【交通运输】第二节 起货机的液压系统

《【交通运输】第二节 起货机的液压系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【交通运输】第二节 起货机的液压系统（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第二节,起货机的液压系统,9-2 起货机的液压系统,按其额定工作油压的高低可分为： 高压系统 20MPa以上 中高压系统 10-20MPa 中压系统 6.310MPa 低压系统 6.3MPa以下 高压系统的主要优点是： 机器及管路的尺寸和重量较小，效率较高 装置比较复杂，制造及管理要求高等缺点 低压系统则正与此相反,9-2 起货机的液压系统,按油液循环方式的不同而分为： 开式系统 指油泵系从油箱中吸油，经换向阀输入油马达，而油马达的排油则经换向阀返回油箱 闭式系统 指油马达的排油并不返回油箱，而是直接返回油泵的吸人口，故油液将在油泵与油马达之间形成封闭的循环,9-2 起货机的液压开式系统,开式

2、系统比较简单，初置费较低 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 使油液容易发热 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,9-2 起货机的液压闭式系统,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 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 在功率较大的系统中，较多采用 闭式系统采用辅泵补油或重力

3、补油，对油泵的自吸性能要求也不太高,9-2 起货机的液压系统,对克令吊而言，其液压系统还可依具体功能和负载特性的不同，而分为： 起升机构液压系统 回转机构液压系统 变幅机构液压系统 对某些可移动的甲板吊车 还有走行机构 支撑机构等辅助液压系统 由上可见 不同机构的功能和负载特点，液压系统有各种不同的方案,9-2-1 起升机构的液压系统,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

4、起货机变幅机构基本上与此类似 下面的讨论，原则上也适用于变幅机构的液压系统以及负荷特点类似的其它液压系统,9-2-1 换向和调速,其功能特点如下：采用定量泵 设置换向阀 较简单 操作过快则液压冲击较大 为能调节速度，需使用节流调速法 油泵流量的其余部分，不经执行机构而直接返回油箱 为了操作方便 利用手动换向阀进行节流调速 根据所用换向阀结构型式不同，节流调速可分为 串联节流 并联节流 溢流节流,图93 阀控开式起升系统原理,串联节流 当换向阀采用闭式过渡结构(一离开中位PT即关断)时 溢流阀保持换向阀前油压基本不变 改变换向阀阀芯位置，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

5、而改变 换向阀的液阻越大 输往执行机构的流量就越少 经溢流阀溢出的油液就越多 执行机构的速度也就越低,9-2-1-1 换向和调速-串联节流,设油泵排出压力为p1，流量为Ql，执行机构油压力为p2，流量为Q2，那么: 油泵输出功率为p1Ql , 执行机构输入功率则为p2Q2 调速损失功率包括: 通过溢流阀阀回油箱那部分油液的损失p1(Q1一Q2) 流人执行机构的油液经换向阀时的节流损失(p1- p2 )Q2,调速效率：由于p1即为溢流阀调定压力 在轻载(p2较小)和低速(Q2较小)时p1Q1仍保持不变 所以，串联节流调速效率低，功率损失大，油液发热厉害 速度不稳定，受负荷影响较大, 起动和制动时

6、易产生液压冲击 因此，串联节流调速较少采用,9-2-1-1 并联节流调速,将图93中的换向阀改为图94所示的形式过渡结构流 换向阀处于中位时,PT通，油泵卸载,执行机构不动 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 在调速过程中，油泵流量Ql分成两个部分： 经PA流人执行机构，流量为Q2 经PT流回油箱，流量为Q3Q1-Q2,9-2-1-1 并联节流,随着滑阀的继续右移 Q3逐渐减小，Q2相应增加(调速) 与串联节流相比 轻载和低速时回流口开得较大，使p1小，调速效率稍好，油液发热较轻 轻载时换向阀前后压降(P1-P2)较小，故Q2随滑阀移动的变化比较平缓，调速性

7、能有所改善 滑阀开度不变时，流量与负载有关，调速性能仍然不够理想 采用上述开式过渡滑阀 虽有助于获得比较平缓的调速性能 但操作换向阀时动作仍不可过猛 否则，在起动和换向时，仍会产生液压冲击(造成元件损坏),9-2-1-1 溢流节流,将图93中换向阀改成溢流节流式换向阀 在溢流式换向阀中 定差溢流阀两端油腔分别与换向阀节流前后油路通 右端通油泵排压 左端受油马达进油压力 只要溢流阀弹簧做得很软，其阀芯移动量又很小 换向阀节流前后油压差保持恒定 流经换向阀的流量取决于换向阀阀芯位置，而不受油马达载荷轻重的影响,9-2-1-1 溢流节流调速,可使流量Q2与载荷的变化无关 执行机构速度较稳定 定差溢流

8、阀调整压力不大(0.20.4MPa) 调速也较平稳 机构速度不会随滑阀位置的移动发生急剧变化 调速效率较高 轻载时尤为显著 上述各种调速方法： 泵排出余油重返油箱 使油液经过节流 功率损失不可避免 导致油液发热.,9-2-1-1 限速和制动,起货机工作时 不论起货、制动还是落货阶段 起货卷筒上始终承受因货重而造成的单方向静负荷 在开式液压回路中 如在落货时不设法节制油马达排油 在重力作用下，货物的下降速度就会达到危险的程度 为防止造成坠货事故 在系统中就需采取相应限速措施 常见的限速措施有以下几种：,9-2-1-1 用单向节流阀限速,在图示回中的单向节流阀5在落货时起限速作用 起升时压力油自由

9、过单向阀 下降时油缸排出油液必须通过节流阀才能返回油箱 因而在油缸出口造成背压pb 使油缸产生与落货方向相反的阻力 油缸活塞下降速度越快，流量就越大 节流阀造成的pb和阻力也越大，直至与重力和摩擦力相平衡时，下降速度就受到了限制 只要节流阀开度调节适当，就可起到限制落货速度目的,9-2-1-1 用单向节流阀限速,货物越轻，重力越小 达到平衡时的油缸出口背压和阻力就越小 重力所产生的下降速度也就越小 要想超过重力本身所能产生的下降速度 需在油泵供人油缸的进油口建立足够大的油压p，以帮助货物下降 供入油缸的流量Q。越大 则下降速度就越快,9-2-1-1 用单向节流阀限速,单向节流阀能产生节流限速作

10、用，但不能将货物制动在空中 因为换向阀是靠间隙实现密封的，即使使换向阀处于中位，也难免存在漏泄 货物在重力的作用下还将下滑 为能将货物滞留在空中 在管路上还串联了液控单向阀 当换向阀回到中位时 由于控制油压入迅速降低 液控单向阀立即锁闭 因而也就制止货物下降,9-2-1-1 用单向节流阀限速,简单可靠 但轻负荷时效率较低 在油温低、粘度高以及下降速度较大时 油泵功耗增加，油液因限速节流还会发热 仅适用于功率不大，工作不太频繁及负载变动较小的开式系统,9-2-1-1 用平衡阀限速,控制落货速度的另一方案是在靠近执行机构的下降回油管上装设平衡阀，如图示 平衡阀4 由一只单向阀和一只直动式顺序阀构成

11、 并再依控制油不同而分为： 直控式平衡阀 远控式平衡阀,9-2-1-1 用平衡阀限速,起货时 来油由平衡阀c口供人 直接顶开单向阀 再经b口输往油马达 落货时 油马达排油b口进油 不能打开单向阀 油压Pb足以克服直动溢流阀弹簧张力时 打开该阀，接通b , c，使油马达排油通往油箱,油马达在一定的进油压力入的帮助下才反转,其转速则由油泵实际输入油马达的流量来控制,9-2-1-1 用平衡阀限速,系统简单可靠 不需串接液控单向阀 在油温、粘度以及下降速度改变时，油马达进油压力p变化不大 但载荷越轻，达到同样下降速度所需的p越大 轻载时系统的效率仍然较低 货物下降速度也可用远控平衡阀来控制 将平衡阀下

12、盖转过90安装 使控制油路8堵死 将外控油口a与外接的控制油液相联通 平衡阀由低压管路中的油压pa加以控制,9-2-1-1 用平衡阀限速,平衡阀开度是受低压管路中的油压pa所控制 货物下降速度就受到了油马达供油流量的限制 使用远控平衡阀限速 因平衡阀控制油压pa较低 且在油液粘度、下降速度和载荷变化时pa变化不大 作为开式系统的限速方案，经济性比前两种都好 开式系统的三种限速方案，重物下降时其位能皆无法回收利用，皆属能耗限速,9-2-1-1 用平衡阀限速,起货机采用平衡阀限速时 不能使用如图97所示的普通平衡阀 普通平衡阀的动态特性较差 主阀一开，液阻就会迅速减小，使货物很快下落 由此引起控制

13、油压降低，则又会使主阀重新关闭 这样，主阀反复启闭，会造成整个系统的剧烈振动和冲击 为了避免发生上述现象 需使用专用的平衡阀 它与普通平衡阀的差别主要是主阀阀口的通流面积变化平缓，控制活塞移动时因受阻尼而动作较慢,9-2-1-1 用平衡阀限速,从平衡阀到执行机构之间的一段管路 无论在起货、落货和锁闭时，始终承受高压 只要这段管路不破，就不会发生坠货事故 应使平衡阀尽量靠近油马达或油缸，以保证安全 使用关闭严密的液控单向阀或平衡阀 在换向阀回中后 能有效地实现液压制动 但因在油马达中也难免存在一定的漏泄 故要保证货物悬在空中而不会慢慢下滑 还必须装设机械制动器,9-2-1-1 机械制动器,实现液

14、压锁闭后再行抱闸 以避免制动器磨损过快 在液压制动器油缸7管路上 装单向节流阀8 当手动换向阀离开中位时 油泵排出压力迅速升高 油经单向阀通人油缸7，克服弹簧张力 使制动器即刻松闸,9-2-1-1 机械制动器,手动换向阀回中时 泵及制动器控制油通油箱 制动器油缸泄油经过节流阀节流 因而使制动器在油马达已被液压制动后再抱闸 称为延时抱闸制动器 即时抱闸制动器 为了缩短制动时间 减小货物的下滑路程 使制动器在油马达完全停住之前就抱闸 减小单向节流阀的开度 或干脆取消单向节流阀,9-2-1-1 限压保护,吊货时 油泵的排油压力主要取决于油马达的负荷 为防止起货机超负荷时原动机过载或装置损坏 故在油泵

15、的出口处，需设有安全阀 在落货制动时 执行机构的排油油压，会因换向阀回中、排油路突然锁闭以及货重和惯性力的影响而瞬间升高 为防止油压因液压制动而过分升高 还需设置制动溢流阀，如图93中6所示 货重始终单一方向地作用于起货卷筒 执行机构排油一侧的油压不会过分升高 故制动阀只需单方向作用即可 制动阀整定压力与安全阀同（或提高5%10%）,9-2-1-1 综上可见,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 而且空气渗人机会较多 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,9-2-1-2泵控型

16、起升系统-换向和调速,变向变量泵供油 泵Q总是由大变小（或由小变大） 利于减小换向时的液压冲击 换向过程比较平稳 调速用改变油泵流量的办法 即容积调速法 如不计系统中容积损失，则：n1q1 = n2q2 式中：n1, q1代表油泵转速/每转排量n2,q2代表油马达量 油马达的转速： n2 = n1q1/q2,9-2-1-2泵控型起升系统-换向和调速,油马达的转速： n2 = n1q1/q2 油马达转速与油泵每转流量q1成正比 当油泵变量时，起货机转速也随之改变，并可实现无级调速 容积调速不产生额外的节流损失 故经济性比节流调速好 油液发热亦少,9-2-1-2 限速和制动,闭式液压系统 在限制下降速度原理上，与开式系统有本质的不同 当货物下降时 油马达在货重将转变为油泵 油泵则转化为油马达工况，带动电动机转动 电机将能量反馈给电网，并使电机和油马达转速受到限制.,通过变量机构 使油泵排量变小，则油马达下降转速也变小 油泵排量为零时，油马达的转速也降低为零 再生限速 这种在重物下降时回收利用其位能的限速方式,9-2-1-2 限速和制动,