液压传动论文5000字

液压传动论文

---汽车起重机的液压系统

专业：机 械 班级：*** 班 姓名：****** 学号：******

汽车起重机的液压系统

摘要：

近年来，随着社会的发展，社会生活中对起重机的需求越来越大，但是，与国外汽车起重机相比，国外汽车起重机技术得到了飞速发展，所以国内起重机的研发越来越紧迫。汽车起重机是各种工程建筑广泛应用的起重设备，是用来对物料进行起重、运输、装卸或安装等作业的机械设备，在工业和民用建筑中作为主要施工机械而得到广泛运用。它对减轻劳动强度、节省人力，降低建设成本，提高施工质量，加快建设速度，实现工程施工机械化起着十分重要的作用。

汽车起重机适用于工业建筑，民用建筑和工业设备安装等工程中的结构与设备的安装工作以及建筑材料、建筑构件的垂直运输与装卸工作。它也广泛运用于交通、农业、油田、水电和军工等部门的装卸与安装工作。目前我国是世界上使用工程起重机最大的国家之一。近年来，随着工程建设规模的扩大，起重安装工程量越来越大，吊装能力、作业半径和机动性能的更高要求促使起重机发展迅速，具有先进水平的塔式起重机和汽车起重机已成为机械化施工的主力。

汽车起重机液压回油路和各个工作动作的液压回油路的原理设计对我们研究和学习液压系统、掌握液压系统的相关知识等方面有很大帮助。

关键字：汽车起重机、液压系统、液压缸、液压传动

一、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。

图1 汽车起重机液压传动示意图

1

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

二、起升机构液压传动回路

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Ⅰ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。

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

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Ⅱ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

2

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。

三、液压缸变幅机构传动回路 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Ⅰ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Ⅱ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。

图3 变幅机构液压原理图

3

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。

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。

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。

4

四、起升机构液压传动回路

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P1进去，顶开单向阀从P2流出。若油液从P2进入时，单向阀3闭死，油不能通到P1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P1和P2两腔接通，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。

图5液控单向阀的结构简图和职能符号

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。

图6长江起重机厂生产的双向液压锁结构图和表示符号

5

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。

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。

五、液压传动应用于汽车起重机上的优缺点

1. 液压传动系统应用于汽车起重机上的主要优点 (1) 在结构和技术性能上的优点：

来自汽车发动机的动力经油泵转换到工作机构，其间可以获得很大的传动比，省去了机械传动所需的复杂而笨重的传动装置。不但使结构紧凑，而且使整机重量大大的减轻，增加了整机的起重性能。同时还很方便的把旋转运动变为平移运动，易于实现起重机的变幅和自动伸缩。各机构使用管路联结，能够得到紧凑合理的速度，改善了发动机的技术特性。便于实现自动操作，改善了司机的劳动强度和条件。由于元件操纵可以微动，所以作业比较平稳，从而改善了起重机的安装精度，提高了作业质量。

采用液压传动，在主要机构中没有剧烈的干摩擦副，减少了润滑部位，从而减少了维修和技术准备时间。 (2) 在经济上的优点：

液压传动的起重机，结构上容易实现标准化，通用化和系列化，便于大批量

6

生产时采用先进的工艺方法和设备。此种起重机作业效率高，辅助时间短，因而提高了起重机总使用期间的利用率，对加速实现四个现代化大有好处。 2. 液压传动系统应用于汽车起重机上的主要缺点

液压传动的主要缺点是漏油问题难以避免。为了防止漏油问题，元件的制造精度要求比较高。油液粘度和温度的变化会影响机构的工作性能。液压元件的制造和系统的调试需要较高的技术水平。

从液压传动的优缺点来看，优点大于缺点，根据国际上起重机的发展来看，不论大小吨位都采用液压传动系统。纵观众多用户的反馈意见，液压式汽车起重机深受他们的欢迎和好评。

参考文献

[1] 刘新德主编·袖珍液压设计手册·［S］·机械工业出版社·2004 [2] 上海煤矿机械研究所编·液压传动设计手册·［S］·上海人民出版社·1976 [3] 德国曼勒斯曼公司编写·曼勒斯曼公司液压元件手册·［S］ [4] 朱才新主编·液压传动与控制·［M］·重庆大学出版社·1998 [5] 周士昌主编·液压系统设计图册·［M］·机械工业出版社·2003 [6] 扬国平 刘忠编·现代工程机械液压与液力实用技术·［M］·人民交通出版社 [7] 赵显新编·工程机械液压传动装置原理与检修·［M］·辽宁科学技术出版社 [8] 雷天觉主编·液压工程手册·［S］·机械工业出版社·1990 [9] 上海交通起重运输机械教研组编·起重运输机的液力传动·［M］·中国工业出版社

[10] 顾迪民主编·工程起重机·［M］·中国建筑工业出版社，1988 [11] 宋福荣 张志远·变量泵及马达输出特性的智能控制·［J］·太原重型机械学院，2000

[12] 吴根茂主编·实用电液比例技术·［M］·浙江大学出版社，1993 [13] 张平格·液压传动与控制·［M］·冶金工业出版社，2004(1) [14] 黄宗益·工程起重机电子控制·［J］·上海同济大学，1994(10)

[15] 苏欣平 刘士通·工程机械液压与液力传动·[M]·中国电力出版社，2010

摘自：

http://wenku.http://m.njliaohua.com//view/f29fd02bed630b1c59eeb57e.html 特此鸣谢

7

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ua13.html