大吨位全地面起重机泵控液压系统的介绍-工程机械动态-manbetx体育

2007-08-16 23:25:20

大吨位全地面起重机泵控液压系统的介绍
一、前言
起重机现有技术液压系统多为阀控，即通过控制液压多路阀的开口量大小来控制液压系统的流量，从而控制执行机构的运动速度大小。此种结构能量损失大，系统发热量高。
本系统采用泵控液压系统，保证了发动机与液压系统的协调工作，有效的利用了发动机的功率，避免了不必要的能耗，节约了能源，实现了对工作机构的无级调控。
系统具有极好的微动性，使液压系统的冲击大大减少，有利于保护液压系统和各液压元件，使液压元件的使用寿命得到延长，大大提高起重机的作业安全性、可靠性和作业效率。本系统运用电控的方式，真正实现了机、电、液一体化和起重机作业的智能化。系统配合伸缩机构及电器系统实现伸缩的单缸插销功能。
二、概述
本系统通过电液比例先导控制泵排量的变化实现执行机构的运动速度的改变。本系统由闭式回路的回转油路、开式回路的主油路及辅助油路构成。
回转油路采用斜盘式变量柱塞泵和斜轴式定量马达组成的闭式回路。泵的出油口和马达的进油口相连，马达的出油口和泵的进油口相连，组成一个封闭的回油路，无需换向阀，通过调节变量泵斜盘的角度来改变泵的流量及压力油的方向，从而改变回转马达的转速和旋转方向。因此微动性好且旋转平稳。变量柱塞泵的内部具有补油泵和补油装置，可有效提高泵的转速和防止泵吸空。
主油路包括主、副起升油路、变幅油路和伸缩油路。主泵采用斜轴式变量双泵，独立变量控制可以满足起重机不同工况下各机构的调速要求。其中的恒功率双曲线不仅取决于泵自身的设定值而且和另一个泵的负荷情况有关。带功率调节器且具有极限负载调节功能，功率调节器调节与工作压力有关的油泵的排量，不得超过给定的驱动功率。一旦超载，由比例减压阀输出的控制压力将使双泵回摆，从而减小流量，提高泵对发动机功率的吸收能力。泵的恒功率越权于先导压力控制，因而，泵的变量控制曲线如图。
整个系统为泵控调速系统，采用先进的电液比例先导控制技术，即油泵的排量是由先导油来控制的，排量的大小由先导油的压力决定，和供给的压力成正比。而先导油压力的大小则由比例减压阀控制，比例减压阀按电磁铁电流的大小成比例地改变输出压力。电子遥控先导手柄的位移越大，输出的电流就越大，比例减压阀输出的压力也相应增大，于是泵排量随之变大，执行机构的运动速度越快；反之，电子遥控先导手柄的位移越小，执行机构的运动速度就越慢。操作者一方面通过主阀的换向来控制各执行机构（变幅油缸，伸缩油缸，主、副起升马达）的运动方向；另一方面，可通过操纵先导手柄的移动方向和位移大小改变双泵的排量来控制执行机构的运动速度。控制压力可使双泵排量无级变化，控制压力越大则流量越大，运动速度就越快。双泵可以单独向各执行机构供油，也可以合流后再供给各执行机构，调速范围大，并可实现无级调速且具有极好的微动性。
三、功能介绍
１、回转油路
大吨位的工程起重机的回转机构对于整机的操纵性能、作业效率、系统效率以及结构受力至关重要，所以除了采用按需求的泵控回路、定量马达驱动以保证回转运动的调速性能和操纵的稳定性外，对机构的缓冲性能及启动性能还给与了全面的考虑。回转过程都能得到平稳的控制，使设备安全性能得到有效的保证。
回转油路为封闭的回路，无需换向阀，调节变量泵斜盘的角度改变泵的流量及压力油的方向控制回转马达的转速和旋转方向。泵的内部具有补油泵和补油装置，可有效提高泵的转速和防止泵吸空；带过滤器和发光污染指示器。回转缓冲阀是为其平稳性能设置的。
设置自由滑转电磁阀，其作用是：在起吊重物过程中，特别是当重物将要离开地面时，吊臂会受到侧向拉力，为防止吊臂折断，这时可按下自由滑转控制开关，使得回转制动控制电磁阀和自由滑转电磁阀同时有电，将回转马达两工作口油路沟通，同时回转制动器也被打开，这样整个上车部分就处于浮动状态，吊臂在钢丝绳拉动下自动摆向重物的重心上方，从而保护了吊臂。
所以回转系统具有以下几方面优点：
Ａ、平稳的启动和停顿控制特性，通过电比例控制的控制特性使回转机构平稳启动，慢速停顿，保证回转作业的平稳性，避免冲击。
Ｂ、良好的泵控调速系统，宽广的调速曲线，回转速度由发动机转速和Ａ４ＶＧ油泵的排量乘积决定，在任意稳定的发动机转速或任意油泵摆角下都可以获得良好的流量控制曲线。
Ｃ、三级速度曲线调节系统控制，对回转速度可以进行三条曲线选择控制，对油泵的最大摆角可分别获得最大限制为３３％、６６％、１００％的回转油泵摆角控制，这样就大大提高了操作人员的控制精度。
２、主、副起升油路
主、副起升机构采用内藏式定量马达，体积小，扭拒大。其内部装有安全阀，用于保护马达，可有效防止马达因过载而损坏。参照附图ｌ及其序号进行起升（副起升为选购件）液压系统说明：
主、副卷扬的制动器６、９均为常闭式，当操纵控制主、副起升的先导手柄时，辅助泵３来的控制油使主换向阀１３首先换向，同时比例减压阀４输出的压力油使主泵２斜盘摆动到一定的角度，此时主油路压力油则通过起升平衡阀８、１１内的梭阀经减压阀减压后开启卷扬制动器６、９，从而进行正常的起升或下降动作。
当先导手柄回中位时，通往主阀１３的控制油被关闭，主阀１３也回到中位，主油路压力油从主阀１３返回油箱１，处于卸荷状态，使得卷扬制动器６、９中的压力油在制动弹簧的作用下通过泄油路回油箱１，于是制动器６、９在弹簧的作用下处于制动状态。
主、副起升油路中的起升平衡阀８、１１可以有效防止重物在下放过程中产生失速现象，保证重物下降速度平稳可靠，从而提高了安全性能。
主、副起升机构采用内藏式定量马达７、１０，体积小，扭拒大。其内部装有安全阀，用于保护马达７、１０，可有效防止马达因过载而损坏。
副起升通过快速接头１２进行选装切换。
３、变幅油路
变幅对油泵的最大摆角可分别获得最大限制为３３％、６６％、１００％的液压油泵最大摆角控制，变幅下降采用先进的重力下降原理，变幅平衡阀的下降用先导手柄直接控制比例减压阀，先导手柄控制变幅油缸的下降速度，当变幅油缸由于臂长或吊重原因造成变幅缸受力增大到设定的值后，变幅平衡阀将进行压力补偿控制，随着变幅缸受力增大而自动减缓速度，保证了变幅下落时起重臂的稳定作业。
４、伸缩油路
本机共有五节主臂，采用单缸加插销的伸缩原理，由一个伸缩油缸带动四节伸缩主臂，伸缩顺序可手动控制或采用预先设定的方式进行自动控制。
当操作吊臂伸出时，随着先导手柄的移动，缸销将缸筒与所选吊臂销住，臂销拔出，多路换向阀伸缩联阀芯开口逐渐增大，压力油进入伸缩缸无杆腔，推动伸缩缸缸筒带动吊臂向前伸出，吊臂伸到位后被臂销锁住。
当操作吊臂缩回时，随着先导手柄的移动，缸销将缸筒与所选吊臂销住，臂销拔出，多路换向阀伸缩联阀芯开口逐渐增大，压力油进入伸缩缸有杆腔，打开平衡阀，伸缩缸缸筒带动吊臂缩回，吊臂缩到位后由臂销锁住。
伸缩油缸活塞杆的头部装有插装式平衡阀，保证了吊臂回缩过程的平稳性。
液压系统采用双回路设计避免吊臂中电磁换向阀损坏后伸缩油缸不能缩回的可能。
５、辅助油路
辅助油路包括先导控制油路、配重油路、冷却系统。先导控制油路的系统压力设定为３Ｍｐａ，其主要作用是向比例减压阀提供动力及控制主换向阀的换向。比例减压阀为四联，分别控制变量双泵的排量变化和极限负载调节以及对变幅下降工况的控制。
本系统具有自动冷却功能，油箱内装有温度传感器。该传感器一旦检测到油箱内的油液温度上升到设定温度，带负载感应分流阀的齿轮泵即驱动风扇马达旋转，对系统进行冷却。如果油液温度低于设定温度，齿轮泵处于低压回油状态，风扇马达则停止旋转。

原作者：重型机械有限公司陈卫东　李西红

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