QAY25全地面起重机液压系统优化设计

 

    一、动力元件

 

    动力元件为三联泵，1号泵为斜盘式柱塞泵，提供主起升，副起升，变幅，伸缩所需要的动力，采用LRDS带压力切断和负载传感阀的恒功率控制变量泵。恒功率控制调节工作压力及泵的输出流量，以致在大负载或复合动作时不超过预定的驱动功率，避免发动机熄火。压力切断即恒压控制，当达到预先设定的压力值时，它使泵向小排量摆回，此功能优先于恒功率控制；负载传感阀是个流量控制阀，它根据比例换向阀前后压差来工作以调节泵的流量，使之适应执行元件的需要。恒功率控制和压力切断优先于负载传感阀。采用这种控制方式，使泵控品质和节能效果大为提高；2号泵为齿轮泵，供回转和下车支腿、悬挂、转向系统；3号泵采用小排量齿轮泵，为先导控制提供动力油源，通过先导手柄的操作来控制主阀芯的位移，从而实现起重作业的各种动作，这种单独为先导供油的控制方式，避免了主油路压力、流量的不稳定所造成的干扰。

 

    二、控制元件

 

    主阀（见图一）：控制起重作业的主起升，副起升，变幅和伸缩，采用LV负载敏感、液压比例控制阀。在起重作业过程中，负载压力通过主阀反馈口XL反馈到泵上，当泵出口压力与负载压力之间的压差增大或减小时，泵的摆角减小或增大，使泵的流量减小或增大，从而保持换向阀前后压差不变，使起重速度不受负载影响而保持恒定；换向阀阀芯的位移能根据先导阀的压力信号进行比例变化，从而能有效地控制各执行机构的动作。伸缩和变幅两个动作所需要的A、V口不同流量在阀内部就已经解决，不需要在外部增加流量调节阀，并且可以根据实际情况对压力进行重新调节。主阀内设有主溢流阀和次级溢流阀，主溢流阀控制整个系统的最高压力，每片阀中的次级溢流阀，用于保护各执行元件和管路不受过高压力损害。

 

    回转阀：控制起重作业的回转动作，回转主阀为液控比例换向阀，实际压力，流量与负载有关，负载无动作时，低压卸荷。而且，回转还具有自由滑转、回转缓冲性能，使起重机在起动和制动时都比较平稳。回转缓冲阀内设有自由滑转电磁阀，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，为防止吊臂弯曲或折断，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。

 

    控制阀：采用一种逻辑集成控制装置，在集成单元里采用螺纹插装式逻辑梭阀、单向阀、电磁阀，通过逻辑顺序关系，实现对液压系统的变量泵、液控比例换向阀、定量马达等液压元件的控制和工作装置的安全保护控制，达到主机所要求的性能。该装置不仅简化了繁琐逻辑操纵过程和程序，而且缩小安装空间，减少由管路连接造成泄漏和管道振动等引起的故障。提高了系统的可靠性，简化了操作过程。控制阀内还设有三圈保护、安全卸荷电磁阀等保护装置，当主、副卷扬卷筒上的钢丝绳少于三圈时，三圈保护电磁阀有电，钢丝绳无法继续下放；安全卸荷电磁阀受力矩限制器控制，当负载力矩达到或超过设计值时，电磁阀有电，所有使力矩增大的动作均不能工作。

 

    先导阀：用两个比例减压式先导阀去控制液控比例多路换向阀和液控比例回转换向阀，由于先导手柄的输出压力与摆角成正比，换向阀阀芯的位移与先导阀的输出压力成正比，所以起重作业的各种动作与先导手柄的操作角度成正比，操作者可通过操纵先导手柄的移动方向和位移大小来控制各执行机构的运动方向及运动速度，只要手柄轻轻一动，就能实现起重作业的各种动作，操作不仅灵活方便，舒适自如，使劳动强度大大降低，而且布置美观大方，深受用户的欢迎和喜爱。

 

    三、执行元件

 

    起升马达、回转马达均为定量马达，当压力不变时，能提供恒定的输出扭矩，保证起重平稳性。起升马达和平衡阀做为一体，使管路连接变得简单，减少了由管路连接造成的泄漏和管道振动。为保护马达，防止马达因过载（冲击）而损坏，起升马达内装有过载保护安全阀。起升平衡阀采用BVD进口平衡阀，主油路压力油则通过起升平衡阀内的梭阀经减压阀减压后开启起升制动器，从而进行正常的起升或下降动作。起升平衡阀利用主油路工作压力作为反馈压力，控制制动器的制动力矩起到安全保护作用，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，提高了安全性能，从而可以避免打夯和微动性差（抖动）等现象。（见图二）

 

    变幅油路根据重力下降的原理，采用先导操纵式平衡阀，使吊臂下落的速度完全由先导比例减压阀来无级控制，落臂时平稳可靠，而与负载无关。伸缩油缸活塞杆的头部装有插装式平衡阀，控制吊臂回缩过程的平稳性，结构紧凑，安装方便。

 

    另外，本产品还具有油气悬挂功能，利用悬挂油缸支撑车体和蓄能器的吸收冲击原理，比传统的钢板弹簧具有更优越的减振性能；同时，当车辆行驶在不平路面时，车架具有自动调平功能，不仅保证车身的水平，而且减少了振动，提高了车辆的行驶平顺性，使驾驶员感到操作更舒适，减轻了疲劳；当车辆涉浅水或涵洞时，该机还具备车身升降功能，比普通车辆有更优良的通过性。

 

    全地面起重机液压系统设计在国内处于领先地位，不仅具有很好的微动性能，省时省力等优点，而且在一些具体细节设计方面还有许多优越性能。它的试制成功，体现了前期的设计思想与设计水平，体现了液压系统设计、元件选型以及液压元件匹配的合理性。这一产品的试制成功，使全地面起重机产品的研发设计进入了一种新的领域，同时也为我们今后的新品设计和开发打下了坚实的基础。(end)