汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)——畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

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1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 作 品 題 目：汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓 名：專 業(yè)：機(jī)電一體化班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：校內(nèi)指導(dǎo)老師：校外指導(dǎo)老師：填表日期： 湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處制湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)作品二級(jí)學(xué)院醫(yī)管學(xué)院專 業(yè)機(jī)電一體化技術(shù) 班 級(jí) 姓 名學(xué) 號(hào)校內(nèi)指導(dǎo)老師 畢業(yè)設(shè)計(jì)名稱汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)校外指導(dǎo)老師畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要汽車起重機(jī)是各種工程建筑廣泛應(yīng)用的起重設(shè)備,是用來(lái)對(duì)物料進(jìn)行起重、運(yùn)輸、裝卸或安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，在工業(yè)和民用建筑中作為主要施工機(jī)械而得到廣泛運(yùn)用。它對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省人力，降低建設(shè)成本，提高施工質(zhì)量，加快建設(shè)速度，實(shí)現(xiàn)工程施工機(jī)械化起著

2、十分重要的作用。本次設(shè)計(jì)主要是汽車起重機(jī)液壓回油路和各個(gè)工作動(dòng)作的液壓回油路的原理設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的研究和學(xué)習(xí)，熟練的掌握了液壓系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，并能在實(shí)際中實(shí)際應(yīng)用，加強(qiáng)了對(duì)液壓系統(tǒng)的了解，增加了液壓系統(tǒng)方面的知識(shí)，拓寬了我的知識(shí)面，使我的知識(shí)不再局限于課本，能從實(shí)例中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、學(xué)習(xí)問(wèn)題?！娟P(guān)鍵詞】：汽車起重機(jī)；起重設(shè)備；液壓回油路；液壓系統(tǒng)Design of hydraulic system for truck craneAbstract：Automobile crane is a hoisting equipment widely used in various e

3、ngineering building, is used for lifting, transportation, loading and unloading and installation work on material mechanical equipment, in the industrial and civil buildings as the main construction machinery and widely used. It saves the manpower to reduce labor intensity, reduce construction costs

4、, improve construction quality, speed up the construction, engineering construction mechanization plays a very important role. This design is mainly the design principle of hydraulic truck crane hydraulic return line and each action of the return oil. Through the research and study of truck crane hy

5、draulic system, master the related knowledge of hydraulic system, and can be applied in practice, the strengthening of the hydraulic system, the hydraulic system knowledge, broaden my knowledge, make my knowledge is no longer confined to the textbooks, the problem can be found in to solve the proble

6、ms, learning problems, from the examples.【Key words】：Truck crane; hoisting equipment; hydraulic oil hydraulic system;汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)目 錄摘 要.I關(guān)鍵詞.I中文摘要.II中文關(guān)鍵詞.II目 錄.III前 言.11.汽車式起重機(jī)及其液壓系統(tǒng)的概述.2 1.1汽車式起重機(jī)概述.2 1.2.液壓系統(tǒng)在汽車起重機(jī)上應(yīng)用的特點(diǎn).2 1.3汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì).32.液壓系統(tǒng)性能分析與原理設(shè)計(jì).4 2.1 汽車起重機(jī)典型工況分析及對(duì)液壓系統(tǒng)要求.4 2.1.1汽車起重機(jī)的典

7、型工況分析.4 2.1.2汽車起重機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的要求.4 2.2.汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)總成.5 2.3 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理總成.7 2.3.1支腿收放回路.7 2.3.2吊臂變幅回路.7 2.3.3吊臂伸縮回路.8 2.3.4轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)回路.9 2.3.5吊重起升回路 .9 2.3.6汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn).9 2.4 對(duì)汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)各主要回路的分析.10 2.5 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)類型的擬定.17 2.5.1本機(jī)液壓系統(tǒng)分析.17 2.5.2各機(jī)構(gòu)組合分配及控制.173.液壓系統(tǒng)計(jì)算.19 3.1汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)主要液壓元件的選擇.19 3.1.1汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)參數(shù)的初定

8、.19 3.1.2 起升馬達(dá)的計(jì)算和選擇.19 3.1.3液壓泵的計(jì)算與選擇.21 3.2汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算.23 3.2.1計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率.23 3.2.2計(jì)算液壓系統(tǒng)的散熱功率.23 3.3主要液壓輔助裝置的選擇.26 3.3.1液壓油的選擇.26 3.3.2濾油器的選擇.27 3.3.3壓力表的選擇.27 3.3.4閥類元件的選擇.274. 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析與排除.29結(jié)束語(yǔ) .30致 謝.31參考文獻(xiàn).32 前 言汽車起重機(jī)是用來(lái)對(duì)物料進(jìn)行起重、運(yùn)輸、裝卸或安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，在工業(yè)和民用建筑中作為主要施工機(jī)械而得到廣泛運(yùn)用。它對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)

9、省人力，降低建設(shè)成本，提高施工質(zhì)量，加快建設(shè)速度，實(shí)現(xiàn)工程施工機(jī)械化起著十分重要的作用。目前我國(guó)是世界上使用工程起重機(jī)最大的國(guó)家之一。隨著液壓傳動(dòng)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車起重機(jī)已經(jīng)成為各起重機(jī)生產(chǎn)廠家主要發(fā)展對(duì)象。中國(guó)的汽車起重機(jī)產(chǎn)業(yè)始終走著一條自主創(chuàng)新的道路，有著自己清晰的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)。尤其是近5年來(lái)，中國(guó)汽車起重機(jī)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了一輪從外部經(jīng)濟(jì)總量到內(nèi)在運(yùn)營(yíng)品質(zhì)的高速發(fā)展，成為了一個(gè)發(fā)展穩(wěn)定、市場(chǎng)化程度高的成熟產(chǎn)業(yè)。汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)起著驅(qū)動(dòng)和控制汽車起重機(jī)各機(jī)構(gòu)動(dòng)作的作用。其性能好壞對(duì)起重機(jī)有著十分重要的影響。目前，我國(guó)生產(chǎn)8噸汽車起重機(jī)的廠家較多，品種也很雜，不同的廠家和不同的品種，其液壓系統(tǒng)

10、和液壓元件都不一致，給生產(chǎn)、使用及維修帶來(lái)很多麻煩，同時(shí)其性能也較低，不適于現(xiàn)代智能高效小型汽車起重機(jī)發(fā)展的需要。 本課題主要針對(duì)汽車起重機(jī)的功能、組成和工作特點(diǎn)，結(jié)合汽車起重機(jī)的運(yùn)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)計(jì)一款能夠適應(yīng)工程建設(shè)的輕型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)。 1.汽車式起重機(jī)及其液壓系統(tǒng)的概述 1.1汽車式起重機(jī)概述中國(guó)的汽車式起重機(jī)誕生于上世紀(jì)的10年代，經(jīng)過(guò)了近30年的發(fā)展，期間有過(guò)3次主要的技術(shù)改進(jìn)，分別為70年代引進(jìn)蘇聯(lián)的技術(shù)，80年代引進(jìn)日本的技術(shù)，90年代引進(jìn)德國(guó)的技術(shù)。但是總體來(lái)說(shuō)，中國(guó)的汽車式起重機(jī)產(chǎn)業(yè)始終走著自主創(chuàng)新的道路，有著自己清晰的發(fā)展脈絡(luò)，尤其是近幾年，中國(guó)的汽車式起重機(jī)產(chǎn)業(yè)

11、取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，雖然與國(guó)外相比還有一定的差距，但是這個(gè)差距正在逐漸的縮小。而且中國(guó)在中小噸位的汽車式起重機(jī)的性能已經(jīng)完好，能夠滿足現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的要求。在不久的將來(lái)，中國(guó)的汽車式起重機(jī)行業(yè)一定會(huì)發(fā)展成為一個(gè)發(fā)展穩(wěn)定，市場(chǎng)化程度高的成熟產(chǎn)業(yè)。汽車起重機(jī)是一種將起重作業(yè)部分安裝在汽車通用或?qū)Ｓ玫妆P上、具有載重汽車行駛性能的輪式起重機(jī)。根據(jù)吊臂結(jié)構(gòu)可分為定長(zhǎng)臂、接長(zhǎng)臂和伸縮臂三種，前兩種多采用桁架結(jié)構(gòu)臂，后一種采用箱形結(jié)構(gòu)臂。根據(jù)動(dòng)力傳動(dòng)，又可分為機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和電力傳動(dòng)三種。因其機(jī)動(dòng)靈活性好，能夠迅速轉(zhuǎn)移場(chǎng)地，廣泛用于土木工程。汽車起重機(jī)的主要技術(shù)性能有最大起重量、整機(jī)質(zhì)量、吊臂全伸長(zhǎng)度、吊臂全縮

12、長(zhǎng)度、最大起升高度、最小工作半徑、起升速度、最大行駛速度等。1.2 液壓系統(tǒng)在汽車起重機(jī)上應(yīng)用的特點(diǎn)來(lái)自汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)油泵轉(zhuǎn)換到工作機(jī)構(gòu)，其間可以獲得很大的傳動(dòng)比，省去了機(jī)械傳動(dòng)所需的復(fù)雜而笨重的傳動(dòng)裝置。不但使結(jié)構(gòu)緊湊，而且使整機(jī)重量大大的減輕，增加了整機(jī)的起重性能。同時(shí)還很方便的把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)槠揭七\(yùn)動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的變幅和自動(dòng)伸縮。各機(jī)構(gòu)使用管路聯(lián)結(jié)，能夠得到緊湊合理的速度，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)特性。便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，改善了司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度和條件。由于元件操縱可以微動(dòng)，所以作業(yè)比較平穩(wěn)，從而改善了起重機(jī)的安裝精度，提高了作業(yè)質(zhì)量。采用液壓傳動(dòng)，在主要機(jī)構(gòu)中沒(méi)有劇烈的干摩擦副，減少了潤(rùn)滑部

13、位，從而減少了維修和技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間。液壓傳動(dòng)的起重機(jī)，結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，通用化和系列化，便于大批量生產(chǎn)時(shí)采用先進(jìn)的工藝方法和設(shè)備。此種起重機(jī)作業(yè)效率高，輔助時(shí)間短，因而提高了起重機(jī)總使用期間的利用率，對(duì)加速實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化大有好處。1.3 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)在液壓系統(tǒng)的基本回路方面的發(fā)展趨勢(shì)具體如下：（1） 在調(diào)壓回路中，采用安全閥來(lái)限制系統(tǒng)最高工作壓力，防止系統(tǒng)過(guò)載，對(duì)起重機(jī)實(shí)現(xiàn)超重起吊安全保護(hù)作用。（2） 在調(diào)速回路中，采用手動(dòng)調(diào)節(jié)換向閥的開(kāi)度大小來(lái)調(diào)整工件機(jī)構(gòu)(起降機(jī)構(gòu)除外)的速度。（3） 在鎖緊回路中，采用由液控單向閥構(gòu)成的雙向液壓鎖將前后支腿鎖定在一定位置上，工作可靠，安全

14、，確保整個(gè)起吊過(guò)程中，每條支腿都不會(huì)出現(xiàn)軟腿的現(xiàn)象，即使出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)死火或液壓管道破裂的情況，雙向液壓鎖仍能正常工作，且有效時(shí)間長(zhǎng)。（4） 在平衡回路中，采用經(jīng)過(guò)改進(jìn)的單向液控順序閥作平衡閥，以防止在起升、吊臂伸縮和變幅作業(yè)過(guò)程中因重物自重而下降，且工作穩(wěn)定、可靠，但在一個(gè)方向有背壓，會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成一定的功率損耗。（5） 在多缸卸荷回路中，采用多路換向閥結(jié)構(gòu)，其中的每一個(gè)三位四通手動(dòng)換向閥的中位機(jī)能都為M型中位機(jī)能，并且將閥在油路中串聯(lián)起來(lái)使用，這樣可以使任何一個(gè)工作機(jī)構(gòu)單獨(dú)動(dòng)作；這種串連結(jié)構(gòu)也可在輕載下使機(jī)構(gòu)任意組合地同時(shí)動(dòng)作，但采用6個(gè)換向閥串連連接，會(huì)使液壓泵的卸荷壓力加大，系統(tǒng)效率降低，但

15、由于起重機(jī)不是頻繁作業(yè)機(jī)械，這些損失對(duì)系統(tǒng)的影響不大。（6） 在制動(dòng)回路中，采用由單向節(jié)流閥和單作用閘缸構(gòu)成的制動(dòng)器，利用調(diào)整好的彈簧力進(jìn)行制動(dòng)，制動(dòng)可靠、動(dòng)作快，由于要用液壓缸壓縮彈簧來(lái)松開(kāi)剎車，因此剎車松開(kāi)的動(dòng)作慢，可防止負(fù)重起重時(shí)的溜車現(xiàn)象發(fā)生，能夠確保起吊安全，并且在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)死火或液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠迅速實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，防止被起吊的重物下落。 2.液壓系統(tǒng)性能分析與原理設(shè)計(jì)2.1 汽車起重機(jī)典型工況分析及對(duì)液壓系統(tǒng)要求2.1.1汽車起重機(jī)的典型工況分析根據(jù)起重機(jī)試驗(yàn)規(guī)范，以及很多操作者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，可確定表2.1的三種工況，作為輕型汽車起重機(jī)的典型工況。設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)要求各系統(tǒng)的動(dòng)作能夠

16、滿足這些工況要求。表2.1汽車起重機(jī)典型工況表序號(hào)工況一次循環(huán)內(nèi)容特點(diǎn)1基本臂相應(yīng)的工作幅度吊重起升-回轉(zhuǎn)-下降-起升-回轉(zhuǎn)-下降中間制動(dòng)一次起重噸位大，動(dòng)作單一。很少與回轉(zhuǎn)等機(jī)構(gòu)組合動(dòng)作2全長(zhǎng)臂相應(yīng)的工作幅度卷?yè)P(yáng)起升-回轉(zhuǎn)-下降-卷?yè)P(yáng)起升-回轉(zhuǎn)-下降中間制動(dòng)一次運(yùn)用較多的情況，能滿足小噸位的工作3最長(zhǎng)臂；主臂加副臂相應(yīng)的工作幅度起升+回轉(zhuǎn)-變幅-下降-起升+回轉(zhuǎn)-下降中間制動(dòng)一次起重噸位小，一般在12噸之間2.1.2 汽車起重機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的要求根據(jù)汽車起重機(jī)的典型工作狀況對(duì)系統(tǒng)的要求主要反映在對(duì)以下幾個(gè)液壓回路的要求上。1. 起升回路（1）能方便的實(shí)現(xiàn)合分流方式轉(zhuǎn)換，保證工作的高效安全。（2

17、）要求卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)微動(dòng)性好，起、制動(dòng)平穩(wěn)，重物停在空中任意位置能可靠制動(dòng)，即二次下滑問(wèn)題，以及二次下降時(shí)的重物或空鉤下滑問(wèn)題，即二次下降問(wèn)題。2. 回轉(zhuǎn)回路（1）具有獨(dú)立工作能力。（2）回轉(zhuǎn)制動(dòng)應(yīng)兼有常閉制動(dòng)和常開(kāi)制動(dòng)（可以自由滑轉(zhuǎn)對(duì)中），兩種情況。3. 變幅回路（1）帶平衡閥并設(shè)有二次液控單向閥鎖住保護(hù)裝置。（2）要求起落臂平穩(wěn)，微動(dòng)性好，變幅在任意允許幅值位置能可靠鎖死。（3）要求在有載荷情況下能微動(dòng)。（4）平衡閥應(yīng)備有下腔壓力傳感器接口，作為力矩限制器檢測(cè)星號(hào)源。4. 伸縮回路本機(jī)伸縮機(jī)構(gòu)采用三節(jié)臂（含有兩個(gè)液壓缸），由于本機(jī)為輕型起重機(jī)為了使本機(jī)運(yùn)用廣泛，實(shí)現(xiàn)各節(jié)臂順序伸縮。各節(jié)臂能按順序

18、伸縮，但不能實(shí)現(xiàn)同步伸縮。5. 控制回路（1）為了使操縱方便總體要求操縱手柄限制為兩個(gè)。（2）操縱元件必須具有45方向操縱兩個(gè)機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)能力。6. 支腿回路（1）要求垂直支腿不泄漏，具有很強(qiáng)的自鎖能力（不軟腿）。（2）要求前后組支腿可以進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整。（3）要求支腿能夠承載最大起重時(shí)的壓力，并且有足夠的防傾翻力矩。（4）起重機(jī)行走時(shí)不產(chǎn)生掉腿現(xiàn)象。2.2.汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)總成根據(jù)各回路的分析得到汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理如圖2.1所示。該系統(tǒng)為中壓系統(tǒng)，動(dòng)力源采用雙聯(lián)齒輪泵，由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)底盤上的分動(dòng)箱驅(qū)動(dòng)。液壓泵從油箱中吸油，輸出的液壓油經(jīng)手動(dòng)閥組輸送到各個(gè)執(zhí)行元件。整個(gè)系統(tǒng)由支腿收放、吊

19、臂變幅、吊臂伸縮、轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)和吊重起升五個(gè)工作回路所組成，且各部分都具有一定的獨(dú)立性。整個(gè)系統(tǒng)分為上下兩部分，除液壓泵、過(guò)濾器、溢流閥、手動(dòng)閥組及支腿部分外，其余元件全部裝在可回轉(zhuǎn)的上車部分。油箱裝在上車部分，兼作配重。上下兩部分油路通過(guò)中心回轉(zhuǎn)接頭連通。支腿收放回路和其他動(dòng)作回路采用一個(gè)二位三通手動(dòng)換向閥5進(jìn)行切換。圖2.1 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)圖表2.1汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的工作情況表 2.3 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理總成2.3.1支腿收放回路由于汽車輪胎支撐能力有限，且為彈性變形體，作業(yè)時(shí)很不安全，故在起重作業(yè)前必須放下前、后支腿，用支腿承重使汽車輪胎架空。在行駛時(shí)又必須將支腿收起，輪胎著

20、地。為此，在汽車的前、后兩端各設(shè)置兩條支腿，每條支腿均配置有液壓缸。如圖2.1前支腿兩個(gè)液壓缸同時(shí)用一個(gè)三位四通手動(dòng)換向閥7控制其收、放動(dòng)作，而后支腿兩個(gè)液壓缸則用另一個(gè)三位四通手動(dòng)換向閥11控制其收、放動(dòng)作。為確保支腿能停放在任意位置并能可靠地鎖住，在支腿液壓缸的控制回路中設(shè)置了雙向液壓鎖。當(dāng)三位四通手動(dòng)換向閥7工作在右位時(shí)，前支腿放下，其油路為：進(jìn)油路：過(guò)濾器2液壓泵3手動(dòng)換向閥5左位手動(dòng)換向閥7右位前支腿液壓缸上腔?；赜吐罚呵爸纫簤焊紫虑灰嚎貑蜗蜷y手動(dòng)換向閥7右位支腿回路安全閥油箱。當(dāng)三位四通手動(dòng)換向閥7工作在左位時(shí)，前支腿收回，其油路為：進(jìn)油路：過(guò)濾器2液壓泵3手動(dòng)換向閥5左位手動(dòng)換

21、向閥7左位前支腿液壓缸下腔?；赜吐罚呵爸纫簤焊咨锨灰嚎貑蜗蜷y手動(dòng)換向閥7左位支腿回路安全閥油箱。后支腿液壓缸用三位四通手動(dòng)換向閥11控制，其油路流動(dòng)情況與前支腿油路類似。2.3.2 吊臂變幅回路吊臂變幅是通過(guò)改變吊臂的起落角度來(lái)改變作業(yè)高度。吊臂的變幅運(yùn)動(dòng)由變幅液壓缸驅(qū)動(dòng)，變幅要求能帶載工作，動(dòng)作要平穩(wěn)可靠。本機(jī)為小噸位吊車采用單個(gè)變幅液壓缸變幅方式。為防止吊臂在停止階段因自重而減幅，如圖2.1在油路中設(shè)置了平衡閥15，提高了變幅運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性和可靠性。吊臂變幅運(yùn)動(dòng)由三位四通手動(dòng)換向閥14控制，在其工作過(guò)程中，通過(guò)改變手動(dòng)換向閥14開(kāi)口的大小和工作位，即可調(diào)節(jié)變幅速度和變幅方向。吊臂增幅時(shí)，三

22、位四通手動(dòng)換向閥14右位工作，其油路為：進(jìn)油路：過(guò)濾器2液壓泵3手動(dòng)換向閥5右位手動(dòng)換向閥14右位平衡閥15中的單向閥變幅液壓缸下腔。回油路：變幅液壓缸上腔手動(dòng)換向閥14右位手動(dòng)換向閥19中位手動(dòng)換向閥20中位電磁閥33左位油箱。吊臂減幅時(shí)，三位四通手動(dòng)換向閥14左位工作，其油路為進(jìn)油路：過(guò)濾器2液壓泵3手動(dòng)換向閥5右位手動(dòng)換向閥14左位變幅液壓缸上腔?；赜吐罚鹤兎簤焊紫虑黄胶忾y15手動(dòng)換向閥14左位手動(dòng)換向閥19中位手動(dòng)換向閥20中位電磁閥33左位油箱。2.3.3 吊臂伸縮回路吊臂由基本臂和伸縮臂組成，伸縮臂套裝在基本臂內(nèi)，由吊臂伸縮液壓缸驅(qū)動(dòng)進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)。本系統(tǒng)是利用各油缸有效面積差控制

23、伸縮順，即號(hào)伸縮油缸活塞面積大，號(hào)伸縮油缸活塞面積小。各活塞腔是聯(lián)通的，各油缸活塞桿腔也是聯(lián)通的。很顯然I號(hào)伸縮油缸先伸出，其次是號(hào)伸縮油缸伸出。平衡閥可以保證吊臂在載荷下平穩(wěn)收縮，同時(shí)還可以防止因泄漏或管道破裂而造成吊臂回落。此外為了保證吊臂回縮時(shí)按預(yù)定的順序，不至因自重和滑動(dòng)阻力變化等因素影響。平衡閥的開(kāi)啟壓力應(yīng)該設(shè)定為足K1大，K2小。為使其伸縮運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)可靠，并防止在停止時(shí)因自重而下滑，如圖2.1在油路中設(shè)置了平衡閥18。吊臂伸縮運(yùn)動(dòng)由三位四通手動(dòng)換向閥19控制，當(dāng)三位四通手動(dòng)換向閥19工作在左位或右位時(shí)，分別驅(qū)動(dòng)伸縮液壓缸伸出或縮回。吊臂伸出時(shí)的油路為：進(jìn)油路：過(guò)濾器2液壓泵3手動(dòng)換向

24、閥5右位手動(dòng)換向閥14中位手動(dòng)換向閥19右位平衡閥18中的單向閥伸縮液壓缸下腔?；赜吐罚荷炜s液壓缸上腔手動(dòng)換向閥19右位手動(dòng)換向閥20中位電磁閥33左位油箱。吊臂縮回時(shí)的油路為：進(jìn)油路：過(guò)濾器2液壓泵3手動(dòng)換向閥5右位手動(dòng)換向閥14中位手動(dòng)換向閥19左位伸縮液壓缸上腔?；赜吐罚荷炜s液壓缸下腔平衡閥18手動(dòng)換向閥19左位手動(dòng)換向閥20中位電磁閥33左位油箱。2.3.4 轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)回路轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)由一個(gè)小轉(zhuǎn)矩高速液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。通過(guò)行星減速機(jī)構(gòu)減速，轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)速度為05rmin。為了提高工作效率，并且確保安全，本系統(tǒng)加裝由平衡閥、二次溢流閥、制動(dòng)器組成的回轉(zhuǎn)緩沖裝置。如圖2.14回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的回轉(zhuǎn)由三位

25、四通手動(dòng)換向閥20控制，當(dāng)三位四通手動(dòng)換向20工作在左位或右位時(shí)，分別驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)正向或反向回轉(zhuǎn)。其油路為：進(jìn)油路：過(guò)濾器2液壓泵3手動(dòng)換向閥5右位手動(dòng)換向閥14中位手動(dòng)換向閥19中位手動(dòng)換向閥20左(右)位正反轉(zhuǎn)平衡閥23回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)?；赜吐罚夯剞D(zhuǎn)液壓馬達(dá)正反轉(zhuǎn)平衡閥23手動(dòng)換向閥20左(右)位電磁閥33左位油箱。2.3.5 吊重起升回路 吊重起升是系統(tǒng)的主要工作回路。吊重的起吊和落下作業(yè)由一個(gè)大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)來(lái)完成。起升液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)有一個(gè)三位四通換向閥32（如圖2.1）控制。馬達(dá)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)(即起吊速度) 主要通過(guò)改變泵一二分合流方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及電磁換向

26、閥33的開(kāi)口來(lái)調(diào)節(jié)。回路中設(shè)有平衡閥30，用以防止重物因自重而下滑。由于液壓馬達(dá)的內(nèi)泄漏比較大，當(dāng)重物吊在空中時(shí)，盡管回路中設(shè)有平衡閥，重物仍會(huì)向下緩慢滑落，為此，在液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)置了制動(dòng)器28。當(dāng)起升機(jī)構(gòu)工作時(shí)，在系統(tǒng)油壓的作用下，制動(dòng)器液壓缸使閘塊松開(kāi)，當(dāng)液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在制動(dòng)器彈簧的作用下，閘塊將軸抱死進(jìn)行制動(dòng)。當(dāng)重物在空中停留的過(guò)程中重新起升時(shí)，有可能出現(xiàn)在液壓馬達(dá)的進(jìn)油路還未建立起足夠的壓力以支撐重物時(shí)，制動(dòng)器便解除了制動(dòng)，造成重物短時(shí)間失控而向下滑落。為避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，在制動(dòng)器油路中設(shè)置了單向節(jié)流閥27。通過(guò)調(diào)節(jié)該節(jié)流閥開(kāi)口的大小，能使制動(dòng)器抱閘迅速，而松閘則能緩慢地

27、進(jìn)行。2.3.6 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)有如下幾個(gè)特點(diǎn)：1)該系統(tǒng)為雙泵雙回路、分合流油路、開(kāi)式、串聯(lián)系統(tǒng)，采用了換向閥串聯(lián)組合，不僅各機(jī)構(gòu)的動(dòng)作可以獨(dú)立進(jìn)行，而且在輕載作業(yè)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)起升和回轉(zhuǎn)復(fù)合動(dòng)作，以提高工作效率。2)系統(tǒng)中采用了平衡回路、鎖緊回路和制動(dòng)回路，保證了起重機(jī)的工作可靠，操作安全。3)采用了三位四通手動(dòng)換向閥換向，不僅可以靈活方便地控制換向動(dòng)作，還可通過(guò)手柄操縱來(lái)控制流量，實(shí)現(xiàn)節(jié)流調(diào)速。在起升工作中，除了分合流油路可方便實(shí)現(xiàn)高低速切換外，將節(jié)流調(diào)速方法與控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法結(jié)合使用，可以實(shí)現(xiàn)各工作部件微速動(dòng)作。4)各三位四通手動(dòng)換向閥均采用了M型中位機(jī)能

28、，使換向閥處于中位時(shí)能使系統(tǒng)卸荷，可減少系統(tǒng)的功率損失，適宜于起重機(jī)進(jìn)行間歇性工作。注：平衡閥主要的功能不是鎖定執(zhí)行元件的位置，是用來(lái)防止執(zhí)行器失速或慣性沖擊的。 2.4 對(duì)汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)各主要回路的分析汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)一般由起升、變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)、支腿和控制六個(gè)主回路組成。從圖2.2可以看出，各個(gè)回路之間具有不同的功能、組成和工作特點(diǎn)。圖2.2 汽車起重機(jī)各回路工作狀態(tài)1.起升回路：起升回路起到使重物升降的作用。起升回路的液壓系統(tǒng)能方便的實(shí)現(xiàn)合分流方式轉(zhuǎn)換，保證工作的高效安全。同時(shí)要求卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)微動(dòng)性好，起、制動(dòng)平穩(wěn)，重物停在空中任意位置能可靠制動(dòng)。液壓傳動(dòng)起升機(jī)構(gòu)的調(diào)速，通常是采用調(diào)節(jié)

29、發(fā)動(dòng)機(jī)油門改變液壓泵流量和控制換向閥改變通道面積大小進(jìn)行節(jié)流的聯(lián)合調(diào)速法。此種調(diào)速法既簡(jiǎn)單又可靠，調(diào)速范圍較大，調(diào)速平穩(wěn)無(wú)極，也可實(shí)現(xiàn)起升機(jī)構(gòu)工作速度的微調(diào)。但缺點(diǎn)是節(jié)流的功率損失較大，而且進(jìn)一步提高升降速度受液壓泵流量限制。為了提高起升機(jī)構(gòu)工作速度，在多泵定量系統(tǒng)中，往往采用油泵并聯(lián)調(diào)速，在系統(tǒng)中采用液壓馬達(dá)串、并聯(lián)供油的方法進(jìn)行調(diào)速。當(dāng)液壓馬達(dá)串聯(lián)時(shí)以高速工作，并聯(lián)時(shí)獲低速。在變量系統(tǒng)中可用變量馬達(dá)調(diào)速。此外，當(dāng)起重機(jī)的起升高度較大時(shí)，為了進(jìn)一步提高空鉤或輕載時(shí)的下降速度，在起升機(jī)構(gòu)上往往設(shè)置重力下降裝置，即在起升卷筒與傳動(dòng)軸間裝有離合器，有液壓系統(tǒng)保證空鉤和載荷的重力下降時(shí)，打開(kāi)離合器及

30、制動(dòng)器使起升卷筒與液壓馬達(dá)脫開(kāi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，則空鉤或重物在重力作用下，以較高的速度下降。本系統(tǒng)為雙泵單馬達(dá)、分合流油路、開(kāi)式系統(tǒng) 如圖2.3所示，根據(jù)各機(jī)構(gòu)的不同速度和功率的要求，變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)及支腿用小泵2供油，起升用大泵l供油，起升與其余各機(jī)構(gòu)都可以進(jìn)行聯(lián)合動(dòng)作，提高工作效率，同時(shí)起升輕載及空載時(shí)，泵2與泵l可以同時(shí)合流供給起升，提高起升速度，擴(kuò)大調(diào)速范圍。當(dāng)重載時(shí)，用分流方式，即泵2不工作，此時(shí)提升速度為低速；當(dāng)空載或輕載時(shí)用合流方式，此時(shí)提升速度為高速。圖2.3起升回路2.回轉(zhuǎn)回路：回轉(zhuǎn)回路起到使吊臂回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)重物水平移動(dòng)的作用。回轉(zhuǎn)回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓離合器和液壓馬達(dá)

31、組成?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使重物水平移動(dòng)的范圍有限， 但所需功率小，所以一般汽車起重機(jī)都設(shè)計(jì)成全回轉(zhuǎn)式的，即可在左右方向任意進(jìn)行回轉(zhuǎn)。液壓驅(qū)動(dòng)的小起重量起重機(jī)，通過(guò)液壓回路和換向閥的合適機(jī)能，可以使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不裝制動(dòng)器，同時(shí)保證回轉(zhuǎn)部分在任意位置上停住，并避免沖擊。高速液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)形式，在汽車式、輪胎式和鐵路起重機(jī)上應(yīng)用廣泛。如圖2.4，低速大扭矩液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速每分鐘在0-100轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，因此，可以直接在油馬達(dá)軸上安裝回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的小齒輪，如馬達(dá)輸出扭矩不滿足傳動(dòng)要求，可以加裝機(jī)械減速裝置。該形式在一些小噸位汽車起重機(jī)上有所應(yīng)用。可以在液壓馬達(dá)輸出軸上加裝制動(dòng)器。 圖2.4低速大扭矩液壓馬達(dá)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用低速大

32、扭矩液壓馬達(dá)可以省去或減小減速裝置，因此機(jī)構(gòu)很緊湊。但低速大扭矩液壓馬達(dá)成本高，使用可靠性不如高速液壓馬達(dá)，加之可以采用結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大的行星傳動(dòng)或蝸輪傳動(dòng)，高速液壓馬達(dá)在起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中使用廣泛。綜上所述，汽車起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為高速液壓馬達(dá)加裝制動(dòng)器的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其基本回路如下圖2.5。 圖2.5 回轉(zhuǎn)回路3.變幅回路：絕大部分工程起重機(jī)為了滿足重物裝、卸工作位置的要求，充分利用其起吊能力（幅度減小能提高起重量），需要經(jīng)常改變幅度。變幅回路則是實(shí)現(xiàn)改變幅度的液壓工作回路，用來(lái)擴(kuò)大起重機(jī)的工作范圍，提高起重機(jī)的生產(chǎn)率。變幅回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥和變幅液壓缸組成如圖2.6。圖2.

33、6 變幅回路工程起重機(jī)變幅按其工作性質(zhì)可分為非工作性變幅和工作性變幅兩種。非工作性變幅指只是在空載條件下改變幅度。它在空載時(shí)改變幅度，以調(diào)整取物裝置的位置，而在重物裝卸移動(dòng)過(guò)程中，幅度不改變。這種變幅次數(shù)一般較少，而且采用較低的變幅速度，以減少變幅機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)功率，這種變幅的變幅機(jī)構(gòu)要求簡(jiǎn)單。工作性變幅能在帶載的條件下改變幅度。為了提高起重機(jī)的生產(chǎn)率和更好地滿足裝卸工作的需要，常常要求在吊裝重物時(shí)改變起重機(jī)的幅度，這種類型的變幅次數(shù)頻繁，一般采用較高的變幅速度以提高生產(chǎn)率。工作性變幅驅(qū)動(dòng)功率較大，而且要求安裝限速和防止超載的安全裝置。與非工作性變幅相比，這種變幅要求的變幅機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，自重也較大，

34、但工作機(jī)動(dòng)性卻大為改善。汽車起重機(jī)由于使用了支腿，除了吊非常輕的重物之外，必須帶載變幅。4.伸縮回路：具有臂架伸縮機(jī)構(gòu)的起重機(jī)，不需要接臂和拆臂，縮短了輔助作業(yè)時(shí)間。臂架全部縮回以后，起重機(jī)外形尺寸減小，提高了機(jī)動(dòng)性和通過(guò)性。臂架采用液壓伸縮機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)伸縮和帶載伸縮，擴(kuò)大了汽車和輪胎起重機(jī)、鐵路救援起重機(jī)在復(fù)雜使用條件下的使用功能。伸縮回路主要由液壓泵、換向閥、液壓缸和平衡閥組成，根據(jù)伸縮高度和方式不同其液壓缸的節(jié)數(shù)結(jié)構(gòu)也就大不相同。具有三節(jié)或三節(jié)以上的吊臂，各節(jié)臂的伸縮基本有三種形式：順序伸縮、同步伸縮和獨(dú)立伸縮。順序伸縮就是各節(jié)伸縮臂按一定先后次序完成伸縮動(dòng)作。同步伸縮是指各節(jié)伸縮

35、臂圖2.7 臂架伸縮方式（a）順序伸縮（b）同步伸縮以相同的行程比率同時(shí)伸縮。獨(dú)立伸縮是指各節(jié)伸縮臂無(wú)關(guān)聯(lián)地獨(dú)立進(jìn)行伸縮動(dòng)作。顯然，獨(dú)立伸縮機(jī)構(gòu)同樣也可以完成順序伸縮或同步伸縮的動(dòng)作如圖2.7所示。為了使起重機(jī)各節(jié)伸縮臂伸出后的載荷和起重機(jī)的起重量特性相適應(yīng)，伸臂的順序?yàn)?（二節(jié)臂）3（三節(jié)臂）的順序伸出，1為基本臂，而縮回按相反的順序，即32的順序縮回。下面介紹實(shí)現(xiàn)順序伸縮的幾種方案。圖2.8是利用各油缸有效面積差控制伸縮順，即號(hào)伸縮油缸活塞面積大，.號(hào)伸縮油缸活塞面積逐次減小。各活塞腔是聯(lián)通的，各油缸活塞桿腔也是聯(lián)通的。很顯然I號(hào)伸縮油缸先伸出，其次是號(hào)和號(hào)伸縮油缸伸出。平衡閥Ki可以保證

36、吊臂在載荷下平穩(wěn)收縮，同時(shí)還可以防止因泄漏或管道破裂而造成吊臂回落。此外為了保證吊臂回縮時(shí)按預(yù)定的順序，不至因自重和滑動(dòng)阻力變化等因素影響。平衡閥的開(kāi)啟壓力應(yīng)該設(shè)定為足K1最大，K3最小。圖2.9是用單向順序閥控制順序的一種方案。扳動(dòng)操縱閥S，使A與P接通，同時(shí)B與O也通，此時(shí)伸縮油缸I伸出。油缸I伸出到位后，隨著活塞腔油壓力的升高，單向順序閥S1被打開(kāi)，于是伸縮油缸伸出。油缸伸出到位后，油壓繼續(xù)升高單向順序閥S2也開(kāi)啟，于是伸縮油缸量開(kāi)始伸出。該機(jī)構(gòu)縮回過(guò)程同前一方案。與前一方案比較，此方案對(duì)油缸面積無(wú)特殊要求，有利于減輕自重。圖中的雙單向閥d1與d2，其作用是使順序閥中的溢流流入主油道，這

37、樣可以省去兩根回油管和軟管卷簡(jiǎn)。圖2.10是電液操縱閥控制順序的一種方案。扳動(dòng)操縱閥S，A和P、B和O接通。壓力油經(jīng)電液換向閥Cl及平衡閥Kl進(jìn)入到伸縮油缸I活塞腔，伸縮油缸I開(kāi)始伸出。若電液換向閥Cl換位，則壓力油改道上行，經(jīng)電液換向閥C2及平衡閥K2進(jìn)入伸縮油缸，于是伸縮油缸E開(kāi)始伸出。若電液換向閥C2換位，則壓力油二次改道上行，進(jìn)入伸縮油缸伸出。與前述方案比較，由于該機(jī)構(gòu)裝有電液閥，從而需要設(shè)置電線和電線卷簡(jiǎn)，但該方案的伸縮順序有可靠保證。綜上所述汽車起重機(jī)伸縮回路選擇差積式順序伸縮回路。 圖2.8差積式順序伸縮 圖2.9單向順序閥順序伸縮 圖2.10電液換向閥順序伸縮、-伸縮油缸；S-

38、操縱閥；d1.d2-雙向液壓閥；-平衡閥；、-伸縮油缸；S-操縱閥；-平衡閥。S1.s2-單項(xiàng)順序閥；、-伸縮油缸；S-操縱閥；c1.c2-電液換向閥5.支腿回路：汽車起重機(jī)設(shè)置支腿可以大大提高起重機(jī)的起重能力。為了使起重機(jī)在吊重過(guò)程中安全可靠，支腿要求堅(jiān)固可靠，伸縮方便。在行駛時(shí)收回，工作時(shí)外伸撐地。還可以根據(jù)地面情況對(duì)各支腿進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。目前支腿大都采用液壓支腿。支腿機(jī)構(gòu)有三種基本形式：蛙式支腿、H型支腿和X型支腿如圖2.11、2.12。蛙式支腿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，跨距小，適用于中小噸位起重機(jī)上使用。因?yàn)楸緳C(jī)為輕型起重機(jī)，支腿不外伸，每一支腿可以只有一個(gè)垂直液壓缸，所以支腿回路采用H型支腿。圖2.1

39、1 H型支腿 圖2.12 X型支腿 1-水平液壓缸；2-垂直液壓缸 1-垂直液壓缸；2-車架；3-伸縮液壓缸； 4-固定腿；5-活動(dòng)腿 2.5 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)類型的擬定2.5.1 本機(jī)液壓系統(tǒng)分析根據(jù)開(kāi)式和閉式系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)、典型工況，結(jié)合國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的具體情況，液壓系統(tǒng)決定選用多泵多回路和多種型式的高壓變量系統(tǒng)。為了使液壓系統(tǒng)更加易于檢修和使結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單明了，在起升、回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅、支腿和控制6個(gè)液壓回路中全部采用開(kāi)式油路。由于本機(jī)屬于輕型起重機(jī)，回轉(zhuǎn)比較頻繁，所以回轉(zhuǎn)油路由變量泵和定量馬達(dá)組成。伸縮回路有兩節(jié)伸縮臂和兩個(gè)液壓缸，液壓缸與鋼繩組合實(shí)現(xiàn)同時(shí)伸縮。輕型起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)，采用單

40、缸回路。支腿回路的各油缸均采用手柄操縱換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)各種控制。回路中支腿油路采用液控單向閥防止支腿軟腿現(xiàn)象。為了提高效率，本輕型起重機(jī)回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅回路可以協(xié)調(diào)工作。因此采用了三個(gè)三位四通換向閥來(lái)分別控制三個(gè)動(dòng)作，這樣操作起來(lái)十分方便，簡(jiǎn)單。根據(jù)汽車起重機(jī)的工況，支腿回路、回轉(zhuǎn)回路、伸縮回路和變幅回路通常單獨(dú)工作，所以可以采用同一個(gè)液壓泵并聯(lián)組合供油 2.5.2 各機(jī)構(gòu)組合分配及控制1. 各機(jī)構(gòu)組合情況起升機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)伸縮機(jī)構(gòu)變幅機(jī)構(gòu)支腿機(jī)構(gòu)圖213 各機(jī)構(gòu)動(dòng)作組合情況支腿機(jī)構(gòu)在起升過(guò)程中不能動(dòng)作，但是支腿回路不工作時(shí)其他的回路均不能工作，起升與變幅，伸縮、回轉(zhuǎn)回路要有組合動(dòng)作功能，回轉(zhuǎn)、伸縮

41、、變幅回路之間不需要組合動(dòng)作。各機(jī)構(gòu)組合情況如圖2.13所示。2. 動(dòng)力分配情況 根據(jù)設(shè)計(jì)要求、工作情況、起重量等，本機(jī)的動(dòng)力分配如圖2.14所示： 圖2.14上車動(dòng)力分配情況 3 液壓系統(tǒng)計(jì)算3.1 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)主要液壓元件的選擇3.1.1 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)參數(shù)的初定最大起重量8噸；最高提升速度=18；吊鉤滑輪組倍率為M=6，效率=0.95；鋼絲繩導(dǎo)向滑輪效率=0.95；起升卷筒上鋼絲繩最外層直徑=400mm；起升傳動(dòng)比=20、效率=0.95；參看下表3.1初選系統(tǒng)的工作壓力為P=20MPa。表3.1各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力2機(jī)械類型機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械建筑機(jī)械液壓鑿巖機(jī)液壓

42、機(jī)大中型挖掘機(jī)重型機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力/0.823528810101820303.1.2 起升馬達(dá)的計(jì)算和選擇（1） 作用于鋼絲繩上的最大靜拉力1：(3-1)式中Smax作用于鋼絲繩上的最大靜拉力，N；Q起重量, Q=8000kg9.8N/kg=78400NM吊鉤滑輪組倍率；吊鉤滑輪組效率；鋼絲繩導(dǎo)向滑輪效率。N(2)起升馬達(dá)所受最大扭矩1(3-2)式中:動(dòng)力系數(shù)，= 1+0.35V，其中V是最高起升速度，由于V =18m/min =0.3m/s則 = 1+ 0.350.3 =1.105；Smax作用于鋼絲繩上的最大靜拉力，N；起升卷筒上鋼絲繩最外層直徑，=400m

43、m；起升傳動(dòng)比，=20；起升效率，=0.95。(3)液壓馬達(dá)的排量2(3-3) 式中：Mmax起升馬達(dá)受到的最大扭矩，Mmax=168.41 ；P系統(tǒng)的工作壓力，P=20Mpa；液壓馬達(dá)機(jī)械效率，通常取= 0.92；（4）液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速1(3-4)式中：M吊鉤滑輪組倍率；起升傳動(dòng)比，=20；最高提升速度，=18；起升卷筒上鋼絲繩最外層直徑，=400mm；(5) 液壓馬達(dá)的選擇根據(jù)馬達(dá)所受到的壓力、最大扭矩以及需要的轉(zhuǎn)速和排量查2表3.2-3決定采用型號(hào)為CM4型的齒輪馬達(dá)，該馬達(dá)的具體參數(shù)如下：額定壓力為20MPa，轉(zhuǎn)速1502000r/min，排量4063ml/r，輸出轉(zhuǎn)矩115180。3.1

44、.3 液壓泵的計(jì)算與選擇 （1）液壓泵的工作壓力1(3-5) 式中：液壓馬達(dá)的最大工作壓力起升馬達(dá)所受最大扭矩= 168.41Qm 起升馬達(dá)排量(cm3/r)，Qm = 57.48cm3/r 起升馬達(dá)機(jī)械效率， = 0.92查2得到液壓泵的最大工作壓力：(3-6)式中從液壓泵出口到液壓馬達(dá)入口之間總的管路損失，由于管路復(fù)雜故取=0.51.5M，。則液壓泵的最大工作壓力18 + 1.5 = 19.5。(2) 查2得到確定液壓泵的流量(3-7)式中： K系統(tǒng)漏油系數(shù)，一般取K=1.11.3，這里取K=1.3；包括液壓馬達(dá)的最大總流量，同時(shí)由于工作過(guò)程中用到節(jié)流調(diào)速所以要加上溢流閥的最小溢流量一般取

45、=0.0008/min。液壓泵的流量：=1.3（98.87+0.0008）=128.54/min(3) 液壓泵的選擇液壓泵主要有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵三種。對(duì)于汽車起重機(jī)，其液壓系統(tǒng)負(fù)載大、功率大、精度要求不高。所以， 一般采用齒輪泵。根據(jù)系統(tǒng)的要求以及壓力、流量的需要，查2表3.1-18選擇了50.3/40.6型雙聯(lián)齒輪泵，型號(hào)為CBG2050/2040，最高工作壓力為20MPa，額定轉(zhuǎn)速為2000r/min，理論排量分別為50.3mL/r和40.6mL/r，合流最大流量為90.9mL/r。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)分動(dòng)箱輸出速度為1500 r/min時(shí)，流量為136.35L/min。滿足以上的設(shè)計(jì)參數(shù)。所

46、以選擇的液壓泵型號(hào)為：CBG2050/2040。3.2 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算3.2.1計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率液壓系統(tǒng)工作時(shí)，除執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，使油溫升高。油溫過(guò)高，不僅使油的性質(zhì)發(fā)生變化，影響系統(tǒng)工作，而且會(huì)引起容積效率的下降，因此，油溫必須控制在一定的范圍內(nèi)。對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，由于功率損失的環(huán)節(jié)太多，通常用下式計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率2：(3-8)式中 液壓系統(tǒng)的總輸入功率； 液壓系統(tǒng)輸出的有效功率。(3-9)(3-10)式中 工作周期，S;Z、n、m分別為液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)的數(shù)量；、第i臺(tái)液壓泵的實(shí)際輸出壓力、流量、效率； 第i臺(tái)液

47、壓泵工作時(shí)間，s；、液壓馬達(dá)的外載轉(zhuǎn)矩，Nm，轉(zhuǎn)速，rad/s，工作時(shí)間，s；、液壓缸外載荷及驅(qū)動(dòng)此載荷的行程，Nm。起重機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)包括起升、回轉(zhuǎn)、變幅、伸縮臂、下降、空載、回轉(zhuǎn)、裝料等工序。在整個(gè)循環(huán)中，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算出所需時(shí)間為280 s?？偘l(fā)熱功率：。3.2.2計(jì)算液壓系統(tǒng)的散熱功率液壓系統(tǒng)的散熱渠道主要是油箱表面，但如果系統(tǒng)的外接管路較長(zhǎng)，在計(jì)算散熱功率時(shí)，也應(yīng)該考慮管路表面的散熱2。(3-11)式中 油箱散熱系數(shù)，見(jiàn)下表3.2，取=16； 管路散熱系數(shù)，見(jiàn)下表3.3；、分別為油箱。管道的散熱面積，； 油溫與環(huán)境溫度之差，。表3.2油箱散熱系數(shù)/W/() 冷卻條件通風(fēng)條件很差89通

48、風(fēng)條件良好1517用風(fēng)扇冷卻23循環(huán)水強(qiáng)制冷卻110170表3.3管道散熱系數(shù)/W/()風(fēng)速/m管道外徑/m0.010.050.1086512514105694023若系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，則，油溫不再升高，此時(shí)，最大溫差2(3-12)環(huán)境溫度為，=25。查下表3.4可知T90，則TT-=75。取T=75表3.4各種機(jī)械允許油溫/液壓設(shè)備類型正常工作溫度最高允許溫度數(shù)控機(jī)床30505570一般機(jī)床30555570機(jī)車車輛40607080船舶30608090冶金機(jī)械、液壓機(jī)40706090工程機(jī)械、礦山機(jī)械50807090(1)油箱散熱面積的計(jì)算油箱容積一般為液壓泵流量的38倍，由于汽車起重機(jī)的冷卻效

49、果較好，故取油箱容量為液壓泵流量的6倍，即V=8=8128.54=1028.32=1.03。如令油箱尺寸的高、寬、長(zhǎng)之比為111至123，油面高度選油箱高度的0.8，油箱靠自然冷卻使系統(tǒng)保持在允許溫度以下時(shí)，則油箱的散熱面積可近似用以下公式計(jì)算2：(3-13)式中 V油箱的有效體積，； 油箱的散熱面積，。則油箱的散熱面積=6.66。 (2)管路散熱面積的計(jì)算液壓泵吸油管道內(nèi)徑d2:(3-14)式中 通過(guò)管道內(nèi)的流量，=128.54/min=0.002； 管道允許流速，m/s，參照表3.5取0.8m/s。 3.5管道內(nèi)允許流速推薦值管道推薦流速/（m/s）液壓泵吸油管道0.51.5，一般常取1以

50、下液壓系統(tǒng)壓油管道36，壓力高，管道短，粘度小取大值液壓系統(tǒng)回油管道1.52.6液壓泵吸油管道內(nèi)徑管道壁厚的計(jì)算2:(3-15)式中 管道內(nèi)最高工作壓力，=22M； 管道內(nèi)徑，m；管道材料的許用應(yīng)力，；管道材料的抗拉強(qiáng)度，；安全系數(shù)，對(duì)鋼管來(lái)說(shuō)，p7時(shí)，?。籶17.5時(shí)，?。籶17.5時(shí)，取。由于液壓泵的吸油管道內(nèi)徑80mm，故管道材料采用10鋼，查表3.6鋼管的力學(xué)性質(zhì)得到10鋼消除應(yīng)力退火后的抗拉強(qiáng)度。故:管道壁厚：。表3.6 鋼管的力學(xué)性質(zhì)牌號(hào)交貨狀態(tài)冷加工/硬（Y）冷加工/軟（R）消除應(yīng)力退火(T)抗拉強(qiáng)度/（N/mm2）伸長(zhǎng)率/%抗拉強(qiáng)度/（N/mm2）伸長(zhǎng)率/%抗拉強(qiáng)度/（N/mm

51、2）伸長(zhǎng)率/%不小于10203040412510588647654437345154962810865333432520608121087管道散熱面積=3.14（562+7.4）2=3935mm2=3.93510-3m2。查表3.3取=40油箱的散熱功率：由于散熱功率=8=25.1，所以需要裝設(shè)冷卻器。根據(jù)熱交換量25.1-8=17.1KW。油的流量（50.3+40.6）ml/r 1500r/min=136.35 L/min。查3表37.10-36選擇冷卻器型號(hào)為2LQFLA2.5F，它能保持油溫50左右。3.3 主要液壓輔助裝置的選擇3.3.1液壓油的選擇由于工作溫度在60以下，載荷較輕，故

52、選用機(jī)械油。查3表37.3-30液壓泵用油粘度推薦值得到所選液壓油的粘度為6388mm2/s，查3表37.3-15機(jī)械油質(zhì)量指標(biāo)及應(yīng)用選70號(hào)機(jī)械油，代號(hào)為HJ-70。3.3.2 濾油器的選擇查3表37.10-2過(guò)濾精度與液壓系統(tǒng)壓力的關(guān)系得到顆粒大小25。查3表37.10-3濾油器類型及其特性選擇燒結(jié)式濾油器。根據(jù)液壓泵的流量查3表37.10-18SU3型技術(shù)規(guī)格選擇SU3-F15016型燒結(jié)式濾油器。3.3.3 壓力表的選擇根據(jù)系統(tǒng)壓力查3表37.10-48選擇彈簧管壓力表。根據(jù)液壓泵的吸油口內(nèi)徑查3表37.10-49選擇壓力表的直徑為60mm。采用徑向有邊形式，選擇壓力表的型號(hào)為Y-60

53、T。3.3.4 閥類元件的選擇（參看液壓系統(tǒng)圖）（1）回路操縱閥根據(jù)工作要求查3表37.8-191滑閥機(jī)能選擇4WMMT型手動(dòng)換向閥。根據(jù)工作壓力及液壓泵的出油口內(nèi)徑查3表37.8-192技術(shù)規(guī)格選擇通徑為16mm。則各個(gè)回路的操縱閥（7/11/14/19/20/32），型號(hào)為4WMM16T50B10。（2）回路切換閥根據(jù)回路切換的工作要求查3表37.8-191滑閥機(jī)能選擇3WMMA型手動(dòng)換向閥。根據(jù)工作壓力及液壓泵的出油口內(nèi)徑查3表37.8-192技術(shù)規(guī)格選擇通徑為16mm?；芈非袚Q閥5的型號(hào)為3WMM16A50FB10。（3）回路平衡閥根據(jù)工作要求查3表37.8-55技術(shù)規(guī)格選擇變幅平衡閥

54、15、伸縮平衡閥18、回轉(zhuǎn)平衡閥23的型號(hào)為XD3F-L20H，起升平衡閥的型號(hào)為XD4F-L32H。（4）其它閥類元件支腿液壓鎖：根據(jù)工作原理選擇Z2S型疊加式液控單向閥作為鎖緊回路，查3表37.8-248技術(shù)規(guī)格選擇支腿液壓鎖8的型號(hào)為Z2S22。支腿回路安全閥：根據(jù)工作要求DBD型直動(dòng)式溢流閥做為支腿回路的安全閥，查3表37.8-7技術(shù)規(guī)格選擇支腿回路安全閥10的型號(hào)為DBDH25P10/20。起升快慢電磁閥：根據(jù)工作要求查3表37.8-155滑閥機(jī)能選擇起升快慢電磁閥33的型號(hào)為WE5A6.2LW220-50NZ5L。 4. 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析與排除（1) 支腿收放失靈原因: 支腿油管堵塞, 液壓泵輸出壓力過(guò)低，雙向液壓鎖失靈，支腿液壓缸或垂直液壓缸泄露。維修方法：檢修或更換油管，調(diào)整溢流閥開(kāi)啟壓力