起重机械液压基础知识

起重机械液压基础知识

苏强（2010年）第一页，共二十九页。液压传动是现代流动式起重机广泛采用的传动方式。它通过液压泵将内燃机的机械能转变成液压油的液压能，在各种液压控制元件的控制下，将液压能传递给各机构的液压执行元件（液压马达、液压缸），还原成机械能。液压传动方式的主要优点是：（1）元件尺寸小、重量轻、结构紧凑；（2）调速范围大，且可无级调速；（3）反应速度快，动特性好；（4）运转平稳，液压油的弹性可以缓冲；第二页，共二十九页。LR2134576810911H第三页，共二十九页。（5）操纵方便，易于实现自动控制；（6）由于液压元件日趋标准化、系列化，所以质量稳定，成本下降。液压传动也有其自身的缺点是：⑴传动效率低；⑵制造安装不当还会发生泄漏；⑶环境温度对其传动效果影响较大；⑷系统出现故障不易处理等等。第四页，共二十九页。一、起升机构（一）机构形式右图是最基本的形式（机械传动形式，用于轮胎起重机、履带起重机）。（二）起升机构的液压传动回路第五页，共二十九页。第六页，共二十九页。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。上图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。上升：上升制停：第七页，共二十九页。下降：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，可通过控制手动换向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。第八页，共二十九页。下降制停：中位左侧油路的和油箱连通，是解决下降制动时马达在负载作用下的惯性旋转在进油口产生真空，进行补油！真空会造成液压油中的气体溢出而产生空穴（气泡），油路中的空穴对液压回路和元件的破坏性很大，产生振动、噪音和点蚀！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，以防止二次提升下滑。如果制动器过早开启，起升载荷作用在马达上，而马达进油口的压力还未升高到使马达上升转动，此时，在载荷的作用下马达会逆转下降！副作用是造成轻载（空载）起升时机构的抖动。第九页，共二十九页。带有离合器、蓄能器的起升机构液压原理图

第十页，共二十九页。第十一页，共二十九页。上图为起升机构的液压原理图。问：（1）单向阀1的作用是什么？（2）单向阀19的作用是什么？（3）单向阀22的作用是什么？（4）液压系统是如何给蓄能器供应压力油，并维持蓄能器压力的？第十二页，共二十九页。答：（1）单向阀1的作用是：当手动换向阀7从①位换到中位时，液压马达的供油中断，马达在重物的作用下仍惯性运转，为防止马达的进油口产生负压气穴现象，单向阀1起到向马达的进油口补油的作用。（2）单向阀19的作用是：防止蓄能器的高压油通过液动阀18回流至油泵1的出油管。（3）单向阀22的作用：液动阀17的动作压力为7Mpa，其动作后顺序阀16动作，油泵1向换向阀方向供油。由于压力继电器15的动作压力为12Mpa，此时尚未动作，电磁换向阀21仍然导通，溢流阀20仍处在卸荷状态。单向阀22的作用是为防止油泵1的压力油经溢流阀20流回油箱。第十三页，共二十九页。（4）油泵1开始供油时，由于顺序阀16不导通，压力油先经液动阀18和单向阀19给蓄能器13供油充压。当蓄能器压力增加到调定压力（约7Mpa）时，液动阀17导通，从而使顺序阀16导通，油泵1可向手动换向阀7方向供油。当蓄能器压力减小到调定压力（约7Mpa）时，液动阀17关闭，使顺序阀16关闭，油泵1又向蓄能器13供油充压，以维持蓄能器的压力不低于7Mpa。第十四页，共二十九页。（二）液压回路举例：左图是某工作装置举升油缸的液压控制原理图。1.如将手动换向阀4置于左位时，油缸作什么样的运动？2.如果换向阀4一直置于左位，会有什么情况发生？3.如果在举升重物时平衡阀5的下段油管突然破裂，会发生油缸活塞杆突然下沉导致重物坠落的情况吗？为什么？第十五页，共二十九页。答：（1）手动换向阀4置于左位时，油缸作顶升运动。（2）如果手动换向阀4一直置于左位时，油缸仍作顶升运动，当活塞碰到缸体前端时，负载阻力增大，液压系统压力也随之增大，当系统压力增大到溢流阀7的整定压力（约为系统压力的110%）时，溢流阀泄荷，系统压力不再升高，油缸活塞维持在缸体前端不动。（3）如果在举升重物时平衡阀5的下段油管突然破裂，不会发生油缸活塞杆突然下沉导致重物坠落的情况。因为，在举升重物时平衡阀5的下段油管突然破裂，油泵出来的高压油不能进入油缸的无杆腔，那么，油缸活塞在重物重力的作用下有向下运动的趋势，使无杆腔的油压升高，而有杆腔的油压降低，由于平衡阀5的单向阀和顺序阀不导通，油缸无杆腔的高压油不能流出，所以油缸活塞杆不会突然下沉，同样不会导致重物坠落。第十六页，共二十九页。第十七页，共二十九页。第十八页，共二十九页。第十九页，共二十九页。第二十页，共二十九页。第二十一页，共二十九页。第二十二页，共二十九页。第二十三页，共二十九页。第二十四页，共二十九页。第二十五页，共二十九页。（三）密封性能检验（1）油缸和阀的密封性要求：a.试验时吊臂位于最大支腿压力的位置。以基本臂和最长主臂在相应的工作幅度下，起吊最大额定起重量，试验载荷在空中停稳后，发动机熄火。试验持续15min。试验终了时变幅和支腿油缸的油塞杆回缩量不大于2mm，重物下沉量不大于15mm。第二十六页，共二十九页。b.如果一次试验活塞杆回缩量超过2mm，可再进行两次重复性试验，取三次试验的平均值做油缸活塞杆的回缩量。c.试验后减少温度变化对油缸回缩的影响。d.按规定的出厂行驶里程后，活动支腿油缸伸出量不大于3mm。活动支腿有插销机构的可不检查油缸伸出量。e.出厂试验过程中和结束后15min内，固定结合面不渗油，相对运动部位没有形成油滴，则认为密封性能是良好的。第二十七页，共二十九页。（2）液压缸回缩量检查重物停稳、发动机熄火后，在V型磁力表座上安置千分表，将磁力表座吸附在活塞杆上，千分表测头顶在缸筒端面上，停留15min，记录液压缸的回缩量（试验时，环境温度的变化量为±5℃时有效）。做3次，取算术平均值。第二十八页，共二十九页。内容梗概起重机械液压基础知识。液压传动是现代流动式起重机广泛采用的传动方式。（1）元件尺寸小、重量轻、结构紧凑。（2）调速范围大，且可无级调速。（6）由于液压元件日趋标准化、系列化，所以质量稳定，成本下降。右图是最基本的形式（机械传动形式，用于轮胎起重机、履带起重机）。顺序阀所产生阻力的大小，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。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，以防止二次提升下滑。（1）单向阀1的作用是什么。（2）单向阀19的作用是：防止蓄能器的高压油通过液动阀18回流至油泵1的出油管。（3）单向阀22的作用：液动阀17的动作压力为7Mpa，其动作后顺序阀16动作，油泵1向换向阀方向供油。单向阀22的作用是为防止油泵1的压力油经溢流阀20流回油箱。（4）油泵1开始供油时，由于顺序阀16不导通，压力油先经液动阀18和单向阀19