汽车起重机结构组成和液压系统常见故障分析 - 图文

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湖南交通职业技术学院 毕业设计（论文）审核

设计（论文）题目：汽车起重机结构组成和液压系统常

见故障分析

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2012年02月20日

摘 要

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随着社会的急速发展，便利的起重设备在越来越多的领域发挥着作用，随着技术的提升和载重的增加，更多的工程施工已不再局限于固定式的起重设备，汽车起重机就是在这样一个前景下迅速的发展起来，汽车起重机的结构组成和常见的一些故障及其保养方法，越来越受到人们的关注，本文主要介绍了汽车起重机的结构组成，并针对液压系统常见的故障及其维护措施做了详细的概述。

关键词：汽车起重机结构，工作原理，常见液压故障诊断，解决方法

目 录

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第一章 绪论????????????????????????????5 第二章 汽车起重机结构组成 ????????????????????6

2.1 汽车起重机发展概述????????????????????6 2.2 起重机种类及特点?????????????????????6 2.3 汽车起重机基本结构、作用?????????????????8 第三章 三一汽车起重机液压系统 ??????????????????13

3.1 三一汽车起重机液压系统特点????????????????13 3.2 三一起重机液压系统构成作用????????????????13 3.2 起重机液压系统保护设置??????????????????14 第四章 液压系统常见故障?????????????????????15

4.1 液压系统常见故障分析???????????????????15 4.2 液压系统检查方法?????????????????????16 4.2.1 整机的检查方法????????????????????16 4.2.2 液压油检查??????????????????????17 4.2.3 根据发动机噪声的变化, 判断故障的类型?????????17 4.2.4 元件故障的检查方法??????????????????18 4.2.5 执行元件的故障检查??????????????????18 第五章 起重机的调试???????????????????????19 5.1 起重机调试的目的及过程?????????????????19

5.2 路试流程及分阶段检测项目及要求?????????????19

第六章 结束语 ??????????????????????????20 参考文献 ?????????????????????????????21

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致谢???????????????????????????????22

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第一章 绪论

近年来随着城市经济建设的飞速发展, 由液压系统控制的各种起重机械大量投入到市政建设、工业生产企业第一线, 发挥着越来越大的作用。所以有必要了解汽车起重机的组成及常见的故障及措施。

汽车起重机是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机，其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置。汽车起重机的优点是机动性好，转移迅速，采用的是专用或通用卡车底盘，适宜于公路行驶。作业性能高，结构较简单，性价比高。作业辅助时间少，作业高度和幅度可随时变换。缺点是工作时须支腿，且对地面平整度要求较高，不能在松软地面进行作业。但是对于现代的城市施工作业，绝大多数的场合是可以满足的。目前汽车起重机的起重量的范围涵盖很广了，可从8吨～1500吨，这类范围中的起重机是产量最大，也是使用最广泛的类型。

汽车起重机可分为两大部分上车和下车，就是下车底座支撑部分和上车作业部分等组成，底座支撑部分包括可上路行驶的底盘和车架支腿等承载结构，同时底盘还通过中心回转体为上车作业提供动力；上车作业部分包括使上车实现360 度全回转的回转支撑、回转减速机、回转液压系统组成的回转机构，由变幅油缸和变幅液压系统组成的变幅机构，由卷扬减速机、起升钢丝绳、起升液压系统组成的起升机构，以及可动力伸缩的主臂、副臂、转台、配重、上车作业室、电气控制或照明系统等。

对于汽车起重机而言，最为常见的故障一般都是出现在液压系统上，所以了解一些液压系统常见的故障，及掌握维护措施和保养的方法就成为了必要。

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第二章 汽车起重机结构组成

2.1 汽车起重机发展概述

在现代化城市建设的过程中，汽车起重机已经逐渐担当了重要的角色，在很多的领域，这种移动方便，起重快捷的起重设备，越来越受到人们的认可。

现在起重机的发展现状：

? 目前世界工程起重机年销售额达75亿美元 ? 欧美成为世界最主要的生产基地和销售市场 ? 起重机生产商主要有：

利勃海尔、马尼托瓦克、格鲁夫、特雷克斯 ? 起重机底盘

40吨及以下主要为重型车二类底盘 大吨位主要为全路面底盘 目前国内起重机生产商主要包括 ? 徐州重型机械厂

? 长沙中联重工科技发展股份有限公司浦沅分公司 ? 长江-特雷克斯工程起重机有限责任公司 ? 北起-多田野起重机有限公司

以上厂家具备底盘生产许可证，自制起重机专用底盘 ? 其余厂家：泰起、锦起、蚌埠、韶关为外购底盘

目前，三一起重机公司主要有20T、25T、50T三个吨位系列产品已实现批量销售。 另外，100T已下线调试，今年将陆续下线130T，220T，160T，80T。

2.2 起重机种类及特点

工程起重机主要包括汽车起重机、轮胎起重机、全路面起重机、随车起重机、履带式起重机、塔式起重机、桅杆式起重机和缆索式起重机以及施工升降机等，其主要功能是对运输物体等实现空间位置转换，广泛应用于交通、油田、矿山、港口、钢铁、水电、军工以及各种工程建设等行业，是当前应用非常广泛的起重运输设备。

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在我们国家，起重机是一种使用非常广泛的起重设备，也是最能创造效益的一种设备，但不同种类的起重机作用以及适用范围都不尽相同，下面就是不同类型起重机在动作、适用地形、作业性能等方面的一个比较： 汽车起重机：1、行驶速度高，机动灵活性一般。

2、采用专用或通用底盘，适宜于公路行驶。 3、作业性能高，结构较简单。 4、吨位区间为：3～1500 吨。

5、作业辅助时间少，作业高度和幅度可随时变换。

轮胎起重机：1、行驶速度较慢，机动灵活性好，整机尺寸小，通过性好。

2、采用特制底盘，油气悬挂，可全轮驱动和转向，可越野行驶。 3、作业性能高，结构较复杂。

4、作业辅助时间少，作业高度和幅度可随时变换。

全路面起重机：1、行驶速度较高，机动灵活性好，行驶舒适性好。

2、采用特制底盘，油气悬挂，可全轮驱动和转向，可越野行驶。 3、作业性能高，结构较复杂。

4、作业辅助时间少，作业高度和幅度可随时变换。

履带起重机：1、需要运输设备进行场地转运，需要现场安装，并需要较大的安装空间和起吊设备协同安装。

2、采用履带底盘，可吊重行驶。 3、作业性能最高，结构较简单。

4、作业辅助时间较长，撤离现场时间长。

随车起重机：1、 行驶速度高，机动灵活。

2、 将作业装置安装在重型卡车上，集装载、运输、卸载三大功能。 3、 作业性能较差。

塔式起重机：1、 同履带起重机，需要现场安装，作业辅助时间长。

2、 起升高度和作业幅度较大，变幅效率较高。 3、 采用电力驱动，能量消耗少。

随着科学技术的发展，起重设备含有技术量也是越来越高，适用的范围也是越来越广范，各种起重设备运用的领域不相同，所以也就造成彼此优缺点，但无

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法否认起重机在现代城市建设中所扮演的重要角色。所以我们在了解它的时候，必须从适用方面来衡量其综合性能。

2.3 汽车起重机基本结构、作用

汽车起重机一般可分为两大部分上车和下车，下车部分就是底座支撑部分，上车即上车作业部分，其中底座支撑部分包括可上路行驶的底盘和车架支腿等承载结构，上路行驶的底盘一般为重汽底盘，底盘通过中心回转体为上车作业提供动力；中心回转体可以理解为就是一个液压系统，以及一个回转动力装置的组合。车架支腿机构，一般75T以下的小吨位起重机，伸缩支腿数为4个，前后各两个，其伸缩动力也是由起重机主发动机通过液压系统供力的。上车作业部分主要由操作室、回转机构和支撑臂架组成。 下车底盘组成简介图示：

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汽车底盘部分有4个大系统，即传动系、转向系、制动系和行驶系，（如图）

1-发动机；2-离合器；3-变速箱；4-万向节；5-后桥壳；6-差速器； 7-半轴； 8-后桥； 9-中桥； 10-主减速器； 11-传动轴 传动系：传动系是位于汽车发动机与驱动车轮之间的动力传递装置，机械传动系由离合器、变速箱、传动轴和万向节组成万向传动装置，以及安装在驱动桥壳中的主减速器、差速器和半轴等组成

其功用为:

a、将发动机输出的动力按照需要传递给驱动车轮；

b、保证汽车在各种行驶条件下所必需的牵引力与车速，使它们之间能协调变化并有足够的变化范围，实现减速增矩；

c、使汽车具有良好的动力性和燃料经济性； d、使动力传递能根据需要而顺利接合与分离； e、保证汽车能倒车及左右驱动车轮能适应差速要求

转向系：转向系是通过对左、右转向车轮不同转角之间的合理匹配来保证汽车能沿着设想的轨迹运动的机构

转向系的基本组成

转向系的基本组成包括转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分。 a、转向操纵机构：驾驶员操纵转向器的工作机构，主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成；

b、转向器：将转向的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。

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c、转向传动机构：将转向器输出的力和运动传给车轮（转向节），并使左、右车轮按一定关系进行偏转的机构。

制动系 ：制动系的功能：

1. 汽车高速或转向行驶的主动安全措施； 2. 强制行驶中的汽车减速或停车； 3. 使下坡行驶的汽车车速保持稳定；

4. 使已停驶的汽车在原地(包括在斜坡上)驻留不动。

三一起重机底盘行车制动属于气压双回路型，作用于前、中、后轮制动器；驻车制动为弹簧储能型，作用于中、后轮制动器；驻车制动兼起应急制动作用；辅助制动为排气制动。

行驶系：包括车架、车桥（转向桥、驱动桥）、车轮、悬架。 汽车行驶系的功用是接受发动机经传动系传来的扭矩，并通过驱动轮与路面间附着作用，产生路面对汽车的牵引力，以保证整车正常行驶；此外，它应尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，保证汽且与汽车转向系很好地配合工作，实现汽车行驶方向的正确控制，以保证汽车操纵稳定性。 行驶系由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。

上车作业部分： 副臂 主臂 驾驶室 液压管件、卷扬马达 下车底盘

回转支撑即支撑上车操作室、起重臂伸缩机构以及起升机构的底座，

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起到将上车作业部分与下车行驶系构成一个整体的作用，它主要由齿轮座圈和回转液压马达组成，回转减速机是通过与齿轮座圈的啮合，利用液压系统控制，达到减速的目的，回转液压马达和回转减速机与座圈都是通过齿轮啮合的行式结合，这种方式更能够精确控制回转方向角度。回转液压 系统都是开式回路一般都设计了过载阀，防止过载而对液压原件的损害，回路中都设计了平衡阀，起到对急停或快速方向改变时产生的剧烈冲击的缓冲作用。

变幅机构由变幅油缸和变幅液压系统组成，变幅液压系统一般与回转液压系统一起都集中在一起，但其液压管路及控制系统是分开的，可以单独动作，变幅液压系统的承载强度在一定程度上决定了起重机的起重量，变幅油缸和伸缩臂呈稳定三角行，三一汽车起重机目前都是单个双作用变幅油缸。

起升机构的性能取决于卷扬马达的承载能力，三一大多数的都是双卷扬马达，固定在卷扬箱侧，支撑在配重的上方，由液压马达、双级圆柱齿轮、减速器、制动器、卷筒、钢丝绳、起重钩系统组成。其制动器为常闭摩擦片干式制动器，用以控制短时间重物悬吊停滞，和回转液压系统一样，在起升机构液压回路中装有平衡阀，用以控制重物下降的速度。

可伸缩动力臂主要由主臂和副臂组成，以三一QY25起重机为例，大致工作原理如图示：图二 是伸缩机构的结构原理图，其中Ⅰ为基本臂，Ⅱ. Ⅲ. Ⅳ. Ⅴ.为伸缩臂，单级伸缩缸的活塞杆用销轴与基本臂铰接，伸缩缸缸筒的尾部装有臂销及插、拔锁销的柱塞缸。如图三所示，臂销是将动臂按一定顺序伸出或缩回的重要执行元件，装有弹簧的锁销在动臂伸出或缩回时将伸缩臂逐节互锁，并传递和承受起重载荷。单级伸缩缸加吊臂锁销伸缩机构原理图基本臂及每节伸缩臂上部都开有锁孔，分别布置在每节臂的尾部、中部及前部，每节臂伸出量是由锁孔位置决定的。

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图二

图三

这些都是汽车起重机的基本结构，了解这些对我们掌握汽车起重机的使用有很大的帮助。

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第三章 汽车起重机液压系统

3.1 三一起重机液压系统特点

? 手拉杆操作，系统简单可靠； ? 各机构运转可实现无级调速；

? 可进行组合动作操作，卷扬采用双泵合流及变量控制技术，工作效

率高；

? 设有回转缓冲阀，实现平稳微动及制动； ? 设有各种安全保护油路，保证系统安全可靠；

? 液压元件配置合理，局部采用进口液压元件（平衡阀、液压锁等），

保证系统的可靠性

? 上车采用液控比例手柄控制，操作简易轻便； ? 各机构运转可实现无级调速 ? 组合操作性能好，工作效率高；

? 设有回转缓冲阀，实现平稳微动及制动； ? 设有各种安全保护油路，保证系统安全可靠；

? 液压系统为变量系统，能够实现功率适应控制，回转机构具有自由

滑转功能

3.2 三一起重机液压系统构成作用

液压系统是起重机工作的关键核心，吊载工作时的所有动作都是由液压系统驱动完成，液压系统的好坏决定了起重机使用性能，是检验起重机产品质量的重要标准。

按液压系统在汽车起重机上的装配分布，可分为下车液压系统和上车液压系统。 上车液压系统：

? 变幅回路：控制变幅油缸的伸缩，实现起重臂的起落动作 ? 伸缩回路：控制起重臂伸缩油缸的伸缩，实现起重臂各节臂

的伸缩和缩回

? 回转回路：控制回转马达的转动，实现上车转台的全角度左

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右回转

? 起升回路：包括主起升和副起升。控制起升马达的回转，实

现主钩和副钩吊载时的上升和下降

? 控制油回路：控制上车主阀各联动作，通过操纵控制手柄实

现先导比例控制

下车液压系统：

? 动力系统：油泵从油箱吸油并泵出高压油，为整个系统提供

动力，是系统的心脏。

? 支腿回路：控制下车9根支腿油缸（4根水平支腿和5根垂直

支腿）的伸缩，保证起重机在起吊作业时的稳定。

3.3 起重机液压系统的保护设置

为了保证起重机的安全作业，在液压系统中设置了相关的安全保护设置。

? 总控保护:由总控阀控制，对所有动作保护

? 过载保护：超过额载时，保护危险动作，如伸臂，落幅，起钩，载荷重量在100%-130%间时，可按强制开关解除保护。

? 高度限位保护：防止吊钩冲顶，装坏滑轮。

? 过放保护：落钩时必须在卷筒上至少要留3圈以上的钢丝绳 ? 带载伸缩保护：吊载超过当前工况额载30%时，禁止伸缩臂 ? 极限过载保护 ：载荷重量130%额定载荷时，保护系统 这些都是很重要的保护措施，使得在使用起重机的时候更加安全。

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第四章 液压系统常见故障

4.1 液压系统常见故障分析

在对系统进行排故时,必须对掌握工程机械液压系统的原理,对引起故障的因素逐一分析,注意到其内在的联系,从而顺利排除故障。液压系统的内部故障会造成动作不准确、动作滞后、更甚者造成系统压力建立不起来, 从而使整机不能工作, 单从外观上看不出液压元件损坏。在现场由于受检测手段及拆装条件的限制, 对这类故障点也很难找到。现就检查实践作一介绍。

液压系统产生故障的原因主要有以下几种。

(1)由于构成回路的元件本身的动作不良和系统回路相互干涉,以及某元件单体动作异常产生故障。在全部液压元件故障中,液压油泵的故障率最大。

(2)由于工作介质的选用不当和管理不善而造成故障,这也是造成液压系统的故障的常见原因。液压系统常见故障中约70% ～85%是液压油的污染物引起的,而在液压油引起的故障中因杂质造成的占绝大多数,如小颗粒污染会划伤阀门,磨损油泵,堵塞节流阀和阀孔,造成昂贵的修理费。

(3)因液压系统安装、调整和设定不当等其他原因引起的故障也比较常见。如管路安装不当,安装管子时弯曲半径及弯曲处距管子的距离小,造成耐压力迅速下降。

还有很多的原因，在这里不一一介绍，举一个例子： 起升机构液压回路常见故障的原因与排除方法：

（1） 起升机构不动作或动作缓慢的可能原因：从起升的液压原理可知

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