伸縮臂式起重機吊鉤升降補償技術應用介紹

傳統的伸縮臂式起重機的吊臂伸縮和吊鉤升降（由卷揚馬達驅動）是兩個獨立的動作，由兩個控制手柄分別控制。在單獨進行吊臂伸縮時，由于卷揚沒有運動，鋼絲繩長度固定，所以隨著吊臂的伸出或縮回，吊鉤會隨之升、降，可能造成吊鉤碰撞吊臂頭部或落到地面。為此就要同時進行吊鉤升、降的操作，或者間歇進行這兩種操作，程序復雜，影響操作效率。為此，采用吊鉤升降補償技術可以實現只操作吊臂伸、縮時，吊鉤又同時自動進行降、升補償運動（即吊鉤隨著吊臂的伸、縮而相應地降或升），使其與吊臂頭部的距離保持不變，解決了隱患和操作上的問題。相反，單獨操作吊鉤升降時，吊臂不動，不影響正常作業。另外，還在系統中增加了是否選擇進行吊鉤補償運動的功能。

這一技術是對傳統液壓系統的改進。如圖1所示，傳統液壓系統主要包括先導控制閥、比例控制閥、伸縮缸、卷揚馬達。先導控制閥通過先導油路控制比例控制閥閥芯的運動，進而控制伸縮缸的伸縮和卷揚馬達的運轉。其中，卷揚回路和伸縮回路相互獨立，互不干涉。改進后演變成一套新的液壓系統，如圖2所示。新系統中增加了比例減壓閥、切換電磁閥、壓力繼電器，并對比例控制閥進行了改進。說明如下。

（1）要實現吊鉤自動補償運動，首先要在只操縱先導控制閥伸縮聯時，伸縮缸和卷揚能同時運動。于是在先導控制油路上增加一組切換電磁閥，變成先導控制閥伸縮聯，這就可以同時控制比例控制閥的伸縮控制聯和卷揚控制聯。先導控制閥伸縮聯和卷揚聯對比例控制閥卷揚聯的控制是通過切換電磁閥實現的，實質就是實現吊鉤是否進行補償運動的切換。為了不影響正常吊重，在先導控制閥卷揚聯至比例控制閥卷揚聯油路中增加一組壓力繼電器經控制切換電磁閥，確保即使在吊鉤補償狀態仍優先進行卷揚運動。

（2）解決吊鉤補償運動的關鍵，是解決伸縮缸運動和卷揚運轉的速度匹配問題，即要保證先導控制閥輸出的同時能控制比例控制閥的伸縮聯和卷揚聯的壓力成一定的比例。我們與國內重點高校合作，聯合開發了控制壓力匹配的比例減壓閥。

（3）如果比例控制閥流量不飽和，即所需的流量大于液壓泵所能提供的流量時，根據流體動力學原理，流量會優先流向較低負載壓力的執行元件，而有較高負載壓力的執行元件會降速甚至停止運動。為此，我們采用了國際領先的LUDV（負載獨立流量分配）控制技術，以執行元件的最高負載壓力控制液壓泵的斜盤并具有壓力補償功能，這種功能是通過設在主閥閥芯后的壓力補償實現的。當執行元件所需的流量大于液壓泵所能提供的流量時，系統將按比例把液壓泵所提供的流量分配給各執行元件，而不是流向較低負載壓力的執行元件。為此，對原有控制閥進行了改進，實現了這一功能。

解決了以上技術難題，可以輕松實現是否進行吊鉤補償運動工況的選擇，而且不會影響正常的吊重。即解決了原來必須間隔進行的兩個操作動作或者雙手同時操作的問題，改進后只需選擇吊鉤補償切換開關，操作一個動作就能同時實現兩個動作的控制。另外，由于吊鉤和伸縮臂頭部距離保持不變，避免了如下問題，即在伸臂時由于人為疏忽或者視線不好而可能出現的碰壞臂頭滑輪，或者縮臂時因升吊鉤不及時而造成卷揚鋼絲繩過松，在再次起吊時造成卷揚亂繩的問題。尤其是對于允許帶載伸縮或行駛的保持重物高度不變的中、小噸位起重機，大大提高了作業效率。