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波浪补偿器 我有新说法
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波浪补偿器是应用恒张力的原理,比如在耙吸式挖泥船上设有耙头波浪补偿器,用于补偿船舶因波浪升降而影响耙头对河床的压力,当波浪抬起船舶时,耙头也有被抬起的倾向,耙头对河床的压力变小,则钢丝绳拉力变大,则补偿液压缸压缩,油被压缩进蓄能器,钢丝绳放出,减小船体被抬起时耙头所受的影响;反之,当船处于波谷而下降时,耙头对河床的压力加大,钢丝绳的拉力变小,这时油在蓄能器压力的作用下进入补偿液压缸,升起液压缸,将钢丝绳收回,以抵消耙头对河床压力加大的倾向[1] 。

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波浪补偿器简介

波浪补偿器是应用恒张力的原理,比如在耙吸式挖泥船上设有耙头波浪补偿器,用于补偿船舶因波浪升降而影响耙头对河床的压力,当波浪抬起船舶时,耙头也有被抬起的倾向,耙头对河床的压力变小,则钢丝绳拉力变大,则补偿液压缸压缩,油被压缩进蓄能器,钢丝绳放出,减小船体被抬起时耙头所受的影响;反之,当船处于波谷而下降时,耙头对河床的压力加大,钢丝绳的拉力变小,这时油在蓄能器压力的作用下进入补偿液压缸,升起液压缸,将钢丝绳收回,以抵消耙头对河床压力加大的倾向[1]

波浪补偿器设计的方案

本设计的方案是使用闭式液压系统达到钢丝绳的恒张力,实现挖泥船的耙头波浪补偿。
系统的工作原理如下:刚开动电机时,柱塞式变量双向液压泵工作,由于这时钢丝绳的拉力为零,则此时液控伺服阀一端X1口的作用压力为补油压力,通常设定为2 MPa,另一端X2口的作用压力为零,这时伺服阀两端的压差,伺服阀以右位工作,变量活塞使泵的排量为,马达以的转速拉紧钢丝绳,当钢丝绳拉力达到一定值时,相应的系统压力也达到了顺序阀的设定压力,这时顺序阀打开,液压油流过两个节流孔,产生分压作用,使伺服阀两端X1和X2口的压差减小,于是泵的排量开始减小。随着钢丝绳张紧力的增加,系统压力也增加,当钢丝绳张力达到设定值时,系统压力也达到了设定压力,这时X2口的分压等于X1口的压力,则伺服阀两端的压差为零。伺服阀回到中位,泵的排量变为零,这时泵工作在高压待命状态,消耗的功率接近零,安全阀的作用是保护伺服阀,调定的压力是刚好使得闭式泵斜盘反向偏转到位置,顺序阀的作用是希望绳索在张紧到一定张力前变量泵保持排量,使得马达继续以的速度拉紧钢缆,直到设定压力点后才开始减小排量,直至排量减为零。
当波浪掀起船舶时,钢丝绳张力超过设定压力,X2口的分压超过X1口的压力,这时伺服阀向反向打开,泵的排量变为相反,这时马达驱动卷筒将钢丝绳放出,以使钢丝绳张力保持为设定值,保持系统压力为设定值,当船舶沉向波谷时,钢丝绳张力变小,系统压力变小,这时泵排量变大,马达将驱动卷筒收紧钢丝绳,以保持钢丝绳的张力稳定,保持耙头对河床的压力基本不变[1]

波浪补偿器系统存在的优点

1)系统压力采用液压伺服控制,压力保持恒定,波动低,相对于蓄能器气囊压缩和膨胀产生的压力波动而言有很大的优势。
2)控制的幅度大,这是因为本系统可以设计使用一个大的卷筒来驱动钢丝绳,这样钢丝绳的长度可以设计得足够长,这样在足够大的范围内基本实现恒张力控制,可以在更大的风浪条件下工作。
在其他场合也可应用,如用于远洋拖船的钢缆,以保护钢缆和拖拉机构等[2]

波浪补偿器系统存在的缺点

1)补偿的行程有限,这是因为液压缸的行程有限,当波浪大时,可能液压缸会达到伸出或缩回的终点,如果超过这两点上,就失去了补偿作用。
2)在整个行程中,钢丝绳的张力变化较大,因为采用蓄能器,蓄能器的储油有限,当补偿液压缸缩回时,油进入蓄能器,蓄能器气囊压缩,会使得压力升高,这样会使得钢丝绳张力变大,从而使得耙头对河床的压力变小,反之,补偿液压缸伸出时,蓄能器中油流出,使得压力变小,钢丝绳张力变小,使得耙头对河床的压力变大[3]
参考资料


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