《汽車起重機液壓系統(tǒng)設計——畢業(yè)設計論文》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《汽車起重機液壓系統(tǒng)設計——畢業(yè)設計論文（34頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、畢 業(yè) 設 計 作 品 題 目：汽車起重機液壓系統(tǒng)設計姓 名：專 業(yè)：機電一體化班 級：學 號：校內指導老師：校外指導老師：填表日期： 湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術學院教務處制湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計作品二級學院醫(yī)管學院專 業(yè)機電一體化技術 班 級 姓 名學 號校內指導老師 畢業(yè)設計名稱汽車起重機液壓系統(tǒng)設計校外指導老師畢業(yè)設計時間 汽車起重機液壓系統(tǒng)設計摘 要汽車起重機是各種工程建筑廣泛應用的起重設備,是用來對物料進行起重、運輸、裝卸或安裝等作業(yè)的機械設備，在工業(yè)和民用建筑中作為主要施工機械而得到廣泛運用。它對減輕勞動強度、節(jié)省人力，降低建設成本，提高施工質量，加快建設速度，實現(xiàn)工程施工機械化起著

2、十分重要的作用。本次設計主要是汽車起重機液壓回油路和各個工作動作的液壓回油路的原理設計。通過對汽車起重機液壓系統(tǒng)的研究和學習，熟練的掌握了液壓系統(tǒng)的相關知識，并能在實際中實際應用，加強了對液壓系統(tǒng)的了解，增加了液壓系統(tǒng)方面的知識，拓寬了我的知識面，使我的知識不再局限于課本，能從實例中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、學習問題?！娟P鍵詞】：汽車起重機；起重設備；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;汽車起重機液壓系統(tǒng)設計目 錄摘 要.I關鍵詞.I中文摘要.II中文關鍵詞.II目 錄.III前 言.11.汽車式起重機及其液壓系統(tǒng)的概述.2 1.1汽車式起重機概述.2 1.2.液壓系統(tǒng)在汽車起重機上應用的特點.2 1.3汽車起重機液壓系統(tǒng)的發(fā)展趨勢.32.液壓系統(tǒng)性能分析與原理設計.4 2.1 汽車起重機典型工況分析及對液壓系統(tǒng)要求.4 2.1.1汽車起重機的典

7、型工況分析.4 2.1.2汽車起重機對液壓系統(tǒng)的要求.4 2.2.汽車起重機液壓系統(tǒng)總成.5 2.3 汽車起重機液壓系統(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轉臺回轉回路.9 2.3.5吊重起升回路 .9 2.3.6汽車起重機液壓系統(tǒng)的特點.9 2.4 對汽車起重機液壓系統(tǒng)各主要回路的分析.10 2.5 汽車起重機液壓系統(tǒng)類型的擬定.17 2.5.1本機液壓系統(tǒng)分析.17 2.5.2各機構組合分配及控制.173.液壓系統(tǒng)計算.19 3.1汽車起重機液壓系統(tǒng)主要液壓元件的選擇.19 3.1.1汽車起重機液壓系統(tǒng)參數(shù)的初定

8、.19 3.1.2 起升馬達的計算和選擇.19 3.1.3液壓泵的計算與選擇.21 3.2汽車起重機液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計算.23 3.2.1計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率.23 3.2.2計算液壓系統(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. 汽車起重機液壓系統(tǒng)常見故障的分析與排除.29結束語 .30致 謝.31參考文獻.32 前 言汽車起重機是用來對物料進行起重、運輸、裝卸或安裝等作業(yè)的機械設備，在工業(yè)和民用建筑中作為主要施工機械而得到廣泛運用。它對減輕勞動強度、節(jié)

9、省人力，降低建設成本，提高施工質量，加快建設速度，實現(xiàn)工程施工機械化起著十分重要的作用。目前我國是世界上使用工程起重機最大的國家之一。隨著液壓傳動技術的不斷發(fā)展，汽車起重機已經成為各起重機生產廠家主要發(fā)展對象。中國的汽車起重機產業(yè)始終走著一條自主創(chuàng)新的道路，有著自己清晰的技術發(fā)展脈絡。尤其是近5年來，中國汽車起重機產業(yè)實現(xiàn)了一輪從外部經濟總量到內在運營品質的高速發(fā)展，成為了一個發(fā)展穩(wěn)定、市場化程度高的成熟產業(yè)。汽車起重機的液壓系統(tǒng)起著驅動和控制汽車起重機各機構動作的作用。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)

10、和液壓元件都不一致，給生產、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。 本課題主要針對汽車起重機的功能、組成和工作特點，結合汽車起重機的運用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，設計一款能夠適應工程建設的輕型汽車起重機液壓系統(tǒng)。 1.汽車式起重機及其液壓系統(tǒng)的概述 1.1汽車式起重機概述中國的汽車式起重機誕生于上世紀的10年代，經過了近30年的發(fā)展，期間有過3次主要的技術改進，分別為70年代引進蘇聯(lián)的技術，80年代引進日本的技術，90年代引進德國的技術。但是總體來說，中國的汽車式起重機產業(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，尤其是近幾年，中國的汽車式起重機產業(yè)

11、取得了長足的發(fā)展，雖然與國外相比還有一定的差距，但是這個差距正在逐漸的縮小。而且中國在中小噸位的汽車式起重機的性能已經完好，能夠滿足現(xiàn)實生產的要求。在不久的將來，中國的汽車式起重機行業(yè)一定會發(fā)展成為一個發(fā)展穩(wěn)定，市場化程度高的成熟產業(yè)。汽車起重機是一種將起重作業(yè)部分安裝在汽車通用或專用底盤上、具有載重汽車行駛性能的輪式起重機。根據(jù)吊臂結構可分為定長臂、接長臂和伸縮臂三種，前兩種多采用桁架結構臂，后一種采用箱形結構臂。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，能夠迅速轉移場地，廣泛用于土木工程。汽車起重機的主要技術性能有最大起重量、整機質量、吊臂全伸長度、吊臂全縮

12、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。1.2 液壓系統(tǒng)在汽車起重機上應用的特點來自汽車發(fā)動機的動力經油泵轉換到工作機構，其間可以獲得很大的傳動比，省去了機械傳動所需的復雜而笨重的傳動裝置。不但使結構緊湊，而且使整機重量大大的減輕，增加了整機的起重性能。同時還很方便的把旋轉運動變?yōu)槠揭七\動，易于實現(xiàn)起重機的變幅和自動伸縮。各機構使用管路聯(lián)結，能夠得到緊湊合理的速度，改善了發(fā)動機的技術特性。便于實現(xiàn)自動操作，改善了司機的勞動強度和條件。由于元件操縱可以微動，所以作業(yè)比較平穩(wěn)，從而改善了起重機的安裝精度，提高了作業(yè)質量。采用液壓傳動，在主要機構中沒有劇烈的干摩擦副，減少了潤滑部

13、位，從而減少了維修和技術準備時間。液壓傳動的起重機，結構上容易實現(xiàn)標準化，通用化和系列化，便于大批量生產時采用先進的工藝方法和設備。此種起重機作業(yè)效率高，輔助時間短，因而提高了起重機總使用期間的利用率，對加速實現(xiàn)四個現(xiàn)代化大有好處。1.3 汽車起重機液壓系統(tǒng)的發(fā)展趨勢在液壓系統(tǒng)的基本回路方面的發(fā)展趨勢具體如下：（1） 在調壓回路中，采用安全閥來限制系統(tǒng)最高工作壓力，防止系統(tǒng)過載，對起重機實現(xiàn)超重起吊安全保護作用。（2） 在調速回路中，采用手動調節(jié)換向閥的開度大小來調整工件機構(起降機構除外)的速度。（3） 在鎖緊回路中，采用由液控單向閥構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，且有效時間長。（4） 在平衡回路中，采用經過改進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)過程中因重物自重而下降，且工作穩(wěn)定、可靠，但在一個方向有背壓，會對系統(tǒng)造成一定的功率損耗。（5） 在多缸卸荷回路中，采用多路換向閥結構，其中的每一個三位四通手動換向閥的中位機能都為M型中位機能，并且將閥在油路中串聯(lián)起來使用，這樣可以使任何一個工作機構單獨動作；這種串連結構也可在輕載下使機構任意組合地同時動作，但采用6個換向閥串連連接，會使液壓泵的卸荷壓力加大，系統(tǒng)效率降低，但

15、由于起重機不是頻繁作業(yè)機械，這些損失對系統(tǒng)的影響不大。（6） 在制動回路中，采用由單向節(jié)流閥和單作用閘缸構成的制動器，利用調整好的彈簧力進行制動，制動可靠、動作快，由于要用液壓缸壓縮彈簧來松開剎車，因此剎車松開的動作慢，可防止負重起重時的溜車現(xiàn)象發(fā)生，能夠確保起吊安全，并且在汽車發(fā)動機死火或液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能夠迅速實現(xiàn)制動，防止被起吊的重物下落。 2.液壓系統(tǒng)性能分析與原理設計2.1 汽車起重機典型工況分析及對液壓系統(tǒng)要求2.1.1汽車起重機的典型工況分析根據(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。設計液壓系統(tǒng)時要求各系統(tǒng)的動作能夠

16、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)內容特點1基本臂相應的工作幅度吊重起升-回轉-下降-起升-回轉-下降中間制動一次起重噸位大，動作單一。很少與回轉等機構組合動作2全長臂相應的工作幅度卷揚起升-回轉-下降-卷揚起升-回轉-下降中間制動一次運用較多的情況，能滿足小噸位的工作3最長臂；主臂加副臂相應的工作幅度起升+回轉-變幅-下降-起升+回轉-下降中間制動一次起重噸位小，一般在12噸之間2.1.2 汽車起重機對液壓系統(tǒng)的要求根據(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要求上。1. 起升回路（1）能方便的實現(xiàn)合分流方式轉換，保證工作的高效安全。（2

17、）要求卷揚機構微動性好，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。2. 回轉回路（1）具有獨立工作能力。（2）回轉制動應兼有常閉制動和常開制動（可以自由滑轉對中），兩種情況。3. 變幅回路（1）帶平衡閥并設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）平衡閥應備有下腔壓力傳感器接口，作為力矩限制器檢測星號源。4. 伸縮回路本機伸縮機構采用三節(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

18、伸縮，但不能實現(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。（2）操縱元件必須具有45方向操縱兩個機構聯(lián)動能力。6. 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）起重機行走時不產生掉腿現(xiàn)象。2.2.汽車起重機液壓系統(tǒng)總成根據(jù)各回路的分析得到汽車起重機液壓系統(tǒng)的工作原理如圖2.1所示。該系統(tǒng)為中壓系統(tǒng)，動力源采用雙聯(lián)齒輪泵，由汽車發(fā)動機通過底盤上的分動箱驅動。液壓泵從油箱中吸油，輸出的液壓油經手動閥組輸送到各個執(zhí)行元件。整個系統(tǒng)由支腿收放、吊

19、臂變幅、吊臂伸縮、轉臺回轉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接頭連通。支腿收放回路和其他動作回路采用一個二位三通手動換向閥5進行切換。圖2.1 汽車起重機液壓系統(tǒng)圖表2.1汽車起重機液壓系統(tǒng)的工作情況表 2.3 汽車起重機液壓系統(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前支腿兩個液壓缸同時用一個三位四通手動換向閥7控制其收、放動作，而后支腿兩個液壓缸則用另一個三位四通手動換向閥11控制其收、放動作。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置了雙向液壓鎖。當三位四通手動換向閥7工作在右位時，前支腿放下，其油路為：進油路：過濾器2液壓泵3手動換向閥5左位手動換向閥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手動換向閥7右位支腿回路安全閥油箱。當三位四通手動換向閥7工作在左位時，前支腿收回，其油路為：進油路：過濾器2液壓泵3手動換向閥5左位手動換

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換向閥11控制，其油路流動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改變吊臂的起落角度來改變作業(yè)高度。吊臂的變幅運動由變幅液壓缸驅動，變幅要求能帶載工作，動作要平穩(wěn)可靠。本機為小噸位吊車采用單個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在油路中設置了平衡閥15，提高了變幅運動的穩(wěn)定性和可靠性。吊臂變幅運動由三位四通手動換向閥14控制，在其工作過程中，通過改變手動換向閥14開口的大小和工作位，即可調節(jié)變幅速度和變幅方向。吊臂增幅時，三

22、位四通手動換向閥14右位工作，其油路為：進油路：過濾器2液壓泵3手動換向閥5右位手動換向閥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換向閥14右位手動換向閥19中位手動換向閥20中位電磁閥33左位油箱。吊臂減幅時，三位四通手動換向閥14左位工作，其油路為進油路：過濾器2液壓泵3手動換向閥5右位手動換向閥14左位變幅液壓缸上腔?；赜吐罚鹤兎簤焊紫虑黄胶忾y15手動換向閥14左位手動換向閥19中位手動換向閥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，由吊臂伸縮液壓缸驅動進行伸縮運動。本系統(tǒng)是利用各油缸有效面積差控制

23、伸縮順，即號伸縮油缸活塞面積大，號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號伸縮油缸先伸出，其次是號伸縮油缸伸出。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按預定的順序，不至因自重和滑動阻力變化等因素影響。平衡閥的開啟壓力應該設定為足K1大，K2小。為使其伸縮運動平穩(wěn)可靠，并防止在停止時因自重而下滑，如圖2.1在油路中設置了平衡閥18。吊臂伸縮運動由三位四通手動換向閥19控制，當三位四通手動換向閥19工作在左位或右位時，分別驅動伸縮液壓缸伸出或縮回。吊臂伸出時的油路為：進油路：過濾器2液壓泵3手動換向

24、閥5右位手動換向閥14中位手動換向閥19右位平衡閥18中的單向閥伸縮液壓缸下腔。回油路：伸縮液壓缸上腔手動換向閥19右位手動換向閥20中位電磁閥33左位油箱。吊臂縮回時的油路為：進油路：過濾器2液壓泵3手動換向閥5右位手動換向閥14中位手動換向閥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手動換向閥19左位手動換向閥20中位電磁閥33左位油箱。2.3.4 轉臺回轉回路轉臺的回轉由一個小轉矩高速液壓馬達驅動。通過行星減速機構減速，轉臺的回轉速度為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、制動器組成的回轉緩沖裝置。如圖2.14回轉液壓馬達的回轉由三位

25、四通手動換向閥20控制，當三位四通手動換向20工作在左位或右位時，分別驅動回轉液壓馬達正向或反向回轉。其油路為：進油路：過濾器2液壓泵3手動換向閥5右位手動換向閥14中位手動換向閥19中位手動換向閥20左(右)位正反轉平衡閥23回轉液壓馬達。回油路：回轉液壓馬達正反轉平衡閥23手動換向閥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)由一個大轉矩液壓馬達驅動卷揚機來完成。起升液壓馬達的正反轉有一個三位四通換向閥32（如圖2.1）控制。馬達轉速的調節(jié)(即起吊速度) 主要通過改變泵一二分合流方式來實現(xiàn)，還可以通過調節(jié)發(fā)動機轉速及電磁換向

26、閥33的開口來調節(jié)。回路中設有平衡閥30，用以防止重物因自重而下滑。由于液壓馬達的內泄漏比較大，當重物吊在空中時，盡管回路中設有平衡閥，重物仍會向下緩慢滑落，為此，在液壓馬達的驅動軸上設置了制動器28。當起升機構工作時，在系統(tǒng)油壓的作用下，制動器液壓缸使閘塊松開，當液壓馬達停止轉動時，在制動器彈簧的作用下，閘塊將軸抱死進行制動。當重物在空中停留的過程中重新起升時，有可能出現(xiàn)在液壓馬達的進油路還未建立起足夠的壓力以支撐重物時，制動器便解除了制動，造成重物短時間失控而向下滑落。為避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，在制動器油路中設置了單向節(jié)流閥27。通過調節(jié)該節(jié)流閥開口的大小，能使制動器抱閘迅速，而松閘則能緩慢地

27、進行。2.3.6 汽車起重機液壓系統(tǒng)的特點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)起升和回轉復合動作，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)流調速方法與控制發(fā)動機轉速的方法結合使用，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

28、，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。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。 2.4 對汽車起重機液壓系統(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、支腿和控制六個主回路組成。從圖2.2可以看出，各個回路之間具有不同的功能、組成和工作特點。圖2.2 汽車起重機各回路工作狀態(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)能方便的實現(xiàn)合分流方式轉換，保證工作的高效安全。同時要求卷揚機構微動性好，起、制動平穩(wěn)，重物停在空中任意位置能可靠制動。液壓傳動起升機構的調速，通常是采用調節(jié)

29、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)合調速法。此種調速法既簡單又可靠，調速范圍較大，調速平穩(wěn)無極，也可實現(xiàn)起升機構工作速度的微調。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。為了提高起升機構工作速度，在多泵定量系統(tǒng)中，往往采用油泵并聯(lián)調速，在系統(tǒng)中采用液壓馬達串、并聯(lián)供油的方法進行調速。當液壓馬達串聯(lián)時以高速工作，并聯(lián)時獲低速。在變量系統(tǒng)中可用變量馬達調速。此外，當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，在起升機構上往往設置重力下降裝置，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

30、制動器使起升卷筒與液壓馬達脫開自由轉動，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、分合流油路、開式系統(tǒng) 如圖2.3所示，根據(jù)各機構的不同速度和功率的要求，變幅、伸縮、回轉及支腿用小泵2供油，起升用大泵l供油，起升與其余各機構都可以進行聯(lián)合動作，提高工作效率，同時起升輕載及空載時，泵2與泵l可以同時合流供給起升，提高起升速度，擴大調速范圍。當重載時，用分流方式，即泵2不工作，此時提升速度為低速；當空載或輕載時用合流方式，此時提升速度為高速。圖2.3起升回路2.回轉回路：回轉回路起到使吊臂回轉，實現(xiàn)重物水平移動的作用。回轉回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓離合器和液壓馬達

31、組成?；剞D機構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計成全回轉式的，即可在左右方向任意進行回轉。液壓驅動的小起重量起重機，通過液壓回路和換向閥的合適機能，可以使回轉機構不裝制動器，同時保證回轉部分在任意位置上停住，并避免沖擊。高速液壓馬達的驅動形式，在汽車式、輪胎式和鐵路起重機上應用廣泛。如圖2.4，低速大扭矩液壓馬達的轉速每分鐘在0-100轉范圍內，因此，可以直接在油馬達軸上安裝回轉機構的小齒輪，如馬達輸出扭矩不滿足傳動要求，可以加裝機械減速裝置。該形式在一些小噸位汽車起重機上有所應用。可以在液壓馬達輸出軸上加裝制動器。 圖2.4低速大扭矩液壓馬達回轉機構采用低速大

32、扭矩液壓馬達可以省去或減小減速裝置，因此機構很緊湊。但低速大扭矩液壓馬達成本高，使用可靠性不如高速液壓馬達，加之可以采用結構緊湊、傳動比大的行星傳動或蝸輪傳動，高速液壓馬達在起重機的回轉機構中使用廣泛。綜上所述，汽車起重機的回轉機構設計為高速液壓馬達加裝制動器的回轉機構，其基本回路如下圖2.5。 圖2.5 回轉回路3.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變幅按其工作性質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，以減少變幅機構的驅動功率，這種變幅的變幅機構要求簡單。工作性變幅能在帶載的條件下改變幅度。為了提高起重機的生產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率。工作性變幅驅動功率較大，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構較復雜，自重也較大，

34、但工作機動性卻大為改善。汽車起重機由于使用了支腿，除了吊非常輕的重物之外，必須帶載變幅。4.伸縮回路：具有臂架伸縮機構的起重機，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，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)結構也就大不相同。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

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伸縮。獨立伸縮是指各節(jié)伸縮臂無關聯(lián)地獨立進行伸縮動作。顯然，獨立伸縮機構同樣也可以完成順序伸縮或同步伸縮的動作如圖2.7所示。為了使起重機各節(jié)伸縮臂伸出后的載荷和起重機的起重量特性相適應，伸臂的順序為2（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，即號伸縮油缸活塞面積大，.號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號伸縮油缸先伸出，其次是號和號伸縮油缸伸出。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按預定的順序，不至因自重和滑動阻力變化等因素影響。平衡閥的開啟壓力應該設定為足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。扳動操縱閥S，使A與P接通，同時B與O也通，此時伸縮油缸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，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也開啟，于是伸縮油缸量開始伸出。該機構縮回過程同前一方案。與前一方案比較，此方案對油缸面積無特殊要求，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。圖2.10是電液操縱閥控制順序的一種方案。扳動操縱閥S，A和P、B和O接通。壓力油經電液換向閥Cl及平衡閥Kl進入到伸縮油缸I活塞腔，伸縮油缸I開始伸出。若電液換向閥Cl換位，則壓力油改道上行，經電液換向閥C2及平衡閥K2進入伸縮油缸，于是伸縮油缸E開始伸出。若電液換向閥C2換位，則壓力油二次改道上行，進入伸縮油缸伸出。與前述方案比較，由于該機構裝有電液閥，從而需要設置電線和電線卷簡，但該方案的伸縮順序有可靠保證。綜上所述汽車起重機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：汽車起重機設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節(jié)。目前支腿大都采用液壓支腿。支腿機構有三種基本形式：蛙式支腿、H型支腿和X型支腿如圖2.11、2.12。蛙式支腿結構簡單，跨距小，適用于中小噸位起重機上使用。因為本機為輕型起重機，支腿不外伸，每一支腿可以只有一個垂直液壓缸，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-活動腿 2.5 汽車起重機液壓系統(tǒng)類型的擬定2.5.1 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，結合國內外同類產品的具體情況，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構更簡單明了，在起升、回轉、伸縮、變幅、支腿和控制6個液壓回路中全部采用開式油路。由于本機屬于輕型起重機，回轉比較頻繁，所以回轉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，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實現(xiàn)各種控制?；芈分兄扔吐凡捎靡嚎貑蜗蜷y防止支腿軟腿現(xiàn)象。為了提高效率，本輕型起重機回轉、伸縮、變幅回路可以協(xié)調工作。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。根據(jù)汽車起重機的工況，支腿回路、回轉回路、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 2.5.2 各機構組合分配及控制1. 各機構組合情況起升機構回轉機構伸縮機構變幅機構支腿機構圖213 各機構動作組合情況支腿機構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、回轉回路要有組合動作功能，回轉、伸縮

41、、變幅回路之間不需要組合動作。各機構組合情況如圖2.13所示。2. 動力分配情況 根據(jù)設計要求、工作情況、起重量等，本機的動力分配如圖2.14所示： 圖2.14上車動力分配情況 3 液壓系統(tǒng)計算3.1 汽車起重機液壓系統(tǒng)主要液壓元件的選擇3.1.1 汽車起重機液壓系統(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各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力2機械類型機床 農業(yè)機械小型工程機械建筑機械液壓鑿巖機液壓

42、機大中型挖掘機重型機械起重運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力/0.823528810101820303.1.2 起升馬達的計算和選擇（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；鋼絲繩導向滑輪效率。N(2)起升馬達所受最大扭矩1(3-2)式中:動力系數(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；起升傳動比，=20；起升效率，=0.95。(3)液壓馬達的排量2(3-3) 式中：Mmax起升馬達受到的最大扭矩，Mmax=168.41 ；P系統(tǒng)的工作壓力，P=20Mpa；液壓馬達機械效率，通常取= 0.92；（4）液壓馬達轉速1(3-4)式中：M吊鉤滑輪組倍率；起升傳動比，=20；最高提升速度，=18；起升卷筒上鋼絲繩最外層直徑，=400mm；(5) 液壓馬達的選擇根據(jù)馬達所受到的壓力、最大扭矩以及需要的轉速和排量查2表3.2-3決定采用型號為CM4型的齒輪馬達，該馬達的具體參數(shù)如下：額定壓力為20MPa，轉速1502000r/min，排量4063ml/r，輸出轉矩115180。3.1

44、.3 液壓泵的計算與選擇 （1）液壓泵的工作壓力1(3-5) 式中：液壓馬達的最大工作壓力起升馬達所受最大扭矩= 168.41Qm 起升馬達排量(cm3/r)，Qm = 57.48cm3/r 起升馬達機械效率， = 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入口之間總的管路損失，由于管路復雜故取=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；包括液壓馬達的最大總流量，同時由于工作過程中用到節(jié)流調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，查2表3.1-18選擇了50.3/40.6型雙聯(lián)齒輪泵，型號為CBG2050/2040，最高工作壓力為20MPa，額定轉速為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。當發(fā)動機經分動箱輸出速度為1500 r/min時，流量為136.35L/min。滿足以上的設計參數(shù)。所

46、以選擇的液壓泵型號為：CBG2050/2040。3.2 汽車起重機液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計算3.2.1計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率液壓系統(tǒng)工作時，除執(zhí)行元件驅動外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉化為熱量，使油溫升高。油溫過高，不僅使油的性質發(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。對于復雜系統(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、液壓馬達的數(shù)量；、第i臺液壓泵的實際輸出壓力、流量、效率； 第i臺液

47、壓泵工作時間，s；、液壓馬達的外載轉矩，Nm，轉速，rad/s，工作時間，s；、液壓缸外載荷及驅動此載荷的行程，Nm。起重機的一個工作循環(huán)包括起升、回轉、變幅、伸縮臂、下降、空載、回轉、裝料等工序。在整個循環(huán)中，依據(jù)經驗估算出所需時間為280 s。總發(fā)熱功率：。3.2.2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)的外接管路較長，在計算散熱功率時，也應該考慮管路表面的散熱2。(3-11)式中 油箱散熱系數(shù)，見下表3.2，取=16； 管路散熱系數(shù)，見下表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/() 冷卻條件通風條件很差89通

48、風條件良好1517用風扇冷卻23循環(huán)水強制冷卻110170表3.3管道散熱系數(shù)/W/()風速/m管道外徑/m0.010.050.1086512514105694023若系統(tǒng)達到熱平衡，則，油溫不再升高，此時，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各種機械允許油溫/液壓設備類型正常工作溫度最高允許溫度數(shù)控機床30505570一般機床30555570機車車輛40607080船舶30608090冶金機械、液壓機40706090工程機械、礦山機械50807090(1)油箱散熱面積的計算油箱容積一般為液壓泵流量的38倍，由于汽車起重機的冷卻效

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，則油箱的散熱面積可近似用以下公式計算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)管路散熱面積的計算液壓泵吸油管道內徑d2:(3-14)式中 通過管道內的流量，=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液壓泵吸油管道內徑管道壁厚的計算2:(3-15)式中 管道內最高工作壓力，=22M； 管道內徑，m；管道材料的許用應力，；管道材料的抗拉強度，；安全系數(shù)，對鋼管來說，p7時，?。籶17.5時，?。籶17.5時，取。由于液壓泵的吸油管道內徑80mm，故管道材料采用10鋼，查表3.6鋼管的力學性質得到10鋼消除應力退火后的抗拉強度。故:管道壁厚：。表3.6 鋼管的力學性質牌號交貨狀態(tài)冷加工/硬（Y）冷加工/軟（R）消除應力退火(T)抗拉強度/（N/mm2）伸長率/%抗拉強度/（N/mm2）伸長率/%抗拉強度/（N/mm

51、2）伸長率/%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機械油質量指標及應用選70號機械油，代號為HJ-70。3.3.2 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式濾油器。根據(jù)液壓泵的流量查3表37.10-18SU3型技術規(guī)格選擇SU3-F15016型燒結式濾油器。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滑閥機能選擇4WMMT型手動換向閥。根據(jù)工作壓力及液壓泵的出油口內徑查3表37.8-192技術規(guī)格選擇通徑為16mm。則各個回路的操縱閥（7/11/14/19/20/32），型號為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滑閥機能選擇3WMMA型手動換向閥。根據(jù)工作壓力及液壓泵的出油口內徑查3表37.8-192技術規(guī)格選擇通徑為16mm?；芈非袚Q閥5的型號為3WMM16A50FB10。（3）回路平衡閥根據(jù)工作要求查3表37.8-55技術規(guī)格選擇變幅平衡閥

54、15、伸縮平衡閥18、回轉平衡閥23的型號為XD3F-L20H，起升平衡閥的型號為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技術規(guī)格選擇支腿液壓鎖8的型號為Z2S22。支腿回路安全閥：根據(jù)工作要求DBD型直動式溢流閥做為支腿回路的安全閥，查3表37.8-7技術規(guī)格選擇支腿回路安全閥10的型號為DBDH25P10/20。起升快慢電磁閥：根據(jù)工作要求查3表37.8-155滑閥機能選擇起升快慢電磁閥33的型號為WE5A6.2LW220-50NZ5L。 4. 汽車起重機液壓系統(tǒng)常見故障的分析與排除（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，調整溢流閥開啟壓力