第九章 起货机

1、 一、类型 按形式分类： 1.吊杆式起货机 （双吊杆式、单吊 杆式） 2.回转式起货机 （克令吊 crane） 按动力能源分类： 1.电动起货机 2.液压起货机 重量轻，体积小，操作轻便，工作 平稳 可实现无级调速，能吸收冲击负荷 和自动防止过载 具有良好的制动能力 系统中充满油液，部件磨损少，传 动效率高 对环境的温、湿度也不太敏感 加工精度要求高，制造、安装较复 杂 二、对起货机的基本技术要求 1.能以额定的起货速度吊起额定的负荷 2.方便灵活的起、落货物 3.能在较广的范围调节运行速度 4.能可靠地制动 除上述各项基本要求以外，还应具备 结构简单、操纵容易、工作可靠、便 于维修等。 上述

2、要求规定了起货机：必须具有足必须具有足 够的功率；必须具有反转或换向的能够的功率；必须具有反转或换向的能 力；必须能够调速和限速；需设常闭力；必须能够调速和限速；需设常闭 式制动设备和机械固锁装置，以便有式制动设备和机械固锁装置，以便有 效制动和锁紧效制动和锁紧。 液压系统分类 按额定工作压力：高压系统 (20Mpa) 中高压系统 (1020Mpa) 中压系统 (6.310Mpa) 低压系统 (6.3Mpa) 按油液循环方式：开式系统(油液返回到油箱) 闭式系统(油液返回到油泵的吸入口) 按功能分类： 起货机构、回转机构、变幅机构、走行 机构和支撑机构等液压系统 开式系统比较简单，初置费较低

3、油液在油箱中可很好地散热冷却和沉淀杂质； 并可用一台油泵同时驱动几部工作机械； 但油在油箱中接触空气，空气容易渗入，引起系统工作不够稳定； 必须采用换向滑阀，以实现换向调速； l使油液容易发热 l使系统工作的经济性降低 应用于功率较小场合，油泵须有良好自吸性能。 闭式系统比较复杂，初置费较高 散热条件差，油液的补充和冷却必须重视； 不能用一台油泵同时驱动几部起货机或其它工作机械； 可采用双向变量油泵； l易于实现换向和容积调速，利于经济性提高 在落货时能将油泵转变为油马达，使落货速度受到限制，并回收能量； 闭式系统采用辅泵补油或重力补油，对油泵的自吸性能要求也不太高； 在功率较大的系统中，较多

4、采用。 9-2-2 起升机构液压系统 l其负载的主要特点是： 静负荷(货物的重力)始终单向作用 故不论起吊、下放还是使货物制动，液压系统中始 终有一部分管路承受高压，以产生与货物重力相平 衡的液压力 对这类机构液压系统就要求能控制落货速度，以防 因重力作用而过快堕落，而制动后需能握持货重， 使其不会自行下滑 9-2-2 起升机构液压系统 1.阀控型开式起升系统 （1）换向与调速）换向与调速 调速方法： 串联节流调速 并联节流调速 溢流节流调速 这三种方式因必须使油泵排出 的多余油液重返油箱，使供至 执行机构的油液经过节流，故 功率损失不可避免，而使油液 发热。 阀控式开式起升系统原理图 串联节

5、流调速 换向阀采用闭式过渡结构(一 离开中位PT即关断)溢流阀 保持换向阀前的油压不变， 改变换向阀的阀芯的位置， 使通流面积改变，流经换向 阀的液阻改变，输往执行机 构的流量因而改变。 特点： 调速效率低，功率损失大， 油液发热厉害，调速不平 稳，启动和制动时易产生 液压冲击。 阀控式开式起升系统原理图阀控式开式起升系统原理图 并联节流调速 换向阀从中位右移， PA打开时PT并不立即 隔断，而是随PA开大 而逐渐关小 特点： 调速比较平稳，但换 向阀操作过猛时仍可 产生液压冲击。 溢流节流调速 特点： 调速平稳，调速效 率较高。 定差溢流阀定差溢流阀 手动换向阀手动换向阀 定差溢流阀两端油

6、腔压差保持恒定， 液流经换向阀的流 量，取决于换向阀 的阀芯位置。 （2）限速和制动）限速和制动 使用关闭严密的液控换向阀或平 衡阀，虽可以有效地实现液压制 动，但油马达难免存在漏泄，为 保证货物悬在空中而不会下滑， 还设有机械制动器。 延时抱闸制动器油马达停止后 抱闸。 即时抱闸制动器油马达停止前 抱闸。 单向节流阀5限速，液控单项 阀4液压制动； 平衡阀4限速，制动器7制动。 平衡阀限速 阀阀4内泄式顺序阀内泄式顺序阀+单向阀单向阀 a c 平衡阀限速的阀控式开式起升系统原理图 （3）限压保护）限压保护 安全阀2防止起货机超 负荷时，因油泵排压过高， 导致原动机过载或装置损 坏。 制动溢流

7、阀5防止液压 因液压制动而过分升高。 （阀5的整定压力比阀2的 整定压力高-510 。） 平衡阀限速的阀控式开式起升系统原理图平衡阀限速的阀控式开式起升系统原理图 阀控型开式液压系统 设备简单 油液在油箱中亦能较好地散热和沉淀杂质 但必须采用节流调速和能耗限速 工作时能量损失较大 油液容易发热 而且空气渗入机会较多 也易导致油液变质 多应用于压力较低，功率较小或不经常工作的场合 2.泵控型开式起升系统 （1）换向与调速）换向与调速 图示为变向变量泵供油， 改变油泵的吸排油方向 实现油马达的换向。 2 1 12 2211 q q nn qnqn n n1、q q1-油泵转速和每转排量油泵转速和每

8、转排量 n n2、q q2-油马达转速和每转排量油马达转速和每转排量 油泵变量时，油马达的转速 也随之改变，并可实现无级 变速。 泵控型闭式起升系统原理图泵控型闭式起升系统原理图 （2）限速和制动）限速和制动 再生限速重物下降时回收利用 其位能。 闭式液压系统不论其采用的油泵 和油马达是否可以变量，在限制下 降速度的原理上，都与开式系统有 本质的不同。 这是因为：在闭式系统中，当 货物下降时，油马达在货重造成的 转矩作用下，就将转变为油泵，而 油泵则转化为油马达工况，强迫电 动机转动。如电机转速超过磁场转 速时就会将能量反馈给电网，并使 电机的转速受到限制，从而使油马 达的转速受到限制。 泵控

9、型闭式起升系统原理图泵控型闭式起升系统原理图 泵控型闭式起升系统原理图泵控型闭式起升系统原理图 油泵变量机构处于中位时， 理论上能实现液压制动，实 际上，由于各传动杆件之间 的间隙，油泵并未真正回到 中位，为解决油泵的回中误 差，在系统中加设了中位阀 11。 油泵操纵手柄回中时，阀6 断电，阀11泄油，沟通泵吸 排管路。 即时抱闸、延时松闸阀7、 阀6。 防意外失电阀6。 单向节流阀10防止中位 阀11或制动阀8失灵。 （3）限压保护）限压保护 安全溢流阀阀12 （4）失压保护）失压保护 防油管破损坠货阀5 （5）系统补油和散热）系统补油和散热 低压侧油液经低压 选择阀13、背压阀14、 冷却

10、器15到油箱。 工作中从低压侧补 油新油由辅泵2、滤器 3、单项阀到低压侧。为 确保部分油液的更换和 冷却，背压阀14的整定 压力须比溢流阀4略低。泵控型闭式起升系统原理图泵控型闭式起升系统原理图 用容积调速，调速时不产生额外的节流损失； 落货时进行能量反馈，工作经济性大大提高， 减少了油液发热，因而更适应高压； 油液污染和进入空气的可能性也大大减小 但系统采用变量油泵，设备比较复杂，初置费 也因而提高。 9-2-2 回转机构和行走机构液压系统 特点 静负荷、数值不大、起始和制动时惯性负荷较 大； 双向承受负荷，两侧主油路都可能出现高压， 与高压有关的元件均按双向工作考虑； 制动时产生的惯性能

11、量靠液压制动时制动溢流 阀的节流来消耗，并配有机械制动器，制动器 为延时抱闸， 分类： 机械式操纵机构 液压式操纵机构（手动液压操纵、辅泵供油式） 电液式操纵机构（比例电液换向阀、电磁比例泵） 手动液压操纵机构 （操纵和补偿两大部分） 1.液压式操纵机构 辅泵供油式液压操纵机构 （辅泵供油、双联手动比例减压阀控制） 手控比例减压阀手控比例减压阀 出油口A输出油压 ： pA=ps/a a阀芯下端面的受压面积 PA近似与手柄的转角和推力成正比，这 样操纵手控比例减压阀控制液控换向阀 或变量油泵，即可使起货机实现起动、 停车、换向和变速。 1.复位弹簧；2.阀芯；3.平衡弹簧；4导杆； 5. 滑动套

12、；6.螺钉；7.触头；8.蝶形盘；9.手柄 操作轻便，不受距离远近的影响 (1)应用比例电磁(液)换向阀的电气式操纵机构 对于阀控型系统，采用比例电磁(液)换向阀，换向阀 位移的方向和大小由控制该阀的电流方向大小决定， 因而就可藉以进行换向和调速。 (2)应用电磁比例泵的电气式操纵机构 对于泵控型系统，改变电液比例泵控制电流方向与大 小即可改变泵的排油方向和流量，直接实现换向和 容积调速。此外，可利用电磁比例行程控制器控制 普通随动变量油泵的导阀来进行换向和调速 一、利布赫尔（LIEBHERR）B5/14-16型回转式起货机液压系统 二、赫格隆（HAGGLUNDS）G4024型回转式起货机液压

13、系统 组成： 1.起升机构 2.回转机构 3.变幅机构 4.安全保护机构 双向比例变量泵 斜轴式柱塞泵 双向比例变量泵 伺服变量机构的 控制油 压力记忆 继电器 高压继电器 比例线圈 （手柄控制） 液压制动器 来自辅泵 低压选择阀 （补油） 刹车控制阀 限压溢流阀 停车后重新启动时，停车后重新启动时， 保证制动器只有当保证制动器只有当 高压管路建立起停高压管路建立起停 车前的油压时才能车前的油压时才能 松闸，以防过早松松闸，以防过早松 闸导致货物瞬间下闸导致货物瞬间下 坠，并防止液压冲坠，并防止液压冲 击。击。 摇臂记忆， 油压恢复开关接通 双向比例变量泵 的功率限制器 当负荷越大时，高当负荷

14、越大时，高 压油管的压力越高，压油管的压力越高， 功率控制器功率控制器4 4的活塞的活塞 位移越大，即通过位移越大，即通过 限制伺服滑阀限制伺服滑阀5 5的最的最 大位移的方法限制大位移的方法限制 油泵最大流量，从油泵最大流量，从 而实现功率限制。而实现功率限制。 限压溢流阀 双向比例变 量泵斜轴式 柱塞泵 齿轮补油泵 控制油齿轮泵 气体蓄能器 刹车控制阀 液压制动器 低压选择阀 （补油） 比例线圈 （手柄控制） 高压内齿轮泵开式液压系统 电磁比例先导阀 液动主换向阀 （三位六通） 直动溢流阀 定差溢流阀 直动溢流阀 l吊钩高位保护 在起升吊钩或俯下吊臂的过程中，当吊钩接近吊 臂前端时，即会使

15、电气限位开关动作，这时相应的控制电路断开 了，于是起升吊钩或俯下吊臂也就无法进行。 l 吊货索滚筒终端保护 当吊货索滚筒在吊钩起升过程钢缆卷满 或落下吊钩过程钢缆只剩3圈时，都会使各自的限位开关动作，从 而使操作无法再继续进行。顺便指出，在采用油马达作变幅机构 执行元件的起货机中，还设有吊臂高位和低位(通常约在水平线以 上250)限制，并只有在作业开始和结束时用钥匙闭合相应的手动 开关，才能在最低限位角下操纵吊臂。此外，上述的限位保护也 有的靠在液压系统中设置顶杆式机械控制滑阀来实现的，对于这 样的起货机，使用时必须注意防止顶杆和滑阀卡阻。 l通风门连锁保护 作业时起货机中心机组前后的通风 门

16、必须打开，否则因限位开关不能闭合，主电机就不 能起动。 l油冷却器连锁保护作业时，必须将油冷却器风机的 电源开关打开，以便由电路中的相应的温度继电器加 以控制，否则主电机也不能起动，并且报警。 l电机的自动加热和除潮 在起货机的电机中设有 200W的电加热器，工作时只要将其手动开关闭合，就 会使电动机在起动以前和暂停工作期间因常闭触头闭 合而投人工作，以保护电机不受潮气侵袭。 l补油低压保护 当补油压力低于0.6MPa时，压力继电器就会动 作，使起升和回转机构无法动作，并在控制手柄一离中位时就会 报警。 l控制油低压保护 当控制油压低于1MPa时，延时3s后相应的压 力开关就会动作，切断主电机

17、控制电路，同时报警。 l起升高油压保护 当起升机构超载以致使高压管路中的油压升高 到25MPa以上时，则相应的压力继电器就会动作，如压力升高持 续3s，则就会使起升动作中断，同时报警。 l高油温保护 当中心机组油温高于85时，则电路中的温度继电 器就会断路，使主电机断电并报警。 l低油位保护 当中心机组油位低于规定值时，油位继电器就会断 路，并在持续3s以后使主电机断电并报警。 l主电机过电流保护 当主电机电流高于额定值一段时间以后， 则热敏元件就会动作，使主电机断电并报警。 l主电机高温保护 当主电机温度上升到155以上时，电机绕 组内的热敏元件就会动作，使主电机断电停车。 l电子放大器(比例电磁线圈用)高温保护 当电子放大器温度高 于85时，通过热敏电阻就会切断控制回路并发出警报。 l控制电流过高保护 当控制电流大于16A，则主开关就会跳闸。 l除上述各种安全保护外，在电气主回路中还设有短路保护