汽车起重机液压系统的研究及发展现状

汽车起重机液压系统的研究及发展作者：季鸣(盐城纺织职业技术学院数控91109310106)Authorjiming(YanchengCollegeofTextileTechnology,JiangsuYanchengshukong91109310106)【摘要】：液压传动和控制广泛应用了电子技术，计算机技术，信息技术，自动控制技术及新工艺，新材料的新成果。已成为工业机械，工程建筑及国防尖锐产品不可缺少的重要技术。而其向自动化，高精度，高效率，高速化，高功率，小型化，轻量化方向发展，是不断提高它与电传动，机械传动竞争能力的关键。关键字：液压传动技术【Abstract】:Widelyusedinthehydraulictransmissionandcontrolofelectronictechnology,computertechnology,informationtechnology,automaticcontroltechnologyandnewtechniques,newmaterials,newresults.Hasbecometheindustrialmachinery,engineeringproducts,constructionanddefensesharpindispensabletechnology.Anditsautomation,highprecision,highefficiency,highspeed,highpower,smallsize,lightweightdirection,istocontinuouslyimproveitwiththeelectricdrive,mechanicaldrivecompetitive.KeyWords：HydraulicTechnology总结国内外液压传动技术的研究现状，并讨论存在的问题，指出其发展前景并给人类带来的益处。1液压传动的现状及发展近年来液压传动由于应用了电子技术、计算机技术、信息技术、摩擦磨损技术及新工艺、新材料等后取得了新的发展，液压系统和元件在水平上有了很大的提高，尽管液压传动相对于机械传动来说是一门新技术，但是其历史也有二三百余年了。从1650年帕斯卡提出静压传递原理，到19世纪将液压传动应用于当时蓬勃发展的石油工业，再到20世纪30年代大规模应用于机床工业，再到20世纪60年代，应用于原子能空间技术、微电子技术，使得液压传动成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术，是他在国民经济的各方面都得到了应用。液压传动在某些领域内甚至已占有压倒性的优势，例如，国外生产的95%的工业机械，90%的数控加工中心，95%以上的自动线都采用了液压传动。因此，采用液压传动的程度现在已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。2概述汽车起重机是一种使用广泛的工程机械，这种机械能以较快速度行走，机动性好，适应性强，自备动力，不需要配备电源，能在野外作业，操作简便灵活，因此在交通运输，城建，大型物料厂，基建，急救等领域得到了广泛的应用。在汽车起重机上采用液压起重技术，具有承载能力大，可在有冲击，振动和环境较差的条件下工作。由于系统执行元件需要完成的动作较为简单，位置精度较低，所以系统以手动操纵为主，对于起重机械液压系统，设计中确保工作可靠与安全最为重要。3功能要求汽车起重机是用相配套的载重汽车为基本部分，在其上添加相应的起重功能部件，组成完整汽车起重机，并且利用汽车自备的动力作为起重机的液压系统动力；起重机工作时，汽车的轮胎不受力，依靠四条液压支撑腿将整个汽车抬起来，并将起重机的各个部分展开，进行起重作业；当需要转移起重作业现场时，需要将起重机的各个部分收回到汽车上，使汽车恢复到车辆运输功能状态进行转移。一般的汽车起重机在功能上有以下要求：（1）整机能方便的随汽车转移，满足其野外作业机动、灵活、不需要配备电源的要求；（2）当进行起重作业时支腿机构能将整车抬起，使汽车所有轮胎离地，免受起重载荷的直接作用，且液压支腿的支撑状态能长时间保持位置不变，防止起吊重物时出现软腿现象；（3）在一定范围内能任意调整、平衡、锁定起重臂长度和俯角，以满足不同起重作业要求；（4）使起重臂在360度以内能任意转动与锁定；（5）使起吊重物在一定速度范围内任意升降，并能在任意位置上负重停止，负重启动时，不出现溜车现象。4工作原理汽车起重机液压系统中液压泵的动力，都是由汽车发动机通过装在底盘变速箱上的取力箱提供。液压泵为高压定量齿轮泵，由于发动机的转速可以通过油门人为调节控制，因此尽管是定排量泵，但其输出的流量可以在一定范围内可通过控制汽车油门开度的大小来人为控制，从而实现无级调速；该泵的额定压力为21MPa，排量为40mi/r，额定转速为1500r/min；液压泵通过中心回转接头、开关和过滤器从油箱吸油；输出的压力油经回转接头、多路换向阀组的操作，将压力油串联地输送到各执行元件，当起重机不工作时，液压系统处于卸荷状态。5液压汽车起重机主要回路.1支腿收放回路由于汽车轮胎的支承能力有限，在起重作业时必须放下支腿，使汽车轮胎架空，而汽车行驶时必须收起支腿。吊车前后各有两条支腿，每条支腿均由手动换向阀控制，支腿上配有水平液压缸和垂直液压缸。垂直液压缸上配有双向液压锁，以保证支腿被可靠地锁住，防止在起重作业过程中发生“软腿”现象或行车过程中液压支腿自行下落。.2回转机构回路回转机构中采用液压马达作为执行元件。液压马达通过减速机来驱动转盘，转盘转速较低，一般1～3r/min。通过一个三位四通手动换向阀来获得左转、停转、右转三种不同工况。.3起升机构回路起升机构是起重机的主要执行机构，是由一个或两个大转矩液压马达带动的卷扬机。马达的正转、反转由一个手动三位四通换向阀控制。马达的转速，即起吊速度可通过改变发动机的转速来调节。在马达下降的回油路上设有平衡阀，用以防止重物自由下落。由于设置了平衡阀，使液压马达只有在进油路上有压力的情况下才能旋转，这样重物下降时就不会产生“点头”现象。但液压马达的泄漏比液压缸大得多，当负载吊在空中时，尽管油路中设有平衡阀，仍有可能产生“溜车”现象。为此，在起升机构上设有带制动缸的制动系统，以便在液压马达停转时，用制动器锁住起升液压马达。同时在制动缸进油路上设有单向节流阀，其作用是使制动器上闸快，松闸慢。前者是为了使马达迅速制动，重物迅速停止下降；而后者则是当负载在半空中再次起升过程时，避免重物自重将液压马达拖动反转而产生瞬间滑降现象。.4吊臂伸缩回路吊臂由基本臂和伸缩臂组成，伸缩臂套在基本臂之中。吊臂的伸缩是由伸缩液压缸和钢丝绳控制。为防止吊臂在重物作用下下落，伸缩回路中装有平衡阀。5吊臂变幅回路所谓变幅就是用液压缸改变起重臂的角度。变幅作业也要求防止在重物作用下下落，因此吊臂变幅回路上也装有平衡阀。而汽车起重机液压系统出现的故障也主要表现在这五个回路上，其最常见的故障是系统压力不足和液压缸自行回缩。6汽车起重机液压系统的现状及发展趋势随着国家现代化建设的飞速发展，科学技术的不断进步，现代施工项目对汽车起重机的要求也越来越高，高、深、尖液压技术在汽车起重机上的应用也越来越广泛，汽车起重机液压系统展示了强大的发展趋势。汽车起重机液压系统一般由起升、变幅、伸缩、回转、控制五个主回路组成，我们通过对五个主回路现状的分析来探讨其发展趋势。(1)、起升液压系统对起重机来说，起升动作是最频繁的动作。目前最常用的起升液压系统为定量泵、定量或变量马达开式液压系统，然而，现代施工对起升系统提出了新的要求：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和压力切断的恒功率变量泵所取代，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。(2)、变幅液压系统变幅液压系统的发展趋势也体现为节能高效，目前最先进的为变幅下降时充分利用吊臂和重物的重力势能，实现重力下放，下放的速度由先导手柄来无级控制，变幅平稳没有冲击。(3)、伸缩液压系统对于具有五节以下伸缩臂的伸缩液压系统，国内一般采用同步或顺序加同步的伸缩方式，当采用两级油缸时，上下两油缸实现内部沟通，一般采用插装式平衡阀；对于具有五节以上伸缩臂的液压系统，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，能有效的控制整机的重量，通过采用多油口和多平衡阀的油路来提高伸缩的效率。(4)、回转液压系统回转也是起重机使用频繁的动作，但相对而言，回转所需功率最少，因而回转系统的最高要求是：回转平稳，起重作业无侧载；回转系统的发展趋势为通过小马达、大传动比来实现操作平稳，通过设立回转缓冲阀和自由滑转机能来实现吊重的自动对中功能，从而有效防止侧载的产生。(5)、操纵、控制系统机械式操纵是汽车起重机最简单、最广泛使用的一种操纵方式，液比例操纵系统在我厂也己广泛使用并相当成熟，操作性能得到了很大的提高；然而，最有发展前途的还是电比例操纵系统，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。除此之外，液压系统在以下几方面也体现出明显的发展趋势：①采用国际化配套，对系统性要求较高的液压元件如泵、阀、马达等采用国际化配套可提高产品的可靠性，另外，国外使用成熟、量大价廉的元件在国内也广泛使用。②采用卡套式接头，由于卡套式接头在控制系统污染、防泄露等方面具有很强的优越性，使用卡套式接头能大大减少故障率和早期反馈率。③在系统中设计速度分档，由于不同施工项目的不同要求，对起重机各动作速度的要求也不一样，速度分档技术也应运而生，设计不同的速度档位，以适用不同工况的要求。④广泛使用高度集成的、模块化阀组，能简化管路，有效的减少液组，提高效率，同时易于维护。⑤向计算机技术领域的纵深渗透，汽车起重机将向无线遥控技术、远程诊断服务技术、黑匣子自我保护技术等方向发展，为了实现整机的功能，液压技术将同计算机技术相互渗透，共同发展。7汽车起重机液压系统常见故障诊断及维修摘要:全液压汽车起重机的特点，液压起重机主要回路，液压系统常见故障原因，系统压力不足和液压自行缸回缩故障的诊断及维修方法。关键词:汽车起重机液压系统故障诊断维修(1)概述全液压汽车起重机是一种全回转、动臂式、液压传动和液压操作的汽车起重机。其支腿收放、回转机构、起升机构、吊臂伸缩和吊臂变幅等五个部分均为液压驱动，可无级调速，而且根据需要使任意一部分单独动作，也可在执行元件不满载时，各串联的执行元件任意组合同时动作。这些机构动作的执行是通过动力元件的液压泵、控制元件的各种液压阀组、执行元件的液压缸及液压马达、辅助元件的油箱和油管等部件来完成的（2）故障诊断及维修系统压力不足（a）系统压力不足的故障诊断汽车起重机液压系统压力不足主要是由于液压泵、溢流阀出现故障造成的。汽车起重机液压系统一般由两个或三个液压泵为系统提供压力油。两油泵的供油方式是：排量小的油泵为支腿收放回路供油，在支腿收放回路的手动换向阀处于中位时，压力油通过中心回转体接头进入上车组合操纵阀；排量大的油泵输出的压力油通过中心回转体接头也进入上车组合操纵阀与排量小的油泵输出的压力油合流共同为回转机构回路、起升机构回路、吊臂伸缩回路和吊臂变幅回路供油。三油泵的供油方式是：排量小的油泵为支腿收放回路及回转机构回路供油；排量较大的油泵为吊臂伸缩回路和吊臂变幅回路供油；排量最大的油泵与排量较大的油泵在上车组合操纵阀处合流共同为起升机构回路供油。无论是两油泵供油方式，还是三油泵供油方式，其液压系统回路的基本形式为：液压泵排出的压力油一路由溢流阀调压后返回油箱。一般来说，汽车起重机液压系统调定压力为18～21MPa；一路经多路换向阀后，到液压缸、液压马达等执行元件去执行各部动作。因而对于液压系统压力不足的故障来说，首先根据其外在的表现形式来诊断出五个机构回路中，究竟是哪个回路系统的压力不足。比如：缩杆憋压，压力表显示压力达不到允许值，这就说明吊臂伸缩回路系统的压力不足。然后针对压力不足的液压回路，根据其液压泵的供油方式及其液压