QY20B起重機(jī)液壓系統(tǒng)及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、QY20B起重機(jī)液壓系統(tǒng)及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)論文主要介紹了當(dāng)前課題的背景和課題的研究意義,論述了國(guó)內(nèi)外輪式起重機(jī)發(fā)展概況和發(fā)展趨勢(shì),并對(duì)QY20B起重機(jī)的液壓系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)、計(jì)算，其中包括液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案的對(duì)比、分析，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇，而且對(duì)重要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)校核?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是從回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)速度入手，確定所選結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)比，并對(duì)內(nèi)部的馬達(dá)、聯(lián)軸節(jié)進(jìn)行選擇。并且對(duì)齒輪、蝸輪蝸桿進(jìn)行了設(shè)計(jì)、計(jì)算。最后，對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主要零部件進(jìn)行了校核，最終實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)所要求的回轉(zhuǎn)速度。關(guān)鍵詞汽車起重機(jī)；液壓系統(tǒng)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；回轉(zhuǎn)支撐裝置；液壓馬達(dá)Design and the

2、Computation to Hydraulic System and the Rotation Organization of The QY20BAbstractThis design paper mainly introduced the current background and the significance of study,which elaborated the tendency and development of autohoist in domestic and foreign country. And it has carried on the design and

3、the computation to hydraulic system and the rotation organization of the QY20B autohoist, including the contrast of hydraulic system design program,and the choice of the rotation organization structural.Moreover it also made some kinds of the examination on the important spareparts. The design of th

4、e rotation organization structural begins with the speed of the rotation organization, determins the velocity ratio, and chooses the internal motor.And it also capulatats the shaft coupling and the gear. Finally, it also carries on the examination of the main spare parts, finally the rotation speed

5、which the rotation organization requests is realized.Keywords Truck Crane; Hydraulic System; Rotation Organization;RotatingBlocking ;Hydraulic Motors不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印目錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 課題背景和研究意義11.2 國(guó)內(nèi)外輪式起重機(jī)發(fā)展概況和發(fā)展趨勢(shì)1 國(guó)內(nèi)輪式起重機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀1 國(guó)外輪式起重機(jī)發(fā)展過(guò)程及主要機(jī)種3 輪式起重機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)41.3 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

6、性能參數(shù)62.2 QY20B型汽車起重機(jī)參數(shù)確定72.3 起重機(jī)主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)82.4 本章小結(jié)9第3章 液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)103.1 液壓系統(tǒng)型式10 開(kāi)式、閉式系統(tǒng)10 單泵、多泵系統(tǒng)103.2 液壓系統(tǒng)的控制12 定量節(jié)流控制系統(tǒng)12 變量系統(tǒng)123.3 QY20B汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)各油路設(shè)計(jì)及整體設(shè)計(jì)13 支腿回路13 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)15 伸縮回路15 變幅回路15 起升回路15 系統(tǒng)改進(jìn)163.4 本章小結(jié)16第4章 回轉(zhuǎn)支撐裝置的設(shè)計(jì)174.1 工況及載荷174.2 回轉(zhuǎn)支撐的選型184.3 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)18 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)阻力矩的確定19 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)功率計(jì)算20 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)參數(shù)驗(yàn)算214.4

7、本章小結(jié)22第5章 關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)計(jì)算235.1 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算235.2 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算265.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算28 軸的概述28 軸的設(shè)計(jì)及其校核29 軸的設(shè)計(jì)31 鍵的校核35 聯(lián)軸節(jié)的選擇355.4 本章小結(jié)36結(jié)論37致謝38參考文獻(xiàn)39附錄41千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行第1章 緒論1.1 課題背景和研究意義國(guó)內(nèi)汽車起重機(jī)在經(jīng)歷了1993年的巔峰之后，從19941996年連續(xù)三年產(chǎn)銷下滑，企業(yè)的訂貨量和銷售收入嚴(yán)重滑坡。19971998年下滑勢(shì)頭停止，并出現(xiàn)了

8、緩慢回升跡象。1999年以來(lái)，在國(guó)家擴(kuò)大內(nèi)需政策的指導(dǎo)和拉動(dòng)下，輪式起重機(jī)行業(yè)出現(xiàn)了較快的增長(zhǎng)勢(shì)頭。19992001年銷售收入增長(zhǎng)了22%，產(chǎn)量增長(zhǎng)了18%，預(yù)計(jì)到2010年國(guó)內(nèi)需求量將達(dá)到10000臺(tái)左右。分析近幾年市場(chǎng)需求情況，這說(shuō)明市場(chǎng)將更多的需求中大噸位的汽車起重機(jī)。本次設(shè)計(jì)的意義是設(shè)計(jì)出一套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)的中型起重機(jī)整機(jī)液壓系統(tǒng)及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的方案，并能滿足生產(chǎn)和加工的需要。輪式起重機(jī)按其性能可分為輪胎起重機(jī)、汽車起重機(jī)、全路面起重機(jī)。汽車起重機(jī)主要由底盤、主起重臂、副起重臂、轉(zhuǎn)臺(tái)、支腿、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、變副機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電器系統(tǒng)等組成。起重機(jī)在我國(guó)有著巨大的市場(chǎng)，在工程、建設(shè)

9、、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)中扮演著不可或缺的角色。我國(guó)的起重機(jī)發(fā)展歷史并不長(zhǎng)，盡管發(fā)展速度比較快，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比其差距還是非常大，而我國(guó)起重機(jī)市場(chǎng)在加速擴(kuò)大，雖給我國(guó)起重機(jī)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)活力與生機(jī)，但是我國(guó)與國(guó)際產(chǎn)品技術(shù)水平比較仍有很大的差距，在技術(shù)上我國(guó)起重機(jī)行業(yè)技術(shù)工作者應(yīng)該提高技術(shù)水平，以期能在最短的時(shí)間內(nèi)趕超國(guó)際水平。進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)的起重機(jī)行業(yè)在世界中的的影響力。1.2 國(guó)內(nèi)外輪式起重機(jī)發(fā)展概況和發(fā)展趨勢(shì)1.2.1 國(guó)內(nèi)輪式起重機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)在1957年生產(chǎn)第一臺(tái)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(gè)階段：19571966年以生產(chǎn)5t機(jī)械式汽車起重機(jī)為主；1967

10、1976年以生產(chǎn)12t以下小型液壓汽車起重機(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(kāi)始，我國(guó)采用進(jìn)口汽車底盤和關(guān)鍵液壓件自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)出了6t、20t液壓汽車起重機(jī)之后，國(guó)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(guó)格魯夫和德國(guó)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(guò)多年來(lái)對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收、移植，使國(guó)產(chǎn)輪式起重機(jī)某些新產(chǎn)品的性能水平達(dá)到了國(guó)際80年代初的水平，產(chǎn)品產(chǎn)量也逐

11、年有所提高。 由于受客觀條件的限制，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(méi)有引進(jìn)全套的先進(jìn)加工設(shè)備，沒(méi)有與相關(guān)的配套件的引用同時(shí)進(jìn)行，因此國(guó)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)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(guó)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。 當(dāng)前，國(guó)內(nèi)輪式起重機(jī)廠自行設(shè)計(jì)的產(chǎn)品技術(shù)水平大多還相當(dāng)于國(guó)際70年代初、中期水平，只有少數(shù)產(chǎn)品在吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)更新?lián)Q代達(dá)到了80年代初的水平。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目建設(shè)的紛紛上馬，一些大型關(guān)鍵工程一般都采用國(guó)際公開(kāi)招標(biāo)方式采購(gòu)機(jī)械設(shè)備。國(guó)

12、外新型輪式起重機(jī)和二手設(shè)備因此大量進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，使國(guó)內(nèi)用戶對(duì)國(guó)外起重機(jī)性能、作業(yè)可靠性、效率等方面有了較深入的了解，從而也認(rèn)識(shí)到國(guó)產(chǎn)起重機(jī)無(wú)論在制造質(zhì)量、外觀造型方面，更主要的是在技術(shù)性能(可靠性與安全性、工作效率以及操作方便性、舒適性等)方面與國(guó)外輪式起重機(jī)差距較大。國(guó)內(nèi)不少用戶為了達(dá)到作業(yè)高效率以確保工期按時(shí)完成，寧可花較多的錢購(gòu)買進(jìn)口起重機(jī)或購(gòu)買國(guó)外二手起重機(jī)。這種形勢(shì)下，國(guó)產(chǎn)輪式起重機(jī)當(dāng)然面臨很大的沖擊和壓力2。目前國(guó)內(nèi)輪式起重機(jī)產(chǎn)品差距主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面3：1 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(dòng)機(jī)與傳動(dòng)件上。液壓系統(tǒng)滲漏問(wèn)題普

13、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(wèn)題。國(guó)產(chǎn)汽車起重機(jī)平均無(wú)故障時(shí)間僅為93.4h，最多的為185h，最少的為66.6h。整機(jī)工作壽命按主要零部件壽命計(jì)算，約為2000-3000h，而國(guó)外同類產(chǎn)品一般可達(dá)到12500h。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(gè)重要類別，其技術(shù)含量、機(jī)電液一體化程度、對(duì)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(jià)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(duì)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(chǎng)(歐洲、北美、日本)占據(jù)了主導(dǎo)地位。國(guó)內(nèi)輪式起重

14、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(duì)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(kāi)發(fā)雖有一定研究，但尚未形成商品供應(yīng)市場(chǎng)。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(guò)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(dòng)化、智能化 目前，國(guó)外己將自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)械傳動(dòng)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(dòng)和控制管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和半自動(dòng)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(dòng)機(jī)油耗與排放值。國(guó)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

15、靠性也較差。4 材料方面 國(guó)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，而國(guó)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(guó)產(chǎn)輪式起重機(jī)一般顯得笨重，性能也受到較大影響。1.2.2 國(guó)外輪式起重機(jī)發(fā)展過(guò)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(lái)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(guò)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(dòng)靈活、操作方便、效率高等特點(diǎn)，在二戰(zhàn)后修復(fù)戰(zhàn)爭(zhēng)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

16、用機(jī)械傳動(dòng)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)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(kāi)始，隨著大型建筑、石油化工、水電站等大型工程的發(fā)展，對(duì)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(shí)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(kāi)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(kāi)發(fā)出越野輪胎起重機(jī)，隨后又開(kāi)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(guò)性的特點(diǎn)，在

17、近20多年得到很大發(fā)展。 目前國(guó)外輪式起重機(jī)生產(chǎn)國(guó)主要有日本、美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、意大利等。生產(chǎn)廠商有100多個(gè)，最著名的僅有10來(lái)家。世界輪式起重機(jī)市場(chǎng)主要?jiǎng)澐譃橐匀毡緸橹鞯膩喼奘袌?chǎng)、以美國(guó)為主的北美市場(chǎng)、以德國(guó)為主的歐洲市場(chǎng)。亞洲約占世界年銷售臺(tái)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(chǎng)17：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月間，日本輪式起重機(jī)平均年銷售量為8140臺(tái)，其中越野輪胎式起重機(jī)約占日本市場(chǎng)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(guó)市場(chǎng)18：美國(guó)是輪式起重機(jī)的生產(chǎn)大國(guó)，在起重機(jī)制

18、造能力及規(guī)模上居世界首位。在美國(guó)市場(chǎng)上，越野輪胎起重機(jī)占主導(dǎo)地位，約占市場(chǎng)份額的65%,其次是工業(yè)輪胎起重機(jī)和汽車起重機(jī)，全路面起重機(jī)所占份額較小，不到10%。德國(guó)市場(chǎng)19：德國(guó)是歐洲最大的輪式起重機(jī)生產(chǎn)國(guó)，也是全路面起重機(jī)的發(fā)源地，多年來(lái)他在開(kāi)發(fā)大型、特大型輪式起重機(jī)方面一直處于領(lǐng)先地位。1.2.3 輪式起重機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)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(duì)超大型起重設(shè)備的需求也越來(lái)越多。在輪式起重機(jī)向大型化發(fā)展過(guò)程中，德國(guó)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(guó)利勃海爾公司生產(chǎn)的LTM11000D型，最大額定起重量為

19、1000t，售價(jià)為550萬(wàn)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(shì)。走在前面的是日本的神戶制鋼公司，它于10多年前開(kāi)發(fā)的RK70(7t)型是世界第一臺(tái)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(kāi)發(fā)出來(lái)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(zhǎng)9m，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

20、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，采用了裝有“Telematik”單缸自動(dòng)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(duì)靜、動(dòng)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(duì)減輕重量和提高起重性能具有良好的效果?！癟elematik”單缸仲縮系統(tǒng)主要由1個(gè)雙作用伸縮液壓缸、1個(gè)與液壓缸底座連鎖的氣動(dòng)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(tái)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C

21、ANBUS (現(xiàn)場(chǎng)總線)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)一傳動(dòng)系各功能塊之間的數(shù)據(jù)傳輸與電子控制。同時(shí)CANBUS總線以及電氣、液壓、臂長(zhǎng)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(duì)整個(gè)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(dòng)機(jī)油耗及排放值，大大簡(jiǎn)化布線，提高整機(jī)可靠性與維修方便性。6 靜液壓傳動(dòng)起重機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)采用靜液壓傳動(dòng)，安裝的上車發(fā)動(dòng)機(jī)即可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)起重機(jī)上車各工作裝置，又可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)行走裝置。此外將發(fā)動(dòng)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

22、出的MG10.28(10t)越野輪胎起重機(jī)，使用吊鉤時(shí)成為10t起重機(jī)；安裝起重叉后成為2.5t級(jí)伸縮臂叉車，安裝雙人作業(yè)平臺(tái)后成為高空作業(yè)車5。1.3 主要工作本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)QY20B汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要工作是通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)的型式及液壓系統(tǒng)控制型式進(jìn)行分析、對(duì)比，確定QY20B汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了整體定性分析，同時(shí)參照設(shè)計(jì)手冊(cè)對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)以及個(gè)機(jī)構(gòu)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算，并繪制個(gè)零件圖及裝配圖。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(jì)的依據(jù)，主要包括起重量、工作幅度、起重力矩、起

23、升高度、工作速度、自重、通過(guò)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(gè)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(shí)，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(shí)，通常以額定起升高度表示。額定起升高度是指滿載時(shí)吊鉤上升到最高極限位置時(shí)從鉤口中心至支撐地面的跟離。對(duì)于動(dòng)臂式起重機(jī)，當(dāng)?shù)醣坶L(zhǎng)度一定時(shí)，起升高度隨幅度的

24、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(dòng)時(shí)，起吊物品的垂直位移速度；回轉(zhuǎn)速度指起重機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)；變幅速度指變幅時(shí)，幅度從最大(最小)變到最小(最大)所用的時(shí)間；伸縮臂速度指起重臂伸縮時(shí)，其頭部沿伸縮臂軸線的移動(dòng)速度。6 自重指起重機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)起重機(jī)本身的全部質(zhì)量，它是評(píng)價(jià)起重機(jī)的綜合指標(biāo)，反映了起重機(jī)設(shè)計(jì)、制造和材料的技術(shù)水平。7 通過(guò)性能是汽車起重機(jī)正常行使通過(guò)各種道路的能力。汽車起重機(jī)通過(guò)性能接近一般公路車輛。接近角、離去角、離地間隙越大，最小轉(zhuǎn)彎直徑越小，說(shuō)明整機(jī)通過(guò)性能越好。2.2 QY20B型汽車起

25、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(jì)并確定技術(shù)參數(shù)基本臂最大額定起重量( t ) 20基本臂最小幅度(m) 3基本臂長(zhǎng)度(m) 10.2基本臂最大起升高度(m) 9.4主臂長(zhǎng)度(三節(jié))(m) 10.226.2主臂最大起升高度(m) 262 副臂起重參數(shù)臂長(zhǎng)(m) 7.5最大額定起重量(t) 2.5最大起升高度(m) 34偏置角度( °) 5. 303 工作速度主卷?yè)P(yáng)單繩速度高速/常速(m/min) 副卷?yè)P(yáng)單繩速度高速/常速(m/min) 回轉(zhuǎn)速度(r/min) 03變幅時(shí)間起/落(s) 吊臂伸縮時(shí)間伸/縮(s) 85/234 底盤參數(shù)型號(hào) XZ20驅(qū)動(dòng)型式 行駛速

26、度(km/h)最高 最低 最小轉(zhuǎn)彎半徑(m)前輪輪跡(m) 吊臂端部軌跡(m) 最大爬坡度(%) 23接近角( ° ) 21離去角( ° ) 145 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)最大功率(kW) 162最大扭矩(N·m) 785百公里耗油量(kg) 456 支腿跨距(m)縱向 4.72橫向 5.407 重量及抽負(fù)荷(t)前軸負(fù)荷 6.75后軸負(fù)荷 18.42行駛重量 25.178 外形尺寸(長(zhǎng)寬高)(m) 12.312.53.48 2.3 起重機(jī)主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1) QY20起重機(jī)上車部分安裝在XZ20(64三橋)專用底盤上，其車架為整體大箱形，重量輕、抗扭曲能力強(qiáng)。采用了引進(jìn)法國(guó)技

27、術(shù)的索馬橋。發(fā)動(dòng)機(jī)為上柴6135Q-2b，功率大、油耗低、污染少，整個(gè)底盤部分均采用國(guó)產(chǎn)件。 (2) 幻吊臂采用三節(jié)箱形截面結(jié)構(gòu)，主臂長(zhǎng)為10.226.2m，是目前20t起重機(jī)中最長(zhǎng)的吊臂。吊臂結(jié)構(gòu)布置合理，徹底解決了回縮繩斷繩的問(wèn)題。吊臂材料為國(guó)產(chǎn)化低合金高強(qiáng)度鋼，副臂采用析架結(jié)構(gòu)。 (3) 卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)采用國(guó)內(nèi)引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的斜軸式變量馬達(dá)與二級(jí)行星減速，其運(yùn)行平穩(wěn)能實(shí)現(xiàn)重載低速、輕載高速，且微動(dòng)性能好。 (4) 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用了葉片馬達(dá)加二級(jí)行星減速，在液壓系統(tǒng)中運(yùn)用了回轉(zhuǎn)緩沖閥，并且有雙向可控自由滑轉(zhuǎn)機(jī)能，使吊臂在起吊重物時(shí)能自動(dòng)對(duì)中，減小吊臂的側(cè)向拉力，并保證了回轉(zhuǎn)啟制動(dòng)平穩(wěn)，安全可靠。 (

28、6) 轉(zhuǎn)臺(tái)為板式箱形結(jié)構(gòu)，由三部分拼接而成，結(jié)構(gòu)剛度好。配重為鋼板加礦石水泥結(jié)構(gòu)，其成本低，外形美觀。 (7) 本機(jī)采用H支腿：支腿斜支承為“”型封閉結(jié)構(gòu)，改善了支褪的受力狀況，而且增大了支腿的跨距，提高了整機(jī)穩(wěn)定性。支腿操縱可在車的兩側(cè)分別操縱支腿。支腿可全伸或半伸。 (8) 在起重機(jī)作業(yè)部分裝有多種安全保護(hù)裝置，除安全閥，限速液壓鎖外，還有過(guò)載限制裝置，全自動(dòng)力矩限制器。力限器以液晶數(shù)字顯示出吊臂仰角、臂長(zhǎng)及各吊臂仰角下的額定起重量。當(dāng)實(shí)際起重量達(dá)到90%時(shí)，力限器點(diǎn)亮報(bào)警燈，蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警；當(dāng)實(shí)際起重量達(dá)到100%時(shí)，力限器會(huì)自動(dòng)停止起升、伸臂和降臂等增加危險(xiǎn)動(dòng)作。力限器還可以顯示實(shí)際載

29、荷、最大允許載荷、實(shí)際工作半徑、最大容許起升高度、實(shí)際吊臂長(zhǎng)度。(9) 操縱室寬敞明亮，操作方便，裝有刮水器的天窗，保證了充分的通風(fēng)及上方視野性能。該操縱室備有大容量的取暖裝置，高靠背可調(diào)式司機(jī)座椅。2.4 本章小結(jié)本章主要是對(duì)QY20B起重機(jī)的各方面參數(shù)參照按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)及確定，對(duì)各參數(shù)進(jìn)行解釋和說(shuō)明，并集中的介紹了QY20B起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及作用，對(duì)于QY20B起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的研究及設(shè)計(jì)有重要參考使用意義。第3章 液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)3.1 液壓系統(tǒng)型式3.1.1 開(kāi)式、閉式系統(tǒng)按油液循環(huán)方式不同，液壓系統(tǒng)可分為開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。 開(kāi)式系統(tǒng)是指液壓泵從油箱吸油，把壓力油輸給執(zhí)

30、行元件，執(zhí)行元件排出的油則直接流回油箱(圖3-la)。開(kāi)式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，液壓油能夠得到較好的冷卻，油液中雜質(zhì)易沉淀，但油箱尺寸較大，空氣、臟物容易進(jìn)入系統(tǒng)中去，會(huì)導(dǎo)致工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的不平穩(wěn)。在實(shí)際應(yīng)用中多用于發(fā)熱較多的液壓系統(tǒng)，如具有節(jié)流調(diào)速回路的系統(tǒng)。 閉式系統(tǒng)是指液壓泵的排油腔直接與執(zhí)行元件的進(jìn)油管相連，執(zhí)行元件的回油管直接與液壓泵的吸油管相連，油液在系統(tǒng)的管路中進(jìn)行封閉循環(huán)(圖3-lb油路II)。閉式系統(tǒng)油箱尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、執(zhí)行元件回油管和液壓泵吸油腔直接連通，減少了空氣及臟物進(jìn)入系統(tǒng)的機(jī)會(huì)，但油液的冷卻條件差，需要輔助泵進(jìn)行換油冷卻和補(bǔ)償漏油，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。一般情況下，閉式系統(tǒng)中的執(zhí)行

31、元件若采用雙作用單活塞桿液壓缸時(shí)，由于兩腔流量不等，在工作中會(huì)使功率利用下降。所以閉式系統(tǒng)的。3.1.2 單泵、多泵系統(tǒng)按系統(tǒng)中的液壓泵數(shù)量，液壓系統(tǒng)可分為單泵系統(tǒng)和多泵系統(tǒng)。單泵系統(tǒng)是指由一個(gè)液壓泵向一個(gè)或一組執(zhí)行元件供油的液壓系統(tǒng)(圖3-la)。單泵系統(tǒng)適合于不需要進(jìn)行多種復(fù)合動(dòng)作的工程機(jī)械，如推土機(jī)等鏟土運(yùn)輸機(jī)械的液壓系統(tǒng)。多泵系統(tǒng)是多個(gè)單泵系統(tǒng)的組合(圖3-lb)。每臺(tái)泵可以分別向各自回路中的執(zhí)行元件供油。每臺(tái)泵的功率是根據(jù)各自回路中的功率而定。例如：當(dāng)系統(tǒng)中只需要進(jìn)行單個(gè)動(dòng)作而又要充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率時(shí)，可采用合流供油方式，即幾個(gè)液壓泵流量同時(shí)供給一個(gè)執(zhí)行元件，這樣可使工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速

32、度加快。圖3-1b為三泵液壓系統(tǒng)原理圖，特點(diǎn)是回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用獨(dú)立的閉式系統(tǒng)，而其它兩個(gè)回路為開(kāi)式系統(tǒng)，這樣可以按照主機(jī)的工作情況，把不同的回路組合在一起，以獲得主機(jī)最佳的上作性能。a單泵系統(tǒng)b多泵系統(tǒng)圖3-1 液壓系統(tǒng)圖3.2 液壓系統(tǒng)的控制3.2.1 定量節(jié)流控制系統(tǒng) 定量系統(tǒng)是指采用定量泵的液壓系統(tǒng)。定量系統(tǒng)所用的液壓泵為齒輪泵、葉片泵或柱塞泵。由于是定量泵，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，流量也一定。而壓力是根據(jù)工作循環(huán)中需要克服的最大阻力確定的，因此液壓系統(tǒng)工作時(shí)，液壓泵功率是隨工作阻力變化而變化的。在一個(gè)工作循環(huán)中液壓泵達(dá)到滿功率的情況是很少的，這就造成了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率損耗。在定量系統(tǒng)中，執(zhí)行元件的

33、速度是由控制元件以節(jié)流方式控制的，如圖3-la中，泵輸出的流量一定，進(jìn)入油缸的油液流量大小由換向閥控制，當(dāng)需要控制液壓缸的速度時(shí)，操縱換向閥閥桿使閥芯與閥體之間的流油通道變小，從而減少流入液壓缸的油量，減少的部分通過(guò)溢流閥流回油箱，從而不可避免的造成能量損耗。定量節(jié)流控制系統(tǒng)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、價(jià)格便宜、發(fā)動(dòng)機(jī)的功率有一定的損耗。3.2.2 變量系統(tǒng)變量系統(tǒng)是指采用變量泵的液壓系統(tǒng)。圖3-2的變量系統(tǒng)中所用到的液壓泵為恒功率控制的軸向柱塞泵。圖中功率調(diào)節(jié)器中控制活塞右面有壓力油作用，控制活塞左面有彈簧力作用，當(dāng)泵的出口壓力低于彈簧裝置的預(yù)緊壓力時(shí)，彈簧裝置未被壓縮，液壓泵擺角處于最大擺角

34、位置，此時(shí)泵的排量最大。隨著液壓泵出口壓力的增高，彈簧被壓縮，液壓泵的擺角就隨之減小，排量也隨之減少。當(dāng)液壓泵出口壓力大于起調(diào)壓力時(shí)，由于調(diào)節(jié)器中彈簧壓縮力與其行程有近似雙曲線的變化關(guān)系，因而在轉(zhuǎn)數(shù)恒定的情況下，液壓泵與流量也呈近似雙曲線關(guān)系，這樣液壓泵在調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)始終保持恒功率特性。由液壓泵工作壓力隨外載荷大小而變化，因此，可使工作機(jī)構(gòu)的速度隨外載荷的增大而變小，或隨外載荷的減小而增大，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率在液壓泵調(diào)定范圍內(nèi)得到充分的利用。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和制造工藝復(fù)雜、成本高。圖3-2 恒功率控制變量泵3.3 QY20B汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)各油路設(shè)計(jì)及整體設(shè)計(jì) QY20B汽車起重機(jī)為動(dòng)臂式全回轉(zhuǎn)液壓汽

35、車起重機(jī)、它由支腿、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)組成。 支腿用于起重作業(yè)時(shí)承受整機(jī)負(fù)載，使輪胎不接觸地面，清除彈性支承。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使吊臂回轉(zhuǎn)。伸縮機(jī)構(gòu)用以改變吊臂長(zhǎng)度。變幅機(jī)構(gòu)可改變吊臂仰角從而改變吊重的幅度，即工作半徑。起重機(jī)構(gòu)可使重物升降。初步回轉(zhuǎn)由ZBD40型軸向柱塞馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。主臂由三級(jí)伸縮液壓缸組成。起升機(jī)構(gòu)由斜軸式軸向柱塞馬達(dá)驅(qū)動(dòng)主、副兩個(gè)卷?yè)P(yáng)筒，另設(shè)有液壓控制的半閉式制動(dòng)器，常開(kāi)式離合器。如圖3-3, 為QY20B汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)圖，該系統(tǒng)為三泵、開(kāi)式、定量系統(tǒng)。3.3.1 支腿回路支腿回路由三聯(lián)齒輪泵的9.1供油，支腿操縱閥8由溢流閥8.1、選擇閥8.2、水平液壓缸換

36、向閥8.3、垂直液壓缸換向閥8.4組成， 溢流閥8.1控制泵9.1和支腿液壓系統(tǒng)的最大工作壓力,它的調(diào)整壓力為16MPa。圖3-3 液壓原理圖當(dāng)選擇閥8.2被扳至上位時(shí)，泵9.1的油經(jīng)油管27、選擇閥8.2 、換向閥8.3至水平液壓缸13，當(dāng)換向閥8.3置于上位時(shí)，壓力油進(jìn)入水平液壓缸13的無(wú)桿腔，四個(gè)并聯(lián)的水平液壓缸伸出。當(dāng)換向閥置下位時(shí)，四個(gè)并聯(lián)的水平液壓缸縮回。當(dāng)8.4置于上位時(shí)，壓力油經(jīng)轉(zhuǎn)閥15液壓鎖14，分別進(jìn)入四個(gè)垂直液壓缸12的無(wú)桿腔，支腿伸出當(dāng)8.4置于下位時(shí)，壓力油經(jīng)油管28、液壓鎖14分別進(jìn)入四個(gè)垂直液壓缸有桿腔，支腿縮回。轉(zhuǎn)閥15為四個(gè)獨(dú)立的兩位開(kāi)關(guān)閉，可進(jìn)行垂直支腿缸微

37、調(diào)。液壓鎖14保證了起重時(shí)支腿不會(huì)縮回和油管破壞時(shí)，液壓缸活塞桿也不會(huì)突然縮回，防止發(fā)生翻車事故。另外，當(dāng)行駛或停放時(shí)，支腿也不會(huì)因重力作用自動(dòng)下降。3.3.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)當(dāng)選擇閥8.2置于下位時(shí)，泵9.1的油經(jīng)油管27、選擇閥8.2、中心回轉(zhuǎn)接頭7通至上車，外控順序閥6的調(diào)壓范圍是59MPa。當(dāng)控制壓力小于5MPa時(shí)，順序閥打不開(kāi)，壓力油經(jīng)過(guò)油管29、組合閥17給蓄能器18充液。當(dāng)蓄能器的壓力達(dá)到9MPa 時(shí)， 壓力油經(jīng)控制油管30打開(kāi)順序閥，泵9.1的液壓油供給回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。換向閥5.2為三位六通閥。中位時(shí)，泵卸荷。馬達(dá)鎖住上下位時(shí)，馬達(dá)正反回轉(zhuǎn)。5.1為回轉(zhuǎn)回路溢流閥，其調(diào)定壓力17.5MPa

38、 。3.3.3 伸縮回路壓力油由泵9.3經(jīng)中心回轉(zhuǎn)接頭7、油管31、主伸縮換向閥 5.4，在換向閥5.4 至液壓缸2之間裝有平衡閥3，其作用一是平衡負(fù)值負(fù)載，二是當(dāng)油管破裂時(shí)防止伸縮縮回。伸縮臂回路中溢流閥調(diào)定壓力為17MPa。3.3.4 變幅回路 由9.3供油，換向閥 5.5與伸縮缸換向閥5.4并聯(lián)，可獨(dú)立動(dòng)作也可單獨(dú)動(dòng)作，5.3是變幅和伸縮回路的溢流閥，其調(diào)定壓力為20MPa。3.3.5 起升回路起升回路換向閥5.6為五位六通換向閥。操縱此閥可得到快、慢檔起升或下降速度。換向閥置于上位第一檔時(shí)，泵9.2油經(jīng)中心接頭7、換向閥5.6、平衡閥24進(jìn)入液壓馬達(dá)油口A使重物起升、慢速。換向閥5.6置于下位第一檔時(shí)，泵9.2油進(jìn)入馬達(dá)B口使重物下降、慢速。換向閥5.6置于上下位第二檔時(shí)，泵9.2與泵9.3的油口合流進(jìn)入馬達(dá)，快速升降起升回路溢流閥5.7調(diào)定值為21 MPa。兩個(gè)操縱閥16分別控制主、副起升的制動(dòng)器與離合器。 離合器由蓄能器供給，泵9.1的油在供給回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)前，能給蓄能器充油，為保證離合器結(jié)合絕對(duì)可靠，蓄能器還利用起升回路33中的壓力蓄能器當(dāng)油管33中