第二节
起货机的液压系统
9-2 起货机的液压系统
?按其额定工作油压的高低可分为：
? 高压系统 20MPa以上
? 中高压系统 10-20MPa
? 中压系统 6.3— 10MPa
? 低压系统 6.3MPa以下
?高压系统的主要优点是：
? 机器及管路的尺寸和重量较小，效率较高
? 装置比较复杂，制造及管理要求高等缺点
? 低压系统则正与此相反
9-2 起货机的液压系统
? 按油液循环方式的不同而分为：
? 开式系统
? 指油泵系从油箱中吸油，经换向阀输入油马达，而
油马达的排油则经换向阀返回油箱
? 闭式系统
? 指油马达的排油并不返回油箱，而是直接返回油泵
的吸人口，故油液将在油泵与油马达之间形成封闭
的循环
9-2 起货机的液压开式系统
? 开式系统比较简单，初置费较低
? 油液在油箱中可很好地散热冷却．和沉淀杂质
? 并可用一台油泵同时驱动几部工作机械
? 但油在油箱中接触空气，空气容易渗入，引起
系统工作不够稳定
? 必须采用换向滑阀，以实现换向调速
?使油液容易发热
?使系统工作的经济性降低
? 应用于功率较小场合，油泵须有良好自吸性能
9-2 起货机的液压闭式系统
? 闭式系统比较复杂，初置费较高
? 散热条件差，油液的补充和冷却必须重视
? 不能用一台油泵同时驱动几部起货机或其它工
作机械
? 可采用双向变量油泵
?易于实现换向和容积调速，利于经济性提高
? 在落货时能将油泵转变为油马达，使落货速度
受到限制，并回收能量
? 在功率较大的系统中，较多采用
? 闭式系统采用辅泵补油或重力补油，对油泵的
自吸性能要求也不太高
9-2 起货机的液压系统
? 对克令吊而言，其液压系统还可依具体功能和
负载特性的不同，而分为：
? 起升机构液压系统
? 回转机构液压系统
? 变幅机构液压系统
? 对某些可移动的甲板吊车
? 还有走行机构
? 支撑机构等辅助液压系统
? 由上可见
? 不同机构的功能和负载特点，液压系统有各种不同的
方案
9-2-1 起升机构的液压系统
? 其负载的主要特点是：
? 静负荷 (货物的重力 )始终单向作用
? 故不论起吊、下放还是使货物制动，液压系统中始终
有一部分管路承受高压，以产生与货物重力相平衡的
液压力
? 对这类机构液压系统就要求能控制落货速度，以防因
重力作用而过快堕落，而制动后需能握持货重，使其
不会自行下滑
? 起货机变幅机构基本上与此类似
? 下面的讨论，原则上也适用于变幅机构的液压系统以
及负荷特点类似的其它液压系统
9-2-1 换向和调速
? 其功能特点如下：
? 采用定量泵
? 设置换向阀
? 较简单
? 操作过快则液压冲击较大
? 为能调节速度，需使用节流调速法
? 油泵流量的其余部分，不经执行机构而直接返回油箱
? 为了操作方便
? 利用手动换向阀进行节流调速
? 根据所用换向阀结构型式不同，节流调速可分为
? 串联节流
? 并联节流
? 溢流节流
图 9— 3 阀控开式起升系统原理
? 串联节流
? 当换向阀采用闭式过渡结构
(一离开中位 PT即关断 )时
? 溢流阀保持换向阀前油压基本不
变
? 改变换向阀阀芯位置，使通流面
积改变
? 流经换向阀的液阻改变
? 输往执行机构的流量因而改变
? 换向阀的液阻越大
? 输往执行机构的流量就越少
? 经溢流阀溢出的油液就越多
? 执行机构的速度也就越低
9-2-1-1 换向和调速 -串联节流
? 设油泵排出压力为 p1,流量为 Ql,执行机构油
压力为 p2,流量为 Q2,那么,
? 油泵输出功率为 p1Ql,执行机构输入功率则为
p2Q2
? 调速损失功率包括,
?通过溢流阀阀回油箱那部分油液的损失
p1(Q1一 Q2)
?流人执行机构的油液经换向阀时的节流损
失 (p1- p2 )Q2
?调速效率：
?由于 p1即为溢流阀调定压力
? 在轻载 (p2较小 )和低速 (Q2较小 )时 p1Q1仍保持
不变
? 所以，串联节流调速效率低，功率损失大，油
液发热厉害
? 速度不稳定，受负荷影响较大,起动和制动时
易产生液压冲击
?因此，串联节流调速较少采用
11
22
Qp
Qp??
9-2-1-1 并联节流调速
? 将图 9— 3中的换向阀改为图
9— 4所示的形式过渡结构流
? 换向阀处于中位时,PT通，油
泵卸载,执行机构不动
? 换向阀从中位右移
? PA打开时 PT并不立即隔断
? 而是随 PA开大而逐渐关小
? 在调速过程中，油泵流量
Ql分成两个部分：
? 经 PA流人执行机构，流
量为 Q2
? 经 PT流回油箱，
流量为 Q3＝ Q1-
Q2
9-2-1-1 并联节流
? 随着滑阀的继续右移
? Q3逐渐减小,Q2相应增加 (调速 )
? 与串联节流相比
? 轻载和低速时回流口开得较大，使 p1小，调速效率稍好，油液
发热较轻
? 轻载时换向阀前后压降 (P1-P2)较小，故 Q2随滑阀移动的变化
比较平缓，调速性能有所改善
? 滑阀开度不变时，流量与负载有关，调速性能仍然不够理想
? 采用上述开式过渡滑阀
? 虽有助于获得比较平缓的调速性能
? 但操作换向阀时动作仍不可过猛
? 否则，在起动和换向时，仍会产生液压冲击 (造成元件损坏 )
9-2-1-1 溢流节流
? 将图 9— 3中换向阀改成溢流节流式
换向阀
? 在溢流式换向阀中
? 定差溢流阀两端油腔分别与换向阀节流前后油路通
? 右端通油泵排压
? 左端受油马达进油压力
? 只要溢流阀弹簧做得很软，其阀
芯移动量又很小
? 换向阀节流前后油压差保持恒定
? 流经换向阀的流量取决于换
向阀阀芯位置，而不受油马达载荷轻重的影响
9-2-1-1 溢流节流 调速
? 可使流量 Q2与载荷的变化
无关
? 执行机构速度较稳定
? 定差溢流阀调整压力不大
(0.2～ 0.4MPa)
? 调速也较平稳
? 机构速度不会随滑阀位置的
移动发生急剧变化
? 调速效率较高
? 轻载时尤为显著
? 上述各种调速方法：
? 泵排出余油重返油箱
? 使油液经过节流
? 功率损失不可避免
? 导致油液发热,
9-2-1-1 限速和制动
? 起货机工作时
? 不论起货、制动还是落货阶段
? 起货卷筒上始终承受因货重而造成的单方向静负荷
? 在开式液压回路中
? 如在落货时不设法节制油马达排油
? 在重力作用下，货物的下降速度就会达到危险的程
度
? 为防止造成坠货事故
? 在系统中就需采取相应限速措施
? 常见的限速措施有以下几种：
9-2-1-1 用单向节流阀限速
? 在图示回中的单向节流阀 5在落货时起限
速作用
? 起升时压力油自由过单向阀
? 下降时油缸排出油液必须通过节流阀才能返回油箱
? 因而在油缸出口造成背压 pb
? 使油缸产生与落货方向相反的阻
力
? 油缸活塞下降速度越快，流量就越大
? 节流阀造成的 pb和阻力也越大，
直至与重力和摩擦力相平衡时，下降速度就受到了限制
? 只要节流阀开度调节适当，就可起到限制落货速度目的
9-2-1-1 用单向节流阀限速
? 货物越轻，重力越小
? 达到平衡时的油缸出口背
压和阻力就越小
? 重力所产生的下降速度也
就越小
? 要想超过重力本身所能产生
的下降速度
? 需在油泵供人油缸的进油
口建立足够大的油压 p，
以帮助货物下降
? 供入油缸的流量 Q。 越大
? 则下降速度就越快
9-2-1-1 用单向节流阀限速
? 单向节流阀能产生节流限速作
用，但不能将货物制动在空中
? 因为换向阀是靠间隙实现密封的，
即使使换向阀处于中位，也难免
存在漏泄
? 货物在重力的作用下还将下滑
? 为能将货物滞留在空中
? 在管路上还串联了液控单向阀
? 当换向阀回到中位时
? 由于控制油压入迅速降低
? 液控单向阀立即锁闭
? 因而也就制止货物下降
9-2-1-1 用单向节流阀限速
? 简单可靠
? 但轻负荷时效率较低
? 在油温低、粘度高以及
下降速度较大时
? 油泵功耗增加，油液因
限速节流还会发热
? 仅适用于功率不大，工
作不太频繁及负载变动
较小的开式系统
9-2-1-1 用平衡阀限速
? 控制落货速度的另一方
案是在靠近执行机构的
下降回油管上装设平衡
阀，如图示
? 平衡阀 4
? 由一只单向阀和一只直
动式顺序阀构成
? 并再依控制油不同而分
为：
? 直控式平衡阀
? 远控式平衡阀
9-2-1-1 用平衡阀限速
? 起货时
? 来油由平衡阀 c口供人
? 直接顶开单向阀
? 再经 b口输往油马达
? 落货时
? 油马达排油 b口进油
? 不能打开单向阀
? 油压 Pb足以克服直动溢流阀弹
簧张力时
? 打开该阀，接通 b,c,使油
马达排油通往油箱,油马达在
一定的进油压力入的帮助下
才反转,其转速则由油泵实际
输入油马达的流量来控制
9-2-1-1 用平衡阀限速
? 系统简单可靠
? 不需串接液控单向阀
? 在油温、粘度以及下降速度改变时，油马达进油压
力 p变化不大
? 但载荷越轻，达到同样下降速度所需的 p越大
? 轻载时系统的效率仍然较低
? 货物下降速度也可用远控平衡阀来控制
? 将平衡阀下盖转过 90o安装
? 使控制油路 8堵死
? 将外控油口 a与外接的控制油液相联通
? 平衡阀由低压管路中的油压 pa加以控制
9-2-1-1 用平衡阀限速
? 平衡阀开度是受低压管路中的油压 pa所控制
? 货物下降速度就受到了油马达供油流量的限制
? 使用远控平衡阀限速
? 因平衡阀控制油压 pa较低
? 且在油液粘度、下降速度和载荷变化时 pa变化不大
? 作为开式系统的限速方案，经济性比前两种都好
? 开式系统的三种限速方案，重物下降时其位能
皆无法回收利用，皆属能耗限速
9-2-1-1 用平衡阀限速
? 起货机采用平衡阀限速时
? 不能使用如图 9— 7所示的普通平衡阀
? 普通平衡阀的动态特性较差
? 主阀一开，液阻就会迅速减小，使货物很快下落
? 由此引起控制油压降低，则又会使主阀重新关闭
? 这样，主阀反复启闭，会造成整个系统的剧烈振
动和冲击
? 为了避免发生上述现象
? 需使用专用的平衡阀
? 它与普通平衡阀的差别主要是主阀阀口的通流面积
变化平缓，控制活塞移动时因受阻尼而动作较慢
9-2-1-1 用平衡阀限速
? 从平衡阀到执行机构之间的一段管路
? 无论在起货、落货和锁闭时，始终承受高压
? 只要这段管路不破，就不会发生坠货事故
? 应使平衡阀尽量靠近油马达或油缸，以保证安
全
? 使用关闭严密的液控单向阀或平衡阀
? 在换向阀回中后
? 能有效地实现液压制动
? 但因在油马达中也难免存在一定的漏泄
? 故要保证货物悬在空中而不会慢慢下滑
? 还必须装设机械制动器
9-2-1-1 机械制动器
? 实现液压锁闭后再行抱闸
? 以避免制动器磨损过快
? 在液压制动器油缸 7管
路上
? 装单向节流阀 8
? 当手动换向阀离开中
位时
? 油泵排出压力迅速升高
? 油经单向阀通人油缸 7，
克服弹簧张力
? 使制动器即刻松闸
9-2-1-1 机械制动器
? 手动换向阀回中时
? 泵及制动器控制油通油箱
? 制动器油缸泄油经过节流阀节流
? 因而使制动器在油马达已被液压
制动后再抱闸
? 称为延时抱闸制动器
? 即时抱闸制动器
? 为了缩短制动时间
? 减小货物的下滑路程
? 使制动器在油马达完全停住之前
就抱闸
? 减小单向节流阀的开度
? 或干脆取消单向节流阀
9-2-1-1 限压保护
? 吊货时
? 油泵的排油压力主要取决于油马达的负荷
? 为防止起货机超负荷时原动机过载或装置损坏
? 故在油泵的出口处，需设有安全阀
? 在落货制动时
? 执行机构的排油油压，会因换向阀回中、排油路突然锁闭以 及货重和惯性力的影响而瞬间升高
? 为防止油压因液压制动而过分升高
? 还需设置制动溢流阀，如图 9— 3中 6所示
? 货重始终单一方向地作用于起货卷筒
? 执行机构排油一侧的油压不会过分升高
? 故制动阀只需单方向作用即可
? 制动阀整定压力与安全阀同（或提高 5%～ 10%）
9-2-1-1 综上可见
? 阀控型开式液压系统
? 设备简单
? 油液在油箱中亦能较好地散热和沉淀杂质
? 但必须采用节流调速和能耗限速
? 工作时能量损失较大
? 油液容易发热
? 而且空气渗人机会较多
? 也易导致油液变质
? 多应用于压力较低，功率较小或不经常工作的场合
9-2-1-2泵控型起升系统 -换向和调速
? 变向变量泵供油
? 泵 Q总是由大变小 （或由小变大）
? 利于减小换向时的液压冲击
? 换向过程比较平稳
? 调速用改变油泵流量的办法
? 即容积调速法
? 如不计系统中容积损失，则：
n1q1 = n2q2
式中,n1,q1— 代表油泵转速 /每转排量
n2,q2— 代表油马达量
? 油马达的转速：
n2 = n1q1/q2
9-2-1-2泵控型起升系统 -换向和调速
? 油马达的转速：
n2 = n1q1/q2
? 油马达转速与油泵每转流
量 q1成正比
? 当油泵变量时，起货机转
速也随之改变，并可实现
无级调速
? 容积调速不产生额外的节
流损失
? 故经济性比节流调速好
? 油液发热亦少
9-2-1-2 限速和制动
? 闭式液压系统
? 在限制下降速度原理上，与开式系统有本质的
不同
? 当货物下降时
?油马达在货重将转变为油泵
?油泵则转化为油马达工况，带动电动机转动
? 电机将能量反馈给电网，并使电机和油马达转
速受到限制,
? 通过变量机构
? 使油泵排量变小，则油马达下降转速也变小
? 油泵排量为零时，油马达的转速也降低为零
? 再生限速
? 这种在重物下降时回收利用其位能的限速方
式
9-2-1-2 限速和制动
? 油泵变量机构处于中位时
? 理论上能实现液压制动
? 实际上，由于各传动杆件之间的间隙，
油泵并未真正回到中位
? 为解决油泵的回中误差
? 在系统中加设了中位阀 11
? 每当油泵操纵手柄回到中位时
? 电磁阀 6随之断电
? 中位阀中的控制油泄往油箱
? 中位阀会在回中弹簧的作用下
? 沟通油泵的吸排管路
? 从而使油泵旁通卸载
? 而当操纵手柄离开中位时
? 电磁阀 6立即通电
? 使控制油得以推动中位阀
? 将吸排隔断，起货机开始正常工作
9-2-1-2 限速和制动
? 上法解决了油泵因回中误差而继
续供油的问题
? 但停车时，中位阀也将同时会使油马达的进排油管彼此相通
? 不能利用油泵回中进行液压制动
? 为此，装设了即时抱闸、延时松
闸的制动器 8
? 在制动器控制油路设单向节流阀 7
? 使制动器油缸在停车时迅速泄油而立即抱闸
? 而起动时则进油缓慢，以便让中位
阀先行隔断，并待管路中建立起油
压后再行松闸，从而避免重物的瞬
间下坠
9-2-1-2 限速和制动
? 电磁阀 6
? 还可在装置意外失电时
? 使制动器因控制油的迅速泄出而抱闸，
从而防止货物的跌落
? 单向节流阀 10
? 防止起动后中位阀失灵,或停车时失灵
而发生坠货事故
? 油马达排油必须通过阀 10的节流才能旁
通
? 因而可限制货物的坠落速度
? 在下降停车时还将产生液压制动作用，
借以减轻制动器的负担
9-2-1-2 限压保护
? 图中右边管路是高压管路
? 而左边的管路是低压管路
? 为防止起货机因超载而导致系统油
压过高
? 只需设一个安全溢流阀
? 为防意外，仍装双向安全溢流阀 12
? 对变量油泵闭式系统
? 如系统不装中位阀即可依靠油泵回中的
方法来进行液压制动
? 则安全溢流阀可兼作制动溢流阀。
9-2-1-2 限压保护
? 油泵到油马达管路较长
? 如这段管破损，会发生坠货
? 故制动控制油路设失压保护
? 失压保护阀 5
? 为一液动二位三通阀
? 它由高压管路中油压控制
? 油压达辅泵补油压力就开启
? 当管路失压时
? 弹簧将阀芯推向左端
? 使制动器油缸卸油抱闸
? 因而可起到失压保护作用
9-2-1-2 系统的补油和散热
? 补偿油从低压侧进行
? 油液的散热和冷却
? 借更换部分油液的方法来实现
? 在系统中装设低压选择阀 13
? 工作时，阀 13被推向一端，以
使低压一侧管路中部分油液能
经背压阀 14和冷却器 15泄出，
而新的油液则由辅泵 2经滤器 3
和单向阀不断补人系统
? 为确保部分油液的更换和冷却，
背压阀 14的整定压力须比溢流
阀 4略低
9-2-1-2 起升 系统综上可见
? 半闭式系统
? 系统补油量可多达主泵流量的 l／ 3,称之
? 用容积调速
? 调速时不产生额外的节流损失
? 落货时进行能量反馈
? 工作经济性大大提高，减少了油液发热
? 因而更适应高压
? 油液污染和进入空气的可能性也大大减小
? 但系统采用变量油泵
? 设备比较复杂，初置费也因而提高
9-2-2 回转机构的液压系统
? 起货机回转机构和走行机构的负荷特点
? 静负荷主要是左右周转或来回行走阻力
?始终与执行机构的运动方向相反
?但数值一般并不很大
?停止时则不存在 (船舶倾斜除外 )
? 起始时与制动时的惯性负荷相对较大
?必须具备防止在机构制动和反转时出现严重
液压冲击的功能
9-2-2 回转机构液压系统特点
? 与起升机构相比：
? (1)双向承受负荷（两侧主油路都可能出现高压）
? 凡与高压有关的元件都是按双向工作考虑的
? 如安全阀、制动溢流阀、半闭式系统的低压选择阀，以及带功率 限制元件的压力感受管路等
? 如用阀控型开式系统，考虑到船可能倾斜，一般也设有平衡阀限
速元件，它也必须在油马达两侧管路同时设置
? (2)制动时产生的较大惯性能量靠液压制动时制动溢流阀
的节流来消耗
? 为避免滑动距离过远和油液过热，配有机械制动器
? 为避免刹车片磨损过快，制动器多做成延时抱闸，液压制动后再 起锁紧作用
起货机的液压系统
9-2 起货机的液压系统
?按其额定工作油压的高低可分为：
? 高压系统 20MPa以上
? 中高压系统 10-20MPa
? 中压系统 6.3— 10MPa
? 低压系统 6.3MPa以下
?高压系统的主要优点是：
? 机器及管路的尺寸和重量较小，效率较高
? 装置比较复杂，制造及管理要求高等缺点
? 低压系统则正与此相反
9-2 起货机的液压系统
? 按油液循环方式的不同而分为：
? 开式系统
? 指油泵系从油箱中吸油，经换向阀输入油马达，而
油马达的排油则经换向阀返回油箱
? 闭式系统
? 指油马达的排油并不返回油箱，而是直接返回油泵
的吸人口，故油液将在油泵与油马达之间形成封闭
的循环
9-2 起货机的液压开式系统
? 开式系统比较简单，初置费较低
? 油液在油箱中可很好地散热冷却．和沉淀杂质
? 并可用一台油泵同时驱动几部工作机械
? 但油在油箱中接触空气，空气容易渗入，引起
系统工作不够稳定
? 必须采用换向滑阀，以实现换向调速
?使油液容易发热
?使系统工作的经济性降低
? 应用于功率较小场合，油泵须有良好自吸性能
9-2 起货机的液压闭式系统
? 闭式系统比较复杂，初置费较高
? 散热条件差，油液的补充和冷却必须重视
? 不能用一台油泵同时驱动几部起货机或其它工
作机械
? 可采用双向变量油泵
?易于实现换向和容积调速，利于经济性提高
? 在落货时能将油泵转变为油马达，使落货速度
受到限制，并回收能量
? 在功率较大的系统中，较多采用
? 闭式系统采用辅泵补油或重力补油，对油泵的
自吸性能要求也不太高
9-2 起货机的液压系统
? 对克令吊而言，其液压系统还可依具体功能和
负载特性的不同，而分为：
? 起升机构液压系统
? 回转机构液压系统
? 变幅机构液压系统
? 对某些可移动的甲板吊车
? 还有走行机构
? 支撑机构等辅助液压系统
? 由上可见
? 不同机构的功能和负载特点，液压系统有各种不同的
方案
9-2-1 起升机构的液压系统
? 其负载的主要特点是：
? 静负荷 (货物的重力 )始终单向作用
? 故不论起吊、下放还是使货物制动，液压系统中始终
有一部分管路承受高压，以产生与货物重力相平衡的
液压力
? 对这类机构液压系统就要求能控制落货速度，以防因
重力作用而过快堕落，而制动后需能握持货重，使其
不会自行下滑
? 起货机变幅机构基本上与此类似
? 下面的讨论，原则上也适用于变幅机构的液压系统以
及负荷特点类似的其它液压系统
9-2-1 换向和调速
? 其功能特点如下：
? 采用定量泵
? 设置换向阀
? 较简单
? 操作过快则液压冲击较大
? 为能调节速度，需使用节流调速法
? 油泵流量的其余部分，不经执行机构而直接返回油箱
? 为了操作方便
? 利用手动换向阀进行节流调速
? 根据所用换向阀结构型式不同，节流调速可分为
? 串联节流
? 并联节流
? 溢流节流
图 9— 3 阀控开式起升系统原理
? 串联节流
? 当换向阀采用闭式过渡结构
(一离开中位 PT即关断 )时
? 溢流阀保持换向阀前油压基本不
变
? 改变换向阀阀芯位置，使通流面
积改变
? 流经换向阀的液阻改变
? 输往执行机构的流量因而改变
? 换向阀的液阻越大
? 输往执行机构的流量就越少
? 经溢流阀溢出的油液就越多
? 执行机构的速度也就越低
9-2-1-1 换向和调速 -串联节流
? 设油泵排出压力为 p1,流量为 Ql,执行机构油
压力为 p2,流量为 Q2,那么,
? 油泵输出功率为 p1Ql,执行机构输入功率则为
p2Q2
? 调速损失功率包括,
?通过溢流阀阀回油箱那部分油液的损失
p1(Q1一 Q2)
?流人执行机构的油液经换向阀时的节流损
失 (p1- p2 )Q2
?调速效率：
?由于 p1即为溢流阀调定压力
? 在轻载 (p2较小 )和低速 (Q2较小 )时 p1Q1仍保持
不变
? 所以，串联节流调速效率低，功率损失大，油
液发热厉害
? 速度不稳定，受负荷影响较大,起动和制动时
易产生液压冲击
?因此，串联节流调速较少采用
11
22
Qp
Qp??
9-2-1-1 并联节流调速
? 将图 9— 3中的换向阀改为图
9— 4所示的形式过渡结构流
? 换向阀处于中位时,PT通，油
泵卸载,执行机构不动
? 换向阀从中位右移
? PA打开时 PT并不立即隔断
? 而是随 PA开大而逐渐关小
? 在调速过程中，油泵流量
Ql分成两个部分：
? 经 PA流人执行机构，流
量为 Q2
? 经 PT流回油箱，
流量为 Q3＝ Q1-
Q2
9-2-1-1 并联节流
? 随着滑阀的继续右移
? Q3逐渐减小,Q2相应增加 (调速 )
? 与串联节流相比
? 轻载和低速时回流口开得较大，使 p1小，调速效率稍好，油液
发热较轻
? 轻载时换向阀前后压降 (P1-P2)较小，故 Q2随滑阀移动的变化
比较平缓，调速性能有所改善
? 滑阀开度不变时，流量与负载有关，调速性能仍然不够理想
? 采用上述开式过渡滑阀
? 虽有助于获得比较平缓的调速性能
? 但操作换向阀时动作仍不可过猛
? 否则，在起动和换向时，仍会产生液压冲击 (造成元件损坏 )
9-2-1-1 溢流节流
? 将图 9— 3中换向阀改成溢流节流式
换向阀
? 在溢流式换向阀中
? 定差溢流阀两端油腔分别与换向阀节流前后油路通
? 右端通油泵排压
? 左端受油马达进油压力
? 只要溢流阀弹簧做得很软，其阀
芯移动量又很小
? 换向阀节流前后油压差保持恒定
? 流经换向阀的流量取决于换
向阀阀芯位置，而不受油马达载荷轻重的影响
9-2-1-1 溢流节流 调速
? 可使流量 Q2与载荷的变化
无关
? 执行机构速度较稳定
? 定差溢流阀调整压力不大
(0.2～ 0.4MPa)
? 调速也较平稳
? 机构速度不会随滑阀位置的
移动发生急剧变化
? 调速效率较高
? 轻载时尤为显著
? 上述各种调速方法：
? 泵排出余油重返油箱
? 使油液经过节流
? 功率损失不可避免
? 导致油液发热,
9-2-1-1 限速和制动
? 起货机工作时
? 不论起货、制动还是落货阶段
? 起货卷筒上始终承受因货重而造成的单方向静负荷
? 在开式液压回路中
? 如在落货时不设法节制油马达排油
? 在重力作用下，货物的下降速度就会达到危险的程
度
? 为防止造成坠货事故
? 在系统中就需采取相应限速措施
? 常见的限速措施有以下几种：
9-2-1-1 用单向节流阀限速
? 在图示回中的单向节流阀 5在落货时起限
速作用
? 起升时压力油自由过单向阀
? 下降时油缸排出油液必须通过节流阀才能返回油箱
? 因而在油缸出口造成背压 pb
? 使油缸产生与落货方向相反的阻
力
? 油缸活塞下降速度越快，流量就越大
? 节流阀造成的 pb和阻力也越大，
直至与重力和摩擦力相平衡时，下降速度就受到了限制
? 只要节流阀开度调节适当，就可起到限制落货速度目的
9-2-1-1 用单向节流阀限速
? 货物越轻，重力越小
? 达到平衡时的油缸出口背
压和阻力就越小
? 重力所产生的下降速度也
就越小
? 要想超过重力本身所能产生
的下降速度
? 需在油泵供人油缸的进油
口建立足够大的油压 p，
以帮助货物下降
? 供入油缸的流量 Q。 越大
? 则下降速度就越快
9-2-1-1 用单向节流阀限速
? 单向节流阀能产生节流限速作
用，但不能将货物制动在空中
? 因为换向阀是靠间隙实现密封的，
即使使换向阀处于中位，也难免
存在漏泄
? 货物在重力的作用下还将下滑
? 为能将货物滞留在空中
? 在管路上还串联了液控单向阀
? 当换向阀回到中位时
? 由于控制油压入迅速降低
? 液控单向阀立即锁闭
? 因而也就制止货物下降
9-2-1-1 用单向节流阀限速
? 简单可靠
? 但轻负荷时效率较低
? 在油温低、粘度高以及
下降速度较大时
? 油泵功耗增加，油液因
限速节流还会发热
? 仅适用于功率不大，工
作不太频繁及负载变动
较小的开式系统
9-2-1-1 用平衡阀限速
? 控制落货速度的另一方
案是在靠近执行机构的
下降回油管上装设平衡
阀，如图示
? 平衡阀 4
? 由一只单向阀和一只直
动式顺序阀构成
? 并再依控制油不同而分
为：
? 直控式平衡阀
? 远控式平衡阀
9-2-1-1 用平衡阀限速
? 起货时
? 来油由平衡阀 c口供人
? 直接顶开单向阀
? 再经 b口输往油马达
? 落货时
? 油马达排油 b口进油
? 不能打开单向阀
? 油压 Pb足以克服直动溢流阀弹
簧张力时
? 打开该阀，接通 b,c,使油
马达排油通往油箱,油马达在
一定的进油压力入的帮助下
才反转,其转速则由油泵实际
输入油马达的流量来控制
9-2-1-1 用平衡阀限速
? 系统简单可靠
? 不需串接液控单向阀
? 在油温、粘度以及下降速度改变时，油马达进油压
力 p变化不大
? 但载荷越轻，达到同样下降速度所需的 p越大
? 轻载时系统的效率仍然较低
? 货物下降速度也可用远控平衡阀来控制
? 将平衡阀下盖转过 90o安装
? 使控制油路 8堵死
? 将外控油口 a与外接的控制油液相联通
? 平衡阀由低压管路中的油压 pa加以控制
9-2-1-1 用平衡阀限速
? 平衡阀开度是受低压管路中的油压 pa所控制
? 货物下降速度就受到了油马达供油流量的限制
? 使用远控平衡阀限速
? 因平衡阀控制油压 pa较低
? 且在油液粘度、下降速度和载荷变化时 pa变化不大
? 作为开式系统的限速方案，经济性比前两种都好
? 开式系统的三种限速方案，重物下降时其位能
皆无法回收利用，皆属能耗限速
9-2-1-1 用平衡阀限速
? 起货机采用平衡阀限速时
? 不能使用如图 9— 7所示的普通平衡阀
? 普通平衡阀的动态特性较差
? 主阀一开，液阻就会迅速减小，使货物很快下落
? 由此引起控制油压降低，则又会使主阀重新关闭
? 这样，主阀反复启闭，会造成整个系统的剧烈振
动和冲击
? 为了避免发生上述现象
? 需使用专用的平衡阀
? 它与普通平衡阀的差别主要是主阀阀口的通流面积
变化平缓，控制活塞移动时因受阻尼而动作较慢
9-2-1-1 用平衡阀限速
? 从平衡阀到执行机构之间的一段管路
? 无论在起货、落货和锁闭时，始终承受高压
? 只要这段管路不破，就不会发生坠货事故
? 应使平衡阀尽量靠近油马达或油缸，以保证安
全
? 使用关闭严密的液控单向阀或平衡阀
? 在换向阀回中后
? 能有效地实现液压制动
? 但因在油马达中也难免存在一定的漏泄
? 故要保证货物悬在空中而不会慢慢下滑
? 还必须装设机械制动器
9-2-1-1 机械制动器
? 实现液压锁闭后再行抱闸
? 以避免制动器磨损过快
? 在液压制动器油缸 7管
路上
? 装单向节流阀 8
? 当手动换向阀离开中
位时
? 油泵排出压力迅速升高
? 油经单向阀通人油缸 7，
克服弹簧张力
? 使制动器即刻松闸
9-2-1-1 机械制动器
? 手动换向阀回中时
? 泵及制动器控制油通油箱
? 制动器油缸泄油经过节流阀节流
? 因而使制动器在油马达已被液压
制动后再抱闸
? 称为延时抱闸制动器
? 即时抱闸制动器
? 为了缩短制动时间
? 减小货物的下滑路程
? 使制动器在油马达完全停住之前
就抱闸
? 减小单向节流阀的开度
? 或干脆取消单向节流阀
9-2-1-1 限压保护
? 吊货时
? 油泵的排油压力主要取决于油马达的负荷
? 为防止起货机超负荷时原动机过载或装置损坏
? 故在油泵的出口处，需设有安全阀
? 在落货制动时
? 执行机构的排油油压，会因换向阀回中、排油路突然锁闭以 及货重和惯性力的影响而瞬间升高
? 为防止油压因液压制动而过分升高
? 还需设置制动溢流阀，如图 9— 3中 6所示
? 货重始终单一方向地作用于起货卷筒
? 执行机构排油一侧的油压不会过分升高
? 故制动阀只需单方向作用即可
? 制动阀整定压力与安全阀同（或提高 5%～ 10%）
9-2-1-1 综上可见
? 阀控型开式液压系统
? 设备简单
? 油液在油箱中亦能较好地散热和沉淀杂质
? 但必须采用节流调速和能耗限速
? 工作时能量损失较大
? 油液容易发热
? 而且空气渗人机会较多
? 也易导致油液变质
? 多应用于压力较低，功率较小或不经常工作的场合
9-2-1-2泵控型起升系统 -换向和调速
? 变向变量泵供油
? 泵 Q总是由大变小 （或由小变大）
? 利于减小换向时的液压冲击
? 换向过程比较平稳
? 调速用改变油泵流量的办法
? 即容积调速法
? 如不计系统中容积损失，则：
n1q1 = n2q2
式中,n1,q1— 代表油泵转速 /每转排量
n2,q2— 代表油马达量
? 油马达的转速：
n2 = n1q1/q2
9-2-1-2泵控型起升系统 -换向和调速
? 油马达的转速：
n2 = n1q1/q2
? 油马达转速与油泵每转流
量 q1成正比
? 当油泵变量时，起货机转
速也随之改变，并可实现
无级调速
? 容积调速不产生额外的节
流损失
? 故经济性比节流调速好
? 油液发热亦少
9-2-1-2 限速和制动
? 闭式液压系统
? 在限制下降速度原理上，与开式系统有本质的
不同
? 当货物下降时
?油马达在货重将转变为油泵
?油泵则转化为油马达工况，带动电动机转动
? 电机将能量反馈给电网，并使电机和油马达转
速受到限制,
? 通过变量机构
? 使油泵排量变小，则油马达下降转速也变小
? 油泵排量为零时，油马达的转速也降低为零
? 再生限速
? 这种在重物下降时回收利用其位能的限速方
式
9-2-1-2 限速和制动
? 油泵变量机构处于中位时
? 理论上能实现液压制动
? 实际上，由于各传动杆件之间的间隙，
油泵并未真正回到中位
? 为解决油泵的回中误差
? 在系统中加设了中位阀 11
? 每当油泵操纵手柄回到中位时
? 电磁阀 6随之断电
? 中位阀中的控制油泄往油箱
? 中位阀会在回中弹簧的作用下
? 沟通油泵的吸排管路
? 从而使油泵旁通卸载
? 而当操纵手柄离开中位时
? 电磁阀 6立即通电
? 使控制油得以推动中位阀
? 将吸排隔断，起货机开始正常工作
9-2-1-2 限速和制动
? 上法解决了油泵因回中误差而继
续供油的问题
? 但停车时，中位阀也将同时会使油马达的进排油管彼此相通
? 不能利用油泵回中进行液压制动
? 为此，装设了即时抱闸、延时松
闸的制动器 8
? 在制动器控制油路设单向节流阀 7
? 使制动器油缸在停车时迅速泄油而立即抱闸
? 而起动时则进油缓慢，以便让中位
阀先行隔断，并待管路中建立起油
压后再行松闸，从而避免重物的瞬
间下坠
9-2-1-2 限速和制动
? 电磁阀 6
? 还可在装置意外失电时
? 使制动器因控制油的迅速泄出而抱闸，
从而防止货物的跌落
? 单向节流阀 10
? 防止起动后中位阀失灵,或停车时失灵
而发生坠货事故
? 油马达排油必须通过阀 10的节流才能旁
通
? 因而可限制货物的坠落速度
? 在下降停车时还将产生液压制动作用，
借以减轻制动器的负担
9-2-1-2 限压保护
? 图中右边管路是高压管路
? 而左边的管路是低压管路
? 为防止起货机因超载而导致系统油
压过高
? 只需设一个安全溢流阀
? 为防意外，仍装双向安全溢流阀 12
? 对变量油泵闭式系统
? 如系统不装中位阀即可依靠油泵回中的
方法来进行液压制动
? 则安全溢流阀可兼作制动溢流阀。
9-2-1-2 限压保护
? 油泵到油马达管路较长
? 如这段管破损，会发生坠货
? 故制动控制油路设失压保护
? 失压保护阀 5
? 为一液动二位三通阀
? 它由高压管路中油压控制
? 油压达辅泵补油压力就开启
? 当管路失压时
? 弹簧将阀芯推向左端
? 使制动器油缸卸油抱闸
? 因而可起到失压保护作用
9-2-1-2 系统的补油和散热
? 补偿油从低压侧进行
? 油液的散热和冷却
? 借更换部分油液的方法来实现
? 在系统中装设低压选择阀 13
? 工作时，阀 13被推向一端，以
使低压一侧管路中部分油液能
经背压阀 14和冷却器 15泄出，
而新的油液则由辅泵 2经滤器 3
和单向阀不断补人系统
? 为确保部分油液的更换和冷却，
背压阀 14的整定压力须比溢流
阀 4略低
9-2-1-2 起升 系统综上可见
? 半闭式系统
? 系统补油量可多达主泵流量的 l／ 3,称之
? 用容积调速
? 调速时不产生额外的节流损失
? 落货时进行能量反馈
? 工作经济性大大提高，减少了油液发热
? 因而更适应高压
? 油液污染和进入空气的可能性也大大减小
? 但系统采用变量油泵
? 设备比较复杂，初置费也因而提高
9-2-2 回转机构的液压系统
? 起货机回转机构和走行机构的负荷特点
? 静负荷主要是左右周转或来回行走阻力
?始终与执行机构的运动方向相反
?但数值一般并不很大
?停止时则不存在 (船舶倾斜除外 )
? 起始时与制动时的惯性负荷相对较大
?必须具备防止在机构制动和反转时出现严重
液压冲击的功能
9-2-2 回转机构液压系统特点
? 与起升机构相比：
? (1)双向承受负荷（两侧主油路都可能出现高压）
? 凡与高压有关的元件都是按双向工作考虑的
? 如安全阀、制动溢流阀、半闭式系统的低压选择阀，以及带功率 限制元件的压力感受管路等
? 如用阀控型开式系统，考虑到船可能倾斜，一般也设有平衡阀限
速元件，它也必须在油马达两侧管路同时设置
? (2)制动时产生的较大惯性能量靠液压制动时制动溢流阀
的节流来消耗
? 为避免滑动距离过远和油液过热，配有机械制动器
? 为避免刹车片磨损过快，制动器多做成延时抱闸，液压制动后再 起锁紧作用
