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1、河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） QY40汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 QY40型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是該型起重機(jī)設(shè)計(jì)過程中比較典型的一種。 為了設(shè)計(jì)出符合汽車起重機(jī)性能要求的液壓系統(tǒng)，主要做了以下四項(xiàng)工作。第一，通過閱讀大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料和調(diào)研市場(chǎng)上已存在產(chǎn)品，本文對(duì)QY40T型汽車起重機(jī)的功能和工作原理進(jìn)行了深入的了解和分析；具體分析了汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的功能、組成、工作特點(diǎn)以及系統(tǒng)類型；總結(jié)出液壓傳動(dòng)在汽車起重機(jī)應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)。第二，根據(jù)QY40T型汽車起重機(jī)的工作特點(diǎn)，確定了系統(tǒng)的起升回路、回轉(zhuǎn)回路、變幅回路、伸縮回路和支腿回路的基本結(jié)構(gòu)，并針對(duì)各單元回路的特點(diǎn)

2、進(jìn)行了具體的分析，進(jìn)而對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)。第三，根據(jù)汽車起重機(jī)的技術(shù)參數(shù)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，并確定了液壓系統(tǒng)元件；通過對(duì)系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算和發(fā)熱校核，檢驗(yàn)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。第四，根據(jù)汽車起重機(jī)的工作特點(diǎn)，確定了液壓裝置的形式，并進(jìn)行了集成塊的設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)過程中，本文參考一些同類產(chǎn)品的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。結(jié)合工程實(shí)際，最終設(shè)計(jì)出了功能完善、性能良好，適合我國(guó)生產(chǎn)制造的汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)。 關(guān) 鍵 詞：汽車起重機(jī)，液壓系統(tǒng)，性能參數(shù)，集成塊 THE DESIGN OF QY40 TYPE AUTOMOBILE CRANE HYDRAU

3、LIC SYSTEM ABSTRACT The design of the QY40 type automobile crane hydraulic system is the typical crane designing process. In order to scheme out the hydraulic system that meets the performance requirements of automobile crane, this article mainly do the following four tasks. First, through r

4、eading a large number of domestic and foreign information and researching about existing products on the market, this article makes in-depth understanding and analysis of the functions and working principle of the QY40 type automobile crane; having concretely analyzed the automobile crane hydraulic

5、system of its function, composition, work characteristics and the type of system; summarized the advantages and disadvantages of hydraulic transmission in automobile crane applications. Second, according to the working characteristics of the QY40 type automobile crane, determines the basic structure

6、 of the hoisting loop, rotary loop, bluffing loop, telescopic loop and leg loop, and in the light of the characteristics of each unit circuit, make a concrete analysis. And then makes overall design for the hydraulic system. Third, according to the technical parameters of automobile crane, the calcu

7、lation on design of the hydraulic system is made to determine the hydraulic system components. By calculating of system pressure loss and heat checking, tests the rationality of the design of hydraulic system. Fourth, according to the working characteristics of automobile crane, determines the form

8、of hydraulic equipment, and makes the design of integrated block. In the design process, this article references some similar products hydraulic system design. Combined with the engineering practice, the final. Eventually, the automobile crane hydraulic system is designed as perfect function, perf

9、ormance good, and suitable for China's manufacturing. KEY WORDS: Automobile crane, Hydraulic system, Performance parameter, integrated block 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 前 言 1 第1章 緒

10、 論 2 §1.1 汽車起重機(jī)簡(jiǎn)介 2 §1.2 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)功能、組成和工作特點(diǎn) 2 §1.3 液壓系統(tǒng)的類型 5 §1.4 液壓傳動(dòng)應(yīng)用于汽車起重機(jī)上的優(yōu)缺點(diǎn) 5 §1.4.1 優(yōu)點(diǎn) 5 §1.4.2 缺點(diǎn) 6 第2章 液壓系統(tǒng)組成原理和性能分析 7 §2. 1 典型工況分析及對(duì)系統(tǒng)要求 7 §2.1.1 典型工況分析 7 §2.1.2 對(duì)液壓系統(tǒng)的要求 8 §2.2 液壓系統(tǒng)類型的擬定 9 §2.2.1 本機(jī)液壓系統(tǒng)分析 9 §2.2.2 各機(jī)構(gòu)動(dòng)作組合、分配及控制 10 §2.3 各液壓回路設(shè)計(jì)原理及性能分析 11 §2.

11、3.1 起升回路 11 §2.3.2 變幅回路 14 §2.3.3 伸縮回路 16 §2.3.4 回轉(zhuǎn)回路 17 §2.3.5 支腿回路 18 §2.4 QY40T汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理 19 第3章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 21 §3.1 液壓系統(tǒng)各回路計(jì)算及主要元件的選擇 21 §3.1.1 系統(tǒng)壓力的確定 21 §3.1.2 起升回路計(jì)算及主要元件選擇 21 §3.1.3 回轉(zhuǎn)回路計(jì)算及主要元件選擇 27 §3.1.4 變幅回路計(jì)算及主要元件選擇 31 §3.1.5 伸縮回路計(jì)算及主要元件選擇 34 §3.1.6 支腿回路計(jì)算及主要元件選擇

12、38 §3.2 液壓元件的選擇 42 §3.2.1 蓄能器的選擇 42 §3.2.2 油箱容積的確定 43 §3.2.3 油管的確定 43 §3.2.4 液壓系統(tǒng)元件的選擇 44 §3.3 系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算 44 §3.3.1 各工況下壓力損失的計(jì)算 44 §3.3.2 溢流閥調(diào)定壓力的確定 47 §3.4 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱驗(yàn)算 48 §3.4.1 工序時(shí)間的確定 48 §3.4.2 系統(tǒng)發(fā)熱功率的計(jì)算 48 §3.4.3 油箱散熱功率 50 §3.4.4 冷卻器的選擇 50 第四章 集成塊的設(shè)計(jì) 52 結(jié) 論 53 參考文獻(xiàn) 54

13、 致　謝 55 附 錄 56 前 言 工程起重機(jī)是各種工程建設(shè)廣泛運(yùn)用的重要起重設(shè)備，是用來對(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。 近年來，隨著工程建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，起重安裝工程量越來越大，吊裝能力、作業(yè)半徑和機(jī)動(dòng)性能的更高要求促使起重機(jī)發(fā)展迅速，具有先進(jìn)水平的塔式起重機(jī)和汽車起重機(jī)已成為機(jī)械化施工的主力。 相對(duì)于其

14、他起重機(jī)，汽車起重機(jī)不僅具有移動(dòng)方便，操作靈活，易于實(shí)現(xiàn)不同位置的吊裝等優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制的液壓系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)改進(jìn)設(shè)計(jì)。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。 QY40全液壓汽車起重機(jī)屬于中型起重機(jī)，是工程建設(shè)中較常用的一款汽車起重機(jī)。與國(guó)外汽車起重機(jī)行業(yè)相比，我國(guó)在大噸位汽車起重機(jī)方面處于尷尬的地位。因此現(xiàn)在國(guó)內(nèi)很多廠家還沒有生產(chǎn)出這款起重機(jī)來，卻不斷的向生產(chǎn)大型起重機(jī)邁進(jìn)。隨著“神州第一吊”的QY300液壓汽車起重機(jī)2004年在中聯(lián)浦沅成功下線，標(biāo)志著我國(guó)已有能力生產(chǎn)出大噸位汽車起重機(jī)。然而這是引進(jìn)國(guó)外技術(shù)才生產(chǎn)出來的，代表了中國(guó)汽車起重機(jī)

15、制造的最高水平，而不是設(shè)計(jì)的最高水平。因此，研究和設(shè)計(jì)QY40汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)，彌補(bǔ)行業(yè)技術(shù)空缺，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。 第1章 緒 論 §1.1 汽車起重機(jī)簡(jiǎn)介 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)。汽車起重機(jī)是用來對(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，具有移動(dòng)方便，操作靈活，易于實(shí)現(xiàn)不同位置的吊裝等優(yōu)點(diǎn)，在各種工程建設(shè)有著廣泛的運(yùn)用。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)

16、三種。汽車起重機(jī)的工作機(jī)構(gòu)主要由起升、變幅、回轉(zhuǎn)、吊臂伸縮和支腿機(jī)構(gòu)等組成。由于液壓傳動(dòng)技術(shù)的不斷發(fā)展以及汽車起重機(jī)的負(fù)載大等工作特點(diǎn)，目前汽車起重機(jī)的工作機(jī)構(gòu)多采用液壓傳動(dòng)。圖1.1所示為徐工QY40K汽車起重機(jī)的外形，其起升、變幅、回轉(zhuǎn)、吊臂伸縮及支腿等機(jī)構(gòu)，均采用液壓傳動(dòng)。 圖1-1 徐工QY40K汽車起重機(jī) 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 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)功能、組成和工作特點(diǎn) 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1

17、-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)： 一、起升回路 起升回路起到使重物升降的作用。 起升回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓制動(dòng)器及離合器和液壓馬達(dá)組成。 起升回路是起重機(jī)液壓系統(tǒng)的主要回路，對(duì)于大、中型汽車起重機(jī)一般都設(shè)置主、副卷?yè)P(yáng)起升系統(tǒng)。它們的工作方式有單獨(dú)吊重、合流吊重以及共同吊重三種方式，其中對(duì)于吊大噸位且要求速度不太高時(shí)用主卷?yè)P(yáng)吊的方式，對(duì)于吊小噸位且要求速度不太高時(shí)用副卷?yè)P(yáng)吊的方式；對(duì)于吊大噸位且要求速度比較高時(shí)用泵合流吊的方式；對(duì)于吊比較長(zhǎng)的物體時(shí)用共同吊重方式。 圖1-2 汽車起重機(jī)各回路工作狀態(tài)圖 二、回轉(zhuǎn)回路 回轉(zhuǎn)回路起到使吊臂回

18、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、液壓鎖緊裝置和液壓馬達(dá)組成?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使重物水平移動(dòng)的范圍有限，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)。 三、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(shí)改

19、變幅度，以調(diào)整取物裝置的位置，而在重物裝卸移動(dòng)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(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，但工作機(jī)動(dòng)性卻大為改善。 四、伸縮回路 伸縮回路可以改變吊臂的長(zhǎng)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

20、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，同步伸縮就是各節(jié)液壓缸相對(duì)于基本臂同時(shí)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(jiǎn)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。 五、支腿回路 支腿回路是用來驅(qū)動(dòng)支腿，支撐整臺(tái)起重機(jī)的。 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。 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

21、單獨(dú)調(diào)節(jié)。 §1.3 液壓系統(tǒng)的類型 液壓系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其工作目的必須經(jīng)過動(dòng)力源——控制機(jī)構(gòu)——機(jī)構(gòu)三個(gè)環(huán)節(jié)。其中動(dòng)力源主要是液壓泵；傳輸控制裝置主要是一些輸油管和各種閥的連接機(jī)構(gòu)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是液壓馬達(dá)和液壓缸。這三種機(jī)構(gòu)的不同組合就形成了不同功能的液壓回路。 泵—馬達(dá)回路是起重機(jī)液壓系統(tǒng)的主要回路，按照泵循環(huán)方式的不同有開式回路和閉式回路兩種。 開式回路中馬達(dá)的回油直接通回油箱，工作油在油箱中冷卻及沉淀過濾后再由液壓泵送入系統(tǒng)循環(huán)，這樣可以防止元件的磨損。但油箱的體積大，空氣和油液的接觸機(jī)會(huì)多，容易滲入。 閉式回路中馬達(dá)的回油直接與泵的吸油口相連，結(jié)構(gòu)緊湊，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，

22、散熱條件差，需設(shè)輔助泵補(bǔ)充泄漏和冷卻。而且要求過濾精度高，但油箱體積小，空氣滲入油中的機(jī)會(huì)少，工作平穩(wěn)。 §1.4 液壓傳動(dòng)應(yīng)用于汽車起重機(jī)上的優(yōu)缺點(diǎn) §1.4.1 優(yōu)點(diǎn) 1、在起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能上的優(yōu)點(diǎn) 來自汽車發(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

23、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)中沒有劇烈的干摩擦副，減少了潤(rùn)滑部位，從而減少了維修和技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間。 2、在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn) 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。 §1.4.2 缺點(diǎn) 液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是漏油問題難以避免。為了防止漏油問題，元件的制造精度要求比較高。油液粘度和溫度的變化會(huì)影響機(jī)構(gòu)的工作性能。液壓元件的制造和系統(tǒng)的調(diào)試需要較高的技術(shù)水平?？偟膩砜矗褂靡簤簜鲃?dòng)，優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)，在未來

24、起重機(jī)的發(fā)展中，不論大小噸位都采用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 第2章 液壓系統(tǒng)組成原理和性能分析 §2.1 典型工況分析及對(duì)系統(tǒng)要求 §2.1.1 典型工況分析 根據(jù)各機(jī)構(gòu)的實(shí)際作業(yè)情況，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的五種工況，作為大中型汽車起重機(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； 額定起重量的80％； 相應(yīng)的工作幅度； 吊重起升－回轉(zhuǎn)－下降－

25、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 基本臂； 額定起重量的80％； 相應(yīng)的工作幅度； （主+副）卷?yè)P(yáng)起升－回轉(zhuǎn)－（主＋副）卷?yè)P(yáng)下降－（主＋副）卷?yè)P(yáng)起升－回轉(zhuǎn)－（主＋副）卷?yè)P(yáng)下降 （中間制動(dòng)一次） 主、副卷?yè)P(yáng)組合動(dòng)作主要用于平吊安裝或空中翻轉(zhuǎn)。 3 中長(zhǎng)臂； 中長(zhǎng)臂最大額定起重量的1/2； 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） 起重機(jī)在額定起重量的（50～60）％的作業(yè)工況最多。 4 中長(zhǎng)臂； 中長(zhǎng)臂最大額定起重量的1/2； 相應(yīng)的工作幅度； （主+副）卷?yè)P(yáng)起

26、升－回轉(zhuǎn)－變幅－（主＋副）卷?yè)P(yáng)下降－（主＋副）卷?yè)P(yáng)起升－回轉(zhuǎn)－（主＋副）卷?yè)P(yáng)下降 （中間制動(dòng)一次） 中長(zhǎng)臂，中等起重量工況出現(xiàn)機(jī)率大，此時(shí)的臺(tái)裝作業(yè)或空中翻轉(zhuǎn)作業(yè)也很常用 表2-1（續(xù)） 序號(hào) 工況 一次循環(huán)內(nèi)容 特點(diǎn) 5 最長(zhǎng)臂； 最長(zhǎng)臂最大額定起重量的1/2； 相應(yīng)的工作幅度； （主＋副）卷?yè)P(yáng)起升－回轉(zhuǎn)－變幅－（主+副）卷?yè)P(yáng)下降－（主＋副）卷?yè)P(yáng)下降 （中間制動(dòng)一次） 很多工況并不是利用汽車起重機(jī)起吊噸位大的特點(diǎn)，而是利用它臂長(zhǎng)特點(diǎn)進(jìn)行高空作業(yè)。 §2.1.2 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

27、個(gè)液壓回路的要求上。 1、起升回路 （1）起聲液壓馬達(dá)必須具有足夠的輸出力矩，滿足最大起重量的要求。 （2）起升回路回路必須有良好的調(diào)速性能，要求調(diào)速范圍大，平穩(wěn)可靠，操縱方便。 （3）起升液壓馬達(dá)必須具有足夠的輸出轉(zhuǎn)數(shù)，以便滿足起升速度的要求。 （4）必須設(shè)置制動(dòng)器液壓缸和離合器液壓缸的控制油路，通過控制來保證主、副起升機(jī)構(gòu)能夠獨(dú)立工作或者同時(shí)工作。 2、回轉(zhuǎn)回路 （1）具有獨(dú)立工作能力。 （2）設(shè)置緩沖補(bǔ)油裝置，解決制動(dòng)時(shí)巨大壓力沖擊的問題。 （3）保證回轉(zhuǎn)停止位置的可靠性，安裝液壓鎖緊裝置。 3、變幅回路 （1）帶平衡閥保護(hù)裝置。 （2

28、）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、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），本機(jī)采用液壓缸和鋼絲繩相結(jié)合的方式，通過換向閥實(shí)現(xiàn)順序伸縮，使伸縮機(jī)構(gòu)具有較好的工作特性。 5、支腿回路 （1）支腿液壓回路必須滿足支腿的動(dòng)作要求，起重機(jī)支腿必須做成可伸縮式，每個(gè)支腿回路必須設(shè)置一個(gè)伸縮液壓缸和垂直液壓缸。 （2）支腿液壓回路必須滿足支腿絕對(duì)安全可靠的要求，起重機(jī)作業(yè)時(shí)，完全由支腿支撐，為了確保起重機(jī)的穩(wěn)定性，防止發(fā)生傾翻事故，即軟退現(xiàn)象，必須設(shè)置鎖緊裝置。 （3）支腿回路必須滿足起重機(jī)的調(diào)平

29、要求。 §2.2 液壓系統(tǒng)類型的擬定 §2.2.1 液壓系統(tǒng)分析 根據(jù)開式和閉式系統(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、支腿五個(gè)液壓回路中全部采用開式油路。 起升回路設(shè)置主、副兩套卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，且由同一液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。兩套卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)可單獨(dú)工作，也可共同工作?；芈分性O(shè)置了平衡閥可防止吊物無控制下降。在卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的控制回路中設(shè)置了重力下降裝置。該回路能實(shí)現(xiàn)向液壓馬達(dá)合流供油。起升回路工作頻繁，因此采用單獨(dú)液壓泵供油。 伸縮回路有兩節(jié)伸縮臂兩個(gè)液壓缸，液壓缸與鋼繩組合實(shí)

30、現(xiàn)同時(shí)伸縮。設(shè)置平衡閥和調(diào)速裝置。 起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)，采用了單缸回路，安裝平衡閥，起到液壓缸下降時(shí)的限速作用。 支腿回路采用H式支腿，此支腿外伸距離大，每一支腿有兩個(gè)液壓缸，一個(gè)水平的，一個(gè)垂直的，支腿外伸后成H形。根據(jù)汽車起重機(jī)的工況，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)液壓泵串聯(lián)組合供油。 回轉(zhuǎn)比較頻繁，所以回轉(zhuǎn)回路采用定量馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)動(dòng)作，回轉(zhuǎn)回路設(shè)置緩沖補(bǔ)油裝置，防止制動(dòng)巨大沖擊，液壓鎖緊保證在任意位置的可靠性。 離合器和制動(dòng)器液壓缸工作壓力較小，所需流量不大，可以采用蓄能器供油。 §2.2.2 各機(jī)構(gòu)動(dòng)作組合、分配及控制 1、各機(jī)構(gòu)組合情況 各機(jī)構(gòu)組合

31、情況如圖2-1所示： 圖2-1 各機(jī)構(gòu)動(dòng)作組合情況 支腿機(jī)構(gòu)在起升過程中不能動(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、變幅回路之間不需要組合動(dòng)作。但本機(jī)型工作負(fù)載較大，且在組合動(dòng)作時(shí)對(duì)操作者要求較高，因此在實(shí)際工作中，不提倡采用組合動(dòng)作。 2、動(dòng)力分配情況 根據(jù)設(shè)計(jì)要求、工作情況，起重機(jī)構(gòu)需要單獨(dú)的泵供油，考慮到變幅機(jī)構(gòu)和伸縮機(jī)構(gòu)工作壓力情況，以串聯(lián)方式共用一個(gè)泵，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和支腿機(jī)構(gòu)工作壓力沒有其他機(jī)構(gòu)壓力大，可以共用一個(gè)泵。本機(jī)的動(dòng)力分配如圖2-2所示。 圖2-2 動(dòng)力分配情況 3、各機(jī)構(gòu)控制

32、情況 鑒于現(xiàn)在大多工程機(jī)械的控制方式為手動(dòng)控制，本設(shè)計(jì)中的支腿回路、回轉(zhuǎn)回路、變幅回路、伸縮回路、起升回路都使用手動(dòng)換向閥控制。其中支腿回路由于各支腿情況一樣，可是使用多路換向閥，占用空間少，操作方便。 §2.3 各液壓回路設(shè)計(jì)原理及性能分析 §2.3.1 起升回路 汽車起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的作用是實(shí)現(xiàn)重物的升降運(yùn)動(dòng)，控制重物的升降速度，并可使重物停止在空中某一位置，以便進(jìn)行裝卸和安裝作業(yè)。本文所設(shè)計(jì)的液壓傳動(dòng)式起升機(jī)構(gòu)通常由液壓馬達(dá)、平衡閥、減速器、卷筒、制動(dòng)器、離合器、滑輪組和吊鉤等組成。起升回路的原理圖如圖2-3所示： 圖2-3 起升回路原理圖 為了擴(kuò)大起重機(jī)起

33、重機(jī)的應(yīng)用范圍，起升機(jī)構(gòu)設(shè)置了主、副卷?yè)P(yáng)兩套裝置。起升機(jī)構(gòu)由一個(gè)液壓馬達(dá)通過機(jī)械減速器驅(qū)動(dòng)。主、副卷筒支承在同一根傳動(dòng)軸上，但并不和傳動(dòng)軸固定連接，而是通過兩套常開式離合器分別與傳動(dòng)軸聯(lián)系起來。兩卷筒上各有一套常閉式制動(dòng)器。當(dāng)打開制動(dòng)器，合上離合器時(shí)，液壓馬達(dá)才能帶動(dòng)卷簡(jiǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。若同時(shí)松開制動(dòng)器和離合器，卷筒便可在支承軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行重力下降。卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)如圖2-5所示。這種型式結(jié)構(gòu)緊湊，有利于整個(gè)機(jī)構(gòu)的布置。 圖2-4雙卷筒式起升機(jī)構(gòu) 1-液壓馬達(dá) 2-減速器 3-主卷?yè)P(yáng)離合器 4-主卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器 5-主卷筒 6-副卷筒 7-副卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器 8-副卷?yè)P(yáng)離合器 本文起升回路的工作原理如下：如

34、圖2-3所示，開機(jī)后，液壓泵4首先通過減壓閥13及單向閥14向蓄能器5供油。蓄能器通過換向閥17向制動(dòng)缸和離合缸供油。液壓泵3通過換向閥24向起升馬達(dá)供油。操縱制動(dòng)器和離合器操縱閥17使處于左位，離合器接合，制動(dòng)器松開，卷筒在起升液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。閥17處于右位時(shí)，卷筒與離合器分開，同時(shí)制動(dòng)器夾緊，卷筒不工作?？刂朴吐返膲毫τ陀尚钅芷魈峁?。起升回路的主、副卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)可單獨(dú)工作，也可同時(shí)工作。通過兩個(gè)制動(dòng)器和離合器操縱閥可進(jìn)行工作形式的控制。 回路中，起升回路合流供油，可提高起升速度，擴(kuò)大調(diào)速范圍。本文采用閥內(nèi)合流的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。泵2為伸縮回路和和變幅回路供油，當(dāng)需要合流時(shí)，通過單向閥26與泵

35、3實(shí)現(xiàn)合流，單向閥4的作用是防止液壓泵3倒流。 回路中的調(diào)速由單向節(jié)流閥23實(shí)現(xiàn)。 起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)作帶載下降運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果無控制，必然在重力作用下加快運(yùn)動(dòng)速度，產(chǎn)生超速下降，造成事故。因此，必須設(shè)置限速油路。目前主要有兩種方法，用平衡閥限速及用單向節(jié)流閥和液控單向閥限速。兩種方法均是將閥串聯(lián)在重物下降時(shí)的回油路。使用平衡閥方法特點(diǎn)是工作平穩(wěn)，安全可靠，但能量損失較大，會(huì)使系統(tǒng)油溫升高。使用單向節(jié)流閥和液控單向閥方法的特點(diǎn)是，元件簡(jiǎn)單，體積小，安全可靠，但穩(wěn)定性較差?？紤]到汽車起重機(jī)起升回路的重要性，本文采用平衡閥進(jìn)行限速。 圖2-5 液壓缸受

36、力分析圖 圖2-6 分離式平衡閥結(jié)構(gòu) 1-主閥芯 2-導(dǎo)控活塞 3-單向閥 平衡閥的作用就是自動(dòng)保證液壓缸受力平衡條件，如圖2-5。在缸活塞桿帶重力負(fù)載G不斷下降時(shí)，當(dāng)主閥芯2開口不夠大時(shí)，泵壓力Pd‘因油的不可壓縮性而迅速升高，壓縮彈簧使開口增大。當(dāng)開口太大，趨使活塞超速下降時(shí)，泵壓力Pd迅速下降，使開口變小，以維待勻速下降條件。經(jīng)過Pw,Pd和缸速度的自動(dòng)平衡，必將得到必要的Pw，來平衡重力負(fù)載G，使活塞桿勻速下降。在穩(wěn)態(tài)下降時(shí)，泵壓力Pd—實(shí)際是通過導(dǎo)控活塞2來控制主閥芯1的適當(dāng)開口的壓力。 §2.3.2 變幅回路 為適應(yīng)工作的需

37、要，要求汽車起重機(jī)工作臂的位置(主要是幅角和幅度)能任意改變，都設(shè)有變幅機(jī)構(gòu)。本文采用的是液壓傳動(dòng)的變幅機(jī)構(gòu)。液壓傳動(dòng)的變幅機(jī)構(gòu)具有工作平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)輕便、造型優(yōu)美和易于布置等優(yōu)點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)的變幅回路的原理圖如2-8所示。 變幅回路采用了液壓缸完成變幅動(dòng)作，按前傾式變幅機(jī)構(gòu)布置（如圖2-7所示）。因液壓缸前傾，其對(duì)臂作用力臂較長(zhǎng)，變幅缸推力可小些，故臂的懸臂長(zhǎng)度較短，對(duì)臂受力有利。為了便于布置，采用了單缸變幅的形式。 圖2-7 前傾式變幅機(jī)構(gòu) 1-臂 2-液壓缸 3-機(jī)架 圖2-8 變幅回路原理圖 本文變幅回路的工作原理如下：開機(jī)后，當(dāng)換向閥2

38、7-2處于左位時(shí)，油液經(jīng)過平衡閥進(jìn)入變幅缸的無桿腔，液壓缸伸出。同理，當(dāng)換向閥處于左位時(shí)，液壓缸縮回。 汽車起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)在吊臂作業(yè)時(shí)，其液壓缸常處于閉鎖狀態(tài)，受負(fù)載較大，要求不能無控制自動(dòng)縮回。但變幅缸的內(nèi)漏和外漏會(huì)使工作幅度變大而造成重大事故。另外，變幅機(jī)構(gòu)落臂時(shí)，因載荷的重力作用，會(huì)產(chǎn)生重力超速現(xiàn)象，需有限速措施。本文在回路中設(shè)置了平衡閥30-3，平衡閥可以保證臂架準(zhǔn)確可靠地停留在某一位置。在變幅缸縮回時(shí)，油液需經(jīng)平衡閥30-3回油箱，此時(shí)閥30-3又起到限速的作用。 §2.3.3 伸縮回路 為了機(jī)動(dòng)性和獲得更好工作性能，提高汽車起重機(jī)的工作臂應(yīng)該可根據(jù)工作要求自行調(diào)節(jié)。本

39、文為此設(shè)計(jì)了工作臂的伸縮回路，其回路原理圖如圖2-9所示： 圖2-9 伸縮回路原理圖 本文設(shè)計(jì)的工作臂為三節(jié)臂，利用兩個(gè)液壓缸實(shí)現(xiàn)工作臂的伸縮。伸縮機(jī)構(gòu)液壓回路的形式有很多，大致歸為順序伸縮液壓回路和同步伸縮回路大類。本文采用順序伸縮回路的形式，伸縮個(gè)節(jié)臂按一定順序一節(jié)一節(jié)得伸出和縮回，本回路中采用電磁閥實(shí)現(xiàn)順序控制，操作方便。 本文伸縮回路的工作原理如下：開機(jī)后，當(dāng)換向閥27-1處于左時(shí)，油液經(jīng)過單向調(diào)速閥28供油，液壓缸32先伸出，當(dāng)伸出完畢后，使換向閥3

40、4處于右位，油液進(jìn)入液壓缸29，活塞桿伸出?；赜蜁r(shí)，液壓缸29活塞桿先縮回，縮回完成后換向閥34處于左位，液壓缸32縮回。 使工作臂伸出后能可靠地停留在某一位置，并防止在工作臂縮回時(shí)出現(xiàn)超速下降的現(xiàn)象。在伸縮回路中設(shè)置了平衡閥30-1和30-2,。 §2.3.4 回轉(zhuǎn)回路 液壓系統(tǒng)中，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的起動(dòng)和制動(dòng)比較頻繁，發(fā)熱量較大。因此，對(duì)回轉(zhuǎn)回路的設(shè)計(jì)及其性能有較高的要求。圖2-10為本文回轉(zhuǎn)回路的原理圖。為了提高工作效率和整機(jī)的機(jī)動(dòng)性，汽車起重機(jī)一般都有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，本文所設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為全回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，即可進(jìn)行多圈回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用低速大扭矩液壓馬達(dá)通過減速比較

41、小的減速裝置來驅(qū)動(dòng)，這種傳動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 便于布置，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。因回轉(zhuǎn)回路的功率較其他回路較小，故回轉(zhuǎn)回路采用單泵供油的開式回路，可實(shí)現(xiàn)功率較好匹配。并且開式回路具有較好的散熱性。 圖2-10 回轉(zhuǎn)回路原理圖 本文回轉(zhuǎn)回路的工作原理如下：開機(jī)后，當(dāng)需要回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作時(shí)，可通過操縱三位四通換向閥7-2實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)的回轉(zhuǎn)，單向閥37提供背壓。液控單向閥的鎖緊功能保證回轉(zhuǎn)停止的可靠性?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)負(fù)載慣性較大，起、制動(dòng)頻繁，制動(dòng)過程時(shí)間較短，會(huì)產(chǎn)生很大沖擊，制動(dòng)非常猛烈。液壓馬達(dá)在制動(dòng)時(shí)，有一腔會(huì)產(chǎn)生真空，因此需要進(jìn)行補(bǔ)油。如圖2-10：順序閥35 組成了緩沖補(bǔ)油裝置。這種形

42、式的組合可實(shí)現(xiàn)雙向緩沖。使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不僅有液壓制動(dòng)作用，而且制動(dòng)比較平穩(wěn)、沖擊小。 §2.3.5 支腿回路 汽車起重機(jī)設(shè)置支腿可提高其工作性能，增加穩(wěn)定性。汽車起重機(jī)一般設(shè)置四個(gè)支腿，要求支腿堅(jiān)固可靠，操縱方便，在行駛時(shí)收回，工作時(shí)外伸撐地。支腿回路必須有良好的閉鎖能力。本文支腿回路原理圖如圖2-11所示。 本文設(shè)計(jì)的支腿回路為H型支腿的液壓回路。H式支腿如圖2-12所示。支腿外伸后呈H形。每個(gè)支腿由一個(gè)水平液壓缸和一個(gè)垂直液壓缸，完成收放動(dòng)作。其特點(diǎn)是支腿跨距大，對(duì)地而適應(yīng)性好，垂直支腿液壓缸可以單獨(dú)操縱，易于調(diào)平。廣泛應(yīng)用在中、大型汽車起重機(jī)上。 圖2-11 支腿回路原理圖

43、 支腿回路的工作原理如下：如圖2-11所示，三位四通換向閥7控制水平液壓缸的伸出和縮回，多路換向閥9控制垂直液壓缸的伸出和縮回，水平回路與垂直回路串聯(lián)，即工作時(shí)水平液壓缸伸出后，才進(jìn)行垂直液壓缸的伸出，多路換向閥保證了四個(gè)液壓既能同時(shí)工作，又能單獨(dú)工作，解決了垂直液壓缸的調(diào)平問題。 圖2-12 H式支腿 1-車架 2-水平液壓缸 3-垂直液壓缸 支腿回路需要解決垂直支腿液壓缸在工作時(shí)的“軟腿”現(xiàn)象及在行駛時(shí)的“掉腿”現(xiàn)象。如圖2-11所示，垂直支腿液壓缸安裝液控單向閥，可防止發(fā)生“軟腿”現(xiàn)象，以及起重機(jī)行駛時(shí)發(fā)生“掉腿”現(xiàn)象。 §2.4 QY40汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)工

44、作原理 通過對(duì)以上各個(gè)回路的分析和系統(tǒng)要求，設(shè)計(jì)出了QY汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖，整個(gè)系統(tǒng)由起升、回轉(zhuǎn)、變幅、伸縮、支腿等五個(gè)工作回路組成。系統(tǒng)設(shè)置三個(gè)泵供油，起升回路有單獨(dú)的泵供油，伸縮回路和變幅回路由一個(gè)泵供油，支腿回路和回轉(zhuǎn)回路有一個(gè)泵供油，這個(gè)泵也向蓄能器充油，蓄能器控制離合缸和制動(dòng)缸的工作。支腿回路先工作，然后通過換向閥5向蓄能器充油，當(dāng)壓力到達(dá)一定，壓力繼電器控制電磁換向閥12工作，使油液流向回轉(zhuǎn)回路。泵2實(shí)現(xiàn)變幅回路和伸縮回路的工作，由于兩個(gè)油路的控制閥是串聯(lián)關(guān)系，加上作業(yè)安全性的考慮，兩個(gè)回路要單獨(dú)工作。在伸縮和變幅都完成后，泵2還可以向起升回路供油，實(shí)現(xiàn)起升回路的合流。還有

45、液壓系統(tǒng)的過濾器、冷卻器等輔助元件。 圖2-13 QY40汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 第3章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 §3.1 液壓系統(tǒng)各回路計(jì)算及主要元件的選擇 §3.1.5 伸縮回路計(jì)算及主要元件選擇 系統(tǒng)工作壓力應(yīng)按整機(jī)性能要求，考慮經(jīng)濟(jì)性和液壓技術(shù)現(xiàn)有水平確定。在給定外負(fù)載下。系統(tǒng)的工作壓力越高，各液壓元件及管路系統(tǒng)的尺寸就越小。重量越輕.結(jié)構(gòu)越緊湊。但由此導(dǎo)致對(duì)密封、制造加工精度和元件材質(zhì)的要越嚴(yán)，維護(hù)和修理也越困難。況且系統(tǒng)工作壓力高到一定程度后，隨著高壓力對(duì)壁厚和密封要求的提高，系統(tǒng)

46、的尺寸和重量反而會(huì)增加。《由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知現(xiàn)有輪式起重機(jī)采用的工作壓力為: 1、中壓:10MPa~25MPa，用于中小型輪式起重機(jī)； 2、高壓:25MPa~32MPa,用于大中型輪式起重機(jī)； 3、超高壓:32MPa以上，用于特大型或有特殊要求的輪式起重機(jī)。 QY40汽車起重機(jī)屬于中型汽車起重機(jī)。結(jié)合實(shí)際情況，本文在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，初選系統(tǒng)壓力為25MPa。 §3.1.2 起升回路計(jì)算及主要元件選擇 一、起升回路的基本參數(shù) 額定起升速度 110 m/min 卷筒直徑 450mm 鋼絲繩直徑

47、 22mm 鋼絲繩層數(shù) 3 減速器速比 28.5 滑輪組倍率 10 二、起升液壓馬達(dá)的選擇計(jì)算 1、起升液壓馬達(dá)負(fù)載力矩的計(jì)算 起升機(jī)構(gòu)在起動(dòng)階段，起升液壓馬達(dá)的負(fù)載力矩最大。因此液壓馬達(dá)負(fù)載力矩應(yīng)以起動(dòng)阻力矩來考慮。在起動(dòng)時(shí)，其阻力矩包括靜阻力矩和慣性阻力矩。以動(dòng)載荷系數(shù)來考慮慣性載荷的作用。則起升液壓馬達(dá)的負(fù)載力矩計(jì)算公式為： （3-1） 式中： ——?jiǎng)虞d荷系數(shù)，一般。 ——最大額度起重量，N； ——鋼繩3層卷繞時(shí)的卷筒直徑， =560m

48、m ——鋼絲繩直徑，＝22mm； ——滑輪組倍率 ； ——減速器傳動(dòng)比 ； ——卷筒機(jī)械效率，一般??； ——馬達(dá)至減速器輸出端機(jī)械效率, 一般取； 則有 N·m 2、起升液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速的計(jì)算 根據(jù)起升速度的要求，計(jì)算起升液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速為： 3、起升液壓馬達(dá)排量的計(jì)算 根據(jù)起升液壓馬達(dá)的負(fù)載扭矩，計(jì)算起升馬達(dá)排量。其公式為： （3-2） 式中： ——馬達(dá)進(jìn)出口壓力差，，為馬達(dá)進(jìn)口壓力，初選壓力為25MPa,則=25MPa；為液壓馬達(dá)的回油背壓，取=0.5MPa， MPa； ——液壓馬達(dá)的機(jī)械效率 取。 則有

49、 cm3/r 4、起升馬達(dá)的選擇 根據(jù)初選的系統(tǒng)壓力為25MPa，所需液壓馬達(dá)的排量為142.88cm3/r，故起升馬達(dá)選定為軸向柱塞馬達(dá) A7V160,其性能參數(shù)如下： 排量 160cm3/r 額定壓力 35 MPa 最大壓力 40 MPa 額定轉(zhuǎn)速 2200 r/min 三、起升回路液壓泵的選擇計(jì)算 1、液壓泵額定工作壓力的計(jì)算 （1）、液壓馬達(dá)的最大工作壓力 液壓馬達(dá)的最大工作壓力可由下式確定： (3-3) 式中： ——起升馬達(dá)所受最大扭矩=

50、 529.54 N·m； ——起升馬達(dá)排量(cm3/r), = 160cm3/r； ——起升馬達(dá)機(jī)械效率 = 0.93。 則有 MPa （2）液壓泵的額定工作壓力 液壓泵的工作壓力可按下式求得： (3-4) 式中： ——儲(chǔ)備系數(shù)，一般取=1.05～1.4； ——起升馬達(dá)的工作壓力，=22.35MPa； ——沿程壓力損失和局部壓力損失之和,一般取0.5～1.5MPa，取=1.5MPa。 則有 MPa 2、液壓泵的額定流量的計(jì)算 （1）、起升馬達(dá)所需最大流量 起升馬達(dá)所需最大流量為：

51、L/min 式中： ——液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速，=1782.87r/min； ——起升馬達(dá)排量, = 160cm3/r； ——起升馬達(dá)容積效率，=0.89。 （2）、液壓泵額定流量 液壓泵額定流量由以下公式求得： (3-5) 式中： ——系統(tǒng)泄漏系統(tǒng),其值為1.1～1.3,現(xiàn)取= 1.1； ——液壓馬達(dá)所需最大流量。 則有 L/min 3、液壓泵的選擇 根據(jù)液壓泵的額定工作壓力和額定流量的計(jì)算值，可選擇定量齒輪泵CB1F5-80為起升回路液壓泵。該泵性能參數(shù)如下： 排量 80cm3/r 額定壓力 25 MPa

52、 最大壓力 28 MPa 額定轉(zhuǎn)速 2500r/min 最大轉(zhuǎn)速 3000r/min 4、液壓泵的實(shí)際輸入流量的計(jì)算 在本設(shè)計(jì)中，參考徐工QY40K汽車起重機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，液壓泵由發(fā)動(dòng)機(jī)斯太爾WD615.334直接驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為=2200r/min，故此泵輸入流量為： 式中： ——液壓泵的排量，=80cm3/r； ——液壓泵的容積效率，=0.95。 差值流量由泵2提供。 四、制動(dòng)器液壓缸及離合器液壓缸的計(jì)算 1、制動(dòng)器的松閘力的計(jì)算 卷筒力矩為： (3-6) 式中： ——卷?yè)P(yáng)單繩最大拉力 =392

53、00N； ——鋼繩3層卷繞時(shí)的卷筒直徑，=0.56m。 則有 N·m 則制動(dòng)器的松閘力為： 式中： ——制動(dòng)安全系數(shù)，=1.25； ——卷筒力矩，=N·m； ——制動(dòng)輪直徑，=0.45m； ——制動(dòng)帶與制動(dòng)輪間的摩擦系數(shù)，=0.35； ——制動(dòng)帶在制動(dòng)輪上的包角，=； ——制動(dòng)系統(tǒng)效率，=0.92 則有 N 2、制動(dòng)器液壓缸尺寸的確定 制動(dòng)器液壓缸內(nèi)徑為： mm 式中： ——制動(dòng)器的松閘力，=16464.14N； ——制動(dòng)液壓缸工作壓力，=MPa。 查標(biāo)準(zhǔn)，取標(biāo)準(zhǔn)值

54、=50mm,無桿腔的面積，若取速比，則活塞桿直徑為，有桿腔的面積。 3、制動(dòng)液壓缸工作所需流量的確定 制動(dòng)液壓缸的工作速度為： 式中： ——制動(dòng)液壓缸行程，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取=20mm； ——液壓缸全部伸出的時(shí)間，=1s。 則制動(dòng)液壓缸工作所需流量為： L/min 4、離合器液壓缸的確定 在本設(shè)計(jì)中，離合器液壓缸的尺寸及工作所需流量均與制動(dòng)器液壓缸的相同，不再進(jìn)行計(jì)算。 §3.1.3 回轉(zhuǎn)回路計(jì)算及主要元件選擇 一、回轉(zhuǎn)回路的基本參數(shù) 最大回轉(zhuǎn)速度 2r/min 減速器速比 180 二、回轉(zhuǎn)馬達(dá)的選擇計(jì)算 1、回轉(zhuǎn)總阻

55、力矩的確定 在不考慮風(fēng)壓及機(jī)械不水平引起的回轉(zhuǎn)阻力矩的情況下，回轉(zhuǎn)總阻力矩可按以下公式近似計(jì)算： (3-7) 式中： ——回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)摩擦阻力矩； ——回路機(jī)構(gòu)起動(dòng)時(shí)，回轉(zhuǎn)慣性阻力矩。 在工程機(jī)械回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，慣性阻力矩占整個(gè)阻力矩比重較大。慣性阻力矩可由下式確定： (3-8) 式中： ——回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速，rad/s； ——起動(dòng)時(shí)間，=5s； ——吊物重量，=392000N； ——重力加速度，； ——吊物到回轉(zhuǎn)中心水平距離，=3m； ——回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)所驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)部件對(duì)回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量總和，參考

56、同類設(shè)計(jì)取=334924N·m·s。 則有 N·m 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的摩擦阻力矩由下式確定： (3-9) 式中： ——回轉(zhuǎn)支承中心滾道直徑，=1m； ——回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)摩擦系數(shù)，； ——回轉(zhuǎn)支承上的總壓力，=489263.24N 則有 N·m 由公式（3-1）可得，回轉(zhuǎn)總阻力矩為： N·m 2、回轉(zhuǎn)馬達(dá)阻力矩的計(jì)算 回轉(zhuǎn)馬達(dá)阻力矩為： N·m 式中： ——回轉(zhuǎn)總阻力矩，N·m； ——回轉(zhuǎn)減速器速比，； ——回轉(zhuǎn)機(jī)械傳動(dòng)效率，。 3、回轉(zhuǎn)馬達(dá)的排量的計(jì)算 回轉(zhuǎn)馬達(dá)的排量為 m3/r=130.

57、38cm3/r 式中： ——回轉(zhuǎn)馬達(dá)工作壓差，MPa，其中為馬達(dá)進(jìn)口壓力，初選壓力為MPa；為液壓馬達(dá)的回油背壓，取MPa； ——回轉(zhuǎn)馬達(dá)機(jī)械效率，。 4、回轉(zhuǎn)馬達(dá)的選擇 根據(jù)初選的系統(tǒng)壓力為16MPa，所需液壓馬達(dá)的排量為130.38cm3/r，故回轉(zhuǎn)馬達(dá)選定為低速大扭矩定量馬達(dá)CMG3140。其性能參數(shù)如下： 排量 140cm3/r 額定壓力 16 MPa 最大壓力 20 MPa 最低轉(zhuǎn)速 500r/min 最高轉(zhuǎn)速 2500r/min 三、回轉(zhuǎn)回路液壓泵的選擇計(jì)算 1、液壓泵額定壓力的計(jì)算 （1）液壓馬達(dá)的最大工作壓力

58、 (3-10) 式中： ——起升馬達(dá)所受最大扭矩，= 305.61N·m； ——起升馬達(dá)排量(cm3/r), = 140cm3/r； ——起升馬達(dá)機(jī)械效率，= 0.92。 則有 MPa （2）液壓泵的額定工作壓力 液壓泵的額定工作壓力可按下式求得： 式中： ——儲(chǔ)備系數(shù)，一般取=1.05～1.4； ——回轉(zhuǎn)馬達(dá)的工作壓力，=14.87MPa； ——沿程壓力損失和局部壓力損失之和,一般取0.5～1.5MPa，取=1.5MPa。 則有 MPa 2、液壓泵額定流量的計(jì)算 （1）、回轉(zhuǎn)馬達(dá)最大轉(zhuǎn)速 回轉(zhuǎn)馬達(dá)最大轉(zhuǎn)速為： r/min

59、 式中: ——回轉(zhuǎn)速度，=2r/min。 （2）、回轉(zhuǎn)馬達(dá)流量 回轉(zhuǎn)馬達(dá)所需流量為： L/min 式中： —回轉(zhuǎn)馬達(dá)容積效率，=0.98。 （3）、液壓泵的額定流量 液壓泵的額定流量為： > 式中： ——系統(tǒng)泄漏系統(tǒng),其值為1.1～1.3,現(xiàn)取= 1.1； ——液壓馬達(dá)所需最大流量,=51.42L/min。 則有 L/min §3.1.4 變幅回路計(jì)算及主要元件選擇 因變幅、伸縮回路的執(zhí)行元件均為液壓缸，且工作時(shí)均由同一液壓泵供油，因此可在一起進(jìn)行計(jì)算。 一、各種液壓缸作用力的確定 1、變幅液壓缸作用力的計(jì)算 剛性變幅機(jī)構(gòu)受力簡(jiǎn)圖如圖3-

60、1所示：由靜力學(xué)可知對(duì)臂轉(zhuǎn)動(dòng)鉸，在最小幅度3m的工況下，則變幅缸作用力為： (3-11) 式中： ——工作負(fù)載，=392000N； ——工作臂長(zhǎng)度，基本臂為10.7m； ——工作臂和水平線的夾角，吊鉤到鉸點(diǎn)A的水平距離設(shè)為3.5m,則； ——臂架自重，包括伸縮機(jī)構(gòu)的重量，由《工程起重機(jī)》可知臂架自重占整機(jī)重量的15%~20%。參考同類產(chǎn)品，整機(jī)重量為40400Kg。因此， ==59388N。 ——鉸點(diǎn)A到臂重心的距離，=m； ——作用在臂架上的風(fēng)負(fù)載； ——作用在負(fù)載上的風(fēng)負(fù)載； ——起升鋼繩拉力，N; ——鉸點(diǎn)A到鉸點(diǎn)B的距離，=m； —

61、—鋼繩到鉸點(diǎn)A的垂直距離，取=0.5m； ——變幅缸的軸線和水平線夾角，取。 不考慮風(fēng)的作用，==0，則有 N 圖3-1 剛性變幅受力簡(jiǎn)圖 液壓缸尺寸的確定，選擇液壓缸的背壓力為=1MPa，系統(tǒng)壓力為=25MPa,。 = = 查標(biāo)準(zhǔn)，將其圓整為D=280mm，=615.44。則，取標(biāo)準(zhǔn)值，即，=314。 計(jì)算缸筒壁厚，當(dāng)時(shí)，其計(jì)算公式為： 式中 ——最高允許壓力，=； ——缸筒內(nèi)徑，

62、=280mm; ——缸筒材料的許用應(yīng)力，缸筒材料為45鋼無縫鋼管，=； ——壁厚余量，mm； 為壁厚系數(shù)，取。 =mm， 所以取mm。 因，3.2<6.67<16，所以壁厚為42mm。 2變幅回路的計(jì)算 （1）變幅液壓缸平均伸縮速度 式中 S——變幅液壓缸的行程，S=2500mm； t——升臂變幅時(shí)間，t=70s。 （2）變幅液壓缸平均輸入流量 （3）液壓泵輸出流量 >= 式中 ——系統(tǒng)泄漏系統(tǒng),其值為1.1～1.3,現(xiàn)取= 1.1。 §3.1.5 伸縮回路計(jì)算及主要元件選擇

63、 1、伸縮缸Ⅰ的計(jì)算 當(dāng)主臂仰角為，工作幅度為3m時(shí)，主臂最大載荷為=392000N。此時(shí)，伸縮缸承受最大負(fù)載為： 系統(tǒng)壓力為=25MPa,。故液壓缸的內(nèi)徑為： = = 查標(biāo)準(zhǔn)，其為標(biāo)準(zhǔn)值D=160mm，=200.96。則取標(biāo)準(zhǔn)值，即，=122.65。 計(jì)算缸筒壁厚，當(dāng)時(shí)，其計(jì)算公式為： 式中 ——最高允許壓力，=； ——缸筒內(nèi)徑，=160mm; ——缸筒材料的許用應(yīng)力，缸筒

64、材料為45鋼無縫鋼管，=； ——壁厚余量，mm； 為壁厚系數(shù)，取。 = = 22.12mm， 所以取mm。 因，3.2<6.67<16，所以壁厚為24mm。 2、伸縮缸Ⅱ的計(jì)算 伸縮臂受力為800kN, = = 查標(biāo)準(zhǔn)，其為標(biāo)準(zhǔn)值D=220mm，=379.94。則 =200.96。 計(jì)算缸筒壁厚，當(dāng)時(shí)，其計(jì)算公式為： 式中 ——最高允許壓力，=； ——缸筒內(nèi)徑，=220mm; ——缸筒材料

65、的許用應(yīng)力，缸筒材料為45鋼無縫鋼管，=； ——壁厚余量，mm； 為壁厚系數(shù)，取。 = = 30.92mm， 所以取mm。 因，3.2<6.88<16，所以壁厚為32mm。 3、伸縮回路的計(jì)算 （1）伸縮液壓缸平均伸縮速度 式中 S——伸縮液壓缸的工作行程，S=8000mm； t—伸出時(shí)間，t=160s （2）伸縮液壓缸的平均輸入流量 其中、為兩個(gè)油缸的內(nèi)徑面積， 油缸效率，取0.96 （3）液壓泵輸出流量 >= 式中 ——系統(tǒng)泄漏系統(tǒng),其值為1.1～1.3,現(xiàn)取= 1.1。 （4）液壓泵的額定工作壓力 液壓泵的

66、額定工作壓力可按下式求得： 式中： ——儲(chǔ)備系數(shù)，一般取=1.05～1.4； ——液壓缸的工作壓力， MPa； ——沿程壓力損失和局部壓力損失之和,一般取0.5～1.5MPa，取=1MPa。 則有 MPa 由于變幅回路與伸縮回路共用一個(gè)泵， 根據(jù)兩個(gè)回路流量和壓力情況，以及向起升回路的供油量，按照最大流量， 選擇斜軸式柱塞泵A2F10780。該泵性能參數(shù)如下： 排量 107cm3/r 額定壓力 35 MPa 最大壓力 40 MPa 額定轉(zhuǎn)速 2500r/min 最大轉(zhuǎn)速 3000r/min 在本設(shè)計(jì)中，液壓泵有發(fā)動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為=2200r/min，故此泵輸入流量為： 式中 ——液壓泵的排量，=86.5cm3/r； ——液壓泵的容積效率，=0.95。 §3.1.6 支腿回路計(jì)算及主要元件選擇 1、水平支腿液壓缸的選擇 垂直支腿液壓缸的作用是撐起起重機(jī)，并且在吊重作業(yè)時(shí)，仍然能保持撐起狀態(tài)。為安全起見，對(duì)垂直支腿液壓缸的支腿反力進(jìn)行如下計(jì)算，假定起重機(jī)