大噸位全地面起重機(jī)泵控液壓系統(tǒng)的介紹

     一、前言   起重機(jī)現(xiàn)有技術(shù)液壓系統(tǒng)多為閥控，即通過控制液壓多路閥的開口量大小來控制液壓系統(tǒng)的流量，從而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度大小。此種結(jié)構(gòu)能量損失大，系統(tǒng)發(fā)熱量高。  

    本系統(tǒng)采用泵控液壓系統(tǒng)，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)與液壓系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，有效的利用了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，避免了不必要的能耗，節(jié)約了能源，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工作機(jī)構(gòu)的無級(jí)調(diào)控。  

    系統(tǒng)具有極好的微動(dòng)性，使液壓系統(tǒng)的沖擊大大減少，有利于保護(hù)液壓系統(tǒng)和各液壓元件，使液壓元件的使用壽命得到延長(zhǎng)，大大提高起重機(jī)的作業(yè)安全性、可靠性和作業(yè)效率。本系統(tǒng)運(yùn)用電控的方式，真正實(shí)現(xiàn)了機(jī)、電、液一體化和起重機(jī)作業(yè)的智能化。系統(tǒng)配合伸縮機(jī)構(gòu)及電器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)伸縮的單{TodayHot}缸插銷功能。  

二、概述  

    本系統(tǒng)通過電液比例先導(dǎo)控制泵排量的變化實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度的改變。本系統(tǒng)由閉式回路的回轉(zhuǎn)油路、開式回路的主油路及輔助油路構(gòu)成。  

    回轉(zhuǎn)油路采用斜盤式變量柱塞泵和斜軸式定量馬達(dá)組成的閉式回路。泵的出油口和馬達(dá)的進(jìn)油口相連，馬達(dá)的出油口和泵的進(jìn)油口相連，組成一個(gè)封閉的回油路，無需換向閥，通過調(diào)節(jié)變量泵斜盤的角度來改變泵的流量及壓力油的方向，從而改變回轉(zhuǎn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。因此微動(dòng)性好且旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。變量柱塞泵的內(nèi)部具有補(bǔ)油泵和補(bǔ)油裝置，可有效提高泵的轉(zhuǎn)速和防止泵吸空。  

    主油路包括主、副起升油路、變幅油路和伸縮油路。主泵采用斜軸式變量雙泵，獨(dú)立變量控制可以滿足起重機(jī)不同工況下各機(jī)構(gòu)的調(diào)速要求。其中的恒功率雙曲線不僅取決于泵自身的設(shè)定值而且和另一個(gè)泵的負(fù)荷情況有關(guān)。帶功率調(diào)節(jié)器且具有極限負(fù)載調(diào)節(jié)功能，功率調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)與工作壓力有關(guān)的油泵的排量，不得超過給定的驅(qū)動(dòng)功率。一旦超載，由比例減壓閥輸出的控制壓力將使雙泵回?cái)[，從而減小流量，提高泵對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率的吸收能力。泵的恒功率越權(quán)于先導(dǎo)壓力控制，因而，泵的變量控制曲線如圖。  

    整個(gè)系統(tǒng)為泵控調(diào)速系統(tǒng)，采用先進(jìn)的電液比例先導(dǎo)控制技術(shù)，即油泵的排量是由先導(dǎo)油來控制的，排量的大小由先導(dǎo)油的壓力決定，和供給的壓力成正比。而先導(dǎo)油壓力的大小則由比例減壓閥控制，比例減壓閥按電磁鐵電流的大小成比例地改變輸出壓力。電子遙控先導(dǎo)手柄的位移越大，輸出的電流就越大，比例減壓閥輸出的壓力也相應(yīng)增大，于是泵排量隨之變大，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度越快；反之，電子遙控先導(dǎo)手柄的位移越小，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度就越慢。操作者一方面通過主閥的換向來控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)（變幅油缸，伸縮油缸，主、副起升馬{HotTag}達(dá)）的運(yùn)動(dòng)方向；另一方面，可通過操縱先導(dǎo)手柄的移動(dòng)方向和位移大小改變雙泵的排量來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度�？刂茐毫�可使雙泵排量無級(jí)變化，控制壓力越大則流量越大，運(yùn)動(dòng)速度就越快。雙泵可以單獨(dú)向各執(zhí)行機(jī)構(gòu)供油，也可以合流后再供給各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，調(diào)速范圍大，并可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速且具有極好的微動(dòng)性。  

三、功能介紹  

１、回轉(zhuǎn)油路  

    大噸位的工程起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)對(duì)于整機(jī)的操縱性能、作業(yè)效率、系統(tǒng)效率以及結(jié)構(gòu)受力至關(guān)重要，所以除了采用按需求的泵控回路、定量馬達(dá)驅(qū)動(dòng)以保證回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的調(diào)速性能和操縱的穩(wěn)定性外，對(duì)機(jī)構(gòu)的緩沖性能及啟動(dòng)性能還給與了全面的考慮�；剞D(zhuǎn)過程都能得到平穩(wěn)的控制，使設(shè)備安全性能得到有效的保證。  

    回轉(zhuǎn)油路為封閉的回路，無需換向閥，調(diào)節(jié)變量泵斜盤的角度改變泵的流量及壓力油的方向控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。泵的內(nèi)部具有補(bǔ)油泵和補(bǔ)油裝置，可有效提高泵的轉(zhuǎn)速和防止泵吸空；帶過濾器和發(fā)光污染指示器。回轉(zhuǎn)緩沖閥是為其平穩(wěn)性能設(shè)置的。  

    設(shè)置自由滑轉(zhuǎn)電磁閥，其作用是：在起吊重物過程中，特別是當(dāng)重物將要離開地面時(shí)，吊臂會(huì)受到側(cè)向拉力，為防止吊臂折斷，這時(shí)可按下自由滑轉(zhuǎn)控制開關(guān)，使得回轉(zhuǎn)制動(dòng)控制電磁閥和自由滑轉(zhuǎn)電磁閥同時(shí)有電，將回轉(zhuǎn)馬達(dá)兩工作口油路溝通，同時(shí)回轉(zhuǎn)制動(dòng)器也被打開，這樣整個(gè)上車部分就處于浮動(dòng)狀態(tài)，吊臂在鋼絲繩拉動(dòng)下自動(dòng)擺向重物的重心上方，從而保護(hù)了吊臂。  

    所以回轉(zhuǎn)系統(tǒng)具有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：  

    Ａ、平穩(wěn)的啟動(dòng)和停頓控制特性，通過電比例控制的控制特性使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)平穩(wěn)啟動(dòng)，慢速停頓，保證回轉(zhuǎn)作業(yè)的平穩(wěn)性，避免沖擊。  

    Ｂ、良好的泵控調(diào)速系統(tǒng)，寬廣的調(diào)速曲線，回轉(zhuǎn)速度由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和Ａ４ＶＧ油泵的排量乘積決定，在任意穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或任意油泵擺角下都可以獲得良好的流量控制曲線。  

    Ｃ、三級(jí)速度曲線調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制，對(duì)回轉(zhuǎn)速度可以進(jìn)行三條曲線選擇控制，對(duì)油泵的最大擺角可分別獲得最大限制為３３％、６６％、１００％的回轉(zhuǎn)油泵擺角控制，這樣就大大提高了操作人員的控制精度。  

    ２、主、副起升油路  

    主、副起升機(jī)構(gòu)采用內(nèi)藏式定量馬達(dá)，體積小，扭拒大。其內(nèi)部裝有安全閥，用于保護(hù)馬達(dá)，可有效防止馬達(dá)因過載而損壞。參照附圖ｌ及其序號(hào)進(jìn)行起升（副起升為選購(gòu)件）液壓系統(tǒng)說明：  

    主、副卷?yè)P(yáng)的制動(dòng)器６、９均為常閉式，當(dāng)操縱控制主、副起升的先導(dǎo)手柄時(shí)，輔助泵３來的控制油使主換向閥１３首先換向，同時(shí)比例減壓閥４輸出的壓力油使主泵２斜盤擺動(dòng)到一定的角度，此時(shí)主油路壓力油則通過起升平衡閥８、１１內(nèi)的梭閥經(jīng)減壓閥減壓后開啟卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器６、９，從而進(jìn)行正常的起升或下降動(dòng)作。  

    當(dāng)先導(dǎo)手柄回中位時(shí)，通往主閥１３的控制油被關(guān)閉，主閥１３也回到中位，主油路壓力油從主閥１３返回油箱１，處于卸荷狀態(tài)，使得卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器６、９中的壓力油在制動(dòng)彈簧的作用下通過泄油路回油箱１，于是制動(dòng)器６、９在彈簧的作用下處于制動(dòng)狀態(tài)。  

    主、副起升油路中的起升平衡閥８、１１可以有效防止重物在下放過程中產(chǎn)生失速現(xiàn)象，保證重物下降速度平穩(wěn)可靠，從而提高了安全性能。  

    主、副起升機(jī)構(gòu)采用內(nèi)藏式定量馬達(dá)７、１０，體積小，扭拒大。其內(nèi)部裝有安全閥，用于保護(hù)馬達(dá)７、１０，可有效防止馬達(dá)因過載而損壞。  

    副起升通過快速接頭１２進(jìn)行選裝切換。  

    ３、變幅油路  

    變幅對(duì)油泵的最大擺角可分別獲得最大限制為３３％、６６％、１００％的液壓油泵最大擺角控制，變幅下降采用先進(jìn)的重力下降原理，變幅平衡閥的下降用先導(dǎo)手柄直接控制比例減壓閥，先導(dǎo)手柄控制變幅油缸的下降速度，當(dāng)變幅油缸由于臂長(zhǎng)或吊重原因造成變幅缸受力增大到設(shè)定的值后，變幅平衡閥將進(jìn)行壓力補(bǔ)償控制，隨著變幅缸受力增大而自動(dòng)減緩速度，保證了變幅下落時(shí)起重臂的穩(wěn)定作業(yè)。  

    ４、伸縮油路  

    本機(jī)共有五節(jié)主臂，采用單缸加插銷的伸縮原理，由一個(gè)伸縮油缸帶動(dòng)四節(jié)伸縮主臂，伸縮順序可手動(dòng)控制或采用預(yù)先設(shè)定的方式進(jìn)行自動(dòng)控制。  

    當(dāng)操作吊臂伸出時(shí)，隨著先導(dǎo)手柄的移動(dòng)，缸銷將缸筒與所選吊臂銷住，臂銷拔出，多路換向閥伸縮聯(lián)閥芯開口逐漸增大，壓力油進(jìn)入伸縮缸無桿腔，推動(dòng)伸縮缸缸筒帶動(dòng)吊臂向前伸出，吊臂伸到位后被臂銷鎖住。  

    當(dāng)操作吊臂縮回時(shí)，隨著先導(dǎo)手柄的移動(dòng)，缸銷將缸筒與所選吊臂銷住，臂銷拔出，多路換向閥伸縮聯(lián)閥芯開口逐漸增大，壓力油進(jìn)入伸縮缸有桿腔，打開平衡閥，伸縮缸缸筒帶動(dòng)吊臂縮回，吊臂縮到位后由臂銷鎖住。  

    伸縮油缸活塞桿的頭部裝有插裝式平衡閥，保證了吊臂回縮過程的平穩(wěn)性。  

    液壓系統(tǒng)采用雙回路設(shè)計(jì)避免吊臂中電磁換向閥損壞后伸縮油缸不能縮回的可能。  

    ５、輔助油路  

    輔助油路包括先導(dǎo)控制油路、配重油路、冷卻系統(tǒng)。先導(dǎo)控制油路的系統(tǒng)壓力設(shè)定為３Ｍｐａ，其主要作用是向比例減壓閥提供動(dòng)力及控制主換向閥的換向。比例減壓閥為四聯(lián)，分別控制變量雙泵的排量變化和極限負(fù)載調(diào)節(jié)以及對(duì)變幅下降工況的控制。  

    本系統(tǒng)具有自動(dòng)冷卻功能，油箱內(nèi)裝有溫度傳感器。該傳感器一旦檢測(cè)到油箱內(nèi)的油液溫度上升到設(shè)定溫度，帶負(fù)載感應(yīng)分流閥的齒輪泵即驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。如果油液溫度低于設(shè)定溫度，齒輪泵處于低壓回油狀態(tài)，風(fēng)扇馬達(dá)則停止旋轉(zhuǎn)。