文獻綜述--汽車式起重機液壓系統(tǒng) —技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢畢業(yè)論文.doc

文獻綜述：汽車式起重機液壓系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢摘要本文對目前國內(nèi)外汽車起重機的發(fā)展趨勢進行了對比分析，列舉了一些國內(nèi)外汽車起重機常用的新技術(shù)解決汽車起重機安全問題的技術(shù)；起重機電子控制技術(shù)。最后還提了自己對起重機技術(shù)發(fā)展過程的一點看法。關(guān)鍵字汽車起重機液壓系統(tǒng)智能超載限制器負荷傳感系統(tǒng)載荷力矩限制器反力感知系統(tǒng)一、行業(yè)背景（一）國外工程汽車起重機的發(fā)展趨勢近20年世界工程起重機行業(yè)發(fā)生了很大變化。RT(越野輪胎起重機)和AT(全地面起重機)產(chǎn)品的迅速發(fā)展，打破了原有產(chǎn)品與市場格局，在經(jīng)濟發(fā)展及市場激烈競爭沖擊下，導(dǎo)致世界市場進一步趨向一體化。為與RT和AT產(chǎn)品抗衡，汽車起重機新技術(shù)、新產(chǎn)品也在不斷發(fā)展。近年來汽車起重機在英、美等國市場的復(fù)興，使人們對汽車起重機產(chǎn)生新的認識。幾年前某些工業(yè)界人士曾預(yù)測，RT和AT產(chǎn)品的興起將導(dǎo)致汽車起重機的衰退。日本汽車起重機在世界各地日益流行，以及最近格魯夫、特雷克斯、林克貝爾特、德馬泰克等公司汽車起重機的產(chǎn)品進展，已向上述觀念提出挑戰(zhàn)。隨著工程起重機各機種間技術(shù)的相互滲透與競爭，汽車起重機會在世界市場中繼續(xù)占有一席之地。國外工程起重機從整體情況分析，領(lǐng)先國內(nèi)1020年(不同類型產(chǎn)品有所不同)。隨著國外經(jīng)濟發(fā)展速度趨于平穩(wěn)，工程起重機向智能、高性能、靈活、適應(yīng)性強、多功能方向發(fā)展。25t以下基本上不生產(chǎn)，產(chǎn)品向高附加值、大噸位發(fā)展，住友建機、多田野和加藤公司曾于1989年相繼推出360t汽車起重機。住友建機在90年代開發(fā)出80t250t共4種AT產(chǎn)品。多田野也在90年代相繼推出100t550t共6種特大型AT產(chǎn)品。加藤公司則研制成NK5000型500t汽車起重機。行業(yè)配套也與國內(nèi)有所不同：1、下車主要是300kW以上柴油大功率發(fā)動機，與之配套的液力變矩器和自動換檔變速箱、12噸級驅(qū)動轉(zhuǎn)向橋及越野輪胎。2、上車：高強度材料、大扭矩的起升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、回轉(zhuǎn)支承。3、液壓系統(tǒng)：變量泵、變量馬達、電磁換向先導(dǎo)閥及主閥、平衡閥、懸掛系統(tǒng)閥、液壓鎖、液壓缸及管路標準配套件。4、智能控制系統(tǒng)：力限器顯示控制、記憶通訊及單缸順序伸縮自動控制。（二）國內(nèi)工程汽車起重機的發(fā)展趨勢國內(nèi)工程機械產(chǎn)品近十年來隨著技術(shù)的引進、消化、吸收，有了長足的進步，產(chǎn)品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的提高，但同國外工程機械比較來看，還存在較大差距。國內(nèi)工程起重機行業(yè)在9499年是發(fā)展低谷，5年中行業(yè)幾個主要的生產(chǎn)廠家，苦練內(nèi)功，積極組織產(chǎn)品變型和換代，在產(chǎn)品外觀上下功夫。從99年以來，隨經(jīng)濟建設(shè)新一輪啟動，工程起重機市場競爭格局發(fā)生巨大變化，各企業(yè)不斷調(diào)整思路、更新觀念、轉(zhuǎn)換機制、提高核心競爭力，努力開發(fā)產(chǎn)品，開拓市場。產(chǎn)品重心也從8t、12t向16t、25t、50t中大噸位發(fā)展，25t增速最快，產(chǎn)量不斷翻新，基本占據(jù)主導(dǎo)地位。50t產(chǎn)品由于需求面較廣，技術(shù)逐漸成熟，也大批量進入市場。20世紀末期國內(nèi)主要產(chǎn)品系列汽車起重機為8t、12t、16t、20t、25t、35t、50t、65t、80t、l00t、125t。整體技術(shù)風(fēng)格是：下車有全頭和半頭兩種不同風(fēng)格，多年來半頭車因總體布置的方便性及價格因素一直被廣泛采用。但近年來隨著物質(zhì)條件的改善，人們的生活條件和質(zhì)量提高，操作方便、舒適、可靠逐漸成為用戶關(guān)注的焦點，中大噸位向全頭方向發(fā)展。上車操縱從傳統(tǒng)的機械操作向液比例和電液比例方向發(fā)展，起重吊臂也從傳統(tǒng)的三節(jié)向四節(jié)、五節(jié)方向發(fā)展，產(chǎn)品的起重性能和起重高度有了較大提高，產(chǎn)品的外觀和可靠性有了較大幅度提高。加入世貿(mào)組織后，雖然國內(nèi)市場(特別是配套件)受到了較大沖擊，但同時也給我們帶來新技術(shù)的應(yīng)用，使國內(nèi)主機和配套件企業(yè)更清晰認識到差距，更多地了解國產(chǎn)產(chǎn)品存在的致命問題，迫使國產(chǎn)主機和配套件企業(yè)不得不進行技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進步。經(jīng)過幾年的努力，國內(nèi)起重機廠家取得了巨大進步。被譽為神州第一吊的QY300輪式液壓汽車起重機2004年在中聯(lián)浦沅成功下線。它代表了中國汽車起重機制造的最高水平填補了我國自主研制生產(chǎn)該類產(chǎn)品的空白，打破了此類產(chǎn)品完全依賴進口的慣例。縮短了我國起重機行業(yè)與國外的差距，但差距還很大，很多廠家主要還是靠購買國外的“落后”技術(shù)，缺乏自主研發(fā)能力。這讓國人感到擔(dān)憂。二、國內(nèi)外汽車起重機液壓系統(tǒng)新技術(shù)（一）關(guān)于汽車起重機液壓系統(tǒng)安全問題的諸多研究1.代智能超載限制器在汽車起重機中的運用第三代微電腦超載限制器(XT一型)，是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)機電一體化裝置。該裝置由主機部分和傳感器部分組成，微電腦控制，模塊化結(jié)構(gòu)。安裝調(diào)試全部采用按鍵操作、大屏幕液晶點陣顯示，在參數(shù)設(shè)置及顯示上非常簡明，不用調(diào)整任何電位器，使調(diào)試變得簡單直觀，界面友好。限制器采用了數(shù)字和大規(guī)模集成電路，減少了故障，增加了抗干擾能力，從而提高了可靠性；當起重機超過額定起重量或超行程時，能自動報警并切斷起重機向危險方向運動的回路，但允許其向安全方向動作；系統(tǒng)故障自動檢測，結(jié)果顯示；低功耗(整機功耗小于10W)，數(shù)字電路全部采用CMOS芯片；黑匣子功能，自動記錄超載時間及當時的各工況參數(shù)；數(shù)據(jù)及參數(shù)顯示全部圖形漢字提示，數(shù)值準確，直觀方便，操作人員一目了然，無需操作人員熟記提示符；密碼設(shè)定功能，防止參數(shù)誤設(shè)定；通用性好，在不改變主機的情況下，只要修改軟件，就能夠滿足各種類型重機機械的要求；機內(nèi)存儲了多組額定載荷曲線，滿足了各種工況無級報警要求；對傳感器的“溫度漂移”和“零點漂移”可進行自動調(diào)節(jié)補償；具有聲光報警功能。該技術(shù)現(xiàn)已被國內(nèi)很多起重機廠家用于大型起重機上面，效果良好。2.重機負荷傳感系統(tǒng)分析負荷傳感系統(tǒng)可分為兩大類：泵控負荷傳感系統(tǒng)和閥控負荷傳感系統(tǒng)，前者必須采用變量泵，后者可用于定量泵。目前我國所引進的日本、德國技術(shù)常用的是閥控負荷傳感系統(tǒng)。閥控負荷傳感系統(tǒng)的原理：閥控負荷傳感系統(tǒng)是由泵、負荷傳感控制閥(壓力補償閥)和可變節(jié)流口(換向閥閥口)等組成。泵提供的工作油液流經(jīng)可變節(jié)流口后，形成負載壓力作用于執(zhí)行機構(gòu)。負荷傳感控制閥接受負載壓力傳感信號，通過壓力補償作用保持可變節(jié)流口兩端壓差基本不變，并使系統(tǒng)壓力僅高于負載壓力一個壓差。這樣，既使得流過節(jié)流口的流量僅與節(jié)流口開度面積成正比而與負載大小無關(guān)，保證了執(zhí)行機構(gòu)運動速度良好的調(diào)節(jié)性和穩(wěn)定性；又減少了系統(tǒng)激流的壓力損失，提高了系統(tǒng)效率。負荷傳感控制閥作為負荷傳感系統(tǒng)的核心元件，有多種結(jié)構(gòu)類型。在加藤、多田野和利勃海爾汽車起重機閥控負荷傳感系統(tǒng)中，采用了定差勝流閥式、優(yōu)先分流閥式及其組合形式。圖1負荷傳感控制閥壓力補償作用原理圖1為定差溢流閥和優(yōu)先分流閥的壓力補償作用原理圖。如圖中所示，當可變節(jié)流口(換向閥閥口)FC處于某一開度位置，定差溢流閥及RC或優(yōu)先分流閥PF達到平衡狀態(tài)時，F(xiàn)C兩端壓差Pt(PoPr或P1Pr)對閥芯所產(chǎn)生的液壓作用力與閥芯左端彈簧力將保持平衡。來自泵的工作油液(Po)一部分直接或經(jīng)閥口h1去FC支路，另一部分剩余油液經(jīng)閥口h2去油箱或旁通支路(Pz)。若FC支路負載壓力Pr隨執(zhí)行機構(gòu)負載增加(減小)時，閥芯右移(左移)，減小(增大)閥口h2和增大(減小)閥口h1，結(jié)果系統(tǒng)壓力Po和優(yōu)先支路壓力Pl增加(減小)，于是閥芯重新平蘅在一個新的閥口位置處。由于彈簧設(shè)計得較弱，且閥芯平衡位置變化的位移量很小，因此彈鱉力的變化可以忽略不計，從而保證與彈簧力相平衡的換向閥節(jié)流口FC兩端壓差將基本上保持不變。同時，系統(tǒng)壓力僅略高于負載壓力。對定差溢流閥而言，系統(tǒng)壓力Po高于負載壓力Pr一個定值，即由彈簧設(shè)定的換向閥節(jié)流口兩端壓差Pt對優(yōu)先分流閥而言，優(yōu)先支路壓力P1=Pr+Pt；系統(tǒng)壓力Po則略高于支路壓力P1與P2中的大者。3.重機的拘停保護起重機電動機的控制接觸器常常是密集通斷的，因此易發(fā)生觸頭熔焊故障。當起重機在運行過程中需要準確定位或緊急停止時，如果因觸頭熔焊導(dǎo)致起重機拒停，就有可能發(fā)生碰撞事故。為解決這個問題，提出一個起重機升降機構(gòu)拒停保護設(shè)計。圖2QRIS型控制柜拘停保護設(shè)計從三個方面著手解決這個問題，其一是接觸器觸頭熔焊導(dǎo)致其動作不合邏輯，這可增加一個中間繼電器來判斷；其二是為避免接觸器、繼電器動作競爭導(dǎo)致保護誤起動，為此拒停保護設(shè)置短暫延時，即需要一個時間繼電器；第三是一旦接觸器拒跳時，由總斷路器分勵脫扣動作執(zhí)行保護。從電氣角度看，防止起重機拒停的關(guān)鍵措施是監(jiān)視制動器接觸器觸頭是否熔焊。圖2是QRIS型升降機構(gòu)控制柜采用拒停保護的設(shè)計電路圖。這個設(shè)計電路由三個環(huán)節(jié)構(gòu)成。第一個是監(jiān)視環(huán)節(jié)，由與制動器接觸器K07線圈并聯(lián)的中間繼電器構(gòu)成，K07與K1正常情況下是同步動作的。如果K7因觸頭熔焊不能釋放，那么兩者動作就不一致，這就將起動延時環(huán)節(jié)。第二環(huán)節(jié)，即延時環(huán)節(jié)是借用原設(shè)計中的K03時間繼電器，由并聯(lián)的K7常閉接點和K07常開接點控制。K7、K07并聯(lián)接點在正常情況下總是接通的，只有在停止時K7觸頭發(fā)生熔焊的情況下并聯(lián)接點才斷開。K03時間繼電器通電立即吸合，斷電延時釋放，延時0.6s，因此只要控制電路一得電，K03立即吸合。而且主令控制器S40。在起動、停止的切換過程中，即使K7、K07接點動作競爭，瞬時斷開線圈回路，K0