某型號汽車起重機液壓系統(tǒng)設計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含6張CAD圖紙+帶開題報告+文獻綜述+外文翻譯】-jxsj62

某型號汽車起重機液壓系統(tǒng)設計

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)設計。最后對液壓系統(tǒng)進行性能校核。

關鍵詞：汽車起重機　液壓系統(tǒng)　設計 

Abstract

 Firstly type truck crane five main sports agency action is analyzed .

According to five action designed to five parts hydraulic system lines ,Completed the machine system hydraulic principle diagram. According to the mechanical performance parameters and hydraulic performance parameters for the hydraulic components choice calculation ,And completed the truck crane branch leg mechanics analysis and a leg vertical telescopic oil cylinder structure designing. Final performance of hydraulic system checked.

    Keyword:Truck crane　Hydraulic system　Design

目  錄

摘  要 I

Abstract II

目  錄 1

第1章  緒論 1

1.1　起重機簡介 1

1.1.1　起重機的種類 1

1.1.2  汽車起重機的原理 2

1.2  起重機發(fā)展史 4

1.2.1  汽車起重機的國外發(fā)展史 4

1.2.2　汽車起重機國內(nèi)發(fā)展史 4

1.2.3　國內(nèi)外汽車起重機發(fā)展趨勢 5

1.3　研究思路及方案 5

第2章　汽車起重機主要運動機構(gòu)分析 6

2.1　型汽車起重機性能參數(shù)要求 6

2.2　型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計 12

3.1　伸縮回路設計 12

3.2  回轉(zhuǎn)回路設計 13

3.3  變幅回路設計 14

3.4  支腿回路設計 15

3.5  起升回路設計 17

第4章  液壓系統(tǒng)設計計算 19

4.1  汽車起重機液壓系統(tǒng)工作原理 19

4.2  系統(tǒng)工況表 20

4.3  支腿收放機構(gòu)計算 20

4.4  支腿油缸的受力計算 22

4.5  支腿油缸主要幾何的計算 22

4.5.1  缸筒內(nèi)徑計算 22

4.5.2  活塞桿直徑d計算 23

4.5.3  活塞桿強度驗算 23

4.5.4  穩(wěn)定性驗算 23

4.5.5  缸筒壁厚的計算 24

4.5.6  缸筒外徑計算 25

4.5.7  缸底厚度計算 25

4.6  支腿液壓缸結(jié)構(gòu)設計 25

4.7  其它液壓元件的計算選擇 27

4.7.1  起升馬達的計算和選擇 27

4.7.2  液壓泵的選擇 28

4.7.3  其他液壓回路液壓閥選擇 29

4.8  油路的通徑 29

4.8.1  油路的通徑計算參數(shù) 29

4.8.2　卷揚油路 30

4.8.3  回轉(zhuǎn)工作管路 30

4.8.4  伸縮回路管路 30

4.8.5  變幅回路管路 31

4.8.6  支腿回路管路 31

第5 章　液壓系統(tǒng)性能驗算 32

5.1  管路系統(tǒng)容積效率計算 32

5.2  液壓系統(tǒng)的發(fā)熱驗算 33

5.3  工作循環(huán)周期T 33

5.4  油泵損失所產(chǎn)生的熱能H 34

5.5  油箱散熱量 35

致    謝 37

參考文獻 38

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某型號汽車起重機液壓系統(tǒng)設計開題報告.doc

某型號汽車起重機液壓系統(tǒng)設計文獻綜述.doc

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I 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)設計。最后對液壓系統(tǒng)進行性能校核。 關鍵詞 ： 汽車起重機 液壓系統(tǒng) 設計 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計 ...................................................... 12 縮回路設計 ..................................................................................... 12 回轉(zhuǎn)回路設計 ..................................................................................... 13 變幅回路設計 ..................................................................................... 14 支腿回路設計 ..................................................................................... 15 起升回路設計 ..................................................................................... 17 第 4 章 液壓系統(tǒng)設計計算 .............................................................................. 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) 輕小型起重設備 輕型和小型起重設備的特點是重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，投影范圍為點，線為基礎。一般來說，輕小型起重設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備的操作下充分利用空間。它是應用最廣泛、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)后修復戰(zhàn)爭創(chuàng)傷和經(jīng)濟建設的過程中得到廣泛應用，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。隨著液壓技術和電子技術的發(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 ”的方針，北起廠 一部分 設備，生產(chǎn)技術骨干及家屬，全套起重機技術圖紙， 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、交通等基礎設施建設進入高潮。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）電子技術與液壓技術相融合。 汽車起重機無線遙控技術與遠程診斷服務技術 ，自我 保護技術都是電子技術與傳統(tǒng)液壓技術相融合的結(jié)果 ， 這些技術大大降低了作業(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數(shù)據(jù)和不足，設計一款能夠滿足適應工程建設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)的設計中 ， 明確設計任務和要求 ， 設計不偏離主題 ;認真研究已有數(shù)據(jù) ， 理清設計思路 做好設計方案，制定工作計劃，按計劃進行設計過程進度，進行下面設計工作： 設計各工作機構(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 設計相應的伸縮液壓缸和油路，可以實現(xiàn)臂架的各種伸縮方式 。 復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、 82345 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用于起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)中。 所以 ， 回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設計作為一個回轉(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計 縮回路設計 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)形狀復雜 ， 受力條件復雜 ， 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。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)特性設計如下回路： 212223242526圖 3起升回路原理圖 第 4 章 液壓系統(tǒng)設計計 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 不動 不動 上位 正轉(zhuǎn) 下位 反轉(zhuǎn) 中位 不動 上位 伸出 下位 縮回 中位 不動 上位 伸出 下位 縮回 中位 不動 上 位 上升 下位 下降 中位 不動 對以上主要運動機構(gòu)和液壓回路相結(jié)合，去掉多余東西，總結(jié)出液壓系統(tǒng)原理圖如圖 4統(tǒng)工況表如圖 4個液壓系統(tǒng)由一臺三聯(lián)齒輪泵供油，其中回轉(zhuǎn)與支腿回路共用一個泵，伸縮與變 幅共用一個泵，起升回路單獨使用一個泵供油。 支腿收放機構(gòu)計算 起重機腿通常設置在前面和后面 ， 向左和右延伸 ， 和水平包圍區(qū)的四腿支撐點。支腿支撐位置的確定原則如下 :(1)在各種工作條件下 ， 對起重機傾覆穩(wěn)定性要求 ， 必須保證。也就是說 ， 當?shù)醣墼谌魏握穹腿魏挝恢门e起時 ， 起重機的垂直載重線總是在支撐腿的區(qū)域內(nèi)。 (2)保證抗傾覆穩(wěn)定性的情況下 ， 支腿支撐座最小 ， 從而擴大有效工作面積。 (3)當起重機處于運輸狀態(tài)時 ， 臂架是平的 ， 整機重心必須在支撐腿的支撐線之間 ， 否則腿不能使所有的車輪離開地面。 支撐點位置的確定方法 如下圖所示。圖中 0為起重機回轉(zhuǎn)中心， 1G 為下車自重，下車重心坐標 ? ?11,且 1x =01 ?y 。 2G 為包括貨重在內(nèi)的上車總重， 2G 距 ，其坐標為 ? ?22,起重機回轉(zhuǎn)時， 2G 的運動軌跡方程為 ： 21 22222 ? 圖 4重機總重 21 ? ，其作用點坐標 ? ?為： 將 ? ?222 , ? ? 坐標代入 2G 點運動軌跡方程中得： 得到的力 g 的運動軌跡是半徑和半徑中心的圓 ， 稱為合成圓。如果將支腿點設置在合力圈外四邊的四個角上 ， 則能滿足傾覆阻力的穩(wěn)定性。從理論上講 ， 腿跨度是方形的 ， 但事實上 ， 由于整體布局要求 ， 腿的長度一般比支腿橫向跨度。雙腿中心的中心是 O 的起源 ， 前后兩支腿的中心為原點 O，則回轉(zhuǎn)中心的坐標為（ 75， 0） 根據(jù)起重特性表我們選取幅度為 20，全伸臂 計算?？紤]安全因素的情況下。 可以確定支腿外伸時的坐標為（ x， y） X=2550 Y=2800車寬度 D=2600支腿外伸長度 15 002 ??? 腿距回轉(zhuǎn)中心的水平距離為 N=X=2550 211221 , ????22222 ?????????????? ?2 支腿油缸的受力計算 汽車、輪胎和鐵路起重機裝有伸縮 支 腿。 支 腿的作用是增加起重機的支撐座 ， 提高起重能力。起重機通常配備四條腿 ， 分為前 ， 左和右。我們還使用四條腿的風格 在設計起重機時 ， 根據(jù)施工和使用要求 ， 起重機有三點支承式和四點支承式兩種。對三支點式支座反力的分布是靜定