汽車起重機臂架及其液壓系統(tǒng)設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 畢業(yè)設計說明書 汽車起重機臂架 及其液壓系統(tǒng) 系 、 部： 學生姓名： 指導教師： 專 業(yè)： 班 級： 完成時間： 摘 要 隨著國家現(xiàn)代化建設的飛速發(fā)展，科學技術的不斷進步，現(xiàn)代施工項目對汽買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 車起重機的要求也越來越高，高、深、尖液壓技術在汽車起重機上的應用也越來越廣泛，汽車起重機液壓系統(tǒng)展示了強大的發(fā)展趨勢。 汽車起重機液壓系統(tǒng)一般由起升、變幅、伸縮、 回轉、控制 、支腿六 個主回路組成 。 為了使起重機能夠滿足 高性能、高可靠性 、 操作更方便、舒適、安全 的要求，以及使 起重機 能夠 向智能、高性能、靈活、適應性強、多功能 、 吊重量大、起升高度、幅度更大的大噸位方向發(fā)展方向發(fā)展 ，設計者不但要改進起重機的結構和提高材料的強度，更重要的是在這六個液壓系統(tǒng)上下工夫。本文主要討論伸縮主回路及其液壓系統(tǒng)的設計。 關鍵詞： 汽車起重機，伸縮機構，液壓系統(tǒng) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 of s of on in by of In to to a to of is in 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 1 緒 論 . 7 車起重機的概念 . 7 車起重機的用途 . 7 國汽車起重機發(fā)展狀況 . 7 一 25 噸汽車起重機介紹 . 8 2 25 噸汽車起重機臂架系統(tǒng) . 11 25 噸汽車起重機臂架系統(tǒng)的組成 . 11 起重臂結構 . 11 起重臂 . 14 伸縮機構 . 14 臂端滑輪 . 14 3 臂架結構的設計和計算 . 15 架截面參數(shù) . 15 臂工況計算 . 16 縮臂載荷計算 . 16 縮臂的臨界力計算 . 18 縮臂的強度計算 . 19 縮臂整體穩(wěn)定性計算 . 21 4 液壓系統(tǒng)原理設計 . 23 型工況分析及對系統(tǒng)要求 . 23 縮機構的作業(yè)情況 . 23 臂的作業(yè)情況 . 23 個以上機構的組合作業(yè)情況 . 23 型工況的確定 . 23 統(tǒng)要求 . 25 壓系統(tǒng)類型選擇 . 26 機液壓系統(tǒng)分析 . 26 機構動作組合、分配及控制 . 27 種執(zhí)行元件的選擇 . 28 5 伸縮液壓回路組成原理和性能分析 . 30 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 能要求 . 30 要元件 . 31 要回路 . 31 能實現(xiàn)和工作原理 . 31 6 伸縮 液壓系統(tǒng)設計計算 . 33 縮機構主要參數(shù) . 33 縮油缸的選擇 . 33 縮油路 . 34 縮機構液壓閥的選擇 . 35 幅伸縮多路閥 . 35 衡閥 . 36 壓輔助元件選擇 . 36 路的通徑 . 36 油器的選擇 . 36 7 伸縮機 構回路性能驗算 . 37 縮回路功率選取 . 37 縮回路容積效率 . 37 縮機構壓力效率 . 37 縮回路性能驗算 . 37 縮時間 . 37 縮速度 . 38 8 起重機的使用要求及簡單的故障分析與排除 . 40 重機作業(yè)時應注意的事項 . 40 業(yè)前的準備 . 41 流閥與液壓泵的維修 . 42 流閥的維修 . 42 液壓泵的修理 . 44 泵的修復 . 45 壓缸自行回縮 . 45 結束語 . 49 致 謝 . 50 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 參考文獻 . 51 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 緒 論 車起重機的概念 通常把裝在通用或專用載重汽車底盤上的起重機稱為汽車起重機。汽車起重機的行駛操作在下車駕駛室里，起重操作在上車的操縱室里。汽車起重機由于利用汽車底盤所以具有汽車的行駛通過性能機動靈活，行駛速度高，可快速轉移，轉移到作業(yè)場地后能迅速投入工作，特別適用于流動性大、不固定的作業(yè)場所。汽車 起重機由于具有這些特點，其品種和數(shù)量在我國得到了很大的發(fā)展，是目前我國輪式起重機中的主力機型。汽車起重機也有其弱點，總體部置受汽車底盤的限制，車身較長，轉變半徑大，大多數(shù)只能在左右兩側和后方作業(yè)。另外對地面的要求較高越野性能差。 車起重機的用途 汽車 起重機是提升輸送物料的機具，是國民生產(chǎn)各部門提高勞動生產(chǎn)率、生產(chǎn)過程機械化不可缺少的大型機械設備，對提高生產(chǎn)各部門的機械化，縮短生產(chǎn)周期和降低生產(chǎn)成本，起著非常重要的作用。 汽車起重機可以廣泛應用于工礦企業(yè)、建筑工地、港口碼頭、油田、鐵路、倉庫及貨場等 工況下的起重作業(yè)和吊裝工作。隨著國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，汽車起重機在 行業(yè)的作用也越來越大，經(jīng)濟杠桿作用與日俱增。 國汽車起重機發(fā)展狀況 由于我國起重機起步于 70年代，相對較晚，而且發(fā)展速度不快，只是近幾年才有較大發(fā)展，和國外相比，還有很大的差距。具體表現(xiàn)在： 1 品種少、產(chǎn)量低 我國起重機現(xiàn)處于低級發(fā)展階段，品種較少。中小噸位重復較多，至今尚未形成大、中、小完整的系列，年產(chǎn)量只相當于國外一個廠家的生產(chǎn)能力。 2 起重力矩小，技術水平底 我國起重機以直臂卷揚為主，受國內(nèi)汽車底盤的限制， 起重力矩小，其他性能指標也一般 低 于國外先進產(chǎn)品。目前國內(nèi)企業(yè)對汽車起重機的研究開發(fā)投入很少，液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的技術水平也有一定差距。 3 安全裝置不齊全，操作不方便 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 我國汽車起重機僅裝有起升高度限位及平衡閥、溢流閥等一般安全裝置，全部為手動操作。而國外早已將電子技術廣泛運用到起重機上，如帶有微電腦的力矩限制器及防御翻保護器等，并且已實現(xiàn)了有線與無線遙控。 4 功能單一 我國起重機以起重作業(yè)及運輸功能為主，而國外起重機均有多種附具，主要加裝在吊臂頭部，如工作斗、抓斗、高空作業(yè)平臺、各種、 抓具、夾具、吊籃、螺旋鉆、板叉、裝輪胎機械手、拔樁器等，使汽車起重機具備了一機多用的功能。另外，國外一些廠家進一步開發(fā)了鐵路專業(yè)汽車起重機等專用產(chǎn)品。 5 外形不美觀 我國起重機設計單調，忽視了和汽車外形的協(xié)調，而國外對汽車起重機的著色非常嚴格，不僅在外形和著色上實現(xiàn)和卡車的一體化，還要求和城市的景觀相協(xié)調。 國起重機的發(fā)展趨勢 從產(chǎn)品的市場情況來看，需求量越來越大。目前，隨著科學技術的加快，世界各國汽車起重機的生產(chǎn)有較大的發(fā)展，從最初的小型單一產(chǎn)品，已發(fā)展成全系列、大力矩、多功 能、外型美觀、操作簡單、使用安全，并能進行有線或無線遙控的先進產(chǎn)品，可以說汽車起重機的發(fā)展已進入成熟期。由于國外勞動力費用高，強調工作效率，施工中基本不存在人工裝卸，汽車起重機有使用靈活、技術成熟等特點，所以在歐洲市場起重機市場前景廣闊。我國汽車起重機起步較晚，但隨著科學技術的進步和市場需求的增加，我國汽車起重機的生產(chǎn)水平將會日益發(fā)展和完善，產(chǎn)品將具有更大的市場潛力。目前，在沿海城市和地區(qū)，汽車起重機的銷量形勢正逐步好轉，特別是大噸位汽車起重機，正受到南方個體用戶的青睞，并有向內(nèi)地推進的趨勢。從產(chǎn)品的技術特 點來看，汽車起重機正朝著大型化、多功能化和智能的方向發(fā)展越來越多的重型平板車也安裝了大噸位汽車起重機，以滿足其自裝卸大型貨物的需要。汽車起重機的作業(yè)裝置也不再局限于釣鉤，各種高空作業(yè)平臺、抓具、夾具、吊籃、螺旋鉆、板叉、裝輪胎機械手、拔樁器等已逐漸被采用。隨著汽車起重機的噸位越來越大，對 安全控制、操作方便舒適性的要求也越來越高，智能化也已被提上日程 。 近年來，汽車起重機的發(fā)展和汽車起重 機技術水平的不斷提高及產(chǎn)量的擴大，今后小噸位汽車起重機必將 成為起重機的重要組成部分 。 一 25 噸汽車起重機介紹 25 噸 汽車 起重 機 是三一集團在吸收國外先進技術的基礎上，結合本公司創(chuàng)新技術而開發(fā)研制的。超大的支腿跨距、強力的伸縮臂、新型桁架式副臂和易于操縱的上車系統(tǒng)、安全裝置和整機性能充分體現(xiàn)了其先進性、可靠性、經(jīng)濟性和高效性，是國內(nèi)同類產(chǎn)品中的佼佼者。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1、 6 4 驅動型式的自制專用底盤，裝備有東風康明斯 0 環(huán)保型發(fā)動機，符合歐標準。 2、駕駛室采用齊星全寬型駕駛室，專業(yè)化生產(chǎn)。具有外形美觀，乘坐舒適，視野開闊的特點。 3、主臂材料為低合金高強度鋼，大圓角六邊形截面形式。具有承載能力大、自重輕、導向平穩(wěn)等特點。 4、副臂采 用桁架式變截面結構，受力條件好，重量輕，可根據(jù)使用需要實現(xiàn) 0、 15、 30變角度安裝。 5、轉臺結構選用低合金高強度結構鋼，采用單板加強型先進結構，剛性、穩(wěn)定性好。 6、配置上車熄火裝置，并可根據(jù)客戶要求安裝空調。 7、主要性能參數(shù)。 表 1 25 噸汽車起重機主要性能技術參數(shù) 1 最大額定起重量 6000 2 最大額定起重力矩 m 最大起重力矩 m 992 4 基本臂長 m 基本臂全伸長 m 副臂 m 8 7 主臂全伸 +副臂 m 支腿跨距（縱橫） m m 基本臂最大起升高度 m 0 全伸臂最大起升高度 m 1 （基本臂 +副臂）最大起升高度 m 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 1一 25 噸汽車起重機 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 25 噸汽車起重機臂架系統(tǒng) 25 噸汽車起重機臂架系統(tǒng)的組成 汽車起重機的臂架系統(tǒng)是起重機的核心部件，是吊 載作業(yè)最重要的承重結構件。臂架系統(tǒng)各機構件的強度、剛度將直接影響汽車起重機的使用性能。臂架系統(tǒng)主要包括主起重臂、副起重臂、伸縮機構和臂端滑輪等部件。還包括臂間滑塊、分繩輪組、定滑輪組、壓繩滾輪和用于托繩的滑板支架等輔助構件。如圖 示。 1 2 3輪組； 4 5臂； 6臂； 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1617缸上 鉸點軸 套； 18圖 25 噸臂架系統(tǒng) 起重臂結構 汽車起重機的主起重臂是起重機的核心部件，是汽車起重機吊載作業(yè)最重要的承重結構件 。主起重臂結構件的強度、剛度將直接影響汽車起重機的使用性能。主起重臂結構件的質量在一定程度上反映起重機制造廠家的技術水平。主起重臂結構 的技術含量是汽車起重機產(chǎn)品水平的重要標志。提高主起重臂機構的設計、制造、裝配質量是各起重機廠家不斷追求的目標。 三一生產(chǎn)的 25 噸汽車起重機的主臂為六邊形、大圓角截面結構。 主起重臂由基本臂、二、三、四節(jié)臂套裝而成。在各節(jié)主臂中間采用 龍滑塊支承，在水平或垂直方向上，滑塊與臂筒間的雙邊間隙之和一般為 4隙值的大小取決于主臂的加工水平。組裝后的主臂滑塊間隙越大，則主臂使用的強度與剛度越低。如果主臂滑塊間隙偏小，當臂體制造誤差偏（直線度、買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 平行度、垂直度和扭曲度超差），就容易產(chǎn)生干涉，發(fā)生伸縮臂抖動或 產(chǎn)生異響。 在 基本臂尾和中間下方部位，分別有兩個鉸接軸。一個為主臂與轉臺連接的尾鉸點軸，另一個為變幅缸上鉸點軸。兩個鉸點軸心線的平行度、對主臂縱向軸線的垂直度、鉸點軸中心平面的對稱度是否達標，直接影響主起重臂的使用質量良好的制造質量會防止主臂在變幅過程中產(chǎn)生機械抖動或異響，改善主起重臂的受力狀態(tài)，防止吊重時側向扭矩的產(chǎn)生。在尾鉸點軸套前側有伸臂缸的缸套、三節(jié)臂伸臂繩固定點。 二節(jié)臂的尾部有伸臂缸的安裝軸套聯(lián)接伸臂缸的缸套，四節(jié)臂伸臂繩固定點、三節(jié)臂縮臂滑輪，口部、尾部上下兩側設有 龍滑塊及其調整機構。 三節(jié)臂的尾部設有四節(jié)臂縮臂滑輪，口部設有四節(jié)臂伸臂滑輪，口部、尾部上下兩側設有 龍滑塊及其調整機構。 四 節(jié)臂的頭部設置分繩滑輪組和定滑輪組，如圖 示。分繩滑輪組為兩個滑輪，中間一個滑輪用于副轉揚鋼絲繩通過，靠左邊滑輪用于主卷揚鋼絲繩通過。定滑輪組的滑輪數(shù)量為五個，它決定鋼絲繩的倍率。尾部上側設伸臂繩固定點、上下側均設 龍滑塊。 在二、三節(jié)臂頭的上部，分別設有托繩架；在一節(jié)臂頭部的上方設有壓繩滾輪；在一節(jié)臂頭部的下方設有托輥；在一節(jié)臂尾部的上方設有繩托等結構部件。設置這些構件的目的是保證主起 重臂在任一種工況作業(yè)時，托起主、副轉揚鋼絲繩，防止鋼絲繩外跳，以免造成升降作業(yè)時磨損鋼絲繩或卡住鋼絲繩的事故發(fā)生。 1 缸安裝軸套 ； 2 3 4 5 6 7 圖 二節(jié)臂 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 2 3 4 5墊片； 6 7 圖 三 節(jié)臂 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1- 定滑輪組； 2 34 5 尾部上滑塊及調整墊片 ； 6 7 8 圖 四節(jié)臂 起重臂 副 臂是汽車起重機重要的起重部件，也是關鍵的鋼結構件，采用珩架式結構。副臂的作用是補償主臂作業(yè)高度不足、擴大主臂作業(yè)范圍的一種起重作業(yè)功能。副臂的起重作業(yè)必須按副臂起重量性 能表中規(guī)定的作業(yè)工況進行。 其組成部分主要有：臂座、臂架、連接桿系統(tǒng)、臂頭、支承架、托架總成等部件組成。 臂座是副臂的基礎結構件，與主臂（四節(jié)臂）臂頭相連接。臂座上有兩排孔，每排各有四個上下同軸線的定位連接孔（ 40每排孔的同軸度（ 否達標直接影響副臂回轉連接的準確性與可靠性。與臂架相連的兩排定位孔（ 2 35線對副臂縱向軸線的垂直度，直接影響副臂定位安裝的準確性和用戶使用的方便性。 臂架是副臂的結構主體，其作用是連接臂頭和臂座，使副臂成為結構的整體。臂架也是副臂結構承載的重 要受力部件。 臂頭是副臂直接吊重部件，副卷揚鋼絲繩懸掛在臂頭滑輪上，在副卷揚減速機的作用下，完成吊重升降作業(yè)。 支承架是保證副臂處于正確安裝位置的定位部件。 托架總成是支承副臂總成，保證副臂合理、穩(wěn)定安裝在原始位置上的結構部件。連接桿系統(tǒng)是實現(xiàn)副臂變角度安裝的重要調節(jié)部件。它有三種安裝角度，即0、 15、 30安裝。 伸縮機構 主臂 伸縮機構是由倒置的伸縮油缸和兩組伸縮臂繩機構來實現(xiàn)二、三、四節(jié)臂同步伸縮的工作系統(tǒng) 。可以完成順序伸縮，同步伸縮，獨立伸縮 3 種伸縮形式。 臂端滑輪 在四節(jié)臂 頭部的前方，設置 臂端滑輪。臂端滑輪是單滑輪起升機構。一般采用副鉤單倍率升降作業(yè)。使用臂端滑輪作業(yè)，可提高主臂升降作業(yè)的效率，但吊載重量受到單股鋼絲繩作業(yè)的限制。 25 噸臂端滑輪吊重 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 臂架結構的設計和計算 臂架伸縮機構的類型 臂架伸縮機構種類很多，按各節(jié)臂伸縮次序關系不同可分為以下 3 種： 1. 順序伸縮：臂架伸縮過程中，各節(jié)伸縮臂按一定先后順序完成伸縮動作。 2. 同步伸縮 :臂架伸縮過程中， 各節(jié)伸縮臂同時以相同的行程比率進行伸縮。 3. 獨立伸縮 :各節(jié)臂均能進行獨立伸縮。顯然獨立伸縮機構能完成順序伸縮動作 。 伸縮方式對起重機性能的影響 伸縮方式的選擇，對臂架自重有一定影響。一般來說獨立伸縮機構最重，順序伸縮機構最輕。若起重性能相同時，選用順序伸縮機構較經(jīng)濟。但除了伸縮的開和終了，在其他位置上，當臂長相等時，起重性能可以提高。 載荷的確定和組合 臂架的支撐情況：根部和旋轉平臺的銷軸連接，可以在垂直平面內(nèi)自由轉動。變幅液壓缸位于吊臂線平面內(nèi)，支撐處可做成雙向球絞。使其橫向對臂架無約束。因此在變幅平面內(nèi)可視為一外伸梁。而在臂架橫向平面內(nèi)（回轉平面），可視為懸臂梁，在根部固接。 作用在臂架上的載荷：自重，吊重，慣性力 ，風力等。由于伸縮臂式 起重機的工作級別屬于 不驗算疲勞。因吊臂可伸縮，可不驗算非工作狀態(tài)下的強度。因此，只要按工作狀態(tài)下作強度計算載荷計算即可。 載荷組合情況 :自重 +考慮動載系數(shù)的吊重 +吊臂切向水平慣性力 +吊重偏載引起的水平力（包括風力）。將吊臂在變幅平面內(nèi)和回轉平面內(nèi)的載荷。包括考慮動載的吊重重量，起升繩拉力，分布在臂架上的自重轉化到臂架的端部。 理論計算 架截面參數(shù) 表 2 臂架截面參數(shù)表 一節(jié)臂 二節(jié)臂 三節(jié)臂 四節(jié)臂 慣性矩 4） 108 108 108 108 慣性矩 4） 108 108 108 108 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 續(xù)表 2 一節(jié)臂 二節(jié)臂 三節(jié)臂 四節(jié)臂 抗彎模量 3） 105 106 106 106 抗彎模量 3） 106 106 106 105 質量 M（） 1477 1150 904 692 截面積 A（ 2） 轉半徑 ） 轉半徑 ） 臂工況計算 現(xiàn)在吊臂就以全伸 度 重量 角 況計算 （上面數(shù)據(jù)從起重性能表中查出） 縮臂載荷計算 圖 3臂截面簡圖 1） 吊臂變幅平面的強度計算載荷垂直載荷 Q 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 3臂受力簡圖 2 0 0 111( ) 1 . 1 ( 6 4 6 8 0 2 7 4 4 ) 1 . 0 6 5 3 6 633Q Q G G =中： 0Q 0Q =1000=64680N 0G 0G =280 744N G G =6670 5366N 1 2 身繩拉力 S 2 0 0()m = 6 4 79 2 74 46 46 8 0( 式中： 由 Q,S 引起的軸向力 F c o s c o s 9 5 9 5 4 . 4 c o s 1 1 . 6 3 7 6 4 7 . 9 c o s 1 . 9 1 3 1 6 2 1 . 7F Q S N 由 Q,S 引起的橫向力 s QT z 9 5 9 5 4 . 4 s i n 1 1 . 6 3 7 6 4 7 . 9 s i n 1 . 9 1 8 0 4 6 . 1 N 式中： 由 Q,02 1 2) c o s c o G e S e 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 = 1 . 1 ( 6 4 6 8 0 2 7 4 4 ) 5 3 6 . 5 c o s 1 1 . 6 3 7 6 4 7 . 9 3 0 3 . 5 c o s 1 . 9 =107 式中： 1e e ） 旋轉平面的強度計算載荷 貨物偏擺側向力 00( ) t a n ( 6 4 6 8 0 2 7 4 4 ) t a n 5 5 8 9 8 . 8 G N 式中： 轉化到臂端的吊臂風載荷和慣性載荷 式中： 吊臂側面迎風面上的風載。 150 244N 其中： 表 16【 1】 取 1表 15【 1】 ，計算得 15N/m hP a M 6670= 中， 5 2【 1】 取 1.5 動（制動 ） 加速度， s 6670向力 由 Q， =） 使吊臂扭轉的扭矩 0 1( ) t a n ( 6 4 6 8 0 2 7 4 4 ) 5 3 6 . 5 t a n 5M n Q G e 106N 縮臂的臨界力計算 1）變幅平面臨界力 2 5 81 522122 . 0 5 1 0 8 . 5 0 1 0 5 . 1 1 0( ) ( 1 . 6 1 . 1 1 9 3 2 4 5 0 )yc r 式中： 1 據(jù) , 4 5 0/9 2 8 4/1 插值法查表 1】 得 1 = 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 架為五節(jié)伸縮臂，根據(jù) 88212 I 883 2 3/ 6 . 5 1 0 / 4 . 0 4 1 0 1 . 6 884 3 4/ 4 . 0 4 1 0 / 2 . 4 7 1 0 1 . 6 查表 1】 得 2 =2450)旋轉平面的臨界力 zc r z 52 852232112 24 5 式中： 1 處 21 2 架為五節(jié)伸縮臂，根據(jù) 88212 I 88323 I 88434 I 查表 得 3 1計算得 1一節(jié)臂截面慣性矩； 縮臂的強度計算 圖 3臂的幾何尺寸簡圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1） 各節(jié)臂危險截面 A,B,C,D,E 的彎矩如下 87 87 87 ）各臂節(jié)危險截面處強度校核 臂架截面采用： 00， 00， 軸向力由伸縮油缸承受，臂架結構只承受雙向彎曲。各節(jié)臂危險截面處正應力為： )56855c r r M P 1 6 2 11( )56844c r r 買文檔就送您 紙全套， Q