任务二 起重机液压支腿回路分析
起重机液压原理图及简要分析资料讲解
起重机液压原理图及简要分析1—液压泵；2—滤油器；3—中央回转接头；4、9、13、18—多路阀组；5、8、15—平衡阀；6—吊臂液压缸；7—变幅液压缸；10—安全阀；11--油箱；12—回转液压马达；14—顺序阀；16—制动器液压缸；17—起升液压马达；液压回路工作原理根据液压静力压桩机起重机的作业要求，液压系统应完成下述工作：吊臂的变幅、伸缩，吊钩重物的升降，回转平台的回转。
多路阀中的四联换向阀组成串联油路，变幅、伸缩、回转和起升各工作机构可任意组合同时动作，从而可提高工作效率。
1.吊臂变幅、伸缩吊臂变幅、伸缩是由变幅和伸缩工作回路实现。
当这些机构均不工作即当所有换向阀都在中位时，泵输出的油液经多路阀后又流回油箱，使液压泵卸荷。
（1）操纵换向阀9处于左位，这时油液流动路线是：进油路：泵l—滤油器2一中心回转接头3—换向阀4中位—换向阀9左位—平衡阀8—变幅液压缸7大腔。
回油路：变幅液压缸7小腔—换向阀9左位—换向阀13、18中位—中心回转接头3—油箱。
此时，变幅液压缸活塞伸出，使吊臂的倾角增大。
当换向阀9处于右位时活塞缩回，吊臂的倾角减小。
实际中按照作业要求使倾角增大或减小，实现吊臂变幅。
（2）操纵换向阀4处于左位，液压泵1的来油进入吊臂伸缩液压缸6的大腔，使吊臂伸出；换向阀4处于右位，则使吊臂缩回。
从而实现吊臂的伸缩。
吊臂变幅和伸缩机构都受到重力载荷的作用。
为防止吊臂在重力载荷作用下自由下降，在吊臂变幅和伸缩回路中分别设置了平衡阀5、8，以保持吊臂倾角平稳减小和吊臂平稳缩回。
同时平衡阀又能起到锁紧作用，单向锁紧液压缸，将吊臂可靠地支承住。
2.吊重的升降吊重的升降由起升工作回路实现。
当起升吊重时，操纵换向阀18处于左位。
泵来油经换向阀18左位、平衡阀15进入起升马达17，同时液压油经过单向节流阀14进入制动液压缸小腔，制动松开，起升马达得以回转。
而回油经换向阀18左位和中心回转接头3流回油箱。
起重机液压基本回路
调压系统
1.5保压和卸压回路 用液压阀保压的回路
37
用辅助泵保压的回路
38
用蓄能器保压的回路
39
用保压缸保压的回路 换向阀A切换至左位，滑块 与保压缸缸体II靠自重下降， 缸I与III经充油阀充油。当压 边滑块接触工件后，阀B切 换至左位，高压油流入各压 边缸III进行压边。然后拉伸 缸I继续下降拉伸，推动保压 缸II的活塞。保压缸II排出的 油输入压边缸III内补偿其泄 漏，多余的油经溢流阀C溢 出。
用单向顺序阀的平衡回路
1
42
调节单向顺序阀 1 的开启压 力 , 使其稍大于立式液压缸下腔 的背压 . 活塞下行时 , 由于回路 上存在一定背压支承重力负载 , 活塞将平稳下落 ; 换向阀处于中 位时,活塞停止运动.
1
此处的单向顺序 阀又称为平衡阀
用单向顺序阀的平衡回路
43
采用液控单向阀的 平衡回路
23
远程调压回路
将远程调压阀2接在主 溢流阀1的遥控口上， 调节阀2即可调整系统 工作压力。主溢流阀l 用来调定系统的安全压 力值。远程调压阀2的 调定压力应小于溢流阀 1的调定压力。
24
1.2减压回路 在液压系统中，当某 个支路所需要的工作 压力低于油源设定的 压力值时，可采用一 级减压回路。液压泵 的最大工作压力由溢 流阀l调定，液压缸3 的工作压力则由减压 阀2调定。 一级减压回路
汽车起重机液压系统
三、汽车起重机液压回路
起升回路
在马达停转时锁住起升装置
起升机构是起重机的主执行机构，它由一个大扭矩液压马达带动 一个卷扬机来实现。
上闸时油液经单向阀快速释放 单向节流阀： 使制动器上闸快、松闸慢 松闸时经节流阀缓慢注入
起重机液压系统分析
其他部分
润滑 砂轮架丝杠和 螺母间隙的消除 压力测量
任务实施——总结液压系统的特点 总结液压系统的特点 任务实施 ①因重物在下降时以及大臂收缩和变幅时，负载与 液压力方向相同，执行元件会失控，为此，在其 回油路上必须设置平衡阀。 ②采用手动弹簧复位的多路换向阀来控制各动作。 换向阀常用M型中位机能。当换向阀处于中位时， 各执行元件的进油路均被切断，液压泵出口通油 箱使泵卸荷，减少了功率损失。
方向控制回路 ——换向回路 换向回路
机液换向阀的换向回路
视频
方向控制回路 ——换向回路 换向回路
性能特点
换向精度高，冲击较小， 换向精度高，冲击较小，改变 挡块的倾角可以改变换向度， 挡块的倾角可以改变换向度， 一般用于速度和惯性较大的系 统中。 统中。
换向回路设计 详见任务单
换向回路设计
油路部分
任务实施——分析液压系统的工作原理 分析液压系统的工作原理 任务实施
支腿回路部分 大臂伸缩部分 变幅回路部分 支腿回路部分 大臂伸缩部分 变幅回路部分
起吊时， 起吊时，须由支 腿液压缸来承受 负载。 负载。 作业结束后，先 作业结束后， 收前支腿，再收 后支腿。 后支腿。 大臂伸缩采用 单级长液压缸驱 动。 大臂缩回时液 压力与负载力方 向一致。 向一致。 为防止吊臂在 重力作用下自行 收缩， 收缩，在收缩缸 的下腔回油腔安 置了平衡阀 大臂变幅机构 是用于改变作业 高度。 高度。 本机采用两个 液压缸并联， 液压缸并联，提 高了变幅机构承 载能力。 载能力。
分类： 分类：常用的方 向控制回路有换 向回路、 向回路、锁紧回 路。
：控制执行 元件的启动、 元件的启动、停 止和换向。 止和换向。
分类： 分类： 手动换向阀 电磁换向阀 机液换向阀
液压作业2(基本回路有答案)
《液压与气压传动》复习资料及答案9、先导式溢流阀原理如图所示，回答下列问题：+（1）先导式溢流阀原理由哪两部分组成？（2）何处为调压部分？（3）阻尼孔的作用是什么？（4）主阀弹簧为什么可较软？解：（1）先导阀、主阀。
（2）先导阀。
（3）制造压力差。
（4）只需克服主阀上下压力差作用在主阀上的力，不需太硬。
10、容积式液压泵的共同工作原理是什么？答：容积式液压泵的共同工作原理是：⑴形成密闭工作容腔；⑵密封容积交替变化；⑶吸、压油腔隔开。
11、溢流阀的主要作用有哪些？答：调压溢流，安全保护，使泵卸荷，远程调压，形成背压，多级调压液压系统中，当执行元件停止运动后，使泵卸荷有什么好处？答：在液压泵驱动电机不频繁启停的情况下，使液压泵在功率损失接近零的情况下运转，以减少功率损耗，降低系统发热，延长泵和电机的使用寿命。
12、液压传动系统主要有那几部分组成？并叙述各部分的作用。
答：动力元件、执行元件、控制调节元件、辅助元件、传动介质——液压油。
13、容积式液压泵完成吸油和压油必须具备哪三个条件？答：形成密闭容腔，密闭容积变化，吸、压油腔隔开。
14、试述进油路节流调速回路与回油路节流调速回路的不同之处。
17、什么叫做差动液压缸？差动液压缸在实际应用中有什么优点？答：差动液压缸是由单活塞杆液压缸将压力油同时供给单活塞杆液压缸左右两腔，使活塞运动速度提高。
差动液压缸在实际应用中可以实现差动快速运动，提高速度和效率。
18、什么是泵的排量、流量？什么是泵的容积效率、机械效率？答：（1）泵的排量：液压泵每转一周，由其密封几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积。
（2）泵的流量：单位时间内所排出的液体体积。
（3）泵的容积效率：泵的实际输出流量与理论流量的比值。
（4）机械效率：泵的理论转矩与实际转矩的比值。
19、什么是三位滑阀的中位机能？研究它有何用处？答：（1）对于三位阀，阀芯在中间位置时各油口的连通情况称为三位滑阀的中位机能。
任务二 起重机液压支腿回路分析
1YA通电
2YA通电
三、换向阀的中位机能
1、滑阀机能
换向阀处于常态位置时，阀中各油口的连通 方式，对三位阀即中间位置各油口的连通方式， 所以称中位机能。
2、常见的中位机能
特殊机能、过渡机能：
四、多路换向阀 特征： 是一种集中布置的组合式手动换向阀 。
分类：
按组合方式分 串联式 并联式 顺序单动式
位: 阀芯相对于阀体的工作位置数。 通：阀体对外连接的主要油口数
（不包括控制油口和泄漏油口）。
图形符号含义:
1 2 位—用方格表示，几位即几个方格 通—↑ 不通— ┴ 、┬ 箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交点即 为几通. p.A.B.T 有固定方位，p—进油口，T—回油口 A.B—与执行元件连接的工作油口 弹簧—W、M，画在方格两侧。 二位阀，靠弹簧的一格。 常态位置 (原理图中，油路应该连接在常态位置) 三位阀，中间一格。
符号：
五、方向控制回路
方向控制回路的功用： 通过控制油液的通断和换向，使执行元件启动、 停止及变换方向
方向控制回路分类：
换向回路 方向控制回路 < 锁紧回路
一、换向回路
功用：控制执行元件的启动、停止和换向。
核心元件：各种控制方式的换向阀
二、锁紧回路
作用：防止液压元件在停止运动时因外界因素 而发生移动或窜动。
放
知识链接：故障诊断与排除
pbat1ya通电2ya通电三换向阀的中位机能1滑阀机能换向阀处于常态位置时换向阀处于常态位置时阀中各油口的连通阀中各油口的连通方式对三位阀即中间位置各油口的连通方式所以称中位机能
起重机液压支腿回路分析
课题引入
起重机支腿液压系统
支腿液压缸
收
起重机液压原理图及简要分析
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多路阀中的四联换向阀组成串联油路，变幅、伸缩、回转和起升各工作机构可任意组合同时动作，从而可提高工作效率。
1.吊臂变幅、伸缩吊臂变幅、伸缩是由变幅和伸缩工作回路实现。
当这些机构均不工作即当所有换向阀都在中位时，泵输出的油液经多路阀后又流回油箱，使液压泵卸荷。
（1）操纵换向阀9处于左位，这时油液流动路线是：进油路：泵l—滤油器2一中心回转接头3—换向阀4中位—换向阀9左位—平衡阀8—变幅液压缸7大腔。
回油路：变幅液压缸7小腔—换向阀9左位—换向阀13、18中位—中心回转接头3—油箱。
此时，变幅液压缸活塞伸出，使吊臂的倾角增大。
当换向阀9处于右位时活塞缩回，吊臂的倾角减小。
实际中按照作业要求使倾角增大或减小，实现吊臂变幅。
（2）操纵换向阀4处于左位，液压泵1的来油进入吊臂伸缩液压缸6的大腔，使吊臂伸出；换向阀4处于右位，则使吊臂缩回。
从而实现吊臂的伸缩。
吊臂变幅和伸缩机构都受到重力载荷的作用。
为防止吊臂在重力载荷作用下自由下降，在吊臂变幅和伸缩回路中分别设置了平衡阀5、8，以保持吊臂倾角平稳减小和吊臂平稳缩回。
同时平衡阀又能起到锁紧作用，单向锁紧液压缸，将吊臂可靠地支承住。
小型吊车支腿下沉故障诊断与排除
小型吊车支腿下沉故障诊断与排除
一、故障现象
小吊车左前、左后垂直支腿在支承期间出现了自动下沉现象。
因左前支腿下沉量相对较少，故检修前被疏忽了；左后支腿的液压缸曾被拆检过并更换过密封圈。
二、支腿系统液压回路分析
支腿和回转机构（及蓄能器）采用串联油路，由三联齿轮泵供油。
小吊车油路由压力检测器限定Z高工作压力，其调定值为16Mpa。
垂直支腿和水平支腿伸缩动作，由螺线管阀控制。
断流阀组用来接通和切断垂直支腿和水平支腿的油路。
断流阀和节流阀（其调定值为3.5Mpa）组成低压回路（通往支腿垂直缸），用以避免起重机在三个垂直支腿缸支平的非安全情况下工作。
垂直支腿缸在支承期间，由无杆腔油路上的液控单向阀反向截止，锁紧该油路以防止“软腿”缩回；在行驶状态则由有杆腔总油路上的一个液控单向阀反向锁紧。
以免自行沉落。
当螺线管阀处于中位时，三联齿轮泵来油向回转、蓄能器回路供油，平衡阀用来防止倒流。
三、故障诊断与排除
分析支腿回路，故障只可能出在两个部位：一是垂直支腿上液控单向阀内部损伤引起内漏；二是支腿垂直缸内面损伤，或密封损坏导致内泄。
考虑到左后垂直缸没有问题（大修时更换了密封圈），故先拆检该缸油路上的液控单向阀，发现阀座表面有损伤痕迹并粘有灰尘，使阀座锥面密封不严。
清洗，用砂纸，油石修磨。
装配后，替换左前垂直缸油路上的液控单向阀，左前垂直支腿自动下沉现象消除，说明液控单向阀有故障。
液控单向阀经检修后，原故障已排除。
接着拆检液控单向阀，发现故障原因同上。
处理后装在左后支腿垂直缸油路上，左后垂直支腿自动下沉故障排除。
支腿回路设计
5.支腿回路：
汽车起重机设置支腿可以大大提高起重机的起重能力。
为了使起重机在吊重过程中安全可靠，支腿要求坚固可靠，伸缩方便。
在行驶时收回，工作时外伸撑地。
还可以根据地面情况对各支腿进行单独调节。
目前支腿大都采用液压支腿。
支腿机构有三种基本形式：蛙式支腿、H型支腿和X型支腿如图2.10、2.11。
蛙式支腿结构简单，跨距小，适用于中小吨位起重机上使用。
因为本机为轻型起重机，支腿不外伸，每一支腿可以只有一个垂直液压缸，所以支腿回路采用H型支腿。
图2.10 H型支腿图2.11 X型支腿
1-水平液压缸；2-垂直液压缸 1-垂直液压缸；2-车架；3-伸缩液压缸；4-固定腿；5-活动腿
图 2-2 垂直支腿油路图
图2-3 水平支腿油路图
支腿油缸的选择
无杆腔缸径： 垂直支腿mm m P F D 8.2082088.095.01020106504463
11==⨯⨯⨯⨯⨯==ππ 式中：1F -吊重时支腿油缸最大轴向阻力，1F =650KN ； P-吊重时支腿油缸最大功工作压力，P=20MP ； 水平支腿mm m P F D 8.1061068.095.01020101704463
22==⨯⨯⨯⨯⨯==ππ 式中：2F -伸出时支腿油缸最大轴向阻力，2F =170KN ； P-伸出时支腿油缸最大工作压力，P=16MPa ； 查《液压传动设计指南》180P 表7-13得：mm D 2001=；mm D 1002=。
按杆径比7.0/==D d φ，查得活塞杆径mm d 1401=；mm d 702=。
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（2）滑阀式换向阀的操纵方式 ①手动换向阀 特征: 利用手动杠杆操纵阀心运动以控制流向. 钢球定位式
分类：
弹簧复位式。
动画演示
②机动换向阀（行程阀）
特征： 利用挡铁或凸轮使阀芯运动以控制流向。 分类： 常为二位阀，有二位、二通、三通、四通。
举例：二位二通机动换向阀 组成：阀体、阀芯、弹簧、滚轮等。 工作原理：
二、换向阀 1、作用： 变换阀芯在阀体内的相对工作位置，使阀体各 油口连通或断开，从而控制执行元件的换向或启 停。 2、分类： 滑阀式换向阀 按结构形式分 座阀式换向阀 转阀式换向阀
（1）滑阀式换向阀的主体结构形式
结构：
阀体：有多级沉割槽的圆柱孔 阀芯：有多段环行槽的圆柱体
分类： a.按工作位置数分类：二位、三位、四位等 b.按通路数分类：二通 、三通、四通、五通等
③电磁换向阀
特征：利用电磁铁推力，推动阀芯运动以控制流 向。 分类： 二通 四通
二位 三通 四通 、三位 五通 、 等
举例：三位四通电磁换向阀 组成：阀体、阀芯、弹簧、电磁铁等。 工作原理：
图示位置： P、A、B、T均不通 右电磁铁通电： P → A ，B → T 左电磁铁通电： P → B ，A → T
原理：图示，液压缸锁紧。电磁铁得电 液压缸左、右行。
特点：单向阀密封性好，所以锁紧性能好。
液控单向阀锁紧回路的应用
汽车起重机支腿
飞机起落架
矿山采掘机械液压支架
任务实施
起吊前，先放下后支 腿，再放下前支腿。 双向液 压锁防 止 “软腿 现象”
收
手动换向 作业结束后，先收前 支腿，再收后支腿。 阀换向 起吊时，须由支腿 液压缸来承受负载
3 4 5
换向阀的工作原理
换向阀有3个工作位置和4个通路口。 当滑阀处于中间位置时，滑阀的两个凸肩将A，B 封死，并隔断进回油口P和O，换向阀阻止向执行 元件供压力油，执行元件不工作； 当滑阀处于右端时，压力油从P口进入阀体，经A 口通向执行元件，再从执行元件流回的油液经B 口进入阀体由回油口O流回油箱； 当滑阀处于左端时，压力油经P，B口通向执行元 件，回油则经A，O口流回油箱。
⑤电液换向阀 特征：利用电磁阀控制液动阀，以变换液流方向。 组成： 电磁阀（先导阀）
组合而成。
液动阀（主阀）
工作原理：
电：p ┴ A、B → T
图示
液：p 、A 、B、T均不通 电：p → A → 液动阀左腔， 液动阀右腔 → B →T 液：p → A ，B → T 电：p → B → 液动阀右腔， 液动阀左腔 → A →T 液：p → B，A → T
1YA通电
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2YA通电
三、换向阀的中位机能
1、滑阀机能
换向阀处于常态位置时，阀中各油口的连通 方式，对三位阀即中间位置各油口的连通方式， 所以称中位机能。
2、常见的中位机能
特殊机能、过渡机能：
四、多路换向阀 特征： 是一种集中布置的组合式手动换向阀 。
分类：
按组合方式分 串联式 并联式 顺序单动式
符号：
五、方向控制回路
方向控制回路的功用： 通过控制油液的通断和换向，使执行元件启动、 停止及变换方向
方向控制回路分类：
换向回路 方向控制回路 < 锁紧回路
一、换向回路
功用：控制执行元件的启动、停止和换向。
核心元件：各种控制方式的换向阀
二、锁紧回路
作用：防止液压元件在停止运动时因外界因素 而发生移动或窜动。
③结构
锥形
弹簧、阀体、阀芯
钢球式
④工作原理 液流从进油口流入时： p1 p2
工作原理图
液流从出油口流入时： p1 p2
工作原理图
⑤性能参数
开启压力：Pk=0.04—0.1MPa
做背压阀：Pk=0.2—0.6 MPa
(2)液控单向阀 ①功用： 正向流通，反向受控流通。 ②结构： 普通单向阀+液控装置 结构原理图 ③工作原理 工作原理图
电磁换向阀
液动换向阀
电液换向阀
c.按控制方式分类:
机动换向阀 手动换向阀 气动换向阀
结构 原理：
滑阀式换向阀基本概念:
位: 阀芯相对于阀体的工作位置数。 通：阀体对外连接的主要油口数
（不包括控制油口和泄漏油口）。
图形符号含义:
1 2 位—用方格表示，几位即几个方格 通—↑ 不通— ┴ 、┬ 箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交点即 为几通. p.A.B.T 有固定方位，p—进油口，T—回油口 A.B—与执行元件连接的工作油口 弹簧—W、M，画在方格两侧。 二位阀，靠弹簧的一格。 常态位置 (原理图中，油路应该连接在常态位置) 三位阀，中间一格。
起重机液压支腿回路分析
课题引入
起重机支腿液压系统
支腿液压缸
收
放
相关知识讲解
一、方向阀的工作原理和表示符号
功用：用以控制液压系统中油液流动方向或液流 通断。 分类：单向阀和换向阀
1、单向阀
（1）普通单向阀（逆止阀或止回阀）
①功用： 只允许油液正向流动，不许反流。 ②分类：
DIF型直通单向阀 直角单向阀
放
知识链接：故障诊断与排除
二位三通电磁换向阀： 组成：
工作原理： 图示位置：
P → A 、 B ┴
电磁铁通电：P → B 、 A ┴
④液动换向阀 特征：利用压力油改变滑阀位置以控制流向。 分类：二位、三位等 组成：
工作原理：
图示位置： p、A、B、均 → T k1通压力油： p→A，B→T k2通压力油： p→B，A→T
采用换向阀中位机能的锁紧回路
类型：
采用液控单向阀的锁紧回路
二、锁紧回路
1.采用换向阀中位机能的锁紧回路
核心元件：O型或M型换向阀 特点：∵ ∴ 滑阀式换向阀泄漏不可避免 锁紧效果差
故 只能用于锁紧时间短，锁紧要求不 高的场合。
二、锁紧回路
2.采用液控单向阀的锁紧回路
核心元件：液控单向阀
双向液压锁