中大吨位起重机液压系统培训资料.ppt

中大吨位起重机液压系统,禹阳华,内容提要,起重机液压系统简介基本组成和功能系统控制方式和特点起重机液压系统技术发展趋势中大吨位起重机电比例液压技术液压系统原理框图液压系统原理分析电比例控制液压系统技术特征主要液压元器件介绍中大吨位起重液压主要创新点同行业中大吨位起重机操控性对比中大吨位起重机主要优点,大吨位起重机液压系统,起重机液压系统基本组成和功能,起重机液压系统一般由上车和下车2个液压系统组成。上车液压系统一般由起升、变幅、伸缩、回转、控制5个主回路组成。如下图：,起重机液压系统基本组成和功能,起升回路基本要求,具有规定的提升能力和提升速度；工作平稳，尤其重物下降时，应能防止由于载荷的自重导致超速降落微动性能好，防止载荷就位时发生冲击。,变幅回路基本要求,能带负载变幅，变幅动作平稳可靠由于落臂时与负载运动方向一致，有自动增速的趋势，要采取限速措施。,伸缩回路基本要求,吊臂作业时，伸缩液压缸不能缩回带载回缩时，伸缩油缸不能超速缩回，所以也要有限速措施，设置平衡阀组成平衡回路5节以下伸缩臂的液压系统国内一般采用同步或顺序加同步的伸缩方式对于具有5节以上伸缩臂的液压系统，多采用单缸插销伸缩机构，这种伸缩机构自重轻，能大幅提高起重机的起重性能。,回转回路基本要求：回转平稳，通过自由滑转功能来实现吊重的自动对中，从而有效防止侧载的产生。,二、系统操纵方式分类及对比：,系统控制方式和特点,其中，最有发展前途的还是电控比例操纵系统，借助于计算机技术和可编程技术，汽车起重机将向智能化发展，我们的100C以上车型均采用此类系统。,下车液压系统主要是支腿油路，液压支腿在起重机工作时，支承整机和外载荷重量，要求安全可靠，作业时不能发生支腿自缩现象。为了提高效率及整机调平需要，各支腿液压缸既可同时伸缩又可单独伸缩。,齿轮泵和柱塞泵性能对比：,起重机液压系统技术发展趋势,三、汽车起重机技术发展趋势,全地面技术,全地面起重机底盘技术关键是油气悬架系统和多桥转向系统设计。与传统板簧悬架系统相比，其技术性能特点为：增强底盘承压能力；提高行驶的平顺性；有效地平衡轴荷；增加整机的侧倾刚度；调节车身高度和锁死悬架。目前我们160t以上系统均采用全地面技术。,起重机液压系统技术发展趋势,单缸插销伸缩技术是通过液压销的作用，以单个液压油缸可完成多节伸臂的运动，并达到各种工况的程度控制和自动伸缩，改变了以往多级油缸加内部绳排的动作方式，使起重臂相对更轻，最大程度上提高了起吊重量，同时拓展了起重机向更高工作高度发展的空间。目前我们130t以上系统均采用单缸插销技术。,单缸插销技术,液压控制技术,现代施工对起重机液压系统提出了新的设计要求：节能、高效、可靠以及微动性、平稳性好。为了适应这些新的要求，以前的定量泵将逐步被先进可靠的具有负载反馈、压力切断的恒功率变量泵，甚至电控变量泵所取代，先前的定量马达或液控变量马达也将被电控变量马达所取代。这种系统将能有效的达到轻载高速、重载低速和节能的效果。,中大吨位起重机电比例液压技术,上车液压系统原理框图,QY220液压系统原理图,中大吨位起重机产品系统技术电控比例控制技术双泵合流/分流控制技术系统冗余性设计理念故障诊断设计理念微动性、平稳性优化系统油路集成和控制,上车液压系统技术特征,电控比例控制技术,自主设计开发了一种双泵合/分流电控比例液压系统。该系统抛弃了传统设计方法和思路（传统设计中一般采用比例多路阀的液控比例流量控制方法），采用一种电控变量泵+流量分配模块+换向阀组成的流量和方向控制系统，自行设计了集成块，极大的提高了设计可靠性、功能全面性、控制灵活性、系统冗余性和成本经济性。（液压系统已申请专利）,双泵合流控制技术：该项技术充分利用系统流量，双联泵可以任意合流供油，能够实现变幅、伸缩和卷扬等工况的快速作业，以提高作业效率；同时也可以任意分流供油以保证各工况实现组合动作功能。其原理示意图如下：,双泵合流/分流控制技术,主阀原理图如下：,双泵合流/分流控制技术,系统冗余性设计理念：液压系统采用系统备份的设计方法，即双联泵相互可以替代独立驱动任意一个执行机构。通过设计一套正常工况的程序和两套检修检修工况的程序确保在油泵或者液压油路出现异常时，系统仍然能够完成作业。因此具有很高的系统冗余性。,系统冗余性和故障诊断设计理念,QY220液压系统的冗余性，体现在该两联泵均可以独立驱动变幅、伸缩、卷扬中的任意一个工况。,系统组成：由主阀组控制上车的主卷扬、副卷扬、变幅、伸缩、回转五个动作。通过上车主阀和电控变量泵的配合实现对上述五个动作的电比例控制，实现速度无级调控，改善操纵舒适性。我们自行设计研发了一种集换向控制功能和分合流控制功能于一体的主阀，其结构如下图：,系统油路集成和控制,主阀总成,配重和变位阀总成,主阀大量采用威格仕标准工业阀，插装阀等通用元件，具有较高的可靠性。,微动性优化处理：采用电控操纵手柄结合油泵分段斜坡控制方法，减小液压系统冲击，优化系统微动性。如在双泵合流状态下，油泵理论控制曲线如下：,微动性优化处理,主、副卷扬马达均为电控变量马达，可以无级变速，满足重载低速，轻载高速作业需求，提高系统作业效率。同时，主、副卷扬马达均配置平衡阀，具有很好的微动性。变幅油缸配置电比例平衡阀，提高落幅动作平稳性和微动性，并且落幅工况应用重力下放功能，能够节省系统功耗。,整车控制方式：QY220整车液压系统全部采用电控集成控制方式，具有相当高的控制灵活性和强大的故障诊断功能。,整车控制方式和故障诊断,闭式回转液压系统框图,闭式回路+自由滑转控制反比例减压阀用于快速制动和紧急制动,系统功能：DT23为座椅开关，人坐在座椅上时得电DT24为自由滑转开关Y8为反比例电磁铁Y6，Y7为动作电磁铁,闭式回转液压系统原理图,上车需要标定的压力,大吨位调试简化版（100T-220T）,泄油,控制油,1泵,2泵,回转泵,吸油,油泵调节,恒功率调节（与发动机匹配，防熄火）,压力切断（保护油泵）32MPa,比例电磁铁,控制油口（可用于检查控制压力35MPa）,油泵调节,上车主阀调节,伸臂压力21.5MPa,2泵油路压力34.5MPa,1泵油路压力34.5MPa,1泵总控,2泵总控,缩臂压力21.5MPa,1泵切换控制,伸缩,变幅,副卷,主卷,上车主阀调节,上车主阀上电磁铁介绍,上车主阀电磁铁介绍,DT1,DT2,DT4,DT5,DT3,DT6,DT7,DT8,DT9,DT10,主卷扬,DT13,DT11,DT12,DT14,DT16,DT18,DT15,DT17,副卷扬,变幅,副卷扬,伸缩,DT19,上车主阀上电磁铁介绍,1泵工作,主卷扬动作（DT3+）,副卷扬动作（DT4+）,变幅动作（DT5+）,伸缩动作（DT6+）,DT1+,2泵工作,主卷扬动作（DT7+）,副卷扬动作（DT8+）,变幅动作（DT9+）,伸缩动作（DT10+）,DT2+,主阀电磁铁动作表,QAY220上车主阀电磁铁功能表,卷扬制动块和副臂变幅控制块,燃油箱,卷扬制动阀,副臂变幅控制阀,压力调节螺杆,拆除油泵前必须松开锁紧螺母，装好油泵后再复原,油箱吸油路,配重/副臂回收/转台锁定/脚架推出/变位阀,配重,副臂回收,转台锁定,脚架推出,操纵室变位,总控,配重/副臂回收/转台锁定/脚架推出/变位阀,总控溢流调节1920,测压点,单缸插销控制块,拔销时得电,正常工作时打开,单缸插销切换块（伸缩油缸缸筒上）,主要液压元器件介绍,系统主油泵：A11VLO130LRDU2/10R-NZD12K02油泵排量：130ml/r；油泵工作压力：350bar；油泵峰值压力：400bar。油泵变量形式：电比例恒功率带压力切断控制。厂家：力士乐（Rexroth）,主要液压元器件介绍,回转油泵：A4VG56EP4D1/32R-NAC02N005E油泵排量：56ml/r；油泵工作压力：400bar；油泵峰值压力：450bar。油泵变量形式：电比例控制。厂家：力士乐（Rexroth）,电比例变幅平衡阀：537.364.001.9平衡阀最大闭锁压力：420bar公称通油量：350L/min厂家：WESSEL,主要液压元器件介绍,中大吨位起重机液压主要创新点双泵合流/分流控制技术新型创新主阀在起重机上的应用闭式回转创新与研究自重落幅补偿技术研究,中大吨位起重液压主要创新点,双泵合流/分流控制技术,新型创新主阀在起重机上的应用,a.首创的阀芯阀口布置,传统阀口布置，在阀的中部油口为进油P口，最外端为两个回油T口；,在两芯阀中，如按照传统阀布置，则需增加2个油口；而将P口置于两侧，大幅减小了阀芯长度，减小了阀体体积，提高了阀芯动作可靠性。,新型创新主阀在起重机上的应用,b.创新设计的主阀基本元件采用创新阀芯，自行设计阀体，以插装阀的方式将所需要14个阀芯集成于阀体中，通过阀芯的组合，完成起重机主要动作的需求；,新型创新主阀在起重机上的应用,c.改善起重机操控品质，提升产品质量,创新阀泵控系统动作平稳可靠，对冲击抑制效果明显;提高复合动作性能,d.降低了成本,创新阀每台套可节约成本6000多元.,e.提高液压系统的可靠性.,闭式回转标杆研究与创新：,通过试验确定阻尼大小,勃海尔LTM1220,当前90T至220T,改进型：二种回转模式,优点：1、启动时不稳定的流量可通过阻尼过滤掉，改善启动性能；2、停止时，缓冲阻尼也可有效的平衡两边峰值压力；3、控制元件少，故障率少，可降低成本3000多元；4、可通过缓冲阻尼实现自由滑转功能；缺点：车架不平或斜拉上开口反转,可防止车架不平或斜拉时小开口反转,闭式回转创新与研究,落幅控制系统研究：,勃海尔LTM1220,自重落幅补偿技术研究,存在缺陷：变幅在小角度、中长臂或者吊载时变幅落最大速度越来越快，很难控制；,特点：由于变幅在小角度、中长臂或者吊载不同工况时，所反映的共性都是变幅缸无杆腔压力的变化，可以通过变幅缸无杆腔压力的变化来控制变幅落的最大速度，可以实现变幅匀速下落；,一、复合动作加入以及撤销时的冲击,变幅加卷扬，落钩加入时徐工的冲击是三一的3倍，落钩撤出时徐工的冲击是三一的16倍。而起钩加入和撤出时，动作不明显。,变幅+卷扬,变幅+卷扬,同行业中大吨位起重机操控性对比,二、突变操作-卷扬,起落钩时，三一的加速以及制动冲击最小，而且振荡时间短。徐工的冲击幅度稍大，但能很快的衰减掉。中联的冲击大而且衰减幅度久，平稳性差。,同行业中大吨位起重机操控性对比,常规操作-卷扬,卷扬常规操作中，三一的起落钩加速与制动冲击都是最小的，徐工在卷扬加速时的冲击比较大。,同行业中大吨位起重机操控性对比,三、突变操作-变幅,起幅时，徐工在加速时振荡时间长，中联在加速以及制动时振荡时间长，而三一在起幅时的冲击都能很快衰减掉，稳定性好。落幅时，三车的加速冲击都很小。制动时，徐工的冲击很大但能很快的衰减。三一的振荡时间过长，稳定性较差。,同行业中大吨位起重机操控性对比,常规操作-变幅,变幅常规操作中，空载变幅时，徐工在起幅加速以及制动时的冲击大于三一，落幅制动时三一的冲击大于徐工。,同行业中大吨位起重机操控性对比,四、突变操作-回转,零配重回转时，三一的加速冲击最小而且振荡时间短，