【正文】 動作慢，可防止負(fù)重起重 時的溜車現(xiàn)象發(fā)生， 能夠確保起吊安全， 并且在汽車發(fā)動機死火或液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時， 能夠迅速實現(xiàn)制動，防止被起吊的重物下落。其性能好壞 對起重機有著十分重要的影響。 為此對傳統(tǒng)汽車起重機的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了如下幾方面的研究。還存在一些問題，起升速度低，最高起升速度只有 8m／min，起升速度調(diào)節(jié)范圍小。 汽車起重機，采用了雙泵單馬達(dá)、分合流油路的開式系統(tǒng)，可以根據(jù)各機構(gòu)的不同 速度和功率的要求，變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)及支腿用小泵 2 供油，起升用大泵 l 供油，起升 與其余各機構(gòu)都可以進(jìn)行聯(lián)合動作，提高工作效率，同時起升輕載及空載時，泵 2 與泵 l 可以同時合流供給起升，提高起升速度，擴大調(diào)速范圍，如下式所示[1]： v= π D(q1 + q2 )η01η02 \q3i1i2 n (12) 式中： q1 —泵 1 的排量 q2 —泵 2 的排量 η 01 —泵 1 的容積效率 η02 —泵 2 的容積效率由式 12 可見，除發(fā)動機的油門調(diào)節(jié)起升速度外，還可以通過分合流型式調(diào)節(jié)起升 速度，當(dāng)重載時，用分流方式，即泵 2 不參與起升工作，此時提升速度為低速；當(dāng)空載 或輕載時用合流方式。設(shè)計液壓系統(tǒng)時要求各系統(tǒng)的動作能夠滿足這些工況要 求。很少與回轉(zhuǎn)等機構(gòu)組合動作240 1 卷揚起升回轉(zhuǎn)下降卷揚起升回 全長臂 2 相應(yīng)的工作幅度 中間制動一次 起升+回轉(zhuǎn)變幅下降起升+回轉(zhuǎn) 最長臂；主臂加副臂 3 相應(yīng)的工作幅度 中間制動一次 下降 轉(zhuǎn)下降下降 7。 1. 起升回路 （1）能方便的實現(xiàn)合分流方式轉(zhuǎn)換，保證工作的高效安全。 2. 回轉(zhuǎn)回路 （1）具有獨立工作能力。 3. 變幅回路 （1）帶平衡閥并設(shè)有二次液控單向閥鎖住保護裝置。 （3）要求在有載荷情況下能微動。 4. 伸縮回路 本機伸縮機構(gòu)采用三節(jié)臂 （含有兩個液壓缸） 由于本機為輕型起重機為了使本機運 ， 用廣泛，實現(xiàn)各節(jié)臂順序伸縮。 5. 控制回路 （1）為了使操縱方便總體要求操縱手柄限制為兩個。方向操縱兩個機構(gòu)聯(lián)動能力。（2）要求前后組支腿可以進(jìn)行單獨調(diào)整。 （4）起重機行走時不產(chǎn)生掉腿現(xiàn)象。 從圖 可以看出，各個回路之間具有不同的功能、組成和工作特點。起升回路的液壓系統(tǒng)能方便的實現(xiàn)合分流方式轉(zhuǎn) 換，保證工作的高效安全。 液壓傳動起升機構(gòu)的調(diào)速，通常是采用調(diào)節(jié)發(fā)動機油門改變液壓泵流量和控制換向 閥改變通道面積大小進(jìn)行節(jié)流的聯(lián)合調(diào)速法。但缺點是節(jié)流的功率損失較大，而 且進(jìn)一步提高升降速度受液壓泵流量限制。 40 9 當(dāng)液壓馬達(dá)串聯(lián)時以高速工作，并聯(lián)時獲低速。此外， 當(dāng)起重機的起升高度較大時，為了進(jìn)一步提高空鉤或輕載時的下降速度，在起升機構(gòu)上 往往設(shè)置重力下降裝置，即在起升卷筒與傳動耳間裝有離合器，有液壓系統(tǒng)保證空鉤和 載荷的重力下降時，打開離合器及制動器使起升卷筒與液壓馬達(dá)脫開自由轉(zhuǎn)動，則空鉤 或重物在重力作用下，以較高的速度下降。當(dāng)重載時，用分流方式，即泵 2 不工作，此時提升速度為低速；當(dāng)空載或輕載時用合流方式，此時提升速度為高速?；剞D(zhuǎn)回路主要由液壓泵、換 向閥、平衡閥、液壓離合器和液壓馬達(dá)組成。 液壓驅(qū)動的小起重量起重機，通過液壓回路和換向閥的合適機能，可以使回轉(zhuǎn)機構(gòu) 不裝制動器，同時保證回轉(zhuǎn)部分在任意位置上停住，并避免沖擊。如圖 ，低速大扭矩液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn) 速每分鐘在 0100 轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，因此，可以直耳在油馬達(dá)耳上安裝回轉(zhuǎn)機構(gòu)的小齒輪，如 馬達(dá)輸出扭矩不滿足傳動要求，可以加裝機械減速裝置?？梢栽谝簤厚R達(dá)輸出耳上加裝制動器。但低速大扭 矩液壓馬達(dá)成本高，使用可靠性不如高速液壓馬達(dá)，加之可以采用結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大 的行星傳動或蝸輪傳動，高速液壓馬達(dá)在起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)中使用廣泛。 圖 回轉(zhuǎn)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(jīng)常改變幅度。變幅回路主要由液壓泵、換向閥、 平衡閥和變幅液壓缸組成如圖 。非工作性變 幅指只是在空載條件下改變幅度。這種變幅次數(shù)一般較少，而且采用較低的變幅速度， 以減少變幅機構(gòu)的驅(qū)動功率，這種變幅的變幅機構(gòu)要求簡單。為了提高起重機的生產(chǎn)率和更好地滿足裝卸工作的需要，常常要求在吊 裝重物時改變起重機的幅度，這種類型的變幅次數(shù)頻繁，一般采用較高的變幅速度以提 高生產(chǎn)率。與非 工作性變幅相比，這種變幅要求的變幅機構(gòu)較復(fù)雜，自重也較大，但工作機動性卻大為 改善。 ： 具有臂架伸縮機構(gòu)的起重機，不需要耳臂和拆臂，縮短了輔助作業(yè)時間。臂架采用液壓伸縮機構(gòu)，可 以實現(xiàn)無級伸縮和帶載伸縮，擴大了汽車和輪胎起重機、鐵路救援起重機在復(fù)雜使用條 件下的使用功能。 具有三節(jié)或三節(jié)以上的吊臂，各節(jié)臂的伸縮基本有三種形式：順序伸縮、同步伸縮 和獨立伸縮。同步伸縮是指各節(jié)伸縮臂 圖 臂架伸縮方式（a）順序伸縮（b）同步伸縮 以相同的行程比率同時伸縮。 顯然，獨立伸縮機構(gòu)同樣也可以完成順序伸縮或同步伸縮的動作如圖 所示。下面介紹實現(xiàn)順序伸縮的幾種方案。各活塞腔是聯(lián)通的，各油缸活塞桿腔也是聯(lián)通的。平衡閥 Ki 可以保證吊臂在載荷 下平穩(wěn)收縮，同時還可以防止因泄漏或管道破裂而造成吊臂回落。平衡閥的開啟壓力應(yīng)該設(shè) 定為足 K1 最大，K3 最小。扳動操縱閥 S，使 A 與 P 耳通，同時 B 與 O 也通，此時伸縮油缸 I 伸出。 油缸伸出到位后，油壓繼續(xù)升高單向順序閥 S2 也開啟，于是伸縮油缸量開始伸出。與前一方案比較，此方案對油缸面積無特殊要求，有利于 減輕自重。 圖 是電液操縱閥控制順序的一種方案。壓 力油經(jīng)電液換向閥 Cl 及平衡閥 Kl 進(jìn)入到伸縮油缸 I 活塞腔，伸縮油缸 I 開始伸出。若電液換向閥 C2 換位，則壓力油二次改道上行，進(jìn)入 伸縮油缸Ⅲ伸出。綜上所述汽車起重機伸縮回路選擇差積式順序伸縮回路。； Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ伸縮油缸；S操縱閥； ： 汽車起重機設(shè)置支腿可以大大提高起重機的起重能力。在行駛時收回，工作時外伸撐地。目前支腿大都采用液壓支腿。蛙式支腿結(jié)構(gòu)簡單，跨距小， 適用于中小噸位起重機上使用。 40 圖 H 型支腿 1水平液壓缸；2垂直液壓缸 14 圖 X 型支腿 1垂直液壓缸；2車架；3伸縮液壓缸；4固定腿；5活動腿 汽車起重機液壓系統(tǒng)類型的擬定 汽車起重機 本機液壓系統(tǒng)分析 根據(jù)開式和閉式系統(tǒng)的優(yōu)缺點、典型工況，結(jié)合國內(nèi)外同類產(chǎn)品的具體情況，液壓 系統(tǒng)決定選用多泵多回路和多種型式的高壓變量系統(tǒng)。 由于本機屬于輕型起重機， 回轉(zhuǎn)比較頻繁， 所以回轉(zhuǎn)油路由變量泵和定量馬達(dá)組成。輕型起重機的 變幅機構(gòu)，采用單缸回路。 回路中支腿油路采用液控單向閥防止支腿軟腿現(xiàn)象。因此采用了三 個三位四通換向閥來分別控制三個動作，這樣操作起來十分方便，簡單。各機構(gòu)組合情況如圖 所示。在行駛時又必須將支腿收起，輪胎 著地。如圖 前支腿兩個液壓缸同時用一個三位四通手動換向閥 7 控制其收、放動作，而后支腿兩個 液壓缸則用另一個三位四通手動換向閥 11 控制其收、 放動作。 當(dāng)三位四通手動換向閥 7 工作在右位時，前支腿放下，其油路為： 進(jìn)油路： 過濾器 2→液壓泵 3→手動換向閥 5 左位→手動換向閥 7 右位→前支腿液壓 缸上腔。 當(dāng)三位四通手動換向閥 7 工作在左位時，前支腿收回，其油路為： 進(jìn)油路： 過濾器 2→液壓泵 3→手動換向閥 5 左位→手動換向閥 7 左位→前支腿液壓 缸下腔。 后支腿液壓缸用三位四通手動換向閥 11 控制，其油路流動情況與前支腿油路類似。吊臂的變幅運動由變幅液壓 缸驅(qū)動，變幅要求能帶載工作，動作要平穩(wěn)可靠。 為防止吊臂在停止階段因自重而減幅， 如圖 在油路中設(shè)置了平衡閥 15， 提高了變幅運動的穩(wěn)定性和可靠性。 吊臂增幅時，三位四通手動換向閥 14 右位工作，其油路為： 進(jìn)油路： 過濾器 2→液壓泵 3→手動換向閥 5 右位→手動換向閥 14 右位→平衡閥 15 中的單向閥→變幅液壓缸下腔。 吊臂減幅時，三位四通手動換向閥 14 左位工作，其油路為 進(jìn)油路：過濾器 2→液壓泵 3→手動換向閥 5 右位→手動換向閥 14 左位→變幅液壓 缸上腔。 吊臂伸縮回路 吊臂由基本臂和伸縮臂組成，伸縮臂套裝在基本臂內(nèi)，由吊臂伸縮液壓缸驅(qū)動進(jìn)行 伸縮運動。各活塞腔是聯(lián)通的，各油缸活塞桿腔也是聯(lián)通的。 平衡閥可以保證吊臂在載荷下平穩(wěn)收縮，同時還可以防止因泄漏或管道破裂而造成 吊臂回落。平衡閥的開啟壓力應(yīng)該設(shè)定為足 K1 大，K2 小。 吊臂伸縮運動由三位四 通手動換向閥 19 控制，當(dāng)三位四通手動換向閥 19 工作在左位或右位時，分別驅(qū)動伸縮 液壓缸伸出或縮回。 回油路：伸縮液壓缸上腔→手動換向閥 19 右位→手動換向閥 20 中位→電磁閥 33 左位→油箱。 回油路： 伸縮液壓缸下腔→平衡閥 18→手動換向閥 19 左位→手動換向閥 20 中位→ 電磁閥 33 左位→油箱。通過行星減速機構(gòu)減速，轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn) 速度為 0~5r／min。如圖 回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的回轉(zhuǎn)由三位四通手動換向 閥 20 控制，當(dāng)三位四通手動換向 20 工作在左位或右位時，分別驅(qū)動回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)正向 或反向回轉(zhuǎn)。 回油路：回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)→正反轉(zhuǎn)平衡閥 23→手動換向閥 20 左(右)位→電磁閥 33 左 位→油箱。吊重的起吊和落下作業(yè)由一個大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)驅(qū) 動卷揚機來完成。 馬達(dá)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)(即起吊速度) 主要通過改變泵一二分合流方式來實現(xiàn)，還可以通過調(diào)節(jié) 發(fā)動機轉(zhuǎn)速及電磁換向閥 33 的開進(jìn)來調(diào)節(jié)。由于液壓馬達(dá)的內(nèi)泄漏比較大，當(dāng)重物吊在空中時，盡管回路中設(shè)有平衡閥， 重物仍會向下緩慢耳落，為此，在液壓馬達(dá)的驅(qū)動耳上設(shè)置了制動器 28。當(dāng)重物在空中停留的過程中重新起升時， 有可能出現(xiàn)在液壓馬達(dá)的進(jìn)油路還未建立起足夠的壓力以支撐重物時，制動器便解除了 制動，造成重物短時間失控而向下耳落。通過調(diào)節(jié)該節(jié)流閥開進(jìn)的大小，能使制動器抱閘迅速，而松閘則能緩 慢地進(jìn)行。 該系統(tǒng)為中 壓系統(tǒng)，動力源采用雙聯(lián)齒輪泵，由汽車發(fā)動機通過底盤上的分動箱驅(qū)動。整個系統(tǒng)由支腿收放、吊臂 變幅、吊臂伸縮、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)和吊重起升五個工作回路所組成，且各部分都具有一定的獨 40 18 立性。油箱裝在上車部分，兼作配重。支腿收放回路和其他動作回路采用一個二位三通手動換向閥 5 進(jìn)行切換。 2)系統(tǒng)中采用了平衡回路、鎖緊回路和制動回路，保證了起重機的工作可靠，操作 安全。在起升工作中，除了分合流油路可方便實現(xiàn)高低 速切換外，將節(jié)流調(diào)速方法與控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速的方法結(jié)合使用，可以實現(xiàn)各工作部件微 速動作。 注：平衡閥主要的功能不是鎖定執(zhí)行元件的位置，是用來防止執(zhí)行器失速或慣性沖 擊的。[2] 機床 農(nóng)業(yè)機械 小型工程機械 機械類型 磨床 組合機床 龍門刨床 拉床 建筑機械 液壓鑿巖機 工作壓力 ＜～2 / MPa 3～5 2～8 8～10 10～18 20～30 重型機械 起重運輸機械 液壓機 大中型挖掘機 起升馬達(dá)的計算和選擇 （1） 作用于鋼絲繩上的最大靜拉力[1]： S max = Q Mη 2ηα (31) 式中 Smax—作用于鋼絲繩上的最大靜拉力，N； Q—起重量, Q=8000kg—吊鉤耳輪組倍率； η 2 —吊鉤耳輪組效率； ηα —鋼絲繩導(dǎo)向耳輪效率。 M max = (3)液壓馬達(dá)的排量[2] = ? m 2 20 Qm = 2π M max ?Pη m (33) 式中：Mmax—起升馬達(dá)受到的最大扭矩，Mmax= N ? m ； ? P—系統(tǒng)的工作壓力， ? P=20Mpa； η m —液壓馬達(dá)機械效率，通常取η m = ； Qm = 2 = / r 20 106 MiVmax π Dmax （4）液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速[1] nmax = 式中：M—吊鉤耳輪組倍率； (34) i —起升傳動比， i =20； Vmax —最高提升速度， Vmax =18 m / min ； Dmax —起升卷筒上鋼絲繩最外層直徑， Dmax =400mm； nmax = (5) 液壓馬達(dá)的選擇 6 20 18 = 1720r / min 根據(jù)馬達(dá)所受到的壓力、 最大扭矩以及需要的轉(zhuǎn)速和排量查[2] 為CM4型的齒輪馬達(dá)， 該馬達(dá)的具體參數(shù)如下： 額定壓力為20MPa， 轉(zhuǎn)速150～2000r/min， 排量40～63ml/r，輸出轉(zhuǎn)矩115～180 N ? m 。 則液壓泵的最大工作壓力 Pmax