100t履带起重机回转液压系统设计及改进探究

100t履带起重机回转液压系统设计及改进探究

摘要：履带起重机是现代建设生产中的重要设备，随着我国建筑行业不断发展，社会对履带起重机需求不断增加。回转液压系统是履带起重机核心系统，其性能直接影响起重机整体功率输出。本文以100t履带起重机为例，对其回转液压系统设计与改进方法进行简单分析。

关键词：履带起重机；回转液压系统

中图分类号：TH213.7 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014）24-0000-01

履带式起重机在港口、石化工业等均有广泛应用，是现阶段一种常见的社会生产设备。回转液体系统是起重机核心，影响起重机整体工作性能。在回转液压系统设计过程中，在考虑系统选型静态特点的同时，还要考虑系统动态性能，判断其是否满足实际生产的需要，在保证系统功能的同时，也要体现系统设计、改进的经济性。

一、回转液压系统设计

（一）液压驱动回转功能概简述

液压驱动回转功能在履带式起重机整体功能输出中占

据着突出位置。常规生产设备的回转机构运行在整个工作周期中占据重要比例，例如，液压挖掘机回转动作约占工作周期的63.2%。履带式起重机的回转时间较少，在整个工作周

期中所占的比例不明显，但由于履带式起重机整体功率输出高，导致回转过程具有运动冲击力强、回转惯量大等特点[1]。根据履带式起重机实际功率总输出合理设计回转液压系统，在提高起重机工作能力、减少能源消耗、提高工作效率中发挥着重要意义。

（二）履带起重机回转液压机构

1.基本原理。现阶段液压履带起重机均为回转液压马达驱动式，驱动装置通过高转液压马达实现与大传动减速机的配合，为小齿轮添加驱动力，实现机台运行。该驱动方式具有“微小操作”式优点，在减少能源消耗的同时快速根据回转进行工作范围定位。100t履带起重机因上车机体体积大，通常选用外啮合方式[2]。

2.系统设计。本次讨论中，回转液压系统采用双泵Asvol07泵控液压系统。双主泵属于斜轴式变量泵，带有两组轴向锥形旋转组件，其最大排量107mL/r，并带有驱动齿轮泵与轴向泵。

该系统通过将不同的恒定功率液压泵连接起来，为整个系统进行功率供给，在常规生产条件下，单个泵额定输出功率约是发动机总功率的38.7%。当两个液压泵的实际输出功率在而定范围内，其功率输出才能被吸收。

在本次研究中，双液压泵各具有相互独立的变量调节装置，通过联系两个调节装置，实现液压泵联动。从运行过程

中的压力变化来看，实际功能压力随系统变化而变化，但此过程中发动机所承受的力为一恒定扭矩（也可被称为总功率变化调节系统），通过将一个调节装置的最大腔与另一个装置的最小腔连接，最终实现液压联动。此期间，若大腔面积等于小腔面积，回路压力会作用在两个泵上，保证两个泵斜盘摆角的角度变化保持一致，保证流量变化相同，其具体工作原理，如图1所示。

由图1可发现，在整个恒定功率输出系统中，液流量变化不受单一作用力影响，其具体变化情况由Pε决定，因此，当双泵压力的功率输出在工作压力范围内时，两个泵实际功率就能保持一致。

3.系统工作构造分析。液压履带起重机回转液压系统由多个机构组成，根据国家相关规定，起重机在实际生产过程中，要保证2-3个机构能同时运行。小吨位起重机常把不同机构能源需求连接起来，使之共用一个泵，统称为泵供油回路。常用的回路分为三种，分别为串联回路、并联回路与共泵供油回路。

二、系统改进研究

从实际工作情况来看，导致回转系统压力过高的原因是多方面的，因此在系统改进过程中，可根据相关手段降低系统所面临的压力冲击。本文认为，设定制动器有效缓解系统面临的冲击压力。

在工作中可发现，当主油路压力归零或阻尼阀关闭后，马达回路中会产生不同程度的压力波动，上车机台无法立即停止运行，会小幅度振动一段时间，导致回转减速机因齿轮啮合的原因也跟随着一起转动。这时，若及时关闭回转减速机制动器，其制动器刹车片所面临的冲击会明显增大。现阶段，常规的液压履带起重机普遍使用弹簧碟片式摩擦制动器[3]。从履带起重机制动器自身特性与机械液压特性来看，其主要功能是实现快速的驻车制动，区别于旋转式制动。经过液压系统油路切断后，回转系统能快速实现制动，并形成回路变压。当在制动器油路上设置一单向阻尼阀时，回路将会同步打开，并关闭延迟开启的回路。从100t履带起重机制动过程来看，在控制斜坡时，更适用于手柄制动，车辆停稳后压力波动时间通常不会高于1秒。因此本文设定的制动器延迟关闭时间为1秒，避免过早刹车导致制动器出现损伤。

三、结束语

本文认为，履带起重机回转液压系统设计必须符合以下几方面内容：

（1）在实际系统设置中，要充分考虑起重机各项工作性能，并详细分析各种工作状态下的参数信息，通过将实际信息与理论信息进行比较，选定误差最小值，并根据最小值划定100t履带起重机各个零件组合情况，得出合理结论。

（2）加强阻尼阀推广，在其他多种机构中尝试阻尼阀

应用，以缓解多种操作系统所面临的波动与冲击问题。当该方案成熟的情况下，可将该方案应用在小吨位履带起重机上。

综上所述，在履带起重机回转液压系统设计与改进过程中，考虑对起重机实际功率输出过程中，可考虑新技术介入，并对起重机生产单位进行技术指导，也是提升起重机整体工作能力的一种方法。

参考文献：

[1]田复兴.全液压履带式起重机的现状及发展[J].现代制造技术与装备，2013（04）：l-3.

[2]董敏，赵静一，吴晓明.二通插装阀系统动态特性的仿真与研究[J].液压气动与密封，2011（01）：132-137.

[3]陈国林，张宇，张亮有.起重机起升机构模块化设计[J].山西科技，2014（23）：97-98.

[作者简介]路程（1988.02-），男，河南许昌人，助理工程师，研究方向：起重机械。