淺析汽車起重機(jī)中液壓傳動(dòng)

余榮

【摘要】近年來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展，社會(huì)生活中對(duì)起重機(jī)的需求越來(lái)越大，起重機(jī)的技術(shù)也發(fā)展很快。汽車起重機(jī)是工程建筑廣泛應(yīng)用的起重設(shè)配，是用來(lái)對(duì)物料起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，在工業(yè)和民用建筑中作為重要施工機(jī)械而廣泛運(yùn)用。它對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省人力，降低建設(shè)成本，提高施工質(zhì)量，加快建設(shè)速度，實(shí)現(xiàn)工程施工機(jī)械化起著十分重要的作用。起重機(jī)它也廣泛應(yīng)用于交通、農(nóng)業(yè)、油田、水田和軍工等部門裝卸和安裝作用。目前我國(guó)是世界上使用起重機(jī)最大國(guó)家之一。近年來(lái)，隨著工程建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，起重安裝工程量越來(lái)越大，吊裝能力、作業(yè)半徑機(jī)動(dòng)性能的更高要求促使起重機(jī)發(fā)展迅速，液壓傳動(dòng)起重機(jī)成為機(jī)械化施工的主力。汽車起重機(jī)液壓油路系統(tǒng)中采用了平衡回路、鎖緊回路和制動(dòng)回路，能保證起重機(jī)工作可靠，操作安全。

【關(guān)鍵詞】汽車起重機(jī) 液壓系統(tǒng) 液壓傳動(dòng) 回路

一、概述

汽車起重機(jī)是一種使用廣泛的工程機(jī)械，這種機(jī)械能以較快速度行走，機(jī)動(dòng)性好，適應(yīng)性強(qiáng)，自備動(dòng)力，不需要配備電源，能在野外作業(yè)，操作簡(jiǎn)便靈活，因此在交通運(yùn)輸，城建，大型物料廠，基建，急救等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在汽車起重機(jī)上采用液壓起重技術(shù)，具有承載能力大，可在有沖擊，振動(dòng)和環(huán)境較差的條件下工作。由于系統(tǒng)執(zhí)行元件需要完成的動(dòng)作較為簡(jiǎn)單，位置精度較低，所以系統(tǒng)以手動(dòng)操縱為主，對(duì)于起重機(jī)械液壓系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中確保工作可靠與安全最為重要。

二、液壓傳動(dòng)的工作原理和組成

1.液壓傳動(dòng)的a工作原理圖12-1為液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D。圖12-2是液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟砗?jiǎn)圖。

①當(dāng)杠桿被抬起時(shí)，帶動(dòng)小液壓缸活塞液壓缸向上運(yùn)動(dòng)，止回閥關(guān)閉，鋼球打開(kāi)，小液壓缸容積增大，產(chǎn)生局部真空，小液壓缸吸油。②當(dāng)杠桿被壓下時(shí)，止回閥打開(kāi)，鋼球關(guān)閉，小液壓缸容積減小，放油閥打開(kāi)，油液被壓入大液壓缸，若壓力足夠大，則大活塞被頂起來(lái)，重物被提升。③當(dāng)放油閥被打開(kāi)，大液壓鋼的油被放回郵箱，重物降低。

由以上分析，液壓傳動(dòng)原理是依靠液體內(nèi)部的壓力來(lái)傳遞動(dòng)力，依靠密封容積的變化來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)。

三、起重機(jī)構(gòu)液壓傳動(dòng)基本回路

起重機(jī)構(gòu)造液壓傳動(dòng)回路，除了要保證機(jī)構(gòu)有足夠的輸出力矩、起升速度和制動(dòng)能力，還應(yīng)具有良好的調(diào)速性能和下降限速能力。設(shè)有快速落鉤裝置的起升機(jī)構(gòu)，還應(yīng)提供可靠的制動(dòng)器、離合器控制回路。

圖2是基本的起升液壓機(jī)構(gòu)回路。在圖示狀態(tài)下，液壓泵的來(lái)油經(jīng)換向閥中位卸荷回油箱，常閉式制動(dòng)器在彈簧作用下提供制動(dòng)力矩，用以平衡起升載荷的懸停。當(dāng)手動(dòng)換向閥離開(kāi)中位進(jìn)入I工作位置時(shí)，泵的來(lái)油經(jīng)換向閥進(jìn)入機(jī)構(gòu)起升分支，并經(jīng)過(guò)單向節(jié)流閥中的節(jié)流閥進(jìn)入制動(dòng)器。這以后，泵的泵油壓力很快上升。壓力上升到一定程度，便會(huì)克服制動(dòng)器的彈簧力，使制動(dòng)器開(kāi)啟。同時(shí)，進(jìn)入起升分支的壓力油經(jīng)平衡閥中的單向閥進(jìn)入馬達(dá)。若這時(shí)系統(tǒng)壓力是以克服作用在馬達(dá)上的阻力距，機(jī)構(gòu)就會(huì)在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)下以一定的速度起升載荷，馬達(dá)的排油經(jīng)換向閥流回郵箱。

若手動(dòng)換向閥回到中位，則系統(tǒng)壓力迅速下降，馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；制動(dòng)器在彈簧作用下，經(jīng)單向節(jié)流閥的單向閥排出制動(dòng)器動(dòng)作缸中的液壓油，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。要下降載荷時(shí)，可將換向閥撥到II位。這時(shí)，泵的來(lái)油經(jīng)換向閥進(jìn)入回路下降力的大小，取決于下降分支液壓油的壓力。壓力越大，閥的開(kāi)度越大，阻力越小。因此，可通過(guò)控制手動(dòng)閥的開(kāi)度來(lái)改變機(jī)構(gòu)下降分支的壓力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)載荷下降速度的控制。

制動(dòng)器油路上單向節(jié)流閥的作用，實(shí)在不影響制動(dòng)器上閥的時(shí)間的條件下，減緩制動(dòng)器的開(kāi)啟速度。所以這樣設(shè)置，是因?yàn)楫?dāng)起升載荷較大時(shí)馬達(dá)所需要的啟動(dòng)壓力也較高，而制動(dòng)器的開(kāi)啟壓力通常較低在提升已懸掛在吊鉤上的載荷時(shí)，隨著供油壓力逐漸上升，制動(dòng)器首先開(kāi)啟，使載荷力距作用在馬達(dá)上。而這時(shí)馬達(dá)進(jìn)口壓力還不足以使馬達(dá)啟動(dòng)；相反，在載荷增大使馬達(dá)逆轉(zhuǎn)而使載荷下降，這就是所謂的二次提升下滑。

單向節(jié)流閥對(duì)制動(dòng)器開(kāi)啟的延時(shí)作用，使馬達(dá)進(jìn)口壓力在制動(dòng)器開(kāi)啟式有一定的提高，從而減少二次提升下滑量。但是，單向節(jié)流閥的作用將加劇空鉤起升時(shí)機(jī)構(gòu)的抖動(dòng)。因?yàn)榭浙^啟動(dòng)所需的馬達(dá)壓力較低，而制動(dòng)器開(kāi)啟壓力不變，在制動(dòng)器開(kāi)啟時(shí)馬達(dá)進(jìn)口壓力超過(guò)空鉤起升所需壓力，制動(dòng)器打開(kāi)時(shí)馬達(dá)會(huì)很快轉(zhuǎn)動(dòng)；這樣所導(dǎo)致的系統(tǒng)壓力下降使制動(dòng)器關(guān)閉，機(jī)構(gòu)停止，壓力又開(kāi)始上升，；當(dāng)制動(dòng)器再度開(kāi)啟時(shí)，馬達(dá)又會(huì)很快轉(zhuǎn)動(dòng)。所以空鉤時(shí)的抖動(dòng)現(xiàn)象也會(huì)加劇。當(dāng)然，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高而使油路阻力加大從而使馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)壓力升高時(shí)，這種現(xiàn)象可得到一定的緩解。

四、起升機(jī)構(gòu)液壓傳動(dòng)回路

起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)中廣泛使用的是單向閥.

雙向液壓鎖18 保證支腿油缸在伸出或縮回狀態(tài)下鎖緊，其構(gòu)造如圖10-6所示。兩個(gè)液控單向閥共用一個(gè)閥體1和一個(gè)控制活塞2，而預(yù)桿（即卸行閥芯）3分別置于控制活塞兩端，二者共同構(gòu)成雙向液壓鎖。當(dāng)P1腔通壓力油時(shí)，油液通過(guò)左閥到P2腔，同時(shí)頂開(kāi)右閥，保持P4與P3腔相通；當(dāng)P3腔通壓力油時(shí)，油液一面通過(guò)右閥到P4腔，同時(shí)頂開(kāi)左閥，保持P2與P1腔暢通。而當(dāng)P1、P3腔都不通壓力油時(shí)，P2和P4腔被兩個(gè)單向閥封閉，執(zhí)行元件（支腿油缸）被雙向鎖住，從而保證在起重作業(yè)時(shí)，支腿伸出支好后不因外力而自行收縮；支腿收回起重機(jī)行駛時(shí)，不因自重而自動(dòng)落下。液壓鎖直接安裝在油缸壁上，防止管路破裂引起事故。

五、液壓傳動(dòng)應(yīng)用汽車起重機(jī)上的優(yōu)缺點(diǎn)

1.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用于汽車上的主要優(yōu)點(diǎn)

（1）在結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能上的優(yōu)點(diǎn)：

來(lái)自汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)油泵轉(zhuǎn)換到工作機(jī)構(gòu)，其間可以獲得很大的傳動(dòng)比，

省去了機(jī)械傳動(dòng)所需的復(fù)雜而笨重的傳動(dòng)裝置。不但使結(jié)構(gòu)緊湊，而且是整機(jī)重量大大的減輕，增加了整機(jī)得起重性能。同事還很方便的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變化為平移運(yùn)動(dòng)。各機(jī)構(gòu)使用管路聯(lián)接，能夠得到緊湊合理的速度，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)特性。便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，改善了司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度和條件。由于原件操縱可以微動(dòng)，所以作業(yè)比較平穩(wěn)，從而改善了起重機(jī)的安裝精度，提高了作業(yè)質(zhì)量。

采用液壓傳動(dòng)，在主要機(jī)構(gòu)中沒(méi)有機(jī)械摩擦副，減少了潤(rùn)滑部位，從而減少了維修和技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間。

（2）在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)：

液壓傳動(dòng)的起重機(jī)，結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，便于大批量生產(chǎn)時(shí)采用先進(jìn)的工藝方法和設(shè)備。此種起重機(jī)作業(yè)效力高，輔助時(shí)間短，因而提高了起重機(jī)總使用期間的使用率，對(duì)加速使用四個(gè)現(xiàn)代化大有好處。

2.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用與汽車起重機(jī)上的主要缺點(diǎn)

液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是漏油問(wèn)題難以避免。為了防止漏油問(wèn)題，原件的制造精度要求比較高。油液粘度和溫度的變化會(huì)影響機(jī)構(gòu)的工作性能。液壓元件的制造和系統(tǒng)的調(diào)試需要較高的技術(shù)水平。

從液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)，根據(jù)國(guó)際上起重機(jī)的發(fā)展來(lái)看，不論大小噸位都采用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。由此可見(jiàn)，液壓汽車起重機(jī)在我們身邊的用途之大。

參考文獻(xiàn)：

[1]張平格《液壓傳動(dòng)和控制》冶金工業(yè)出版社。2004

[2]趙顯新編《工程機(jī)械液壓傳動(dòng)裝置原理與檢修》遼寧科學(xué)技術(shù)出版社。4.

[3]顧迪民主編《工程起重機(jī)》中國(guó)建筑專業(yè)出版社1988

[4]上海交通運(yùn)輸機(jī)械教研組《起重機(jī)的液力傳動(dòng)》中國(guó)工業(yè)出版社。