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详解汽车起重机液压系统及维修
来源:本站整理  作者:佚名  2015-08-14 16:02:29

    1.4回转机构液压回路
    为了使工作机构能够灵活机动地在更大范围进行作业,就需要整个业架作旋转运动。回转机构就是实现这种目的。回转机构的液压回路,如图4所示。液压马达5通过小齿轮与大齿轮的啮合,驱动作业架回转。整个作业架的转动惯量特别大,当换向阀2由上或下位转换为中位时,A、B口关闭,液压马达停止转动。但液压马达承受的巨大惯性力矩使转动部分继续前冲一定角度,压缩排出管道的液体,使管道压力迅速升高。同时,压入管道液源已断,但液压马达前冲使管道中液体膨胀,引起压力迅速降低,甚至产生真空。这两种压力变化如果很激烈,将造成管道或液压马达损坏。因此必须设置一对缓冲阀3、4。当换向阀的B口连接管道为排出管道时,阀4如同安全阀那样,在压力突升到一定值时放出管道中液体,又进入与A口连接的压入管道,补充被液压马达吸入的液体,使压力停止下降,或减缓下降速度。所以对回转机构液压回路来说,缓冲补油是非常重要的。

    1.5支腿机构液压回路
    对轮胎式工程机械来说,为了扩大作业面积和增加整体稳定性,需要在车架上向轮胎外侧伸出支腿,将整体支撑起来,使重心可以在轮胎覆盖范围以外、支腿覆盖范围以内变化。支腿种类有蛙式、H式、X式和辐射式等。这里仅以H式支腿的一种液压回路为例,说明回路的一些特点。
    H式支腿由四组液压缸组成,每组包括一个水平缸和一个垂直缸。图5 (a)为一组液压缸的作用示意图,水平液压缸8将支腿推出轮胎覆盖范围,而用垂直液压缸9将车架顶起,使轮胎从地面抬起不再支撑车架,这样整体就在支腿机构的支撑下进行作业。
      图5 (b)是这种机构的液压回路图。换向阀2控制四个水平液压缸5的伸缩。在水平缸动作时,交腿机构尚未起作用,轮胎未离开地面,负载阻力不大,而且只要伸到适当位置即可,所以水平液压缸的控制很简单。换向阀3控制四个垂直液压缸6的升降。4个垂直液压缸的升程应能使车架整体保持一定程度的高度水平,所以需要驾驶员操作车架调平用的转阀4。转阀在I位时,同时控制四个液压缸,在II、III、IV、V位时,分别控制液压缸6a、6b、6c、6d,而在W位时,4个液压缸都无液体进出,这时支腿将车架支撑在理想的作业位置。若地面高低不平,操作调平转阀,调节4个垂直液压缸的升程,使车架保持水平。4个双向液压锁7分别控制一个垂直缸,当支腿支撑车架静止时,垂直液压缸上腔液体承受重力负载,为了避免车架沉降,故需要用连通上腔的液控单向阀起锁紧作用,防止俗称的“软腿”现象。当轮胎支撑车架时,垂直液压缸下腔液体承受支腿本身的重量,为了避免支腿降到地面,防止俗称的“掉腿”现象,故需要用连通下腔的液控单向阀起锁紧作用。

    1.6转向机构液压回路
    车辆在行走和作业过程中,需要改变整个车体的运动方向,即所谓转向。对偏转车轮型车辆来说,驾驶员操纵转向盘,通过转向机构使车轮转一个角度。而对铰接车架型车辆来说,使起导向作用的那部分车架转一个角度,这样就可以引导整车改变方向。现以偏转轮型为例分析液压转向原理。
    车辆转向时,要求转向机构产生很大的驱动力矩,同时还要有足够的转动速度,必须应用功率放大方式。液压功率放大是最理想的方式,因其转向功率大,但重量却很轻,操纵轻便而平稳。
    对液压功率放大原理、概念和术语,这里结合一种典型的液压转向机构作概括的分析。
    如图6所示为转向机构,驾驶员操作转向盘1,假定顺时针转动a角,最终车轮转过相应的p角,整车就被准确转向到所希望的行驶方向。

    在液压转向机构中,控制阀2的阀芯2a与转向盘连接并随其顺时针转过a角。由于阀体2b没有转动,控制阀2就由中位变至上位通路,即P口与C口相通,泵的高压液体压入液压马达3的3C腔,而液压马达的3D腔排出液体,通过控制阀2的D口流向B口。由于液压马达的输出轴上几乎没有阻力矩,所以B口压力与C口压力很相近。B路液体送入液压缸4a的有杆腔和4b的无杆腔,使4a杆拉动而4b杆推动杠杆机构8,从而车轮顺时针转动a角。同时,液压缸4a和4b的排出液体汇集在一起,通过控制阀2的A口,经O口流入油箱。
    上述工作过程并没有达到控制的最终目的,因为驾驶员虽然将转向盘拨到最终的a角,但由于控制阀2处于上位,液压马达3和液压缸4a和4b都继续动作,车轮的偏转动作将持续下去,有可能超过与a角相对应的β角,导致方向失控。由于转向机构具有一种特殊措施,能实现所谓位置反馈的功能,即液压马达的输出轴与控制阀2的阀体2b连接在一起,当控制阀开始进入上位时,液压马达的输出轴就开始转动,拖动阀体跟踪阀芯顺时针旋转,于是就有关闭阀口C、D、A、B的趋势,也就是使控制阀恢复中位的倾向。但由于驾驶员还未将转向盘拨足a角,所以转向盘和阀芯继续旋转,而阀体总是稍稍落后地跟踪着阀芯,所以控制阀不会回到中位。一旦转向盘和阀芯在a角上停下来,阀体终究会被拖到使控制阀实现中位的位置上。这时,液压马达和液压缸就地停止运动,而车轮恰恰达到驾驶员所希望的β偏转角。所以这种位置反馈措施,促使转向机构准确地实现控制目的。
    这里的液压马达和一般传动系统的液压马达作用不同。第一,它实际上起着把一定体积的液体送入液压缸,以形成一定的位移x最终产生准确的车轮偏转角β,所以人们把液压马达3称为“计量马达”。第二,它的输出轴只要在反馈过程中克服拖动控制阀体的阻力矩,这只要求液压马达输出很微小的驱动力矩,并不像一般液压马达输出轴要驱动很大的负载力矩。
    通过以上分析可知,驾驶员只要用很小的力量,轻轻拨动控制阀的阀芯,就可使液压缸发出很大的功率,使承受很大阻力矩的车轮转向,这就是液压功率放大的作用。
    当驾驶员操作转向盘逆时针转动,使控制阀由中位变至下位通路,与上述情况类似,车轮将转向相反方向。
    当发动机熄火,泵5停止压出液体时,这种液压转向机构仍能进行人工转向。
    在实际装置中,转向盘1的轴与液压马达3都在一根轴线上,但在一般情况下,二者不相连。在发动机和泵正常工作时,驾驶员拨动转向盘,液压马达即以液压原理跟踪阀2的转动,所以转向盘和液压马达之间的角度差,或者没有(稳态时),或者很小(动态时)。当发动机熄火而泵停止工作时,液压控制系统不起作用,驾驶员拨动转向盘,液压马达不再跟踪,二者角度差就不断增大,当转向盘转到大于某角度月以后,此装置中装有键销(图6中未示出),转向盘轴就可以通过键销以机械方式强行带动液压马达3旋转,使它以人力驱动的“泵”的特点工作,将液体压入4a和4b缸的同一腔,同时两个缸的另一腔排液,由3吸入。4 a的4b的运动,通过杠杆机构8实现转向,称为人力转向,这是一种应急措施。

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关键词:起重机 液压系统

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