碼頭鋼吊橋液壓設(shè)備設(shè)計(jì)

徐才紅

（常州瑞陽(yáng)液壓成套有限公司，江蘇 常州 213149）

引言

碼頭工程鋼吊橋采用液壓設(shè)備升降，布置形式采用雙吊點(diǎn)布置，液壓缸缸底吊耳通過支鉸與門架鏈接，活塞桿端吊頭通過支鉸與鋼吊橋鏈接。鋼吊橋上升和下降通過液壓缸活塞桿的伸縮實(shí)現(xiàn)［1，2］。碼頭鋼吊橋液壓設(shè)備包括：1套液壓動(dòng)力站，1套電控系統(tǒng)和2支液壓缸。

1 主要技術(shù)參數(shù)

1）鋼吊橋。鋼吊橋長(zhǎng)度：28.0m；鋼吊橋有效寬度：5.0m／9.0m（喇叭口）；設(shè)計(jì)荷載：20t汽車或集裝箱車滿載單車慢速（小于5km／h）通過；升降幅度（外端）：提升0.40m；下降3.40m。

2）起吊設(shè)備。吊點(diǎn)數(shù)：雙吊點(diǎn)；支承方式：端部鉸接；提升力：2×800kN；下降力：鋼吊橋自重；工作行程：3.45m；最大行程：4.00m；啟閉速度：0.80m／min。

2 液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為滿足提升和下降鋼吊橋，考慮到土建和鋼吊橋制造、安裝可能存在的誤差，在液壓缸的下吊頭和上蓋處均裝有免維護(hù)的球面自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承，可微量補(bǔ)償鋼吊橋及液壓缸安裝時(shí)產(chǎn)生的誤差。

液壓缸的有桿腔和無(wú)桿腔均留有富余行程，以適應(yīng)土建以及鋼吊橋制造、安裝可能存在的誤差，同時(shí)也保證了鋼吊橋能下降到最低位置。

在液壓缸的下腔（有桿腔）和上腔（無(wú)桿腔）的安裝最高點(diǎn)均設(shè)有專用排氣測(cè)壓接頭，用于液壓缸安裝和使用過程中的排氣，必要時(shí)可用于液壓缸的有桿腔和無(wú)桿腔的壓力測(cè)量或充泄液壓油。

活塞處動(dòng)密封采用OMK—MR型組合密封和V形組合密封相結(jié)合，V形組合密封件采用多唇密封，密封性能優(yōu)良。活塞桿處動(dòng)密封采用V形組合密封，密封溝槽為軸向可調(diào)式。防塵圈選用P6型單作用防塵圈，其材料為改性填充丁腈橡膠NBR，具有硬度高、耐磨性好、抗老化性好等優(yōu)點(diǎn)?；钊麠U的出口端裝有刮污圈，材料為ZCuAl10Fe3，用于防止泥沙和冰層進(jìn)入液壓缸內(nèi)部，能去除活塞桿上雜物，保護(hù)防塵圈與密封圈。

活塞桿、銷軸外表面采用先鍍緊密性乳白鉻防腐，再鍍硬鉻提高硬度的辦法防腐；液壓油采用L－HM46抗磨液壓油。

由于液壓缸工作在海島環(huán)境，液壓缸外表的防腐需要特別措施：液壓缸整體噴砂后噴鋁，再用環(huán)氧富鋅油漆涂裝防腐。

3 液壓動(dòng)力站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

液壓動(dòng)力站包括1套油箱總成、2套油泵電機(jī)組和控制閥組。油箱為完全封閉不銹鋼材料制成，油箱側(cè)設(shè)有進(jìn)入檢修孔、液位計(jì)、除濕型空氣濾清器、液溫計(jì)、帶有過濾網(wǎng)注油器、旁通型回油濾油器、油箱底部設(shè)置做成斜度并設(shè)置放油塞（便于清洗換油）；吸油側(cè)和回油側(cè)用隔板隔開，以分離回油帶來的氣泡和臟物；油泵采用抗污染強(qiáng)的高壓柱塞泵，能向系統(tǒng)提供平順的壓力油，且油泵電動(dòng)機(jī)組在系統(tǒng)最大壓力時(shí)能連續(xù)平順工作，2臺(tái)油泵電動(dòng)機(jī)組采用兩套冷卻設(shè)備，獨(dú)立工作，必要時(shí)也可以同時(shí)工作；為了便于檢修及油箱的散熱，油泵電機(jī)組設(shè)置在油箱旁邊。液壓動(dòng)力站上設(shè)置壓力閥組和方向控制閥組，壓力閥組設(shè)定系統(tǒng)的額定壓力；方向控制閥組控制吊橋的提升和下降。

4 管路安裝設(shè)計(jì)

輸油管材質(zhì)為1Cr18Ni9不銹鋼材料，采用鋸割方法下料，彎管使用專用彎管機(jī)冷彎加工，采用氬弧焊焊接。液壓管路系統(tǒng)安裝完畢后，應(yīng)使用沖洗泵進(jìn)行油液循環(huán)沖洗。循環(huán)沖洗流速應(yīng)大于5m／s。循環(huán)沖洗后，使管路系統(tǒng)的清潔度達(dá)到NAS163 89級(jí)要求。管路安裝完畢應(yīng)對(duì)管路作不低于額定工作壓力1.5倍的耐壓試驗(yàn)，確認(rèn)管路無(wú)外泄漏。

5 現(xiàn)地電氣控制

現(xiàn)地電氣控制采用可編程序控制器（PLC）控制和繼電器手動(dòng)控制兩種方式，同時(shí)設(shè)有操作手柄，方便現(xiàn)場(chǎng)操作（見圖1）。兩種控制方式互鎖，PLC控制方式時(shí)可以通過遠(yuǎn)程接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作；現(xiàn)地控制柜可以對(duì)動(dòng)力站上液位、液溫等進(jìn)行報(bào)警，對(duì)系統(tǒng)壓力、液壓缸的上、下限位進(jìn)行監(jiān)控。

圖1 電氣控制網(wǎng)絡(luò)圖

6 液壓原理設(shè)計(jì)

為了滿足碼頭吊橋的功能要求，設(shè)計(jì)了一種液壓系統(tǒng)［3，4］。液壓系統(tǒng)原理圖如圖2所示。

圖2 液壓系統(tǒng)原理圖

液壓站通過控制閥塊向油缸有桿腔充壓力油，同時(shí)油缸無(wú)桿腔向液壓站排油，活塞桿收縮，可以實(shí)現(xiàn)鋼吊橋提升。液壓站通過控制閥塊向油缸無(wú)桿腔充壓力油，同時(shí)油缸有桿腔向液壓站排油，活塞桿伸出，實(shí)現(xiàn)鋼吊橋下降。

為了防止鋼吊橋在提升位置可以鎖定，在油缸的有桿腔設(shè)置了缸旁閥塊，在缸旁閥塊上設(shè)計(jì)了液控單向閥，利用液控單向閥的反向鎖定功能，保證鋼吊橋在48h內(nèi)因油缸內(nèi)泄露產(chǎn)生的沉降不超過100mm。缸旁閥塊還能在高壓軟管突然爆裂時(shí)隨時(shí)鎖住液壓缸，防止鋼橋快速墜落。

液壓系統(tǒng)中設(shè)置溫度壓力補(bǔ)償型調(diào)速閥，通過調(diào)定2只調(diào)速閥，可以使2只油缸保持同步運(yùn)行，從而保證鋼吊橋雙缸同步運(yùn)行。系統(tǒng)設(shè)置手動(dòng)糾偏裝置，可以隨時(shí)對(duì)2只缸進(jìn)行手動(dòng)糾偏。

液壓站除了設(shè)有壓力實(shí)時(shí)顯示外，還設(shè)有最高、最低壓力保護(hù)，超壓或欠壓均有自動(dòng)保護(hù)功能，并報(bào)警，實(shí)現(xiàn)液壓超高超低保護(hù)功能。液壓站設(shè)有溫度控制器，可以實(shí)時(shí)顯示液壓油的溫度，如果油溫超過60℃時(shí)，會(huì)發(fā)出提示報(bào)警。為保證液壓站在正常液位以內(nèi)工作，以防油高位時(shí)溢油時(shí)，泵空吸，設(shè)有最高最低油位報(bào)警功能。

7 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)碼頭吊橋液壓設(shè)備的設(shè)計(jì)，使碼頭吊橋液壓設(shè)備工作效率更高，經(jīng)濟(jì)效率得以提高，同時(shí)此設(shè)計(jì)得到了廣泛地應(yīng)用。

［1］ 朱珠.船舶吊橋的液壓浮動(dòng)［J］.液壓與氣動(dòng)，2003（9）：21－22.

［2］ 石酈均.浙江玉環(huán)－樂清滾裝輪渡碼頭鋼吊橋及起吊設(shè)備設(shè)計(jì)［J］.浙江水利水電專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2004（2）：29－30.

［3］ 劉延俊，關(guān)浩，周德繁.液壓與氣壓傳動(dòng)［M］.北京：高等教育出版社，2007.

［4］ 袁承訓(xùn).液壓與氣壓傳動(dòng)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.