中大吨位起重机液压系统培训资料.ppt

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1、中大吨位起重机液压系统禹阳华禹阳华1 1内容提要内容提要起重机液压系统简介 基本组成和功能基本组成和功能 系统控制方式和特点系统控制方式和特点 起重机液压系统技术发展趋势起重机液压系统技术发展趋势中大吨位起重机电比例液压技术液压系统原理框图液压系统原理框图液压系统原理分析液压系统原理分析电比例控制液压系统技术特征电比例控制液压系统技术特征主要液压元器件介绍主要液压元器件介绍中大吨位起重液压主要创新点同行业中大吨位起重机操控性对比中大吨位起重机主要优点大吨位起重机液压系统大吨位起重机液压系统2 2起重机液压系统起重机液压系统基本组成和功能 起重机液压系统一般由上车和下车起重机液压系统一般由上车和

2、下车2 2个液压系统组成。上车液压系统一个液压系统组成。上车液压系统一般由起升、变幅、伸缩、回转、控制般由起升、变幅、伸缩、回转、控制5 5个主回路组成个主回路组成。如下图：。如下图：3 3起重机液压系统起重机液压系统基本组成和功能起升回路基本要求起升回路基本要求具有规定的提升能力和提升速度；具有规定的提升能力和提升速度；工作平稳，尤其重物下降时，应能防止由于载荷的自重导致超速降落工作平稳，尤其重物下降时，应能防止由于载荷的自重导致超速降落 微动性能好，防止载荷就位时发生冲击。微动性能好，防止载荷就位时发生冲击。变幅回路基本要求 能带负载变幅，变幅动作平稳可靠能带负载变幅，变幅动作平稳可靠 由

3、于落臂时与负载运动方向一致，有自动增速的趋势，要采取限速措施。由于落臂时与负载运动方向一致，有自动增速的趋势，要采取限速措施。伸缩回路基本要求 吊臂作业时，伸缩液压缸不能缩回吊臂作业时，伸缩液压缸不能缩回 带载回缩时，伸缩油缸不能超速缩回，所以也要有限速措施，设置平衡阀组成带载回缩时，伸缩油缸不能超速缩回，所以也要有限速措施，设置平衡阀组成 平衡回路平衡回路 5 5节以下伸缩臂的液压系统国内一般采用同步或顺序加同步的伸缩方式节以下伸缩臂的液压系统国内一般采用同步或顺序加同步的伸缩方式 对于具有对于具有5 5节以上伸缩臂的液压系统，多采用单缸插销伸缩机构，这种伸缩机节以上伸缩臂的液压系统，多采用

4、单缸插销伸缩机构，这种伸缩机构自重轻，能大幅提高起重机的起重性能构自重轻，能大幅提高起重机的起重性能 。4 4回转回路基本要求：回转平稳，通过自由滑转功能来实现吊重的自动对中，从而有效防止侧载的产生。回转平稳，通过自由滑转功能来实现吊重的自动对中，从而有效防止侧载的产生。序号操纵方式特点产品应用1机械式操纵简单、可靠，操纵舒适性25CS，50CS2液控比例操纵操纵舒适，管路复杂，故障不易排除25CY，50CY3电控比例操纵操纵舒适，管路简单，可做故障诊断100C，130，160，220等二、系统操纵方式分类及对比：系统控制方式和特点系统控制方式和特点 其中，最有发展前途的还是电控比例操纵系统，

5、借助于计算机技术和可编程技术，汽其中，最有发展前途的还是电控比例操纵系统，借助于计算机技术和可编程技术，汽车起重机将向智能化发展，我们的车起重机将向智能化发展，我们的100C以上车型均采用此类系统。以上车型均采用此类系统。下车液压系统主要是支腿油路，液压支腿在起重机工作时，支承整机和外载荷重下车液压系统主要是支腿油路，液压支腿在起重机工作时，支承整机和外载荷重量，要求安全可靠，作业时不能发生支腿自缩现象。为了提高效率及整机调平需要，量，要求安全可靠，作业时不能发生支腿自缩现象。为了提高效率及整机调平需要，各支腿液压缸既可同时伸缩又可单独伸缩。各支腿液压缸既可同时伸缩又可单独伸缩。5 5齿轮泵和

6、柱塞泵性能对比：起重机液压系统技术发展趋势齿轮泵先导控制系统柱塞泵先导控制系统对比项目节能效果排量为定值，功率损失较大负载敏感+恒功率控制，具有更好的节能效果噪音噪音较大噪音较小排量/压力等级排量较小，压力一般低于25MPa排量较大，压力可达到32MPa以上微动性能齿轮泵低转速流量波动大，微动性较差流量波动小，微动性较好容积效率三联齿轮泵，低转速和重载时容积效率低单联柱塞泵，容积效率很高油泵寿命较低较高成本成本较低成本较高三、汽车起重机技术发展趋势 全地面技术 全地面起重机底盘技术关键是油气悬架系统和多桥转向系统设计。与传统全地面起重机底盘技术关键是油气悬架系统和多桥转向系统设计。与传统板簧悬

7、架系统相比，其技术性能特点为：增强底盘承压能力；提高行驶的平顺板簧悬架系统相比，其技术性能特点为：增强底盘承压能力；提高行驶的平顺性；有效地平衡轴荷；增加整机的侧倾刚度；调节车身高度和锁死悬架。性；有效地平衡轴荷；增加整机的侧倾刚度；调节车身高度和锁死悬架。目前目前我们我们160t以上系统均采用全地面技术。以上系统均采用全地面技术。6 6起重机液压系统技术发展趋势 单缸插销伸缩技术是通过液压销的作用，以单个液压油缸可完成多节伸臂单缸插销伸缩技术是通过液压销的作用，以单个液压油缸可完成多节伸臂的运动，并达到各种工况的程度控制和自动伸缩，改变了以往多级油缸加内部的运动，并达到各种工况的程度控制和自

8、动伸缩，改变了以往多级油缸加内部绳排的动作方式，使起重臂相对更轻，最大程度上提高了起吊重量，同时拓展绳排的动作方式，使起重臂相对更轻，最大程度上提高了起吊重量，同时拓展了起重机向更高工作高度发展的空间。了起重机向更高工作高度发展的空间。目前我们目前我们130t以上系统均采用单缸插销以上系统均采用单缸插销技术。技术。单缸插销技术液压控制技术 现代施工对起重机液压系统提出了新的设计要求：现代施工对起重机液压系统提出了新的设计要求：节能、高效、可靠以及微动性、平稳性好。节能、高效、可靠以及微动性、平稳性好。为了适应这些新的要求，以前的定量泵将逐步被先进可靠的具有负载为了适应这些新的要求，以前的定量泵

9、将逐步被先进可靠的具有负载反馈、压力切断的恒功率变量泵，甚至电控变量泵所取代，先前的定量马反馈、压力切断的恒功率变量泵，甚至电控变量泵所取代，先前的定量马达或液控变量马达也将被电控变量马达所取代。达或液控变量马达也将被电控变量马达所取代。这种系统将能有效的达到轻载高速、重载低速和节能的效果。这种系统将能有效的达到轻载高速、重载低速和节能的效果。7 7中大吨位起重机电比例液压技术8 8上车液压系统原理框图9 9QY220液压系统原理图1010中大吨位起重机产品系统技术电控比例控制技术电控比例控制技术双泵合流双泵合流/分流控制技术分流控制技术系统冗余性设计理念系统冗余性设计理念故障诊断设计理念故障

10、诊断设计理念微动性、平稳性优化微动性、平稳性优化系统油路集成和控制系统油路集成和控制上车液压系统技术特征1111电控比例控制技术自主设计开发了一种双泵合自主设计开发了一种双泵合/分流电控比例液压系统。该系统抛弃了传统设计方分流电控比例液压系统。该系统抛弃了传统设计方法和思路（传统设计中一般采用比例多路阀的液控比例流量控制方法），采用一法和思路（传统设计中一般采用比例多路阀的液控比例流量控制方法），采用一种种电控变量泵电控变量泵+流量分配模块流量分配模块+换向阀组成的流量和方向控制系统换向阀组成的流量和方向控制系统，自行设计了集，自行设计了集成块，极大的提高了设计可靠性、功能全面性、控制灵活性、

11、系统冗余性和成本成块，极大的提高了设计可靠性、功能全面性、控制灵活性、系统冗余性和成本经济性。（液压系统已申请专利）经济性。（液压系统已申请专利）1212双泵合流控制技术双泵合流控制技术：该项技术充分利用系统流量，双联泵可以任意合流供油，能够实现变幅、伸缩和卷扬等工况的快速作业，以提高作业效率；同时也可以任意分流供油以保证各工况实现组合动作功能。其原理示意图如下：双泵合流双泵合流/分流控制技术分流控制技术1313主阀原理图如下：双泵合流双泵合流/分流控制技术分流控制技术1414系统冗余性设计理念系统冗余性设计理念：液压系统采用系统备份的设计方法，即双联泵相互可以替代独立驱动任意一个执行机构。通

12、过设计一套正常工况的程序和两套检修检修工况的程序确保在油泵或者液压油路出现异常时，系统仍然能够完成作业。因此具有很高的系统冗余性。系统冗余性和故障诊断设计理念系统冗余性和故障诊断设计理念vQY220液压系统的冗余性，体现在该两联泵均可以独立驱动液压系统的冗余性，体现在该两联泵均可以独立驱动变幅、伸缩、卷扬中的任意一个工况。变幅、伸缩、卷扬中的任意一个工况。1515系统组成系统组成：由主阀组控制上车的主卷扬、副卷扬、变幅、伸缩、回转五个动作。通过上车主阀和电控变量泵的配合实现对上述五个动作的电比例控制，实现速度无级调控，改善操纵舒适性。我们自行设计研发了一种集换向控制功能和分合流控制功能于一体的

13、主阀，其结构如下图：系统油路集成和控制系统油路集成和控制主阀总成配重和变位阀总成主阀大量采用威格仕标准工业阀，插装阀等通用元件，具有较高的可靠性。主阀大量采用威格仕标准工业阀，插装阀等通用元件，具有较高的可靠性。1616微动性优化处理：微动性优化处理：采用电控操纵手柄结合油泵分段斜坡控制方法，减小液压系统冲击，优化系统微动性。如在双泵合流状态下，油泵理论控制曲线如下：微动性优化处理微动性优化处理l主、副卷扬马达均为电控变量主、副卷扬马达均为电控变量马达，可以无级变速，满足重载马达，可以无级变速，满足重载低速，轻载高速作业需求，提高低速，轻载高速作业需求，提高系统作业效率。同时，主、副卷系统作业

14、效率。同时，主、副卷扬马达均配置平衡阀，具有很好扬马达均配置平衡阀，具有很好的微动性。的微动性。l变幅油缸配置电比例平衡阀，变幅油缸配置电比例平衡阀，提高落幅动作平稳性和微动性，提高落幅动作平稳性和微动性，并且落幅工况应用重力下放功能，并且落幅工况应用重力下放功能，能够节省系统功耗。能够节省系统功耗。1717整车控制方式整车控制方式：QY220整车液压系统全部采用电控集成控制方式，具有相当高的控制灵活性和强大的故障诊断功能。整车控制方式和故障诊断整车控制方式和故障诊断1818闭式回转液压系统框图闭式回路闭式回路+自由滑转控制自由滑转控制反比例减压阀用于快速制动和紧急制动反比例减压阀用于快速制动

15、和紧急制动1919系统功能：DT23为座椅开关，人坐在座椅上时得电DT24为自由滑转开关Y8为反比例电磁铁Y6，Y7为动作电磁铁闭式回转液压系统原理图2020上车需要标定的压力 大吨位调试简化版（100T-220T）大吨位起重机压力调节一览表大吨位起重机压力调节一览表QY100 (Mpa)QY130 (Mpa)QAY220 (Mpa)主阀上1#泵溢流阀压力34.50.534.50.534.50.5主阀上2#泵溢流阀压力34.50.534.50.534.50.51#泵切断压力320.5320.5320.52#泵切断压力320.5320.5320.5伸臂压力21.50.521.50.521.50.

16、5缩臂压力27.50.521.50.521.50.5切断控制块缩臂压力/25.50.525.50.5切断控制块RAH101S10溢流阀压力/5.50.55.50.5回转压力24.50.524.50.524.50.5辅助泵压力18.50.518.50.518.50.5配重落压力7.50.57.50.57.50.5变位落压力3.50.53.50.53.50.5转台锁定压力/3.50.5脚架推出压力/3.50.5单缸插销控制块压力/77下车主溢流阀压力18.50.518.50.518.50.5注：上车压力在发动机1000r/min 测定，下车压力在怠速下测定2121泄油泄油控制油控制油1 1泵泵2

17、2泵泵回转泵回转泵吸油吸油油泵调节2222恒功率调节（与发动机匹配，防熄火）恒功率调节（与发动机匹配，防熄火）压力切断（保护油泵）压力切断（保护油泵）32MPa比例电磁铁比例电磁铁控制油口（可用于检查控制压力控制油口（可用于检查控制压力35MPa）油泵调节2323上车主阀调节伸臂压力伸臂压力21.5MPa2泵油路压力泵油路压力34.5MPa1泵油路压力泵油路压力34.5MPa24241泵泵总控总控2泵泵总控总控缩臂压力缩臂压力21.5MPa1泵切换控制泵切换控制伸缩伸缩变幅变幅副卷副卷主卷主卷上车主阀调节2525上车主阀上电磁铁介绍l 上车主阀电磁铁介绍DT1DT1DT2DT2DT4DT4DT

18、5DT5DT3DT3DT6DT6DT7DT7DT8DT8DT9DT9DT10DT10主卷扬主卷扬DT13DT13DT11DT11DT12DT12DT14DT14DT16DT16DT18DT18DT15DT15DT17DT17副卷扬副卷扬变幅变幅副卷扬副卷扬伸缩伸缩DT19DT192626上车主阀上电磁铁介绍1 1泵泵工工作作主卷扬动作主卷扬动作（DT3+DT3+）副卷扬动作副卷扬动作（DT4+DT4+）变幅动作变幅动作（DT5+DT5+）伸缩动作伸缩动作（DT6+DT6+）DT1+DT1+2 2泵泵工工作作主卷扬动作主卷扬动作（DT7+DT7+）副卷扬动作副卷扬动作（DT8+DT8+）变幅动作

19、变幅动作（DT9+DT9+）伸缩动作伸缩动作（DT10+DT10+）DT2+DT2+主阀电磁铁动作表2727QAY220上车主阀电磁铁功能表2828卷扬制动块和副臂变幅控制块燃油箱燃油箱卷扬制动阀卷扬制动阀副臂变幅副臂变幅控制阀控制阀压力调节压力调节螺杆螺杆2929拆除油泵前拆除油泵前必须松开锁必须松开锁紧螺母，装紧螺母，装好油泵后再好油泵后再复原复原油箱吸油路3030配重/副臂回收/转台锁定/脚架推出/变位阀配配重重副副臂臂回回收收转转台台锁锁定定脚脚架架推推出出操操纵纵室室变变位位总总控控3131配重/副臂回收/转台锁定/脚架推出/变位阀总控溢流调节总控溢流调节1920测压点测压点3232

20、单缸插销控制块拔销时得电拔销时得电正常工作时打开正常工作时打开3333单缸插销切换块（伸缩油缸缸筒上）3434主要液压元器件介绍l 系统主油泵：系统主油泵：A11VLO130LRDU2/10R-NZD12K02A11VLO130LRDU2/10R-NZD12K02 油泵排量：130ml/r；油泵工作压力：350bar；油泵峰值压力：400bar。油泵变量形式：电比例恒功率带压力切断控制。厂家：力士乐（Rexroth）3535主要液压元器件介绍l 回转油泵：回转油泵：A4VG56EP4D1/32R-NAC02N005EA4VG56EP4D1/32R-NAC02N005E 油泵排量：56ml/r；

21、油泵工作压力：400bar；油泵峰值压力：450bar。油泵变量形式：电比例控制。厂家：力士乐（Rexroth）3636l 电比例变幅电比例变幅平衡阀平衡阀：537.364.001.9537.364.001.9 平衡阀最大闭锁压力：420bar 公称通油量：350L/min 厂家：WESSEL主要液压元器件介绍3737中大吨位起重机液压主要创新点双泵合流双泵合流/分流控制技术分流控制技术新型创新主阀在起重机上的应用新型创新主阀在起重机上的应用闭式回转创新与研究闭式回转创新与研究自重落幅补偿技术研究自重落幅补偿技术研究中大吨位起重液压主要创新点3838双泵合流双泵合流/分流控制技术分流控制技术3

22、939新型创新主阀在起重机上的应用新型创新主阀在起重机上的应用a.首创的阀芯阀口布置传统阀口布置，在阀的中部油口为进油P口，最外端为两个回油T口；P口口A口口T口口B口口P口口在两芯阀中，如按照传统阀布置，则需增加2个油口；而将P口置于两侧，大幅减小了阀芯长度，减小了阀体体积，提高了阀芯动作可靠性。4040新型创新主阀在起重机上的应用新型创新主阀在起重机上的应用b.创新 设计的主阀 基本元件采用创新阀芯，自行设计阀体，以插装阀的方式将所需要14个阀芯集成于阀体中，通过阀芯的组合，完成起重机主要动作的需求；4141新型创新主阀在起重机上的应用新型创新主阀在起重机上的应用c.改善起重机操控品质，提

23、升产品质量创新阀泵控系统动作平稳可靠，对冲击抑制效果明显;提高复合动作性能d.降低了成本创新阀每台套可节约成本6000多元.e.提高液压系统的可靠性.4242闭式回转标杆研究与创新：闭式回转标杆研究与创新：通过试验确定阻尼大小勃海尔LTM 1220 当前90T至220T 改进型：二种回转模式优点：优点：1 1、启动时不稳定的流量可通过阻尼过滤掉，改善启动性能；、启动时不稳定的流量可通过阻尼过滤掉，改善启动性能；2 2、停止时，缓冲阻尼也可有效的平衡两边峰值压力；、停止时，缓冲阻尼也可有效的平衡两边峰值压力；3 3、控制元件少，故障率少，可降低成本、控制元件少，故障率少，可降低成本3000300

24、0多元；多元；4 4、可通过缓冲阻尼实现自由滑转功能；、可通过缓冲阻尼实现自由滑转功能；缺点：车架不平或斜拉上开口反转缺点：车架不平或斜拉上开口反转可防止车架不平或斜拉时小开口反转可防止车架不平或斜拉时小开口反转闭式回转创新与研究闭式回转创新与研究4343落幅控制系统研究落幅控制系统研究：勃海尔LTM 1220 自重落幅补偿技术研究自重落幅补偿技术研究采用自重落幅及自动补偿技术，实现起重臂平稳落幅存在缺陷：存在缺陷：变幅在小角度、中长臂或者吊载时变幅落最变幅在小角度、中长臂或者吊载时变幅落最大速度越来越快，很难控制；大速度越来越快，很难控制；特点：特点：由于变幅在小角度、中长臂或者吊载不同工况

25、时，由于变幅在小角度、中长臂或者吊载不同工况时，所反映的共性都是变幅缸无杆腔压力的变化，可所反映的共性都是变幅缸无杆腔压力的变化，可以通过变幅缸无杆腔压力的变化来控制变幅落的以通过变幅缸无杆腔压力的变化来控制变幅落的最大速度，可以实现变幅匀速下落；最大速度，可以实现变幅匀速下落；4444一、复合动作加入以及撤销时的冲击一、复合动作加入以及撤销时的冲击变幅加卷扬，落钩加入时徐工变幅加卷扬，落钩加入时徐工的冲击是的冲击是三一的三一的3 3倍，落钩撤出时徐工的冲击是三倍，落钩撤出时徐工的冲击是三一的一的1616倍。而起钩加入和撤出时，动作不倍。而起钩加入和撤出时，动作不明显。明显。l变幅变幅+卷扬卷

26、扬l变幅变幅+卷扬卷扬同行业中大吨位起重机操控性对比4545二、突变操作二、突变操作-卷扬卷扬起落钩时，三一的加速以及制动冲起落钩时，三一的加速以及制动冲击最小，而且振荡时间短。徐工的冲击最小，而且振荡时间短。徐工的冲击幅度稍大，但能很快的衰减掉。中击幅度稍大，但能很快的衰减掉。中联的冲击大而且衰减幅度久，平稳性联的冲击大而且衰减幅度久，平稳性差。差。同行业中大吨位起重机操控性对比4646常规操作常规操作-卷扬卷扬卷扬常规操作中，三一的起落钩加卷扬常规操作中，三一的起落钩加速与制动冲击都是最小的，徐工在卷速与制动冲击都是最小的，徐工在卷扬加速时的冲击比较大。扬加速时的冲击比较大。同行业中大吨位

27、起重机操控性对比4747三、突变操作三、突变操作-变幅变幅起幅时起幅时，徐工在加速时振荡时间长，中联，徐工在加速时振荡时间长，中联在加速以及制动时振荡时间长，而三一在在加速以及制动时振荡时间长，而三一在起幅时的冲击都能很快衰减掉，稳定性好。起幅时的冲击都能很快衰减掉，稳定性好。落幅时落幅时，三车的加速冲击都很小。制动时，三车的加速冲击都很小。制动时，徐工的冲击很大但能很快的衰减。三一的徐工的冲击很大但能很快的衰减。三一的振荡时间过长，稳定性较差。振荡时间过长，稳定性较差。同行业中大吨位起重机操控性对比4848常规操作常规操作-变幅变幅变幅常规操作中，空载变变幅常规操作中，空载变幅时，徐工在起幅

28、加速以及幅时，徐工在起幅加速以及制动时的冲击大于三一，落制动时的冲击大于三一，落幅制动时三一的冲击大于徐幅制动时三一的冲击大于徐工。工。同行业中大吨位起重机操控性对比4949四、突变操作四、突变操作-回转回转零配重回转时，三一的加速冲击最小而零配重回转时，三一的加速冲击最小而且振荡时间短，徐工的冲击振荡时间较且振荡时间短，徐工的冲击振荡时间较长，中联最大。回转制动时，三一与徐长，中联最大。回转制动时，三一与徐工很平稳没有明显冲击，中联没开自由工很平稳没有明显冲击，中联没开自由滑转制动冲击很大但也能很快衰减掉。滑转制动冲击很大但也能很快衰减掉。振荡过程振荡过程振荡过程振荡过程同行业中大吨位起重机

29、操控性对比5050常规操作常规操作-回转回转振荡过程振荡过程振荡过程振荡过程振荡过程振荡过程振荡过程振荡过程振荡过程振荡过程振荡过程振荡过程振荡过程振荡过程回转常规操作中，无配重时，三一的加速以及制动的冲击都很小，徐工次之，中联最大。回转常规操作中，无配重时，三一的加速以及制动的冲击都很小，徐工次之，中联最大。同行业中大吨位起重机操控性对比5151三一、徐工、蒲沅动作性能参数对比表中大吨位起重机主要优点单项动作项目三一QY100徐工Y100K蒲沅Y100H主卷扬单绳速度（空载）m/min130110124副卷扬单绳速度（空载）m/min130110124起重臂全伸/缩时间 s 135/1351

30、50/154/起重臂全起/落时间 (s)58/13065/？/最大回转速度(r/min)221.76l 单项动作性能参数对比表单项动作性能参数对比表5252组合动组合动作作项目项目三一三一QY100QY100徐工徐工Y100KY100K蒲沅蒲沅Y100HY100H主卷扬单绳速度（空载）主卷扬单绳速度（空载）m/minm/min979755556262副卷扬单绳速度（空载）副卷扬单绳速度（空载）m/minm/min727255556262起重臂全伸起重臂全伸/缩时间缩时间 s s 165/135165/135300/300/300/300/起重臂全起起重臂全起/落时间落时间 (s)(s)78/1

31、3078/130130/130/？/最大回转速度最大回转速度(r/min)(r/min)2 22 21.761.76l 组合动作性能参数对比表组合动作性能参数对比表中大吨位起重机主要优点5353 与同行相比中大吨位起重机液压性能的优点1工作效率明显高于同类厂家，特别是组合动作的工作效率比其他厂家有着无比的优越性。2低速档起重机组合动作时无需流量切换与重分配，单动作与组合无动作区别。3三一回转采用闭式回路并用电比例减压阀制动，回转运行平稳，启停无冲击，制动性能优越，定位准确。4卷扬、变幅、伸缩都设有双重保护，比其他厂家更安全更可靠。5运用电比例技术控制，更能体现节能、高效的现代技术要求6主阀自主创新，并大量采用威格仕标准工业阀、插装阀等通用元件，具有较高的可靠性、通用性和维修性；同时由于双泵合分流技术的运用，当其中一泵处于检修工况时，另一泵同样可维持工作，为用户带来极大的方便。中大吨位起重机主要优点5454谢谢！