重油泵控制阀、左主吊桩绞车的操纵阀组、右主吊桩绞车的操纵阀组、副吊桩绞车的操纵阀组和吊锤绞车的操纵阀组；其特征在于，
所述柴油机驱动分动箱；
数台移船绞车供油泵均与所述分动箱的输出端连接，数台移船绞车供油泵的吸油口均与油箱连接；
数个移船油泵控制阀的进油口一一对应地与数个移船绞车供油泵的出油口连接；数个移船油泵控制阀中一半以上的移船油泵控制阀均为与右路通，其余的移船油泵控制阀均为左路通；
所述高压供油总管与所有右路通的移船油泵控制阀的右路出口连接；
所述低压供油总管与所有左路通的移船油泵控制阀的左路出口连接；
数个移船取油控制阀的高压油进口均与高压供油总管连通，数个移船取油控制阀的低压油进口均与低压供油总管连通；
数个移船绞车的操纵阀组的进油口一一对应地与数个移船取油控制阀的出油口连接；数个移船绞车的操纵阀组的出油口一一对应地与数个移船绞车马达的工作油口连接；数个移船绞车的操纵阀组的回油口均与油箱连接；
所述启锤绞车的操纵阀组的进油口和若干杂用绞车的操纵阀组的进油口均与高压供油总管连接，该启锤绞车的操纵阀组的出油口和若干杂用绞车操纵阀组的出油口一一对应地与启锤绞车马达的工作油口和若干杂用绞车马达的工作油口连接，该启锤绞车的操纵阀组的回油口和若干杂用绞车的操纵阀组的回油口均与油箱连接；
数个起重绞车供油泵均与所述分动箱的输出端连接，数个起重绞车供油泵的吸油口均与油箱连接；
数台起重油泵控制阀的中路进油口一一对应地与数个起重绞车供油泵的出油口连接；数台起重油泵控制阀的左路油口均与所述高压供油总管连接；数台起重油泵控制阀的右路油口均与所述低压供油总管连接；正常使用时,数台...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡春宝，沈火群，顾俊，胡灵斌，孙钦阳，朱亚洲，黄欢，沈栋，
申请(专利权)人：中交第三航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31