Q8汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)解析

1、目 錄摘要1.第1章緒論2.1.1 國內(nèi)輪式起重機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 21.2 國外輪式起重機(jī)發(fā)展過程及主要機(jī)種 31.3 輪式起重機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢41.4 主要工作5.第2章起重機(jī)技術(shù)參數(shù)的確定62.1 主要性能參數(shù)6.2.2 Q2-8型汽車起重機(jī)參數(shù)確定6第3章各液壓回路組成原理和性能分析 83.1 支腿液壓缸收放回路83.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓回路1.03.3 伸縮機(jī)構(gòu)液壓回路1.13.4 變幅機(jī)構(gòu)液壓回路123.5 起升機(jī)構(gòu)液壓回路1.33.6 液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)143.7 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)總成 15第4章液壓系統(tǒng)計算164.1 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)主要液壓元件的選擇 164.2 主要液壓輔助裝置的選擇1

2、9總結(jié)20參考文獻(xiàn)21摘要本次設(shè)計的系統(tǒng)是為 Q2-8汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)，它是單作用定量泵系統(tǒng)，采用多路 換向閥的串聯(lián)油路、手動換向閥的合流方式。本設(shè)計論文主要論述了國內(nèi)外輪式起重機(jī)發(fā)展概況和發(fā)展趨勢，并對Q2-8起重機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計、計算。設(shè)計的液壓系統(tǒng)將泵、馬達(dá)、液壓缸和各種閥有機(jī)的組合在一起，以最大化的滿足 整機(jī)的性能。關(guān)鍵詞：汽車起重機(jī)；液壓系統(tǒng)；設(shè)計第1章緒論1.1國內(nèi)輪式起重機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀我國在1957年生產(chǎn)第一臺5t機(jī)械式汽車起重機(jī)到現(xiàn)在己有 50年歷史，它的生產(chǎn)大 致經(jīng)歷了以下幾個階段：19571966年以生產(chǎn)5t機(jī)械式汽車起重機(jī)為主；19671976 年以生產(chǎn)12t以下小型

3、液壓汽車起重機(jī)為主；19771996, 1650t中大噸位液壓汽車起 重機(jī)產(chǎn)品發(fā)展較快。自1979年開始，我國采用進(jìn)口汽車底盤和關(guān)鍵液壓件自行設(shè)計生產(chǎn)出了6t、20t液壓汽車起重機(jī)之后，國內(nèi)一些起重機(jī)生產(chǎn)廠家采用技貿(mào)結(jié)合方式，分別引進(jìn)日本多田 野、加藤、美國格魯夫和德國利勃海爾、克虜伯的起重機(jī)產(chǎn)品技術(shù)，以合作生產(chǎn)的方式 相繼制造出 25t、35t、45t、50t、80t、125t汽車起重機(jī)和 25t越野輪胎起重機(jī)以及 32t、50t、70t全路面起重機(jī)。這些企業(yè)經(jīng)過多年來對引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收、移植，使 國產(chǎn)輪式起重機(jī)某些新產(chǎn)品的性能水平達(dá)到了國際80年代初的水平，產(chǎn)品產(chǎn)量也逐年有所提高。由于

4、受客觀條件的限制，當(dāng)年的技術(shù)引進(jìn)主要著重體現(xiàn)在技術(shù)軟件的引進(jìn)(如產(chǎn)品、圖紙、工藝等)，而沒有引進(jìn)全套的先進(jìn)加工設(shè)備，沒有與相關(guān)的配套件的引用同時進(jìn) 行，因此國內(nèi)長時間不能提供高質(zhì)量、高性能的基礎(chǔ)配套件(如液壓元件，電子元件等)，到了 90年代我國輪式起重機(jī)的技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平相比曾一度縮小的差距又 拉大了。(1)質(zhì)量穩(wěn)定性差部分產(chǎn)品發(fā)生早期故障多，保修期內(nèi)返修率高。故障多發(fā)生在液壓系統(tǒng)、底盤、發(fā) 動機(jī)與傳動件上。液壓系統(tǒng)滲漏問題普遍存在，其主要原因是制造、裝配工藝不良和密 封件質(zhì)量問題。國產(chǎn)汽車起重機(jī)平均無故障時間僅為93.4h ,最多的為185h,最少的為66.6h 0整機(jī)工作壽命按主要

5、零部件壽命計算，約為 2000-3000h,而國外同類產(chǎn)品一般可 達(dá)到 12500ho(2)產(chǎn)品品種單一輪式起重機(jī)是工程機(jī)械行業(yè)中的一個重要類別，其技術(shù)含量、機(jī)電液一體化程度、 對使用材料的要求和制造難度不亞于其他類型的工程機(jī)械。輪式起重機(jī)按技術(shù)含量劃 分，全路面起重機(jī)產(chǎn)品最高，價格也相應(yīng)高一些；越野輪胎起重機(jī)產(chǎn)品次之，汽車起重 機(jī)產(chǎn)品相對較低。當(dāng)前全路面起重機(jī)產(chǎn)品、越野輪胎起重機(jī)產(chǎn)品已分別在世界三大市場(歐洲、北美、日本)占據(jù)了主導(dǎo)地位。國內(nèi)輪式起重機(jī)的生產(chǎn)主要仍以850t汽車起重機(jī)為主，某些企業(yè)對全路面起重機(jī)產(chǎn)品和越野輪胎起重機(jī)產(chǎn)品以及大噸位汽車起重機(jī)開 發(fā)雖有一定研究，但尚未形成商品供應(yīng)

6、市場。8t以下微型起重機(jī)基本上是空白，而 60t以上大型起重機(jī)產(chǎn)量有限，從而形成了一方面生產(chǎn)力過剩，另一方面許多重點(diǎn)工程所需 的大型起重機(jī)尚需進(jìn)口的局面。(3)產(chǎn)品自動化、智能化目前，國外己將自動化技術(shù)與機(jī)械傳動技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的微電子技術(shù)、電力電 子控制技術(shù)、液壓技術(shù)、數(shù)據(jù)總線通信技術(shù)等應(yīng)用到機(jī)械驅(qū)動和控制管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了 自動化和半自動化控制，從而大大提高了起重機(jī)的安全性和可靠性，并且降低了發(fā)動機(jī) 油耗與排放值。國內(nèi)產(chǎn)品在這方面差距較大，安全保護(hù)方面的設(shè)備可靠性也較差。(4)材料方面國內(nèi)除部分產(chǎn)品的某些結(jié)構(gòu)采用了HG60或HQ70鋼材外，廣泛采用的材料主要為Q235 Q345 Q395等

7、，而國外已廣泛采用低合金高強(qiáng)鋼和其它輕型材料，并且正醞釀向 超高強(qiáng)鋼發(fā)展，所以國產(chǎn)輪式起重機(jī)一般顯得笨重，性能也受到較大影響。1.2 國外輪式起重機(jī)發(fā)展過程及主要機(jī)種輪式起重機(jī)最初是以誕生于1869年的蒸汽軌道式起重機(jī)發(fā)展而來的，經(jīng)歷了軌道式、實(shí)心輪胎式、充氣輪胎式的發(fā)展變化過程。充氣輪胎式起重機(jī)是20世紀(jì)30年代隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的。由于輪式起重機(jī)具有機(jī)動靈活、操作方便、效率高等特點(diǎn)，在二戰(zhàn)后修復(fù)戰(zhàn)爭創(chuàng)傷和 經(jīng)濟(jì)建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。早期的輪式起重機(jī)大多采用機(jī)械傳動的析架式臂架。隨著 60 年代中期液壓技術(shù)的發(fā)展，液壓伸縮臂輪式起重機(jī)得到迅速發(fā)展。到80年代末，中小噸位的輪式起重機(jī)已多數(shù)

8、采用液壓伸縮式臂架，僅有一部分大噸位汽車起重機(jī)仍采用析架 式臂架。20 世紀(jì)60年代末期，特別是從70年代開始，隨著大型建筑、石油化工、水電站等 大型工程的發(fā)展，對輪式起重機(jī)的性能、工作效率和安全性提出了更高的要求。由于當(dāng) 時液壓技術(shù)、電子技術(shù)、汽車工業(yè)的發(fā)展及新型高強(qiáng)度鋼材的不斷出現(xiàn)，使輪式起重機(jī) 開始向大型化發(fā)展，并且在普通輪胎式起重機(jī)的基礎(chǔ)上開發(fā)出越野輪胎起重機(jī)，隨后又 開發(fā)出全路面起重機(jī)。全路面起重機(jī)綜合了汽車起重機(jī)高速行駛和越野輪胎起重機(jī)吊重 行走及高通過性的特點(diǎn)，在近 20多年得到很大發(fā)展。目前國外輪式起重機(jī)生產(chǎn)國主要有日本、美國、德國、法國、意大利等。生產(chǎn)廠商有100多個，最著名

9、的僅有10來家。世界輪式起重機(jī)市場主要劃分為以日本為主的亞洲 市場、以美國為主的北美市場、以德國為主的歐洲市場。亞洲約占世界年銷售臺數(shù)的 40%北美和歐洲各占20%世界其它地區(qū)占20%日本市場：從年總產(chǎn)量上講，日本生產(chǎn)的輪式起重機(jī)居世界首位。在 1995年4月 1998年3月問，日本輪式起重機(jī)平均年銷售量為 8140臺，其中越野輪胎式起重機(jī)約占日 本市場的60%其次為汽車起重機(jī)，全路面起重機(jī)占比重很小，但年銷量在不斷上升。美國市場：美國是輪式起重機(jī)的生產(chǎn)大國，在起重機(jī)制造能力及規(guī)模上居世界首位。在美國市場上，越野輪胎起重機(jī)占主導(dǎo)地位，約占市場份額的65%,其次是工業(yè)輪胎起重機(jī)和汽車起重機(jī)，全路

10、面起重機(jī)所占份額較小，不到 10%德國市場：德國是歐洲最大的輪式起重機(jī)生產(chǎn)國，也是全路面起重機(jī)的發(fā)源地，多年來 他在開發(fā)大型、特大型輪式起重機(jī)方面一直處于領(lǐng)先地位。1.3 輪式起重機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(1)提高起重機(jī)的起重量由于現(xiàn)代工程項(xiàng)目向大型化發(fā)展，所需構(gòu)件和配套設(shè)備的重量在不斷增加，對超大 型起重設(shè)備的需求也越來越多。在輪式起重機(jī)向大型化發(fā)展過程中，德國始終處于遙遙 領(lǐng)先的地位?，F(xiàn)在，最大噸位的輪式起重機(jī)為德國利勃海爾公司生產(chǎn)的LTM11000D型，最大額定起重量為1000t,售價為550萬美元。(2)微型起重機(jī)大量涌現(xiàn)輪式起重機(jī)的微型化是適應(yīng)現(xiàn)代建設(shè)工作的需要而出現(xiàn)的一種新的發(fā)展趨勢。走在

11、 前面的是日本的神戶制鋼公司，它于 10多年前開發(fā)的RK70(7t)型是世界第一臺裝有下俯 式臂架的“迷你”越野輪胎式起重機(jī)。目前，下俯式臂架己成為“迷你”起重機(jī)的重要 標(biāo)志。(3)混合型起重機(jī)在發(fā)展混合型起重機(jī)是為了特定用途而開發(fā)出來的。如利勃海爾公司生產(chǎn)的LTL1160型越野輪胎起重機(jī)就是為了維修龐大的斗輪挖掘機(jī)而專門研制的。德馬格雙橋 AC25 (25t)全 路面起重機(jī)，結(jié)構(gòu)非常緊湊，車身長9ml非常適應(yīng)城市狹窄地段工作，所以又被稱為城市型起重機(jī)。(4)伸縮臂結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)利勃海爾公司于 90年代中期推出的LTM1092/2 (90t)和LTM1160/2(160t),裝有6節(jié) 60m主臂

12、，采用了裝有“ Telematik ”單缸自動伸縮系統(tǒng)的橢圓形截面的主臂。這種橢圓形截面的主臂對靜、動態(tài)應(yīng)力的適應(yīng)性很強(qiáng)，有利于吊臂定心，并且抗扭曲變形能力得 以增強(qiáng)，對減輕重量和提高起重性能具有良好的效果?！?Telematik”單缸仲縮系統(tǒng)主要 由1個雙作用伸縮液壓缸、1個與液壓缸底座連鎖的氣動夾緊裝置、將各節(jié)臂互相連鎖的 氣控臂架鎖定銷和電子傳感系統(tǒng)等部件組成。(5)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)得到應(yīng)用利勃海爾公司的LTM10302(30t)是世界上首臺裝有數(shù)據(jù)總線管理系統(tǒng)的高技術(shù)雙橋全路面 起重機(jī)。它采用CANBUS現(xiàn)場總線)，進(jìn)行發(fā)動機(jī)一傳動系各功能塊之間的數(shù)據(jù)傳輸與電 子控制。同時CANBUS、線

13、以及電氣、液壓、臂長和風(fēng)力等數(shù)據(jù)又輸入到LSB(利勃海爾系統(tǒng)總線)控制裝置中。LSB控制裝置是Liccon起重機(jī)控制系統(tǒng)的組成部分，可用于對整個 系統(tǒng)的數(shù)字流程和監(jiān)控特性進(jìn)行編程。采用控制總線管理系統(tǒng)可降低發(fā)動機(jī)油耗及排放 值，大大簡化布線，提高整機(jī)可靠性與維修方便性。(6靜液壓傳動起重機(jī)進(jìn)入市場采用靜液壓傳動，安裝的上車發(fā)動機(jī)即可以用來驅(qū)動起重機(jī)上車各工作裝置，又可以用 來驅(qū)動行走裝置。此外將發(fā)動機(jī)橫放在上車操縱室后面，使其起到整體式配重的作用。(7) 一機(jī)多能，擴(kuò)大工作范圍意大利馬奇蒂公司于1995年推出的MG10.28(10t)越野輪胎起重機(jī)，使用吊鉤時成為 10t 起重機(jī)；安裝起重叉后

14、成為2.5t級伸縮臂叉車，安裝雙人作業(yè)平臺后成為高空作業(yè)車。1.4主要工作本次設(shè)計主要是對Q2-8汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計。主要工作是通過對液壓系統(tǒng)的型 式及液壓系統(tǒng)控制型式進(jìn)行分析，確定 Q2-8汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計方案，并對液壓 系統(tǒng)進(jìn)行了整體定性分析。第2章 起重機(jī)技術(shù)參數(shù)的確定2.1 主要性能參數(shù)汽車起重機(jī)的主要性能參數(shù)是起重機(jī)工作性能指標(biāo)，也是設(shè)計的依據(jù)，主要包括起 重量、工作幅度、起重力矩、起升高度、工作速度、自重、通過性能等(1) 額定起重量汽車起重機(jī)額定起重量是在各種工況下安全作業(yè)所容許起吊重量的最大質(zhì)量值，包 括取物裝置重量。(2) 工作幅度在額定起重量下，起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心的

15、軸線距吊鉤中心的距離。工作幅度決定起重機(jī) 的工作范圍。(3) 起重力矩起重機(jī)的工作幅度與相應(yīng)起重量的乘積為起重力矩，它是綜合起重量與幅度兩個因 數(shù)的參數(shù)，能比較全面和確切地反映起重機(jī)的起重能力。(4) 起升高度吊鉤起升到最高位置時，鉤口中心到支撐地面的距離。在標(biāo)定起重機(jī)性能參數(shù)時， 通常以額定起升高度表示。額定起升高度是指滿載時吊鉤上升到最高極限位置時從鉤口 中心至支撐地面的跟離。對于動臂式起重機(jī)，當(dāng)?shù)醣坶L度一定時，起升高度隨幅度的減 小而增加。(5) 工作速度汽車起重機(jī)的工作速度主要指起升、回轉(zhuǎn)、變幅、伸縮臂機(jī)構(gòu)及支腿收放的速度。起升速度指吊鉤平穩(wěn)運(yùn)動時，起吊物品的垂直位移速度；回轉(zhuǎn)速度指起

16、重機(jī)轉(zhuǎn)臺每分鐘 轉(zhuǎn)數(shù)；變幅速度指變幅時，幅度從最大 (最小)變到最小(最大)所用的時間；伸縮臂速度 指起重臂伸縮時，其頭部沿伸縮臂軸線的移動速度。(6) 自重指起重機(jī)處于工作狀態(tài)時起重機(jī)本身的全部質(zhì)量，它是評價起重機(jī)的綜合指標(biāo)，反 映了起重機(jī)設(shè)計、制造和材料的技術(shù)水平。2.2 Q2-8型汽車起重機(jī)參數(shù)確定(1) 主臂起重參數(shù)參考同類車型主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計并確定技術(shù)參數(shù)基本臂最大額定起重量(t )8基本臂最小幅度(m)2.5基本臂長度(m)8.1基本臂最大起升高度(m)7.6主臂最大起升高度(m)10(2)工作速度主卷揚(yáng)單純速度高速/常速(m/min)- 90/40副卷揚(yáng)單純速度高速/常速(m/m

17、in)- 75/32回轉(zhuǎn)速度(r/min)03變幅時間起/落(s)65 25吊臂伸縮時間伸/縮(s)85/23(3)發(fā)動機(jī)參數(shù)最大功率(kW)98最大扭矩(N m)548百公里耗油量(kg)32第3章 各液壓回路組成原理和性能分析Q2-8型汽車起重機(jī)是一種中小型起重機(jī)，其最大起重量為8噸。這種起重機(jī)作業(yè)操作，主要通過手動換向閥操縱來實(shí)現(xiàn)多缸各自動作。起重作業(yè)時一般為單個動作，少數(shù) 情況下有兩個缸的復(fù)合動作，為簡化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用一個液壓泵給各執(zhí)行元件串聯(lián)供油 方式。在輕載情況下，各串聯(lián)執(zhí)行元件可任意組合，使幾個執(zhí)行元件同時工作，如變幅 和回轉(zhuǎn)，或伸縮和變幅同時進(jìn)行等。汽車起重機(jī)分上車和下車兩大部

18、分，上車有起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)，下車是汽車底盤和支腿機(jī)構(gòu)。上車通過回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動可相對下車回轉(zhuǎn)。液壓系統(tǒng) 中液壓泵也處下車，由汽車發(fā)動機(jī)通過變速箱上的取力箱驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。上下車的油路是通 過中心回轉(zhuǎn)接頭2聯(lián)系。液壓泵為高壓定量齒輪泵，該泵的額定壓力為21 MPa,排量為40cm3/ r.額定轉(zhuǎn)速為1 500 r/min;液壓泵通過中心回轉(zhuǎn)接頭 2和過濾器3從處在上 車的油箱吸油，輸出的壓力油經(jīng)回轉(zhuǎn)接頭2進(jìn)入上車液壓回路、手動換向閥 9, 10 ,11和12分別控制回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá) 13、伸縮缸14、變液壓幅缸16和 起升液壓馬達(dá)17運(yùn) 行。泵壓力油直接進(jìn)入支腿換向閥 7和8控制支腿缸

19、4伸縮。所有機(jī)構(gòu)形成的回路是用 聯(lián)回路。當(dāng)起重機(jī)所有機(jī)構(gòu)不工作時，泵輸出流量經(jīng)所有換向閥中位回油箱，泵處卸荷狀 態(tài)。汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)一般由起升、變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)、支腿五個主回路組成?？梢?看出，各個回路之間具有不同的功能、組成和工作特點(diǎn)。圖3.1汽車起重機(jī)各回路工作狀態(tài)3.1 支腿液壓缸收放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)動性和通過性。臂架采用液壓伸縮機(jī)構(gòu)，可 以實(shí)現(xiàn)無級伸縮和帶載伸縮，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

20、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作。同步伸縮是指各節(jié)伸縮臂。以相同的行程比率同時伸縮。 獨(dú)立伸縮是指各節(jié)伸縮臂無關(guān)聯(lián)地獨(dú)立進(jìn)行伸縮動作。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作。本機(jī)采用H式支腿回路，具有防軟腿、掉腿和單獨(dú)調(diào)節(jié)各支腿伸縮的裝置，操作方便， 工作安全可靠等特點(diǎn)。3.1.1 性能要求(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的壓力，

21、并且有足夠的防傾翻力矩。(4)起重機(jī)行走時不產(chǎn)生掉腿現(xiàn)象。3.1.2 主要元件泵、益流閥、水平液壓缸、豎直液壓缸、液控單向閥、支腿油路控制閥組、支腿油路轉(zhuǎn)閥。3.1.3 主要回路水平伸縮油路；豎直伸縮油路。3.1.4 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理起重機(jī)的底盤前后各有兩條蛙式支腿，每一條腿有一個液壓缸，缸的伸縮通過機(jī)械 機(jī)構(gòu)可完成水平和垂直兩個方向的移動。兩條前支腿液壓缸由換向閥7并聯(lián)控制，兩條后支腿液壓缸由換向閥 8并聯(lián)控制。為確保每條支腿可靠的支承，每個液壓缸均設(shè)有雙 向液壓鎖5以保證支腿被可靠地鎖住，防止在起重作業(yè)時發(fā)生“軟腿”現(xiàn)象或行車過程 中支腿自行滑落。圖3,2支腿液壓缸收放回路3.2 回轉(zhuǎn)機(jī)

22、構(gòu)液壓回路回轉(zhuǎn)回路起到使吊臂回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)重物水平移動的作用?；剞D(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)組成?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使重物水平移動的范圍有限，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)動的小起重量起重機(jī)，通過液壓回路和換向閥的合適機(jī)能，可以使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 不裝制動器，同時保證回轉(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 形式，在汽車式、輪胎式和鐵路起重機(jī)上應(yīng)用廣泛。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 扭矩不滿足傳動要求，可以加裝機(jī)械減速裝置。該形式

23、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)輸出軸上加裝制動器。采用低速大扭矩液壓馬達(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、傳動比大的行星傳動或蝸輪傳動，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)計為高速液壓馬達(dá)加裝 制動器的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。3.2.1 性能要求(1)具有獨(dú)立工作能力。(2)回轉(zhuǎn)制動應(yīng)兼有常閉制動和常開制動(可以自由滑轉(zhuǎn)對中)，兩種情況。3.2.2 主要元件泵、手動換向閥、單向閥、益流閥、馬達(dá)、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、制動油缸。3.2.3 主要回路主油路(含補(bǔ)油油路)、冷卻油

24、路、制動油路、變量操縱控制油路。3.2.4 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)作為執(zhí)行元件?；剞D(zhuǎn)液壓馬達(dá)13通過蝸輪蝸桿減速箱和一對內(nèi)嚙合的齒輪傳動來驅(qū)動轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)。由于轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速較低，每分鐘僅為 1-3轉(zhuǎn)，故回 轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速也不高，因此沒有必要設(shè)置液壓馬達(dá)制動裝置。系統(tǒng)中用回轉(zhuǎn)換向閥9控制轉(zhuǎn)盤正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和鎖定不動三種工況。圖3.3 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓回路3.3 伸縮機(jī)構(gòu)液壓回路伸縮回路可以改變吊臂的長度，從而改變起重機(jī)吊重的高度。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。汽車起重機(jī)的伸縮方式主要有同步伸縮和非同步伸縮兩種，同

25、步伸縮就是各節(jié)液壓 缸相對于基本臂同時伸出，采用這種伸縮方式不僅可以提高臂的伸出效率，而且可以使 臂的結(jié)構(gòu)大大簡化，提高起重機(jī)的吊重。伸縮回路只能在起重機(jī)吊重之前伸出。3.3.1 性能要求起、制動平穩(wěn)，各缸應(yīng)具有一定的伸縮選擇性能。3.3.2 主要元件單向定量泵（與變幅、支腿回路共用）、手動換向閥、缸、平衡閥、單向閥組。3.3.3 主要回路液壓缸伸出、縮回油路，控制油路。3.3.4 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理起重機(jī)的吊臂由基本臂和一節(jié)伸縮臂組成，伸縮臂套在基本臂之中，兩者通過伸縮 液壓缸14連接，使用換向閥10控制伸縮液壓缸伸縮，以改變臂的總長度來適應(yīng)作業(yè)工 況要求。為防止臂縮回時因臂自重產(chǎn)生超速和保

26、證作業(yè)時的鎖緊，在伸縮液壓缸大腔油路中設(shè)有相應(yīng)平衡閥15圖3.4 伸縮機(jī)構(gòu)液壓回路3.4 變幅機(jī)構(gòu)液壓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。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。它在空載時改變幅度，以調(diào)整取物裝置的位置，而在 重物裝卸移動過程中，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

27、減少變幅機(jī)構(gòu)的驅(qū)動功率，這種變幅的變幅機(jī)構(gòu)要求簡單。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，但工作機(jī)動性卻 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。3.4.1 性能要求(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)，微動性好，變幅在任意允許幅值位置能可鎖死。(3)要求

28、在有載荷情況下能微動。(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信號源。1.1.2 主要元件泵、手動換向閥、平衡閥、單向閥、變幅缸。1.1.3 主要回路變幅缸起臂、變幅缸落臂。1.1.4 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理吊臂變幅機(jī)構(gòu)是用一個變幅液壓缸 16來改變起重臂的幅角和幅度。由變幅換內(nèi)閥11控制變幅液壓缸16的伸縮以改變臂工作幅度。同樣，為防止臂下降時超速和保證作業(yè)中 鎖緊，在變幅液壓缸16大腔油路設(shè)有相應(yīng)平衡閥15。圖3.5 變幅機(jī)構(gòu)液壓回路3.5 起升機(jī)構(gòu)液壓回路起開回路起到使重物升降的作用。起開回路的液壓系統(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。同時要求卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)微動性好

29、，起、制動平穩(wěn)，重物停在空中 任意位置能可靠制動。液壓傳動起升機(jī)構(gòu)的調(diào)速，通常是采用調(diào)節(jié)發(fā)動機(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)速法既簡單又可靠，調(diào)速范圍較 大，調(diào)速平穩(wěn)無極，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)用、并聯(lián)供油的方法進(jìn)行 調(diào)速。當(dāng)液壓馬達(dá)串聯(lián)時以高速工作，并聯(lián)時獲低速。在變量系統(tǒng)中可用變量馬達(dá)調(diào) 速。止匕外，當(dāng)起重機(jī)的起升高度較大時，為了進(jìn)一步提高空鉤或輕載時的下降速度，在 起升機(jī)構(gòu)上往

30、往設(shè)置重力下降裝置，即在起開卷筒與傳動軸間裝有離合器，有液壓系統(tǒng) 保證空鉤和載荷的重力下降時，打開離合器及制動器使起開卷筒與液壓馬達(dá)脫開自由轉(zhuǎn) 動，則空鉤或重物在重力作用下，以較高的速度下降。3.5.1 性能要求(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)要求卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)微動性好，起、制動平穩(wěn)，重物停在空中任意位置能可靠制動，即二 次下滑問題，以及二次下降時的重物或空鉤下滑問題，即二次下降問題。3.5.2 主要元件泵、馬達(dá)、冷卻閥、益流閥、單向可調(diào)節(jié)流閥、制動油缸、二位三通液壓先導(dǎo)換向閥、 或、三位四通液壓先導(dǎo)換向閥。3.5.3 主要回路油主路(含補(bǔ)油油路)、冷卻油路、防過載油路、

31、記憶閥油路、合流控制。3.5.4 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理起升機(jī)構(gòu)是汽車起重機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)，它由一個低速大扭矩起升液壓馬達(dá)17驅(qū)動卷揚(yáng)機(jī)工作。液壓馬達(dá)的正、反轉(zhuǎn)由手動換向閥12控制。起重機(jī)起升速度的調(diào)節(jié)是通過改變汽車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速而改變液壓泵的輸出流量實(shí)現(xiàn)的。在液壓馬達(dá)的下降回油路上設(shè) 有相應(yīng)平衡閥15,以防止重物超速下降；為保證起升機(jī)構(gòu)的安全，設(shè)置有彈簧上閘油壓松 閘的常閉式制動器18,當(dāng)系統(tǒng)不工作時，打開制動缸的油壓為零，制動缸18在彈簧作用下上閘制動，在起升馬達(dá)工作時，控制壓力打開制動器，起升馬達(dá)順利運(yùn)行?；芈分袉?向節(jié)流閥19可使制動器的工作較柔和，不產(chǎn)生較大工作沖擊。圖3.6起升機(jī)構(gòu)液壓回

32、路3.6 液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)(1)在調(diào)壓回路中，采用溢流閥 6來限制系統(tǒng)最高壓力，防止系統(tǒng)過載，對起重機(jī)實(shí)現(xiàn)超 重起吊的安全保護(hù)作用。(2)在調(diào)速回路中，采用手動調(diào)節(jié)換向閥的開度大小來調(diào)整工件機(jī)構(gòu)的速度，方便靈活， 充分體現(xiàn)以人為本，用人來直接操縱設(shè)備的思想。 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，確保整個起吊過程中，每條支腿都不會出現(xiàn)軟腿的現(xiàn)象，即使出現(xiàn)發(fā) 動機(jī)熄火或液壓管道破裂的情況，雙向液壓鎖仍能正常工作，且有效時間長。3.7 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2.13所示。該系統(tǒng)為中壓系統(tǒng)，動力源

33、采用雙聯(lián)齒輪泵，由汽車發(fā)動機(jī)通過底盤上的分動箱驅(qū)動。液壓泵從油 箱中吸油，輸出的液壓油經(jīng)手動閥組輸送到圖3.7 Q2-8汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的原理圖各個執(zhí)行元件。整個系統(tǒng)由支腿收放、吊臂變幅、吊臂伸縮、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)和吊重起升五個 工作回路所組成，且各部分都具有一定的獨(dú)立性。整個系統(tǒng)分為上下兩部分，除液壓 泵、過濾器、溢流閥、手動閥組及支腿部分外，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中心回轉(zhuǎn)接頭連通。第4章液壓系統(tǒng)計算4.1 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)主要液壓元件的選擇4.1.1 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Vmax=18m/min ；

34、吊鉤滑輪組倍率為M=6效率2 =0.95;鋼絲繩導(dǎo)向滑輪效率：=0.95 ;起開卷筒上鋼絲純最外層直徑Dmax =400mm起升傳動比i=20、效率ch =0.95 ;參看下表4.1初選系統(tǒng)的工作壓力為AP=20MPa表4.1各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力機(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/ MPa<0.8 23528810101820304.1.2 起開馬達(dá)的計算和選擇作用于鋼絲繩上的最大靜拉力：Sm。Smax M 2 ：（4-1）式中Smak作用于鋼絲繩上的最大靜拉力，N；Q一起重量，Q=8000kgx

35、 9.8N/kg=78400NM-吊鉤滑輪組倍率；%一吊鉤滑輪組效率；“口一鋼絲繩導(dǎo)向滑輪效率。C78400Smax = =14478.36 0.95 0.95N(2)起升馬達(dá)所受最大扭矩max“r 2Smax Dmax(4-2)由于2i ch式中：62一動力系數(shù)，62= 1+0.35V,其中V是最高起升速度,V =18m/min =0.3m/s 則62 = 1+ 0.35 X0.3 =1.105 ;Smak作用于鋼絲繩上的最大靜拉力，N；Dmax 一起開卷筒上鋼絲純最外層直徑，Dmax =400mmi 一起升傳動比，i =20;11ch 一起升效率，11ch =0.95 0-1.105 14

36、478.3 0.4M max 二-168.41N m2 20 0.95液壓馬達(dá)的排量Qmmax(4-3)式中：Mma一起開馬達(dá)受到的最大扭矩，Mmax=168.41N m ；卬一系統(tǒng)的工彳壓力，,P=20Mpa"一液壓馬達(dá)機(jī)械效率，通常取"m= 0.92 ;Qm2 3.14 168.41620 100.923 .=57.48cm / r(4)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速nmaxMiVmax二 Dmax(4-4)式中:M一吊鉤滑輪組倍率;i 一起升傳動比，i =20；Vmax最高提升速度，Vmax=18m/min ;Dmax 一起開卷筒上鋼絲純最外層直徑，Dmax=400mm3.14 0.4

37、6 20 18 nmax = = 1720r /min(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決定采用型號為 CMM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115180N m。4.1.3液壓泵的計算與選擇(1)液壓泵的工作壓力12二 M2mN/m2Qm m1(3-5)式中：P1 液壓馬達(dá)的最大工作壓力M max 一起升馬達(dá)所受最大扭矩 Mmax= 168.41 N mQm一起升馬達(dá)排量(cm3/r) , Qm = 57.48cm3/rm1 一起升馬達(dá)機(jī)械效率，m1

38、= 0.922 3,14 168.4157,48 0.92=18MPa查2得到液壓泵的最大工作壓力Pmax :Pmax - p1- P(3-6)式中工即1 一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"P =0.5-1.5MPa,則液壓泵的最大工作壓力Pmax >18 + 1,5 = 19.5 Mpa (2)查2得到確定液壓泵的流量 加3*qvmax _ K - qvmax(3-7)式中：K一系統(tǒng)漏油系數(shù)，一般取 K=1,11.3,這里取K=1.3;' qvmax一包括液壓馬達(dá)的最大總流量Qmax,同時由于工作過程中用到節(jié)流調(diào)速所以要加上溢流閥的最小溢

39、流量Qyl一般取Qyl =0,5 M10"m3/s =0.0008 "min。3 一Qmax = nmax Qm =1720 57.48 = 98865.6m / min = 98.871 /min液壓泵的流量：qvmax=1.3 x (98.87+0,0008 ) =128.54 1/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。對于汽車起重機(jī)，具液壓系統(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，型號為 CBG2050/204Q最高 工作壓力為20

40、MPa額定*$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)動機(jī)經(jīng)分動箱輸出速度為1500 r/min時，流量為 136.35L/min。滿足以上的設(shè)計參數(shù)。所以選擇的液壓泵型號為：CBG2050/20404.2主要液壓輔助裝置的選擇4.2.1 液壓油的選擇載荷較輕，故選用機(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/§查3表37.3-15機(jī)械油質(zhì)量指標(biāo)及應(yīng)用選 70號機(jī)械 油，代號為HJ-70O4.2.2 濾油器的選擇查3表37.10-2過濾精度與液壓系統(tǒng)壓力的關(guān)系得到顆粒大小 25“m。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37.10-18SU州技術(shù)規(guī)格選擇 SU3-F150X 16型燒結(jié)式濾油器。4.2.3 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)7壓泵的吸油口內(nèi)徑查 3 表37.