汽車其整機液壓起升系統(tǒng)研究

山東農(nóng)業(yè)人當(dāng)畢業(yè)論文題目：汽車起重機液壓起升系統(tǒng)研究院部 機械與電子工程學(xué)院專業(yè)班級農(nóng)業(yè)機械化及其自動化二班屆 次 2014 學(xué)生姓名 XXX 學(xué) 號 20106199 指導(dǎo)教師 XXX講師 二。一四年六月目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 I關(guān)鍵詞 IAbstract IIKeywords II\o"CurrentDocument"引言 1\o"CurrentDocument"1緒論 1\o"CurrentDocument"汽車起重機簡介 1國內(nèi)汽車起重機行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 21汽車起重機市場的規(guī)模 2\o"CurrentDocument"1.2.2國內(nèi)汽車起重機市場結(jié)構(gòu) 22.3市場競爭格局 2課題來源 3\o"CurrentDocument"主要研究工作 3\o"CurrentDocument"2液壓系統(tǒng)性能分析 4\o"CurrentDocument"1QY8典型工況分析及對液壓系統(tǒng)要求 42.1.1QY8典型工況分析 42.1.2對液壓系統(tǒng)要求 4\o"CurrentDocument"2.2對QY8液壓系統(tǒng)各主要回路的分析 5\o"CurrentDocument"1起升回路 6\o"CurrentDocument"回轉(zhuǎn)回路 6\o"CurrentDocument"變幅回路 6\o"CurrentDocument"伸縮回路 6\o"CurrentDocument"支腿回路 62.3液壓系統(tǒng)類型的擬定 73.1本機液壓系統(tǒng)分析 73.2各機構(gòu)動作組合、分配及控制 73.3QY8型汽車起重機液壓系統(tǒng)的特點 8\o"CurrentDocument"3液壓系統(tǒng)計算 8\o"CurrentDocument"3.1主要液壓元件的選擇 8\o"CurrentDocument"1.18噸液壓汽車起重機的主要技術(shù)參數(shù)的初定 8\o"CurrentDocument"3.1.2起升馬達的計算和選擇 93.1.3液壓泵的計算和選擇 103.2液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升計算 11\o"CurrentDocument"3.2.1計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 113.2.2計算液壓系統(tǒng)的散熱功率 11\o"CurrentDocument"4.1起升機構(gòu)的傳動方案的分析 13\o"CurrentDocument"4.1.1單卷筒 13\o"CurrentDocument"4.1.2雙卷簡 13起升機構(gòu)的調(diào)速 14起升機構(gòu)設(shè)計計算 154.3.1起升機構(gòu) 154.3.2起升機構(gòu)的零部件選擇計算 16\o"CurrentDocument"4.3.3卷筒設(shè)計 173.4起升機構(gòu)制動器設(shè)計 23\o"CurrentDocument"4.4起升機構(gòu)傳動裝置減速器選擇及傳動比的驗算 24\o"CurrentDocument"5汽車起重機液壓系統(tǒng)的合理使用與維護 25\o"CurrentDocument"1液壓系統(tǒng)的污染后果及注意事項 251.1清洗和更換濾清器 25\o"CurrentDocument"1.2定期換油 26\o"CurrentDocument"1.3保證油液系統(tǒng)的密封性 26\o"CurrentDocument"1.4保持液壓油清潔度指標 265.2液壓油的質(zhì)量檢查 261液壓油的氧化程度 26液壓油的含水量 26雜質(zhì)情況 26\o"CurrentDocument"5.3液壓系統(tǒng)的日常維護 263.1出車前維護內(nèi)容 273.2作業(yè)中維護內(nèi)容 27\o"CurrentDocument"6結(jié)論 27參考文獻 29\o"CurrentDocument"致謝 30ContentsTOC\o"1-5"\h\zAbstract IIKeywords IIIntroduction 1Exordium 1Automobilecrane 1Thedevelopmentstatusofdomesticautomobilecraneindustry 2AutomobilecraneMarket 2Themarketstructureofdomesticautomobilecrane 2Thepatternofmarketcompetition 2Thesubjectsource 3Themainresearchwork 3Analysisoftheperformanceofhydraulicsystem 4QY8Analyzingtypicaloperationconditionsandrequirementsofthehydraulicsystem 4QY8analysisoftypicalcases 4Fortherequirementsofhydraulicsystem 4AnalysisonthemaincircuitofQY8hydraulicsystem 5Liftcircuit 6Rotaryloop 6Luffingloop 6Expansionloop 6Legcircuit 6Formulationofthehydraulicsystemtype 7Analysisofthehydraulicsystem 7Themechanismofactioncombination,distributionandcontrol 7CharacteristicsofthehydraulicsystemofQY8typetruckcrane 8Calculationofhydraulicsystem 8Themainhydrauliccomponentsselection 8Maintechnicalparameters8tonshydraulictruckcraneprimary 8Calculationandselectionofliftingmotor 9Thecalculationandselectionofhydraulicpump 10Hydraulicsystemheatingtemperaturecalculation 11Theheatingpowercalculationofhydraulicsystem 11Heatpowercalculationofhydraulicsystem 11Analysisoftheliftingmechanismofthetransmissionscheme 13Singledrum 13Doubledrum 13Upregulationofliftmechanism 14Calculationofliftingmechanismdesign 15Hoistingmechanism 15Thehoistingmechanismofcomponentselectionandcalculation 16WebDesign 17Hoistingmechanismbrakedesign 23Hoistingmechanismgearingratioofthedeviceselectionandtransmissioncalculation...24Properuseandmaintenanceofhydraulicsystemoftruckcrane 25Consequencesofpollutionofhydraulicsystemandthemattersneedingattention 25Cleaningandreplacementoffilter 25Oilonaregularbasis 26Ensuresealingoilsystem 26Maintainthecleanlinessofhydraulic oilindex 26Qualityinspectionofhydraulicoil 26Thedegreeofoxidationofhydraulic oil 26Hydraulicoilcontainingwater 26Theimpurityprofile 26Dailymaintenanceofthehydraulicsystem 26Beforedrivingandmaintenance content 27Maintenanceoperations 27Conclusion 27References 29Acknowledgement 30汽車起重機液壓起升系統(tǒng)研究作者：XXX,指導(dǎo)教師：XXX（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機械與電子工程學(xué)院講師）【摘要】起重機是工程機械重要的組成部分，在城建、水利、礦場和國防等工程領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。但當(dāng)前對于起升系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化，往往還停留在依托經(jīng)驗和樣機試驗的方法，不但存在設(shè)計周期長的缺點，設(shè)計不準確以及財物浪費也是不得不面對的問題。該文結(jié)合QY8型汽車起重機的液壓系統(tǒng)和起升機構(gòu)兩部分做了研究和設(shè)計。對液壓系統(tǒng)的調(diào)速回路和回轉(zhuǎn)回路進行了改良設(shè)計，調(diào)速系統(tǒng)采用了更為合理的雙泵分合流開式系統(tǒng)，并且優(yōu)化了起升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)系統(tǒng)加轉(zhuǎn)了動態(tài)穩(wěn)定性較好的平衡閥，減少了沖擊，提高了操作精度。對起升機構(gòu)進行了初步設(shè)計，主要對組合式焊接鑄造卷筒作了結(jié)構(gòu)設(shè)計，運用完整的理論進行了筒壁的強度校核。最后，分析了液壓制動系統(tǒng)常見的一些故障，給出汽車液壓系統(tǒng)的合理使用與維護。關(guān)鍵詞：起重機液壓系統(tǒng)起升機構(gòu)使用維護ResearchontruckcranehydraulicliftsystemAuthor:XXX,Supervisor:XXX(Mechanical&ElectricalEngineeringCollegeofShandongAgriculturalUniversity,Lecturer)Abstract:Thecraneisanimportantpartofengineeringmachinery,iswidelyusedinurbanconstruction,waterconservancy,mininganddefenseintheengineeringfield.Butthecurrentfordesignoptimizationofthehoistingsystem,methodstilloftenrelyonexperienceandtheprototypetest,notonlyhasthedesigncycleislong,thedesignisnotaccurateandthepropertyalsohavetofacetheproblemofwaste.ThispapercombinedwiththehydraulicsystemofQY8typetruckcranehoistingmechanismandthetwopartmakesresearchanddesign.Theloophydraulicsystemandtherotationspeedwasimprovedcircuitdesign,controlsystemadoptsamorereasonablepointsdoublepumpconfluenceopensystem.Therotarysystemandturnthebalancevalvedynamicstability,reducestheimpact,andimprovetheoperationaccuracy.Theliftingmechanismhascarriedonthepreliminarydesign,mainlyonthecombinedweldingforthestructuredesign,theuseofacompletetheoryofthestrengthcheckofthecylinderwall.Finally,analyzessomecommonfaultsofhydraulicbrakingsystem,properuseandmaintenanceofhydraulicsystemisgivenandthecar.Keywords:crane;hydraulicsystcm;hoistingmechanism;uscandmaintenance引言起重機是減輕笨重體力勞動，提高作業(yè)效率、實現(xiàn)安全生產(chǎn)的起重運輸設(shè)備。在國民經(jīng)濟各部門的物質(zhì)生產(chǎn)和物資流通中，起重機作為關(guān)鍵的工藝設(shè)備或重要的輔助機械，應(yīng)用十分廣泛。近年來，隨著建設(shè)工程規(guī)模不斷擴大，起重安裝工程量也越來越大，尤其是現(xiàn)代化大型石油、化工、冶金、電力工程以及高層建筑工程安裝作業(yè)不斷增多，工程起重機特別式大型工程起重機的需求日益增加。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝在移動式工程起重機上得到了廣泛應(yīng)用，大大促進了工程起重機的發(fā)展。進入21世紀以來，我國移動式工程起重機行業(yè)得到了迅速發(fā)展。目前己經(jīng)成為徐重、浦沉、長江、北起多田野、三一、泰安六大移動式工程起重機生產(chǎn)企業(yè)為核心的強大工程起重機械制造基地，它們的產(chǎn)量己占全國總產(chǎn)量的90%川。我國履帶起重機生產(chǎn)雖然起步較晚，但邁入高端技術(shù)成熟期階段較快，產(chǎn)品實現(xiàn)了與國際五大核心技術(shù)同步發(fā)展，即先進合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計；智能化高精度電器控制設(shè)計；安裝運輸便利性設(shè)計（模塊化設(shè)計）；降低使用成本的通用性設(shè)計；方便維護使用的人性化設(shè)計。1緒論汽車起重機簡介汽車起重機是一種將起重作業(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。根據(jù)吊臂結(jié)構(gòu)可分為定長臂、接長臂和伸縮臂三種，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⑵。根據(jù)動力傳動，又可分為機械傳動、液壓傳動和電力傳動三種。因其機動靈活性好，能夠迅速轉(zhuǎn)移場地，廣泛用于土木工程?，F(xiàn)在普遍使用的汽車起重機多為液壓伸縮臂汽車起重機，液壓伸縮臂一般有2?4節(jié),最下（最外）一節(jié)為基本臂，吊臂內(nèi)裝有液壓伸縮機構(gòu)控制其伸縮。圖1-1所示為QY8型汽車起重機的外形，由起升、變幅、回轉(zhuǎn)、吊臂伸縮相交腿機構(gòu)等組成，全為液壓傳動。圖1-1QY8型汽車起重機汽車起重機作業(yè)時必須先打支腿，以增大機械的支承面積，保證必要的穩(wěn)定性。因此,汽車起重機不能負荷行駛。汽車起重機的主要技術(shù)性能有最大起重量、整機質(zhì)量、吊臂全伸長度、吊臂全縮長度、最大起升高度、最小工作半徑、起升速度、最大行駛速度等網(wǎng)。國內(nèi)汽車起重機行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀汽車起重機市場的規(guī)模全球起重機市場（包括叉車、工程起重機械在內(nèi)）總銷售額約為1350億美元左右，主要分布在北美、日本、中國、俄羅斯、西歐等幾個主要區(qū)域⑷。近年來，中東、東南亞及其他發(fā)展中國家及新興市場伴隨城市化進程，固定資產(chǎn)投資巨大，吊裝等作業(yè)總量呈現(xiàn)迅速提高的趨勢；而對路面及作業(yè)環(huán)境要求不高，使汽車起重機持續(xù)景氣。中國汽車起重機市場規(guī)模相對較小，但由于產(chǎn)品附加值高，年總銷售額在40億元人民幣左右。國內(nèi)汽車起重機市場結(jié)構(gòu)國內(nèi)主要的汽車起重機生產(chǎn)企業(yè)包括：重慶大江工業(yè)（集團）有限責(zé)任公司、徐州工程機械集團有限公司、四川長江工程起重機有限責(zé)任公司、沈陽北方交通工程公司、三一汽車制造有限公司、馬尼托瓦克東岳重工有限公司、長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司、北起多田野（北京）起重機有限公司、安徽柳工起重機有限公司、泰安工程機械總廠等。其中，徐州工程機械集團有限公司、長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司是行業(yè)內(nèi)規(guī)模較大的企業(yè)。從底盤供應(yīng)企業(yè)來看，徐州工程機械集團有限公司、長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司基本上用本單位生產(chǎn)的底盤，其底盤涵蓋了各個噸位的產(chǎn)品，偶爾也采購部分底盤。中國第一汽車集團公司、中國重型汽車集團泰安五岳專用汽車有限公司、東風(fēng)汽車有限公司、東風(fēng)汽車公司、湖北三環(huán)漢陽特種汽車有限公司（漢陽特種汽車制造廠）生產(chǎn)起重機底盤。從歷年銷售情況看，汽車起重機市場主要集中在山東、江蘇、河北等中東部地勢平坦、礦產(chǎn)資源豐富、交通發(fā)達的地區(qū)。經(jīng)過兒年的發(fā)展，汽車起重機市場用戶群體發(fā)生了較大的變化，由最初的以施工單位用戶為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐詡€體用戶為主⑸。市場競爭格局國內(nèi)汽車起重機市場一直呈現(xiàn)徐重獨領(lǐng)風(fēng)騷，中聯(lián)浦沅緊隨的競爭格局，近年來，三一成為汽車起重機行業(yè)的黑馬。徐重、浦沅集中在16、20和25噸的競爭區(qū)間，長起和泰起集中在8噸產(chǎn)品⑹。當(dāng)前，汽車起重機行業(yè)的市場競爭呈現(xiàn)以下態(tài)勢：（1）二類底盤改裝的隨車起重運輸車因其因地制宜、兼有起重和運輸?shù)碾p重功能將發(fā)展成為市場熱點;(2)開發(fā)高附加值的大噸位產(chǎn)品、全地面起重機成為企業(yè)追求利潤的增長點；(3)汽車起重機操縱方式由機械式向先導(dǎo)式和電比例式方向發(fā)展；(4)主臂的不斷改進是產(chǎn)品競爭的亮點；(5)行駛駕駛室與起重操縱室自動化設(shè)置；(6)國內(nèi)品牌主導(dǎo)市場的格局仍將維持很長時間。課題來源汽車起重機的液壓系統(tǒng)起著驅(qū)動和控制汽車起重機各機構(gòu)動作的作用。其性能好壞對起重機有著十分重要的影響。目前，我國生產(chǎn)8噸汽車起重機的廠家較多，品種也很雜,不同的廠家和不同的品種，其液壓系統(tǒng)和液壓元件都不一致，給生產(chǎn)、使用及維修帶來很多麻煩，同時其性能也較低，不適于現(xiàn)代智能高效小型汽車起重機發(fā)展的需要。為此對傳統(tǒng)型QY8汽車起重機的液壓系統(tǒng)進行了如下兒方面的研究⑺。老8噸汽車起重機都是采用單泵單馬達(定量式)、串聯(lián)油路、開式系統(tǒng)，所有的工作機構(gòu)都靠一個油源供油，難于同時滿足不同機構(gòu)的速度和功率匹配的需要，例如起升機構(gòu)為了滿足起升速度的要求,需要較大的流量，而伸縮、變幅、回轉(zhuǎn)及支腿則需要較小的流量即可，因此只好靠控制發(fā)動機的油門及在機構(gòu)上采取一些措施解決這一矛盾，但這是有一定限度的。還存在一些問題，起升速度低，最高起升速度只有8m/min,起升速度調(diào)節(jié)范圍小。_71DqXT]01〃03 (1-1)V- rl \ /q3iii2式中：卷筒直徑；一液壓馬達的容積效率；/-液壓油泵的排量；i「卷揚機的減速比；力-鋼絲繩的倍率；%-液壓馬達的排量；/「液壓油泵的容積效率；〃-發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。由上式可見，起升速度的大小，主要靠發(fā)動機的油門調(diào)節(jié)，當(dāng)油門過小時，發(fā)動機的動力特性較差，容易滅火，輕載及空載時，速度太慢，生產(chǎn)率低。新型QY8汽車起重機，采用了雙泵單馬達、分合流油路、開式系統(tǒng)，根據(jù)各機構(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1供油，起升與其余各機構(gòu)都可以進行聯(lián)合動作，提高工作效率，同時起升輕載及空載時，泵2與泵1可以同時合流供給起升，提高起升速度，擴大調(diào)速范圍，如下式所示：_ttD(qx+92)〃。/。3 (1-2)V-93八,2式中：％-泵1的排量，42-泵2的排量，依「泵1及泵2的容積效率。由上式可見，除發(fā)動機的油門調(diào)節(jié)起升速度外，還可以通過分合流型式調(diào)節(jié)起升速度,當(dāng)重載時，用分流方式，即泵2不參與起升工作，此時提升速度為低速；當(dāng)空載或輕載時用合流方式。1.4主要研究工作主要針對汽車起重機的功能、組成和工作特點，結(jié)合國內(nèi)外汽車起重機的運用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，設(shè)計一款能夠適應(yīng)國內(nèi)外工程建設(shè)的輕型汽車起重機（QY8）液壓系統(tǒng)。在設(shè)計本機液壓系統(tǒng)時，明確設(shè)計任務(wù)和設(shè)計要求，不要偏離題目；仔細研究設(shè)計方案，理清設(shè)計思路，使設(shè)計過程清晰化圓。在做好以上兩點的基礎(chǔ)上，進行以下研究工作：（1）分析已有的汽車起重機，結(jié)合本設(shè)計任務(wù)，把握其發(fā)展方向；（2）對當(dāng)下具有成熟技術(shù)的液壓回路進行分析研究和學(xué)習(xí)；（3）根據(jù)本機液壓系統(tǒng)工作特點，在滿足高效節(jié)能的前提下對液壓系統(tǒng)原理創(chuàng)新設(shè)計；（4）對設(shè)計好的液壓原理系統(tǒng)進行計算，選擇合適的液壓元件，并對其性能進行驗算，包括壓力損失和系統(tǒng)發(fā)熱等；（5）對起升機構(gòu)進行分析計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其結(jié)構(gòu)緊湊合理，壽命長；（6）分析液壓系統(tǒng)常見的一些故障，給出汽車液壓系統(tǒng)的合理使用與維護。2液壓系統(tǒng)性能分析QY8典型工況分析及對液壓系統(tǒng)要求起升系統(tǒng)一般由液壓馬達（定量或變量）、減速器、離合器、制動器、卷筒等組成，用以實現(xiàn)重物的垂直運動。以液壓馬達驅(qū)動的起升系統(tǒng)成為液壓傳動起升系統(tǒng)。液壓傳動起升系統(tǒng)一般包括低速大扭矩的液壓馬達傳動以及高速小扭矩的液壓馬達傳動。液壓馬達通常具備體積小，重量輕、容積效率高、與標準減速器匹配以及與驅(qū)動油泵交換使用等特點,在起重機液壓起升系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用〔久QY8典型工況分析根據(jù)起重機試驗規(guī)范，以及很多操作者的實際經(jīng)驗，可確定表2-1的三種工況，作為輕型汽車起重機的典型工況。設(shè)計液壓系統(tǒng)時要求各系統(tǒng)的動作能夠滿足這些工況要求。表2-1汽車起重機典型工況表序號工況一次循環(huán)內(nèi)容特點基本臂；相應(yīng)的工作吊重起升一回轉(zhuǎn)一下降一起升一回轉(zhuǎn)起重噸位大，動作單一，很少1幅度一下降（中間制動一次）與回轉(zhuǎn)等機構(gòu)組合動作2全長臂；相應(yīng)的工作卷揚起升一回轉(zhuǎn)一卷揚下降一卷揚起運用較多的情況，能滿足小噸幅度升一回轉(zhuǎn)一卷揚下降（中間制動一次）位的工作3最長臂；主臂加副臂；（起升+回轉(zhuǎn)）一變幅一下降一（起起重噸位小，一般在一到兩噸相應(yīng)的工作幅度；升+回轉(zhuǎn)）一下降（中間制動一次）之間2.1.2對液壓系統(tǒng)要求根據(jù)汽車起重機的典型工作狀況對系統(tǒng)的要求主要反映在對以下幾個液壓回路的耍求上。起升回路(1)能方便的實現(xiàn)合分流方式轉(zhuǎn)換，保證工作的高效安全。(2)要求卷揚機構(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［期，即二次下降問題?；剞D(zhuǎn)回路(1)具有獨立工作能力。(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。變幅回路(1)帶平衡閥并設(shè)有二次液控單向閥鎖住保護裝置。(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靠鎖死。(3)要求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星號源口1伸縮回路本機伸縮機構(gòu)采用三節(jié)臂(含有兩個液壓缸)，由于本機為輕型起重機為了使本機運用廣泛，實現(xiàn)各節(jié)臂順序伸縮。各節(jié)臂能按順序伸縮，但不能實現(xiàn)同步伸縮?？刂苹芈?1)為了使操縱方便總體要求操縱手柄限制為兩個。(2)操縱元件必須具有45。方向操縱兩個機構(gòu)聯(lián)動能力。支腿回路(1)要求垂直支腿不泄漏，具有很強的自鎖能力(不軟腿)。(2)要求前后組支腿可以進行單獨調(diào)整。(3)要求支腿能夠承載最大起重時的壓力，并且有足夠的防傾翻力矩。(4)起重機行走時不產(chǎn)生掉腿現(xiàn)象。2.2對QY8液壓系統(tǒng)各主要回路的分析汽車起重機液壓系統(tǒng)一般由起升、變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)、支腿和控制六個主回路組成。從圖2-1可以看出，各個回路之間具有不同的功能、組成和工作特點。///yv/y///y/z/|r///f/2/5z/z圖2-1汽車起重機各回路工作狀態(tài)起升回路起升回路起到使重物升降的作用。起升回路的分析詳見第四章起升機構(gòu)的設(shè)計。2.2回轉(zhuǎn)回路回轉(zhuǎn)回路起到使吊臂回轉(zhuǎn)，實現(xiàn)重物水平移動的作用。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組成。回轉(zhuǎn)機構(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都設(shè)計成全回轉(zhuǎn)式的，即可在左右方向任意進行回轉(zhuǎn)。變幅回路絕大部分工程起重機為了滿足重物裝、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。變幅回路則是實現(xiàn)改變幅度的液壓工作回路,用來擴大起重機的工作范圍，提高起重機的生產(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。伸縮回路具有臂架伸縮機構(gòu)的起重機，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，起重機外形尺寸減小，提高了機動性和通過性。臂架采用液壓伸縮機構(gòu)，可以實現(xiàn)無級伸縮和帶載伸縮，擴大了汽車和輪胎起重機、鐵路救援起重機在復(fù)雜使用條件下的使用功能。支腿回路支腿回路主要由液壓泵、水平液壓缸、垂直液壓缸和換向閥組成。起重機設(shè)置支腿機構(gòu)，目的是增加起重機的穩(wěn)定性及起重能力。支腿機構(gòu)在作業(yè)時承受整機的自重和吊重,要求結(jié)構(gòu)堅固，動作可靠。汽車起重機設(shè)置支腿可以大大提高起重機的起重能力。為了使起重機在吊重過程中安全可靠，支腿要求堅固可靠，伸縮方便。在行駛時收回，工作時外伸撐地。還可以根據(jù)地面情況對各支腿進行單獨調(diào)節(jié)。2.3液壓系統(tǒng)類型的擬定2.3.1本機液壓系統(tǒng)分析根據(jù)開式和閉式系統(tǒng)的優(yōu)缺點、典型工況，結(jié)合國內(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)更簡單明了，在起升、回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅、支腿和控制6個液壓回路中全部采用開式油路叫由于本機屬于輕型起重機，回轉(zhuǎn)比較頻繁，所以回轉(zhuǎn)油路由變量泵和定量馬達組成。伸縮回路有兩節(jié)伸縮臂和兩個液壓缸，液壓缸與鋼繩組合實現(xiàn)同時伸縮。輕型起重機的變幅機構(gòu)，采用單缸回路。為了提高效率，本輕型起重機回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅回路可以協(xié)調(diào)工作。因此采用了三個三位四通換向閥來分別控制三個動作，這樣操作起來十分方便，簡單。支腿回路采用H式支腿，因為本機為輕型起重機，支腿不外伸，每一支腿只有一個垂直液壓缸，支腿伸出后成H形。支腿回路的各油缸均采用手柄操縱換向閥來實現(xiàn)各種控制?；芈分兄扔吐芬嚎貑蜗蜷y可以防止支腿軟腿現(xiàn)象。根據(jù)汽車起重機的工況，支腿回路、回轉(zhuǎn)回路、伸縮回路和變幅回路通常單獨工作,所以可以采用同一個液壓泵并聯(lián)組合供油口刃。3.2各機構(gòu)動作組合、分配及控制各機構(gòu)組合情況圖2-2各機構(gòu)動作組合情況支腿機構(gòu)在起升過程中不能動作，但是支腿回路不工作時其他的回路均不能工作，起升與變幅，伸縮、回轉(zhuǎn)回路要有組合動作功能，回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅回路之間不需要組合動作。各機構(gòu)組合情況如圖2-2所示。動力分配情況根據(jù)設(shè)計要求、工作情況、起重量等，本機的動力分配如圖2-3所示：圖2-3上車動力分配情況3.3QY8型汽車起重機液壓系統(tǒng)的特點QY8型汽車起重機的液壓系統(tǒng)有如下幾個特點：（1）該系統(tǒng)為雙泵雙回路、分合流油路、開式、串聯(lián)系統(tǒng)，采用了換向閥串聯(lián)組合，不僅各機構(gòu)的動作可以獨立進行，而且在輕載作業(yè)時，可實現(xiàn)起升和回轉(zhuǎn)復(fù)合動作，以提高工作效率。（2）系統(tǒng)中采用了平衡回路、縮緊回路和制動回路，保證了起重機的工作可靠，操作安全。（3）采用了三位四通手動換向閥換向，不僅可以靈活方便地控制換向動作，還可通過手柄操縱來控制流量，實現(xiàn)節(jié)流調(diào)速。在起升工作中，除了分合流油路可方便實現(xiàn)高低速切換外，將節(jié)流調(diào)速方法與控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速的方法結(jié)合使用，可以實現(xiàn)各工作部件微速動作。（4）各三位四通手動換向閥均采用了M型中位機能，使換向閥處于中位時能使系統(tǒng)卸荷，可減少系統(tǒng)的功率損失，適宜于起重機進行間歇性工作口旬。注：平衡閥主要的功能不是鎖定執(zhí)行元件的位置,是用來防止執(zhí)行器失速或慣性沖擊的。3液壓系統(tǒng)計算主要液壓元件的選擇8噸液壓汽車起重機的液壓元件較多，計算比較復(fù)雜,選擇時應(yīng)盡量選用標準元件，只有在特殊情況下，才考慮設(shè)計專用元件。下面僅以起升馬達和液壓泵為例。8噸液壓汽車起重機的主要技術(shù)參數(shù)的初定最大起重量8噸；最高提升速度囁ax=15m/min；起升減速傳動比i=21.6,效率%萬=0.92;起升卷筒上鋼絲繩最外層直徑。max=411mm；吊鉤滑輪組倍率為陽=6,效率%=0.95；鋼絲繩導(dǎo)向滑輪效率%=096；液壓系統(tǒng)額定壓力初定為JP=18MPa=18xlO6N/m2；以上參數(shù)在下述計算中不再標出。

起升馬達的計算和選擇(3-1)2_N(3-1)Mnqa3.121作用于鋼絲繩上的最大靜拉力式中：。一起重量N。smax78400smax784006x0.95x0.96=14328NQ=8000kgx9.8N/kg=78400N起升馬達所受最大扭矩max①2max①2?Smax?Dmax

2…Lh(3-2)式中：①2—動力系數(shù)；①2=1+035V,則①2=1+0.35x0.25=1.088；V—最高起升速度，V=15m/min=0.25m/s。max1.088?max1.088?14328?0.3612?21.6?0.92=1416液壓馬達的排量—液壓馬達機械效率，通常取力,=0.92 (3-3)液壓馬達轉(zhuǎn)速m?i?V,.max R/minmax冗?0max6x21.6x153.14x0,4x0.411=1506R/min液壓馬達的選擇6x21.6x153.14x0,4x0.411=1506R/min液壓馬達的選擇(3-4)6.28Mmaxm3r6.28x141.66.28x141.618x106x0.92=5.37xl0-5w3/r=53.7cm3/r齒輪式和葉片式輸出扭矩較小，且不適于低速傳動。柱塞式液壓馬達可分為徑向柱塞式和軸向柱塞式兩種。軸向柱塞式液壓馬達除具有轉(zhuǎn)速范圍寬、扭矩大的優(yōu)點外，還具有結(jié)構(gòu)緊湊、徑向尺寸小、轉(zhuǎn)動慣量小等優(yōu)點，故選用之。根據(jù)對國產(chǎn)軸向柱塞式液壓馬達產(chǎn)品的性能比較，8噸液壓汽車起重機選用了上海液

壓泵廠引進西德海卓瑪?shù)倏斯炯夹g(shù)生產(chǎn)的A2F6.I系列斜軸式定量馬達，型號為A2F56W6.1,輸入排量為56.1cm3/r,最高轉(zhuǎn)2390r/min最大輸入流量131L/min,最大功率78Kw,最大輸出扭312N?m。3.1.3液壓泵的計算和選擇液壓泵的工作壓力Pmax2Pl+EAPl 35)P.=_6-28 _N/m2 (3-6)%Si?io式中：P1—液壓馬達的最大工作壓力；"max—起升馬達所受最大扭矩Mmax=141.6N-m；%—起升馬達排量cm%,%=56.1cm%；%—起升馬達機械效率垢=0.92o17.3MPa6.28x141.617.3MPa56.1x0.922"］為沿程壓力損失和局部壓力損失之和，■般取5?15bar,則液壓泵的最大工作壓力Pmax17.3+1.5=18.8MPa。液壓泵的流量(3-7)Qp>Omax(3-7)式中：K—系統(tǒng)泄漏系統(tǒng)，其值為1.1?1.3,現(xiàn)取K=1.3；Qmax—液壓馬達所需最大流量。Qmax="max*% (3-8)式中：〃皿一液壓馬達最高轉(zhuǎn)速，nmax=1506r/min；Qmax=1506x56.1=84486.6cm3/min=84.5l/min。則液壓泵的流量=1.3x84.5=109.91/min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，其液壓系統(tǒng)負載大、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,8噸液壓汽車起重機選擇了40/32型雙聯(lián)齒輪泵，型號為：CBG40/32-H,其最高工作壓力25MPa,最高轉(zhuǎn)速2500r/min,兩泵的理論排量分別為40cm力和32cm%,合流最大流量為180L/min。當(dāng)發(fā)動機經(jīng)分動箱輸出速度為1500r/min時，流量為108L/min。型號為：CBG40/32-Ho

2液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升計算計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率由于液壓阻力產(chǎn)生的壓力損失以及整個系統(tǒng)的機械損失和容積損失組成了能量的總損失，這些能量根據(jù)守恒定律，它不會自行消失而是轉(zhuǎn)化成了熱能，從而使油液的溫度升高，油溫過高，不僅使油的性質(zhì)發(fā)生變化，影響系統(tǒng)工作，而且會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)，保證基本臂最大起重量40個工作循環(huán)后，油箱內(nèi)液壓油的相對溫升在不加冷卻器的情況下，不超過75?？诮袑τ趶?fù)雜系統(tǒng)，由于功率損失的環(huán)節(jié)太多，通常用下式計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率：TOC\o"1-5"\h\zPhr-Pr~Pc (3-9)式中P,是液壓系統(tǒng)的總輸入功率，是輸出的有效功率。Pr=Pe=1『PiQiPr=Pe=右乙 Tt?=i "pi|n mTTZ%￡+ZTwj①j，j'八?=i j=\ y式中：(為工作周期；z、n、m分別為液壓泵、液壓缸、液壓馬達的數(shù)量；P、、2、〃“分別為第i臺泵的實際輸出壓力、流量、效率；4為第i臺泵工作時間；丁也、叼、。為液壓馬達的外載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、工作時間；FWi.s,為液壓缸外載荷及此載荷時的行程。起重機的一個工作循環(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。在整個循環(huán)中，依據(jù)經(jīng)驗估算出所需時間為280s。匕=37.6KwQ=23.5Kw總的發(fā)熱功率為Ar=37.6-23.5=14.lKw計算液壓系統(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)外接管路較長，而且計算發(fā)熱功率時，也應(yīng)考慮管路表面散熱：phc=(K]Al+K2A2)^t (3-H)式中：冬為油箱散熱系數(shù)，選擇&=15；(為管路散熱系數(shù)，選擇(=14；4、4分別為油箱、管道的散熱面積；M為油溫與環(huán)境溫度之差。

若系統(tǒng)達到熱平衡，則P.，=P,c，油溫不再升高，此時，最大溫差(3-12)環(huán)境溫度為"，則油溫7=1+4。油箱散熱面積的計算在以上章節(jié)計算油箱的容量為2.45n?,據(jù)公式，V=0.8abh現(xiàn)假設(shè)油箱底面為正方形a=b=L5m,求得h為1.36m4=1.8h(a+b)+1.5ab=10.719m2△t=△t==87.67°C15x10.719+14x3.14x0.032r=A7+7；=87.67+25=112.67計算出來的溫度遠遠高于所限制的溫度，現(xiàn)在采用安裝冷卻器的方法來降低溫度。據(jù)，根據(jù)熱交換量14.1Kw和油的流量（40+32）ml/rxl500r/min合108L/min,在表37.10-36中選擇型號為2LQFLA1.46F的冷卻器，它能保持油液溫度在55攝氏度左右。油箱的尺寸基本確定如下：長a=1.5m、寬b=1.5m、高h=1.36m。4起升機構(gòu)設(shè)計起升機構(gòu)是實現(xiàn)重物升降運動的機構(gòu)。起升機構(gòu)按起重機傳動方式不同，分為機械傳動、電力一機械傳動（電力傳動）、液壓一機械傳動（液壓傳動）等型式。圖4-1為一起升機構(gòu)的傳動示意圖。它由原動機1、聯(lián)軸器2、減速器3、卷筒4、制動器5、離合器6、滑輪組7和吊鉤8組成。原動機通過減速器驅(qū)動卷筒旋轉(zhuǎn)，使繞過滑輪組的鋼絲繩繞進卷筒或由卷筒放出，從而使吊鉤和重物以一定的速度作垂直升降運動1⑸。

圖4-1起升機構(gòu)的傳動示意圖起升機構(gòu)的傳動方案的分析隨著液壓汽車起重機的發(fā)展，對起升機構(gòu)的性能要求越來越高，不僅重量要輕，工作可靠，而且還要求調(diào)速。目前我國汽車起重機的起升機構(gòu)還不能完全適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的需要，絕大多數(shù)老產(chǎn)品主要采用下列二種結(jié)構(gòu)形式：單卷筒其構(gòu)造形式如圖4-2所示，動力從液壓馬達1,通過聯(lián)軸器2、減速器4傳到卷筒5。制動器3為瓦塊式，置于高速軸上，采用馬達反轉(zhuǎn)下降。這種結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，應(yīng)用較普遍。但由于它體積和重量均比較大，又不能調(diào)速，因此限制了它的應(yīng)用和發(fā)展1⑹。1液壓馬達2聯(lián)軸器3剎車4減速粒5卷筒圖4-2單卷筒起升機構(gòu)雙卷簡其結(jié)構(gòu)形式如圖4-3所示，液壓馬達1,通過減速箱2和內(nèi)漲離合器5,分別把動力傳到主副卷筒4上。QY16起重機起升機構(gòu)就是采用這種形式。這種起升機構(gòu)的離合器和剎車裝在低速鈾上，一個馬達和減速器能同時帶動兩個卷

簡，可實現(xiàn)重力下降。該結(jié)構(gòu)的離合器和剎車，其體積和重量都比較大，且構(gòu)造復(fù)雜，加工工藝要求高。離合器和剎車的間隙也需調(diào)整適當(dāng)，否則就不能實現(xiàn)空鉤自由下降。又因剎車采用外抱帶式，在剎車時卷筒主軸產(chǎn)生比較大的附加力矩，這是極為不利的。1驅(qū)動裝置2減速器3制動器4卷簡5離合器

圖4-3起升機構(gòu)現(xiàn)在國內(nèi)新型汽車起重機的起升機構(gòu)越來越廣泛地采用了各種形式的行星傳動，這是因為行星傳動具有傳動比大、承載能力大、效率高、體積小等優(yōu)點。同時國外還采用變量馬達或多泵合流以及馬達串并聯(lián)的方法來實現(xiàn)。QY8為小型起重機，只需單個吊鉤、單個卷筒，現(xiàn)選擇行星傳動（如圖4-4）。1高速液壓馬達2行星減速器3卷簡4支座圖4-4行星齒輪減速器2起升機構(gòu)的調(diào)速液壓傳動起升機構(gòu)的調(diào)速，通常是采用調(diào)節(jié)發(fā)動機油門改變液壓泵流量和控制換向閥改變通道面積大小進行節(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，也可實現(xiàn)起升機構(gòu)工作速度的微調(diào)。但缺點是節(jié)流的功率損失較大，而且進一步提高升降速度受液壓泵流量限制。為了提高起升機構(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)中采用液壓馬達串、并聯(lián)供油的方法進行調(diào)速。當(dāng)液壓馬達串聯(lián)時以高速工作，并聯(lián)時獲低速。在變量系統(tǒng)中可用變量馬達調(diào)速。此外，當(dāng)起重機的起升高度較大時，為了進一步提高空鉤或輕載時的下降速度，在起升機構(gòu)上往往設(shè)置重力下降裝置，即在起升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升卷筒與液壓馬達脫開自由轉(zhuǎn)動，則空鉤或重物在重力作用下，以較高的速度下降口刀。本系統(tǒng)為雙泵單馬達、分合流油路、開式系統(tǒng)（如圖4-5所示），根據(jù)各機構(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1供油，起升與其余各機構(gòu)都可以進行聯(lián)合動作，提高工作效率，同時起升輕載及空載時，泵2與泵1可以同時合流供給起升，提高起升速度，擴大調(diào)速范圍。當(dāng)重載時，用分流方式，即泵2不工作，此時提升速度為低速；當(dāng)空載或輕載時用合流方式。圖4-5調(diào)速回路3起升機構(gòu)設(shè)計計算3.1起升機構(gòu)起升機構(gòu)的設(shè)計應(yīng)保證滿足起重機的主耍工作性能，要合理選擇機構(gòu)形式，要使機構(gòu)

工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，自重輕和維修保養(yǎng)方便等。起升機構(gòu)的設(shè)計計算主要包括：根據(jù)總體設(shè)計要求選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，并確定機構(gòu)的傳動布置方案；按給定的整機主要參數(shù)（最大額定起重量、起升高度、起升速度等）確定起升機構(gòu)參數(shù)，選擇確定機構(gòu)各起重零部件的結(jié)構(gòu)類型和尺寸；以及機構(gòu)動力裝置的選擇計算等。3.2起升機構(gòu)的零部件選擇計算吊鉤吊鉤是起重機械的重要零部件。它可以是鍛鋼制造的，也可以是鋼鉀制的，但不能采用鍛造吊鉤。起重機的吊鉤生產(chǎn)已標準化。QY8汽車起重機根據(jù)其額定起重量8T,對于8噸汽車起重機，屬于小起重量起重機，采用單鉤，使用方便，查閱文獻，單鉤尺寸選擇釣號為5號機構(gòu)工作級別為M4起重量為8噸起重量吊鉤。起重機構(gòu)滑輪組倍率起重機構(gòu)滑輪組倍率的選擇直接影響整個機構(gòu)的設(shè)計。起升機構(gòu)中常采用省力滑輪組。起升鋼絲繩中的拉力與倍率直接有關(guān)。當(dāng)起重量一定時，選擇大的倍率可能降低鋼絲繩中拉力，從而使滑輪和卷筒尺寸減少，獲得較緊湊的機構(gòu)尺寸。但倍率過大則在一定的起升高度下，將會怎增加起升鋼絲繩總?cè)萘?，從而增加卷筒尺寸。此外，倍率的增大將降低整個滑輪組的效率，并使起升機構(gòu)的空鉤難于重力下降。通常起升機構(gòu)的倍率與額定起重量有一定關(guān)系。參考表4-1有：表4-1額定起重量與倍率的關(guān)系額定起重量Q3581216254065100倍率啊a234?666?88?101012?1617?20根據(jù)QY8起重機的作業(yè)要求，選擇倍率a=6,可以實現(xiàn)大起重量時低速運行和小起重量高速運行。43.2.3起重鋼絲繩根據(jù)起升機構(gòu)最大靜載荷選擇鋼絲繩。起升鋼絲繩中最大拉力，由公式：“maxPqar/8.8x9.8x10006x0.951=1.50x104“maxPqar/8.8x9.8x10006x0.951=1.50x104N1一41-7]。(1一〃)1-0.9866x0.02=0.951(4-1)(4-2)式中：％—起重機最大起升載荷，考慮計算載荷為L1倍額定載荷，忽略吊鉤重量N；a—起升滑輪組倍率；"—滑輪組總效率。鋼絲繩的破斷拉力公式d=c&式中：d—鋼絲繩最小直徑mm；c—選擇系數(shù)；s—鋼絲繩最大工作靜拉力N。選擇系數(shù)c與機構(gòu)工作級別有關(guān)，按表選取工作級別M4,則安全系數(shù)n=4.5。d=c4s-0.099xJl.50x104=12.12mm查閱文獻(GB1102-74)有，根據(jù)d212.12mm,選取d=14mm。.4鋼絲繩用楔形接頭選擇根據(jù)鋼絲繩直徑d=14mm查得楔形接頭公稱尺寸為14mm,其結(jié)構(gòu)尺寸B、D、H、R參考表格(GB5973—86).滑輪組與鋼絲繞繩量的選用(1)選配滑輪組的兩滑輪規(guī)格時，是依據(jù)各自所受拉力來選擇的。而兩滑輪受力是不相等的。在滑輪組水平狀態(tài)時，跑繩引出那個滑輪，除了工作載荷外，還要受到跑繩的拉力；滑輪組在垂直工作狀態(tài)時，上滑輪還要比下滑輪多承受下滑輪的重量、繩索的重量。因而在起重吊裝選配滑輪組時，下滑輪按其載荷重量來選擇，上滑輪則要以載荷重量、跑繩拉力、下滑輪及繩索重三者之和來選擇。使用對稱性起吊滑輪組時，兩套或兩套以上滑輪組承擔(dān)同一個載荷時，應(yīng)根據(jù)具體情況裝設(shè)平衡輪或平衡裝置。兩鋼繩末端必須可靠地固定在平衡裝置上。平衡裝置或平衡輪必須能自由轉(zhuǎn)動，并保證有充分的潤滑，同時還應(yīng)增加護板，以防止鋼繩相互纏繞。使用對稱性起吊滑輪組時，兩個或兩個以上滑輪組和動力機械的卷揚速度及效率等應(yīng)力求相同，以保證起吊平穩(wěn)。綜合考慮，現(xiàn)參考JB/T9005.4-1999,起重機用鑄造滑輪，選用A型14x300-45JB/T9005.4-1999o(2)根據(jù)起升鋼絲繩直徑和卷筒繞繩量，當(dāng)起重機最大起升高度H=21m時(具有三節(jié)主起重臂，主臂全伸口寸，起升高度可達17m(最長主臂加副臂可達到21m)),滑輪組倍率a=6時，所需卷筒繞繩量：L=Ha+ZqttDx+S (4-3)式中：Z0-鋼絲繩周定在卷筒上的安全圈數(shù)，取Z0>1.5圈，取Z0=3； 卷筒計算直徑，D[=D+d：S—吊臂最大伸縮行程。5=(^-l)x/=(3-l)x7.88=15.76m4.3.3卷筒設(shè)計卷筒用以收放鋼絲繩，把原動機的驅(qū)動力傳遞給鋼絲繩，并將原動機的回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動。按照卷筒的外形可有圓柱形與圓錐形之分。起重機械中主要采用圓柱形卷筒。在某些特殊情況下，如在變幅機構(gòu)中鋼絲繩對卷筒的拉力變化范圍較大，或者為了保證變幅時物品高度位置不變時，也可以考慮采用圓錐形卷筒[網(wǎng)。按鋼絲繩在卷筒上的卷繞層數(shù)可分為單層繞卷筒和多層繞卷筒。卷筒尺寸的確定（1）在超重、卷揚機構(gòu)中，通常采用圓柱形卷筒，它可以做成整體鑄造的、焊接的或組合的等三種型式。鑄造卷筒（圖4-6）的常用材料有HT200、HT300等灰鑄鐵；對重載重要的卷筒有時也用ZG35（490?700MP）號鑄鋼鑄造。鑄造卷筒由于結(jié)構(gòu)笨重、清砂困難，目前應(yīng)用逐漸減少。焊接卷筒（圖4-7）與鑄造卷筒相比，能減輕重量30—0%,卷簡愈大減輕重量愈顯著。當(dāng)卷筒為單件生產(chǎn)時，由于用焊接生產(chǎn)可不用木模，所以還能降底成本。焊接卷簡的簡體可以用軋制無縫鋼管、鑄造鋼管或焊接鋼管等制成。隨著鋼管生產(chǎn)的不斷發(fā)展，焊接卷筒的應(yīng)用將逐漸增多。圖4-6鑄造卷筒 4-7焊接卷筒為了簡化鑄造工藝和節(jié)省管材，目前在起重設(shè)備中廣泛應(yīng)用組合式卷筒（如圖4-8、圖4-9）o組合式卷簡的簡體可用鑄造圓筒或用鋼管制成人卷筒端蓋亦可用鑄造或焊接結(jié)構(gòu)。端蓋與筒體的聯(lián)接，有兩種常見的結(jié)構(gòu)：圖4-8為利用普通螺栓沿卷筒軸向進行聯(lián)接的結(jié)構(gòu)；圖4-9為利用較孔光制螺栓沿卷筒徑向進行聯(lián)接的結(jié)構(gòu)。圖4-8組合式卷筒 圖4-9組合式卷筒查起重機設(shè)計手冊資料，對于8T汽車起重機，采用組合式鑄造卷筒，結(jié)構(gòu)簡圖見（圖4-10）,材質(zhì)為HT200,抗拉強度為%=195MPa（起重機用灰鑄鋼GB9439-88）,抗壓強度（7bc=700MPao卷筒的名義直徑為D,但計算公式是按鋼絲繩中心計算的最小卷繞直徑Dwin。卷筒尺寸的計算公式見式D】min=hd，式中的h值按表4-2中的hl選取。注意對流動式起重機應(yīng)見表4-2的注2。

表4-2系數(shù)h機構(gòu)工作級別卷筒瓦卷筒h2機構(gòu)工作級別卷筒E卷筒h2M|—M31416m62022.4m41618m722.425m51820Ms2528注：1.采用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩時，h值應(yīng)按比機構(gòu)工作級別高一級的值選??；2.對于流動式起重機，建議取鳳=16及112=18,與工作級別無關(guān)。本次設(shè)計機構(gòu)工作級別為M5（由利用等級和載荷狀態(tài)確定），故取h=h2=20；從機構(gòu)布置來看，選用較小的卷筒直徑可以使減速機構(gòu)的速比減小，而選用較小的減速器，可以減小機構(gòu)尺寸，對總體布置有利。Dimin是計算所允許的最小值，不能再小。因為卷筒直徑過小，會降低鋼絲繩的使用壽命。故0imin=〃x4=20x14=280mm卷筒分單層繞有槽卷筒和多層繞光面卷筒。由于起重機起升高度較大，又是多倍率的伸縮臂式汽車起重機，起升機構(gòu)繞繩量很大，故采用多層繞光面。卷筒，根據(jù)，查閱機械行業(yè)標準（JB/T9006.1—1999）取。mn=355mm。其長度按下式計算（見圖4-10）圖4-10多層繞卷筒設(shè)多層卷筒的各層直徑分別用DI、D2、D3……Dn表示，總共n層，每層為Z圈,則卷筒的總繞繩量L為同：Z,=Z?+4+2+……+2）已知：Dx=D+(7=355+14=369mmD2=￡)]+2t/=￡)+31=355+3x14=397mmD3=Q+5d=355+5xl4=425mm(4-4)Dn=D+(2m-\)d(4-4)代入上公式得：L=Z^{?Z)+41+3+5+7+---+(2n-l)]}=Z^{nD+d-[l+(2n-1)]]=Zm(D+dn)式中：H—起重機最大起升高度；a—滑輪組倍率；Z。一附加安全圈數(shù)，一般取3圈；。一卷筒的計算直徑，即2=0+4。則Z= (4-5)m(D+曲)已知機構(gòu)所需的繞繩量L為：Z=//a+Z0^)1+5=21xl03x6+3x3.14x(355+14)+15.76xl03=1.45x105mm將L=E=1.45x105mm代入公式得:L L45xl()57m(D+dri)3.14xz7x(355+14xz?)則多層繞卷筒長度為：,\A(Ha+S+Z07rD.)dl.lxl.45xl05xl47m{D+dn) 3.14x〃x(355+14x〃)_ 2.23x1063.14x〃x(355+14x〃)式中1.1為鋼絲繩排列不均勻系數(shù)。由/43。優(yōu)化設(shè)計有色2,取n=4,得/=432mm,便于工藝處理加工，取/=450mm。(3)卷筒邊緣直徑2卷筒邊緣直徑即卷筒端側(cè)板直徑，對于多層纏繞，位防止鋼絲繩脫落，端側(cè)板直徑應(yīng)大于鋼絲繩最外層繩圈直徑。端側(cè)板直徑用下式計算：Dk>Dn+4d (4-6)式中：&—最外層鋼絲繩繩芯直徑，由下式確定：Dn=Do+(2n—\)d,n—鋼絲繩纏繞層數(shù)。設(shè)計鋼絲繩纏繞層數(shù)為4層，即n=4。貝I」?！?355+(2x4-1)x14=453mmDk2453+4xi4=509mm由卷筒纏繞層數(shù)計算公式，式中如為保證鋼絲繩不越出擋板外緣的安全高度mm。該值在單層纏繞中應(yīng)不小于1.5倍的鋼絲繩直徑，在多層纏繞中應(yīng)不小于2倍的鋼絲繩直徑。取〃*=2d=2x14=28mm

則由公式可得：nx2d+D0+2nk<Dk求得Dk^4x2x14+355+2x28=523mm綜上考慮，取Dk=520mm4.33.2卷筒的強度校核卷筒在鋼絲繩的拉力作用下，產(chǎn)生壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，其中壓縮應(yīng)力最大。當(dāng)LW3D時，彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力不超過壓縮應(yīng)力的10%?15%,只計算壓應(yīng)力即可。當(dāng)后3口時，要考慮彎曲應(yīng)力。對尺寸較大，壁厚較薄的卷筒還須對筒壁進行抗壓穩(wěn)定性計算。分析：L=450mm、D=355mm,即L<3Do卷筒筒壁的最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在筒壁的外表面，壓應(yīng)力/按下式計算：二44Smax< （4，）°3Pl」式中：cr0一卷筒壁壓應(yīng)力MPa；Smax—鋼絲繩最大靜拉力N;§—卷筒壁厚mm；P—繩槽節(jié)距（mm）,根據(jù)d=14mm,查表得標準節(jié)距。=17mm；4—應(yīng)力減少系數(shù)，在繩圈拉力作用下，筒壁產(chǎn)生徑向彈性形變，使繩圈緊度降低，鋼絲繩拉力減少，一般取4=0.75；4—多層卷繞系數(shù)，多層卷繞時，卷筒外層繩圈的扎緊力壓縮下層鋼絲繩，使各層繩圈的緊度降低，鋼絲繩拉力減少，筒壁壓應(yīng)力不與卷筒層數(shù)成正比，4按表4-3取值：表4-3A2值卷繞層數(shù)I23>4A?1.0［仃-許用壓應(yīng)力，對鑄鐵區(qū)人，。,為鑄鐵抗壓強度極限，對鋼［司=巴，2,%為鋼屈服強度極限。=44Smax°=44Smax°― ~8P~0.75x2.0xl.5xl04 =88MPa15x17計算彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力=4.11MPaMh_ +用_7(0.34x104)2+(0.53x104)=4.11MPaW— 1.53x10-3式中：Mh—換算力矩，Mh=J%+Mt/一彎矩，Mh=Smax-=1.50xl04x^-=0.34xl04N-m（S2為鋼絲繩最大靜拉力、L為卷筒計算長度）;A/r一扭矩，Mt=Smm-D=1.50xIO4x0.355=0.53x104N-m；沙一卷筒斷面抗彎模數(shù)；u/0.1(。4_a)0.1x(3554-3274).in63in.33W= = =1.25x10mm=1.25x10mD 355。一卷筒名義直徑；8一卷筒壁厚，對于鑄造鋼筒按照經(jīng)驗公式有，bxd=14mm,取b=15mm；A一卷筒內(nèi)徑，0o=O-2b=355-2xl4=327(mm)。由(10%?15%戶外=(7.5?11.25MPa巨4.11MPa,而々=88MPa,q=700MPa,b4/5=140MPa,取安全系數(shù)n=1.5,W140/1,5=93.3MPa>88MPao即設(shè)計合理。4.333卷筒筒壁的穩(wěn)定性驗算如果卷筒較長、筒壁太薄，在過載或急劇制動情況下，可能會出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。一般認為：對卷筒直徑大于1200mm,容繩寬度大于卷筒直徑兩倍的大尺寸卷筒，應(yīng)進行卷筒壁的穩(wěn)定性驗算。穩(wěn)定性計算，可采用計算穩(wěn)定性系數(shù)K的方法：PK==21.3?1.5 (4.8)q式中：K—穩(wěn)定性系數(shù)；%—失去穩(wěn)定時臨界壓力，對鋼卷筒：^,=420000-3-2F4—卷筒壁單位壓力q=—^-b—卷筒壁厚14mm；°。一卷筒直徑355mm；與max一鋼絲繩最大靜拉力15000N；p—鋼絲繩節(jié)距17mm；d一鋼絲繩直徑14mm。代入公式，計算得出:143P=420000x--=25.7635532x15000355x172x15000355x17=4.97MPa“25.76,,?,_,,K= ?5.18>1.3~1.54.97由上計算可知設(shè)計滿足要求，筒壁穩(wěn)定。3.4起升機構(gòu)制動器設(shè)計制動器習(xí)慣上稱為閘。它裝在起重機的運行機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和變幅機構(gòu)思。它在卷揚帆上的削動功能為：(1)使重物可靠地停止在所需要的位置；(2)除了在荷重狀態(tài)下起剎車作用外，還能調(diào)整物體的下降速度；(3)用止動棘輪制動，防止卷揚帆工作時例轉(zhuǎn)。根據(jù)實踐生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)歸納可得出以下結(jié)論：起升機構(gòu)制動器設(shè)計合理的前提下，起升機構(gòu)可以省略離合器，當(dāng)機構(gòu)不工作時，起升機構(gòu)三位四通換向閥處于中位，液壓油通過溢流閥卸荷。即本系統(tǒng)不設(shè)計離合器。起升機構(gòu)制動器相關(guān)參數(shù)選擇起升機構(gòu)的每…套獨立的驅(qū)動裝置至少要裝一個支持制動器。吊運液態(tài)金屬及其他危險物品的起升機構(gòu)，每套獨立的驅(qū)動裝置至少應(yīng)有兩個支持制動器。支持制動器應(yīng)是常閉式的，制動輪必須裝在與傳動機構(gòu)剛性聯(lián)接的軸上。制動器安全系數(shù)應(yīng)不低于下列數(shù)據(jù)。(1)一般起升機構(gòu)：L5；(2)重要起升機構(gòu)：1.75；(3)吊運液態(tài)金屬和危險品的起升機構(gòu)：裝有兩個支持制動器時，每個的制動安全系數(shù)不低于1.25；對于兩套彼此有剛性聯(lián)接的驅(qū)動裝置，每套裝置有兩個支持制動器時，每個的制動安全系數(shù)不低于1.1；(4)具有液壓制動作用的液壓傳動起升機構(gòu)：1.25。無特殊要求時，制動所引起的物品升降減速度不應(yīng)大于表4-4的規(guī)定值。推薦支持制動與控制制動并用?？刂浦苿涌梢允请姎馐降?，如：再生制動、反接制動、能耗制動及渦流器制動等；也可以是機械式的。控制制動僅用來消耗動能，使物品安全減速。在與控制制動并用時，支持制動器的最低制動安全系數(shù)仍應(yīng)滿足上述要求。表4~4平均升降加(減)速度GB“3811—1983 (/m.s-2)起重機的用途及種類平均加速度起重機的用途及種類平均加速度做精密安裝的起重機0.1港口用抓斗門座起重機0.5-0.7調(diào)運液態(tài)金屬和危險品的起重機0.1冶金工廠中生產(chǎn)率高的起重機0.6-0.8一般加工車間、倉庫及堆物用吊鉤、0.2港口用吊鉤門式起市:機0.6-0.8電磁及抓斗起重機港口用吊鉤門座起重機0.4-0.6港口用裝卸橋0.8-起升機構(gòu)制動器的設(shè)計計算盤式制動器一般可分為點盤式和全盤式，其特點是利用軸向力使固定摩擦盤和轉(zhuǎn)動摩擦盤問產(chǎn)生摩擦力，從而實現(xiàn)制動口3全盤式制動器所需的制動軸向力可由下式計算確定p=Mi?〃?凡?K (*9)式中：M一制動力矩N.cm；j—摩擦面的對數(shù)；u-摩擦系數(shù)；K—考慮在鈾向壓力作用下圓盤本身的壓縮，以及由于摩擦力矩作用，在圓盤和花鍵軸間產(chǎn)生的摩擦使軸向力減小的系數(shù)，其值隨i的增加而減小。當(dāng)好4時，K=l,i=10時，K=0.8；摩擦面的平均半徑cm,由下式近似確定。&+R)Rq= 2 (4-10)式中：與一為摩擦面的內(nèi)徑，由構(gòu)造確定；.—為摩擦面的外徑,一般&=(1.25?2.5)居，/?,-/?2<12cmo摩擦面的單位壓力，對摩族面數(shù)少的盤式制動器，可認為每對摩擦面上的比壓相等。摩擦面對數(shù)增多時，距離加壓圓盤最近的摩擦面的比壓力為最大。p=3 (4-11)乃(&2 )式中：上］一許用比壓(N/5?),按表全5選取。表4-5許用壓力摩擦材料無潤滑[P] (N/cm2)干油潤滑油槽潤滑金屬對金屬 20?4030?5060?120織戎的摩擦材料對金屬 20~4040?8060?120壓制的摩擦材料對金屬 40?8050?120100?200盤式制動器松閘時，松閘器使加壓圓盤在鈾向的退距稱力松閘行程。松閘時，各圓盤摩擦面之間無軸向壓力作用，圓盤和摩擦襯墊在自身彈性復(fù)原力的作用下，各摩擦面間脫離緊密接觸，轉(zhuǎn)動盤可以隨軸轉(zhuǎn)動。為此松閘行程應(yīng)滿足：△=A1十A2十A3=0.5?1mm式中：A1—金屬圓盤和摩擦襯墊在軸向產(chǎn)生的熱變形量；△2—在軸向壓力作用下摩擦襯墊在軸向產(chǎn)生的彈性變形量；△3—在制動器規(guī)定的調(diào)整期內(nèi)襯墊的磨損量。上述值當(dāng)摩擦面無潤滑時取大值，油槽潤滑時取小值。注：本設(shè)計所選專用卷揚減速機中附帶制動系統(tǒng)，其開啟壓力為1.8MPa,以上計算只用于對制動器的校核。

4.4起升機構(gòu)傳動裝置減速器選擇及傳動比的驗算起升機構(gòu)傳動裝置的總傳動比是根據(jù)馬達轉(zhuǎn)速〃?和卷筒轉(zhuǎn)速〃2確定。液壓馬達轉(zhuǎn)速〃］由公式：々="〃p%r/min d-⑵qm式中：qp、＜7,“一液壓泵和液壓馬達的排量cm%；qp-雙泵合流時排量；qp=(40+32)cm,/r=72ml/r,qm=56.1ml/r%-液壓泵的額定轉(zhuǎn)速r/min,np=1600r/min；%一泵、馬達、系統(tǒng)的容積效率，%=0.82。72x1600x0.8256.1=72x1600x0.8256.1=1684(r/min)卷筒轉(zhuǎn)速：％15x63.14x0.355卷筒轉(zhuǎn)速：％15x63.14x0.355=80(r/min)則總的傳動比：7=儂=21.0580初定傳動比為216設(shè)計誤差為(21.6-21.05)/21.05=2.6%。則設(shè)計合理。5汽車起重機液壓系統(tǒng)的合理使用與維護液壓系統(tǒng)的污染后果及注意事項據(jù)統(tǒng)計，汽車起重機液壓系統(tǒng)中70%-80%的故障是由于液壓油污染變質(zhì)造成的。因為液壓系統(tǒng)的泵、閥、液壓缸等元件，相對運動元件之間，都有粗糙度很低的配合面和精密度很高的配合間隙。有些元件還設(shè)有阻尼孔，縫隙式控制閥口。如果油液中混入雜質(zhì),將會阻塞這些縫隙、小孔，阻礙油液的運動，破壞液壓件的配合面，或卡在它們中間，致使泵、閥等液壓元件密封不嚴或失效。如汽車起重機起升機構(gòu)中變量馬達因油液中的顆粒物堵塞控制油口而阻礙變量，甚至失效，大型汽車起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)因油液中的顆粒物堵塞單向阻尼閥不能執(zhí)行回轉(zhuǎn)命令，油泵、油缸、馬達、液壓鎖、閥等因顆粒物磨損早期失效。這些都是起重機液壓系統(tǒng)的污染所致，導(dǎo)致汽車起重機不能正常工作。所以，保持液壓系統(tǒng)和液壓油的清潔，是確保其正確使用和提高壽命的關(guān)鍵。為此，應(yīng)注意如下幾點。清洗和更換濾清器對系統(tǒng)中的濾清器進行拆卸清洗和更換，能有效地從液壓油液中除去固體顆粒，這也是污染控制的關(guān)鍵措施之一-油液通過良好的過濾，可防止切屑或其他大顆粒物造成元件卡死、劃傷、堵塞等故障，對油泵吸油口等處安裝的濾油器，應(yīng)按期清洗或更換。定期換油過濾只能濾除液壓油中的機械雜質(zhì)，而可溶性雜質(zhì)不能去除，只能用油來控制含量;此外，液壓油在長期溫度、壓力、氧化等反復(fù)變化作用下也會逐漸變質(zhì)，失去應(yīng)有的性能,只能采取定期換油的方法。保證油液系統(tǒng)的密封性液壓汽車起重機的液壓系統(tǒng)要做到防塵防水，保持液壓系統(tǒng)的密封性，嚴禁異物進入液壓系統(tǒng)。保持液壓油清潔度指標液壓汽車起重機使用的液壓油應(yīng)保持一定的清潔度，通常以顆粒污染度、水分含量、黏度變化、總酸值作為主要檢驗指標。保養(yǎng)時，加入起重機液壓系統(tǒng)的液壓油，應(yīng)符合ZBE39004-5-86《汽車起重機和輪胎起重機液壓油固體顆粒污染等級》標準，即：固體顆粒污染等級不應(yīng)超過18/15,起重機使用過程中的液壓油不應(yīng)超過20/16；水分極限指標:要求液壓油含水量不應(yīng)超過0.1%；運動粘度極限指標：要求液壓油運動粘度變化不超過±10%；總酸度極限值，要求總酸度不應(yīng)超過0.3mg(KOH)/g。5.2液壓油的質(zhì)量檢查5.2.1液壓油的氧化程度液壓油在使用過程中，由于其溫度的變化，空氣中氧氣及太陽光的作用，將會使液壓油逐漸被氧化，使其黏度等性能改變甚至生成油泥；氧化程度，可依據(jù)液壓油的顏色、氣味來判斷，如果液壓油的顏色呈黑褐色并有異味，說明已被氧化，褐色越深，異味越濃,說明液壓油被氧化的越深，應(yīng)及時更換新液壓油。5.2.2液壓油的含水量如果液壓油中混入水分，將會降低其潤滑性能，有些情況下，水還可能與液壓油添加劑反應(yīng)，生成酸而導(dǎo)致金屬腐蝕。液壓油是否含有水分，通常按顏色和氣味的變化情況而定，如呈乳白色，氣味沒有變化說明水分混入過多；可取少量液壓油滴到灼熱的鐵質(zhì)上,如發(fā)出清脆的聲音，說明含有水分，如果檢查出液壓油中混入水分，應(yīng)更換液壓油。5.2.3雜質(zhì)情況汽車起重機工作一段時間后，取兒滴液壓油用手指清捻，觀察是否有固體顆粒，也可取一滴被測液壓油在濾紙上，觀察斑點的變化情況，液壓油迅速擴散，中間無沉積物，表明油品正常，液壓油擴散慢，中間出現(xiàn)沉積物，表明油品已變壞，如固體顆粒較多，應(yīng)更換液壓油。5.3液壓系統(tǒng)的日常維護汽車起重機日常維護屬于防范性的例行作業(yè)，以檢查、清潔為中心，是降低液壓系統(tǒng)故障最重要的環(huán)節(jié)。通過例行檢查，可較早發(fā)現(xiàn)一些異?，F(xiàn)象及故障前兆，如外泄漏、壓力波動，溫升較高、聲音異常及油液變色變味等，日常維護應(yīng)在出車前、工作中和收車后進行。出車前維護內(nèi)容液壓油在使用過程中，由于其溫度的變化，空氣中氧氣及太陽光的作用，將會使液壓油逐漸被氧化，使其黏度等性能改變甚至生成油泥；氧化程度，可依據(jù)液壓油的顏色、氣味來判斷，如果液壓油的顏色呈黑褐色并有異味，說明已被氧化，褐色越深，異味越濃,說明液壓油被氧化的越深，應(yīng)及時更換新