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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 開題報告 學(xué)生姓名 專 業(yè) 班 級 指導(dǎo)教師姓名 職 稱 工作單位 課題來源 教師自擬課題 課題性質(zhì) 應(yīng)用設(shè)計 課題名稱 汽車起重機液壓系統(tǒng)設(shè)計 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 本設(shè)計的目的、意義和汽車起重機液壓系統(tǒng)設(shè)計的研究現(xiàn)狀 選題目的和意義： 畢業(yè)設(shè)計是教學(xué)計劃中最后一個綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是我們在教師的指導(dǎo)下，獨立從事車輛設(shè)計工作的初步嘗試，可以培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識、基本技能研究和處理問題的能力。是對四年所學(xué)知識和技能進行系統(tǒng)化、綜合化運用、總結(jié)和深化的過程。通過考察、立題、收集素材、設(shè)計方案、工藝制作等過程，檢查我們的思維能力、動手能力和掌握技藝的深度，并通過畢業(yè)答辯、畢業(yè)設(shè)計和實習工作，來考核教學(xué)水平，對深化教學(xué)改革也有重要意義。 研究現(xiàn)狀： 汽車式起重機是把起重機安裝安置在載重汽車底盤上的一種工程機械。最近幾年來由于汽車載重功能和性能的水平不斷提高，各種各樣的特定的汽車底盤的應(yīng)運而生，導(dǎo)致大噸位的汽車式起重機不斷的被生產(chǎn)出來。特別在近幾年，中國汽車起重機有了迅速的發(fā)展。汽車起重機是以汽車底盤為基礎(chǔ)的自行式設(shè)備，具有較高的行駛速度，可以與裝運工具的汽 車編隊行駛，機動性能好；廣泛用于建筑、貨站及野外吊裝作業(yè)等，可在沖擊、振動、溫度變化大的環(huán)境較差的條件下工作。因此，液壓傳動在現(xiàn)代機械工程領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 目液壓系統(tǒng)在以下幾方面體現(xiàn)出明顯的發(fā)展趨勢： (1)、采用國際化配套，對系統(tǒng)性要求較高的液壓元件如泵、閥、馬達等采用國際化配套可提高產(chǎn)品的可靠性，另外，國外使用成熟、量大價廉的元件在國內(nèi)也廣泛使用。 (2)、采用卡套式接頭，由于卡套式接頭在控制系統(tǒng)污染、防泄露等方面具有很強的優(yōu)越性，使用卡套式接頭能大大減少故障率和早期反饋率。 (3)、在系統(tǒng)中設(shè)計速度分檔，由于不同施工項目的不同要求，對起重機各動作速度的要求也不一樣，速度分檔技術(shù)也應(yīng)運而生，設(shè)計不同的速度檔位，以適用不同工況的要求。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 設(shè)計內(nèi)容和預(yù)期成果 設(shè)計內(nèi)容： 本課題設(shè)計的是汽車起重機液壓系統(tǒng)設(shè)計。主要內(nèi)容是編制液壓系統(tǒng)的方案，設(shè)計步驟是： l)明確設(shè)計要求，進行工況分析 2)初定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 3)擬定液壓系統(tǒng)原理圖 4)計算和選擇液壓元件 5)估算液壓系統(tǒng)性能 6)繪制零件圖 預(yù)期成果： 根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計要求，完整地設(shè)計出裝配圖一套、零件圖若干。 統(tǒng)地說明設(shè)計過程中問題的解決（確定傳動和結(jié)構(gòu)方案及零件材料的選擇）及全部計算。計算內(nèi)容應(yīng)包括有關(guān)計算簡圖，如主要參數(shù)的選擇及設(shè)計與校核、傳動方案簡圖、相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)簡圖、零件的受力分析圖、彎矩和扭矩圖等。 算結(jié)果正確清晰，文字說明簡明通順。計算過程只需列出已知條件、計算公式，將有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式，省略計算過程，直接寫出計算結(jié)果。將計算結(jié)果整理后，寫入右邊欄內(nèi)，并注明此結(jié)果是否“合用”或“安全”等結(jié)論。 計說明書一份，工作原理圖、 裝配圖、零件圖若干。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 擬采取設(shè)計方法和技術(shù)支持 設(shè)計方案： 液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計主要有兩個部件：動力元件和執(zhí)行元件。 制定設(shè)計步驟： 1)確定液壓執(zhí)行元件的形式。 2)進行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)。 3)制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖 ;。 4)選擇液壓元件。 5)液壓系統(tǒng)的性能驗算。 6)繪制工作圖，編制技術(shù)文件。 技術(shù)支持： 1）自動壓刷機的說明書，工作原理。 2）對液壓系統(tǒng)相關(guān)知識。 實現(xiàn)本項目已具備的條件 液壓系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)知識。 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進度 (以周為單位 ) 1 完成開題報告 5 查閱資料，確定設(shè)計方案 7 計算所需參數(shù) 9 畫出液壓原理圖 11 畫出各個零件圖和裝配圖 13 細節(jié)工作，準備答辯 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 開 題 報 告 審 定 紀 要 時 間 地點 主持人 參 會 教 師 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導(dǎo) 教 師 意 見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 教 研 室 意 見 教研室主任簽名： 年 月 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 摘 要 首先分析了汽車起重機五種主要運動機構(gòu)的運動，然后根據(jù)每個動作設(shè)計了各部分的液壓回路，完成了液壓系統(tǒng)的整體液壓原理圖。然后，根據(jù)機械性能參數(shù)和液壓性能參數(shù)，完成液壓元件的選擇和計算， 完成起重機的機械分析和油缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。最后對液壓系統(tǒng)進行性能校核。 關(guān)鍵詞 ： 汽車起重機 液壓系統(tǒng) 設(shè)計 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 is to to to a of 目 錄 摘 要 ..................................................................................................................... I ............................................................................................................ 錄 .................................................................................................................... 1 第 1 章 緒論 ........................................................................................................ 1 重機簡介 ........................................................................................... 1 重機的種類 ............................................................................ 1 汽車起重機的原理 .................................................................... 3 起重機發(fā) 展史 ....................................................................................... 4 汽車起重機的國外發(fā)展史 ........................................................ 4 車起重機國內(nèi)發(fā)展史 .......................................................... 4 內(nèi)外汽車起重機發(fā)展趨勢 .................................................... 5 究思路及方案 ................................................................................... 5 第 2 章 汽車起重機主要運動機構(gòu)分析 ............................................................ 6 汽車起重機性能參數(shù)要求 ............................................................... 6 汽車起重機主要機構(gòu)分析 ............................................................... 6 第 3 章 汽車起重機液壓回路的初步設(shè)計 ...................................................... 12 縮回路設(shè)計 ..................................................................................... 12 回轉(zhuǎn)回路設(shè)計 ..................................................................................... 13 變幅回路設(shè)計 ..................................................................................... 14 支腿回路設(shè)計 ..................................................................................... 15 起升回路設(shè)計 ..................................................................................... 17 第 4 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計計算 .............................................................................. 18 汽車起重機液壓系統(tǒng)工作原理 ......................................................... 18 系統(tǒng)工況表 ......................................................................................... 19 支腿收放機構(gòu)計算 ............................................................................. 20 支腿油缸的受力計算 ......................................................................... 22 支腿油缸主要幾何的計算 ................................................................. 22 缸筒內(nèi)徑計算 .......................................................................... 22 活塞桿直徑 d 計算 .................................................................. 22 活塞桿強度驗算 ...................................................................... 23 穩(wěn)定性驗算 .............................................................................. 23 缸筒壁厚的計算 ...................................................................... 24 缸筒外徑計算 .......................................................................... 25 缸底厚度計算 .......................................................................... 25 支腿液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計 ......................................................................... 25 其它液壓元件的計算選擇 ................................................................. 27 起升馬達的計算和選擇 .......................................................... 27 液壓泵的選擇 .......................................................................... 28 其他液壓回路液壓 閥選擇 ...................................................... 29 油路的通徑 ......................................................................................... 29 油路的通徑計算參數(shù) .............................................................. 29 揚油路 .................................................................................. 30 回轉(zhuǎn)工作管路 .......................................................................... 30 伸縮回路管路 .......................................................................... 30 變幅回路管路 .......................................................................... 31 支腿回路管路 .......................................................................... 31 第 5 章 液壓系統(tǒng)性能驗算 ............................................................................. 32 管路系統(tǒng)容積效率計算 ..................................................................... 32 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱驗算 ......................................................................... 33 工作循環(huán)周期 T ................................................................................. 33 油泵損失所產(chǎn)生的熱能 H ................................................................. 34 油箱散熱量 ......................................................................................... 35 致 謝 .............................................................................................................. 37 參考文獻 .............................................................................................................. 38 1 第 1 章 緒論 重機簡介 重機的種類 在中國的農(nóng)業(yè)時代，動臂起重機原型出現(xiàn)。在第十四世紀，歐洲生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)臂式起重機在人類和動物驅(qū)動。在第十九世紀初，橋式起重機出現(xiàn)，起重機的重要磨損部件，如軸，齒輪和吊索，開始由金屬材料制成。第十九世紀末，起重機的動力由液壓轉(zhuǎn)向蒸汽驅(qū)動。在 20 世紀 20 年代，隨著電氣和內(nèi)燃機的迅速發(fā)展，各種形式的起重機，由電動機或內(nèi)燃機供電，基本形成。到目前可分為 : (1) 輕小型起重設(shè)備 輕型和小型起重設(shè)備的特點是重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，投影范圍為點，線為基礎(chǔ)。一般來說，輕小型起重設(shè)備只有一個起升機構(gòu)，它只能實現(xiàn)單起升 運動。它們分別是 :千斤頂 (可分為螺旋千斤頂、齒條 千斤頂 和液壓 千斤頂 )、滑輪、手 (氣、電 )、卷揚機、絞車等。電動葫蘆通常配備有運行小車和金屬框架，以擴大操作范圍。 圖 1壓千斤頂 （ 2） 橋式起重機 橋式起重機的兩端位于高大的混凝土柱或金屬支架上，形狀像橋。橋式起重機是起重機的一種平面車間，倉庫和堆場以上材料起吊、裝卸、起重機的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架軌道縱向運行，橋梁吊裝材料不影響其他地面設(shè)備的操作下充分利用空間。它是應(yīng)用最廣泛、數(shù)量最多的起重機械。它們分別是 :橋式起重機、龍門起重機、裝卸橋、冶金橋式 起重機、纜索起重機等它們分別是 :橋式起重機、龍 門 起重機、裝卸橋、冶金橋式起重機、纜索起 2 重機等。 圖 1門起重機 （ 3） 臂架式起重機 臂架式起重機，通過臂架承載貨物的重量，在一個圓形區(qū)域及其上空，通過臂架移動、伸縮來完成貨物的移動和運送，臂架式起重機多用于露天吊運和安裝工作。臂架式起重機安裝在通用或?qū)Ｆ嚨妆P作為汽車起重機，駕駛室和升降控制室分別布置。該起重機結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，體積小，具有良好的行駛性能。架臂式起重機的種類有很多，如汽車起重機、輪胎起重機、塔式起重機、門式起重機、浮動式起重機、 軌道起重機等。 圖 1汽車起重機 （ 4）升降機 豎直 升降機的主要特點是，提取裝置或重物只能沿導(dǎo)軌升降。雖然大多數(shù)電梯只有一個起升機構(gòu)，但許多其他附件可以添加到電梯中，所以它們 有 一個單一的類，包括 :貨梯，電梯，升船機等等。 3 汽車起重機的原理 汽車起重機的主要機制包括支腿伸縮機構(gòu)和回轉(zhuǎn)機構(gòu)，伸縮機構(gòu)、卷揚起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)布置如下圖所示。 圖 1汽車起重機機構(gòu)圖 其各機構(gòu)完成的動作和功能如下： （ 1）支腿伸縮機構(gòu) 汽車起重機的底盤前后共有四條支腿， 各個支腿由一個單獨的液壓缸驅(qū)動。 前 后兩組支腿分別由 兩個 三位四通閥來控制其伸縮回。每個液壓缸的液壓回路設(shè)有雙向鎖止回路，用于保證腿部動作的可靠性，防止吊車運行過程中發(fā)生軟腿，同時防止行車。程中支腿自行滑落，保證安全。 （ 2）回轉(zhuǎn)機構(gòu) 液壓馬達是回轉(zhuǎn)機構(gòu)的驅(qū)動元件，液壓馬達通過蝸輪、蝸輪箱和一對嚙合齒輪將動力傳遞給轉(zhuǎn)臺。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速很低， 1 /分，液壓馬達轉(zhuǎn)速不高，所以沒有必要設(shè)置液壓馬達制動回路。 （ 3）伸縮機構(gòu) . 起重機的吊臂分為基本臂和伸縮臂，伸縮臂直徑較小套在基本臂中， 用一個三位四通換向閥控制吊臂伸縮液壓缸用于控制驅(qū)動臂的伸展和縮回。 液壓油路 具有平衡 回 路，以防止由于臂的重量而使懸架脫落。 （ 4） 變幅機構(gòu) 起重 臂變幅是一個或一組液壓缸 改變 吊桿角度。 液 壓缸的動作也由三位四通換向閥控制 ，蝙蝠機構(gòu) 中 也 有一個平衡回路 （ 5）卷揚起升機構(gòu) 升降機構(gòu)是汽車起重機提升機的主要機構(gòu)，主要由高扭矩液壓馬達組成，液壓馬達回 4 路設(shè)有平衡回路，以防止意外 墜 落。此外，高扭矩液壓馬達還提供給制動回路組成的單向節(jié)流閥和單功能制動缸， 使制動器開閉延時迅速，這樣就可以避免起重機在停車時出現(xiàn) 重物下墜 現(xiàn)象，提高作業(yè)安全系數(shù) 。 起重機發(fā)展史 汽車起重機的國外發(fā)展史 汽車起重機是從蒸汽軌道起重機發(fā)展而來的，經(jīng)過多年的發(fā)展，從履帶到實心輪胎到充氣輪胎。 由于汽車起重機具有地形適應(yīng)性好、移動快速、操作方便等特點，在第二次世界大戰(zhàn)后修復(fù)戰(zhàn)爭創(chuàng)傷和經(jīng)濟建設(shè)的過程中得到廣泛應(yīng)用，也得以更好的發(fā)展。早期的汽車起重機大部分采用機械傳動的桁架式臂架。隨著上世紀中期液壓技術(shù)的發(fā)展， 液壓伸縮臂已被制造和廣泛使用，并逐步取代桁架臂。到 80 年代末 ，中小型噸位汽車起重機大多采用液壓伸縮臂，只有一小部分的大噸位汽車起重機仍采用桁架式吊桿。 上世紀 60 年代末，隨著大型建筑、石化、水電站等大型工程，對汽車起重機的需求越來越多，同時，對汽車起重機的性能、效率和安全性要求更為嚴格。隨著液壓技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，新型高強度鋼的出現(xiàn)，以及汽車起重機制造工業(yè)的進步，汽車起重機逐漸向大型化發(fā)展，甚至在普通輪胎起重機的基礎(chǔ)上 ， 人們開發(fā)了越野輪胎起重機，再開發(fā)出全路面起重機，汽車起重機的地形適應(yīng)性進一步提高。全路面起重機集各家所長，綜合了汽車起重機高速行駛能力和越野輪胎起 重機吊重行走良好的通過性能 ， 目前已經(jīng)得到很廣泛的應(yīng)用。 車起重機國內(nèi)發(fā)展史 1963 年 3 月，徐州重型機械廠（徐工集團前身）生產(chǎn)的第一臺 5 噸汽車起重機下線。 1964 年，北起開始研制液壓元件，為生產(chǎn)液壓 驅(qū)動 起重機 做準備 。 1966 年，根據(jù) “三線建設(shè) ”的方針，北起廠 一部分 設(shè)備，生產(chǎn)技術(shù)骨干及家屬，全套起重機技術(shù)圖紙， 全部 運往四川瀘州， 只 用了一年時間 就 建立起當?shù)刈畲笠?guī)模的國營企業(yè)——長江起重機器廠。 1968、第一液壓汽車起重機， 8 噸液壓汽車起重機，是由我國研制成功。 1976 年， 型 100 噸桁架臂式起重機是北方的成功開發(fā)與長沙建設(shè)機械研究院，在唐山大地震搶險中發(fā)揮作用。 從 2004 年開始 ， 隨著我國經(jīng)濟崛起 ， 電力、石化、鋼鐵、交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進入高潮。國內(nèi)起重機市場迅速擴大。企業(yè)明顯加大了對起重機的研發(fā)設(shè)計投入 ， 一些有實力的挖掘機公司也加入進來。 5 到現(xiàn)在為止國內(nèi)起重機已有 35十幾個型號 ， 以及能滿足大部分需求形成了全面的型號譜。撫挖、徐 工，三一重工， 憑借出眾的實力成為主要生產(chǎn)企業(yè)。 內(nèi)外汽車起重機發(fā)展趨勢 （ 1） 采用標準化配套 ， 規(guī)范水泵、閥門、電機等液壓元 件的匹配 ， 提高產(chǎn)品的可靠性和互換性 ， 設(shè)計成熟、生產(chǎn)量大價格低廉的元件得到非常廣泛的使用。 （ 2） 液壓管路 采用卡套式接頭 （快速接頭） ，卡套式接頭 的優(yōu)點有很多比如可以有效的 控制系統(tǒng)污染、防 止 泄露 以及連接拆卸方便 等， 因而 使用卡套式接頭 成為一種趨勢 。 （ 3） 在 液壓 系統(tǒng)中設(shè)計速度分檔， 以滿足 不同施工 作業(yè) 的不同要求 。不同的作業(yè) 對起重機 動作有不同的速度要求， 即使同一操作起重機的每個動作速度有不同的要求 ， 速度剖面技術(shù)將誕生。 （ 4）大量 使用高度集成的、模塊化閥組， 最大可能的簡化油路 ， 從而 有效的減少液組 ，減少動力損失 ，提高 能 量傳遞 效率，同時 減少動作延遲時間，方便維修檢測 。 （ 5）電子技術(shù)與液壓技術(shù)相融合。 汽車起重機無線遙控技術(shù)與遠程診斷服務(wù)技術(shù) ，自我保護技術(shù)都是電子技術(shù)與傳統(tǒng)液壓技術(shù)相融合的結(jié)果 ， 這些技術(shù)大大降低了作業(yè)風險 ， 提高處理突發(fā)問題的效率。 究思路及方案 這次設(shè)計根據(jù)汽車起重機的功能、結(jié)構(gòu)和作業(yè)流程，結(jié)合現(xiàn)有的汽車起重機的技術(shù)數(shù)據(jù)和不足，設(shè)計一款能夠滿足適應(yīng)工程建設(shè)需求的的汽車起重機總體液壓系統(tǒng)。 在起重機液壓系統(tǒng)的設(shè)計中 ， 明確設(shè)計任務(wù)和要求 ， 設(shè)計不偏離主題 ;認真研究已有數(shù)據(jù) ， 理清設(shè)計思路 做好設(shè)計方案，制定工作 計劃，按計劃進行設(shè)計過程進度，進行下面設(shè)計工作： 設(shè)計各工作機構(gòu)的液壓回路 ， 分析各回路的組成 ， 原理、性能進行分析論證。 根據(jù)起重機液壓系統(tǒng)參數(shù)和機構(gòu)的主要參數(shù) ， 設(shè)計并計算液壓系統(tǒng)。根據(jù)液壓系統(tǒng)的要求 ， 根據(jù)標準選用主要液壓元件。 在確定液壓元件后 ， 對具體的液壓回路進行性能分析和計算 ， 包括系統(tǒng)的回路功率計算、各回路的性能校核以及整個液壓系統(tǒng)的 發(fā)熱驗算 。 6 第 2 章 汽車起重機主要運動機構(gòu)分析 汽車起重機性能參數(shù)要求 最大起重量 20 噸； 最大起重力矩 600 kN·m 最大提升速度 10 m ； 基本臂長 最長臂長 動機額定功率 170/2200r/ 發(fā)動機額定轉(zhuǎn)速 2200r/汽車起重機主要機構(gòu)分析 汽車起重機的主要液壓機構(gòu)有 :伸縮 機構(gòu)、 回轉(zhuǎn)機構(gòu) 、變幅機構(gòu)、支 腿 機構(gòu)、起升機構(gòu)等 。 伸縮機構(gòu) : 主要動作：伸長 — 保持 — 縮回 (1)一般來說 ，伸縮 方法有順序 伸縮 、同步 伸縮 和獨立 伸縮 。 順序伸縮是指每個伸縮臂按照一定的順序完成伸縮動作。為了提升起重機的起重能力和伸縮臂的特點 ， 以相反的 順序安排 伸縮臂的 動作 。 同步 伸縮是指 每個伸縮臂同時伸展 相同的行程 比。 獨立伸縮指 每個 伸縮臂 可以 獨立 完成 伸縮運動 ，所以 獨立伸縮機構(gòu) 能夠 完成順序伸縮以及 同步伸縮運動。 （ 2）驅(qū)動形式： 臂架伸縮機構(gòu)的驅(qū)動機構(gòu)有機械式、液壓式和復(fù)合式三種。 機械傳動裝置結(jié)構(gòu)簡單 ， 吊鉤空 載 時 才 能伸出吊桿 ， 只適用于伸縮臂小噸位起重機上。吊桿伸縮驅(qū)動式有鋼絲繩滾柱傳動、齒輪傳動 ， 或者利用其它工作機構(gòu)驅(qū)動。 液壓驅(qū)動是伸縮臂機構(gòu)的主 要驅(qū)動形式。 通過 設(shè)計相應(yīng)的伸縮液壓缸和油路，可以實現(xiàn)臂架的各種伸縮方式。 復(fù)合傳動由伸縮液壓缸和機械傳動裝置組成。 液 油缸的數(shù)目和作用方式視活動臂節(jié)數(shù)而定。鋼繩滑輪組的缺點是，鋼繩伸長量大，而且有可能跳槽，張緊度調(diào)整不當時，伸縮運動不平穩(wěn)，使用中的維護工作量增加。 雖然鏈滑輪組可以克服上述一些缺點 ， 但重量大。目前 ， 鋼絲繩滑輪組使用較多 。 7 起重臂伸縮機構(gòu)主起重臂是由鋼板焊制的箱形結(jié)構(gòu)， 共三節(jié) (基本臂 ，中 臂和三臂 )，全功率同步伸縮 。 起重機伸縮機構(gòu)工作原理如圖所示。 1、 8234液壓缸 5 6790 圖 2伸縮臂架原理圖 中 臂由單級雙作用液壓缸實現(xiàn) 伸縮 。液壓缸倒置安裝活塞桿。端頭用銷軸固定在基本臂的根部 ， 液壓缸的中部與臂后端的缸體連接。因此 ， 當壓力油穿過活塞桿的末端時 ，中臂隨液壓缸伸出或縮回。 三節(jié)臂采用鋼絲繩系統(tǒng)進行伸縮。伸臂鋼絲繩一端固定在基本臂前端一側(cè)，然后穿過立裝在二節(jié)臂前端同一側(cè)的滑輪及平裝在三節(jié)臂后端的滑輪，再穿過立裝在二節(jié)臂前端另一側(cè)的滑輪，最后固定在基本臂前端另一 側(cè)?？s臂鋼絲繩一端固定在基本臂前端，然后穿過固定在基本臂前端及二節(jié)臂尾部的導(dǎo)向滑輪，再固定在三節(jié)臂尾部。這樣，當二節(jié)臂在液壓缸作用下向外推出時，通過伸臂鋼絲繩同時將三節(jié)臂拉出；同樣，二節(jié)臂縮回時，通過縮臂鋼絲繩將三節(jié)臂拉回。 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起重機在復(fù)雜使用條件下的使用功能。伸縮臂的末端裝有調(diào)整螺栓以調(diào)整鋼絲繩的長度 ， 使之松緊適 當。各節(jié)起重臂相對滑 8 動部位 (上、下方及兩側(cè) )， 都裝有滑塊 ， 以減少磨損。為了減少伸縮臂的阻力 ， 所有滑輪均安裝在滾動軸承上。 副臂為橋架式結(jié)構(gòu)，不使用時折疊收放在基本臂右側(cè)，安裝上主臂后，其軸線與主臂軸線成 2°交角。 回轉(zhuǎn)機構(gòu)分析 : 主要動作：回轉(zhuǎn) — 鎖緊 — 回轉(zhuǎn) — 鎖緊 回轉(zhuǎn)機構(gòu)是轉(zhuǎn)動臂的裝置。 一般的 汽車起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤、回轉(zhuǎn)支承和驅(qū)動裝置。 由回轉(zhuǎn)液壓馬達帶動減速機構(gòu)成的驅(qū)動裝置，固定在上車轉(zhuǎn)臺上，其下部的輸出軸上安裝驅(qū)動齒輪?；剞D(zhuǎn)支承似一盤大滾動軸承，內(nèi)座圈為不動圈，內(nèi)圓柱面上制成齒圈，固定在下車的車架上 ；外座圈為轉(zhuǎn)動圈，通過滾珠相對內(nèi)座圈可以轉(zhuǎn)動，固定在轉(zhuǎn)臺的底部。當驅(qū)動齒輪與內(nèi)座圈的齒圈嚙合時，帶動外座圈和轉(zhuǎn)臺正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)吊機在固定的下車上回轉(zhuǎn)。 (1)回轉(zhuǎn)軸承 回轉(zhuǎn)軸承作為回轉(zhuǎn)支承最主要的部分，是在普通滾動軸承的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但一般滾動軸承內(nèi)、外圈的剛度依靠軸承座孔的剛度來保證，而回轉(zhuǎn)軸承的剛度則由下車地盤的結(jié)構(gòu)來保證。 滾道是由內(nèi)座圈和外座圈合成一個整體的曲面滾道。齒圈可以為外齒圈式，也可以為內(nèi)齒圈式。滾珠和導(dǎo)向體安裝時，均由內(nèi)座圈或外座圈的專用切向圓孔裝入滾道，然后將安裝孔堵住。為了潤滑 滾盤，設(shè)有數(shù)個黃油嘴。 單列滾珠軸承 ， 重量輕 ， 結(jié)構(gòu)緊湊 ， 制造成本低 ， 允許安裝誤差小 ， 但承載能力小 ，適合小噸位使用。 圖 2回轉(zhuǎn)軸承 9 （ 2）回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置通常安裝在 起重機 的回轉(zhuǎn)部分 ，依靠電機驅(qū)動。 通過減速器帶動減速器的最后階段的小齒輪和小齒輪 ， 并安裝在固定部分的起重機齒輪嚙合與驅(qū)動裝置 ， 實現(xiàn) 驅(qū)動 起重機回轉(zhuǎn) 液壓 驅(qū)動 小型起重機通過液壓回路和換向閥的適當作用 ， 可以使回轉(zhuǎn)機構(gòu)不安裝制動器 ， 同時保證轉(zhuǎn)動部件在任何位置停止并避免沖擊。高速液壓馬達廣泛應(yīng)用于汽車、輪胎和軌道起重機。在 下圖 中 ， 低速大扭 矩液壓馬達的轉(zhuǎn)速每分鐘在 0圍內(nèi) ， 因此 ， 小齒輪可以直接安裝在油馬達軸轉(zhuǎn)動機構(gòu) ， 如電機的輸出轉(zhuǎn)矩不滿足傳輸要求 ， 可以配備一個機械減速器。液壓馬達的輸出軸上安裝有制動器。這種形式已應(yīng)用于一些小噸位汽車起重機。 圖 2低速大扭矩液壓馬達回轉(zhuǎn)機構(gòu) 低速大扭矩液壓馬達可以節(jié)省或減少齒輪減速器 ， 因此機構(gòu)緊湊。而低速高轉(zhuǎn)矩液壓馬達作為一種高成本、高可靠性的高速液壓馬達 ， 可采用結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大的行星齒輪或蝸輪傳動 ， 高速液壓馬達廣泛應(yīng)用于起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)中。 所以， 回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計作為一個回轉(zhuǎn)機構(gòu)的高速液壓馬達與 制動器。 變幅機構(gòu)分析 : 主要動作：增幅 — 保持 — 減幅 — 保持 根據(jù)變幅機構(gòu)的工作過程我們擬定以下機構(gòu)： 為了滿足重載和卸載位置的要求 ， 大多數(shù)工程起重機充分利用其起重能力 (減小振幅和起重量 )， 往往需要改變 角度 。變幅回路是實現(xiàn) 角度 變化的液壓工作回路。用于擴大起重機工作范圍 ， 提高起重機生產(chǎn)率。。一 般 可以分為以下幾種： （ 1） 普通臂架變幅 機構(gòu) 普通臂架變幅機構(gòu)分為臂架擺動式和運行小車式 。 （ 2） 平衡臂架變幅機構(gòu) 平衡臂架變幅機構(gòu)又分繩索補償性組合臂架型大多用大型起重機 。 考慮到型的載重和機構(gòu)性價比，我們選用前置式伸縮 臂架變幅機構(gòu) 。 支腿機構(gòu)分析 : 支腿 有兩種 驅(qū)動 模式 :手動和液壓。用人力支腿 ， 既費力又費力 ， 不便?，F(xiàn)代汽車和輪胎起重機采用液壓驅(qū)動。常見的 支 腿類型如下 :青蛙腿 ， 型腿腿。 10 123456圖 2蛙式支腿 1 圖 2H 型支腿 1圖 2X 型支腿 11 汽車起重 支 機腿的設(shè) 置可以大大提高起重機的起重能力。為了使起重機在吊裝過程中安全可靠 ， 必須保證腿的牢固可靠 ， 便于延伸。開車時向后拉 ， 工作時伸展。腿可根據(jù)地面情況單獨調(diào)整?；谥袊嵨黄鹬貦C的安全性和通用性 ， 我們選擇了 H 腿。 起升機構(gòu)分析 : 主要動作：卷筒上揚 — 保持 — 卷筒下?lián)P — 鎖死 根據(jù)工況擬定以下機構(gòu)供選擇。 隨著液壓汽車起重機的發(fā)展 ， 起升機構(gòu)的性能要求越來越高。不僅重量輕 ， 工作可靠 ，而且需要調(diào)速。升降機構(gòu) 有 內(nèi)燃機驅(qū)動 ， 電動機驅(qū)動 ， 液壓驅(qū)動三種驅(qū)動方式。 (1)由內(nèi)燃機驅(qū)動的起升機構(gòu) ， 其動力由內(nèi)燃機通過機械傳動裝置傳遞給所有操作 機構(gòu) ， 包括協(xié)調(diào)機構(gòu)。這種驅(qū)動器的優(yōu)點是它有自己獨立的能源和靈活和靈活。它是適用于移動操作時 ， 起重機目前只能在現(xiàn)有少數(shù)履帶式起重機和鐵路起重機上應(yīng)用 (2)電機驅(qū)動是起升機構(gòu)的主要驅(qū)動機構(gòu)。直流電機的機械特性適用于起升機構(gòu) ， 調(diào)速性能好 ， 但難以獲得直流電源。在大型起重機工程中 ， 常由內(nèi)燃機和固體直流發(fā)電機驅(qū)動 ， 交流電機驅(qū)動可以直接從電網(wǎng)中實現(xiàn)功率 ， 控制簡單 ， 維護方便 ， 單位重量大 ， 廣泛應(yīng)用于電氣和機械。 (3)液壓起升機構(gòu) ， 由原動機帶動的液壓泵 ， 將工作流體導(dǎo)入執(zhí)行元件 ， 使機構(gòu)運動 ，通過控制輸入執(zhí)行器的流量實現(xiàn)調(diào)速。 液壓傳動具有傳動比大的優(yōu)點 ， 可以實現(xiàn)無級調(diào)速的大范圍 ， 結(jié)構(gòu)緊湊 ， 運行平穩(wěn) ， 操作方便。過載保護性能好。缺點是液壓傳動元件制造精度高 ， 易泄漏液體。目前 ， 液壓傳動廣泛應(yīng)用于移動起重機。 考慮到型汽車起重機的載荷大小和整體性選擇液壓系統(tǒng)我們這里采用雙卷筒液壓驅(qū)動。起升機構(gòu)液壓馬達，通過減速箱和內(nèi)漲離合器，分別把動力傳到主副卷筒上。 12 第 3 章 汽車起重機液壓回路的初步設(shè)計 縮回路設(shè)計 性能要求： 該起重機具有臂伸縮機構(gòu) ， 無需 拆接 臂 ， 從而縮短了輔助操作時間。當?shù)鯒U全部縮回時 ， 起重機的整體尺 寸減小 ， 機動性和通用性增加。吊桿采用液壓伸縮機構(gòu) ， 可實現(xiàn)無級拉伸和承載能力擴充。它擴大了汽車起重機的使用功能 和 復(fù)雜條件下 作業(yè)能力 功能的實現(xiàn)和工作原理： 根據(jù)選定的液壓機構(gòu)初步擬定以下回路： 1718 圖 3伸縮回路原理圖 液壓油通過換向閥進入同步膨脹油缸 ， 同步油缸伸出。當換向閥打中間位置 ， 油路被鎖 ， 和一個平衡閥安裝在換向閥和油缸之間的同步 ， 和液壓缸連接垂直可以因為自身的重量防止自動落下的工作部件。當閥門 4 通右下活塞向下時 ， 回油管有一定的壓力 ;只要 調(diào)節(jié)單級閥的液壓缸壓力就可以承受活塞和工作部件與活塞的連接 ， 可以平穩(wěn)下降。 （ 1）伸出 進油路：三位六通換向閥 →平衡閥 →同步缸 13 出油路：同步缸 →三位六通換向閥 →油箱 （ 2）縮回 進油路：三位六通換向閥 →同步缸 出油路：同步缸 →平衡閥 →三位六通換向閥 →油箱 回轉(zhuǎn)回路設(shè)計 性能要求： 功用： 回轉(zhuǎn)支承確保起重機回轉(zhuǎn)部分具有一定的回轉(zhuǎn)運動 ， 承受起重機回轉(zhuǎn)部分的垂直力、水平力和傾覆力矩。當擺力過大時 ， 必須有緩沖裝置 ， 并能主動 補 油。 功能實現(xiàn)及工作原理： 擬定液壓系統(tǒng)圖如下： 16 圖 3轉(zhuǎn)原理圖 根據(jù)工作條件 ， 液壓馬達先轉(zhuǎn)動 ， 當三位流量閥轉(zhuǎn)向右側(cè)時 ， 液壓油進入液壓馬達 ，實現(xiàn)正旋轉(zhuǎn)。當手動換向閥在中間時 ， 道路被鎖定。當手動換向閥處于左側(cè)位置時 ， 液壓油從下方流入液壓馬達 ， 實現(xiàn)液壓馬達的換向。 。單向閥能夠很好的控制油路方向。 （ 1）正轉(zhuǎn)： 進油路：單向閥 →三位六通換向閥 →液壓馬達 ↓ 梭閥 →制動液壓缸 14 回油路：液壓馬達 →三位六通換向閥 →油箱 （ 2）反轉(zhuǎn)： 進油路：單向閥 →三位六通換向閥 →液壓馬達 ↓ 梭閥 →制動液壓缸 回油路：液壓馬達 →三位六通換向閥 →油箱 （ 3）緩沖補油： 當液壓馬達旋轉(zhuǎn)壓力過大時 ， 制動必然會導(dǎo)致油側(cè)壓力增加 ， 此時溢流閥上高壓側(cè)的液壓油進入低壓側(cè) ， 使兩側(cè)壓力平衡。這可能導(dǎo)致液壓管一側(cè)出現(xiàn)真空現(xiàn)象 ， 此時梭閥可以吸油防止真空現(xiàn)象。 變幅回路設(shè) 計 性能要求： 起落架臂是穩(wěn)定的 ， 振幅可以可靠地鎖定在任何允許的值位置。進行振幅調(diào)制 ， 負載是 1 / 3 的相應(yīng)的額定負載后 ， 吊桿伸出。 對于起吊額定載荷，只允許從大幅度向小幅度調(diào)整 功能實現(xiàn)及工作原理： 考慮到型載荷與機構(gòu)的性能 ， 我們使用前面的伸縮臂變幅機構(gòu) ，設(shè)計了以下液壓油路： 1920 圖 3變幅原理圖 15 平衡閥作用：能夠防止垂直防止的液壓缸和與之相連的工作部件因自重而自行下落。當閥門 4 通右下活塞向下時 ， 回油管有一 定的壓力 ;只要調(diào)節(jié)單級閥的液壓缸壓力就可以承受活塞和工作部件與活塞的連接 ， 可以平穩(wěn)下降。當閥門 4 通右下活塞向下時 ， 回油管有一定的壓力 ;只要調(diào)節(jié)單級閥的液壓缸壓力就可以承受活塞和工作部件與活塞的連接 ，可以平穩(wěn)下降。 （ 1）增幅 當手動換向閥打到正確位置時 ， 液壓油進入平衡閥進入液壓缸 ， 液壓缸伸出 ， 實現(xiàn)增加。 進油回路：單向閥 →三位六通換向閥 →平衡閥 →液壓缸 出油回路：液壓缸 →換向閥 →油箱 （ 2）保持 三位六通手動換向閥打中 ， 油路鎖緊 ， 平衡閥能有效保持壓力 ， 保持液壓缸壓力 ， 防止液壓缸滑動 （ 3）減幅 液壓油從單向 閥進入手動換向閥。當手動換向閥打左位時 ， 液壓油從下部進入液壓缸 ，液壓缸縮回 ， 實現(xiàn)阻尼電路 :入口單向閥三位六通換向閥液壓缸 。 進油路：單向閥 →三位六通換向閥 →液壓缸 出油路：液壓缸 →平衡閥 →三位六通換向閥 →油箱 支腿回路設(shè)計 性能要求： 活動 支 腿是由上下蓋板、左右立板等加強板組成的封閉式薄壁結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜 ， 受力條件復(fù)雜 ， 靜變化次數(shù)高 ， 計算難度大。為了減少計算量 ， 在傳統(tǒng)的計算方法中進行了各種簡化和假設(shè)。因此 ， 計算結(jié)果與實際情況有很大的不同 ， 很難滿足工程的需要。利用強大的有限元分析軟件 并根據(jù)分析結(jié)果給出了活動腿的改進設(shè)計。腿圈的性能要求水平液壓缸和垂直液壓缸平穩(wěn)地展開 ， 支架穩(wěn)定 ， 可以防止軟腿現(xiàn)象 ， 腿可以獨立調(diào)節(jié) ， 當鎖死時 ， 油箱不漏油。 功能實現(xiàn)及工作原理： 16 根據(jù) 定液壓系統(tǒng)圖如下： 流閥 流閥 向閥 控單向閥 位六通換向閥 位四通換向閥 6、水平液壓缸 7、垂直液壓缸 8、雙向液壓鎖 圖 3支腿回路原理圖 根據(jù)工作條件 ， 首先 ， 支腿橫向延伸 ， 然后縱向延伸 ， 所以實際操作中 ， 我們要先打多路閥閥位控制位置 ， 按進油閥、油缸伸出的水平。然后將多路閥壓到垂直控制座上 ， 按進油閥 ， 垂直油缸伸出。當列車關(guān)閉時 ， 情況正好相反。在這里 ， 我們增加了一個 為一個安全閥 ， 以便在 18油壓輸出和 5流閥主要是為了防止開展事故。我們把 5 做成一個整體的操作閥不僅美觀， 更重要的是易于管理 ， 現(xiàn)在大部分的設(shè)備都用到了起重機結(jié)構(gòu)。 （ 1）支腿水平伸出 當三位六通換向閥打向下位時液壓油通過三位四通換向閥，三位四通換向閥打向下位時液壓進入液壓缸，支腿水平伸出 進油路：三位六通換向閥 → 三位四通換向閥 → 水平液壓缸 回油路：水平液壓缸 → 三位四通換向閥 → 三位六通換向閥 → 油箱 （ 2）支腿垂直伸出 當水平液壓缸完全伸出，液壓油進入垂直液壓缸 進油路： 三位六通換向閥 → 三位四通換向閥 → 垂直液壓缸 17 出油路：垂直液壓缸 → 三位四通換向閥 → 三位六通換向閥 → 油箱 （ 3）進給保持 首先三位六通換向閥打到中位油液卸荷，液壓油往上進入回轉(zhuǎn)回路中，同時我們可以看到我們有一個雙向液壓鎖這時候可以很好的鎖死油路，防止垂直支腿回縮，還有一個液控單向閥也能防止水平油缸回縮 。 （ 4）垂直液壓缸縮回 油缸回縮時原理與伸出一樣，通過三位四通閥的進油的方向不通控制油液的流動方向，從而改變液壓缸的運動方向。 進油路：三位六通換向閥 → 三位四通換向閥 → 垂直油缸 出油路：垂直液壓缸 → 三位四通換向閥 → 液控單向閥 → 三位六通換向閥 → 油箱 （ 5）水平液壓缸縮回 回縮原理與伸出原理一樣，但是我們這里在水平油缸回縮時我們有一個液控單向閥，這個液控單向閥只有在有油壓的情況下才能導(dǎo)通回縮，一般情況下是不能回縮的，這樣做的效果是防止車輛行駛時出現(xiàn)摔褪現(xiàn)象 進油路：三位六通換向閥 → 三位四通換向閥 → 水平液壓缸 回油路：水平液壓缸 → 三位四通換向閥 → 三位六通換向閥 → 油箱 起升回路設(shè)計 性能要求： 卷揚回路的作用是實現(xiàn)起重機吊起以及放下重物，是起重機主要功能的體現(xiàn)。在吊重的 如果 同時與變幅或者回轉(zhuǎn)同時動作，就需要單獨的泵來供油，卷揚要有動作必須要求制動缸先有動作松開離合器。這里制動缸采用常態(tài)制動能夠很好的防止起吊重物時產(chǎn)生溜車下滑現(xiàn)象。 功能實現(xiàn)及工作原理 ： 液壓馬達通過五位六通手動換向閥實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)達到上揚、下放的目的，其次最上面的兩個制動液壓缸主要起到鎖死作用，防止重物下滑 （ 1）卷筒上揚 進油路：五 位六通手動換向閥 →液壓馬達 ↓ 梭閥 →離合器液壓缸 回油路：液壓馬達 →平衡閥 →五位六通手動換向閥 →油箱 （ 2）卷筒下放 進油路：五位六通手動換向閥 →平衡閥 →液壓馬達 ↓梭閥 →離合器液壓缸 ↓ 梭閥 →離合器液壓缸 回油路：液壓馬達 →五位六通換向閥 →油箱 18 （ 3）保持 我們采用的是常壓制動缸，在沒有高壓油進入離合器制動缸時，液壓缸自動抱死離合器，防止重物下。 根據(jù)起升機構(gòu)特性設(shè)計如下回路： 212223242526圖 3起升回路原理圖 第 4 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計計算 汽車起重機液壓系統(tǒng)工作原理 19 圖 4汽車起重機液壓系統(tǒng)圖 系統(tǒng)工況表 表 4汽車起重機液壓系統(tǒng)工況表 汽車起重機液壓系統(tǒng)工況表 20 手動換向閥位置 系統(tǒng)工作情況 閥 平支腿 垂直支腿 回轉(zhuǎn)馬達 伸縮缸 變幅缸 起升馬達 下位 下位 伸出 上位 伸出 上位 下位 縮回 上位 縮回 中位 中位