[理学]工程机械液压.doc

《[理学]工程机械液压.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[理学]工程机械液压.doc（36页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、大海全都是水费烨考试专用工程机械液压系统在此之前，我们已经学习过液压传动这门课程。在液压传动中，我们主要学习了液压传动的基本知识以及液压系统中应用的基本元件。现在我们学习工程机械液压，需要上述知识作为基础，因此我们来回顾一下液压传动的基本知识。一、液压传动概念 以油液压力能来传递动力和运动的传动方式，叫液压传动。二、液压传动的工作原理液压传动的工作原理就是将原动机的机械能转换为油液的压力能传递后，再通过工作机转换为机械能做功。三、液压传动的基本特征液压传动的基本特征为：压力取决于负载；速度取决于流量；力的传递遵循帕斯卡原理；运动的传递遵循质量守恒定律。四、液压传动的组成部分 有四个组成部分：

2、动力装置：它是把机械能转换为油液压力能的装置，具体说就是液压泵。 执行装置：它是把油液压力能转换为机械能的装置，具体说就是液压油缸和马达。 控制调节装置：它是对系统中油液压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置，具体说就是各类控制阀 辅助装置：油箱、滤油器、蓄能器、管路等装置五、液压基本元件 1.动力元件泵 有齿轮泵、叶片泵（分为单作用和双作用）、柱塞泵、螺杆泵，其中可以做成变量泵的有单作用叶片泵、柱塞泵 2.执行元件执行元件有两种：马达和油缸 马达的工作原理与泵互逆，所以马达的种类也与泵相对应。有什么样的泵就有什么样的马达。液压油缸按照结构形式的不同，液压缸分为：活塞式液压缸、柱塞式液压缸按

3、照作用方式的不同，液压缸分为：单作用式液压缸、双作用式液压缸此外，根据特殊的工作要求，还有一些其它类型的油缸，比如伸缩油缸、增压油缸等。 3.阀类元件 方向控制阀我们学过的有单向阀、换向阀，主要用于控制油路中油液流动方向。压力控制阀我们学过的有溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等，主要用于控制和调节系统中油液压力。流量控制阀我们学过的有节流阀、调速阀，用于控制和调节系统中油液流量。4.辅助装置这部分内容由于比较简单，在液压传动课程中我们基本没有讲授。六、液压基本回路液压基本回路，就是由上述液压元件组合而成的用于实现特定功能的液压油路。我们学过的基本回路有：压力控制回路：包括调压回路、减压回路、

4、卸荷回路；速度控制回路：包括调速回路、快速运动回路、速度换接回路；其他基本回路：如顺序动作回路七、系统原理图的阅读读懂液压系统图，是我们掌握液压系统工作原理的前提。因此，阅读液压系统图是我们们必须掌握的基本技能。 如何才能读懂一张液压系统图呢？ 大致应做好以下几项工作： 1.先从系统图中找出所有的执行元件； 2.了解每个执行元件在系统中各执行什么动作（有可能的话还应了解各执行元件的动作循环）； 3.了解各执行元件动作的相互关系； 4.在前三步的基础上，根据系统图中各重要液压元件的工作原理，判断其在系统中可能起的作用； 5.从油源开始，遵循“油液由高压处流向低压处”和“油液尽可能沿液阻小的油路流

5、动”这两条原则，沿油液走向分解出各执行元件完成自身动作的基本回路； 6.将这些基本回路通盘考虑，就可得到整个系统的工作原理。工程机械液压系统，是适应工程机械工作特点的复杂液压油路，有了上述基本知识做铺垫，我们来分析研究工程机械液压系统并不困难。下面我们开始工程机械液压系统的学习。第一章 工程机械液压系统的基本概念1.1液压系统的基本型式根据不同分类方法，工程机械液压系统的基本型式有以下几种。 一、开式、闭式系统按油液循环方式的不同，工程机械液压系统可分为开式系统和闭式系统。1.开式系统特征：液压泵从油箱吸油，通过换向阀驱动执行元件，执行元件的回油再经换向阀回油箱，如图。特点：系统结构较为简单；

6、由于系统本身具有油箱，因此可以发挥油箱的散热、沉淀杂质的作用；因油液常与空气接触，使空气易于渗入系统，导致工作机构运动的不平稳及其它不良后果。应用：大多数工程机械上都有应用说明：开式系统中，液压泵通常为定量泵或单向变量泵，执行元件可以是油缸也可以是马达。2.闭式系统特征：液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相连，工作油液不经油箱在系统的管路中进行封闭循环，如图。特点：结构较为紧凑、泵的自吸性好；和空气接触机会少，空气不易渗入系统，故传动的平稳性好；由于闭式系统本身没有油箱，油液的散热和过滤条件较开式系统差，为了补偿系统中的泄漏，通常需要一个小容量的补油泵和油箱。应用：大型液压挖掘机、液压起重机

7、中的回转机构等说明：闭式系统中的执行元件一般为液压马达。因为闭式系统中的执行元件若采用双作用单活塞杆液压缸时，由于大小腔流量不等，在工作过程中，会使功率利用下降。二、单泵、多泵系统按系统中使用的主液压泵的数目，系统可分为单泵系统、双泵系统和多泵系统。1.单泵系统特征：由一个液压泵向一个或一组执行元件供油，如图。特点：构造简单、造价便宜、维修方便；当系统中有多个执行元件时，油泵压力必须满足工作压力最高的执行元件的要求，流量也必须满足流量最大的执行元件的要求；因而不能充分发挥油泵的作用。应用：适用于不需要进行多种复合动作的工程机械，如推土机、铲运机等铲土运输机械的液压系统。对某些工程机械，如液压挖

8、掘机、液压起重机的工作循环中，既需要实现复合动作，又需要对这些动作进行单独调节，采用单泵系统显然是不够理想的。为了更有效地利用发动机功率和提高工作性能，就必须采用双泵系统或多泵系统。2.双泵系统特征：双泵液压系统实际上是两个单泵液压系统的组合，每台泵可以分别向各自油路中的执行元件供油，如图。特点：各泵可单独为相应执行元件供油，保证各执行元件能互不干扰地同时动作，完成复杂的复合动作；当无需做复合动作时，双泵可以合流为某一个执行元件供油，扩大了系统的调速范围；系统构造复杂、成本高。挖掘机的工作循环为：挖掘：铲斗缸与斗杆缸配合铲斗提升及回转：动臂缸与回转马达配合卸载：铲斗缸与斗杆缸配合返回及空斗下放

9、：动臂缸与回转马达配合图示系统中：泵的任务有两个：驱动行走马达6上；驱动铲斗缸、斗杆缸、动臂缸。比如驱动行走马达6上：进油：泵阀2上左位中心回转接头马达6上左侧回油：马达6上右侧中心回转接头阀2上左位阀3中位油箱泵的任务有3个：驱动行走马达6下；驱动回转马达8；与泵合流向动臂、斗杆、铲斗油缸供油。比如合流供油：泵阀2上中位阀3油缸泵阀2下中位阀9中位阀3油缸复合动作：动臂的提升与回转3.多泵系统为了进一步改进液压起重机和液压挖掘机的性能，近年来在大型液压起重机和液压挖掘机中，开始采用三泵系统。如图为三泵液压系统原理图。这种三泵液压系统的特点是回转机构采用独立的闭式系统，而其它两个回路为开式系统

10、。这样，可以按照主机的工作情况，把不同的回路组合在一起，以获得主机最佳的工作性能。三、定量、变量系统按所用液压泵型式的不同，系统可分为定量系统和变量系统。1.定量系统采用定量泵的液压系统，称为定量系统。定量系统中所用的液压泵为齿轮泵、叶片泵或柱塞泵。液压泵的功率是按理论功率选取的。对定量泵，当发动机转速一定时，流量也一定，而压力是根据工作循环中的最大负载确定的。因此液压系统工作时，液压泵功率是随工作负载变化而改变的。在一个工作循环中，液压泵达到满功率的情况是很少的。据统计，在挖掘机中定量泵功率的平均利用率约为5460%。2.变量系统变量系统中所用的液压泵为恒功率控制的轴向柱塞泵，泵的恒功率控制

11、原理和特性曲线如图所示。从图中可以看出，功率调节器中控制活塞右面有压力油作用，控制活塞左面有弹簧力的作用，当泵的出口压力低于弹簧装置预紧力时，弹簧装置未被压缩，液压泵的摆角处于最大角度，此时泵的排量也最大。随着液压泵出口压力的增高，弹簧被压缩，液压泵的摆角也随之减小，排量也随之减小。液压泵在出口压力和弹簧装置预压紧力相平衡的位置，称为调节起始位置。调节起始位置时，作用在功率调节器中控制活塞上的液压力称为起调压力。当液压泵的出口压力大于起调压力时，由于调节器中弹簧压缩力与其行程有近似于双曲线的变化关系，因而在转速恒定时，液压泵出口压力与流量也呈近似于双曲线的变化。这样，液压泵在调节范围之内始终保

12、持恒功率的工作特性。由于液压泵的工作压力是随外载荷的大小而变化的，因此可使工作机构的速度随外载荷的增大而减小，或随外载荷的减小而增大，使发动机功率在液压泵调节范围之内得到充分利用。变量泵的起调压力是由弹簧装置的刚度和液压系统的要求决定的。调节终了压力是由液压系统决定、由安全阀调定。相应于起调压力时的摆角为最大，相应于调节终了时的摆角为最小。变量泵的优点是在调节范围之内，可以充分利用发动机的功率，缺点是结构和制造工艺复杂，成本高。此外，还有分功率变量、总功率变量系统；串联、并联系统等，有兴趣的同学可以看相关文献。1.2液压系统的性能指标及基本要求 随着液压技术的发展，工程机械采用液压传动已是目前

13、国内外工程机械的发展趋势。 采用液压技术的工程机械，其性能的优劣主要取决于液压系统性能的好坏。 对工程机械液压系统的评价，主要通过以下几个指标加以评定。一、液压系统的效率 液压系统效率的高低反映了液压系统中能量损失的多少。这种能量损失最终是以热的形式出现，使系统的油温增高。系统中引起能量损失的因素很多，主要有以下几个方面： 1.换向阀换向制动过程中出现的能量损失 在开式系统中，执行元件的换向只能借助于换向阀。 换向阀先完成执行元件的制动，然后换向。当执行元件及其外负载的惯性很大时，在制动过程中压力油和执行元件的惯性都迫使执行元件继续运动，使得已被封闭的回油腔内油液压力急剧升高，严重时可达几倍的

14、工作压力。油液在此高压作用下，将从换向阀的开口缝隙中挤出，从而使执行元件的惯性能转化为热耗，使系统油温升高。 在一些换向频繁、载荷惯性大的系统中，由于换向制动产生的热耗是很大的，可能成为系统发热的主要因素。 2.元件、管路的能量损失 元件的能量损失包括液压泵、液压马达、液压缸和控制元件等的能量损失。 能量损失的多少，可用效率来表示。在元件的能量损失中，以液压泵和液压马达的损失为最大。 液压泵和液压马达效率的高低，是衡量其质量好坏的主要指标之一。液压泵和液压马达的效率等于机械效率和容积效率的乘积。机械效率主要与摩擦有关，而容积效率则与多种因素有关如工作压力、转速和工作油液的粘度等。一般每一台液压

15、泵和液压马达在一个额定的工作点，即在一定的压力和一定的转速下，具有最高的效率、当增加或降低转速和工作压力时，都会使效率下降。 管路的能量损失由两部分构成：沿程压力损失导致的能量损失和局部压力损失导致的能量损失。因此，管路的能量损失与油液的流态、管路的结构有关。 3溢流损失 当液压系统工作时，工作压力超过溢流阀的开启压力时，溢流阀开启，液压泵输出的流量全部或部分地通过溢流阀溢流，这时会产生溢流能量损失。 4背压损失 为了保证工作机构运动的平稳性，常在执行元件的回油路上设置背压阀。背压越大能量损失亦越大。一般讲液压马达的背压要比液缸大；低速液压马达的背压要比高速马达大。为了减少因背压引起的发热，在

16、保证工作机构运动平稳性的条件下，尽可能减少回油背压。二、功率利用液压系统的功率利用反映了主机的生产率。 一般讲，采用恒功率变量泵的变量系统，其功率利用要比定量系统高。在双泵系统中，为了提高功率利用，除采用变量系统外。还可采用合流供油。三、调速范围和微调特性工程机械的特点是工作机构的负载及其速度的变化范围比较大，这就要求工程机械液压系统应具有较大的调速范围。调速范围大小可用速比表示。对于液压马达：对于液压油缸：微调特性反映了工作机构速度调节时的灵敏程度。不同的工程机械对微调特性有不同的要求，铲土运输机械、挖掘机械对微调特性要求不高，而吊装用的工程起重机（汽车吊）对微调特性则有较高的要求。四、液压

17、系统刚度 液压系统工作机构的运动速度往往受负载变化的影响，影响的程度常用刚度来评定。液压系统刚度越大，说明该系统速度受负载波动的影响越小。系统刚度的定义：系统速度负载特性曲线上任一点处斜率的负倒数，通常用表示。我们以进油节流调速回路为例来说明系统刚度的含义。 而 故 此式即为进油节流调速回路速度负载特性。由此式可知，液压缸输出速度随负载而变化。速度刚度由此式知，该回路在低速轻载时速度刚度大，即输出速度受负载变化影响小。 此外，液压系统的评价还有环保性指标，主要反映液压系统对周围环境的影响程度，如振动、噪声和污染等。这些指标已开始得到人们的特别重视。第2章 工程机械液压系统专用元件2.1 执行元

18、件一、伸缩式液压缸 伸缩式液压缸又称为多级缸，其组成与活塞式液压缸类似。 1.特征 由两个或多个活塞套装而成，前级活塞缸的活塞是后级活塞缸的缸筒。伸出时按照活塞有效工作面积由大到小顺序依次伸出，缩回时则按照活塞有效工作面积由小到大顺序依次缩回。 2.特点 各级活塞顺次伸出可获得较大行程，全部缩回后轴向尺寸较小，因而结构紧凑。 3.应用 常用于汽车起重机吊臂伸缩液压缸和自卸汽车用的翻斗液压缸。二、低速大扭矩马达 工程机械工作机构工作大多具有低速、重载的特点，若使用高速马达驱动就必须安装减速装置，使得结构变得复杂。近年来，工程机械上普遍采用采用低速大扭矩马达来直接驱动执行元件，以简化工作机构。 低

19、速大扭矩马达有多种，我们这里只介绍内曲线径向柱塞式马达。 1.结构组成 内曲线径向柱塞式马达主要由定子1、转子2、柱塞4、滚轮5、横梁7、输出轴3等主要零件组成。定子是整体式的，其内表面由六个完全相同的曲面组成，每段曲面凹部的顶点都将曲面分成、两段；输出轴3与转子连接为一体；转子体上有8个沿径向均布的柱塞孔，柱塞4与横梁7和滚轮5组成柱塞组件安放其中；配流轴固定不动，其上均布12个配流窗口，交替分为两组经轴向孔分别与进、回油口相通，每一组的配流窗口都对准曲面或的中间位置。7 2.工作原理 如图，假设段曲面对应的配流窗口通高压油，段曲面对应的配流窗口通低压油。则在图示位置，柱塞一、五处于高压油作

20、用下，柱塞三、七处于回油状态；柱塞二、四、六、八处于过度状态。 柱塞一、五在高压油作用下产生力，通过横梁和滚轮作用于定子内表面，定子给柱塞组件一个反作用力，分解为两个力：一个为与平衡；另一个为，该力经横梁传递给转子，带动输出轴顺时针转动输出扭矩。 处于段曲面上的柱塞都产生转矩，处于段曲面上的柱塞都回油缩回；在、段的连接点处，柱塞腔封闭，即从高压区向低压区过渡或由低压区向高压区过渡。 由于曲面段数小于柱塞数，因此总有柱塞处于段，从而可使马达输出轴连续运转，输出扭矩。这就是内曲线径向柱塞式马达的工作原理。 3.特点 由于是多作用，因此输出扭矩大、低速稳定性好；柱塞数和曲面段数均为偶数时，径向力平衡

21、，轴承负载小；结构复杂，成本高。4.应用起重机的起升卷筒、履带挖掘机的驱动轮均可用低速大扭矩马达直接驱动而无需减速器。2.2 控制阀一、双向液压锁 1.功能当系统停止供油时，使执行元件保持原有工作状态不变。经常用于工程机械支腿回路。2.结构组成 将两个液控单向阀集成为一体成对使用，就成为双向液压锁。如图，双向液压锁主要由阀体1，锥阀3、4，弹簧2、5，控制活塞6等主要零件组成。 3.工作原理 当换向阀处于左位时，泵的来油进入液压锁的B口，锥阀4正向打开，油液进入油缸无杆腔。而此时油缸有杆腔回油被锥阀3反向截止，于是无杆腔油液压力升高，推动控制活塞6左移，顶开锥阀3，油缸回油流回油箱，活塞杆伸出

22、。当换向阀8处于中位时，液压泵中位卸荷，液压缸两腔中的油液分别被锥阀3、4反向截止，不能形成畅通油路，活塞杆不能伸缩，即处于锁紧状态。4.应用主要用于工程机械支腿油路中。二、分流阀 1.功能 保证用同一个油源向两个执行元件供应相同的流量，以使结构尺寸相同的两个执行元件运动保持同步。 2.结构组成分流阀由阀体5，阀芯6，两个固定节流孔1、2，和两个对中弹簧7等主要零件组成。阀芯中间的台肩将阀分为完全对称的左、右两部分；位于左右两侧的油室、通过阀芯上的两条油道分别与阀芯右侧和左侧的弹簧腔相通；两个对中弹簧7保证阀芯非工作状态时处于中间位置，使得阀芯两端台肩与阀体形成的两个可变节流口3、4的过流面积

23、相等（液阻相等）。3.工作原理液压泵输出的压力油经过液阻相等的固定节流孔1、2后分别进入油室、，压力分别为、；然后再经可变节流口3、4至出口和后通往两个执行元件，出口、处的压力分别设为、。当两个执行元件负载相等时，此时，则。当两个执行元件尺寸相同时，可实现运动速度同步。若由于某种原因，导致油路的负载大于油路的负载，则必有，于是就有、，两个执行元件不能保持速度同步。由于，则，即，则阀芯左移，节流口3通流面积加大、节流口4通流面积减小，于是、，直至、，阀芯受力重新平衡，阀芯稳定在新的平衡位置工作，两执行元件的速度恢复同步。4.应用如大型汽车起重机变幅油缸、挖掘机和装载机的动臂油缸都成对使用，要求工

24、作时严格保持同步，这就要使用分流阀。三、平衡阀 当油路承受负值负载（即负载与执行元件运动方向一致）时，为了防止执行元件的运动失去控制，而使回油路保持背压的压力控制阀称为平衡阀。平衡阀又称为限速阀。1.功能 油路承受负值负载时，在回油路产生回油背压。 2.结构组成 它主要由阀体、主阀芯、导控活塞、控制弹簧以及单向阀组成。 3.工作原理 4.应用 常用于汽车起重机起升、吊臂伸缩和变幅机构液压系统中四、梭阀 1.功能当执行元件有两条油路供油时，自动选择高压油路与执行元件连接。2.结构组成及工作原理梭阀主要由阀体及钢球等组成。梭阀有两个进油口和及一个出油口，当一个进油口压力比另一个进油口的压力高时，钢

25、球在液压力的作用下，自动密封较低压力的进油口，从而使出油口与较高压力的进油口相连通。3.应用工程机械液压系统中多有应用。五、插装阀 普通液压阀在流量小于200300L/min的系统中性能良好，流量再大时普通液压阀的工作性能有所降低。 现在很多大流量的工程机械液压系统采用插装阀对系统进行控制。 1.组成和工作原理 插装阀由控制盖板、锥阀单元、插装块体三部分组成。 控制盖板上加工有通油管道或连接有先导控制元件；插装块体上有一些预置孔，用于插装锥阀单元。锥阀单元由阀套、阀芯、弹簧和密封件组成；控制盖板将锥阀单元封装在插装块内，并对锥阀单元启闭起控制作用。锥阀单元上配置不同的控制盖板就可实现不同的控制

26、阀机能。锥阀单元对主油路通断进行控制，它实际上是一个液控单向阀，其上有两个工作油口，因而插装阀又称之为二通插装阀、逻辑阀。二通插装阀符号表示：油口C开在控制盖板上，接控制油路。锥阀单元阀芯受力分析：阀芯受A口压力油产生的液压力，方向向上；阀芯受B口压力油产生的液压力，方向向上；阀芯受C口压力油产生的液压力，方向向下；阀芯受弹簧力作用，方向向下。阀芯所受合外力：锥阀单元与不同的控制盖板配合可构成不同的阀。对图a：则： 当时，阀口关闭当且时，阀芯上移，阀口开启此时的二通插装阀是单向阀。对图b：电磁换向阀右位工作时，对于左侧插装阀： ，则有： 当时，阀芯上移， 对于右侧插装阀：， 则有： 阀口关闭，

27、A与P不通 电磁换向阀左位工作时，对于右侧插装阀： 则有： 阀芯上移， 对于左侧插装阀：， 则有： 阀口关闭，A与T不通 综上，图b构成了二位三通电磁换向阀2.3辅助元件中心回转管接头一、功能当液压系统的部分回路与液压泵发生相对转动时，用中心回转管接头来连接油路可避免油管缠绕。二、组成结构及工作原理 它由旋转芯子1、外壳2和密封件3组成。 通常旋转芯子与回转部分固定连接，跟随回转部分回转，外壳则与固定部分连接。 旋转芯子上端有通油孔，回转部分油管安装在这些孔上，这些小孔经过旋转芯子轴向内孔和径向孔与外壳径向孔相通，外壳径向孔与固定部分油管相连。为了保证芯子旋转时，其上油孔始终与外壳上相应油孔相

28、通，在外壳的内表面上与径向孔对应位置开有环形油槽。 这样，当旋转芯子与外壳发生相对转动时，旋转芯子上的油路始终与外壳对应油路相通。三、应用 主要用于挖掘机、汽车起重机上。第3章 工程机械液压系统分析3.1汽车起重机液压系统一、汽车起重机工作过程 汽车起重机实现起重作业时，需要经历5个步骤： 1.伸出支腿 2.变幅 3.伸出吊臂 4.转台回转 5.升降负载 与这5个步骤相对应，其液压系统分为5个油路： 1.支腿伸缩油路 2.变幅油路 3.吊臂伸缩油路 4.回转油路 5.起升油路二、起升机构液压回路 1.功能 控制起升机构在起升高度范围内，以一定的速度完成负载的垂直起升、下降或悬停。 2.主机对起

29、升液压回路的要求 起升马达必须有足够的输出扭矩，以满足最大起重量要求；起升马达必须有足够的输出转速，以满足起升速度要求；起升回路必须具有良好的调速性能，要求调速范围大、平稳可靠、微调性能好；起升回路通常要求设置重力下降装置；为了缩短汽车起重机起重作业准备时间，提高作业效率，要求空钩或带载25%的情况下，进行重力下降。所谓重力下降，就是切断马达动力的同时使卷筒处于浮动状态。起升回路必须具有限速功能，以防止重物超速下降；起升回路必须设置制动器和离合器液压缸的控制回路，以保证主、副起升机构能独立或同时工作；起升回路必须具有卸荷功能，以保证起升机构不工作时，泵处于卸荷状态。3.起升回路的基本形式及工作

30、原理手动换向阀1在位时起升，位时下降；制动器4为常闭式，当泵卸荷时制动器在弹簧作用下对卷筒（或马达输出轴）施加制动力矩。有两点注意：单向节流阀的作用在不影响制动器上闸时间的前提下，延缓制动器松闸速度。这是因为：当起升载荷较大时，马达所需的平衡负载扭矩的压力就较高，而制动器松闸所需压力通常较低。当起升悬停在吊钩上的较大负载时，随着马达进油压力的升高，制动器首先松闸，而此时马达进口压力还不足以提供平衡负载的扭矩。于是，在负载的作用下马达会逆转，使负载下降。单向节流阀的接入，使得制动器开启油路压力上升缓慢，延长了松闸时间，可使马达建立更高的压力，避免负载下滑。平衡阀的作用当负载下降时，在马达的回油路

31、上产生足够的回油阻力，以限制负载的下降速度。需要特别注意的是：平衡阀必须装在重物下降时的回油路上！4.起升机构的实用形式及工作原理右图是某起重机采用的单液压马达驱动的主、副起升机构简图，下图是它的液压系统油路图。其主起升卷筒和副起升卷筒装在同一根轴上，由一个液压马达通过减速器集中驱动。在主、副卷筒上分别装有各自的制动器和离合器，以便保证主、副卷筒各自独立工作和实现重力下降。 系统中有5个执行元件：4个单作用油缸，一个马达。马达2用于驱动主、副卷筒，带动负载垂直升降。油缸7是制动器控制油缸，油缸8是离合器控制油缸。油缸7活塞在弹簧作用下，使制动器常闭（即制动状态）。油缸8活塞在弹簧作用下，使离合

32、器常开（即切断动力状态）。马达2+油缸7+油缸8构成一套起升装置，三者配合动作完成负载升降。需实现的工况有：正常升降工况制动器松闸、离合器接合，油泵向马达供油，马达正反转带动负载升降；悬停制动工况制动器上闸、离合器接合，负载悬停空中重力下降工况制动器松闸、离合器断开，卷筒处于浮动状态。泵1的作用：向蓄能器供油、向起升油路供油；泵2的作用是与泵1合流，向起升油路供油；蓄能器向制动器、离合器控制油路供油，其中液动阀17、18与泵1配合完成蓄能器的充液过程；单向阀19可以防止起升回路压力较低时，蓄能器油液倒流；先导溢流阀20当阀21导通时为泵2卸荷，阀21断路时则成为泵2的安全阀，也是整个系统的安全

33、阀；远控顺序阀16用于控制泵1是否向起升油路供油；手动换向阀1控制起升马达的正反转：位是下降工况，位是起升工况；液动阀12用于控制蓄能器是否向制动器油缸供油；手动换向阀11是主、副起升选择阀，它通过控制制动器、离合器来决定主、副起升哪个工作；阀6与阀5配合实现泵的卸荷；单项节流阀10可以延长松闸时间；9为脚踏泵，用于对制动器油缸进行静压控制；平衡阀3用于下降负载的限速；单向阀4用于起升马达的补油。从图中可以看出，该系统实际有3个油源：泵1、泵2、蓄能器13。3个油源实际是为两个油路供油：泵1、泵2供油起升油路，蓄能器13供油制动器、离合器控制油路。该系统开始工作时，液压泵1首先向蓄能器充液，泵

34、2由于溢流阀20的远控口通油箱而处于卸荷状态。当蓄能器压力低于调定压力时，液控阀18工作在图示位置，泵1经液控阀18、单向阀19进入蓄能器。当蓄能器压力升高到调定压力时，液动阀17、18均左位工作，压力继电器15发出电信号。此时，泵1向蓄能器的充液过程完毕。充液完毕时，由于液动阀17左位工作，蓄能器中压力油打开顺序阀16，泵1经阀16、换向阀1向起升回路供油；同时，电磁阀21接收压力继电器15的电信号而右位工作，泵2停止卸荷，经单向阀22、换向阀1与泵1合流向起升回路供油。下面我们看看油路如何实现各种工况的：正常升降工况手动换向阀1左位工作，进油路压力油使液动阀12右位工作，此时搬动手动换向阀

35、11在右位工作，则蓄能器压力油分别经阀11进入离合器油缸8、经阀12和阀11进入离合器油缸。这时，离合器接合、制动器松闸，负载起升。若将手动换向阀1右位工作，则负载下降。悬停制动工况手动换向阀1中位工作，泵1、2经中位卸荷，液动阀12在图示位置工作，切断了蓄能器向制动器油缸的供油。此时将换向阀11右位工作，则离合器接合、制动器制动，负载可实现悬停。重力下降工况手动换向阀1中位工作，泵1、2经中位卸荷，液动阀12、手动换向阀11均在图示位置工作，则离合器脱离、制动器制动，此时通过脚踏泵9向制动器油缸供油，使制动器松闸，卷筒处于浮动状态，在重力作用下自由下降。三、伸缩机构液压回路 1.功能 根据工

36、况要求，控制伸缩机构改变起重臂的工作长度。 2.回路基本形式及工作原理按照伸缩臂伸缩过程的不同，伸缩机构有顺序伸缩和同步伸缩两种形式。顺序伸缩回路其工作特征是各节臂按一定顺序依次伸出或缩回。这是一个4节吊臂的结构连接示意图。右图是其液压油路图。其工作原理为：手动换向阀1左位工作、液动阀8、9在图示位工作时，油缸5伸出；电磁阀通电时，油缸6伸出；电磁阀通电时，油缸7伸出。手动换向阀1右位工作、电磁阀和通电时，油缸7缩回；电磁阀通电而断电时，油缸6缩回；电磁阀和断电时，油缸5缩回。同步伸缩回路其工作特征是各节臂在伸缩过程中，以相同的行程比率进行伸缩。这是一个采用等容液压缸驱动的三节臂同步伸缩回路。

37、等容液压缸的构成：在大活塞杆中套装一个小活塞杆，使得、两腔的有效工作面积相等。原理：腔排出的油液流量：进入腔油液的流量为：当时，有就汽车起重机受力而言，同步伸缩较顺序收缩有利，但同步伸缩机构较为复杂，实际应用中，大多利用液压缸和钢丝绳构成的机械液压组合机构来完成同步伸缩。四、变幅机构液压回路 1.功能 控制变幅机构改变起重机工作幅度。 2.主机对变幅回路的要求 有两点要求： 工作时不允许无控制地自动缩回；落臂时，因吊臂的重力作用，会产生重力超速现象，需要有限速措施。3.变幅回路基本形式变幅回路比较简单，限速阀起到了限速和防止自动回缩的目的。五、回转机构液压回路 1.回转机构的工作特点 负载惯性

38、大、起制动频繁，能量消耗较大。 2.回转机构液压回路的基本型式 由于回转机构回转时负载很大，因此制动时的惯性会对液压回路造成很大的液压冲击。 为了避免过大的制动冲击，实际中常采用具有缓冲补油作用的回路。 回转机构制动时，手动换向阀切换到中位，马达进回油口均被关闭。由于负载惯性，被封闭的马达回油腔压力升高，打开溢流阀2流回油箱，实现马达的过载保护；同时，被封闭的马达进油腔压力迅速降低，形成部分真空，通过单向阀1将马达流回油箱的油液截留补油。六、支腿回路 1.功能汽车起重机设置支腿的目的是扩大作业面积，增加整体稳定性。 目前，大多数汽车起重机都采用型支腿，它由水平支腿和垂直支腿组合而成。 2.主机

39、对支腿回路的要求 起重机作业时，完全由支腿支撑，因而支腿回路必须满足安全可靠的要求 要满足这一要求，垂直支腿回路应具有良好的锁紧性能。支腿回路必须能满足起重机的调平要求要满足这一要求，4个垂直液压缸应既能同时动作，又能单独动作。3.支腿回路及其工作原理这是一个利用手动换向阀调平的支腿回路。支腿总操纵阀1用于控制是向支腿回路供油还是向上车油路供油，中位时向上车供油。选择阀2控制一个水平水平支腿（左位）和一个垂直支腿（右位），中位时不向该组支腿供油。六、QY20B汽车起重机液压系统 液压系统图及相关说明，请看液压传动（章宏甲、黄宜主编）P169P172 显然，该系统为三泵、定量、开式系统。 以中心

40、回转管接头5为界，整个系统可分为上车液压系统和下车液压系统。其中，下车系统就是支腿回路，上车系统则包括：起升回路、变幅回路、吊臂伸缩回路、回转回路、制动器和离合器控制回路。 下面按照分析液压系统原理图的步骤对系统进行分析。 系统执行元件有8个支腿油缸、1个变幅油缸、1个吊臂伸缩油缸、1个制动器控制油缸、1个离合器控制油缸、1个回转马达、1个起升马达，共计14个执行元件。 8个支腿油缸分为4组，分别实现水平支腿和垂直支腿的伸缩。变幅油缸、吊臂伸缩油缸和制动器油缸均是通过直线运动实现变幅、吊臂伸缩以及离合器和制动器的控制。 各执行元件动作关系：伸直腿、起臂变幅、伸出吊臂，回转和起升需根据工况具体确

41、定；1为油箱，用于储存油液和散热 2为滤油器，用于清洁油液 3为三联泵，用于为系统供油 3.1为支腿回路供油、为回转回路供油、为制动器离合器控制油路中的蓄能器充液 3.2为起升回路供油、为制动器离合器控制油路供油 3.3为伸缩回路、变幅回路供油，与泵3.2合流为起升回路供油 阀4为下车控制阀组 4.1为下车支腿回路安全阀 4.2为上、下车回路选择阀4.3为水平支腿、垂直支腿选择阀，上下位控制水平支腿，中位则向垂直支腿供油4.4为垂直支腿同时动作控制阀阀24为双向液压锁阀25是转阀，用于控制垂直支腿单独动作5为中心回转管接头阀6为远控顺序阀，用于控制泵3.1是否向回转油路供油阀22为组合阀 22

42、.1是梭阀，保证充液油路始终接压力油 22.2为减压阀，保证冲液油路压力稳定地低于主油路 22.3为充液油路安全阀21为蓄能器阀20为主、副起升机构选择阀阀19为多路阀 水平支腿伸出： 进油： 回油： 水平支腿同时伸出。 垂直支腿伸出： 进油： 回油： 垂直支腿同时伸出。 起臂变幅： 进油： 回油： 变幅缸活塞杆伸出 伸出吊臂： 进油： 回油： 吊臂伸出。 转台回转：进油： 回油： 马达回转。 起升： 进油： 回油： 单泵供油，马达慢速起升； 进油： 回油： 双泵供油，马达快速起升。 制动器离合器控制油路： 制动器由梭阀提供的压力油控制，离合器由蓄能器压力油控制 蓄能器充液油路：3.2挖掘机液

43、压系统一、挖掘机概述 1.工作特点挖掘机是一种周期作业的土方机械，它的工作过程是以铲斗的切削刃切削土壤，铲斗装满后提升、回转至卸料位置，翻转铲斗卸料，卸空后的铲斗再回到挖掘位置并开始下一次的作业。挖掘机由于其高效的工作特性，在建筑施工甚至军事上得到了广泛的应用。根据建筑部门统计，一台斗容量为的液压挖掘机挖掘级土壤时，台班土方量大约相当于300400个工人一天的工作量。2.挖掘机的分类按传动方式不同，挖掘机有机械式和液压式之分。根据行走机构的不同，挖掘机又分为履带式、轮胎式、悬挂式和拖式。悬挂式挖掘机是将工作装置安装在轮胎式或履带式拖拉机上，可以达到一机多用的目的。拖式挖掘机没有行走传动机构，行

44、走时由拖拉机牵引。目前广为使用的是履带式液压挖掘机。3.挖掘机的工作过程挖掘机在工作时的主要动作包括行走、转台回转和工作装置的作业动作。首先行走机构将挖掘机移至工作位置，动臂动作确定挖掘点，工装实现铲掘，然后动臂提升的同时回转至卸料位置，铲斗翻转卸料后再回转至铲掘位置，一次作业循环完成。在整个工作过程中，动作最频繁的是回转和工作装置的往复运动。二、液压挖掘机的工作装置 液压挖掘机的工作装置主要有铲斗工装和破碎装置、推土铲等辅助工装。这里只介绍铲斗工装。1.功能 是液压挖掘机直接用来进行挖掘的施工工具 2.种类 正铲挖掘时铲斗绕斗杆前铰点沿顺时针转动，机械式挖掘机和大型液压挖掘机用的较多； 反铲挖掘时铲斗绕斗杆前铰点沿逆时针转动，中小型液压挖掘机常用； 3.反铲工作装置的组成及工作原理 反铲工装的组成图示的是反铲工作装置的结构组成。它由动臂1、动臂油缸2、斗杆油缸3、斗杆4、铲斗液压缸5、铲斗6、连杆7、摇杆8组成。 其构造特点是各构件之间全部采用铰接连接。 反铲工装的工作过程 先下放动臂确定挖掘位置，然后驱动斗杆和铲斗进行挖掘；当挖掘至装满铲斗时，提升动臂使铲斗离开土壤，边提升边回转