精品履带式起重机原理Word格式文档下载.docx
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它是在起重作业时可以回转的部分包括装在回转平台上除吊臂、配重、吊钩等以外的全部机构和装置。
它是履带式起重机的下部行走部分,是履带式起重机的底盘,同时也是上车回转部分的基础。
主要有履带、驱动轮、导向轮、支重轮、上托轮、行走马达、行走减速箱、履带张紧装置、履带伸缩油缸等组成。
它是安装在下车底盘上用来支承上车回转部分的,包括回转支承装置的全部回转、滚动和不动的零部件和用来固定回转支承装置的机架等（不包括四转小齿轮）。
3.2.6配重
配重是安装在起重机回转平台尾部的具有一定形状的铁块,目的是确保起重机能稳定地工作。
在必要时,这些铁块可以卸下后单独搬运。
动力装置即为动力源。
在履带式起重机上,大部分动力装置为四冲程柴油发动机。
在履带式起重机上,它把内燃机的机械能经液压油泵转变为液压能,经液压油管和各种控制阀将液压能传给液压马达和液压油缸,液压马达和液压油缸再将液压能转变为机械能驱动各工作机构。
它把内燃机的动力传递给液压油泵,再把液压马达、液压油缸的液压能变成机械能,带动各工作机构。
机械传动部分主要由分动箱、减速箱、离合器、卷筒、轴、轴承、滑轮等部分组成。
主要由液压泵、液压马达、液压油缸、控制阀、液压油管、液压油箱等组成。
液压油泵把内燃机的机械能转变为液压能,液压马达把液压能转化为机械能驱动各工作机构。
由于液压传动调速方便,传动平稳,操纵轻便,元件体积小,重量轻,具有限速、自锁功能、总体布置合理等优点,在履带式起重机上被广泛应用。
控制装置是用以操纵和控制起重机各工作机构,使各机构能按要求进行启动、调速、换向、停止,从而实现起重机作业的各种动作。
控制装置主要由操纵杆、控制阀、按钮、开关、控制器等组成。
履带式起重机的工作机构主要包括卷扬机构、变幅机构、回转机构等。
卷扬机构可以实现吊钩的垂直上下运动;
变幅机构可以实现吊钩在垂直平面内移动;
回转机构可以实现吊钩在水平平面内移动。
以上三种机构的组合,能实现吊钩在起重机能及范围内的任意运动。
离合器、回转制动、变幅制动、行走制动、锁止机构等由储能器所储存的工作油操纵,而储能器的液压油由发动机后部的一个液压泵控制。
从储能器出来的压力油被分配给电磁阀、液压阀和离合器阀,通过操纵操作室中相应的控制杆和开关控制这些阀,从而控制相应的机构。
电气系统可分为主电路、控制电路、监测器电路、制动控制电路、力矩限制器电路和自动停止电路等部分。
履带式起重机上的安全装置主要是为了履带式起重机的安全操作。
履带式起重机上的安全装置主要有:
钩过卷保护装置、吊臂过倾保护装置、力矩限制器、吊臂角度指示器、卷扬棘抓、变幅棘爪、制动器、回转锁销等。
3.3履带式起重机各部分工作原理
整个机器包括上部机构、回转装置和底盘,操作是液压式的。
三个液压泵直接与发动机相联,液压泵将液压压力传递给驱动负载卷扬、主臂（第三卷鼓）、回转及行走等各个液压马达。
各液压回路中均设有一安全阀,以防止由于过负荷或冲击压力损坏液压设备。
所有的减速齿轮机构均为油浴式润滑。
离合器、圆盘制动器、锁止机构由储能器所储存的工作油操纵,而储能器由装在发动机后部的第4个油泵操纵。
从储能器出来的压力油被分配给电磁阀、液压阀和离合阀。
这些阀通过操纵室中的相应控制杆和开关控制,从而控制相应的机构。
在履带主动轮一侧,回转
马达和主臂马达处装有圆盘制动器。
主卷鼓和辅卷鼓装在一根轴上。
液压马达通过装在卷鼓轴中间的正齿轮减速一级,再通过内胀带式离合器将动力传给主卷鼓或铺卷鼓，两卷鼓分别装在卷鼓轴的两端，为液动式。
负载的卷上不和卷下是由操纵相应的卷鼓离合器及卷扬马达正、反转来进行控制的。
通过将卷扬控制杆推至相应的位置,即可实现高、低速的选择。
通过双控制阀的油被导入三联控制阀的卷扬回路,以提高卷上和卷下的速度,与此同时行走牵引和第三卷鼓不起作用。
当卷扬操纵杆扳回到空挡位置时,卷扬马达的工作油被平衡阀切断,卷鼓停转。
外抱带式卷扬制动器通过联结杆而与制动踏板联锁。
当卷上和卷下时,制动应松脱,而当维持起吊的负载不动时,制动应起作用。
当将离合器操纵杆扳到分离位置时,制动松开,即可实现自由下落。
欲在行走中操纵卷扬或吊臂起俯时,供给单控制阀的油液导入三联控制阀的吊臂起俯和卷扬回路,因此时液压阀已先被牵引和组合控制开关所接通,故可实现行走中的吊臂起俯或负荷卷扬的操纵。
主臂起俯（变幅）马达的速度通过行星齿轮和正齿轮传动而减速两级后,直接驱动变幅卷鼓。
通过改变马达的转向,即可实现吊臂的起升和俯下的转换。
当吊臂变幅杆扳至空挡时,平衡阀关闭了变幅马达油路,卷鼓停转。
与此同时,装在马达和减速机之间的困盘制动器自动制动,从而确保了安全。
在变幅卷鼓一侧的凸缘上带有棘轮机构,棘轮与一棘爪相嵌时便锁住了变幅卷鼓。
当行驶中操作变幅（或卷扬）操纵杆时,供给单控制阀的液压油便将被导入三联控制阔的变幅式卷扬回路,前提是液压阀已通过行走和组合操纵开关而接通。
回转马达通过行星齿轮减速两级后带动回转主动小齿轮,小齿轮装在花键出轴上,带动大齿圈。
改变回转马达的转向,即可改变回转的方向。
当回转操纵杆扳到空挡位置时,由于惯性,回转还将继续一会儿。
通过驾驶室中的一个开关控制由蓄能器来的油流,便可控制回转马达和减速齿轮间的圆盘制动器的制动和松脱。
回转锁操纵杆为机械式,可锁住回转装置连同其上部结构,锁住位置任意。
行走马达通过减速机（正齿轮）三级减速后直接带动驱动轮,减速机与履带架为一体结构。
通过改变左、右行走马达的回转方向,即可实现吊车的前进、倒退、原地旋转及转弯的动作。
当行走操作杆扳到空挡时,制动阀切断了马达油路,履带即停止转动。
装在马达和减速机之间的圆盘制动器（每边一个）,可通过驾驶室中的一个开关控制由蓄能器来的油流,从而实现制动作用的控制。
通过选择阀可选择行走的高、低速度。
在高速行走时,蓄能器向此阀供油;
在低速行走时,油从此阀排出。
（1）吊钩防过卷停止装置
当吊钩过卷而碰到重块时,微动开关的触点闭合而触动了卷扬自动停止继电器。
这时,卷扬自动停止电磁阀去磁而卸载,卷扬释放阀开启,从而使油泵的油流回油箱,即停止了卷扬马达。
（2）吊臂变幅过卷停止装置
当吊臂变幅角超过最大许可角80°
时,变幅微动开关闭合而触动了变幅自动停止继电器。
此时,吊臂变幅自动停止电磁阀去磁而卸载,释放阀开启,从而使油泵的油流回油箱,于是便停止了变幅马达的运转。
（3）自动停止解除
为将变幅或卷扬由于过卷而自动停止的状态复原到正常操作状态,可按下复位按钮,并在保持此按钮处于按下状态的情况下,将变幅杆或卷扬杆朝相应的降低方向扳动,直到各自的微动开关开启为止。
一旦微动开关开启,各相应的电磁阀和释放阀即关闭,液压油路便恢复到正常工作状态。
两套自动停止装置的解除均用同一复位按钮。
4回转液压系统
回转回路由斜轴式轴向柱赛马达提供驱动动力，一般由齿轮泵单独供油，组成单泵单回路开式系统，并由溢流阀限定系统压力。
多盘制动器设置在液压马达和回转装置之间，制动器是液压释放，弹簧上闸。
回转工作时，先释放常闭式阀制动器，用减压式先导阀油路控制三位六通液控换向阀来换向，从而达到左、右回转的目的。
在换向阀中位时，由于其滑阀机能为“y”型，液压马达停止回转，并能向系统补油。
4.1
回转液压回路
典型回转液压回路如下图4.1所示。
回转液压回路由回转液压马达、制动阀和控制阀组成。
图4.1回转液压回路
转换控制阀时，从P1泵来的液压油通过增压器经控制阀驱动液压马达。
液压马达产生的扭矩经减速器增大，通过回转小齿轮与回转支承的大齿圈啮合使回转台转动。
回转制动阀由液控滑阀、溢流阀和单向阀组成。
液控滑阀是个液压转换阀，它自动地截断和节流从回转马达排出的油液，对回转马达起到保持和平衡的作用。
当回转马达的进油侧或排油侧的压力油达到设定值时，溢流阀使压力油旁流到低压通路侧，对回转马达起到安全回路的作用。
从泵到马达的压力油通过单向阀截断从回转马达排出的油液，对回转马达起到吸入阀和保持阀的作用。
4.2
回转作用
如下图4.2，加速时，转换控制阀把从P1泵来的压力油输送到AV口，通过通路H、I打开单向阀到达L，从AM口驱动回转马达。
同时，滑阀被液控压推移到BV侧，从回转马达排出的油液通过BM口、通路M、节流阀D到C腔，经BV口回油箱，这样，形成回路，马达开始转动。
在加速过程中，多余的压力油通过溢流阀从EA腔旁流到EB腔。
供油侧的预设压力保持到加速结束。
图4.2回转作用
停止时，将控制阀转换到中位，AV口和BV口与油箱相通，两侧的压力平衡，滑阀在弹簧的作用下回到中位。
此时，吊机在转动惯性的作用下，回转马达仍转动着，从回转马达排出的油液被封闭，阻止马达回转，结果马达排出的油液压力急速升高，当达到溢流阀的预设压力时，溢流阀打开，压力油分流到马达的吸入侧，回转马达吸入这部分油液并排出压力油，缓冲外部的惯性力，因此回转马达减速并停止。
4.3
平衡作用
在回转马达加速过程中，由于马达超速旋转，供油侧L通路的压力降低，该测滑阀的液控压力也降低，这促使滑阀移向中位，因此滑阀在D处时节流马达排出油液，结果使回转马达的排油侧产生背压，犹如制动力作用于回转马达，阻止马达超速。
由于上述动作，尽管起重机有回转惯性，但当回转马达需要反方向转动时，回转马达的旋转方向就被平稳地改变。
溢流阀的设定压力可以通过转动调节螺丝来进行调整。
调解螺丝转一圈，压力升高会降低12MPa。
设定压力为7.5～21MPa，它取决于起重机的状况，但不要超过最高压力0.5MPa。
4.4
回转控制阀
如下图4.3所示，回转控制阀是一个单联控制阀，它包括截流卸荷相结合的控制部分以及溢流阀、单向阀。
该阀的特点在于用流量调节阀保持压力油排出的流量。
图4.3回转控制阀图4.4控制阀的作用
1.主阀体2.P壳体（输入从泵来
的液压油，装有溢流阀和单向阀）
3.T壳体（专用）4、5.螺栓
（1）阀芯的中位时
如上图4.4所示，从泵来的液压油加入P1口，通过a、b和卸荷口d到e，加入T壳体的油液到达流量调节阀。
此时，流量调节阀的柱塞被弹簧推向右侧，油液通过柱塞内的g孔流向P2。
该油液在g段的两侧产生压力差，方向向左。
柱塞受弹簧力和压力差的作用，当后者克服前者时柱塞向左移动，结果柱塞上的h孔和i孔连通，过量的油液经过i段从k口排到T口。
这个阀用来防止柱塞开启流到P2口的油液通过g孔的流率超过25L/min。
用P2口的液压油的流量控制驱动冷却马达的最大速度。
（2）转换控制芯时
推动阀芯时，卸荷通过d段被截断，压力油通过单向阀从L段流到A口驱动回转马达。
从回转马达排出的油液加入B口而后导入T壳体的f段。
如果由于载荷回路压力达到溢流阀的设定值，溢流阀工作保证设备安全，拉动阀芯时，压力油流经P1—a—c—L—B的通路和A—f，使马达反转。
参见下图4.5，回转油路7有主泵P1供油，由多路阀组2中的B4—B2联换向阀控制换向，它由减压阀式先导阀4加入液压操作。
回转液压马达是一台曲轴连杆式低速大扭矩马达，工作压力18MPa，扭矩为1920N•m。
图4.5回转制动阀工作原理
1.制动阀部分2.制动端弹簧3.过载阀部分4、5.单向节流阀6、7.控制端缸大、小腔
回转制动阀包括过载阀和制动阀两部分。
过载阀调定压力为18MPa。
制动阀具有以下几点主要作用：
（1）平稳启动作用。
由于制动阀1的两端控制油路上均设有单向节流阀4和5，故使启动平稳，无冲击。
（2）限速、补油作用。
当液压马达在任何情况下有失速现象时，由于液压泵对液压马达进油腔的供油不及时，制动阀1将因液控断压力不足而将向中位方向移动，从而使液压马达回油口逐渐关小，起到限制作用。
在极限情况下失速严重时，液压马达制动阀完全可回至中位，使回油通路切断，马达停止旋转，这时，进油端将会出现负压现象，可通过中位单向阀进行补油。
（3）
制动、锁紧作用。
液压马达在制动时，由于液压泵来的进油中断（换向阀处于中位时），制动阀回中位。
此时，中位的两个单向阀将对液压马达起到可靠的锁定作用。
5卷扬液压系统工作原理
卷扬液压系统有马达旋转回路、限速回路、离合器制动器回路和自由落钩回路等部分组成（见下图5.1）。
图5.1卷扬液压系统工作原理
5.1马达旋转回路
马达旋转回路部分由变量液压马达、背压阀、溢流阀和方向控制阀组成。
马达卷上时,P1泵来的压力油经方向控制阀和单向阀加入马达,使马达旋转。
从马达排出的液压油经方向控制阀回油箱。
马达卷下时,P1泵来的压力油经方向控制阀直到马达,同时液控压打开平衡阀,接通回油路,马达排出的液压油经平衡阀和方向控制阀回到油箱。
背压阀是由平衡阀、单向阀、过载溢流阀集合成一体的组合阀。
过载溢流阀的设定压力为18MPa。
平衡阀设定的控制压力为3MPa。
过载溢流阀的作用是防止马达卷上的过载,当压力油达到18MPa时过载溢流阀打开,使压力降低。
平衡阀的作用是使马达平稳地卷下,防止所吊重物超速下降。
溢流阀的设定压力为10MPa。
它的作用是防止马达卷下时供油压力过高。
当卷下时油压达到10MPa溢流阀打开,使压力降低。
卷扬液压马达是旋转斜盘式轴向柱塞变量马达（如下图5.2），马达的变速是通过改变斜盘倾角达到改变马达扭矩和转速的。
斜盘倾角的变化范围是160，即60～220。
变速踏板通过连杆机构与马达的变速杆相连。
图5.2旋转斜盘式轴向柱塞马达变量原理图
旋转斜盘的变化过程是：
移动方向控制阀。
P1泵来的压力油分两路通往马达的变量安装阀。
一路通过方向控制法、变量安全阀到达控制斜盘的上柱塞油路已于油箱相通，是斜盘处于最大倾角（220）；
另一路通过节流单向阀到安全阀的控制端。
当油压达到变量安全法的设定压力时，安全阀右移接通变量柱塞与变量控制阀油路。
当马达变速时，踏动加速板拉动变速杆使变量控制阀向左移位，压力油通过变量控制阀到达斜盘的下柱塞油路，同时上柱塞的油路与油箱相通，斜盘倾角变小。
随着斜盘倾角的变化，由于随机购的作用，变量控制阀又回到中位，斜盘上下柱塞油路被切断，斜盘倾角固定，马达旋转加快。
当松开加速踏板时，由于加速杆回位弹簧的作用，变量控制阀移到左位，压力油与斜盘的上柱塞油路接通，下柱塞油路仍与油箱接通，斜盘回到最大倾角，加速停止。
斜盘回到最大倾角的过程中又由于随动机构的作用，使变量控制阀回到中位，切断变量柱塞的油路，斜盘位置锁定。
当方向控制阀回到中位时，卷扬马达旋转停止，P1泵的压力油回油箱，变量安全阀控制端的液压油通过节流阀泄压，安全阀平稳的回到右位。
控制斜盘的下柱塞油路与油箱接通，上柱塞油路与压力油路相通，又恢复初始状态。
6行走液压系统
图6.1为行走液压系统图。
它由主液压泵（带变量油缸）、补油泵、液压马达（带伺服油缸）、控制阀等组成。
图6.1行走液压系统图
1.油箱2.主液压泵3、17.伺服油缸4.补油泵5.滤清器6.压力补偿阀（DA控制阀）7.高压切断阀8.前进后退阀9.微动阀10.高压溢流阀（过载阀）11.低压溢流阀（补油阀）12、14、18.单向阀13.液压马达15.前进后退梭形阀16.伺服阀19.油冷却器20.分动箱
6.1液压泵控制
方向控制
采用双向变量柱塞泵，通过电开关操纵前进后退换向电磁阀，改变液压泵油流方向，实现行驶方向改变。
该阀有3个位置（前进、中位和后退），对应前进、后退和停车。
车速控制
补油泵排量随发动机转速（油门开度）自动变化。
在其出油道上设节流孔C，液流经过节流孔C产生的压差Ap与补油泵的流量有关，而补油泵是定量泵，其流量与发动机转速成正比，将此压差如引人DA控制阀，此DA控制阀在以下3个力作用下取得平衡即压差Ap，弹簧力和通向液压泵变量油缸反馈的先导油压p。
液压泵的变量油缸在弹簧力作用下，处于中位排量零，随着操纵变量油缸的先导油压p的增大，液压泵排量随着增大。
压差如确定先导油压p，发动机转速确定节流孔前后压差AP。
因此操纵油门踏板，改变发动机转速n,Ap和液压泵排量随之改变。
当发动机在怠速状态时，液压泵排量为零。
随着发动机转速增高，液压泵排量逐渐增大，实现自动控制。
由于变量泵是油门连动控制的，因此只需操纵油门踏板就能控制车速。
微动控制
微动阀操纵可以通过连杆和制动踏板连动，微动阀也可以独立布置。
通过制动压力来操纵微动阀，使控制液压泵排量的先导油压降低，减小液压泵排量，能实现与发动机转速（油门开关）无关，即使发动机在高转速下，而液压泵的输出流量很小，实现机械微动。
高压切断控制
当静压驱动系统油压达到设定最大值，高压切断阀切断通向换向电磁阀的先导油压，使液压泵变量油缸油压下降，液压泵变至最小流量，减少能量损失。
6.2液压马达控制
液压系统采用变量马达，其控制装置由前进后退梭形阀、伺服阀和变量油缸组成。
液压马达的排量由伺服油缸活塞杆位置确定，其位置由伺服阀控制。
伺服阀阀芯右端受控制液压泵排量的先导油压作用，其阀芯左端受静压驱动系统油压反馈作用和弹簧力作用。
伺服阀在液压泵先导油压、驱动系统油压和弹簧力作用下取得平衡，确定其位置。
伺服阀芯位置确定伺服变量油缸活塞杆位置，活塞杆位置确定液压马达排量。
从力平衡可知:
随着系统油压增加，液压马达排量增大，随着液压泵先导控制油压上升，液压马达排量下降。
液压马达排量随液压泵先导控制油压（发动机转速）上升而下降，当发动机在怠速状态时，液压马达排量处于最大位置，随着发动机转速上升，液压马达排量逐渐减小。
前进后退梭形阀的作用是前进后退变化时，实现高低压油路转换。
采用以上控制实现全程自动无级变速，如图6.2所示，图中虚线为WA30-3液力机械传动装载机二级变速牵引特性曲线;
实线为小松WA30-5全液压装载机无级变速特性曲线。
图6.2HST牵引特性曲线
7结语
履带起重机液控系统还包括变幅系统，履带架液压伸缩油缸，有的还有液压支架用以保持起重时机身稳定，有的驾驶室也可液控转动以方便司机视角良好。
履带起重机特别适用于在各种环境复杂的场所吊装物件，其有以下特点：
1、具有整车自拆装功能（自装卸车、自拆装配重、自拆装履带、自拆装臂杆），便于设备的拆装转移及运输；
2、具有塔式工况功能，解决了履带式起重机作业范围小和使用受限等不足，大大提高了作业范围和工作效率，如右图7.1所示；
图7.1履带吊塔式工况
3、臂杆组合工况多，作业范围大。
大连中远船务拥有8辆各吨位的履带起重机，各种大小分段的调运、翻身、合拢都要用到履带起重机。
站在厂外很远处瞭望，其他建筑看不见，能瞅见的都是履带起重机伸出的长长的吊臂，可见其作用之重要。
大连船务实行3班倒制度，24小时厂子不停运转，履带起重机换人不换机不间断工作，且所有履带起重机全部投入使用，未有后备，一旦出现任何问题，此机器负责的作业，以及和其有联系的作业将全部受阻，效益低下由此产生。
因此履带起重机的维护保养工作相当重要，厂子的自行维修能力也是厂领导关心得重点。
此次实习，经历颇多。
我们专业的学生都被分到支持工区实习。
此工区负责的工作有管理厂内作业车辆，分段起重调运，脚手架搭拆，船舶下水等。
专业不对口，同学们感到不受公司重视，实习热情骤然下降，好在工区三主任中一员是我们学校87届的师兄，对我们关怀备至，有求必应，有问必答，得利于此，我们实习进行得很顺利，也学习到了很多知识。
实习期间，学校老师带学生去大连船务实习，他们从旁给了我们很多指导，特别是论文写作方面，在此，我要感谢他们，还有那位87届得师兄。
这次实习使我对大连船务有了整体的了解，也熟知了以后的工作性质和环境，为人处世方面也得到了锻炼。
实习期间，我犯了很多错误，深刻地认识到自身的不足之处，我会一日三省，纠正错误，不断进步。
参考文献
[1]船舶辅机.费千著.大连海事大学出版社出版
[2]液压传动.石熙年著.中国矿业大学出版社出版
[3]起重机械.朱学敏著.机械工业出版社出版
[4]起重机设计手册.《起重机设计手册》编写组编.机械工业出版社出版
[5]QUY150A履带起重机使用说明书.抚顺挖掘机制造有限责任公司编
[6]QUY150A履带起重机零件手册.抚顺挖掘机制造有限责任公司编
[7]工程建设常用最新国内外大型起重机械实用技术性能手册.田复兴著.中国水利水电出版社出版
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