QY40型液壓起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙】

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(shì)摘要本文對(duì)目前國(guó)內(nèi)外汽車起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了對(duì)比分析，列舉了一些國(guó)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(wèn)題的技術(shù)；起重機(jī)電子控制技術(shù)。最后還提了自己對(duì)起重機(jī)技術(shù)發(fā)展過(guò)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(guó)外工程汽車起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)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(chǎng)格局，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展及市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)沖擊下，導(dǎo)致世界市場(chǎng)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(lái)汽車起重機(jī)在英、美等國(guó)市場(chǎng)的復(fù)興，使人們對(duì)汽車起重機(jī)產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí)。幾年前某些工業(yè)界人士曾預(yù)測(cè)，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(jìng)爭(zhēng)，汽車起重機(jī)會(huì)在世界市場(chǎng)中繼續(xù)占有一席之地。國(guó)外工程起重機(jī)從整體情況分析，領(lǐng)先國(guó)內(nèi) 1020 年(不同類型產(chǎn)品有所不同)。隨著國(guó)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 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(jī)。行業(yè)配套也與國(guó)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(jí)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(guó)內(nèi)工程汽車起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)國(guó)內(nèi)工程機(jī)械產(chǎn)品近十年來(lái)隨著技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，有了長(zhǎng)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(guó)外工程機(jī)械比較來(lái)看，還存在較大差距。國(guó)內(nèi)工程起重機(jī)行業(yè)在 9499 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(lái)，隨經(jīng)濟(jì)建設(shè)新一輪啟動(dòng)，工程起重機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)力，努力開發(fā)產(chǎn)品，開拓市場(chǎng)。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(chǎng)。20 世紀(jì)末期國(guó)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(lái)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(lái)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(guó)內(nèi)市場(chǎng)(特別是配套件)受到了較大沖擊，但同時(shí)也給我們帶來(lái)新技術(shù)的應(yīng)用，使國(guó)內(nèi)主機(jī)和配套件企業(yè)更清晰認(rèn)識(shí)到差距，更多地了解國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品存在的致命問(wèn)題，迫使國(guó)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(guò)幾年的努力，國(guó)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(guó)汽車起重機(jī)制造的最高水平填補(bǔ)了我國(guó)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(guó)起重機(jī)行業(yè)與國(guó)外的差距，但差距還很大，很多廠家主要還是靠購(gòu)買國(guó)外的“落后”技術(shù)，缺乏自主研發(fā)能力。這讓國(guó)人感到擔(dān)憂。二、國(guó)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(wèn)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 型)，是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)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(jiǎn)明，不用調(diào)整任何電位器，使調(diào)試變得簡(jiǎn)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(guò)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(cè)，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(wú)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(chǔ)了多組額定載荷曲線，滿足了各種工況無(wú)級(jí)報(bào)警要求；對(duì)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(guó)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(guó)所引進(jìn)的日本、德國(guó)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(hào)，通過(guò)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(guò)節(jié)流口的流量?jī)H與節(jié)流口開度面積成正比而與負(fù)載大小無(wú)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(PoPr或P1Pr)對(duì)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(lái)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(duì)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(duì)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(guò)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(wèn)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(wèn)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(lái)判斷；其二是為避免接觸器、繼電器動(dòng)作競(jìng)爭(zhēng)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(guò)程中，即使K7、K07 接點(diǎn)動(dòng)作競(jìng)爭(zhēng)，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(jí)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(jí)接觸器K41能夠吸合，切除第3級(jí)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(jí)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(lái)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)06s延時(shí)后閉合，接通總斷路器Q0的分勵(lì)脫扣線圈YAOFF，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(jí)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HZ510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(wèn)題。要解決操縱與控制問(wèn)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(wèn)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(guò)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(zhǎng)度，起重量，支腿跨矩等檢測(cè)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(cè)裝置通過(guò)傳感器將吊臂的長(zhǎng)度，角度，支腿跨矩等信號(hào)，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(cè)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(guò)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(guò)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(guò)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(jiǎn)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(méi)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(guò)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?yè)P(yáng)馬達(dá)的壓力，通過(guò)控制器發(fā)出控制電信號(hào)，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(guò)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(lái)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(chǎng)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(lái)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(guò)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(cè)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)房碰撞控制。其工作原理如圖 6 所示。圖 8 自動(dòng)水平移動(dòng)圖 5 防碰撞控制裝置原理圖圖 6 超聲波障礙物檢測(cè)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(cè)裝置一般采用球形電極，通過(guò)靜電感應(yīng)，檢測(cè)電網(wǎng)的電聲強(qiáng)度，然后將微弱信號(hào)經(jīng)前置放大后，通過(guò)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(hào)。4. 吊重控制裝置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(jiǎn)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(lái)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(cè)器檢出住臂或副臂的角度；旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)住卷筒或副卷筒的轉(zhuǎn)動(dòng)量；壓力檢測(cè)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(lái)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，為保持吊圖 11 電子多路信號(hào)傳遞示意圖重水平移動(dòng)可算出起升卷筒所需的轉(zhuǎn)動(dòng)量，來(lái)控制卷筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，與旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)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(lái)改變?cè)娴哪康?，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(hào)傳送裝置在單司機(jī)室的越野起重機(jī)上，一個(gè)技術(shù)上困難問(wèn)題是如何在有相對(duì)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(lái)控制它們，解決的辦法是盡量將液壓控制信號(hào)改為電控制信號(hào)，同時(shí)為了減少通路，希望一條通路傳遞多路信號(hào)，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(wú)關(guān)和同時(shí)動(dòng)作十相互無(wú)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(lái)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梢哉f(shuō)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(wèn)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(lái)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(lái)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(wú)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(guó)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(cè)M機(jī)械工業(yè)出版社4 揚(yáng)國(guó)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 200409047 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(guó)家傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)室 2003.128 魏宏宇 起重機(jī)起升液壓系統(tǒng)J徐州工程機(jī)械研究所 9 游善蘭 從=2004-bauma 展談工程機(jī)械液壓技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及研發(fā)方向J 徐工研究院 2004.610 鄧子龍 王玉良 王桂霞QUY50A液壓履帶起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真J遼寧石油化工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2002.911 黃宗益 張建平工程起重機(jī)電子控制J上海同濟(jì)大學(xué) 199412 洪國(guó)輝 汽車起重機(jī)負(fù)荷傳感系統(tǒng)分析與評(píng)價(jià)J武漢水利電力大學(xué) 1996.513 張?zhí)?汽車起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)研究J青島建筑工程學(xué)院 1997.03.2214 Trajectory Control of Mobile Hydraulic Crane EMSD 9/10 69C15 Marc E. Munzer Control Of Mobile Hydraulic Cranes