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摘要：回转驱动是塔式起重机动力机构里非常重要的一个机构，大型塔式起重机回转驱动采用高速液压马达和行星减速机驱动。由于大吨位塔式起重机惯性力大，制动瞬间会产生非常大的冲击，因此解决回转制动冲击问题对起重机来说是至关重要。针对制动冲击问题我公司采取了多种方案，方案一从结构上减少刹车片与钢片接触面积减小制动力；方案二当制动瞬间冲击大时，将沟通马达A、B口的防风球阀打开部分可以有效缓解刹车惯性带来的冲击，方案三在制动器控制口增加单向节流阀，方案四在泵伺服阀口增加蓄能器和节流口控制马达输出流量，方案五在马达工作口增加回转缓冲阀，从而降低制动瞬间冲击对机构的损坏。

关键词：塔式起重机；闭式液压系统；液压冲击；回转制动；

1.引言

近几年随着国民经济的快速发展，各种大型基建项目越来越多，对塔机的性能要求越来越高，特别是安全性要求。目前生产的塔机的起升臂越来越长，起吊物体越来越重，塔机回转系统的加速度对起升臂水平受力至关重要，必须把回转加速度控制在一定范围内，确保起升臂受力合理，设备才可安全使用。对于电控塔机，一般在系统内延长先导电信号响应时间，减小回转加速度。而液控塔机由于采用液压信号，无法像电信号那样处理，因此解决回转液压制动冲击、保证塔机回转系统平稳可靠对塔式起重机来说意义深远。

2.塔式起重机回转机构基本组成

塔式起重机的回转机构基本组成有回转支承和回转驱动装置，回转支承将起重机的回转部分支持在固定部分上，回转驱动装置驱动回转部分相对于固定部分回转。回转驱动装置有液压定量马达、行星减速机（内置刹车片）、小齿轮组成。变量柱塞泵作为液压动力源给马达提供压力油，驱动马达转动，行星减速机减低马达速度输出大扭矩。小齿轮驱动回转支撑控制塔式起重机的回转。回转驱动基本组成如下图：

3.基本计算

大型塔式起重机的回转液压系统采用闭式液压系统，闭式液压系统有变量柱塞泵和定量马达组成，通过控制泵的排量大小来改变回转速度，从而实现回转无极变速。以我公司生产的动臂吊L850为例计算回转最大速度：

4.回转及制动液压系统分析

大型塔式起重机的回转液压系统采用闭式系统，闭式系统结构较为紧凑，液压泵的进油管直接与马达的回油管相连，工作液体在系统的管路中进行循环。闭式系统结构较为紧凑，油口空气接触较少，空气不易渗入系统。故传动的平稳性好。回转的刹车采用开式系统，刹车齿轮泵给刹车提供制动油源，通过电磁换和液压锁控制刹车打开和关闭，电磁阀和电磁球阀同开同关，通电打开，断电关闭。制动器采用常开式液压制动器，当有液压油时制动器关闭，回转制动。

4.1液压原理图

回转正常工作时球阀1.2处于关闭状态，塔司操控液控先导手柄1.6输出先导控制油，方向压力开关给出压力信号，确定回转方向，先导控制油经过限位电磁阀1.4到达液控变量泵的伺服阀控制口x1或x2口，同时刹车电磁阀2.3得电，球阀2.5关闭，电磁球阀2.6得电，回转制动器2.8打开，回转转动。回转速度取决于液控变量泵的排量或液控比例换向阀的开度，回转加速度取决于塔司操控液控先导手柄的快慢，故此回转加速度完全取决于人为的操控速度，有较大的安全隐患。

1.1回转柱塞泵   1.2球阀  1.3回转马达  1.4电磁阀  1.5压力继电器  1.6先导手柄  2.1刹车齿轮泵  2.2溢流阀  2.3电磁阀    2.4液压锁  2.5板式球阀    2.6电磁球阀  2.7蓄能器   2.8回转制动器

当回转制动时，先导手柄1.6回中位，电磁阀1.4断电柱塞泵1.1斜盘回中位，刹车泵2.1提供压力油，电磁阀2.3断电，压力油进入回转制动器2.8压缩弹簧，制动器关闭，回转实现制动。由于回转制动的瞬间受惯性力和吊臂长度的影响，重物晃动比较明显，严重时甚至会折断手臂。为了减小冲击我们一般会将球阀1.2打开一点，让制动瞬间部分液压油旁通，但是这样的做法也会导致主系统流量的损失导致回转速度降低，降低回转液压系统容积效率。在大风情况下要手动将球阀1.2完全打开，让马达两个工作口勾通，塔吊的吊臂可以在大风条件下自由旋转，因此此阀也叫防风球阀。

方案三我们在回转制动器2.8进油口增加单向节流阀2.9如下图，可以快速打开制动器，关闭制动器时由于阻尼的作用，制动器会缓慢关闭从而有效降低制动带来的冲击，缺点是北方冬天由于气温低，油液粘性大液压系统阻尼增加导致背压高，制动器打开会受影响。因此在现有塔机上很少采取此方案。

方案四在先导阀与柱塞泵伺服阀控制口增加液控信号阻尼调节控制块1.8与小蓄能器1.7，操控液控先导手柄产生液压先导油，液压先导油经过节流阀后分为两路，主路经过限位电磁阀1.4进入泵伺服阀控制口，旁路经过梭阀进入蓄能器1.6。通过节流阀限制先导油源的进回油速度，利用蓄能器吸/放油的能力，削弱先导油压力增减速度，从而使液控变量泵的排量或液控比例阀的开度变化缓慢，最终控制塔机回转加速度在合理的范围内，确保塔机安全。由于液压泵的输出流量从最大排量变化到零排量所需要的响应时间与控制油路上的阻尼孔大小有关，所以当回转制动时，先导手柄1.6回中时，伺服阀控制口的液压油通过阻尼孔泄压时，回转缓慢停止，刹车更加的平稳，无阻尼时回转制动快速响应会产生冲击。我公司采用的是φ1.0的阻尼器，经过测试回转刹车可以延时5秒左右，蓄能器1.7可以吸收液压脉冲，让制动更加的柔和。

方案五在回转马达工作口增加回转缓冲阀，回转制动是靠液压制动，制动力矩的大小与回转马达的过载阀调定压力成正比。没有安装防反转阀时，负载力矩大于制动力矩时，只能靠泵内多功能阀高压溢流阀反复溢流。安装回转缓冲阀后，在回转快速启动与停止时，利用该阀内部的小孔节流作用，使阀内封闭马达工作口的两根阀杆产生速度差而导通马达的两个工作口，将处于高压端工作口的油泄到低压端，从而减小回转制动抖动，削减动态冲击压力，从而确保塔吊平稳停止。该方案优点是自动控制，无需手动操作。方案五原理图如下：

5.结论

本文详细阐述了如何削减塔式起重机液压回转制动产生的冲击问题，通过对各种方案的详细阐述以及我公司实际应用中存在问题赘述，在试验过程中，经采取上述方案后，特别是方案四增加回转缓冲阀，经过在塔机上试验，使用效果良好，回转的冲击问题得到了有效解决，可以适用不同的液控系统，有较高的实用价值，满足了塔式起重机的安全使用要求，现已在不同型号塔机多台上推广使用。

参考文献

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