汽車起重機液壓系統(tǒng)設(shè)計(畢業(yè)論文)

1、汽車起重機液壓系統(tǒng)設(shè)計摘 要：本文主要對汽車起重機液壓系統(tǒng)的起升回路和回轉(zhuǎn)回路進行了改進。在起升回路中采用雙泵單馬達、分合流油路的開式系統(tǒng)，根據(jù)各機構(gòu)的不同速度和功率的要求，采用不同的液壓泵供油，同時可以根據(jù)不同的工作方式采用不同的供油系統(tǒng)從而提高工作效率，降低功率損失。在回轉(zhuǎn)系統(tǒng)使用了動態(tài)穩(wěn)定性較好的平衡閥，減少沖擊，提高操作精度。對變幅液壓缸進行了結(jié)構(gòu)和參數(shù)的設(shè)計，具體進行了三鉸點受力模型的建立和分析，以及對變幅液壓缸的穩(wěn)定性進行校核。設(shè)計的汽車起重機能夠滿足使用功能的要求，安全可靠，操作使用方便，能夠適用于許多工程建設(shè)，具有很強的現(xiàn)實意義。 關(guān)鍵詞:汽車起重機；液壓系統(tǒng)；變幅液壓缸；雙泵

2、分合流。Abstract：This paper focuses on improving hoisting loop and rotary loop of the truck crane hydraulic system. In hoisting loop uses double pump single motor, points confluence oil of open-cycle system，according to the different agencies speed and power requirements , using different hydraulic pump

3、 oil supply, meanwhile, according to the different way of working using different oil-supplied system which can improve the work efficiency, reduce the power loss. In the rotation system uses dynamic stability which has good balance valve, reduce impact, improve operation precision.Luffing hydraulic

4、 cylinder for on structure and parameters design, concrete had three hinge point stress modeling and analysis, checking the variation of the hydraulic cylinder stability. The truck crane can satisfy the design requirements of the use function, safe and reliable, convenient in operation, can be appli

5、ed to many engineering construction, with strong practical significance.Keywords：Truck crane; Hydraulic system; Luffing hydraulic cylinder; Double-pump sub-confluent.前言工程起重機是各種工程建設(shè)廣泛運用的重要起重設(shè)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(shè)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(shè)成本，提高施工質(zhì)量，加快建設(shè)速度，實現(xiàn)工程施工機械化起著十分重要的作用。目

6、前我國是世界上使用工程起重機最大的國家之一。近年來，隨著工程建設(shè)規(guī)模的擴大，起重安裝工程量越來越大，吊裝能力、作業(yè)半徑和機動性能的更高要求促使起重機發(fā)展迅速，具有先進水平的塔式起重機和汽車起重機已成為機械化施工的主力。相對于其他起重機，汽車起重機不僅具有移動方便，操作靈活，易于實現(xiàn)不同位置的吊裝等優(yōu)點，而且對其進行驅(qū)動和控制的液壓系統(tǒng)易于實現(xiàn)改進設(shè)計。隨著液壓傳動技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車起重機已經(jīng)成為各起重機生產(chǎn)廠家主要發(fā)展對象。中國的汽車起重機產(chǎn)業(yè)誕生于上世紀(jì)70年代，經(jīng)過了近30年的發(fā)展，期間有過三輪主要的技術(shù)改進，分別為70年代引進蘇聯(lián)技術(shù)、80年代初的日本技術(shù)和90年代初的德國技術(shù)。但總體

7、來，中國的汽車起重機產(chǎn)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(shù)發(fā)展脈絡(luò)。尤其是近5年來，中國汽車起重機產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了一輪從外部經(jīng)濟總量到內(nèi)在運營品質(zhì)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(chǎn)業(yè)。汽車起重機的液壓系統(tǒng)起著驅(qū)動和控制汽車起重機各機構(gòu)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(chǎn)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)和液壓元件都不一致，給生產(chǎn)、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(jié)合汽車起重機的運用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，設(shè)計一款

8、能夠適應(yīng)工程建設(shè)的輕型汽車起重機液壓系統(tǒng)。在設(shè)計本機液壓系統(tǒng)時，明確設(shè)計任務(wù)和設(shè)計要求，不要偏離題目；仔細研究設(shè)計方案，理清設(shè)計思路，使設(shè)計過程清晰化。在做好以上兩點的基礎(chǔ)上。進行以下研究工作：1、分析已有的汽車起重機，結(jié)合本設(shè)計任務(wù)，了解其優(yōu)缺點，把握其發(fā)展方向。 2、對當(dāng)下具有成熟技術(shù)的液壓回路進行分析研究和學(xué)習(xí)。3、根據(jù)本機液壓系統(tǒng)工作特點，在滿足高效節(jié)能的功能前提下可以進行液壓系統(tǒng)原理創(chuàng)新設(shè)計。4、對設(shè)計好的液壓原理系統(tǒng)進行計算，選擇合適的液壓元件，并對其性能進行驗算，包括壓力損失和系統(tǒng)發(fā)熱等。5、選取變幅液壓缸進行計算設(shè)計，提高其可靠性。1緒論1.1汽車起重機簡介汽車起重機是一種將起

9、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。根據(jù)吊臂結(jié)構(gòu)可分為定長臂、接長臂和伸縮臂三種，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(zhuǎn)移場地，廣泛用于土木工程。汽車起重機的主要技術(shù)性能有最大起重量、整機質(zhì)量、吊臂全伸長度、吊臂全縮長度、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(yīng)用及其特點1.2.1液壓系統(tǒng)在汽車起重機上的應(yīng)用現(xiàn)在普遍使用的汽車起重機多為液壓伸縮臂汽車起重機，液壓伸縮臂一般有24節(jié)，最下(最外)一節(jié)為基本臂，吊臂內(nèi)裝有液壓伸縮

10、機構(gòu)控制其伸縮。液壓系統(tǒng)要實現(xiàn)其工作目的必須經(jīng)過動力源控制機構(gòu)機構(gòu)三個環(huán)節(jié)。其中動力源主要是液壓泵，傳輸控制裝置主要是一些輸油管和各種閥的連接機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)主要是液壓馬達和液壓缸。這三種機構(gòu)的不同組合就形成了不同功能的液壓回路。汽車起重機的液壓系統(tǒng)由起升機構(gòu)，回轉(zhuǎn)機構(gòu)，變幅機構(gòu)，伸縮機構(gòu)和支腿部分等組成，全為液壓傳動。泵馬達回路是起重機液壓系統(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會多，容易滲入。閉式回路中馬達的回油直接與泵的吸油

11、口相連，結(jié)構(gòu)緊湊，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，散熱條件差，需設(shè)輔助泵補充泄漏和冷卻。而且要求過濾精度高，但油箱體積小，空氣滲入油中的機會少，工作平穩(wěn)。1.2.2液壓系統(tǒng)在汽車起重機上應(yīng)用的特點來自汽車發(fā)動機的動力經(jīng)油泵轉(zhuǎn)換到工作機構(gòu)，其間可以獲得很大的傳動比，省去了機械傳動所需的復(fù)雜而笨重的傳動裝置。不但使結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(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)動機的技術(shù)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

12、精度，提高了作業(yè)質(zhì)量。采用液壓傳動，在主要機構(gòu)中沒有劇烈的干摩擦副，減少了潤滑部位，從而減少了維修和技術(shù)準(zhǔn)備時間。液壓傳動的起重機，結(jié)構(gòu)上容易實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，通用化和系列化，便于大批量生產(chǎn)時采用先進的工藝方法和設(shè)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)展歷程中國的汽車起重機產(chǎn)業(yè)誕生于上世紀(jì)70年代，經(jīng)過了近30年的發(fā)展，期間有過三輪主要的技術(shù)改進，分別為70年代引進蘇聯(lián)技術(shù)、80年代初的日本技術(shù)和90年代初的德國技術(shù)。但總體來，中國的汽車起重機產(chǎn)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(shù)發(fā)展脈絡(luò)。尤其

13、是近5年來，中國汽車起重機產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了一輪從外部經(jīng)濟總量到內(nèi)在運營品質(zhì)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(chǎn)業(yè)。高速發(fā)展的市場，是中國汽車起重機產(chǎn)業(yè)各個廠商有利的技術(shù)創(chuàng)新基礎(chǔ)和環(huán)境。近幾年來，中國汽車起重機產(chǎn)業(yè)的主力廠商在加速追趕國外先進水平的進程中，一直堅持自主的技術(shù)創(chuàng)新道路，基本上沒有整體引進外國技術(shù)的做法，也使得中國汽車起重機產(chǎn)業(yè)在達到和接近國際先進水平的同時，在產(chǎn)品技術(shù)上擁有明顯的中國特質(zhì)。受公路車輛行駛的限制，國外工程起重機在70噸級以上，基本發(fā)展了全路面底盤技術(shù)，采用獨立的油氣缸懸掛方式，而中國起重機產(chǎn)業(yè)則繼續(xù)在汽車板簧式技術(shù)上發(fā)展到目前的130噸級產(chǎn)品。這其中，形成了

14、獨用的多橋板簧平衡懸掛技術(shù)，解決了多橋車輛在設(shè)計中的橋荷平衡，以及行駛過程中單橋過載等問題，并且實現(xiàn)了多橋（四橋以上）車輛的多橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，滿足了國家對公路車輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑的要求，使得汽車式大噸位起重機行駛基本達到與全路面起重機的獨立懸掛相當(dāng)?shù)男旭偰芰?。另外，國?nèi)像徐州重工等重量級廠家，經(jīng)過幾年的自主摸索與創(chuàng)新，成熟掌握了全路面起重機的全部技術(shù)，制造出了200噸級及以上的超大型產(chǎn)品，雖然與國外最大800噸的產(chǎn)品還有一定差距，但是已經(jīng)不存在不可跨越的障礙，中國汽車起重機行業(yè)達到國際最先進水平已經(jīng)是一個時間和進度問題。中國汽車起重機底盤到目前已經(jīng)應(yīng)用了CAN總線控制系統(tǒng)，達到點對點、一點對多點（成

15、組）及全局廣播集中方式傳送和接受數(shù)據(jù)，達到了防抱死防滑轉(zhuǎn)、電噴發(fā)動機控制、自動變速，扭矩實時控制、經(jīng)濟運行速度等的自動計算控制，提高了操縱的自動性、系統(tǒng)的可靠性、人機界面的可視性，達到了真正意義上的信息集成和智能化。上車起重機部分已經(jīng)大量應(yīng)用PLC可編程集成控制技術(shù)，帶有總線接口的液壓閥塊、馬達、油泵等控制和執(zhí)行元件已較為成熟，液壓和電氣已實現(xiàn)了真正緊密的接合?？赏ㄟ^軟件實現(xiàn)控制性能的調(diào)整，大幅度減化控制系統(tǒng)、減少液壓元件、提高系統(tǒng)的可靠性，具備了實現(xiàn)故障自動珍斷、遠程控制的能力。最早的汽車起重機液壓系統(tǒng)常用單泵供油，后來為了滿足起升、變幅、后來為滿足起升、變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)機構(gòu)的獨立工作、聯(lián)合

16、動作以及快速提升的要求， 出現(xiàn)了雙泵 統(tǒng)選用多聯(lián)齒輪泵。但齒輪泵存在壓力受到限制和不能變量的缺陷，因而不能在閉式回路、功率匹配回路等系統(tǒng)中應(yīng)用，故高壓柱塞泵是發(fā)展的必然。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(diào)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(diào)速回路中，采用手動調(diào)節(jié)換向閥的開度大小來調(diào)整工件機構(gòu)(起降機構(gòu)除外)的速度。（3）在鎖緊回路中，采用由液控單向閥構(gòu)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，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

17、能正常工作，且有效時間長。（4）在平衡回路中，采用經(jīng)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(jié)構(gòu)，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(gòu)單獨動作；這種串連結(jié)構(gòu)也可在輕載下使機構(gòu)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(gòu)成的

18、制動器，利用調(diào)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。1.4課題來源汽車起重機的液壓系統(tǒng)起著驅(qū)動和控制汽車起重機各機構(gòu)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(chǎn)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)和液壓元件都不一致，給生產(chǎn)、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。為此對傳統(tǒng)汽車起重機的液壓系統(tǒng)進行了如下幾方

19、面的研究。老8噸汽車起重機由于都是采用單泵單馬達（定量式)、串聯(lián)油路的開式系統(tǒng)，使所有的工作機構(gòu)都靠一個油源供油，導(dǎo)致難于同時滿足不同機構(gòu)的速度和功率匹配的需要，例如起升機構(gòu)為了滿足起升速度的要求，需要較大的流量，而伸縮、變幅、回轉(zhuǎn)及支腿則需要較小的流量即可，因此只好靠控制發(fā)動機的油門及在機構(gòu)上采取一些措施解決這一矛盾，但這是有一定限度的。還存在一些問題，起升速度低，最高起升速度只有8mmin，起升速度調(diào)節(jié)范圍小。(1-1)如下式所示1：式中：卷筒直徑液壓馬達的容積效率液壓油泵的排量卷揚機的減速比鋼絲繩的倍率液壓馬達的排量液壓油泵的容積效率發(fā)動機的轉(zhuǎn)速由式1-1可見，起升速度的大小，主要靠發(fā)動

20、機的油門調(diào)節(jié)，當(dāng)油門過小時，發(fā)動機的動力特性較差，容易滅火，輕載及空載時，速度太慢，生產(chǎn)率低。汽車起重機，采用了雙泵單馬達、分合流油路的開式系統(tǒng)，可以根據(jù)各機構(gòu)的不同速度和功率的要求，變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)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(gòu)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(diào)速范圍，如下式所示1：(1-2) 式中：泵1的排量泵2的排量泵1的容積效率泵2的容積效率由式1-2可見，除發(fā)動機的油門調(diào)節(jié)起升速度外，還可以通過分合流型式調(diào)節(jié)起升速度，當(dāng)重載時，用分流方式，即泵2不參與起升工作，此時提升速度為低速；當(dāng)空載

21、或輕載時用合流方式。2液壓系統(tǒng)性能分析與原理設(shè)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(jīng)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(shè)計液壓系統(tǒng)時要求各系統(tǒng)的動作能夠滿足這些工況要求。表2.1汽車起重機典型工況表序號工況一次循環(huán)內(nèi)容特點1基本臂相應(yīng)的工作幅度吊重起升-回轉(zhuǎn)-下降-起升-回轉(zhuǎn)-下降中間制動一次起重噸位大，動作單一。很少與回轉(zhuǎn)等機構(gòu)組合動作2全長臂相應(yīng)的工作幅度卷揚起升-回轉(zhuǎn)-下降-卷揚起升-回轉(zhuǎn)-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(yīng)的工作幅度起升

22、+回轉(zhuǎn)-變幅-下降-起升+回轉(zhuǎn)-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(zhuǎn)換，保證工作的高效安全。（2）要求卷揚機構(gòu)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(zhuǎn)回路（1）具有獨立工作能力。（2）回轉(zhuǎn)制動應(yīng)兼有常閉制動和常開制動（可以自由滑轉(zhuǎn)對中），兩種情況。3. 變幅回路（1）帶平衡閥并設(shè)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

23、，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(yīng)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(gòu)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(gòu)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(diào)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(chǎn)生掉

24、腿現(xiàn)象。2.2 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(zhuǎn)、支腿和控制六個主回路組成。從圖2.1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2.1 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(zhuǎn)換，保證工作的高效安全。同時要求卷揚機構(gòu)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(gòu)的調(diào)速，通常是采用調(diào)節(jié)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(diào)速法。此種調(diào)速法既簡單又可靠，調(diào)速范圍較大，調(diào)速平穩(wěn)無極，也可實現(xiàn)起升機構(gòu)工作速度的微調(diào)

25、。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(gòu)工作速度，在多泵定量系統(tǒng)中，往往采用油泵并聯(lián)調(diào)速，在系統(tǒng)中采用液壓馬達串、并聯(lián)供油的方法進行調(diào)速。當(dāng)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(diào)速。此外，當(dāng)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(gòu)上往往設(shè)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，打開離合器及制動器使起升卷筒與液壓馬達脫開自由轉(zhuǎn)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2.2所示，根據(jù)各機構(gòu)的不

26、同速度和功率的要求，變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)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(gòu)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(diào)速范圍。當(dāng)重載時，用分流方式，即泵2不工作，此時提升速度為低速；當(dāng)空載或輕載時用合流方式，此時提升速度為高速。圖2.2起升回路2.回轉(zhuǎn)回路：回轉(zhuǎn)回路起到使吊臂回轉(zhuǎn)，實現(xiàn)重物水平移動的作用?；剞D(zhuǎn)回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓離合器和液壓馬達組成?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)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(shè)計成全回轉(zhuǎn)式的，即可在左右方向任意進行回轉(zhuǎn)。液壓驅(qū)動的小起重量起重機，通過液壓

27、回路和換向閥的合適機能，可以使回轉(zhuǎn)機構(gòu)不裝制動器，同時保證回轉(zhuǎn)部分在任意位置上停住，并避免沖擊。高速液壓馬達的驅(qū)動形式，在汽車式、輪胎式和鐵路起重機上應(yīng)用廣泛。如圖2.3，低速大扭矩液壓馬達的轉(zhuǎn)速每分鐘在0-100轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，因此，可以直接在油馬達軸上安裝回轉(zhuǎn)機構(gòu)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(yīng)用?？梢栽谝簤厚R達輸出軸上加裝制動器。 圖2.3低速大扭矩液壓馬達回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用低速大扭矩液壓馬達可以省去或減小減速裝置，因此機構(gòu)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(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大的行星傳動或蝸輪傳

28、動，高速液壓馬達在起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)中使用廣泛。綜上所述，汽車起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計為高速液壓馬達加裝制動器的回轉(zhuǎn)機構(gòu)，其基本回路如下圖2.4。 圖2.4 回轉(zhuǎn)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(jīng)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(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如圖2.5。圖2.5 變幅回路工程起重機變幅按其工作性質(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。它在空載時改變幅度，以調(diào)整取物裝置的位置，

29、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(gòu)的驅(qū)動功率，這種變幅的變幅機構(gòu)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(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(chǎn)率。工作性變幅驅(qū)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(gòu)較復(fù)雜，自重也較大，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(gòu)的起重機，不需要接臂和拆臂，縮短了輔助

30、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、鐵路救援起重機在復(fù)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(jié)構(gòu)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)伸縮臂圖2.6 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(guān)聯(lián)地獨立進行伸縮動作。顯然，獨立伸縮機構(gòu)同樣也可以完

31、成順序伸縮或同步伸縮的動作如圖2.6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(yīng)，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2.7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(yù)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

32、應(yīng)該設(shè)定為足K1最大，K3最小。圖2.8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(gòu)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，這樣可以省去兩根回油管和軟管卷簡。圖2.9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(jīng)電液換向閥Cl及平衡閥Kl進入到伸縮油缸I

33、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(jīng)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(gòu)裝有電液閥，從而需要設(shè)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2.7差積式順序伸縮 圖2.8單向順序閥順序伸縮 圖2.9電液換向閥順序伸縮、-伸縮油缸；S-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

34、：汽車起重機設(shè)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(diào)節(jié)。目前支腿大都采用液壓支腿。支腿機構(gòu)有三種基本形式：蛙式支腿、H型支腿和X型支腿如圖2.10、2.11。蛙式支腿結(jié)構(gòu)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2.10 H型支腿 圖2.11 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2.3汽車起重機液壓系統(tǒng)類型的

35、擬定2.3.1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(jié)合國內(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(jié)構(gòu)更簡單明了，在起升、回轉(zhuǎn)、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(zhuǎn)比較頻繁，所以回轉(zhuǎn)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(gòu)，采用單缸回路。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(zhuǎn)、伸縮、變幅回路可以協(xié)調(diào)工作。因此

36、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(zhuǎn)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2.3.2各機構(gòu)組合分配及控制1. 各機構(gòu)組合情況起升機構(gòu)伸縮機構(gòu)回轉(zhuǎn)機構(gòu)變幅機構(gòu)支腿機構(gòu)圖212 各機構(gòu)動作組合情況支腿機構(gòu)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(zhuǎn)回路要有組合動作功能，回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅回路之間不需要組合動作。各機構(gòu)組合情況如圖2.12所示。2. 動力分配情況 根據(jù)設(shè)計要求、工作情況、起重量等，本機的動力分配如圖2.13所示： 圖2.13上車動力分配情

37、況2.4汽車起重機液壓系統(tǒng)的工作原理總成2.4.1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，輪胎著地。為此，在汽車的前、后兩端各設(shè)置兩條支腿，每條支腿均配置有液壓缸。如圖2.14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(shè)置了雙向液壓鎖。當(dāng)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

38、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(dāng)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。2.4.2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(qū)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

39、，如圖2.14在油路中設(shè)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(diào)節(jié)變幅速度和變幅方向。吊臂增幅時，三位四通手動換向閥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?；赜吐罚鹤兎簤焊咨锨皇謩訐Q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y1

40、5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。2.4.3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(nèi)，由吊臂伸縮液壓缸驅(qū)動進行伸縮運動。本系統(tǒng)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(yù)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(yīng)該設(shè)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

41、而下滑，如圖2.14在油路中設(shè)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(dāng)三位四通手動換向閥19工作在左位或右位時，分別驅(qū)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?；赜吐罚荷炜s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。回油路：伸縮液壓缸下腔平衡閥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。2.4.4轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)回路轉(zhuǎn)臺的

42、回轉(zhuǎn)由一個小轉(zhuǎn)矩高速液壓馬達驅(qū)動。通過行星減速機構(gòu)減速，轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)緩沖裝置。如圖2.14回轉(zhuǎn)液壓馬達的回轉(zhuǎn)由三位四通手動換向閥20控制，當(dāng)三位四通手動換向20工作在左位或右位時，分別驅(qū)動回轉(zhuǎn)液壓馬達正向或反向回轉(zhuǎn)。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(zhuǎn)平衡閥23回轉(zhuǎn)液壓馬達?；赜吐罚夯剞D(zhuǎn)液壓馬達正反轉(zhuǎn)平衡閥23手動換向閥20左(右)位電磁閥33左位油箱。2.4.5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

43、落下作業(yè)由一個大轉(zhuǎn)矩液壓馬達驅(qū)動卷揚機來完成。起升液壓馬達的正反轉(zhuǎn)有一個三位四通換向閥32（如圖2.14）控制。馬達轉(zhuǎn)速的調(diào)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(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速及電磁換向閥33的開口來調(diào)節(jié)。回路中設(shè)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(nèi)泄漏比較大，當(dāng)重物吊在空中時，盡管回路中設(shè)有平衡閥，重物仍會向下緩慢滑落，為此，在液壓馬達的驅(qū)動軸上設(shè)置了制動器28。當(dāng)起升機構(gòu)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(dāng)液壓馬達停止轉(zhuǎn)動時，在制動器彈簧的作用下，閘塊將軸抱死進行制動。當(dāng)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

44、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(shè)置了單向節(jié)流閥27。通過調(diào)節(jié)該節(jié)流閥開口的大小，能使制動器抱閘迅速，而松閘則能緩慢地進行。2.4.6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2.13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(qū)動。液壓泵從油箱中吸油，輸出的液壓油經(jīng)手動閥組輸送到各個執(zhí)行元件。整個系統(tǒng)由支腿收放、吊臂變幅、吊臂伸縮、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)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

45、、溢流閥、手動閥組及支腿部分外，其余元件全部裝在可回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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2.14 汽車起重機液壓系統(tǒng)圖表2.2 汽車起重機液壓系統(tǒng)的工作情況表2.4.7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(gòu)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(zhuǎn)復(fù)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

46、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(diào)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(diào)速方法與控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速的方法結(jié)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，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。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(dǎo)

47、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(nóng)業(yè)機械小型工程機械建筑機械液壓鑿巖機液壓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(dǎo)向滑輪效率。N(2)起升馬達所受最大扭矩1

48、(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，=400mm；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(zhuǎn)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

49、的選擇根據(jù)馬達所受到的壓力、最大扭矩以及需要的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速1502000r/min，排量4063ml/r，輸出轉(zhuǎn)矩115180。3.1.3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(fù)雜故取=0.51.5M，。則液壓泵的最大工作壓力18

50、 + 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(diào)速所以要加上溢流閥的最小溢流量一般取=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

51、20MPa，額定轉(zhuǎn)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(dāng)發(fā)動機經(jīng)分動箱輸出速度為1500 r/min時，流量為136.35L/min。滿足以上的設(shè)計參數(shù)。所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(qū)動外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，使油溫升高。油溫過高，不僅使油的性質(zhì)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(nèi)。對于復(fù)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

52、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臺液壓泵工作時間，s；、液壓馬達的外載轉(zhuǎn)矩，Nm，轉(zhuǎn)速，rad/s，工作時間，s；、液壓缸外載荷及驅(qū)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(zhuǎn)、變幅、伸縮臂、下降、空載、回轉(zhuǎn)、裝料等工序。在整個循環(huán)中，依據(jù)經(jīng)驗估算出所需時間為280 s?？偘l(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(yīng)

53、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(fēng)條件很差89通風(fēng)條件良好1517用風(fēng)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(fēng)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(shè)備類型正常工作溫度最高允許溫度數(shù)控機床305

54、05570一般機床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。管路散熱面積的計算液壓泵吸油管道內(nèi)徑d2:(3-

55、14)式中 通過管道內(nèi)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(nèi)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(nèi)徑管道壁厚的計算2:(3-15)式中 管道內(nèi)最高工作壓力，=22M； 管道內(nèi)徑，m；管道材料的許用應(yīng)力，；管道材料的抗拉強度，；安全系數(shù)，對鋼管來說，p7時，??；p17.5時，?。籶17.5時，取。由于液壓泵的吸油管道內(nèi)徑80mm，故管道材料采用10鋼，查表3.6鋼管的力學(xué)性質(zhì)得到10鋼消除應(yīng)

56、力退火后的抗拉強度。故:管道壁厚：。表3.6鋼管的力學(xué)性質(zhì)牌號交貨狀態(tài)冷加工/硬（Y）冷加工/軟（R）消除應(yīng)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/mm2）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(shè)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 1500

57、r/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(zhì)量指標(biāo)及應(yīng)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(guān)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(jié)式濾油器。根據(jù)液壓泵的流量查3表37.10-18SU3型技術(shù)規(guī)格選擇SU3-F15016型燒

58、結(jié)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(nèi)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-60T。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(nèi)徑查3表37.8-192技術(shù)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。

59、根據(jù)工作壓力及液壓泵的出油口內(nèi)徑查3表37.8-192技術(shù)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(shù)規(guī)格選擇變幅平衡閥15、伸縮平衡閥18、回轉(zhuǎn)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(shù)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(shù)規(guī)格選擇支腿回路安全閥10的型號為DBDH25P10/2

60、0。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變幅液壓缸設(shè)計.4.1變幅液壓缸的受力分析圖4.1變幅液壓缸的工作示意圖全液壓汽車起重機的變幅機構(gòu)使用液壓缸來驅(qū)動動臂變幅。液壓缸的布置形式有三種，分別是前傾式、后傾式和后拉式。前傾式如圖4.1所示。因液壓缸前傾，其對動臂作用力臂較長，變幅缸的推力可以較小些，故缸徑較小。因臂的懸臂長度較短，對臂受力有利。大多數(shù)全液壓汽車起重機都采用此布置形式4。圖4.2變幅液壓缸的幾何示意圖變幅機構(gòu)三鉸點的幾何關(guān)系簡化成ABC （見圖4.2）。AB為油缸，A、B點為變幅油缸在轉(zhuǎn)