液压毕业设计(共37页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘 要液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、机械、农业机械、等；工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等。尤其在汽车起重机上采用液压起重技术，具有承载能力大，可在有冲击、振动和环境较差的条件下工作。由于系统执行元件需要完成的动作较为简单，位置精度要求较低，所以，系统以手动操纵为主，对于起重机械液压系统，设计中确保工作可靠与安全最为重。关键词：液压系统；汽车起重机；灵活；AbstractHydraulic transmission

2、 There are many outstanding advantages, it is widely used, such as general industrial use of plastics processing machinery, the pressure of machinery, machine tools, etc.; operating machinery engineering machinery, construction machinery, agricultural machinery, automobiles, etc.; iron and steel ind

3、ustry metallurgical machinery, lifting equipment, such as roller adjustment device; civil water projects with flood control and dam gate devices, bed lifts installations, bridges and other manipulation of institutions. Particularly in the truck crane used hydraulic crane technology, has a carrying c

4、apacity, and can have impact, vibration and poor environmental conditions. System components as a result of the implementation of the action needs to be done relatively simple, requiring a lower level of positional accuracy, so the system to manually control the main hydraulic system for lifting app

5、liances, design and security to ensure that the most reliable.目 录第一章 概述汽车起重机是一种使用广泛的工程机械，这种机械能以较快速度行走，机动性好、适应性强、自备动力不需要配备电源、能在野外作业、操作简便灵活，因此在交通运输、城建、消防、大型物料场、基建、急救等领域得到了广泛的使用。在汽车起重机上采用液压起重技术，具有承载能力大，可在有冲击、振动和环境较差的条件下工作。由于系统执行元件需要完成的动作较为简单，位置精度要求较低，所以，系统以手动操纵为主，对于起重机械液压系统，设计中确保工作可靠与安全最为重要。汽车起重机是装在普通汽

6、车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机，其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置。这种起重机的优点是机动性好，转移迅速。缺点是工作时须支腿，不能负荷行驶，也不适合在松软或泥泞的场地上工作。 汽车起重机的底盘性能等同于同样整车总重的载重汽车，符合公路车辆的技术要求，因而可在各类公路上通行无阻。此种起重机一般备有上、下车两个操纵室，作业时必需伸出支腿保持稳定。起重量的范围很大，可从8吨1000吨，底盘的车轴数，可从210根。是产量最大，使用最广泛的起重机类型汽车起重机是用相配套的载重汽车为基本部分，在其上添加相应的起重功能部件，组成完整汽车起重机，并且利用汽车自备的动力作为起重机的液压系统动力；起重机工作时，

7、汽车的轮胎不受力，依靠四条液压支撑腿将整个汽车抬起来，并将起重机的各个部分展开，进行起重作业；当需要转移起重作业现场时，需要将起重机的各个部分收回到汽车上，使汽车恢复到车辆运输功能状态，进行转移。一般的汽车起重机在功能上有以下要求1)整机能方便的随汽车转移，满足其野外作业机动、灵活、不需要配备电源的要求；2)当进行起重作业时支腿机构能将整车抬起，使汽车所有轮胎离地，免受起重载荷的直接作用，且液压支腿的支撑状态能长时间保持位置不变，防止起吊重物时出现软腿现象；3)在一定范围内能任意调整、平衡锁定起重臂长度和俯角，以满足不同起重作业要求；4)使起重臂在3600以内能任意转动与锁定；5)使起吊重物在

8、一定速度范围内任意升降，并能在任意位置上能够负重停止，负重启动时不出现溜车现象。图8-9所示为汽车起重机的结构原理图，它主要由如下五个部分构成1)支腿装置 起重作业时使汽车轮胎离开地面，架起整车，不使载荷压在轮胎上，并可调节整车的水平度，一般为四腿结构。2)吊臂回转机构 使吊臂实现3600任意回转，在任何位置能够锁定停止。3)吊臂伸缩机构 使吊臂在一定尺寸范围内可调，并能够定位，用以改变吊臂的工作长度。一般为3节或4节套筒伸缩结构。4)吊臂变幅机构 使吊臂在150800之间角度任意可调，用以改变吊臂的倾角。5)吊钩起降机构 使重物在起吊范围内任意升降，并在任意位置负重停止，起吊和下降速度在一定

9、范围内无级可调。汽车起重机产品特点：1.豪华全驾驶室和操纵室具有现代流线型风格；2.功率大，油耗小，噪音符合国家标准要求；3.走台板为全覆盖式，便于在车上工作与检修；4.支腿系统采用双面操纵，方便实用；5.产品各项性能指标基本达到了多田野50吨产品性能指第二章 液压传动特点及工作原理2.1液压传动的特点传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压传动和称为流体传动，是根据17世纪提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。 液压系统主要由：动力元件（）、执行元件（油缸或液压马达

10、）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。 1、动力元件（油泵） 它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。 2、执行元件（油缸、液压马达） 它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。 3、控制元件 包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 4、辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括、蓄能装置、管件各种管接头(扩口式、焊接式、卡套式）、高压、快换、软管总成、测压接头、管夹等及等，它们同样十分重要。 5、工作介质 工作介质是指各类液压

11、传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。 液压传动的优点液压传动具有以下几个方面的优点：（1）在同等的体积下，液压装置可以比电气装置产生更多的动力，由于液压系统中的压力能比电枢磁场中的磁力大出30倍40倍。在同等的功率下，液压装置的体积小，重量轻，结构紧凑。而液压马达的体积只有同等功率电机的12%左右。（2）液压装置工作比较平稳的。由于重量轻、惯性小、反应快、液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向。液压装置的换向频率，在实现往复回转运动时可达500次/min,实现往复直线运动可达1000次/min。（3）液压装置能在大范围实现无级调速（调速的范围可达2000），还可以在运动

12、的过程中进行调速。 （4）液压传动容易实现自动化，这是因为对液压压力、流量或流动方向易于进行调节或控制的缘故。当将液压控制和电气、电子控制或气动控制结合起来使用时，整个传动装置能实现很复杂的顺序动作，接受远程控制。（5）液压装置易于实现过载保护，液压缸和液压马达都能长期在失速状态下工作而不会过热，这是电气传动装置和机械传动装置无法办到的。 （6）由于液压元件已实现了标准化，液压系统的设计、制造和使用都比较方便。液压元件的排列布置也具有较大的机动性。 （7）用液压传动来实现直线运动比用机械传动简单。 （8）液压系统一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长。另一方面，液压传动具有

13、以下几方面的缺点： （1）液压传动不能保证严格的传动比，这是由液压油液的可压缩性和泄漏等原因造成的。（1）体积小、重量轻，例如同功率液压马达的重量只有电动机的1020%。因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击； （2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速，且调速范围最大可达1：2000(一般为1：100）。（3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换； （4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制； （5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用长； （6）操纵控制

14、简便，自动化程度高；（7）容易实现过载保护。（8)液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和使用。（1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁；（2）对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高； （3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平； （4）液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作，一般工作温度在-1560范围内较合适。（5）液压传动在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力大，流量损失大，故系统效率较低.2.2 主要工作原理 1.1 液压传动的工作原理图所示为液压千斤顶的工作原理。它由手动柱塞液压泵和

15、液压油缸两大部分构成。大、小活塞与缸体及泵接触面之间保持良好的配合。当这个作用力大于油腔10中油液对钢球的作用力时，钢球被推开，油腔中油液的压力就传递到油腔10，油液被压入油腔10，迫使它的密封容积变大，结果推动活塞11和重物一起上升（图c），反复推压手柄1，就会连续不断地将油液压入油腔10，使活塞11和重物不断上升，从而达到起重的目的。二、液压传动的工作原理动力部分液压泵。它将机械能转换为液压能，给液压系统提供压力有源，如图1-2中的1、2、3、5、7组成的手动和柱塞泵。 执行部分液压缸或马达。它将液压能转换为机械能，输出力、行程和速度，如图1-2中活塞11和缸体12组成的液压缸控制部分控制

16、阀。控制液体压力、流量、流速和方向，如放油阀。 辅助部分输送液体、储存液体、过滤液体、密封等，如油箱、管路第三章 液压基本回路所谓基本回路就是能够完成某种特定控制功能的液压元件和管道的组合。例如用来调节液压泵供油压力的调压回路，改变液压执行元件工作速度的调速回路等都是常见的液压基本回路，所谓全局为局部之总和，因而熟悉和掌握液压基本回路的功能，有助于更好地分析、使用和设计各种液压传动系统。3.1 压力控制回路 压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路，这类四路包括调压、减压、增压、卸荷和平衡等多种回路。3.1.1 调压回路功用：使液压系统

17、整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节。在变量泵系统中，用安全阀来限定系统的最高压力，防止系统过载。若系统中需要二种以上的压力，则可采用多级调压回路。（1） 单级调压回路如 “图3-1单级调压回路”所示，在液压泵1出口处设置并联的溢流阀2即可组成单级调压回路，从而控制了液压系统的最高压力值。图3-1 单级调压回路1定量泵 2溢流阀的作用溢流阀 3节流阀 4液压缸（2） 二级调压回路 如“图3-2 二级调压回路”，可实现两种不同的压力控制。 图3-2 二级调压回路3.1.2 减压回路减压回路的功用是使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。

18、最常见的减压回路通过定值减压阀与主油路相连，如“图3-3 减压回路”所示。回路中的单向阀供主油路压力降低（低于减压阀调整压力）时防止油液倒流，起短时保压之用。减压回路中也可以采用类似两级或多级调压的方法获得两级或多级减压，如“图3-4 先导型减压减压回路”所示为利用先导型减压阀1的远控口接一远控溢流阀2，则可由阀1、阀2各调得一种低压，但要注意，阀2的调定压力值一定要低于阀1的调定压力值。图3-3 减压回路 图3-4 先导型减压减压回路 为了使减压回路工作可靠起见，减压阀的最低调整压力不应小于0.5Mpa，最高调整压力至少应比系统压力小 0.5MPa。当减压回路中的执行元件需要调速时，调速元件

19、应放在减压阀的后面，以避免减压阀泄漏（指由减压阀泄油口流回油箱的油液）对执行元件的速度发生影响。3.1.3 增压回路当液压系统中的某一支油路需要压力较高但流量又不大的压力油，若采用高压泵不经济，或者根本就没有这样高压力的液压泵时，就要采用增压回路。（1） 单作用增压缸的增压回路如“图3-5 增压回路”和“图3-6 连续增压”所示，间歇增压图3-5 增压回路 图3-6 连续增压3.1.4 卸荷回路卸荷回路的功用是在液压泵驱动电动机不频繁启闭的情况下，使液压泵在功率损耗接近于零的情况下运转，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电机的寿命。可分：流量卸荷和压力卸荷。流量卸荷主要是使用变量泵，使泵仅

20、为补偿泄漏而以最小流量运转，此方法比较简单，但泵仍处在高压状态下运行，磨损比较严重。压力卸荷的方法是使泵在接近零压下运转，常见的压力卸荷方式有以下几种：（1）换向阀卸荷回路 M、H和K型中位机能的三位换向阀处于中位时，泵即卸荷，如“图3-7换向阀卸荷回路”所示为采用M型中位机能的电液换向阀的卸荷回路。这种回路切换时压力冲击小，但回路中必须设置单向阀，以使系统能保持03MPa左右的压力，供操纵控制油路之用。如“图3-7 换向阀卸荷回路”所示：图3-7 换向阀卸荷回路（2）用先导型溢流阀卸荷的卸荷回路“图3-8先导型溢流阀卸荷的卸荷回路”中若去掉阀4，使先导型溢流阀的远程控制口直接与二位二通电磁阀

21、相连，便构成一种用先导型溢流阀的卸荷回路。这种卸荷回路卸荷压力小，切换时冲击也小。图3-8 先导型溢流阀卸荷的卸荷回路（3）双泵供油回路中利用顺序阀作卸荷阀在双泵供油回路中利用顺序阀作卸荷阀的卸荷方式，详见“图3-9双泵供油回路”。图3-9 双泵供油回路4)限压式变量泵的卸载回路限压式变量泵的卸载回路为零流量卸载，如图所示，当液压缸3活塞运动到行程终点或换向阀2处于中位时，泵1的压力升高，流量减小，当压力接近压力限定螺钉调定的极限值时，泵的流量减小到只补充液压缸或换向阀的泄漏，回路实现保压卸载。系统中的溢流阀4作安全阀用，以防止泵的压力补偿装置的零漂和动作滞缓导致压力异常。“图3-10 限压式

22、变量泵的卸载回路”所示： 图3-10 限压式变量泵的卸载回路 图3-11 蓄能器的卸载回路5)有蓄能器的卸载回路“图3-11 蓄能器的卸载回路”所示：是系统中有蓄能器的卸载回路。当回路压力到达卸载溢流阀2的调定值时，定量泵通过阀2卸载，由蓄能器3保持系统压力，补充系统泄漏；当回路压力下降低于卸荷溢流阀2的调定值时, 阀2关闭, 定量泵恢复向系统供油。3.1.5 保压回路保压回路就是使系统在液压缸不动或仅有工件变形所产生的小位移下稳定地维持住压力。最简单的保压回路是使用密封性能较好的液控单向阀的回路，但是阀类元件处的泄漏使得这种回路的保压时间不能维持太久。常用的保压回路有：（1）利用液压泵保压的

23、保压回路利用液压泵的保压回路也就是在保压过程中，液压泵仍以较高的压力（保压所需压力）工作。此时，若采用定量泵则压力油几乎全经溢流阀流回油箱，系统功率损失大，易发热，故只在小功率的系统且保压时间较短的场合下才使用；若采用变量泵，在保压时泵的压力较高，但输出流量几乎等于零。因而，液压系统的功率损失小。（2）利用蓄能器的保压回路，如“图3-12 用蓄能器的保压回路”所示：图3-12 用蓄能器的保压回路3.1.6 平衡回路平衡回路的功用在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落。为采用单向顺序阀的平衡回路。 （1）“图3-13 单向顺序阀的平衡回路”，这种回路当活塞向下快速运动

24、时功率损失大，锁住时活塞和与之相连的工作部件会因单向顺序阀和换向阀的泄漏而缓慢下落；因此它只适用于工作部件重量不大、活塞锁住时定位要求不高的场合。 图3-13 单向顺序阀的平衡回路 图3-14 液控顺序阀的平衡回路（2）采用液控顺序阀的平衡回路 “图3-14 液控顺序阀的平衡回路”，这种平衡回路的优点是只有上腔进油时活塞才下行，比较安全可靠，缺点是活塞下行时平稳性较差；因此这种回路适用于运动部件重量不很大，停留时间较短的液压系统中。 （3）采用液控单向阀的平衡回路如“图3-15 液控单向阀的平衡回路”所示。由于液控单向阀是锥面密封，泄漏量小，故其闭锁性能好，活塞能够较长时间停止不动。回油路上串

25、联单向节流阀2，用于保证活塞下行运动的平稳。假如回油路上没有节流阀，活塞下行时液控单向阀1被进油路上的控制油打开：回油腔没有背压，运动部件由于自重而加速下降，造成液压缸上腔供油不足，液控单向阀1因控制油路失压而关闭。阀1关闭后控制油路又建立起压力，阀1再次被打开。液控单向阀时开时闭，使活塞在向下运动过程中产生振动和冲击。图3-15 液控单向阀的平衡回路3.2 速度控制回路 液压传动系统中速度控制回路包括调节液压执行元件的速度的调速回路、使之获得快速运动的快速回路、快速运动和工作进给速度以及工作进给速度之间的速度换接回路。3.2.1调速回路调速是为了满足液压执行元件对工作速度的要求，在不考虑液压

26、油的压缩性和泄漏的情况下，液压缸的运动速度为 公式（3-1）液压马达的转速： 公式（3-2）由以上两式可知，改变输入液压执行元件的流量q或改变液压缸的有效面积A（或液压马 达的排量VM）均可以达到改变速度的目的。但改变液压缸工作面积的方法在实际中是不现实 的，因此，只能用改变进入液压执行元件的流量或用改变变量液压马达排量的方法来调速。为 了改变进入液压执行元件的流量，可采用变量液压泵来供油，也可采用定量泵和流量控制阀， 以改变通过流量阀流量的方法。用定量泵和流量问阀来调速时，称为节流拥速；用改变变量泵或变量液压马达的排量调速时，称为容积调速；用变量泵和流量阀来达到调速目的时，则称 为容积节流调

27、速。1、 进油节流调速回路，如“图3-16 进油节流调速回路”所示：图3-16 进油节流调速回路（1） 速度负载特性缸稳定工作时有 公式（3-3）式中，P1为进油腔压力；P2为出油腔压力，P2=0；F为液压缸的负载；A1为液压缸无杆腔面积；A2为液压缸有杆腔面积，AT为节流阀通流面积。故 公式（3-4） 节流阀两端的压差为 公式（3-5）节流阀进入液压缸的流量为 公式（3-6）液压缸的运动速度为 公式（3-7）这种回路的调速范围较大，当AT调定后，速度随负载的增大而减小，故负载特性软。适用于低速轻载场合。（2） 最大承载能力 公式（3-8）（3）功率和效率在节流阀进油节流调速回路中，液压泵的输

28、出功率为常量，而液压缸的输出功率为，所以该回路的功率损失为，式中，qy为通过溢流阀的溢流量，qy=qp-q1，由上式可以看出，功率损失由两部分组成，即溢流损失功率和节流损失功率。（3） 回路效率为 公式（3-9）由于存在两部分的功率损失，故这种调速回路的效率较低。当负载恒定或变化很小时，可达0.2-0.6；当负载变化时，回路的最大效率为0.385。3.2.2 回油节流调速回路如“图3-17 回油节流调速回路”图3-17 回油节流调速回路（1） 速度负载特性 公式（3-10）式中，P1为进油腔压力；P2为出油腔压力，P2=0；F为液压缸的负载；A1为液压缸无杆腔面积；A2为液压缸有杆腔面积，AT

29、为节流阀通流面积。比较公式(3-3)和公式(3-10)可以发现，进油路节流调速和回油路节流调速的速度负载特性以及速度刚性基本相同，若液压缸两腔有效面积相同(双出杆液压缸)，那么两种节流调速回路的速度负载特性和速度刚度就完全一样。因此对进油路节流调速回路的一些分析对回油路节流调速回路完全适用。 （2） 最大承载能力回油路节流调速的最大承载能力与进油路节流调速相同，即（3） 功率和效率 公式（3-11）（4）回路效率为液压泵的输出功率与进油路节流调速相同，即常量，液压缸的输出功率为 公式（3-12）回路的功率损失为 公式（3-13）因此可以认为进油节流调速回路的效率和回油节流调速回路的效率相同。但

30、是，应当指出，在回油节流调速回路中，液压缸工作腔和回油腔的压力都比进油节流调速回路高，特别是在负载变化大，尤其是当F=0时，回油腔的背压有可能比液压泵的供油压力还要高，这样会使节流功率损失大大提高，且加大泄漏，因而其效率实际上比进油调速回路要低。进油与回油路节流调速回路不同之处：(1)承受负值负载的能力 回油节流调速回路的节流阀使液压缸回油腔形成一定的背压，在负值负载时，背压能阻止工作部件的前冲，而进油节流调速由于回油腔没有背压力，因而不能在负值负载下工作。 (2)停车后的启动性能 长期停车后液压缸油腔内的油液会流回油箱，当液压泵重新向液压缸供油时，在回油节流调速回路中，由于进油路上没有节流阀

31、控制流量，会使活塞前冲；而在进油节流调速回路中，由于进油路上有节流阀控制流量，故活塞前冲很小，甚至没有前冲。(3)实现压力控制的方便性 进油节流调速回路中，进油腔的压力将随负载而变化，当工作部件碰到止挡块而停止后，其压力将升到溢流阀的调定压力，利用这一压力变化来实现压力控制是很方便的；但在回油节流调速回路中，只有回油腔的压力才会随负载而变化，当工作部件碰到止挡块后，其压力将降至零，虽然也可以利用这一压力变化来实现压力控制，但其可靠性差，一般均不采用。(4)发热及泄漏的影响 在进油节流调速回路中，经过节流阀发热后的液压油将直接进入液压缸的进油腔；而在回油节流调速回路中，经过节流阀发热后的液压油将

32、直接流回油箱冷却。因此，发热和泄漏对进油节流调速的影响均大于对回油节流调速的影响。 (5)运动平稳性 在回油节流调速回路中，由于有背压力存在，它可以起到阻尼作用，同时空气也不易渗入，而在进油节流调速回路中则没有背压力存在，因此，可以认为回油节流调速回路的运动平稳性好一些；但是，从另一个方面讲，在使用单出杆液压缸的场合，无杆腔的进油量大于有杆腔的回油量。故在缸径、缸速均相同的情况下，进油节流调速回路的节流阀通流面积较大,低速时不易堵塞。因此，进油节流调速回路能获得更低的稳定速度。为了提高回路的综合性能，一般常采用进油节流调速，并在回油路上加背压阀的回路，使其兼具两者的优点。3.3 方向控制回路

33、在液压系统中,起控制执行元件的起动、停止及换向作用的回路,称方向控制回路。方向控制回路有换向回路和锁紧回路。关于机动液动换向回路的控制方式和换向精度等问题,在磨床液压系统中叙述。3.3.1换向回路运动部件的换向,一般可采用各种换向阀来实现。在容积调速的闭式回路中,也可以利用双向变量泵控制油流的方向来实现液压缸(或液压马达)的换向。依靠重力或弹簧返回的单作用液压缸,可以采用二位三道换向阀进行换向。双作用液压缸的换向,一般都可采用二位四通(或五通)及三位四通(或五通)换向阀来进行换向,按不同用途还可选用各种不同的控制方式的换向回路。电磁换向阀的换向回路应用最为广泛,尤其在自动化程度要求较高的组合机

34、床液压系统中被普遍采用,这种换向回路曾多次出现于上面许多回路中,这里不再赘述。对于流量较大和换向平稳性要求较高的场合,电磁换向阀的换向回路已不能适应上述要求,往往采用手动换向阀或机动换向阀作先导阀，而以液动换向阀为主阀的换向回路,或者采用电液动换向阀的换向回路。“图3-18先导阀控制液动换向阀的换向回路” 该回路中用辅助泵2提供低压控制油,通过手动先导阀3(三位四通转阀)来控制液动换向阀4的阀芯移动,实现主油路的换向,当转阀3在右位时,控制油进入液动阀4的左端,右端的油液经转阀回油箱,使液动换向阀4左位接入工件,活塞下移。当转阀3切换至左位时,即控制油使液动换向阀4换向,活塞向上退回。当转阀3

35、中位时,液动换向阀4两端的控制油通油箱,在弹簧力的作用下,其阀芯回复到中位、主泵1卸荷。这种换向回路,常用于大型压机上。在液动换向阀的换向回路或电液动换向阀的换向回路中,控制油液除了用辅助泵供给外,在一般的系统中也可以把控制油路直接接入主油路。但是,当主阀采用M型或H型中位机能时,必须在回路中设置背压阀,保证控制油液有一定的压力,以控制换向阀阀芯的移动。在机床夹具、油压机和起重机等不需要自动换向的场合,常常采用手动换向阀来进行换向。图3-18先导阀控制液动换向阀的换向回路3.4 其它回路 3.4.1 锁紧回路图 3-19 锁紧回路锁紧回路的功用是使液压缸能在任意位置上停留，且停留后不会因外力作

36、用而移动位置的回路。如“图3-19 锁紧回路”即为使用液控单向阀（又称双向液压锁）的锁紧回路。在这个回路中，由于液控单向阀的阀座一般为锥阀式结构，所以密封性好，泄漏极少，锁紧的精度主要取决于液压缸的泄漏。这种回路被广泛用于工程机械、起重运输机械等有锁紧要求的场合。3.4.2 节能回路节能的目的是提高能量的利用率，因而节能回路的功用是要用最小的输入能量来完成一定的输出。旁路节流调速回路、差动回路，用蓄能器的快速运动回路和双泵供油回路等均具有一定的节能效果。下面再介绍两种节能回路。（1）负载串联节能回路 “图3-20负载串联节能回路”所示为两负载串联的节能回路。图3-20 负载串联节能回路在该回路

37、中，当各执行元件单独工作时，工作压力由各自的溢流阀调定。若同时工作，由于前一个回路的溢流阀受后一个回路的压力信号控制，泵转入叠加负载下工作，这时泵的流量只要满足流量大的那个执行元件即可，工作压力高到接近泵的额定压力，提高了泵的运行效率。这种节能回路结构简单，且采用定量泵供油，因而比较经济。由于负载叠加的缘故， 故两个执行元件的负载不能太大。（2）二次调节系统如“图3-21 二次调节节能回路”所示为二次调节（亦称次级调节）节能回图3-21 二次调节节能回路路，这种调节回路打破了常规的液压驱动系统-通过流量联系，即马达的输入转速、输出转矩、回转方向等性能参数决定于泵的能量供应、阀类的控制等状况，也

38、就是通过直接或间接调节一次能量转换元件-液压泵来实现变换和控制的常规，使一次和二次能量转换器件之间通过压力来联系，液动机从集中液压能源系统中获取运转需要的相应能量。其输出性能的改变，主要通过二次元件的调节来实现。如“图3-21 二次调节节能回路”所示，带蓄能器的管路表示集中式液压源附有变量调节缸3的变量液压马达2就是被驱动的二次能量转换元件。二次调节回路是按照需要从能源系统中获取能量的原则进行工作的，动力源无需通过控制环节而直接作用在二次调节元件上，在不需输出扭矩时，二次元件的变量摆角及所吸收的流量都会被自动地调节到近似于零的值，故能获得最大限度的节能效果。采用这种调节回路时，多个彼此并联的执

39、行元件能够在同一供压的回路中互不干扰地按自己需要的速度和转矩运行。 第四章 汽车起重机液压系统4.1概述汽车起重机是一种使用广泛的工程机械，这种机械能以较快速度行走，机动性好、适应性强、自备动力不需要配备电源、能在野外作业、操作简便灵活，因此在交通运输、城建、消防、大型物料场、基建、急救等领域得到了广泛的使用。在汽车起重机上采用液压起重技术，具有承载能力大，可在有冲击、振动和环境较差的条件下工作。由于系统执行元件需要完成的动作较为简单，位置精度要求较低，所以，系统以手动操纵为主，对于起重机械液压系统，设计中确保工作可靠与安全最为重要。汽车起重机是用相配套的载重汽车为基本部分，在其上添加相应的起

40、重功能部件，组成完整汽车起重机，并且利用汽车自备的动力作为起重机的液压系统动力；起重机工作时，汽车的轮胎不受力，依靠四条液压支撑腿将整个汽车抬起来，并将起重机的各个部分展开，进行起重作业；当需要转移起重作业现场时，需要将起重机的各个部分收回到汽车上，使汽车恢复到车辆运输功能状态，进行转移。一般的汽车起重机在功能上有以下要求1)整机能方便的随汽车转移，满足其野外作业机动、灵活、不需要配备电源的要求；2)当进行起重作业时支腿机构能将整车抬起，使汽车所有轮胎离地，免受起重载荷的直接作用，且液压支腿的支撑状态能长时间保持位置不变，防止起吊重物时出现软腿现象；3)在一定范围内能任意调整、平衡锁定起重臂长

41、度和俯角，以满足不同起重作业要求；4)使起重臂在3600以内能任意转动与锁定；5)使起吊重物在一定速度范围内任意升降，并能在任意位置上能够负重停止，负重启动时不出现溜车现象。图8-9所示为汽车起重机的结构原理图，它主要由如下五个部分构成1)支腿装置 起重作业时使汽车轮胎离开地面，架起整车，不使载荷压在轮胎上，并可调节整车的水平度，一般为四腿结构。2)吊臂回转机构 使吊臂实现3600任意回转，在任何位置能够锁定停止。3)吊臂伸缩机构 使吊臂在一定尺寸范围内可调，并能够定位，用以改变吊臂的工作长度。一般为3节或4节套筒伸缩结构。4)吊臂变幅机构 使吊臂在150800之间角度任意可调，用以改变吊臂的

42、倾角。5)吊钩起降机构 使重物在起吊范围内任意升降，并在任意位置负重停止，起吊和下降速度在一定范围内无级可调。4.2 Q28型液压汽车起重机工作原理图9.4 Q2-8汽车起重机外型简图1载重汽车(Truck Chassis)；2回转机构(Slewing Mechanism)；3支腿(Outrigger)；4吊臂变幅缸(Derricking Cylinder)；5吊臂伸缩缸(Boom Telescoping Section)；6起升机构(Hoisting Mechanism)；7基本臂(Basic Seetion)图9.5 Q2-8汽车起重机液压系统原理图1 液压泵(Hydraulic Pump

43、s)；2滤油器(Filter)；3二位三通手动换向阀(3-port 2-position Manually Operated Control)； 4、12溢流阀(Pressure Relief Valve)； 5、6、13、16、17、18三位三通手动换向阀(3-port 3-position Directional Valve)；7、11液压锁(Dual Pilot Operated Check Valve)； 8后支腿缸(Aft Outrigger Cylinder)； 9锁紧缸(Locking Cylinder)； 10前支腿缸(Front Outrigger)； 14、15、19平衡阀

44、(Counterbalance Valve)； 20制动缸(Brake Cylinder)； 21单向节流阀Q2-8型汽车起重机是一种中小型起重机（最大起重能力8吨），该起重机液压系统如图8-10、产品照片组所示。这种起重机的作业操作，主要通过手动操纵来实现多缸各自动作。起重作业时一般为单个动作，少数情况下有两个缸的复合动作，为简化结构，系统采用一个液压泵给各执行元件串联供油方式。在轻载情况下，各串联的执行元件可任意组合，使几个执行元件同时动作，如伸缩和回转，或伸缩和变幅同时进行等。汽车起重机液压系统中液压泵的动力，都是由汽车发动机通过装在底盘变速箱上的取力箱提供。液压泵为高压定量齿轮泵，由于

45、发动机的转速可以通过油门人为调节控制，因此尽管是定排量泵，但其输出的流量可以在一定的范围内通过控制汽车油门开度的大小来人为控制，从而实现无级调速；该泵的额定压力为21MPa，排量为40minr，额定转速为1500rmin；液压泵通过中心回转接头9、开关10和过滤器11从油箱吸油；输出的压力油经回转接头9、多路换向阀手动阀组l和2的操作，将压力油串联地输送到各执行元件，当起重机不工作时，液压系统处于卸荷状态。液压系统各部分工作的具体情况如下1)支腿缸收放回路 该汽车起重机的底盘前后各有两条支腿，通过机械机构可以使每一条支腿收起和放下。在每一条支腿上都装着一个液压缸，支腿的动作由液压缸驱动。两条前支腿和两条后支腿分别由多路换向阀1中的三位四通手动换向阀A和B控制其伸出或缩回。换向阀均采用M型中位机能，且油路采用串联方式。确保每条支腿伸出去的可靠性至关重要，因此每个液压缸均设有双向锁紧回路，以保证支腿被可靠地锁住，防止在起重作业时发生“软腿”现象或行车过程中支腿自行滑落。此时系统中油液的流动情况为前支腿进油路 取力箱液压泵多路换向阀1中的阀A两个前支腿缸进油腔；回油路 两个前支腿缸回油腔多路换向阀1中的阀A阀B中位旋转接头9多路换向阀2中阀C、D、E、F的中位旋转接头9油箱。后支腿进油路 取力箱液压泵