码头钢吊桥液压设备设计

徐才红

（常州瑞阳液压成套有限公司，江苏 常州 213149）

引言

码头工程钢吊桥采用液压设备升降，布置形式采用双吊点布置，液压缸缸底吊耳通过支铰与门架链接，活塞杆端吊头通过支铰与钢吊桥链接。钢吊桥上升和下降通过液压缸活塞杆的伸缩实现［1，2］。码头钢吊桥液压设备包括：1套液压动力站，1套电控系统和2支液压缸。

1 主要技术参数

1）钢吊桥。钢吊桥长度：28.0m；钢吊桥有效宽度：5.0m／9.0m（喇叭口）；设计荷载：20t汽车或集装箱车满载单车慢速（小于5km／h）通过；升降幅度（外端）：提升0.40m；下降3.40m。

2）起吊设备。吊点数：双吊点；支承方式：端部铰接；提升力：2×800kN；下降力：钢吊桥自重；工作行程：3.45m；最大行程：4.00m；启闭速度：0.80m／min。

2 液压缸结构设计

为满足提升和下降钢吊桥，考虑到土建和钢吊桥制造、安装可能存在的误差，在液压缸的下吊头和上盖处均装有免维护的球面自润滑关节轴承，可微量补偿钢吊桥及液压缸安装时产生的误差。

液压缸的有杆腔和无杆腔均留有富余行程，以适应土建以及钢吊桥制造、安装可能存在的误差，同时也保证了钢吊桥能下降到最低位置。

在液压缸的下腔（有杆腔）和上腔（无杆腔）的安装最高点均设有专用排气测压接头，用于液压缸安装和使用过程中的排气，必要时可用于液压缸的有杆腔和无杆腔的压力测量或充泄液压油。

活塞处动密封采用OMK—MR型组合密封和V形组合密封相结合，V形组合密封件采用多唇密封，密封性能优良。活塞杆处动密封采用V形组合密封，密封沟槽为轴向可调式。防尘圈选用P6型单作用防尘圈，其材料为改性填充丁腈橡胶NBR，具有硬度高、耐磨性好、抗老化性好等优点。活塞杆的出口端装有刮污圈，材料为ZCuAl10Fe3，用于防止泥沙和冰层进入液压缸内部，能去除活塞杆上杂物，保护防尘圈与密封圈。

活塞杆、销轴外表面采用先镀紧密性乳白铬防腐，再镀硬铬提高硬度的办法防腐；液压油采用L－HM46抗磨液压油。

由于液压缸工作在海岛环境，液压缸外表的防腐需要特别措施：液压缸整体喷砂后喷铝，再用环氧富锌油漆涂装防腐。

3 液压动力站结构设计

液压动力站包括1套油箱总成、2套油泵电机组和控制阀组。油箱为完全封闭不锈钢材料制成，油箱侧设有进入检修孔、液位计、除湿型空气滤清器、液温计、带有过滤网注油器、旁通型回油滤油器、油箱底部设置做成斜度并设置放油塞（便于清洗换油）；吸油侧和回油侧用隔板隔开，以分离回油带来的气泡和脏物；油泵采用抗污染强的高压柱塞泵，能向系统提供平顺的压力油，且油泵电动机组在系统最大压力时能连续平顺工作，2台油泵电动机组采用两套冷却设备，独立工作，必要时也可以同时工作；为了便于检修及油箱的散热，油泵电机组设置在油箱旁边。液压动力站上设置压力阀组和方向控制阀组，压力阀组设定系统的额定压力；方向控制阀组控制吊桥的提升和下降。

4 管路安装设计

输油管材质为1Cr18Ni9不锈钢材料，采用锯割方法下料，弯管使用专用弯管机冷弯加工，采用氩弧焊焊接。液压管路系统安装完毕后，应使用冲洗泵进行油液循环冲洗。循环冲洗流速应大于5m／s。循环冲洗后，使管路系统的清洁度达到NAS163 89级要求。管路安装完毕应对管路作不低于额定工作压力1.5倍的耐压试验，确认管路无外泄漏。

5 现地电气控制

现地电气控制采用可编程序控制器（PLC）控制和继电器手动控制两种方式，同时设有操作手柄，方便现场操作（见图1）。两种控制方式互锁，PLC控制方式时可以通过远程接口实现远方操作；现地控制柜可以对动力站上液位、液温等进行报警，对系统压力、液压缸的上、下限位进行监控。

图1 电气控制网络图

6 液压原理设计

为了满足码头吊桥的功能要求，设计了一种液压系统［3，4］。液压系统原理图如图2所示。

图2 液压系统原理图

液压站通过控制阀块向油缸有杆腔充压力油，同时油缸无杆腔向液压站排油，活塞杆收缩，可以实现钢吊桥提升。液压站通过控制阀块向油缸无杆腔充压力油，同时油缸有杆腔向液压站排油，活塞杆伸出，实现钢吊桥下降。

为了防止钢吊桥在提升位置可以锁定，在油缸的有杆腔设置了缸旁阀块，在缸旁阀块上设计了液控单向阀，利用液控单向阀的反向锁定功能，保证钢吊桥在48h内因油缸内泄露产生的沉降不超过100mm。缸旁阀块还能在高压软管突然爆裂时随时锁住液压缸，防止钢桥快速坠落。

液压系统中设置温度压力补偿型调速阀，通过调定2只调速阀，可以使2只油缸保持同步运行，从而保证钢吊桥双缸同步运行。系统设置手动纠偏装置，可以随时对2只缸进行手动纠偏。

液压站除了设有压力实时显示外，还设有最高、最低压力保护，超压或欠压均有自动保护功能，并报警，实现液压超高超低保护功能。液压站设有温度控制器，可以实时显示液压油的温度，如果油温超过60℃时，会发出提示报警。为保证液压站在正常液位以内工作，以防油高位时溢油时，泵空吸，设有最高最低油位报警功能。

7 结语

通过对码头吊桥液压设备的设计，使码头吊桥液压设备工作效率更高，经济效率得以提高，同时此设计得到了广泛地应用。

［1］ 朱珠.船舶吊桥的液压浮动［J］.液压与气动，2003（9）：21－22.

［2］ 石郦均.浙江玉环－乐清滚装轮渡码头钢吊桥及起吊设备设计［J］.浙江水利水电专科学校学报，2004（2）：29－30.

［3］ 刘延俊，关浩，周德繁.液压与气压传动［M］.北京：高等教育出版社，2007.

［4］ 袁承训.液压与气压传动［M］.北京：机械工业出版社，1999.