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以QL2-8型汽車起重機的液壓系統(tǒng)為例,說明其工作原理。
1.液壓系統(tǒng)的功能
起重機的起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、臂架伸縮機構(gòu)和支腿收放機構(gòu)均采用液壓傳動,其原理參見液壓系統(tǒng)圖10-4。ZBD40型定量泵由裝在底盤上的取力箱帶動,直接從油箱中吸油,經(jīng)過濾油器2,輸出壓力油。改變發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,可改變泵的排出油量,從而對各機構(gòu)的工作速度進行調(diào)節(jié)。手動換向閥3可控制壓力油的流向。聯(lián)合閥4操縱上車各機構(gòu)(起升、變幅、旋轉(zhuǎn)和臂架伸縮機構(gòu)),二聯(lián)閥5操縱支腿收放。系統(tǒng)工作壓力由溢流閥6,7控制。上車務(wù)機構(gòu)的油路相互串聯(lián),可實現(xiàn)一個機構(gòu)單獨動作或幾個機構(gòu)的組合動作。二聯(lián)閥3和主控四聯(lián)閥4中的各手動換向閥都有節(jié)流作用,因而可在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)機構(gòu)運動的無級調(diào)速。
2.系統(tǒng)中各閥的功能及工作原理
(1)手動換向閥3是二位三通閥,用來切換油泵輸出壓力油的通路。當閥在左位時壓力油只能進入上車系統(tǒng)回路;當閥在右位時,壓力油只能進入下車支腿回路。
(2)主控四聯(lián)閥4由4個三位四通手動換向閥(包括回轉(zhuǎn)機構(gòu)的閥4-Ⅰ、變幅機構(gòu)的閥4-Ⅱ、臂架伸縮機構(gòu)的閥4一Ⅲ和起升機構(gòu)的閥4-Ⅳ)組合而成,用來控制上車各機構(gòu)執(zhí)行裝置的換向、鎖緊和調(diào)速。操縱各閥的手柄,可以使每個分閥處于三個工作位置,其中左位和右位分別控制執(zhí)行裝置的兩個相反方向運功;中位使工作機構(gòu)處于停止狀態(tài)?;剞D(zhuǎn)機構(gòu)、變幅機構(gòu)和臂架伸縮機構(gòu)的三個換向閥構(gòu)造相同,中位都采用M型,可將油缸(或馬達)兩腔封死,起鎖緊作用。起升機構(gòu)的換向閥中位采用Y形,防止由于馬達泄漏造成進油路吸空現(xiàn)象。
(3)二聯(lián)換向閥5由兩個手動三位四通閥組合而成,用于前支腿(二聯(lián)換向閥5-I)、后支腿(二聯(lián)換向閥5-Ⅱ)的油路換向,其結(jié)構(gòu)與變幅機構(gòu)的換向閥相同。
(4)溢流閥6位于主控四聯(lián)閥的進油端,限制上車起升、變幅、旋轉(zhuǎn)、臂架伸縮回路的最大工作壓力,并保護上車系統(tǒng)油路免于過載。
(5)溢流閥7位于支腿油路的進油端,限制下車支腿油路的最大工作壓力,并有過載保護作用。
(6)平衡閥10、12、14都采用同一結(jié)構(gòu)。平衡閥10,12保證變幅和伸縮臂機構(gòu)勻速運動,同時起液壓鎖的作用。一旦與油缸連接的管路破裂,可防止吊臂突然下落或縮回造成事故。平衡閥14保證吊載勻速下降,防止在重力作用下運動速度過快,造成事故。
現(xiàn)以起升機構(gòu)為例,說明平衡閥的工作原理(見圖10-5)。平衡閥是由單向閥1和內(nèi)泄漏的遠控順序閥2組成。當手動換向閥撥至左位時,油泵輸出壓力油項開單向閥,無阻礙地進入油馬達,馬達帶動卷筒旋轉(zhuǎn)來起升吊載,回油經(jīng)換向閥返回油箱。當換向閥撥到右位時(如圖10-5所示狀態(tài)),油泵輸出的壓力油直接經(jīng)換向閥進入油馬達的另一端。而馬達回油無法再經(jīng)單向閥1返回,必須打開順序閥2才能將回路接通。順序閥2的控制油路與馬達進油的管路相通,這時控制管路中的高壓油進入D腔。將順序閥2中的閥桿B向左推移,打開閥桿上錐形體E處的環(huán)形通道,于是馬達回油經(jīng)此流出,再經(jīng)換向閥返回油箱,馬達帶動卷筒反向旋轉(zhuǎn)下降吊物。由于重力作用,吊物有加速下降并帶動馬達加速旋轉(zhuǎn)的趨勢。當馬達的排油量大于油泵的供油量時,馬達的進油壓力減小,甚至出現(xiàn)負壓,順序閥2控制油路的油壓也相應變化,順序閥2的閥桿B在彈簧C的作用下,閥桿錐體E處的環(huán)形通道變小,使馬達經(jīng)此通道返回油箱的流量減小,直到與泵的供油量相適應時為止,從而使馬達的轉(zhuǎn)速(相關(guān)吊載的下降速度〕始終保持勻速。變幅機構(gòu)與臂架伸縮臂機構(gòu)的平衡閥則是分別在起重臂架下降或回縮時,對圖10-4中執(zhí)行元件油缸9和11的運動起限制作用。
(7)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。兩個液控單向閥共用一個閥體1和一個控制活塞2,而預桿(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P1腔通壓力油時,油液通過左閥到P2腔,同時頂開右閥,保持P4與P3腔相通;當P3腔通壓力油時,油液一面通過右閥到P4腔,同時頂開左閥,保持P2與P1腔暢通。而當P1、P3腔都不通壓力油時,P2和P4腔被兩個單向閥封閉,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,支腿伸出支好后不因外力而自行收縮;支腿收回起重機行駛時,不因自重而自動落下。液壓鎖直接安裝在油缸壁上,防止管路破裂引起事故。
2.油路分析
在圖10-4所示狀態(tài),各機構(gòu)均不工作,各換向閥處于中位,油泵卸荷。在圖10-4中循環(huán)油路為:濾油器2→油泵1→手動換向閥3→上車主控四聯(lián)閥4→油箱。
(1)旋轉(zhuǎn)機構(gòu)回路。液壓馬達8通過蝸輪減速箱和開式小齒輪,與轉(zhuǎn)盤上的固定內(nèi)齒圈相嚙合來驅(qū)動轉(zhuǎn)盤。由于轉(zhuǎn)盤速度較低,驅(qū)動轉(zhuǎn)盤的液壓馬達轉(zhuǎn)速也不高,不必設(shè)置馬達制動回路。通過閥4-I的三個工作位置,可獲得左轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)三種不同工況。
(2)臂架伸縮回路。多節(jié)臂架的伸縮由一個伸縮液壓缸9控制。為防止吊臂架在自重作用下下落,該回路中串有平衡閥10。手動換向閥4-Ⅱ操縱伸縮臂伸出、停止、縮回三種工況。
(3)變幅回路。手動換向閥4-Ⅲ控制液壓缸11,使起重臂幅度變?。囱鼋窃龃螅?,停止變幅,幅度增大。變幅作業(yè)要求平穩(wěn)可靠,因此該回路裝有平衡閥12。
(4)起升回路。起升機構(gòu)是起重機的最主要的機構(gòu),直接關(guān)系起重作業(yè)安全。平衡閥14的作用是防止重物下降時速度失控,但由于馬達的泄漏,盡管有平衡閥,仍可能產(chǎn)生"溜車"現(xiàn)象。為此,在油馬達輸出軸上裝設(shè)常閉式液壓制動器15。 當制動器的油缸與回油相通時,借助彈簧力的作用,制動瓦抱緊制動輪鎖緊馬達,使吊載停止運動;當制動器的油缸與壓力油相通時,壓力油克服彈簧力,推動油缸活塞,給制動器松閘,使馬達旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)吊物升降。為避免其他機構(gòu)工作導致制動器松闡發(fā)生意外,起升回路置于上車系統(tǒng)串聯(lián)回路的最末一級。手動換向閥4-Ⅳ的中位采用Y形,其作用是在中位時,將閥的進、出油口與通往馬達的進油口溝通。在制動時為油馬達的回路補油,避免由于馬達泄漏造成進油路的吸空現(xiàn)象。
(5)支腿回路。由于汽車輪胎的承載能力有限,在起重作業(yè)時必須放下支腿使輪胎懸空,行駛時則必須收回支腿,使輪胎接觸路面。支腿回路由手動換向三位四通閥5控制前(二聯(lián)換向閥5-I)、后(二聯(lián)換向閥5-Ⅱ)共四條支腿,每條腿配一個液壓缸,每個油缸上部配有一個雙向液壓鎖,兩閥串聯(lián),以保證支腿可靠地鎖住,防止起重作業(yè)過程中發(fā)生"軟腿",或行駛過程中支腿的自行下落。
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