起重機(jī)械講座（45）-液壓汽車起重機(jī)

第頁(yè)起重機(jī)械講座（45）液壓汽車起重機(jī)以QL2－8型汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)為例，說(shuō)明其工作原理。

1．液壓系統(tǒng)的功能

起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、臂架伸縮機(jī)構(gòu)和支腿收放機(jī)構(gòu)均采納液壓傳動(dòng)，其原理參見液壓系統(tǒng)圖10－4.ZBD40型定量泵由裝在底盤上的取力箱帶動(dòng)，直接從油箱中吸油，經(jīng)過(guò)濾油器2，輸出壓力油。改變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可改變泵的排出油量，從而對(duì)各機(jī)構(gòu)的工作速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。手動(dòng)換向閥3可控制壓力油的流向。聯(lián)合閥4操縱上車各機(jī)構(gòu)〔起升、變幅、旋轉(zhuǎn)和臂架伸縮機(jī)構(gòu)〕，二聯(lián)閥5操縱支腿收放。系統(tǒng)工作壓力由溢流閥6，7控制。上車務(wù)機(jī)構(gòu)的油路互相串聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)機(jī)構(gòu)單獨(dú)動(dòng)作或幾個(gè)機(jī)構(gòu)的組合動(dòng)作。二聯(lián)閥3和主控四聯(lián)閥4中的各手動(dòng)換向閥都有節(jié)流作用，因而可在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)調(diào)速。

圖10－4液壓系統(tǒng)原理圖

1-泵2-濾油器3-手動(dòng)換向閥4-四聯(lián)閥5-二聯(lián)閥6,7-溢流閥

8-回轉(zhuǎn)馬達(dá)9-變幅油缸11-臂架伸縮油缸10,12,14-平衡閥

13-起升卷筒馬達(dá)15-制動(dòng)器16,17-支腿油缸18-雙向液壓鎖

2．系統(tǒng)中各閥的功能及工作原理

〔1〕手動(dòng)換向閥3是二位三通閥，用來(lái)切換油泵輸出壓力油的通路。當(dāng)閥在左位時(shí)壓力油只能進(jìn)入上車系統(tǒng)回路；當(dāng)閥在右位時(shí)，壓力油只能進(jìn)入下車支腿回路。

〔2〕主控四聯(lián)閥4由4個(gè)三位四通手動(dòng)換向閥〔包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的閥4－Ⅰ、變幅機(jī)構(gòu)的閥4－Ⅱ、臂架伸縮機(jī)構(gòu)的閥4一Ⅲ和起升機(jī)構(gòu)的閥4－Ⅳ〕組合而成，用來(lái)控制上車各機(jī)構(gòu)執(zhí)行裝置的換向、鎖緊和調(diào)速。操縱各閥的手柄，可以使每個(gè)分閥處于三個(gè)工作位置，其中左位和右位分別控制執(zhí)行裝置的兩個(gè)相反方向運(yùn)功；中位使工作機(jī)構(gòu)處于停止?fàn)顟B(tài)?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和臂架伸縮機(jī)構(gòu)的三個(gè)換向閥構(gòu)造相同，中位都采納M型，可將油缸〔或馬達(dá)〕兩腔封死，起鎖緊作用。起升機(jī)構(gòu)的換向閥中位采納Y形，防止由于馬達(dá)泄漏造成進(jìn)油路吸空現(xiàn)象。

〔3〕二聯(lián)換向閥5由兩個(gè)手動(dòng)三位四通閥組合而成，用于前支腿〔二聯(lián)換向閥5－I〕、后支腿〔二聯(lián)換向閥5－Ⅱ〕的油路換向，其結(jié)構(gòu)與變幅機(jī)構(gòu)的換向閥相同。

〔4〕溢流閥6位于主控四聯(lián)閥的進(jìn)油端，限制上車起升、變幅、旋轉(zhuǎn)、臂架伸縮回路的最大工作壓力，并保護(hù)上車系統(tǒng)油路免于過(guò)載。

〔5〕溢流閥7位于支腿油路的進(jìn)油端，限制下車支腿油路的最大工作壓力，并有過(guò)載保護(hù)作用。

〔6〕平衡閥10、12、14都采納同一結(jié)構(gòu)。平衡閥10，12確保變幅和伸縮臂機(jī)構(gòu)勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)起液壓鎖的作用。一旦與油缸連接的管路破裂，可防止吊臂突然下落或縮回造成事故。平衡閥14確保吊載勻速下降，防止在重力作用下運(yùn)動(dòng)速度過(guò)快，造成事故。

現(xiàn)以起升機(jī)構(gòu)為例，說(shuō)明平衡閥的工作原理〔見圖10－5〕。平衡閥是由單向閥1和內(nèi)泄漏的遠(yuǎn)控順序閥2組成。當(dāng)手動(dòng)換向閥撥至左位時(shí)，油泵輸出壓力油項(xiàng)開單向閥，無(wú)阻礙地進(jìn)入油馬達(dá)，馬達(dá)帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)來(lái)起升吊載，回油經(jīng)換向閥返回油箱。當(dāng)換向閥撥到右位時(shí)〔如圖10－5所示狀態(tài)〕，油泵輸出的壓力油直接經(jīng)換向閥進(jìn)入油馬達(dá)的另一端。而馬達(dá)回油無(wú)法再經(jīng)單向閥1返回，必須打開順序閥2才干將回路接通。順序閥2的控制油路與馬達(dá)進(jìn)油的管路相通，這時(shí)控制管路中的高壓油進(jìn)入D腔。將順序閥2中的閥桿B向左推移，打開閥桿上錐形體E處的環(huán)形通道，于是馬達(dá)回油經(jīng)此流出，再經(jīng)換向閥返回油箱，馬達(dá)帶動(dòng)卷筒反向旋轉(zhuǎn)下降吊物。由于重力作用，吊物有加速下降并帶動(dòng)馬達(dá)加速旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。當(dāng)馬達(dá)的排油量大于油泵的供油量時(shí)，馬達(dá)的進(jìn)油壓力減小，甚至出現(xiàn)負(fù)壓，順序閥2控制油路的油壓也相應(yīng)變化，順序閥2的閥桿B在彈簧C的作用下，閥桿錐體E處的環(huán)形通道變小，使馬達(dá)經(jīng)此通道返回油箱的流量減小，直到與泵的供油量相適應(yīng)時(shí)為止，從而使馬達(dá)的轉(zhuǎn)速〔相關(guān)吊載的下降速度〕始終堅(jiān)持勻速。變幅機(jī)構(gòu)與臂架伸縮臂機(jī)構(gòu)的平衡閥則是分別在起重臂架下降或回縮時(shí)，對(duì)圖10－4中執(zhí)行元件油缸9和11的運(yùn)動(dòng)起限制作用。

圖10－5平衡閥工作原理

1-單向閥2-順序閥A-閥腔B-閥桿C-彈簧D-油進(jìn)入腔E-錐體

〔7〕雙向液壓鎖18確保支腿油缸在伸出或縮回狀態(tài)下鎖緊，其構(gòu)造如圖10－6所示。兩個(gè)液控單向閥共用一個(gè)閥體1和一個(gè)控制活塞2，而預(yù)桿〔即卸行閥芯〕3分別置于控制活塞兩端，二者共同構(gòu)成雙向液壓鎖。當(dāng)P1腔通壓力油時(shí)，油液通過(guò)左閥到P2腔，同時(shí)頂開右閥，堅(jiān)持P4與P3腔相通；當(dāng)P3腔通壓力油時(shí)，油液一面通過(guò)右閥到P4腔，同時(shí)頂開左閥，堅(jiān)持P2與P1腔暢通。而當(dāng)P1、P3腔都不通壓力油時(shí)，P2和P4腔被兩個(gè)單向閥封閉，執(zhí)行元件〔支腿油缸〕被雙向鎖住，從而確保在起重作業(yè)時(shí)，支腿伸出支好后不因外力而自行收縮；支腿收回起重機(jī)行駛時(shí)，不因自重而自動(dòng)落下。液壓鎖直接安裝在油缸壁上，防止管路破裂引起事故。

圖10－6雙向液壓鎖工作原理

1-閥體2-控制活塞3-頂桿

2．油路分析

在圖10-4所示狀態(tài)，各機(jī)構(gòu)均不工作，各換向閥處于中位，油泵卸荷。在圖10－4中循環(huán)油路為：濾油器2→油泵1→手動(dòng)換向閥3→上車主控四聯(lián)閥4→油箱。

〔1〕旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回路。液壓馬達(dá)8通過(guò)蝸輪減速箱和開式小齒輪，與轉(zhuǎn)盤上的固定內(nèi)齒圈相嚙合來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤。由于轉(zhuǎn)盤速度較低，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤的液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速也不高，不必設(shè)置馬達(dá)制動(dòng)回路。通過(guò)閥4－I的三個(gè)工作位置，可獲得左轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)三種不同工況。

〔2〕臂架伸縮回路。多節(jié)臂架的伸縮由一個(gè)伸縮液壓缸9控制。為防止吊臂架在自重作用下下落，該回路中串有平衡閥10.手動(dòng)換向閥4－Ⅱ操縱伸縮臂伸出、停止、縮回三種工況。

〔3〕變幅回路。手動(dòng)換向閥4-Ⅲ控制液壓缸11，使起重臂幅度變小〔即仰角增大〕，停止變幅，幅度增大。變幅作業(yè)要求平穩(wěn)可靠，因此該回路裝有平衡閥12.

〔4〕起升回路。起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)的最主要的機(jī)構(gòu)，直接關(guān)系起重作業(yè)安全。平衡閥14的作用是防止重物下降時(shí)速度失控，但由于馬達(dá)的泄漏，無(wú)論有平衡閥，仍可能產(chǎn)生"溜車"現(xiàn)象。為此，在油馬達(dá)輸出軸上裝設(shè)常閉式液壓制動(dòng)器15.當(dāng)制動(dòng)器的油缸與回油相通時(shí)，借助彈簧力的作用，制動(dòng)瓦抱緊制動(dòng)輪鎖緊馬達(dá)，使吊載停止運(yùn)動(dòng)；當(dāng)制動(dòng)器的油缸與壓力油相通時(shí)，壓力油克服彈簧力，推動(dòng)油缸活塞，給制動(dòng)器松閘，使馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)吊物升降。為避免其他機(jī)構(gòu)工作導(dǎo)致制動(dòng)器松闡發(fā)生意外，起升回路置于上車系統(tǒng)串聯(lián)回路的最末一級(jí)。手動(dòng)換向閥4－Ⅳ的中位采納Y形，其作用是在中位時(shí)，將閥的進(jìn)、出油與通往馬達(dá)的進(jìn)油溝通。在制動(dòng)時(shí)為油馬達(dá)的回路補(bǔ)油，避免由于馬達(dá)泄漏造成進(jìn)油路的吸空現(xiàn)象。

〔5〕支腿回路。由于汽車輪胎的承載能力有限，在起重作業(yè)時(shí)必須放下支腿使輪胎懸