汽车起重机构造.docx

汽车起重机构造回转轴承亦称滚盘，是在普通滚动轴承的基础上发展起来的，但一般滚动轴承内、外圈的刚度依靠轴承座孔的刚度来保证，而回转轴承的刚度则由下车底盘的结构来保证。一般汽车底盘的刚度很小，而回转轴承要承受巨大的轴向力、径向力和翻倾扭矩，因此，回转轴承的动圈和不动圈均需有足够的抗弯及抗压刚度和强度。 回转轴承按滚动形式分，有滚珠式和滚柱式；按滚动体的排列分，有单排、双排和多排式；按滚道形式分，有圆弧曲面式、平面式和钢丝滚道式。 1、 单排滚珠式回转轴承 滚道是由内座圈和外座圈合成一个整体的曲面滚道。齿 圈可以为外齿圈式，也可为内齿圈式。滚珠和 导向体安装时，均由内座圈或外座圈的专用切向圆孔装入滚 道，然后将安装孔堵住。为了润滑滚盘，设有数个黄油嘴。 单排滚珠式轴承，重量轻、结构紧凑、制造成本低，允 许小的安装误差，但承载能力小。 NK-250E型、NK-400E型等汽车起重机采用内齿圈式、 单排滚珠回转轴承(见图4-10)。 图4-9单排滚珠回转轴承 2、双排滚珠式回转轴承 (a)内齿圈式(b)外齿圈式 双排滚珠式回转轴承见图4-11，由上下两排滚珠、内、外座圈、间隔套及密封装置等组成。为了安装滚珠，内座圈或外座圈由两体组装而成。与同样尺寸的单排滚珠回转轴承比较，承载能力要大得多。 NK-160型汽车起重机采用图4-11(b)型结构的回转轴承。 3、交叉滚柱式回转轴承 交叉滚柱式回转轴承见图4-12。 滚动体为圆柱式或圆锥形，单排交叉排列。内座圈或外座圈由上下两体组装而成，便于安装和调整滚体的轴向间隙。按滚柱交叉排列时同向滚柱的数量多少，可分为1对1、2对1、3对1，或3对2等几种排列形式。这种回转轴承不仅能承受轴向和径向载荷，而且可以承受较大的翻倾力矩。此外，由于滚柱与滚道的接触面积较大，增加了回转轴承的抗疲劳强度，延长了使用寿命。与单排滚珠回转轴承比较，承载能力可增加一倍。这种回转轴承的滚道为锥面，易于加 图4-10 NK-250E型回转轴承 工和保证加工精度。交叉滚柱对联接件的刚度和安 装精度要求较高，否则支承件变形时，滚柱与滚道形 成点接触，出现过早的损坏和噪音，降低使用寿命。 国产QY-8型等汽车起重机采用图4-12(b)型结 构的回转轴承。 三、回转驱动装置 回转驱动装置用来驱动上车起重机相对下车底 盘的转动。由于起吊重物质量大，举升高，再加上起 重机自身质量，因此回转惯量很大。操作起重机回转 时必须平稳，禁止急剧制动，回转速度一般为23r/ min。回转驱动装置常采用柱塞马达以及与其直接联 4-11 双排滚珠回转轴承 结的减速器。 (a)外齿圈式 (b)内齿圈式 回转驱动装置的减速器多采用行星齿轮式。蜗图轮蜗杆装置的速比虽然较大，但其具有不可逆向传动的固有特性，不能用于回转机构。个别型号的吊车，错误的选用蜗杆传动，当回转作 图4-12交叉滚柱回转轴承 (a)外齿圈式 (b)内齿圈式 业需要停止时，臂杆巨大的惯性强制蜗轮带动蜗杆转动，结果不断出现蜗轮轴和减速器壳体的断裂损坏，使臂杆的旋转造成失控，严重的将威胁设备和人身的安全。 1、径向活塞式油马达带行星齿轮减速器 NK-160型吊车采用径向活塞式液压马达和行星齿轮减速器构成回转驱动装置。 1径向活塞式油马达 (1)径向活塞式油马达的结构图与分解图见图4-13和图4-14。 图4-13所示的径向活塞式油马达为连杆式星形油马达，主要由马达壳101、曲轴201、活塞202、连杆203、活塞环404、405、配油阀301以及前后盖、油封等构件组成。 马达壳101的径向装有辐射状排列的五支活塞202，连杆203 -端的球销用挡圈204和 锁环408与活塞202铰接，连杆另一端通过导环205安装在曲轴201的凸轮部，能沿曲轴偏心部正确的滑动。活塞202上安装活塞环404。曲轴由两支圆锥滚柱轴承支承，曲轴上端通过两支定位销303驱动配油阀301。配油阀301上装有活塞环405，用以分隔配油阀的进、排油槽，活塞环为金属环。马达壳上腔油道和配油阀组成配油室。曲轴下端则为输出轴与减速器输入轴，用花键联结。马达壳与后盖104、缸盖105用螺栓固定，其接合面都装有0型圈密封，分别形成密闭的油室。连杆的润滑是通过活塞顶部油孔，穿过连杆中心到达曲轴，由节流阀206以0.5mm的小孔来控制液压油流量，使连杆的球销和轴承都得到润滑。 图4-13径向活塞式油马达结构图 101.马达壳103.前端盖104.后盖105.缸盖201.曲轴202.活塞203.连杆204.挡圈205.导环206.连杆节流阀301.阀303.圆柱销钉305.垫片401、402.圆锥滚柱轴承404、405.活塞环408.锁环410、413、414.O型环417.油封419、420、422.螺栓425、435.螺塞426.密封垫圈427.固定螺钉430.插销 图4-14 径向活塞式油马达分解图 (2)星形油马达工作原理。液压油从进油口，经随曲轴一起转动的配油阀和马达壳的油道，进入一部分活塞顶部。活塞在压力油作用下，通过连杆作用到曲轴偏心轮上一个力N，这个力通过偏心轮轴心O，对曲轴转动轴线O产生力矩，驱动曲轴带动负载转动；同时，另一部分活塞将其顶部的液压油经马达壳和配油阀油道，由出油口排回储油箱。如果液压油由口引入，从口回油，油马达便可反转。由于曲轴的偏心距已是固定的，所以其为定量油马达。连杆式星形油马达可以做成壳体固定，曲轴旋转；也可以做成曲轴固定而壳体旋转。 图4-15 星形油马达工作原理 连杆式星形油马达的具体工作过程如下： 工作油进入液压缸a、b，使曲轴产生逆时针旋转的扭矩，液压缸c位于上死点，进出油道闭塞；液压缸d、e的活塞排出的油液可以返回油箱(见图416(a)。 在状态下，由于液压升高，直到产生足够提升载荷的扭矩，曲轴就开始转动。 液压缸a、b压力上升；液压缸c开始进油；液压缸d、e仍在排油(见图4-16(b)。 液压缸a的活塞到达下死点，吸油行程结束；液压缸b、e进油；液压缸d、e仍在排油(见图4-16 (c)。 液压缸b、c继续流入压力油，驱动活塞和连杆而推动曲轴转动；液压缸a的活塞被曲轴推出而排油，与液压缸d、e的油液合流后返回油箱(见图4-16(d)。 随着曲轴的转动，液压缸c、d在进油行程；液压缸e、a、b在排油行程(见图7-16(e)。 液压缸d、e、a在进油行程；液压缸b、c在排油过程(见图7-16(f)。 曲轴的继续转动，便恢复到图4-16(a)的工作状态，曲轴回转1周。 由上述连杆式星形油马达的工作过程可知，此种油马达是根据活塞所处的位置，由配油阀协调的配油而实现曲轴连续转动的。当活塞缩回时，此油缸进油；当活塞伸出时，此油缸排油；当活塞处于上、下死点时，进出油缸的油路闭塞。连杆式星形油马达为低速大扭矩液压马达，其结构简单、易于制造、耐冲击、寿命长，但转速和扭矩均匀性较差。 图4-16 星型油马达工作过程 2行星齿轮减速器 (1)行星齿轮减速器的结构见图4-17。NK-160型吊车由回转星形油马达驱动的行星齿轮减速器，主要由恒星齿轮4、驱动轴3、三支行星齿轮5、后壳体2、环形齿轮6、制动活塞9、衬盘23、联轴节8、前盖1、轴承11、12、13、14和油封20等构件组成。 图4-17 回转油马达减速器 1.前壳2.后壳3.驱动轴4.恒星齿轮5.行星齿轮6.环形齿轮7.销8.联轴节9.制动活塞10.合缝销11、12、13、14.滚针轴承15.导向销16.弹簧17.止动环18.止推板19.紧固螺栓20.油封21.通气塞22.油位计23.衬盘24、25、34.O型环26.放气塞27、28.螺栓29、30.弹簧垫圈31.锁定垫圈32、33.插塞 (2)工作原理。后壳体2用螺栓28固定在马达壳上。恒星齿轮4-端插入马达曲轴下端 花键内，另一端通过轴承13支承在驱动轴3的中心承孔上，下部的圆柱齿轮与行星齿轮5啮合。行星齿轮5用轴7、止推垫18和滚针轴承14安装在驱动轴3上，同时与环形齿轮6的内齿啮合；由于环形齿轮6用螺栓27与前盖1、后壳2连结在一起，即与马达壳一起固定在上车的转台上。驱动轴3通过轴承11、12分别支承在前盖1和后壳2上。所以油马达的旋转，带动恒星齿轮4，恒星齿轮4又驱动行星齿轮5，由于环形齿轮6固定不动，行星齿轮5便带动驱动轴3与油马达同向转动。 恒星齿轮的齿数为Z1，环形齿轮的齿数为Z2，则减速器速比i为： 减速器装有回转制动装置；恒星齿轮4上部花键轴上，套有联轴节8，同时还插入油马达曲轴下端内花键。联轴节8的外花键上装有摩擦衬盘23，随油马达一同转动。制动活塞9上装有两支O型密封环24、25，端面安装五支弹簧16。活塞9装于后壳2内，可以沿固定在后壳2上的导向销15轴向移动。活塞9、O型环24、25与后壳2组成密闭油腔。当回转油马达与减速器组装在一起时，压紧弹簧16座落在马达端盖上，将活塞9推向后壳2，衬盘23与制动活塞9分离，因此油马达带动减速器自由旋转。当液压油进入制动活塞9的两支O型环24、25之间时，制动活塞9向上压紧衬盘23，导向销15限止制动活塞9随衬盘23 -起转动而实现回转制动。当制动用液压油返回油箱时，活塞9在弹簧15的推动下，沿导向销下移，释放衬盘23，回转油马达便可正常运转。起重机回转过程中，仅可半制动，不得紧急制动。当臂杆停止转动后，再使回转处于全制动状态，所以回转制动主要用于停机后制动。 2、轴向柱塞式马达带行星针齿轮减速器 2.1轴向柱塞马达带行星针齿轮减速器的结构 NK-250E型等吊车均采用此结构。图4-18、图4-19分别为此结构的装配图和分解图。 液压马达部分的主要构件有液压油进油孔和回油孔的后凸缘101、配油定时孔板109、安装在油缸体104内的柱塞105、支承垫块106、对驱动轴118中心线具有一定倾角、使支承垫块在其上面滑动的固定斜盘103、液压马达壳102、制动活塞112和制动摩擦板115等(见图418)。 减速器部分的主要构件有减速器壳1、心轴2、固定凸缘3、行星针齿轮4、5、与输入齿轮6相啮合的圆柱直齿轮7和曲轴9等(见图4-18)。 减速器由圆柱直齿轮构成第一减速部，差动齿轮组成第二减速部，能对来自液压马达的高速回转运动加以减速，将其转换为低速的回转运动后，由心轴2驱动转台转动。 2.2工作原理 (1)液压马达的动作原理。由图4-18可知，固定斜盘103与驱动轴118的轴线有一倾斜角口，活塞105的支承垫块106和保持架107在弹簧114及球碗108的压力下始终与固定斜盘103接触，当油缸体104转动时，活塞105便伸出或缩回进行往复和旋转运动，到达上、下死点后改变移动方向(见图4-20)。液压油通过配油孔板109只进入由上死点至下死点伸出油缸体的各活塞；而由下死点升至上死点的各活塞进行排油。把上下死点连接起来的直线Y1Y2，一侧进油，一侧回油。流进油缸体一侧的压力油推压各活塞，从而形成活塞的轴向推力F1(N)=p(pa)×A(cm2) (p为进油压力，A为活塞断面面积)。此力作用于固定斜盘，但斜盘对驱动轴有一定的倾角，所以F1被分解成与斜盘垂直的分力F2和径向的分力F3。F3对直线Y1 Y2产生扭矩t=F3×r1。直线Y1 Y2右侧的各活塞都产生扭矩，各扭矩的合力T=(F3×r1)经由活塞传到油缸体，使其旋转起来。由于油缸体用花键联结驱动轴，因此驱动轴也会同时旋转，向外传递扭矩。 在油缸体和马达壳间装有常闭式回转制动器。摩擦板115和主动板116各两片，以花键的形式分别装在油缸体的外圆柱面和马达壳的内圆柱面上。制动活塞112有大小不等的两个圆柱面，分别装有O型环131和132，并安装在马达壳内。活塞、O型环与马达壳间形成密闭容积，可以由后凸缘引入液压油。制动活塞在弹簧113的推动下，压紧主动板和摩擦板，靠摩擦力限制油缸体相对马达壳的转动，达到实现回转制动的目的。当制动油腔进入压力油时，制动活塞压缩制动弹簧而升起，主动板和摩擦板分离，使马达正常运转。 (2)行星针齿轮减速器的工作原理。回转液压马达驱动轴118的下端(见图4-18)，用花键和卡簧35安装减速器输入齿轮6。液压马达转动时，输入齿轮6驱动三支圆柱直齿轮7，对于回转运动加以减速(见图4-21)。圆柱齿轮7分别与曲轴9以花键相联，从而曲轴的旋转形成第二减速部的输入回转。在曲轴的偏心部分用轴承分别装有行星齿轮4、5，构成行星齿轮组件。行星齿轮组件用轴承22将曲轴两端分别装入固定凸缘3和心轴2内，心轴2和凸缘3用螺栓19连为一体，构成心轴组件。心轴组件通过轴承32和21支承在减速器壳1内。 图4-18 回转液压马达带行星针齿轮减速器的装配图 1减速壳2心轴3固定凸缘4、5.行星齿轮6输入齿轮7圆柱直齿轮9曲轴11.隔片13、14隔套17.固定销19、39、134、135.螺栓20.挡环21球轴承22、32.圆锥滚子轴承23.滚针轴承24.螺母轴套26.压板27.锁片28.垫圈30.输出齿轮33、34、35、126卡簧37、130、131、132、133、136、138.O型圈38、125.油封40.放油塞101.后凸缘102马达壳103固定斜盘104油缸体105.活塞106.支承垫块107保持架108止推钢球109.定时孔板110弹簧座111调整垫圈112制动活塞113、114.弹簧115.摩擦板116.主动板117、127、128、129.定位销118.驱动轴119.量油尺123、124球轴承 随着曲轴9偏心部分的回转，行星齿轮4、5一面进行公转，一面按次序与减速壳内圆柱面上的针齿圈相啮合。这时，行星齿轮除公转外还要进行自转，但减速壳1固定，曲轴又被心轴组件两端所支撑，所以行星针齿轮要进行的自转会变成心轴的相对减速，使心轴以低速大扭矩驱动回转装置。行星针齿轮减速器通过两级减速，以低速大扭矩输出，由马达驱动，可以正转，也可以反转。回转控制阀挂入空档后，臂杆的惯性仍带动驱动装置转过一定角度才能慢慢停下来。如果操作过猛或紧急制动，都可能造成机件损坏或事故。 图4-19回转液压马达带行星针齿齿轮减速器的分解图(图注同图4-18) 图4-20 回转液压马达部分(图注同图4-18) 图4-21 回转减速部分(图注同图4-18) 四、回转液压控制装置 上车回转液压回路的控制装置主要有操纵回转方向的控制阀，控制回转回路压力的安全 阀，迫使回转停止的制动阀和双向缓冲阀。 1、回转先导阀 先导阀是压力阀的一种类型，它通过独立的低压油路控制主油路的液动柱。塞滑阀，实现回转马达转动，达到操作省力的目的。先导阀是液压伺服机构的重要元件。 先导阀为压力感受式，其结构如图4-22所示。其主要构件有阀体1、上盖2、凸轮3、17、推杆15、柱塞10、调压弹簧4、5、11、20、梭形阀组件6、8、29和芯套16等。凸轮与操作杆件联结，凸轮17控制左右回转，凸轮3控制制动。 先导阀的装配图见图4-23，阀体和柱塞上布置着油道，进油道始终通往三支柱塞滑阀10 图4-22 回转先导阀的结构 1.阀体2.上盖3.凸轮4、5、20.弹簧6.梭阀体7.管接头8.阀座10.柱塞11.调压弹簧12.垫片13、36.螺塞14.套筒15.推杆16.芯套17.凸轮18垫19.弹簧座21.柱销25.柱塞固定螺丝26.螺栓28.弹性销29、30.钢球31、32、33、34、35.O型圈 通过柱塞的上下移动，改变液压油通道，实现油液输出或卸荷。 柱塞10下部轴向和径向有油孔和油道环槽，上部通过弹簧座19、小弹簧11用垫圈18、螺栓25与心套16联结。弹簧11的张力使柱塞力图推开心套，弹簧4也将心套推向上方。当扳动凸轮时，推杆15顶压心套向下，弹簧11便将柱塞10压下。当松开凸轮17的时候，弹簧4及11使心套、顶杆和柱塞复位。当未扳动回转操作杆时，凸轮在中立位置，液压油由P油口进入阀体横向油道，但被螺塞13堵塞，又与柱塞径向油孔不通，因此液压油仅通向三支先导阀柱塞，以备任一支柱塞使用。液动柱塞控制腔的液压油经接头7中心孔、柱塞10轴向油孔、柱塞径向油孔而进入弹簧室，由T油口返回油箱，液动阀无控制油压不能移动，转台停留不动。 扳动凸轮进行回转操作时，顶杆15经心套16、弹簧11将柱塞10压下，柱塞10上部径向油孔被堵塞，截断液动阀控制室通往油箱的通道；同时，进入P油口的液压油，经柱塞上另一条径向油孔、柱塞轴向油孔和管接头7而流入液动阀控制室。推动液动柱塞移动，使主油路的液压油进入回转马达，驱动转台转动。经柱塞轴向油孔的液压油也进入柱塞下端，柱塞底部产生向上的轴向力。于是柱塞压缩调压弹簧11并向上移，柱塞又将进油口P关闭，使液动阀控制室的油压保持某一定值，实现“指令”操作。若进一步扳动回转操作杆，顶杆进一步压下柱塞，将重复上述过程，但液动阀控制室油压将达到一个新的更高数值，使液动柱塞滑阀位移增加，回转加快。 图4-23 回转先导阀的装配图(图注同图4-22) 当松开操纵手柄时，顶杆在弹簧4作用下升至最高位置，柱塞也恢复到初始位置。液动阀控制室的油液返回油箱，液动阀柱塞在复位弹簧作用下回到中立位置，回转慢慢停止。当进行回转操作时，一支先导阀输出压力油，梭形阀29同时关闭另一支先导阀的输出油路，以保证回转油马达的旋转方向。另一方面，梭形阀也输出遥控压力油，使方向阀换向而截止，第三泵进入回转回路的压力油由卸荷状态而进入换向液动阀。 控制制动的先导阀与回转先导阀的结构、工作原 理相同。当扳动制动操作杆时，制动先导阀输出的液 压油，进入回转马达制动室，推动制动活塞来克服弹 簧张力，解除油马达制动。松开回转制动操作杆，先 导阀柱塞返回初始位置，制动室油液由T油口返回储 油箱。制动活塞靠弹簧张力压紧主动板和摩擦衬片， 回转马达被制动。 2、回转缓冲阀 悬挂重物的臂杆在回转过程中，若使用回转制动 装置强制臂杆立即停止转动，将造成臂杆等机件的剧 图4-24 回转缓冲阀工作原理图 烈冲击。所以，回转制动装置主要用于锁止停止转动 1、2、3、4.单向阀5.过载压力阀 的臂杆，防止臂杆因外力而自由滑转。在 6.液压马达7.液动换向阀8.油箱 回转作业中，只能使用部分制动力来控制臂杆转动速度。为了使具有巨大惯性力的臂杆停止转动，常采用双向缓冲阀，在回转油路造成液压阻力，阻止液压马达的继续转动， 使回转慢慢停止，所以回转液压缓冲阀又可称液压制动阀。液压缓冲阀的动作原理见图7-25。缓冲阀主要由单向阀和过载压力阀等组成。当需要进行臂杆回转时，首先操作油马达回转制动先导阀，解除油马达制动。再拉动回转操作杆，回转先导阀输出控制压力油，一方面使第三泵来的液压油由卸荷状态进入液动换向阀7，使液动阀柱塞转移到右侧位。液压油经单向阀进入回转油马达右腔，油马达左腔油液经节流阀返回油箱，油马达驱动回转机构顺时针转动。 当需要臂杆停止转动时，松开回转操作杆，先导阀回到中立位置，停止输出控制液压油，液动换向阀回到中立位置，第三泵的压力油卸荷。液动换向阀7于中立位置时，其内部的两支单向阀将马达旋转回路的出油孔堵塞，使油马达旋转回路成为只能进油而不能出油的闭锁状态。液动换向阀返回中立位的初始阶段，臂杆由于惯性仍然在带动油马达继续转动，使油马达左腔油压迅速提高，造成臂秆回转阻力。油马达左腔压力只有达到过载压力阀5的调定压力，液压油才能经单向阀4、过载压力阀5和单向阀2流入油马达右腔，使臂杆回转慢慢停止。回转阻力的大小决定于过载压力阀的压力调定值，起到吸收能量、缓冲和制动作用。 当臂杆处于停止状态时，由于风力、斜坡等外力促使臂杆回转时，与上述过程相同，缓冲阀同样造成臂杆回转液压阻力，使臂杆回转呈锁止状态。液动换向阀7于油马达旋转回油侧设有节流阀，控制回油流量，防止油马达旋转过速，限制了回转速度不能过快。经液动换向阀7而进入油马达的液压油，都经过其单向阀，以防止液压油的倒流。 3、回转液动阀 NK-250E班型吊车的回转液动阀由阀体组件、液动柱塞滑阀组件、安全阀组件、制动阀组件，液动缓冲阀组件构成(见图4-25)。 图4-25 回转液动阀结构图 1.阀体2.柱塞滑阀体3.制动阀体4.安全阀体5.弹簧盖6、22、41.压盖7.套管8.挡块9.柱塞10、14、16、24、31、32、42、48、49、51、53、65、70、74、75.压簧11、45、50、52、58、60.单向阀12.阀套13、34、35、59.接头15.柱塞滑阀17.垫圈18.主柱塞19、43.调整螺丝20、26、30.菌形阀21.先导活塞23.先导套管25、44、72、76.垫27.阀座28.导向套29.活塞33.换向阀36、63、64.挡杆40.铅封46.旋钮47、55、92.螺母54、56、61、66、69.螺塞57.放气阀62.梭行阀柱塞67.锁帽68.调节杆71滤油器73.柱塞接头78.挡塞80.滤油罩85、86、87、88、89、90、91.螺栓94.挡销95.卡簧96.钢球97.柱销98、99、100、101、102、103、104、105、106、107.密封圈108.支承环109、110、111.螺堵114、115、116.金属丝 第五节 臂杆伸缩机构 起重机升降重物，是利用臂杆顶端的滑轮组支承卷扬钢丝绳悬挂重物，另一侧用卷扬机构来改变卷扬绳的长短，实现重物的升降。利用臂杆长度和倾斜角度的变化，来改变提升高度和工作半径。 汽车起重机通常利用伸缩式箱形臂杆，几节臂杆套装在一起，利用臂杆伸缩来改变臂杆的长短。为了进一步增加臂杆伸出长度，在臂杆顶端安装一节或两节挺杆，可将较轻的货物举升到更高的空间。 臂杆的伸缩是利用伸缩液压缸或钢丝绳联合驱动的。臂杆有两节、三节、四节、五节等不同的节数。一般额定起重量越大，起升高度相应也越高，臂杆的节数也越多。在额定起升高度以内可选用任一伸出长度，用完后将各节臂杆收藏在第一节臂秆内，便于吊车的移动。 两节臂杆吊车，用一支伸缩液压缸来驱动第二节臂杆，具有三节以上臂杆的吊车，最后一节臂杆通常通过钢丝绳由倒数第二节臂杆驱动，所以最后一节臂杆与倒数第二节臂杆，为同步等长伸缩。伸缩液压缸的数量为臂杆节数减二，如五节臂杆的吊车，伸缩液压缸为三支。 基础臂杆下端用轴2铰接在转台架1上，而臂杆中后部由变幅液压缸铰接，变幅液压缸下端用轴3也支承在转台架上，伸缩液压缸都装于臂杆内，因此转台转动时，臂秆装置、卷扬机构等便一同旋转。变幅液压缸可采用一支或两支，通过伸缩共同来改变臂杆的倾斜角度，使臂杆仰起或俯下。 从上可知，臂杆是通过液压缸和变幅液压缸的伸缩，来改变提升重物的高度和工作半径， 并利用副杆来进一步加长臂杆的长度，以满足各种吊装任务的需要。 一、箱形伸缩式臂杆 中型和重型液压汽车起重机几乎全部采用箱形伸缩式臂杆，超重型汽车起重机采用箱形伸缩式臂杆也日益俱增。 以三节臂杆的吊车为例，其臂杆的主要构件有：第一节臂杆1、第二节臂杆2、第三节臂杆3、导向滑轮79、定滑轮组78，缩回臂杆滑轮组32、扇形板24及其钢丝绳5，伸出臂杆用的滑轮组72及其钢丝绳4，臂杆尖滑轮支架30及共滑轮79，滑板组件和销轴等。 1、箱形臂杆 1.1结构 臂杆一般用优质碳素钢板或低合金高强度结构钢板焊接成箱形，两侧板围成槽形，再与上下盖板焊接成一体。其断面尺寸第一节臂杆最大，后面逐节缩小，以便使后一节插入前面一节。这样伸出臂杆时，使臂杆长度增加，而完全收回臂杆时，各节臂杆都缩回到第一节臂杆内。 图5-1上车回转平台 1转台架2伸缩缸支承轴3变幅缸支承轴4滑轮轴5、6、7、8支架9、滑轮10、11、12、14、15.盖板16.拉杆17、23、37.柱销18、25、35、36螺母19、30、31、32、33、34、43、45.垫圈20、38、39、40、41.开口销21.挂钩22.轴24.轴套26、27、28螺钉42.黄油嘴44.接头45.旋转密封 图5-2臂杆 1.第一节臂杆2.第二节臂杆3.第三节臂杆4.伸出钢丝绳5.缩回钢丝绳6、9、16、20、23、26、27、28、44、55、56、63、68.69.75.销轴7、40、47、48.轴套8、15、70、82、103、104、105、106、120.垫圈10.止动板11、12、13、14、58、90.托板33、34、35、36、37、57、67、80、88、89、59.滑板17、18.护圈19.托架20.支架21.调整拉杆24.扇形板25.护板30.尖端滑轮架32.、72、78、79.滑轮38、39、60、65、66、71隔板52.润滑油池50垫板125、126、127轴承61、115黄油嘴46、53、81、84、94、95、96、98、99、100、101、102螺栓76、86、87、107、123、124.螺母 第一节臂杆用销轴26铰接变幅缸 的活塞杆端。而臂杆下端用两支轴套40支承并用 销轴与转台连结，销轴6铰接第一伸缩缸活塞杆。 臂杆前部侧面和前端底面安装滑板组件。臂杆前 端上部两侧分别固定伸出钢丝绳4，内底面通过 调整拉杆22用支架21固定缩回钢丝绳5用的扇 形板24。臂杆前部内侧面及底面都安装滑板组件。 第二节臂杆后端用两支销轴23与第一伸缩 缸下端铰接，臂杆后端两侧分别装有第三节臂杆 图5-3臂杆结构示意图 缩回用的滑轮组件32。臂杆前端两侧分别用销轴9安装第三节臂杆伸出用的滑轮组79。臂杆前端的侧面、底面和臂杆后端的顶面，侧面、底面都装有滑板组件。 第三节臂杆后部两侧用插销20分别固定缩 回钢丝绳5。伸出钢丝绳4绕过臂杆后部扇形板， 以便被第二节臂杆拉出。臂杆前端用轴27安装导 向滑轮组79，用销68、69安装臂杆尖滑轮79的 支架30，用销轴28安装定滑轮组78和副杆，同 时还设有安装副杆拉杆的插孔及过卷检测装置的 导线插座等装置。臂杆后端的顶面、侧面和底面分 别装有滑板组件。 臂杆间的互相移动是通过滑动板组件的滑动 接触，臂杆顶面和底面的滑动板都设有橡胶滑脂 池或黄油嘴，以便润滑。侧滑板用调整螺丝可调整 臂杆侧间隙。滑板因磨损厚度不足时，可以增加隔 片厚度；当滑板磨损严重时，应及时更换。 1.2钢丝绳升降臂杆的工作原理 三节以上臂杆的吊车，最后一节臂杆是由倒 数第二节用伸缩液压缸驱动的臂杆，通过钢丝绳 和滑轮来带动升降(见图5-4)的。下面以三节臂杆 来说明其工作原理。 伸出用钢丝绳一端用调整螺丝固定在第一节 臂杆上端，绕过固定在第二节臂杆上端的滑轮，钢 丝绳的另一端固定在第三节臂杆的下端。伸缩液 图5-4钢丝绳升降臂杆示意图 压缸的活塞杆端铰接在第一节臂杆下部，而伸缩液压缸的缸体两侧分别铰接在第二节臂杆下端。当液压油进入伸缩液压缸活塞的上腔，则油缸带动第二节臂杆伸出，由于伸出钢丝绳一端固定在 不动的第一节臂杆上，因此，随第二节臂杆一起移动的滑轮便顶压伸出钢丝绳，将第三节臂杆拉出。第三节臂杆与第二节臂杆同步移动且伸出长度相等。 缩回用钢丝绳也是一端用调整螺丝固定在第一节臂杆上，绕过安装在第二节臂杆下端的滑轮后，另一端固定在第三节臂杆下部。当液压油进入伸缩液压缸的活塞下腔时，伸缩缸将第二节臂杆拉回，安装在第二节臂杆下端的滑轮便顶压缩回钢丝绳，使第三节臂杆与第二节臂杆同步缩回。 伸出钢丝绳和缩回钢丝绳都可用安装在第一节臂杆上的绳头调节螺杆来调整钢丝绳的长度，使伸出和缩回钢丝绳始终处于拉紧状态。 实际上，伸出用滑轮、缩回用滑轮、伸出钢丝绳固定螺丝和缩回钢丝绳固定销都各有两支，伸出和缩回钢丝绳绕过各自的扇形板后，分布在第三节臂杆的两侧，使第三节臂杆升降时受力均衡，实现与其他臂杆平行移动。 2、臂杆伸缩液压缸 2.1臂杆伸缩液压缸的结构 臂杆伸缩液压缸安装在臂杆内腔，通过油缸的伸缩来改变臂杆长度。 伸缩液压缸主要构件由油缸体1、活塞杆2、油缸盖3、活塞4、Y型密封圈7.8、耐磨环15、16、17及锁紧阀19等组成。 隔套14和活塞4等用锁母5固定在活塞杆2上，活塞上面向两侧安装两支Y型密封圈，并设有两支尼龙耐磨环。隔套一方面起导向作用，同时又是沟通活塞杆内外腔的油道。缸盖3内腔切槽上分别安装防尘图12、耐磨环16、17、Y型密封圈8和封油环10，保证与活塞杆间的良好密封。 伸缩液压缸采用活塞杆相对固定的形式，是靠油缸体的上下移动来驱动臂杆伸缩。活塞杆为中空的无缝钢管制造，一般是利用活塞杆中空的孑L道，装有两根油管，分别通往活塞两侧。其中通往活塞杆侧的油管，由活塞杆的下端用钢管穿过活塞杆经隔套沟通液压油路。伸缩液压缸的进、回油管都设置在活塞杆内部，结构布置非常紧凑。 油缸体前部用螺母24固定着滚轮托架的19和91，以便伸缩缸动作时，使油缸体、活塞杆与臂杆保持平行，防止受自重影响而引起较大的弯曲。 油缸体上设置有放气塞21、27、28，用以排出油缸中的空气。同时，油缸两端利用活塞和油缸及缸盖的凹凸间隙，形成油液挤压阻力，起缓冲作用。 当采用两支液压伸缩缸时，油管的连结见图5-6-。活塞杆侧油管。12、13与活塞杆侧油腔串联后直接通往伸缩缸控制阀，而由伸缩缸控制阀通往活塞侧的另一条油路，经选择阀可以通往第一伸缩缸，也可以通往第二伸缩缸。 2.2臂杆伸缩缸的控制装置 臂杆伸缩液压缸的控制装置有：控制臂杆伸出或缩回的控制阀，控制臂杆伸缩回路压力的安全阀，控制臂杆缩回速度和臂杆停止而锁止的锁紧阀，控制臂杆顺序动作的选择阀等。有些控制装置前面已讲到，本节仅讨论选择阀和锁紧阀。 (1)臂杆伸缩顺序选择阀。臂杆如果有三节以上的吊车，也就是说伸缩液压缸有两支以上，臂杆的伸或缩必须按一定的顺序进行。当臂杆伸出时，首先应伸出第二节，其次是第三节，再其次是第四节等依次进行，最后两节臂杆同时伸出。臂杆缩回时，与伸出的次序相反，首先收回最后两节臂杆，依次缩回第四节臂杆、第三节臂杆和第二节臂杆。为此，采用选择阀业控制臂杆的伸缩顺序，选择阀的结构见图5-7。 图5-5 伸缩液压缸 1.油缸体2.活塞杆3.缸盖4活塞5.锁母6.挡圈7、8.密封圈9、11、26、28.O型圈10.封油环12.防尘套14.隔套15、16、17.耐磨环l3、20.顶丝19.锁紧阀21、27.螺塞23.垫圈24螺母25.开口错 图5-6两支伸缩缸的联结 1、2.油管3、16、17.油管紧固卡子4.伸缩缸5、6.密封圈7、8、9、10.管接头11、12、13.软管14.垫圈15.螺栓 图5-7选择阀 1阀体Z柱塞滑阀3端盖6电磁阀7弹簧10密封圈15.螺钉17螺塞 选择阀实际上是电液换向阀，其主要由液动换向柱塞滑阀2、电磁阀6和阀体1等组成。电磁阀为实现控制油路的换向，直接控制油路中的流量较小。电磁阀由线圈和铁芯组成，通电时，线圈吸合铁芯，铁芯驱动控制柱塞滑阀6-3，使控制液压油路换向，控制液压油再驱动液动换向阀，使通往臂杆伸缩缸的油路变换。液动换向阀为二位三通阀，当电磁阀断电时，柱塞滑阀2在弹簧7的张力作用下停留在左位，接通控制阀通往第一伸缩缸的活塞侧油路；当电磁阀通电时，控制油压使液动柱塞滑阀转换到右位，接通控制阀通往第二伸缩缸的活塞侧油路，第二伸缩缸活塞杆侧油路经第一伸缩缸活塞杆侧油腔，再与控制阀接通。 当使臂杆伸出时，操作臂杆伸缩控制阀使第一伸缩缸驱动第二节臂杆伸出，再按下臂杆伸缩操作杆上的电磁阀开关，则第二伸缩缸驱动第三节臂杆伸出，第三节臂杆通过钢丝绳带动第四节臂杆同时伸出。当臂杆缩回时，一面操作控制阀，一面须继续接通电磁阀，则第二伸缩缸将第三、第四节臂杆同时拉回；松开电磁阀开关，则第一伸缩缸将第二节臂杆收回。 (2)臂杆伸缩锁紧阀。臂杆伸缩锁紧阀是一支液控单向阀，与背压平衡阀的工作原理相似，其结构见图5-8。 其主要构件由单向阀、先导柱塞、阀体和阀盖等组成。 臂杆伸缩缸锁紧阀的工作原理见图5-9。 当臂杆伸缩控制阀位于空档图示状态时，油泵的油液经换向阀返回油箱而卸荷；油缸活塞侧的液压油由单向阀堵塞，臂杆停留在某一伸出位置而不会自行缩回。 当伸缩缸控制阀处于左位时，油泵的压力油经控制阀后，顶开单向阀，进入油缸活塞侧；而活塞杆侧油腔的油液经控制阀返回储油箱，因此伸缩液压缸驱动臂杆伸长。 图5-8液控单向阀 图5-9 锁紧回路 1.单向阀2.先导柱塞4.阀体5.阀盖6.端盖 当臂杆伸缩控制阀位于右位时，油泵的压力油经控制阀进入油缸活塞杆侧油腔，但油缸活塞侧油腔的油液被单向阀封闭，此时伸缩缸没有动作，只是油缸上下腔压力升高。当油缸活塞杆侧油腔压力升高到一定程度，经C油日推动先导柱塞上升而顶开单向阀。此时，油缸活塞侧油腔的油液经单向阀和控制阀后返回油箱，伸缩液压缸带动臂杆缩回；当控制阀移到空档位置，臂杆停止缩回，油缸上腔的压力油被单向阀封闭而臂杆被锁止，防止因载荷自身质量而迫使臂杆自动回缩。 油泵的流量一定时，臂杆缩回的速度不可能过快。如果臂杆收缩速度过快时，则油缸下腔压力降低，先导阀柱塞下移，单向阀阀口关小或关闭，臂杆缩回速度降低或停止。因此，臂杆缩回的速度只能按油泵的流量移动，臂杆缩回的速度与载荷大小无关。载荷决定于系统的工作压力，载荷越大，系统的压力越高。当系统的液压力达到工作压力时，单向阀才能开启，油缸才能动作。油泵的排量决定单向阀开度大小，因而控制臂杆缩回的速度。由此可见，臂杆伸缩锁紧阀起到与背压平衡阀同样的作用，锁紧阀比背压平衡阀具有较小的外形尺寸，适于在活塞杆端布置。 第六节 变幅机构 一、 概述 变幅机构是起重机用来改变幅度的机构。 根据工作要求的不同，变幅机构的主要作用是： (1)通过改变幅度来改变取物装置的工作位置，以调整起重机的起重能力；或者适应装卸路线的需要；或者提高非工作状态下的起重机通过能力。 (2)通过改变幅度使吊载的物品以起重机回转中心线为中心作径向水平移动，扩大起重机的作业范围，提高工作的机动性。 变幅机构按工作性质分为非工作性和工作性两种。 非工作性变幅机构(又称调整性变幅机