QY40型起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)含5張CAD圖,qy40,起重機(jī),液壓,系統(tǒng),設(shè)計(jì),cad 文獻(xiàn)綜述： 汽車式起重機(jī)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(jī)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了對比分析，列舉了一些國內(nèi)外汽車起重機(jī)常用的新技術(shù)∶解決汽車起重機(jī)安全問題的技術(shù)；起重機(jī)電子控制技術(shù)。最后還提了自己對起重機(jī)技術(shù)發(fā)展過程的一點(diǎn)看法。 [關(guān)鍵字] 汽車起重機(jī) 液壓系統(tǒng) 智能超載限制器 負(fù)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(jī)的發(fā)展趨勢 近20年世界工程起重機(jī)行業(yè)發(fā)生了很大變化。RT(越野輪胎起重機(jī))和AT(全地面起重機(jī))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(jì)發(fā)展及市場激烈競爭沖擊下，導(dǎo)致世界市場進(jìn)一步趨向一體化。為與RT和AT產(chǎn)品抗衡，汽車起重機(jī)新技術(shù)、新產(chǎn)品也在不斷發(fā)展。近年來汽車起重機(jī)在英、美等國市場的復(fù)興，使人們對汽車起重機(jī)產(chǎn)生新的認(rèn)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(jī)的衰退。日本汽車起重機(jī)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(jī)的產(chǎn)品進(jìn)展，已向上述觀念提出挑戰(zhàn)。隨著工程起重機(jī)各機(jī)種間技術(shù)的相互滲透與競爭，汽車起重機(jī)會(huì)在世界市場中繼續(xù)占有一席之地。 國外工程起重機(jī)從整體情況分析，領(lǐng)先國內(nèi)10～20年(不同類型產(chǎn)品有所不同)。隨著國外經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度趨于平穩(wěn)，工程起重機(jī)向智能、高性能、靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、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(jī)、多田野和加藤公司曾于1989年相繼推出360t汽車起重機(jī)。住友建機(jī)在90年代開發(fā)出80t～250t共4種AT產(chǎn)品。多田野也在90年代相繼推出100t～550t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(jī)。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(dòng)機(jī)，與之配套的液力變矩器和自動(dòng)換檔變速箱、12噸級驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向橋及越野輪胎。 ??? 2、上車：高強(qiáng)度材料、大扭矩的起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)支承。 ??? 3、液壓系統(tǒng)：變量泵、變量馬達(dá)、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(biāo)準(zhǔn)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(dòng)控制。 （二）國內(nèi)工程汽車起重機(jī)的發(fā)展趨勢 國內(nèi)工程機(jī)械產(chǎn)品近十年來隨著技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，有了長足的進(jìn)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(jī)械比較來看，還存在較大差距。 國內(nèi)工程起重機(jī)行業(yè)在94～99年是發(fā)展低谷，5年中行業(yè)幾個(gè)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(jì)建設(shè)新一輪啟動(dòng)，工程起重機(jī)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(jī)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(jìn)入市場。20世紀(jì)末期國內(nèi)主要產(chǎn)品系列汽車起重機(jī)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(jià)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(diǎn)，中大噸位向全頭方向發(fā)展。 上車操縱從傳統(tǒng)的機(jī)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(shí)也給我們帶來新技術(shù)的應(yīng)用，使國內(nèi)主機(jī)和配套件企業(yè)更清晰認(rèn)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(jī)和配套件企業(yè)不得不進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步。 經(jīng)過幾年的努力，國內(nèi)起重機(jī)廠家取得了巨大進(jìn)步。被譽(yù)為神州第一吊的QY300輪式液壓汽車起重機(jī)2004年在中聯(lián)浦沅成功下線。它代表了中國汽車起重機(jī)制造的最高水平．填補(bǔ)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(jìn)口的慣例?？s短了我國起重機(jī)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(jī)液壓系統(tǒng)新技術(shù) （一）關(guān)于汽車起重機(jī)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(jī)中的運(yùn)用 第三代微電腦超載限制器(XT一Ⅲ 型)，是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)機(jī)電一體化裝置。該裝置由主機(jī)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(diǎn)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(dāng)起重機(jī)超過額定起重量或超行程時(shí)，能自動(dòng)報(bào)警并切斷起重機(jī)向危險(xiǎn)方向運(yùn)動(dòng)的回路，但允許其向安全方向動(dòng)作；系統(tǒng)故障自動(dòng)檢測，結(jié)果顯示；低功耗(整機(jī)功耗小于10W)，數(shù)字電路全部采用CMOS芯片；黑匣子功能，自動(dòng)記錄超載時(shí)間及當(dāng)時(shí)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(zhǔn)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(jī)的情況下，只要修改軟件，就能夠滿足各種類型重機(jī)機(jī)械的要求；機(jī)內(nèi)存儲了多組額定載荷曲線，滿足了各種工況無級報(bào)警要求；對傳感器的“溫度漂移”和“零點(diǎn)漂移”可進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)補(bǔ)償；具有聲光報(bào)警功能。該技術(shù)現(xiàn)已被國內(nèi)很多起重機(jī)廠家用于大型起重機(jī)上面，效果良好。 2. 重機(jī)負(fù)荷傳感系統(tǒng)分析 負(fù)荷傳感系統(tǒng)可分為兩大類：泵控負(fù)荷傳感系統(tǒng)和閥控負(fù)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(jìn)的日本、德國技術(shù)常用的是閥控負(fù)荷傳感系統(tǒng)。閥控負(fù)荷傳感系統(tǒng)的原理： 閥控負(fù)荷傳感系統(tǒng)是由泵、負(fù)荷傳感控制閥(壓力補(bǔ)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(fù)載壓力作用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)。負(fù)荷傳感控制閥接受負(fù)載壓力傳感信號，通過壓力補(bǔ)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(fù)載壓力一個(gè)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(fù)載大小無關(guān)，保證了執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)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(fù)荷傳感控制閥作為負(fù)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(jī)閥控負(fù)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(fù)荷傳感控制閥壓力補(bǔ)償作用原理 圖1為定差溢流閥和優(yōu)先分流閥的壓力補(bǔ)償作用原理圖。如圖中所示，當(dāng)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(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，F(xiàn)C兩端壓差△Pt(Po—Pr或P1—Pr)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(fù)載壓力Pr隨執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)載增加(減小)時(shí)，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(gè)新的閥口位置處。由于彈簧設(shè)計(jì)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(jì)，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(shí)，系統(tǒng)壓力僅略高于負(fù)載壓力。對定差溢流閥而言，系統(tǒng)壓力Po高于負(fù)載壓力Pr一個(gè)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(jī)的拘停保護(hù) 起重機(jī)電動(dòng)機(jī)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(dāng)起重機(jī)在運(yùn)行過程中需要準(zhǔn)確定位或緊急停止時(shí)，如果因觸頭熔焊導(dǎo)致起重機(jī)拒停，就有可能發(fā)生碰撞事故。為解決這個(gè)問題，提出一個(gè)起重機(jī)升降機(jī)構(gòu)拒停保護(hù)設(shè)計(jì)。 圖2 QRIS型控制柜拘停保護(hù)設(shè)計(jì) 從三個(gè)方面著手解決這個(gè)問題，其一是接觸器觸頭熔焊導(dǎo)致其動(dòng)作不合邏輯，這可增加一個(gè)中間繼電器來判斷；其二是為避免接觸器、繼電器動(dòng)作競爭導(dǎo)致保護(hù)誤起動(dòng)，為此拒停保護(hù)設(shè)置短暫延時(shí)，即需要一個(gè)時(shí)間繼電器；第三是一旦接觸器拒跳時(shí)，由總斷路器分勵(lì)脫扣動(dòng)作執(zhí)行保護(hù)。 從電氣角度看，防止起重機(jī)拒停的關(guān)鍵措施是監(jiān)視制動(dòng)器接觸器觸頭是否熔焊。圖2是QRIS型升降機(jī)構(gòu)控制柜采用拒停保護(hù)的設(shè)計(jì)電路圖。 這個(gè)設(shè)計(jì)電路由三個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。第一個(gè)是監(jiān)視環(huán)節(jié)，由與制動(dòng)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(dòng)作的。如果K7因觸頭熔焊不能釋放，那么兩者動(dòng)作就不一致，這就將起動(dòng)延時(shí)環(huán)節(jié)。 第二環(huán)節(jié)，即延時(shí)環(huán)節(jié)是借用原設(shè)計(jì)中的K03時(shí)間繼電器，由并聯(lián)的K7 常閉接點(diǎn)和K07常開接點(diǎn)控制。K7、K07 并聯(lián)接點(diǎn)在正常情況下總是接通的，只有在停止時(shí)K7觸頭發(fā)生熔焊的情況下并聯(lián)接點(diǎn)才斷開。K03時(shí)間繼電器通電立即吸合，斷電延時(shí)釋放，延時(shí)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(dòng)、停止的切換過程中，即使K7、K07 接點(diǎn)動(dòng)作競爭，瞬時(shí)斷開 線圈回路，K03延時(shí)閉合的常閉接點(diǎn)仍保持?jǐn)嚅_，因此K7、K07 并聯(lián)接點(diǎn)接入 K03線圈回路不會(huì)影響K03 的正常工作。 在未接入并聯(lián)接點(diǎn)前，只有在主令控制器轉(zhuǎn)到上升2擋或下降3擋后，因加速級接觸器K42得電，K42常閉接點(diǎn)斷開，K03才斷電釋放，其常閉接點(diǎn)延時(shí)閉合，使加速級接觸器K41能夠吸合，切除第3級起動(dòng)電阻。在主令控制下降2擋一0擋一上升1擋之間切換時(shí)，由于主令控制器17、18和19、20接點(diǎn)均是斷開的，加速級接觸器K42不能吸合，K03不可能斷電，此時(shí)常閉接點(diǎn)也不起作用，即K03在升降機(jī)構(gòu)起動(dòng)和停止階段實(shí)際上是不工作的。而拒停保護(hù)正是工作在起重機(jī)停止和起動(dòng)階段，因此可以在K03不工作的時(shí)間將其借來為拒停保護(hù)工作，為此，在K03線圈回路中插入并聯(lián)接點(diǎn)。一旦因K7觸頭熔焊導(dǎo)致起重機(jī)拒停，并聯(lián)接點(diǎn)立即斷開，K03繼電器斷電，其常閉接點(diǎn)經(jīng)0．6s延時(shí)后閉合，接通總斷路器Q0的分勵(lì)脫扣線圈YA—OFF，使總斷路器跳閘，升降機(jī)構(gòu)制動(dòng)器斷電制動(dòng)，達(dá)到拒停保護(hù)的目的。 第三個(gè)環(huán)節(jié)是拒停保護(hù)起動(dòng)環(huán)節(jié)，它由K03延時(shí)閉合的常閉接點(diǎn)、K7常開接點(diǎn)、K07常閉接點(diǎn)與總斷路器分勵(lì)脫扣線圈串聯(lián)而成?？倲嗦菲鲃偤祥l的瞬間，K07的常閉接點(diǎn)尚未斷開，為此必須在串聯(lián)電路中接入K7常開接點(diǎn)，否則將導(dǎo)致分勵(lì)脫扣線圈得電，使總斷路器剛合閘就立即跳閘。K07常閉接點(diǎn)的作用是防止K03在執(zhí)行原設(shè)計(jì)的功能，即延時(shí)切除第3級起動(dòng)電阻時(shí)，導(dǎo)致總斷路器誤跳閘。因?yàn)樵谄鹬貦C(jī)加速階段，K07常閉接點(diǎn)是斷開的，因此分勵(lì)脫扣線圈不會(huì)因K03常閉接點(diǎn)閉合而得電，導(dǎo)致誤跳閘。 如果起重機(jī)起動(dòng)前制動(dòng)接觸器K7觸頭已經(jīng)熔焊，那么一合上總斷路器Q0由于并聯(lián)接點(diǎn)斷開，使K03處于斷電狀態(tài)，K03常閉接點(diǎn)閉合，而此時(shí)K7常開接點(diǎn)、K07常閉接點(diǎn)均閉合，這樣分勵(lì)脫扣線圈得電，使剛合上的總斷路器立即跳閘，阻止起重機(jī)在不能制動(dòng)的狀態(tài)下起動(dòng)，消除了事故隱患。 為檢修安全，將原設(shè)計(jì)中升降機(jī)構(gòu)控制電源的轉(zhuǎn)換開關(guān)Q3由二極改為四極，這樣Q3斷開時(shí)，就切斷了升降控制電路與總斷路器分勵(lì)脫扣電路的連接，確保升降控制電路完全斷電。Q3可以選用HZ5—10型四極組合開關(guān)。 因利用了原設(shè)計(jì)中的時(shí)間繼電器，起重機(jī)升降機(jī)構(gòu)的拒停保護(hù)只需要增加一個(gè)中間繼電器，并將一個(gè)二極組合開關(guān)改為四極組合開關(guān)，所需費(fèi)用不大。 (二) 起重機(jī)電子控制技術(shù) 為了提高工程起重機(jī)作業(yè)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、防止事故、保障人身和設(shè)備安全，采用了多種多樣的控制裝置。操縱與控制已成為起重機(jī)的重要問題。 要解決操縱與控制問題，僅靠機(jī)械和液壓是很不夠的，因?yàn)椴倏v與控制實(shí)際上是信息處理問題。機(jī)械和液壓信息處理能力低，控制性能差，必須引進(jìn)信息處理能力強(qiáng)、控制性能良好的電子技術(shù)?，F(xiàn)就當(dāng)前工程起重機(jī)上采用得電子控制裝置作一一概述。 1. 載荷力矩限制 為了防止由于過大的載荷所引起的傾翻和折臂等事故，在工程起重機(jī)上設(shè)置了載荷力矩限制器。 微機(jī)控制力矩限制器的工作原理如如3所示。它是由吊臂角度，長度，起重量，支腿跨矩等檢測裝置，微機(jī)控制裝置，顯示，報(bào)警及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。 其基本工作原理是，由檢測裝置通過傳感器將吊臂的長度，角度，支腿跨矩等信號，送如微機(jī)控制裝置。微機(jī)控制裝置計(jì)算出在當(dāng)前的情況下，起重機(jī)允許起吊的最大重量，與傳感器測出的起重機(jī)實(shí)際起吊重量進(jìn)行比較，如果實(shí)際起吊重量達(dá)到允許起吊重量的90%，則微機(jī)系統(tǒng)通過顯示器和蜂音器發(fā)出預(yù)報(bào)警，提醒操作人員小心操作。當(dāng)比值達(dá)到100%時(shí)，微機(jī)系統(tǒng)通過顯示器和蜂音器指示作業(yè)人員停止當(dāng)前作業(yè)并通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)限制起重機(jī)只能進(jìn)行安全方向操作，停止一切危險(xiǎn)方向的操作。 圖3 微機(jī)控制力矩限制器原理簡圖 2. 反力感知系統(tǒng) 起重作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員用眼睛往往不能正確估計(jì)吊重的重量，特別目前采用先導(dǎo)液壓操縱，減輕了操縱力在操縱時(shí)荷重的變化，載荷的起吊下落等情況，司機(jī)沒有手感，在進(jìn)行建筑構(gòu)件吊裝和機(jī)器設(shè)備安裝時(shí)感到操縱困難。為此，在有些起重機(jī)采用了電子感知系統(tǒng)。 裝置了反力感知系統(tǒng)后，由于有負(fù)荷力反饋，司機(jī)在操縱桿上可感知吊重的大小，有助于高精度微動(dòng)操縱。同時(shí)可避免由于起吊過猛，吊重?cái)[動(dòng)等原因引起的人身和設(shè)備事故。 反力感知系統(tǒng)如圖4所示?；竟ぷ髟硎菣z出卷揚(yáng)馬達(dá)的壓力，通過控制器發(fā)出控制電信號，控制電液比例閥產(chǎn)生相應(yīng)的液壓，作用于反力活塞上，使操縱桿上產(chǎn)生負(fù)荷反力感覺。 圖4 反力感知系統(tǒng) 反力感知系統(tǒng)可以通過反力設(shè)定裝置，根據(jù)司機(jī)的個(gè)人特點(diǎn)和作業(yè)類型來設(shè)定反力的大小，當(dāng)認(rèn)為不需要時(shí)，還可以將反力感知系統(tǒng)解除。 3. 防碰撞控制 工程起重機(jī)在狹窄的場地工作時(shí)，需要控制其作業(yè)范圍，即限制起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)及度及動(dòng)臂伸縮和變幅范圍。 常采用示教再先方式來進(jìn)行控制，先由操作人員按允許工作范圍操作一遍，由危機(jī)系統(tǒng)記下其軌跡，通過此方式設(shè)定作業(yè)范圍。防碰撞控制裝置的原理如圖5所示。也可用超聲波障礙物檢測裝置來實(shí)現(xiàn)房碰撞控制。其工作原理如圖6所示。 圖5 防碰撞控制裝置原理圖 圖6超聲波障礙物檢測裝置 為了防止碰撞高壓線，引起觸電事故和造成供電故障，采用接近高壓線自動(dòng)報(bào)警裝置，如圖7所示。 圖7 接近高壓線自動(dòng)報(bào)警裝置原理圖 檢測裝置一般采用球形電極，通過靜電感應(yīng)，檢測電網(wǎng)的電聲強(qiáng)度，然后將微弱信號經(jīng)前置放大后，通過靈敏度裝換處理得出與電網(wǎng)的距離，再與控制基準(zhǔn)比較，輸出相應(yīng)的控制信號。 4. 吊重控制裝置 圖8 自動(dòng)水平移動(dòng) 在高層建筑和高架道路的建設(shè)工程中，為了提高作業(yè)效率，縮短工期，使操作簡便和提高安全性，常采用以下吊重控制裝置——自動(dòng)水平移動(dòng)控制裝置。 在起重作業(yè)中往往需要吊重作水平移動(dòng)，通常是靠司機(jī)操作技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，司機(jī)目視吊重的高度，同時(shí)操縱變幅和起升兩個(gè)手柄，又要觀察注意周圍情況，操作難度相當(dāng)大。采用自動(dòng)水平移動(dòng)控制裝置，只需操縱動(dòng)臂變幅一個(gè)操縱桿，就能平穩(wěn)、迅速作高精度的水平移動(dòng)，如圖8所示。 自動(dòng)水平移動(dòng)控制裝置的組成如圖9所示。由傳感器，操縱裝置控制微機(jī)和電液變換執(zhí)行裝置等組成。傳感器包括：角度檢測器檢出住臂或副臂的角度；旋轉(zhuǎn)編碼器檢測住卷筒或副卷筒的轉(zhuǎn)動(dòng)量；壓力檢測器檢出住臂變幅操縱閥的先導(dǎo)操縱壓力，作為前反饋輸入控制微機(jī)；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器檢出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來改變系統(tǒng)的增益。由主臂角度可算出主臂上支點(diǎn)的高度，為保持吊重水平移動(dòng)可算出起升卷筒所需的轉(zhuǎn)動(dòng)量，來控制卷筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，與旋轉(zhuǎn)編碼器測得的卷筒實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)量作比較進(jìn)行修正。壓力前反饋和根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來改變曾益的目的，是為了得到高精度平穩(wěn)的水平移動(dòng)。此裝置采用手動(dòng)優(yōu)先原則，主要起升卷筒一操縱，就自動(dòng)地從自動(dòng)切換至手動(dòng)，當(dāng)突然遇到障礙物時(shí)可避開。 圖9 自動(dòng)水平移動(dòng)控制裝置組成 另外為了防止起吊時(shí)側(cè)位，產(chǎn)生吊重?fù)u擺而引起翻車、碰撞和折臂等事故，采用吊重中心追隨控制機(jī)構(gòu)，如圖10a所示，只要按一下卷筒操縱桿的按鈕，就能實(shí)現(xiàn)吊重中心自動(dòng)追隨。還有旋轉(zhuǎn)急停和旋轉(zhuǎn)緩?fù)＾D(zhuǎn)換控制裝置(圖10b和圖10c)等 圖10 吊重中心追隨和旋轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu) 5. 多路信號傳送裝置 圖11 電子多路信號傳遞示意圖 在單司機(jī)室的越野起重機(jī)上，一個(gè)技術(shù)上困難問題是如何在有相對運(yùn)動(dòng)的上下之間傳遞大量的操縱控制信息（多達(dá)幾十個(gè)）。駕駛室在上車，而發(fā)動(dòng)機(jī)，變速器，轉(zhuǎn)向，制動(dòng)和支腿等在下車，如何操縱和來控制它們，解決的辦法是盡量將液壓控制信號改為電控制信號，同時(shí)為了減少通路，希望一條通路傳遞多路信號，這就需要利用微機(jī)電子技術(shù)，其原理如圖11所示。 除了上述介紹的電子控制裝置以外，還有許多控制裝置。 在發(fā)動(dòng)機(jī)，泵和閥的控制方面：需要適應(yīng)負(fù)載變化和多個(gè)液壓作動(dòng)器同時(shí)動(dòng)作復(fù)合操作時(shí)的功率控制，實(shí)現(xiàn)高載低速和減輕高速，與發(fā)動(dòng)機(jī)功率相匹配，充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)功率；微機(jī)操作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)和泵的控制，與負(fù)載無關(guān)和同時(shí)動(dòng)作十相互無干擾，僅取決于手柄操縱的速度控制，以改善其操縱性能；帶負(fù)載感應(yīng)補(bǔ)償?shù)墓?jié)能控制，降低燃料消耗量。目前這些方面還大量采用液壓控制，可以預(yù)計(jì)不久將來將被控制性能優(yōu)越的電子控制所取代。另外。這些控制系統(tǒng)目前大多是發(fā)動(dòng)機(jī)，泵和閥分開單獨(dú)控制，今后預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)聯(lián)合控制。 在全路面起重機(jī)和越野起重機(jī)上，目前已有不少采用了微機(jī)控制自動(dòng)換檔變速器。 另外，還有電子監(jiān)視和故障自動(dòng)診斷裝置等?？傊?，可以說操縱與控制，起重機(jī)內(nèi)的信息處理已成為當(dāng)前起重機(jī)進(jìn)一步發(fā)展的焦點(diǎn)。雖然目前電子控制尚存在不少為體，例如傳感器技術(shù)和電液轉(zhuǎn)換技術(shù)收納感不夠成熟，微機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾，包括電磁輻射干擾，溫度，濕度，振動(dòng)和沖擊等引起的環(huán)境干擾，確實(shí)電子控制的可能性尚存一定問題，但是電子控制是不抗拒的技術(shù)潮流，機(jī)電信一體化是工程機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代的必然發(fā)展方向。 三、展望未來 目前起重機(jī)的控制系統(tǒng)主要是機(jī)械液壓控制，隨著電液比例控制技術(shù)和電子技術(shù)在控制系統(tǒng)中的比重越來越大以及它的優(yōu)越性，電液控制將是主要發(fā)展潮流。隨著液壓元件、微機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，智能液壓起重機(jī)即將出現(xiàn)。那時(shí)這種“巨人”可以替代人們做更多的繁重工作，為人類的發(fā)展起到無法估計(jì)的作用。 參考文獻(xiàn) [1] 顧迪民 主編·工程起重機(jī)·［M］·中國建筑工業(yè)出版社（第二版） [2] 朱新才 主編·液壓傳動(dòng)與控制·［M］·重慶大學(xué)出版社 [3] 周士昌 主編 ·液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖冊·［M］·機(jī)械工業(yè)出版社 [4] 揚(yáng)國平 劉忠 主編·現(xiàn)代工程機(jī)械液壓與液力實(shí)用技術(shù)·［M］·人民交通出版社 [5] 趙顯新 主編·工程機(jī)械液壓傳動(dòng)裝置原理與檢修·［M］·遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 [6] 羅蓉、劉琦、李斌貴 供稿 ·第三代智能超載限制器·［J］·三峽大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2004．09—04 [7] 王慶豐 魏建華 吳根茂 張延庭 ·功程機(jī)械液壓控制技術(shù)的研究進(jìn)展與展望 ·［J］·浙江大學(xué)流體及控制國家傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)室 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