起重机液压系统

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,起重机液压系统,1,目 录,3.,液压缸变幅机构传动回路,2.起升机构液压传动回路,4.支腿油缸所应用的双向液压锁原理,1.汽车起重机液压传动系统简述,2,一 汽车起重机液压传动系统简述,3,1 汽车起重机液压传动系统简述,图1是一汽车起重机液压传动示意图。内燃机的动力通过分动箱(取力装置)传给三联液压泵。前两联泵的排油直接通过中心回转接头到上车控制阀组；后一联泵经上下车选择阀，可分别进人下车控制阀组或通过中心回转接头到上车；上车操纵阀组再将动力按要求分配到各机构，下车操纵阀组可控制各支腿的水平和垂直油缸。,4,图1 汽车起重机液压传动示意图,1.内燃机 2.分动箱 3.传动轴 4.液压泵 5.中心回转接头 6.控制阀 7.制动器油缸 8.离合器油缸 9.蓄能器 10.起升油马达 11.伸缩臂油缸 12.变幅油缸 13.分流阀 14.回转油马达 15.垂直支腿油缸 16.水平支腿油缸 17.过滤器 18.油箱,5,二 起升机构液压传动回路,6,起升机构的液压传动回路，除了要保证机构有足够的输出力矩、起升速度和制动能力，还应具有良好的调速性能和下降限速能力。设有快速落钩装置的起升机构，还应提供方便可靠的制动器、离合器控制回路。,图2是最基本的起升机构液压回路。在图示状态下，液压泵的来油经换向阀中位卸荷回油箱，常闭式制动器在弹簧作用下提供制动力矩，用以平衡起升载荷的悬停。当手动换向阀离开中位进入工作位置时，泵的来油经换向阀进入机构的起升分支，并经过单向节流阀中的节流阀进入制动器。这以后，泵的泵油压力很快上升。压力升到一定程度，便会克服制动器的弹簧力，使制动器开启。同时，进入起升分支的压力油经平衡阀中的单向阀进入马达。若这时系统压力足以克服作用在马达上的阻力矩，机构就会在马达驱动下以一定的速度起升载荷，马达的排油经换向阀流回油箱。,2 起升机构液压传动回路,7,1.换向阀,2.平衡阀,3.液压马达,4.制动液压缸,5.单向节流阀,图2 起升机构液压回路,8,若手动换向阀回到中位，则系统压力迅速下降，马达停止转动；制动器在弹簧作用下，经单向节流阀中的单向阀排出制动器动作缸中的液压油，实现制动。要下降载荷时，可将换向阀拔到位。这时，泵的来油经换向阀进入回路的下降分支，同时经单向节流阀进入制动器。当压力增大到一定程度时，制动器将开启，下降分支的压力将同时使平衡阀中顺序阀有一定的开度。这样，马达在起升载荷和下降分支压力的一同作用下旋转，使载荷下降，马达的排油经顺序阀、换向阀流回油箱。,平衡阀中的顺序阀的作用，是当下降时在马达的排油口产生足够的节流阻力，以平衡起升载荷对马达的作用，从而限制机构的下降速度。顺序阀所产生阻力的大小，取决于下降分支液压油的压力。压力越大，阀的开度越大，阻力越小。因此，可通过控制手动换阀的开度来改变机构下降分支的压力，从而实现对载荷下降速度的控制。,制动器油路上单向节流阀的作用，是在不影响制动器上闸时间的条件下，减缓制动器的开启速度。所以这样设置，是因为当起升载荷较大时马达所需要的启动压力也较高，而制动器的开启压力通常较低,2起升机构液压传动回路,9,在提升已悬挂在吊钩上的载荷时，随着供油压力逐渐上升，制动器首先开启，使载荷力矩作用在马达上。而这时马达进口压力还不足以使马达启动;相反，在载荷作用下马达会逆转而使载荷下降，这就是所谓的二次提升下滑。,单向节流阀对制动器开启的延时作用，将使马达进口压力在制动器开启时有一定的提高，从而减小二次提升下滑量。但是，单向节流阀的作用将加剧空钩起升时机构的抖动。因为空钩起升所需的马达启动压力较低，而制动器开启压力不变，在制动器开启时马达进口压力超过空钩起升所需压力，制动器打开时马达会很快转动;这样所导致的系统压力下降将使制动器又关闭，机构停止，压力又开始上升;当制动器再度开启时，马达又会很快转动。就这样不断重复。单向节流阀正是加大了制动器开启时马达进口处的压力，所以空钩时的抖动现象也会加剧。当然，当发动机转速很高而使油路阻力加大从而使马达转动压力升高时，这种现象可得到一定的缓解。,2起升机构液压传动回路,10,三 液压缸变幅机构传动回路,11,对于采用钢丝绳变幅的机构，其驱动部分的液压原理与起升机构的液压原理相同，这里不再重复。下面主要介绍液压缸变幅机构的液压传动原理。,图3a是一变幅机构的液压原理图。当手动换向阀中位时，液压泵的来油经换向阀中位直接回油箱，平衡阀处于关闭状态，使变幅液压缸无杆腔中的压力油无法流出，保证了液压缸不回缩。当手动换向阀处于位时(图3b)，泵的来油经过换向阀和平衡阀中的单向阀3进入变幅液压缸的无杆腔，推动活塞杆外伸。有杆腔的排油经换向阀流回油箱。当手动换向阀处于位时，泵的来油经过换向阀同时进人变幅缸的有杆腔和平衡阀的远控口C(图3c)。当压力达到平衡阀的开启值时，平衡阀阀蕊1在活塞2的推动下克服弹簧力向右移动，打开平衡阀，从而使进入平衡阀B口的压力油经过平衡阀，从A口流进手动换向阀，回到油箱。变幅液压缸的活塞杆回缩。,3 液压缸变幅机构传动回路,12,图3 变幅机构液压原理图,3 液压缸变幅机构传动回路,13,平衡阀远控口的压力Pa，是由通过换向阀进人回路的流量决定的，这一压力直接决定了平衡阀的开度。当变幅液压缸作用的推力不变时，平衡阀的开度也就决定了通过平衡阀流量的大小，以及变幅液压缸的回缩速度。因此，不论变幅缸受的压力有多大，只要适当控制进入回路的流量，就可以完全控制变幅液压缸的回缩速度。所以平衡阀也称限速阀。,变幅回路中的平衡阀的限速作用与在起升回路中的作用是一致的，但在换向阀中位时两个回路的平衡阀作用则完全不同。在起升机构回路中，当换向阀处于中位时，起升载荷在机构上产生的扭矩完全由制动器来承受，平衡阀上并无油压作用。所以，其反向的密封性与起升机构的重物下沉没有关系。但在变幅机构中，平衡阀除了有限速作用，还在机构不动时起到封闭变幅缸无杆腔的作用。因此，其反向密封性能的好坏将直接影响变幅缸受载以后的回缩量。,3 液压缸变幅机构传动回路,14,在图示的回路中，若变幅缸中活塞上的密封失效，也会导致平衡阀失去反向密封作用。这是因为当活塞密封失效后，无杆腔的压力将传到有杆腔。当有杆腔的压力增大到平衡阀开启压力后，变幅缸将发生回缩。这一回缩会使有杆腔压力降低，平衡阀又关闭。再经过一段时间，有杆腔压力又会升高，平衡阀又开启。就这样，变幅缸会呈脉动状态逐渐回缩。,变幅缸的有杆腔面积和无杆腔有效面积是不相等的，所以对于定量泵供油系统，起重臂由最大幅度变至最小幅度(仰角由小到大)的时间，要大于由小幅度变至最大幅度(仰角由大到小)的时间。,对于大吨位的流动式起重机，因单个变幅液压缸的推力往往不能满足要求，而采用并列的双变幅缸形式。图4a是一双缸变幅机构液压原理图。两个变幅缸的同步是靠起重臂的扭转约束来实现的。在有些条件下，单一平衡阀的通径并不能满足双液压缸的大流量要求，这时可采用两平衡阀并联的方式来实现大的通过能力(图4b)。但必须注意，按图中回路的接法，当两个平衡阀性能有差异时(一般不可避免)，将导致两个变幅缸不同步而使起重臂受扭。为了防止这种现象的发生，可采用图4c所示的处理方法，即将两变幅缸无杆腔连通。,3 液压缸变幅机构传动回路,15,图4 双缸变幅机构液压原理,平衡阀的安装应尽可能靠近变幅缸，以缩短无杆腔中高压油对油管的作用长度。平衡阀与变幅缸无杆腔之间也不允许采用软管联接。,3 液压缸变幅机构传动回路,16,四 起升机构液压传动回路,17,起重机液压系统中广泛使用的是液控单向阀.图5就是液控单向阀的结构简图和职能符号。当液控口K不通压力油时，油只可以从进油口P,1,进去，顶开单向阀从P,2,流出。若油液从P2进入时，单向阀3闭死，油不能通到P,1,这时和普通单向阀的作用没有什么不同。当控制油口K接通压力油时，则活塞1左部受油压作用，因活塞的右腔a是和泄油口相通的(图中未画)，所以活塞1向右运动，通过顶杆2将单向阀向右顶开，这时P,1,和P,2,两腔接通，油可以逆向流动。这种液控单向阀在不通控制油压时，能在一个方向锁紧油路，故常称单向液压锁。,4 支腿油缸所应用的双向液压锁原理,18,如将两个方向相反的液控单向阀装到一个壳体内，便构成双向液压锁，常用与工程起重机的液压支腿油缸的控制回路上。图6是长江起重机厂生产的双向液压锁结构图和表示符号。A、B口分别与主油路的进回油管路相通，C、D分别与油缸的两腔相通。当压力油从A口进入时，能自动向右推开阀芯工，经D口流向油缸的高压腔。与此同时，A口压力油还同对向左推移控制阀芯3，将阀芯2顶开，于是油缸排油从C口。进入阀内，通过左侧单向阀的通道，从B口进入系统的回油路。反之，如果B口通压力油，则上述动作反向进行。如果A、B口均不通压力油，则两个单向阀均处于关闭状态，C或D口的压力再高，也不能打开单向阀，反而使单向阀的阀芯紧压在阀座上，从而防止了由它控制的油缸活塞在两个方向因外力作用而移动。,4 支腿油缸所应用的双向液压锁原理,19,图6,4 支腿油缸所应用的双向液压锁原理,20,图7是稳定器油缸利用液控单向阀的回路。当压力油从管路a进入时，可以几乎无阻碍地通过两个液控单向阀1和2进入两个油缸的有杆腔，将活塞杆缩回。油缸排油经管路b返回油箱。当管路a和b都不进压力油时，单向阀关闭，油缸有杆腔的油液不能通过单向阀流出，因此活塞杆不会因自重作用下移，这就避免了汽车吊在行驶状态稳定器油缸活塞下溜的问题。单向阀阀芯是锥形的 密封良好，可以长时间保持活基杆处于收缩状态不动。要使活塞杆向下移动以便将稳定器锁紧时，必须从b管进压力油，a管通回油。这时，压力油在进入油缸无杆腔的同时，通过控制管路将液控单向阀1和2打开，有杆腔的排油经单向阀和a管回油箱，活塞下移，稳定器锁紧。,图8是液压支腿油缸利用双向液压锁的回路。当压力油从A管进入时，油液可以自由地通过下面的单向阀进入油缸下腔，同时又将上面的单向阀打开，于是油缸上腔油液通过这个单向阀进入B管，返回油箱，活塞杆缩回。反之，当B管进压力油时，则活塞杆伸出。如A、B管均不通压力油时，则双向液压锁中的两个单向阀均关闭，活塞杆在两个方向都不能因为外载荷(地面的支反力或者自重)的作用而移动。,4 支腿油缸所应用的双向液压锁原理,21,图7 图8,为防止管路破裂引起事故，液压锁尽量直接装到油缸外壁上，并尽可能缩短液压锁与油缸工作压力最高的那一腔之间的管路长度。,4 支腿油缸所应用的双向液压锁原理,22,