起重机液压平衡回路的改进

mochuang127

平衡回路是液压传动中的一种压力控制基本回路，常用于液压缸垂直放置的控制回路，防止液压缸超速下行，产生较大的冲击。
我曾对一台旧起重设备进行了技术改造。改造前该设备不能达到额定起重量，且在吊运载荷时冲击大，不能准确、平稳的使起吊载荷到位。连续作业时间短。现就其液压系统的改造介绍如下。
0 d$ [6 v9 u; }# r* g% _3 C& J1 原因分析
+ K0 m/ d9 w% t/ p# @+ u6 R图1为该起重设备原设计的平衡回路。分析该回路有如下缺陷：
# x7 x7 v3 y' T) c( i（1）采用直动式溢流间调定系统的额定工作压力，使调定压力偏低，限制了设备的最大起重量。
! N3 A( X& l/ X9 n7 v: C  U( f（2）外控顺序阀控制系统起吊大吨位载荷时平衡下行的运行速度。如图1，当液压缸无杆腔进油时，压力达到外控顺序阀的调定压力，该顺序闪打开，回路导通，活塞杆向下伸出，活塞与载荷将会因自重而急速下降。由于液压泵为定量泵，将出现短时供油不足现象，使液压缸上腔油压突然下降凸P，产生短时“负压效应”，导致外控顺序阀的控制油口处压力急骤下降产生失压现象，顺序间关闭。其结果造成液压缸回路突然关闭，出现急停现象。但系统液压泵仍在工作，不断供给系统高压油，又使液压缸上腔压力回升，当压力再次达到顺序闹调定压力时，该间再次打开，如此反复使液压缸忽快忽停，下降载荷时产生较大的冲击振动与噪声。
（3）采用中位M型机能的电磁换向阀短时锁紧液压缸，但由于M型阀阀口密封性差，密封带长，灵敏度低，使液压缸不能准确地停在指定位置。
! ~4 N: O- }7 M# o$ x(4)门油液污染严重，设备工作时易出现油路堵塞，产生爬行或停止，影响设备的使用效率、降低设备使用寿命。
- u# w7 y+ G* r- Z* A- H2 w2 改进措施
图2为改进后的工作油路，在油路中作了如下改进。
（l）采用先导式溢流阀代替原油路直动式溢流阀，可提高系统的额定工作压力，提高系统的承载能力。
/ P  S* `3 U6 f$ e5 [2 d& x（2）采用电液比例调速间与液控单向阎，解决起吊平稳性问题。当活塞与重物在下行时，液压缸上腔输人高压油，同时控制油路将外控顺序阀及B阀外控口打开。由于调速阀的作用，使进人B阀的控制油液受阻，B间逐渐打开，且能限制最大开度。B阀的阀口同时能起到节流作用。B阀采用锥面阀口，密封性能好，灵敏度高。B阀控制了液压缸下腔的油液流量，可避免上腔出现“负压现象”使液压缸运行平稳。
（3）采用液控单向阀的锥面阀口与中应Y型机能的电磁换向同和原油路上的顺序阀，可同时提高定位的准确性和系统的安全可靠性。在不工作时，B阀下端接顺序问，A闹与顺序间通油箱，这样A阀、B阀、顺序间能始终保证上腔油压大于下腔油压，自锁可靠。A、B问为锥面同口，密封性好，可长时间自锁。系统工作时，若因意外原因使B阀失控，此时，顺序间仍能起作用，避免重物失控现象发生。
（4）在液压泵出口串联一线隙式滤油器，使油液2次过滤，可解决液压油污染问题.
% ~& C% ~) B$ X) u（5）液压泵出口串联一两位两通电磁换向阀，当液压缸不工作时，液压泵卸荷，减少能量损耗。
; n' L2 Z0 ?1 _- t7 T: W3 结论
6 ~/ b, [8 q$ f& Y9 ?3 k* i% w' Z7 _" L（l）液控单向问外控口被控制后，可起到节流作用，使系统形成回油油路节流调速控制回路，以提高系统的稳定性及准确性。
（2）中位Y型机能的电磁换向间可使A、B两间回油腔接油箱。避兔“负压效应”以提高设备的安全可靠性。
" S0 @5 V$ K1 J' R（3）液控单向阎与外控顺序阀的同时使用，可保证系统在正常工况和意外情况时都能安全工作。
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