桥式起重机液压升降原理详解,一文读懂液压升降机工作逻辑
桥式起重机是工厂车间、港口码头、仓储物流领域常用的重型起重设备,而液压升降结构是很多桥式起重机实现吊钩升降、主梁调平的核心结构,很多刚入行的设备维修人员、设备采购负责人,都不太清楚桥式起重机液压升降的原理,日常维护也摸不准方向。今天就给大家通俗讲解桥式起重机液压升降原理,以及通用液压升降机的工作逻辑,哪怕是新手也能看懂,一起来看看吧。
什么是桥式起重机液压升降结构?为什么用液压系统?
桥式起重机也叫行车、天车,是架设在车间厂房跨空位置的起重设备,传统的桥式起重机很多用钢丝绳卷扬结构实现升降,而现在很多大吨位、特殊工况的桥式起重机,都会采用液压升降结构,主要是用液压系统提供动力,带动起重机构完成升降动作。
相比传统的卷扬升降结构,液压升降结构给桥式起重机带来了不少优势:第一,升降更平稳,液压传动的出力均匀,能实现无级调速,吊起重物升降的时候不容易晃动,吊装精密设备或者重型构件的时候,稳定性更好;第二,出力大,体积更小,液压系统能以较小的体积输出非常大的动力,适合大吨位桥式起重机,不需要占用太多的空间;第三,安全保护更完善,液压系统本身就有过载保护功能,一旦超重,液压系统会自动泄压,不容易出现过载拉断钢丝绳的事故,安全性更高;第四,维护简单,液压结构的零部件比机械传动少,磨损小,只要定期换液压油、检查密封,维护成本更低。
桥式起重机液压升降的核心组成部分有哪些?
要搞懂液压升降原理,首先要知道桥式起重机液压升降系统由哪些部分组成,每个部分都负责什么功能,核心分为四个部分:
第一,动力元件,也就是液压油泵,一般是由电动机带动,作用是把电动机的机械能转化为液压油的压力能,给整个液压系统提供压力油,是整个系统的动力来源,常见的有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵,大吨位桥式起重机一般用柱塞泵,能承受更高的压力,出力更稳定。
第二,控制元件,也就是各类液压阀,包括溢流阀、换向阀、节流阀等等,作用是控制液压油的压力、流量和方向,从而控制升降的速度、方向,实现过载保护,比如换向阀就能改变液压油的流向,让液压缸伸出或者收回,从而实现升降动作,溢流阀就能控制系统压力,超过设定压力就会泄压,起到保护作用。
第三,执行元件,也就是液压缸,是把液压油的压力能转化为机械能的部件,桥式起重机的升降动作,就是靠液压缸的伸缩来带动的,液压油推动活塞在缸筒里移动,从而带动活塞杆伸出或者收回,再连接起重机构,就实现了吊钩的升降。
第四,辅助元件,包括油箱、油管、密封件、过滤器、冷却器等等,作用是储存液压油、输送液压油、过滤杂质、密封降温,保证整个系统能正常运行,比如过滤器能过滤液压油里的杂质,避免杂质磨损液压缸和油泵,延长设备使用寿命。
桥式起重机液压升降的工作原理详细讲解
搞清楚各个组成部分之后,我们再来看整个升降的工作过程,原理其实很简单,就是利用帕斯卡定律:不可压缩的静止液体,能把压强从一个位置传递到另一个位置,而且压强不变,力和面积成正比,从而实现用较小的力得到较大的举升力,具体的工作过程分上升和下降两个阶段:
上升过程的工作原理
当操作人员按下上升按钮,电动机启动,带动液压油泵转动,油泵从油箱里吸出油,然后打出压力油,压力油经过油管、换向阀,进入液压缸的无杆腔,这时候无杆腔的油压不断升高,推动活塞向伸出方向移动,活塞带动活塞杆,活塞杆再连接桥式起重机的动滑轮组或者直接连接起重吊钩,就带动吊钩和重物一起上升。
如果想要调整上升的速度,只需要通过节流阀改变进入液压缸的液压油流量就行,流量越大,上升速度越快,流量越小,上升速度越慢,就能实现无级调速,想要停在哪个位置,只需要关闭换向阀,让液压缸里的液压油保持压力,就能把重物稳定停在空中,不会滑落,这就是液压升降的锁止功能。
如果上升过程中重物超重,系统压力超过了溢流阀设定的安全压力,溢流阀就会打开,压力油会通过溢流阀直接回流到油箱,系统压力不会继续升高,就能避免过载损坏设备,起到保护作用,这也是液压升降比传统机械升降更安全的原因。
下降过程的工作原理
当需要下降的时候,操作人员操作换向阀,改变液压油的流向,原来进入无杆腔的油路切断,液压缸的无杆腔和回油油路接通,这时候在重物自身重力的作用下,活塞会推动液压油回流到油箱,吊钩带着重物慢慢下降,通过节流阀控制回油的流量,就能控制下降的速度,回油流量越小,下降速度越慢,流量越大,下降速度越快。
如果是带平衡阀的液压升降结构,平衡阀会控制回油的压力,哪怕突然断电,液压油也不会一下子全部回流,重物不会快速下坠,能平稳缓慢下降,安全性大大提高,避免了突然断电的安全事故,这也是桥式起重机液压升降的重要安全设计。
普通液压升降机的工作原理和桥式起重机有什么区别?
很多人会把桥式起重机的液压升降和普通剪叉式液压升降机的工作原理放在一起对比,其实核心原理都是帕斯卡定律,但是结构和工作逻辑略有不同:
普通剪叉式液压升降机,一般是通过两个液压缸同时推动剪叉臂,剪叉臂张开带动平台上升,液压缸收回带动剪叉臂收拢,平台下降,核心原理一样,都是液压油推动液压缸伸缩,只是执行机构是剪叉臂,带动平台升降,而桥式起重机的液压升降,液压缸一般是直接或者通过滑轮组带动起重吊钩升降,出力更大,对稳定性和安全性要求更高。
无论是桥式起重机还是普通液压升降机,核心原理都是:电动机带动油泵产生压力油→压力油推动液压缸活塞→压力能转化为机械能→带动升降机构完成升降动作,核心的物理原理都是帕斯卡静压传递原理,只是结构和应用场景不同。
日常维护要注意哪些问题?根据原理就能找对方法
搞懂了液压升降原理,日常维护就能找对方向,避开常见故障:
第一,定期更换液压油和滤芯,液压油是传递压力的介质,如果液压油里有杂质,会磨损油泵、液压缸和密封件,导致内漏,压力不够,升降无力,一般来说,桥式起重机的液压油每半年到一年换一次,滤芯每次换油都要换,要是环境粉尘多,更换频率还要提高。
第二,检查密封件,定期检查液压缸的油封、接头的密封,如果发现漏油,及时更换密封件,漏油会导致系统压力下降,升降无力,还会污染环境,很多升降无力的故障,都是密封件磨损漏油导致的,更换密封件就能解决。
第三,排干净系统里的空气,如果系统里进了空气,会导致升降抖动、不稳定,因为空气可压缩,液压油不可压缩,空气进去之后,升降的时候空气被压缩,就会出现抖动,所以如果发现升降抖动,要打开排气阀,把系统里的空气排干净就能解决。
第四,控制压力不要超过设定值,溢流阀的压力不要随便调整,很多维修人员为了让升降更快,擅自调高溢流阀压力,会导致整个系统过载,加快部件磨损,甚至引发安全事故,调整压力一定要按照设备说明书的要求,不要随便改动。
第五,定期检查油温,液压系统正常工作的油温一般在30-50度,如果油温超过60度,要停机降温,检查是不是冷却系统出问题,油温太高会让液压油变质,密封件老化,缩短使用寿命。
常见故障排查,结合原理就能快速解决
很多常见故障,结合液压升降原理就能快速找到原因:比如升降无力,一般是液压油不够、密封漏油、油泵磨损压力不够,顺着这几个方向查就能找到问题;比如升降抖动,一般是系统进了空气,或者液压缸活塞杆磨损,排空气就能解决;比如停在空中会滑落,一般是换向阀泄漏或者密封漏油,检查密封和换向阀就能解决;比如噪音大,一般是油泵吸进了空气,或者过滤器堵塞,排空气、换滤芯就能解决。
总结
总的来说,桥式起重机液压升降的原理并不复杂,核心就是利用帕斯卡定律,通过液压系统把电动机的机械能转化为压力能,再通过液压缸转化为机械能,带动起重机构完成升降动作,和普通液压升降机的核心原理一致,只是结构和应用场景不同。搞懂了原理,不管是日常维护还是故障排查,都能找对方向,减少设备停机时间,延长使用寿命。如果你对桥式起重机液压升降还有疑问,或者遇到了具体的故障,可以把你的情况留在评论区,帮你一起分析。