專利名稱：壓力流量復(fù)合控制的拖網(wǎng)曳綱絞機電液比例張力控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及遠洋拖網(wǎng)漁船絞機類捕撈設(shè)備，尤其涉及一種壓力流量復(fù)合控制的拖
網(wǎng)曳綱絞機電液比例張力控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
大型遠洋拖網(wǎng)漁船進行捕撈作業(yè)時，曳綱絞機需要根據(jù)工況特點及作業(yè)要求適時 調(diào)整收、放拖網(wǎng)速度使曳綱保持合適張緊力，否則可能會導(dǎo)致漁獲量減少從而使拖網(wǎng)失敗， 嚴(yán)重時還會釀成捕撈設(shè)備損壞、纜繩斷裂及拖網(wǎng)流失等巨大損失。因此，必須根據(jù)工況特點 對曳綱絞機進行張力控制，提升拖網(wǎng)系統(tǒng)的捕撈效率，提高捕撈作業(yè)的安全性與可靠性。由 于遠洋拖網(wǎng)漁船拖網(wǎng)作業(yè)曳綱絞機工作頻繁，負載工況復(fù)雜，網(wǎng)具質(zhì)量大、漁獲重，且阻力 隨著作業(yè)進度而發(fā)生顯著變化，拖網(wǎng)曳綱長度隨著拖網(wǎng)作業(yè)的進行不斷變化，曳綱剛度也 隨之改變，同時曳綱絞機回轉(zhuǎn)半徑隨著纏繞的進行不斷變大。因此，拖網(wǎng)曳綱系統(tǒng)是典型的 時變重載液壓系統(tǒng)。 大型遠洋拖網(wǎng)漁船捕撈絞機數(shù)量眾多，液壓系統(tǒng)采用恒壓油源集中向執(zhí)行單元供 油，以減少元件數(shù)量、提高液壓系統(tǒng)效率。但由于液壓系統(tǒng)油源壓力恒定，難以通過調(diào)整壓 力的方法直接控制曳綱張力，因此傳統(tǒng)的曳綱絞機液壓系統(tǒng)多通過實時調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量進行 拖網(wǎng)曳綱的張力控制。然而，系統(tǒng)流量控制是通過調(diào)整絞機速度間接控制曳綱張力，存在較 大時間滯后，如在放網(wǎng)作業(yè)瞬間，馬達高壓腔壓力瞬時升高，流量控制從檢測到張力升高到 流量控制閥動作存在的滯后無法有效控制曳綱張力，可能導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)曳綱斷裂或液壓管 路爆裂等危險。因此，如何解決恒壓控制系統(tǒng)流量控制出現(xiàn)的問題與壓力流量間的矛盾，實 現(xiàn)曳綱張力的快速、精確控制，是拖網(wǎng)漁船曳綱絞機張力控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種壓力流量復(fù)合控制的拖網(wǎng)曳綱絞機電液比例張力控 制系統(tǒng)，用于實現(xiàn)復(fù)雜工況下拖網(wǎng)漁船曳綱絞機張力的比例控制，可解決傳統(tǒng)曳綱絞機液 壓系統(tǒng)流量控制存在的問題，提高的曳綱張力控制的快速性、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 本發(fā)明包括兩套結(jié)構(gòu)相同的電液比例張力控制系統(tǒng)，每套電液比例張力控制系統(tǒng) 均包括比例方向閥，平衡閥，安全閥，比例溢流閥，四個單向閥，兩個液壓馬達，控制器，齒輪 箱，扭矩傳感器和轉(zhuǎn)角編碼器；比例方向閥的進油口 Pi與恒壓進油管路連通，比例方向閥的 出油口 A與平衡閥的進油口 A2連通，平衡閥的出油口 A3與安全閥進油口 P3、第一單向閥的 出油口 、第四單向閥的進油口 、第一液壓馬達的一端a2以及第二液壓馬達一端a3連通，比例 溢流閥的進油口^與第三單向閥的出油口及第四單向閥出油口連通，比例溢流閥的回油口 丁2與第一單向閥進油口、第二單向閥進油口及安全閥回油口 T3連通接油箱，比例方向閥的 出油口 B工與第一液壓馬達的另一端h、第二液壓馬達的另一端、、第二單向閥的出油口 、第 三單向閥的進油口及平衡閥的控制油口 &連通；第一液壓馬達的輸出軸和第二液壓馬達輸出軸與齒輪箱輸入端連接，齒輪箱的輸出端通過扭矩傳感器與曳綱絞機連接，轉(zhuǎn)角編碼器 與曳綱絞機連接，扭矩傳感器與轉(zhuǎn)角編碼器同控制器輸入端連接，控制器輸出端與比例方 向閥的電磁鐵和比例溢流閥的電磁鐵連接。 所述的第一套電液比例張力控制系統(tǒng)中的第一曳綱絞機與第一曳綱的一端連接， 第一曳綱的另一端經(jīng)第一滑輪與網(wǎng)具的一端連接；第二套電液比例張力控制系統(tǒng)中第二曳 綱絞機與第一曳綱的一端連接，第二曳綱的另一端經(jīng)第二滑輪與網(wǎng)具的另一端連接。
本發(fā)明具有的有益效果是 (1)本發(fā)明采用比例方向閥與比例溢流閥來實現(xiàn)絞機液壓系統(tǒng)的壓力流量復(fù)合控 制，通過負載工況實時調(diào)整比例溢流閥的輸入信號控制馬達腔壓力，通過調(diào)整比例節(jié)流閥 閥口開度取得最佳阻尼系數(shù)以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 (2)放網(wǎng)作業(yè)中通過實時控制曳綱張力，實現(xiàn)了拖網(wǎng)曳綱絞機放網(wǎng)過程的動態(tài)剎 車；放網(wǎng)作業(yè)中馬達高、低壓腔通過比例溢流閥連通，比例方向閥的流量僅起到補油的作 用，因此有效降低了放網(wǎng)過程的功率損失。 (3)調(diào)定比例溢流閥壓力至安全閥壓力，通過調(diào)節(jié)比例方向閥閥口開度調(diào)整系統(tǒng) 流量，實現(xiàn)曳綱絞機張力的流量控制。 (4)本發(fā)明可適應(yīng)于拖網(wǎng)漁船作業(yè)的復(fù)雜工況，實現(xiàn)收、放拖網(wǎng)以及拖網(wǎng)網(wǎng)位調(diào)整 的曳綱張力控制。適用于拖網(wǎng)漁船捕撈作業(yè)復(fù)雜工況及時變重載場合。


圖1是本發(fā)明的液壓原理示意圖。 圖2是本發(fā)明進行放網(wǎng)作業(yè)時壓力流量復(fù)合控制原理示意圖。 圖3是本發(fā)明進行收網(wǎng)作業(yè)時壓力流量復(fù)合控制原理示意圖。 圖中1.比例方向閥，2.平衡閥，3.安全閥，4.比例溢流閥，5-l、5-2、5-3、5-4單
向閥，6-1、6-2.液壓馬達，7.控制器，8.齒輪箱，9.扭矩傳感器，IO.轉(zhuǎn)角編碼器，ll-l、
11-2.曳綱絞機，12-l、12-2.滑輪，13-l、13-2.曳綱，14.網(wǎng)具，15、 16、 17、 18、 19、20、21、22、
23、24、25、26.管路。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明包括兩套結(jié)構(gòu)相同的電液比例張力控制系統(tǒng)，每套電液比例 張力控制系統(tǒng)均包括比例方向閥1，平衡閥2，安全閥3，比例溢流閥4，四個單向閥5-l、5-2、 5-3、5-4，兩個液壓馬達6-l、6-2，控制器7，齒輪箱8，扭矩傳感器9和轉(zhuǎn)角編碼器。比例方 向閥1的進油口 P工與恒壓進油管路15連通，比例方向閥1的出油口 &與平衡閥2的進油 口 A2連通，平衡閥2的出油口 ~與安全閥3進油口 ？3、第一單向閥5-1的出油口、第四單向 閥5-4的進油口 、第一液壓馬達6-1的一端a2以及第二液壓馬達6-2 —端a3連通，比例溢 流閥4的進油口 P2與第三單向閥5-3的出油口及第四單向閥5-4出油口連通，比例溢流閥 4的回油口 T2與第一單向閥5-l進油口、第二單向閥5-2進油口及安全閥3回油口 T3連通 接油箱，比例方向閥1的出油口 B工與第一液壓馬達6-l的另一端lv第二液壓馬達6-2的另 一端、、第二單向閥5-2的出油口、第三單向閥5-3的進油口及平衡閥2的控制油口 ^連 通；第一液壓馬達6-l的輸出軸和第二液壓馬達6-2輸出軸與齒輪箱8輸入端連接，齒輪箱
48的輸出端通過扭矩傳感器9與曳綱絞機連接，轉(zhuǎn)角編碼器10與曳綱絞機連接，扭矩傳感器 9與轉(zhuǎn)角編碼器10同控制器7輸入端連接，控制器7輸出端與比例方向閥1的電磁鐵和比 例溢流閥4的電磁鐵連接。 所述的第一套電液比例張力控制系統(tǒng)中的第一曳綱絞機11-1與第一曳綱13-1的 一端連接，第一曳綱13-1的另一端經(jīng)第一滑輪12-1與網(wǎng)具14的一端連接；第二套電液比 例張力控制系統(tǒng)中第二曳綱絞機11-2與第一曳綱13-2的一端連接，第二曳綱13-2的另一 端經(jīng)第二滑輪12-2與網(wǎng)具14的另一端連接。 如圖2所示，第一曳綱絞機11-1實現(xiàn)放網(wǎng)作業(yè)張力控制時，網(wǎng)具14由于水的阻力 作用拉動第一曳綱13-1向遠離第一曳綱絞機11-1方向運動，曳綱13-1經(jīng)滑輪12-1帶動 曳綱絞機11-1轉(zhuǎn)動，第一液壓馬達6_la2腔和第二液壓馬達6_2a3受迫為高壓腔，第一液 壓馬達6-lb2腔和第二液壓馬達6-2b3腔為低壓腔，第一液壓馬達6-la2腔和第二液壓馬達 6-2a3腔高壓油經(jīng)管路20、21、22及單向閥5_4流入比例溢流閥4的進油口 P2，從比例溢流 閥4的出油口 T2流出，流出的液壓油一部分經(jīng)管路25回油箱，另一部分經(jīng)單向閥5-2及管 路17、 18、 19進入第一液壓馬達6-lb2腔和第二液壓馬達6-2b3腔，向馬達低壓腔補油，此時 比例方向閥l處在bj立置，比例方向閥l進油口Pi和出油口Bi連通，出油口 和回油口 1\ 連通，系統(tǒng)壓力油經(jīng)管路15進入比例方向閥l進油口 Pp從比例方向閥1出油口 B廣流出， 流出壓力油經(jīng)管路16、 17、 18、 19進入第一液壓馬達6-lb2腔和第二液壓馬達6-2b3腔，向馬 達低壓腔補油。 第一曳綱絞機11-1實現(xiàn)放網(wǎng)作業(yè)張力控制時，轉(zhuǎn)角編碼器10實時檢測第一曳綱 絞機11-1轉(zhuǎn)角，扭矩傳感器9實時檢測第一曳綱絞機11-1扭矩，控制器7通過檢測到的轉(zhuǎn) 角信號及扭矩信號解算出曳綱張力，并與設(shè)定曳綱張力進行比較，控制器7輸出信號通過 調(diào)整比例方向閥1閥口開度調(diào)節(jié)補油量，控制器7輸出信號通過控制比例溢流閥4壓力實 現(xiàn)第一曳綱絞機11-1的張力控制。 如圖3所示，第一曳綱絞機11-1實現(xiàn)收網(wǎng)作業(yè)張力的壓力流量復(fù)合控制時，比例 方向閥1工作在a工位置，比例方向閥1進油口 P工和出油口 連通，出油口 和回油口 1\連 通，系統(tǒng)壓力油經(jīng)管路15進入比例方向閥1進油口 P工，從比例方向閥1出油口 流出，流出 壓力油流入平衡閥2進油口 4，從內(nèi)部旁通閥到達出油口 ~，出油口 A3流出壓力油一部分 經(jīng)管路23、22、20、21分別進入第一液壓馬達6-la2腔和第二液壓馬達6_2a3腔，帶動第一曳 綱絞機11-1轉(zhuǎn)動，第一曳綱絞機11-1經(jīng)曳綱13-1拖曳網(wǎng)具14實現(xiàn)收網(wǎng)作業(yè)，另一部分液 壓油通過第四單向閥5-4流入比例溢流閥4進油口 P2，經(jīng)比例溢流閥4回油口 T2流出，經(jīng)管 路25流回油箱，第一液壓馬達6-lb2腔和第二液壓馬達6-2b3腔液壓油經(jīng)管路19、 18、 17、 16流入比例方向閥1出油口 從比例方向閥1回油口 1\流出，經(jīng)管路26流回油箱。轉(zhuǎn)角 編碼器10實時檢測第一曳綱絞機11-1轉(zhuǎn)角，扭矩傳感器9實時檢測第一曳綱絞機11-1扭 矩，控制器7通過檢測到的轉(zhuǎn)角信號及扭矩信號解算出曳綱張力，并與設(shè)定曳綱張力進行 比較，控制器7輸出信號通過調(diào)整比例溢流閥4壓力實現(xiàn)第一曳綱絞機11-1的張力控制， 輸出信號通過控制比例方向閥1閥口開度實時調(diào)整系統(tǒng)流量，進而實現(xiàn)第一曳綱絞機11-1 張力的壓力流量復(fù)合控制。 第一曳綱絞機11-1實現(xiàn)收網(wǎng)作業(yè)張力的流量控制時，比例溢流閥4調(diào)至安全閥開 啟壓力，比例方向閥1工作在ai位置，比例方向閥1進油口 Pi和出油口 Ai連通，出油口 Bi和回油口 1\連通，系統(tǒng)壓力油經(jīng)管路15進入比例方向閥1進油口 P^從比例方向閥1出油 口 A流出，流出壓力油流入平衡閥2進油口 4，從內(nèi)部旁通閥到達出油口 As，出油口 A^流 出壓力油經(jīng)管路23、22、20、21分別進入第一液壓馬達6-la2腔和第二液壓馬達6_2a3腔，帶 動第一曳綱絞機11-1轉(zhuǎn)動，第一曳綱絞機11-1經(jīng)曳綱13-1拖曳網(wǎng)具14實現(xiàn)收網(wǎng)作業(yè)，第 一液壓馬達6-lb2腔和第二液壓馬達6-2b3腔液壓油經(jīng)管路19、 18、 17、 16流入比例方向閥 1出油口 B"從比例方向閥1回油口 1V流出，經(jīng)管路26流回油箱。轉(zhuǎn)角編碼器IO實時檢測 第一曳綱絞機11-1轉(zhuǎn)角，扭矩傳感器9實時檢測第一曳綱絞機11-1扭矩，控制器7通過檢 測到的轉(zhuǎn)角信號及扭矩信號解算出曳綱張力，并與設(shè)定曳綱張力進行比較，控制器7輸出 信號通過控制比例方向閥l閥口開度實時調(diào)整系統(tǒng)流量，進而實現(xiàn)第一曳綱絞機ll-l張力 的流量控制。 曳綱絞機電液比例張力控制系統(tǒng)設(shè)有安全閥3，用于限制收、放網(wǎng)作業(yè)時系統(tǒng)最大 壓力，當(dāng)系統(tǒng)壓力高于安全閥3調(diào)定壓力時，安全閥開啟，液壓油經(jīng)安全閥3進油口 P3流入， 經(jīng)回油口 1V流出，最后經(jīng)管路24流回油箱。 第二套曳綱絞機電液比例張力控制系統(tǒng)與第一套曳綱絞機電液比例張力控制系 統(tǒng)是同步工作的，工作原理相同。
權(quán)利要求
一種壓力流量復(fù)合控制的拖網(wǎng)曳綱絞機電液比例張力控制系統(tǒng)，其特征在于包括兩套結(jié)構(gòu)相同的電液比例張力控制系統(tǒng)，每套電液比例張力控制系統(tǒng)均包括比例方向閥(1)，平衡閥(2)，安全閥(3)，比例溢流閥(4)，四個單向閥(5-1、5-2、5-3、5-4)，兩個液壓馬達(6-1、6-2)，控制器(7)，齒輪箱(8)，扭矩傳感器(9)和轉(zhuǎn)角編碼器(10)；比例方向閥(1)的進油口P1與恒壓進油管路(15)連通，比例方向閥(1)的出油口A1與平衡閥(2)的進油口A2連通，平衡閥(2)的出油口A3與安全閥(3)進油口P3、第一單向閥(5-1)的出油口、第四單向閥(5-4)的進油口、第一液壓馬達(6-1)的一端a2以及第二液壓馬達(6-2)一端a3連通，比例溢流閥(4)的進油口P2與第三單向閥(5-3)的出油口及第四單向閥(5-4)出油口連通，比例溢流閥(4)的回油口T2與第一單向閥(5-1)進油口、第二單向閥(5-2)進油口及安全閥(3)回油口T3連通接油箱，比例方向閥(1)的出油口B1與第一液壓馬達(6-1)的另一端b2、第二液壓馬達(6-2)的另一端b3、第二單向閥(5-2)的出油口、第三單向閥(5-3)的進油口及平衡閥(2)的控制油口X1連通；第一液壓馬達(6-1)的輸出軸和第二液壓馬達(6-2)輸出軸與齒輪箱(8)輸入端連接，齒輪箱(8)的輸出端通過扭矩傳感器(9)與曳綱絞機連接，轉(zhuǎn)角編碼器(10)與曳綱絞機連接，扭矩傳感器(9)與轉(zhuǎn)角編碼器(10)同控制器(7)輸入端連接，控制器(7)輸出端與比例方向閥(1)的電磁鐵和比例溢流閥(4)的電磁鐵連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力流量復(fù)合控制的拖網(wǎng)曳綱絞機電液比例張力控制系統(tǒng)，其特征在于所述的第一套電液比例張力控制系統(tǒng)中的第一曳綱絞機(11-1)與第一曳綱(13-1)的一端連接，第一曳綱(13-1)的另一端經(jīng)第一滑輪(12-1)與網(wǎng)具(14)的一端連接；第二套電液比例張力控制系統(tǒng)中第二曳綱絞機(11-2)與第一曳綱(13-2)的一端連接，第二曳綱(13-2)的另一端經(jīng)第二滑輪(12-2)與網(wǎng)具(14)的另一端連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓力流量復(fù)合控制的拖網(wǎng)曳綱絞機電液比例張力控制系統(tǒng)。包括兩套結(jié)構(gòu)相同的電液比例張力控制系統(tǒng)，每套張力控制系統(tǒng)均包括比例方向閥，平衡閥，安全閥，比例溢流閥，四個單向閥，兩個液壓馬達，控制器，齒輪箱，扭矩傳感器和轉(zhuǎn)角編碼器。兩套張力控制系統(tǒng)中的曳綱絞機分別與各自曳綱的一端連接，曳綱的另一端分別經(jīng)各自滑輪與網(wǎng)具的兩端連接。根據(jù)拖網(wǎng)曳綱絞機不同的作業(yè)工況，實現(xiàn)曳綱工作張力的比例控制，解決了拖網(wǎng)漁船捕撈作業(yè)時人員勞動強度大、技術(shù)要求高、作業(yè)安全系數(shù)低的難題，具有操作方便、工作可靠等優(yōu)點。采用本發(fā)明的曳綱絞機液壓系統(tǒng)能夠適應(yīng)惡劣的海況，大幅提高系統(tǒng)的安全性，保證拖網(wǎng)捕撈作業(yè)的順利進行。
文檔編號B66D1/50GK101717052SQ20091015416
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者周華, 楊華勇, 陳英龍 申請人:浙江大學(xué)