QY25型汽車起重機液壓系統(tǒng)分析

1、一、液壓系統(tǒng)概述1.1 液壓系統(tǒng)的組成一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成，即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。動力元件的作用是將原動機的機械能轉換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達)的作用是將液體的壓力能轉換為機械能，驅動負載作直線往復運動或回轉運動。 控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為溢流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調整閥、

2、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力表、油位油溫計等。 液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。1.2 液壓系統(tǒng)的類型液壓系統(tǒng)要實現(xiàn)其工作目的必須經過動力源控制機構機構三個環(huán)節(jié)。其中動力源主要是液壓泵；傳輸控制裝置主要是一些輸油管和各種閥的連接機構；執(zhí)行機構主要是液壓馬達和液壓缸。這三種機構的不同組合就形成了不同功能的液壓回路。泵馬達回路是起重機液壓系統(tǒng)的主要回路，按照泵循環(huán)方式的不同有開式回路和閉式回路兩種。開式回路中馬達的回油直接通回油箱，工作油在油箱中冷卻及沉淀過濾后

3、再由液壓泵送入系統(tǒng)循環(huán)，這樣可以防止元件的磨損。但油箱的體積大，空氣和油液的接觸機會多，容易滲入。目前多數(shù)汽車起重機的液壓系統(tǒng)為開式系統(tǒng)，其構成簡單、散熱和濾油條件好，但要求液壓泵有一定的自吸能力。閉式回路中馬達的回油直接與泵的吸油口相連，結構緊湊，但系統(tǒng)結構復雜，散熱條件差，需設輔助泵補充泄漏和冷卻。而且要求過濾精度高，但油箱體積小，空氣滲入油中的機會少，工作平穩(wěn)。二、汽車起重機液壓系統(tǒng)功能、組成和工作特點汽車起重機液壓系統(tǒng)一般由起升、變幅、伸縮、回轉、支腿五個主回路組成。從圖2-1可以看出，各個回路之間具有不同的功能、組成和工作特點：圖2-1 汽車起重機各回路工作狀態(tài)圖1、起升回路起升回路

4、起到使重物升降的作用。起升回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓離合器和液壓馬達組成。起升回路是起重機液壓系統(tǒng)的主要回路，對于大、中型汽車起重機一般都設置主、副卷揚起升系統(tǒng)。它們的工作方式有單獨吊重、合流吊重以及單獨共同吊重三種方式，其中對于吊大噸位且要求速度不太高時用主卷揚吊的方式，對于吊小噸位且要求速度不太高時用副卷揚吊的方式；對于吊大噸位且要求速度比較高時用主副卷揚泵合流吊的方式；對于吊比較長的物體時用單獨共同吊重方式。2回轉回路回轉回路起到使吊臂回轉，實現(xiàn)重物水平移動的作用?；剞D回路主要由液壓泵、換向閥、回轉緩沖閥、液壓離合器和液壓馬達組成，由于回轉力比較小所以其結構沒有起升回路復雜。

5、回轉機構使重物水平移動的范圍有限，但所需功率小，所以一般汽車起重機都設計成全回轉式的，即可在左右方向任意進行回轉。 3變幅回路絕大部分工程起重機為了滿足重物裝、卸工作位置的要求，充分利用其起吊能力（幅度減小能提高起重量），需要經常改變幅度。變幅回路則是實現(xiàn)改變幅度的液壓工作回路，用來擴大起重機的工作范圍，提高起重機的生產率。當變幅機構和回轉機構協(xié)同工作時，起重機的作業(yè)范圍是一個環(huán)形空間。變幅回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥和變幅液壓缸組成。汽車起重機的變幅機構有兩種基本型式：提性變幅和剛性變幅。目前普遍采用剛性液壓變幅方式，即起重機的仰起（起臂）與俯下（落臂）是靠油缸動作來實現(xiàn)的。4伸縮回路伸

6、縮回路可以改變吊臂的長度，從而改變起重機吊重的高度。伸縮回路主要由液壓泵、換向閥、液壓缸和平衡閥組成，根據(jù)伸縮高度和方式不同其液壓缸的節(jié)數(shù)結構也就大不相同。汽車起重機的伸縮方式主要有同步伸縮和非同步伸縮兩種，同步伸縮就是各節(jié)液壓缸相對于基本臂同時伸出，采用這種伸縮方式不僅可以提高臂的伸出效率，而且可以使臂的結構大大簡化，提高起重機的吊重。伸縮回路只能在起重機吊重之前伸出。5支腿回路支腿回路是用來驅動支腿，支承整臺起重機的。支腿回路主要由液壓泵、水平液壓缸、垂直液壓缸、雙向液壓鎖和換向閥組成。汽車起重機設置支腿可以大大提高起重機的起重能力。為了使起重機在吊重過程中安全可靠，支腿要求堅固可靠，伸縮

7、方便。在行駛時收回，工作時外伸撐地。還可以根據(jù)地面情況對各支腿進行單獨調節(jié)。三、起重機液壓系統(tǒng)分析QY25型汽車起重機液壓系統(tǒng)進行分析，圖3-1為該產品的液壓系統(tǒng)原理圖。圖3-1 QY25型汽車起重機液壓原理圖1-水平缸 2、5、6-垂直缸 3-雙向液壓鎖 4-下車多路閥 7-截止閥 8-三聯(lián)齒輪泵 9-回油濾油器 10-中心回轉接頭 11-上車多路閥 12-單向閥 13-油冷器 14-回轉對中閥組 15-回轉馬達 16-回轉緩沖閥組 17-伸臂油缸 18、20-平衡閥 19-變幅油缸 21、23-卷揚馬達 22、24-平衡閥 25-電磁溢流閥組 26-電磁溢流閥組該系統(tǒng)的壓力油源采用三聯(lián)齒輪

8、泵供油。若系統(tǒng)各機構均不工作時，三聯(lián)泵中的泵1（排量32ml/r）排出的壓力油經下車多路閥4，中心回轉接頭10，再經上車多路閥11返回下車，經回油濾油器9回到郵箱。泵2（排量63ml/r）排出的壓力油經中心回轉接頭10，進入上車多路閥11，再經油冷器13返回下車，經回油濾油器9回到郵箱。泵3（排量63ml/r）排出的壓力油經中心回轉接頭10，進入上車多路閥P3口，再經油冷器13返回下車，經回油濾油器9回到郵箱。由此可見BJ5290JQZ25型汽車起重機采用多泵供油的開式系統(tǒng)：1號泵向下車支腿油路以及上車回轉機構油路供油，該油路獨立自成體系；2號泵向伸縮機構、變幅機構以及副卷揚機構供油，當這三機

9、構不工作時，2號泵壓力油可以和3號泵合流，提高主卷揚起升速度；3號泵的壓力油向主卷揚機構供油，當主卷揚機構不工作時，3號泵壓力油可以和2號泵合流，提高副卷揚起升速度。下面分別介紹各機構工作油路：1） 支腿油路（下車液壓系統(tǒng)）中心回轉接頭以下部分為支腿回路。如圖3-2所示，主要由下車多路閥4和四個水平油缸1以及五個垂直油缸2、5、6組成。圖3-2 下車液壓系統(tǒng)9個油缸的動作由六聯(lián)換向閥4控制，其中4b控制第五支腿，4c-4f每片閥控制一個水平缸和一個垂直缸的動作；4a控制所有油缸換向。4a和4b-4f組合后，既可以控制所有支腿缸的同伸同縮，又可以單獨控制任意一個缸的伸縮動作。伸縮時的最大工作壓力

10、由溢流閥m限定。為了防止垂直油缸自縮而造成事故，每個垂直油缸的上部都裝設了雙向液壓鎖3。換向閥處于中位時，油缸上腔的壓力油使單向閥壓緊閥座而將油液封閉，即使管路破裂，油缸也不會自動縮回。下車多路閥中的液控單向閥n的作用是防止起重機行駛過程中，水平支腿離心慣性而伸出。2）上車油路（上車液壓系統(tǒng)）中心回轉接頭以部分為上車油路，主要由回轉，伸縮，變幅和起升油路等構成。各機構動作由多聯(lián)滑閥11控制。如圖3-3所示為上車油路圖。圖3-3 上車液壓系統(tǒng)3.1回轉油路 回轉機構又上車多路閥1中的A滑閥控制。回轉馬達15是軸向柱塞定量馬達，回轉最大工作壓力由回轉緩沖閥16限定。 A滑閥在中位時，來自1號泵的壓

11、力油經滑閥中位油路卸荷；當A滑閥從圖示位置上移時，壓力油經回轉緩沖閥16進入馬達的右側，與此同時回轉對中閥的14Y1電磁閥通電打開，壓力油進入回轉減速機制動器口，壓縮彈簧松閘，馬達左側油經A滑閥與回油路相通，馬達轉動。當回轉需要停止時，A滑閥回到中位，壓力油源被切斷，回轉制動。緩沖閥的作用是消除馬達啟動和制動，減速和增速時的液壓沖擊，提高回轉的平穩(wěn)性。閥組14的作用是靠重物自重來回轉對中。3.2伸縮臂油路 伸縮機構由上車多路閥中的B滑閥控制。伸臂和縮臂時的最大工作壓力由多路閥中的i和h溢流閥限定。 B滑閥在中位圖示位置時，伸臂油缸無桿腔的油液被平衡閥18內的單向閥封閉，油缸保持靜止。來自2號泵

12、的壓力油經滑閥中位卸荷。當B滑閥下移時，壓力油經滑閥和平衡閥內的單向閥進入伸臂油缸的無桿腔，吊臂伸出。伸臂速度由油門和滑閥的開口度調節(jié)。當B滑閥上移時，壓力油經滑閥進入伸臂油缸有桿腔，與此同時，又從控制油路作用于平衡閥，使其閥芯移動打開回油通道，吊臂縮回。平衡閥18的節(jié)流開度取決于控制壓力大小，與吊臂負載荷無關，因而可提供適合的回油背壓，控制吊臂縮回速度。伸縮油缸17是單級缸，伸縮機構采用鋼絲繩同步伸縮，當油缸帶動第二吊臂伸縮同時，通過鋼絲繩帶動第三、四節(jié)臂同步伸縮。3.3變幅油路 變幅油缸19由上車多路閥中的C滑閥控制。其工作原理與伸縮臂油路一樣。油缸起臂的工作壓力由溢流閥j限定，落臂時的工

13、作壓力由溢流閥g限定。溢流閥g和j的作用完全相同，消除吊臂在起升和下降時的震動。3.4副起升油路 副起升油路由上車多路閥中的D閥控制，最大工作壓力由溢流閥j限定。D滑閥在圖示中位時，壓力油經滑閥中位油路卸荷，制動器油缸因無壓力油，在彈簧作用下上閘，平衡閥22起液壓鎖作用，馬達21靜止不動。當D滑閥從圖示位置下移時，壓力油經滑閥、平衡閥22中的單向閥進入馬達21右側，與此同時控制壓力油經梭閥進入制動器油缸，壓縮制動器彈簧使之松閘，馬達轉動起升負載。反之為馬達下降負載。起升油路上也設有平衡閥，其工作原理與變幅油路、伸臂油路一樣，平衡閥防止落鉤時發(fā)生超速現(xiàn)象。這里需要指出的是，在落鉤進油管路上沒有單

14、獨設有二次溢流閥，而是利用三圈保護電磁溢流閥26來作為二次溢流閥用，限定落鉤時馬達的起動壓力不超過調定值。同時該閥還帶有壓力反饋溢流閥R，能使起升機構工作壓力與負載保持一致，從而有效地減少系統(tǒng)發(fā)熱，節(jié)約能源。恒壓變量馬達可實現(xiàn)液壓無級調速，使油泵的輸出壓力和流量恒定（從而功率恒定）時，馬達可隨負載的變化自動調整排量，提供與負載相對應的扭矩和轉速，既負荷大時扭矩大而轉速低；負荷小時扭矩小而轉速高，這樣使泵的輸出功率能得到充分利用。3.5主起升油路主起升油路由上車多路閥中的E閥控制，工作原理與副起升油路一樣。3.6 保護油路 在起重機液壓系統(tǒng)各機構油路中，除了設置安全閥來限壓外，對于吊鉤起升高度、卷筒鋼絲繩最后三圈以及超載，還專門設置保護油路。 為了防止由于操作失誤，發(fā)生吊鉤碰撞吊臂頭部滑輪的事故，在主、副起升油路旁接有電磁溢流閥組25。在起升時，當?shù)蹉^上升接觸到限位開關（高度限位器，安裝在吊臂頭部），從而使電磁溢流閥組動作，切斷上升油路。這時，反操作可使吊鉤下降。為了防止下降時，卷筒上的鋼絲繩放完而