汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)

摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是針對專用汽車起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)所作的具體到噸位級別的設(shè)計(jì)。隨著我國制造業(yè)的開展，專用汽車越來越多的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，它能提高運(yùn)輸效率、降低運(yùn)輸本錢，能保持貨物的品質(zhì)和使用價(jià)值，以及能完成在某些特定條件下的運(yùn)輸作業(yè)等任務(wù)，對國民經(jīng)濟(jì)的開展起到重要的作用。在我國汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中，已明確規(guī)定“專用汽車”是貨車類唯一開展的重要產(chǎn)品。起重舉升汽車正是利用專用汽車的底盤開展起來的特殊用途的車輛。但是我國現(xiàn)在應(yīng)用的各大汽車起重機(jī)還是仿造國外落后技術(shù)制造出來的，而且已經(jīng)在重工業(yè)應(yīng)用了多年，無論在質(zhì)量上還是在功能上，都滿足不了日益增長的社會需求。如何設(shè)計(jì)使其本錢最低、化布置合理化、功能現(xiàn)代化是我們研究的課題。此次設(shè)計(jì)完成了QY8型汽車起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容是圍繞回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來進(jìn)行的。同時(shí)也包含主要參數(shù)、車架、底盤、支腿、液壓起重等一系列參數(shù)的選取、計(jì)算。關(guān)鍵詞：起重機(jī)；回轉(zhuǎn)；起升；噸位目錄TOC\o"1-4"\h\u12276摘要 I8901ABSTRACTII2468目錄III5631第1章緒論1289861.1概論 1217831.2國內(nèi)外輪式起重機(jī)開展概況和開展趨勢 196011.2.1國內(nèi)輪式起重機(jī)開展現(xiàn)狀 1271821.2.2國外輪式起重機(jī)開展過程及主要機(jī)種 3155111.2.3輪式起重機(jī)產(chǎn)品的開展趨勢 4239321.3輪式起重機(jī)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法概述 515621.4起重舉升汽車的要求 6121081.5起重機(jī)的種類 6153011.6起重機(jī)的根本構(gòu)造 7272911.6.1起重臂 7235641.6.2回轉(zhuǎn)平臺 7240151.6.3支腿 798431.6.3.1液壓式支腿的平安裝置 812847第2章技術(shù)參數(shù)確實(shí)定10122082.1主要性能參數(shù) 1081882.1.1額定起重量 10296632.1.2工作幅度 10113472.1.3起重力矩 10162062.1.4起升高度 1018702.1.5工作速度 10191112.1.6自重 1151162.1.7通過性能 1134692.2汽車起重機(jī)參數(shù)確定 11125712.3回轉(zhuǎn)裝置 1289252.3.1回轉(zhuǎn)裝置的組成及種類 12206792.3.2回轉(zhuǎn)裝置的工作原理 1213358第3章起升機(jī)構(gòu)1377973.1平衡閥 13200573.2阻尼閥 13117653.3吸入閥 1320218第4章液壓系統(tǒng)14172314.1液壓系統(tǒng)壓力選擇 14233794.2液壓的優(yōu)缺點(diǎn) 146914.3液壓馬達(dá) 1548574.3.1齒輪馬達(dá)分類 1543204.3.2齒輪馬達(dá)工作原理 1513294.4控制閥 16121914.4.1方向控制閥 16260854.4.2流量控制閥 16325894.4.3壓力控制閥 1710141第5章直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1855135.1齒輪傳動 1825265.2齒輪傳動的主要特點(diǎn) 18231705.3齒輪傳動的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么 18265875.3.1失效形式 18269985.3.1.1齒輪折斷 18126395.3.1.2齒面磨損 19221125.3.1.3齒面點(diǎn)蝕 1921375.3.1.4齒面膠合 1925395.3.1.5塑性變形 1939535.3.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么 20118065.3.3齒輪的材料及其選擇原那么 2067925.4齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 2014696結(jié)論2614367致謝2721225參考文獻(xiàn)28第1章緒論1.1概論輪式起重機(jī)式工程機(jī)械產(chǎn)品中重要組成局部，它由于機(jī)動性好而被廣泛應(yīng)用于礦山、建筑、港口、油田等領(lǐng)域。輪式起重機(jī)主要有3種根本類型：汽車起重機(jī)、輪胎起重機(jī)、全路面起重機(jī)。在國內(nèi)市場上，隨著國家擴(kuò)大內(nèi)需政策的推動，投資的提高，個體和私營用火的壯大，2001年產(chǎn)品銷量達(dá)5208臺，銷售收入為20.85億元，2002年產(chǎn)品銷量達(dá)8000臺，銷售收入接近30億元；在國際市場上，僅北美、歐洲市場年銷售額就達(dá)54億美元，可以說市場巨大。1.2國內(nèi)外輪式起重機(jī)開展概況和開展趨勢我國在1957年生產(chǎn)第一臺5t機(jī)械式汽車起重機(jī)到現(xiàn)在已有50年歷史，它的生產(chǎn)大致經(jīng)歷了以下幾個階段：1957~1966年以生產(chǎn)5t機(jī)械式汽車起重機(jī)為主；1967~1976年以生產(chǎn)12t以下小型液壓汽車起重機(jī)為主；1977~1996,16~50t中大噸位液壓汽車起重機(jī)產(chǎn)品開展較快。1.2.1國內(nèi)輪式起重機(jī)開展現(xiàn)狀自1979年開始，我國采用進(jìn)口汽車底盤和關(guān)鍵液壓件自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)出了6t、20t液壓汽車起重機(jī)之后，國內(nèi)一些起重機(jī)生產(chǎn)廠家采用集貿(mào)結(jié)合方式，分別引進(jìn)日本多田野、加藤、美國格魯夫和德國利勃海爾、克虜伯的起重機(jī)產(chǎn)品技術(shù)，以合作生產(chǎn)的方式相機(jī)制造出25t、35t、45t、50t、80t、125t汽車起重機(jī)和25t越野輪胎起重機(jī)以及32t、50t、70t全路面起重機(jī)。這些企業(yè)經(jīng)過多年來對引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收、移植，使國產(chǎn)輪式起重機(jī)某些新產(chǎn)品的性能水平到達(dá)了國際80年代初的水平，產(chǎn)品產(chǎn)量也逐年有所提高。由于受客觀條件的限制，當(dāng)年的技術(shù)引進(jìn)主要著重表達(dá)在技術(shù)軟件的引進(jìn)〔如產(chǎn)品、圖紙、工藝等〕，而沒有引進(jìn)全套的現(xiàn)金加工設(shè)備，沒有與相關(guān)的配套件的引進(jìn)同時(shí)進(jìn)行，因此國內(nèi)長時(shí)間不能提供高質(zhì)量、高性能的根底配套件〔如液壓元件〔如液壓元件，電子元件等〕，到了90年代我國輪式起重機(jī)的技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平相比曾一度縮小的差距又拉大了。當(dāng)前，國內(nèi)輪式起重機(jī)廠自行設(shè)計(jì)的產(chǎn)品技術(shù)水平大多還相當(dāng)于國際70年代初、中期水平，只有少數(shù)產(chǎn)品在吸收國外先進(jìn)技術(shù)根底上，經(jīng)過更新?lián)Q代到達(dá)了80年代初的水平。隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃開展，國家重點(diǎn)工程工程建設(shè)等紛紛上馬，一些大型關(guān)鍵工程一般都采用國際公開招標(biāo)方式采購機(jī)械設(shè)備。國外新型輪式起重機(jī)和二手設(shè)備因此大量進(jìn)入中國市場，使國內(nèi)用戶對國外起重機(jī)性能，作業(yè)可靠性、效率等方面有了較深入的了解，從而也認(rèn)識到國產(chǎn)起重機(jī)無論在制造質(zhì)量、外觀造型方面，更主要的是在技術(shù)性能〔可靠性與平安性、工作效率以及操作方便性、舒適性等〕方面與國外輪式起重機(jī)差距較大。國內(nèi)不少用戶為了到達(dá)作業(yè)高效率以確保工期按時(shí)完成，寧可花較多的錢購置進(jìn)口起重機(jī)或購置國外二手起重機(jī)。這種形式下，國產(chǎn)輪式起重機(jī)當(dāng)然面臨很大的沖擊和壓力。目前國內(nèi)輪式起重機(jī)產(chǎn)品差距主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1質(zhì)量穩(wěn)定性差局部產(chǎn)品發(fā)生早期故障多，保修期內(nèi)返修率高。故障多發(fā)生在液壓系統(tǒng)、底盤、發(fā)動機(jī)與傳動件上。液壓系統(tǒng)滲漏問題普遍存在，其主要原因是制造、裝配工藝不良和密封件質(zhì)量問題。國產(chǎn)汽車起重機(jī)平均無故障時(shí)間僅為93.4h，最多的為185h最少的為66.6h。整機(jī)工作壽命按主要零部件壽命計(jì)算，約為2000~3000h而國外同類產(chǎn)品一般可到達(dá)12500h。2產(chǎn)品品種單一輪式起重機(jī)式工程機(jī)械行業(yè)中的一個重要類別，其技術(shù)含量、機(jī)電液一體化程度，對使用材料的要求和制造難度不亞于其它類型的工程機(jī)械。輪式起重機(jī)按技術(shù)含量劃分，全路面起重機(jī)產(chǎn)品最高，價(jià)格也相應(yīng)高一些；越野輪胎起重機(jī)產(chǎn)品次之，汽車起重機(jī)產(chǎn)品相對較低。當(dāng)前全路面起重機(jī)產(chǎn)品、越野輪胎起重機(jī)產(chǎn)品已分別在世界三大市場〔歐洲、北美、日本〕占據(jù)了主導(dǎo)地位。國內(nèi)輪式起重機(jī)的生產(chǎn)主要仍以8~50t汽車起重機(jī)為主，某些企業(yè)對全路面起重機(jī)產(chǎn)量有限，從而形成了一方面生產(chǎn)力過剩，另一方面許多重點(diǎn)工程所需的大型起重機(jī)尚需進(jìn)口的局面。3.產(chǎn)品自動化、智能化目前，國外已將自動化技術(shù)與機(jī)械傳動技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的微電子技術(shù)、電力電子控制技術(shù)、液壓技術(shù)、數(shù)據(jù)總線通信技術(shù)等應(yīng)用到機(jī)械驅(qū)動和控制管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動化和半自動化控制，從而大大提高了起重機(jī)的平安性和可靠性，并且降低了發(fā)動機(jī)油耗與排放值。國內(nèi)產(chǎn)品在這方面差距較大，平安保護(hù)方面的設(shè)備可靠性也較差。4.材料方面國內(nèi)除局部產(chǎn)品的某些結(jié)構(gòu)采用了HG60或HQ70鋼材外，廣泛采用的材料主要為Q235、Q345、Q395等，而國外已廣泛采用低合金高強(qiáng)鋼和其它輕型材料，并且正醞釀向超高強(qiáng)鋼開展，所以國產(chǎn)輪式起重機(jī)一般顯得笨重，性能也手打較大影響。1.2.2國外輪式起重機(jī)開展過程及主要機(jī)種輪式起重機(jī)最初是以誕生于1869年的蒸汽軌道式起重機(jī)開展而來的，經(jīng)歷了軌道式、實(shí)心輪胎式、充氣輪胎式的開展變化過程。充氣輪胎式起重機(jī)是20世紀(jì)30年代隨著汽車工業(yè)的開展而出現(xiàn)的。由于輪式起重機(jī)具有機(jī)動靈活、操作方便、效率高等特點(diǎn)，在二戰(zhàn)后修復(fù)戰(zhàn)爭創(chuàng)傷和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。早期的輪式起重機(jī)大多采用機(jī)械傳動的臂架。隨著60年代中期液壓技術(shù)的開展，液壓伸縮臂輪式起重機(jī)得到迅速開展。到80年代末，中小噸位的輪式起重機(jī)已多數(shù)采用液壓伸縮臂架，僅有一局部大噸位汽車起重機(jī)人采用臂架。20世紀(jì)60年代末期，特別是從70年代開始，隨著大型建筑、是由化工、水電站等大型工程的開展，對輪式起重機(jī)的性能、工作效率和平安性提出了更高的要求。由于當(dāng)時(shí)液壓技術(shù)、電子技術(shù)、汽車工業(yè)的開展及新型高強(qiáng)度鋼材的不斷出現(xiàn)，使輪式起重機(jī)開始想大型化暗戰(zhàn)，并且在普通輪胎式起重機(jī)的根底上開發(fā)出越野輪胎起重機(jī)，隨后又開發(fā)出全路面起重機(jī)。全路面起重機(jī)綜合了汽車起重機(jī)高速行駛和越野輪胎起重機(jī)吊重行走及高通過性的特點(diǎn)，再近20多年得到很大開展。目前國外輪式起重機(jī)生產(chǎn)國主要由日本、美國、德國、法國、意大利等。生產(chǎn)廠商有100多個，最著名的僅有10來家。世界輪式起重機(jī)市場主要劃分為以日本為主的亞洲市場、以美國為主的北美市場、以德國為主的歐洲市場。亞洲約占世界年銷售臺數(shù)的40%，北美和歐洲各占20%，時(shí)間誒其它地區(qū)占20%。日本市場：從年總產(chǎn)量上講，日本生產(chǎn)的輪式起重機(jī)居世界首位。在1995年4月~1998年3月間，日本輪式起重機(jī)平均年銷售量為8140臺，其中越野輪胎式起重機(jī)約占日本市場的60%，其次為汽車起重機(jī)，全路面起重機(jī)占比重很小，但年銷量不斷上升。美國市場：美國是輪式起重機(jī)的生產(chǎn)大國，在起重機(jī)制造能力及規(guī)模上居世界首位。在美國市場上，越野輪胎起重機(jī)占主導(dǎo)地位，約占市場份額的65%，其次是工業(yè)輪胎起重機(jī)和汽車起重機(jī)，全路面起重機(jī)所占份額很小，不到10%。德國市場：德國是歐洲最大的輪式起重機(jī)生產(chǎn)國，也是全路面起重機(jī)的發(fā)源地，多年來他在開發(fā)大型、特大型輪式起重機(jī)方面一直處于領(lǐng)先地位。1.2.3輪式起重機(jī)產(chǎn)品的開展趨勢1.提高起重機(jī)的起重量由于現(xiàn)代工程工程向大型化開展，所需構(gòu)件和配套設(shè)備的重量在不斷增加，對超大型起重設(shè)備的需求也越來越多。在輪式起重機(jī)向大型化開展過程中，德國始終處于遙遙領(lǐng)先的地位，現(xiàn)在，最大噸位的輪式起重機(jī)為德國利勃海爾公司生產(chǎn)的LTM11000D型，最大額定起重量為1000t，售價(jià)為550萬美元。2微型起重機(jī)大量涌現(xiàn)輪式起重機(jī)的微型化是適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)工作的需要而出現(xiàn)的一種新的開展趨勢。走在前面的是日本的神戶制鋼公司，它于10多年前開發(fā)的RK70〔7t)型是世界第一臺裝有下俯式臂架的“迷你”越野輪胎式起重機(jī)。目前，下浮式臂架已成為“迷你”起重機(jī)的重要標(biāo)志。3混合型起重機(jī)在開展混合型起重機(jī)時(shí)為了特定用途而開發(fā)出來的。如利勃海爾公司生產(chǎn)的LTL1160型越野輪胎起重機(jī)就是為了維護(hù)龐大的斗輪挖掘機(jī)而專門研制的。德馬格雙橋AC25〔25t〕全路面起重機(jī)，結(jié)構(gòu)非常緊湊，車身長9m，非常適應(yīng)城市狹窄地段工作，所以又被稱為城市型起重機(jī)。4.伸縮臂結(jié)構(gòu)不斷改良利勃海爾公司于90年代中期推出的LTM1092/2/(90t〕和LTM1160/2(160t)，裝有6節(jié)60m主臂，采用了裝有“telematik”單缸自動伸縮系統(tǒng)的橢圓形截面的主臂。這種橢圓形截面的主臂對靜、動態(tài)應(yīng)力的適應(yīng)性很強(qiáng)，有利于吊臂定心，并且抗扭曲變形能力得以增強(qiáng)，對減輕重量和提高騎重型能力具有良好的效果?！皌elematik”擔(dān)綱伸縮體總主要由1個雙作用伸縮液壓缸、1個與液壓缸底座連鎖的氣動夾緊裝置、將各節(jié)臂互相連鎖的氣控臂架鎖定銷和電子傳感系統(tǒng)等部件組成。5.數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)得到應(yīng)用利勃海爾公司的LTM10302(30t〕是世界上首臺裝有數(shù)據(jù)總線管理系統(tǒng)的高技術(shù)雙橋全路面起重機(jī)。它采用CANBUS總線以及電氣、液壓、臂長和風(fēng)力等數(shù)據(jù)又輸入到LSB控制裝置中。LSB控制裝置式Liccon起重機(jī)控制系統(tǒng)的組成局部，可用于對整個系統(tǒng)的數(shù)字流程和監(jiān)控特性進(jìn)行編程。采用控制總線管理系統(tǒng)可降低發(fā)動機(jī)油耗及排放值，大大簡化布線，提高整機(jī)可靠性與維護(hù)方便性。6.靜液壓傳動起重機(jī)進(jìn)入市場采用靜液壓傳動，安裝的上車發(fā)動機(jī)既可以用來驅(qū)動起重機(jī)上車各工作裝置，又可以用來驅(qū)動行走裝置。此外將發(fā)動機(jī)橫放在上車操縱室后面，使其起到整體式配重的作用。7.一機(jī)多用，擴(kuò)大工作范圍意大利馬奇帝公司于1995年推出的MG10.28〔10t〕越野輪胎起重機(jī)，使用吊鉤時(shí)成為10t起重機(jī)；安裝起重叉后成為2.5t級伸縮臂叉車；安裝雙人作業(yè)平臺后成為高空作業(yè)車。1.3輪式起重機(jī)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法概述隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和系統(tǒng)工程、優(yōu)化工程、價(jià)值工程、人機(jī)工程等現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論的不斷開展，促使許多跨學(xué)科的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)，使起重機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)入高質(zhì)量、高效率的階段。1.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是隨著計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備開展而迅速形成的一門新興的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。它的開展與應(yīng)用，對提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率、提高產(chǎn)品的市場存在和競爭力發(fā)揮十清楚顯的作用。電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展使計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)硬件設(shè)備性能得以提高，各種硬件設(shè)備不僅已形成了產(chǎn)品，而且也成為CAD的一般配置。目前，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法已成為工程技術(shù)人員進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)活動不可缺少的手段。2.模塊化設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)是根據(jù)模塊化原那么，設(shè)計(jì)一些根本的模塊單元，通過不同的組合形成不同的產(chǎn)品，以滿足用戶的多種需要。起重機(jī)模塊化設(shè)計(jì)以功能分析為根底，將起重機(jī)上同一功能的根本部件、元件、零件設(shè)計(jì)成具有不同用途、不同功能的模塊，這些模塊具有相同的鏈接要素，可以互換，選用不同的模塊進(jìn)行組合可形成不同類型和規(guī)格的產(chǎn)品。3.有限元設(shè)計(jì)有限元設(shè)計(jì)是根據(jù)變分原理求解數(shù)學(xué)、物理問題的一種數(shù)值計(jì)算方法。它能整體、全面、多功能隨意組合，進(jìn)行靜力、動力、電場、磁場等分析。對完成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的紫銅分析十分有效，現(xiàn)已在起重機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算中應(yīng)用。4.優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可根據(jù)產(chǎn)品要求，合理確實(shí)定和計(jì)算各種參數(shù)，以期待到最正確的設(shè)計(jì)目的。5.動態(tài)仿真設(shè)計(jì)國外近年來在起重機(jī)設(shè)計(jì)中采用了動態(tài)仿真設(shè)計(jì)的新方法，即用計(jì)算機(jī)對機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)在各種工況下承受載荷進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)隨時(shí)間變化過程的仿真模擬，得到仿真輸出參數(shù)和結(jié)果，以此來估計(jì)和推斷世紀(jì)運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)，并在對起重機(jī)進(jìn)行動態(tài)分析計(jì)算是采用。1.4起重舉升汽車的要求對于隨車起重運(yùn)輸車，要求裝備有臂架式起重機(jī)，其額定起重量、起重臂伸長長度、變幅角度、回轉(zhuǎn)角度等均能滿足工作要求。對于高空作業(yè)車，其工作裝置主要由支撐機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和舉升機(jī)構(gòu)三大總成組成，一般要求：1.整車回轉(zhuǎn)局部，包括舉升機(jī)構(gòu)作業(yè)斗，均支撐在回轉(zhuǎn)裝置上。2.支撐回轉(zhuǎn)裝置采用轉(zhuǎn)盤式，可實(shí)現(xiàn)360°的全回轉(zhuǎn)。舉升機(jī)構(gòu)可由液壓或機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)。1.5起重機(jī)的種類汽車起重機(jī)的種類很多，其分類方法也各不相同，主要有：(1)按起重量分類：輕型汽車起重機(jī)(起重量在5噸以下)，中型汽車起重機(jī)(起重量在5-15噸)，重型汽車起重機(jī)(起重量在5-50噸)，超重型汽車起重機(jī)(起重量在50噸以上)。近年來，由于使用要求，其起重量有提高的趨勢，如已生產(chǎn)出50-100噸的大型汽車起重機(jī)。(2)按支腿型式分：蛙式支腿、X型支腿、H型支腿。蛙式支腿跨距較0?僅適用于較小噸位的起重機(jī)；X型支腿容易產(chǎn)生滑移，也很少采用；H型支腿可實(shí)現(xiàn)較大跨距，對整機(jī)的穩(wěn)定有明顯的優(yōu)越性，所以我國目前生產(chǎn)的液壓汽車起重機(jī)多采用H型支腿。(3)按傳動裝置的傳動方式分：機(jī)械傳動、電傳動、液壓傳動三類。(4)按起重裝置在水平面可回轉(zhuǎn)范圍(即轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)范圍)分：全回轉(zhuǎn)式汽車起重機(jī)(轉(zhuǎn)臺可任意旋轉(zhuǎn)360°)和非全回轉(zhuǎn)汽車起重機(jī)(轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)角小于270°)。(5)按吊臂的結(jié)構(gòu)形式分：折迭式吊臂、伸縮式吊臂和桁架式吊臂汽車起重機(jī)。1.6起重機(jī)的根本構(gòu)造汽車起重機(jī)主要由起升、變幅、回轉(zhuǎn)、起重臂和汽車底盤組成，起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)以回轉(zhuǎn)平臺為界，分為上車和下車兩局部。上車局部由起重臂架、人字架、配重、回轉(zhuǎn)平臺和起重司機(jī)室組成；下車局部由車架、汽車司機(jī)室和支腿組成。上車局部可以相對下車局部旋轉(zhuǎn)。起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)將起重機(jī)連接成一個整體，承受起重機(jī)的自重以及作業(yè)時(shí)的各種外載荷。由于液壓技術(shù)，電子工業(yè)，高強(qiáng)度鋼材和汽車工業(yè)的開展，促進(jìn)了汽車起重機(jī)的開展。自重大，工作準(zhǔn)備時(shí)間長的機(jī)械傳動式汽車起重機(jī)已被液壓式汽車起重機(jī)所代替。1.6.1起重臂起重臂有桁架式和箱型伸縮式兩種。后者采用多節(jié)套裝在一起的箱形結(jié)構(gòu)，滿足了起重機(jī)運(yùn)行時(shí)臂架縮疊體積小，起重時(shí)臂架伸展幅度大的不同要求，成為現(xiàn)代流動式液壓起重機(jī)的首選臂架形式。伸縮臂架結(jié)構(gòu)由根本臂、伸縮臂和附加臂組成，借助認(rèn)字架鉸支在回轉(zhuǎn)平臺上，通過變幅液壓油缸的活塞運(yùn)動調(diào)整臂架幅度。起重作業(yè)時(shí)，在臂架平面和垂直臂架平面這兩個平面上承受壓、彎聯(lián)合作用。起重臂必須滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求，是起重機(jī)最主要的承載構(gòu)件。1.6.2回轉(zhuǎn)平臺回轉(zhuǎn)平臺是上車各組成局部的支承連接平臺，提供臂架的鉸接點(diǎn)和上車各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動約束，承受起升載荷和上車局部的自重，并通過旋轉(zhuǎn)支承裝置傳遞到下車局部。配重設(shè)置在與臂架懸伸相反的方向上，起平衡穩(wěn)定作用。1.6.3支腿支腿安裝在車架上，支腿在起重機(jī)運(yùn)行時(shí)收回，起重作業(yè)時(shí)伸出并支承在堅(jiān)實(shí)的根底上，將重啟輪胎架空，構(gòu)成剛性支撐，為起重作業(yè)提供較大的支撐面積，提高穩(wěn)定性。除此之外，汽車起重機(jī)裝有幅度指示器和高度限位器，防止超載或超伸距，卷筒和滑輪設(shè)有防鋼絲繩跳槽的裝置。對于16T以下的起重機(jī)要求設(shè)置起重顯示器，16T及16T以上的起重機(jī)設(shè)置力矩限制器，且有報(bào)警裝置。液壓汽車起重機(jī)的起重臂由多節(jié)臂段組成，可以根據(jù)對起升高度的不同要求設(shè)計(jì)。起重臂的伸縮方式一種是順序伸縮，另一種是同步伸縮。大噸位的起重機(jī)為了提高起重能力大多數(shù)都采用同步伸縮。各臂段的伸縮由油壓控制，伸縮自如。帶副臂的起重機(jī)，在行駛狀態(tài)時(shí)，副臂一般安置于主臂的側(cè)方或下方。起重臂的變幅，由單只或雙只液壓油缸通過油液控制完成。起重機(jī)構(gòu)由油液控制變量或定量馬達(dá)通過減速機(jī)驅(qū)動卷筒。由于采用液力變矩器，起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動能無級變速，可使載荷在微動速度下由動力控制下降。為了防止過卷，設(shè)有鋼絲繩三圈保護(hù)裝置及報(bào)警裝置。中、大噸位的汽車起重機(jī)可根據(jù)市場需要配置副起升機(jī)構(gòu)，以供雙鉤作業(yè)。1.6.3.1液壓式支腿的平安裝置為確保液壓支腿工作可靠，該系統(tǒng)一般設(shè)置有支腿鎖定閥〔液壓閥〕和穩(wěn)定器等平安裝置。雙向液壓鎖是設(shè)置在液壓支腿上的平安裝置，它可以使支腿保持在某一固定位置不動。如在起重舉升時(shí)是靠四個支腿來支撐整車以及工作裝置負(fù)荷的，而支腿又靠支腿缸來支撐。假設(shè)液壓系統(tǒng)發(fā)生泄漏，缸活塞就要緩慢縮回，這種現(xiàn)象稱作“軟腿”。發(fā)生軟腿后，整車將失去平衡。此外，支腿缸是靠油管供油的，假設(shè)工作中油管破裂，支腿會完全失去工作能力，可能造成整車傾翻。為了防止這類事故發(fā)生，在液壓支腿缸上均設(shè)置有液壓鎖。一般起重舉升汽車上采用雙向液壓鎖，其結(jié)構(gòu)如圖所示，這種液壓鎖既可以保證起重舉升裝置在工作過程中的平安，又可防止起重舉升車輛在路途行駛或轉(zhuǎn)移過程中支腿自行下落。雙向液壓鎖的工作原理。當(dāng)液壓支腿處在停止動作狀態(tài)時(shí)，也就是不操縱支腿換向閥時(shí)，口終止了進(jìn)油〔或出油〕，而閥內(nèi)左右兩端的進(jìn)出油道被閥芯鎖死，保證了支腿位置固定不動。當(dāng)操縱支腿分配閥使其處在放支腿位置時(shí)，壓力油自進(jìn)油口進(jìn)入油腔推開右端閥芯后進(jìn)入支腿液壓缸無桿腔，推動活塞，從而使支腿放下，與此同時(shí)，油腔壓力油通過活塞翻開雙向液壓鎖左端閥芯，使液壓缸有桿腔的油液在活塞的推動下，經(jīng)雙向液壓鎖，由油腔經(jīng)出油口流回油箱。操縱支腿分配閥收回支腿的動作。在工作中假設(shè)發(fā)現(xiàn)雙向液壓鎖失靈，漏油或鎖不住時(shí)，首先檢查轉(zhuǎn)閥是否指向全閉位置，如在全閉位置，那就有可能是液壓鎖中有異物或閥芯錐面有傷痕。此時(shí)應(yīng)將液壓鎖拆下，進(jìn)行清洗并檢查閥芯錐面是否有傷痕，假設(shè)屬錐面?zhèn)郏敲错氀心バ迯?fù)或更換閥芯。但需特別注意，拆卸時(shí)每副液壓鎖的零件應(yīng)保持原套，不能錯換。假設(shè)油封損傷，那么需更新。穩(wěn)定器的組成及工作原理普通中重型載貨汽車底盤的前后橋和車架之間都是采用鋼板彈簧懸架連接，而當(dāng)以這種底盤改裝成的專用起重舉升汽車在作業(yè)時(shí)，需以四個主推支撐整車而使輪胎離地，此時(shí)前后橋?qū)⑿遁d，鋼板彈簧的負(fù)荷減小，但板簧的彎曲程度加大，因此車輪很難完全離地。假設(shè)使車輪完全離地，必須加大支腿液壓缸的行程，而且會使整車的質(zhì)心提高，為改變這種工況，可在原車底盤的后橋兩側(cè)車架上安裝穩(wěn)定器，其組成如圖所示。它是以一根拉橋的鋼絲繩拉住車橋，鋼絲繩的兩端固結(jié)在車架上。在起重舉升汽車行駛過程中，鋼絲繩與車橋軸間有100-110mm的距離，這樣不會影響車輛行駛時(shí)鋼板彈簧應(yīng)起的減震緩沖作用；而在起重作業(yè)時(shí)，伸出后支腿使車架抬起100-110mm，鋼絲繩就能拉住車橋，急需伸長支腿，車輪便可離地。在使用中注意使拉橋鋼絲繩與車橋之間經(jīng)常保持所規(guī)定的間隙尺寸。第2章技術(shù)參數(shù)確實(shí)定2.1主要性能參數(shù)汽車起重機(jī)的主要性能參數(shù)是起重機(jī)工作性能指標(biāo)，也是設(shè)計(jì)的依據(jù)，主要包括起重量、工作幅度、起重力矩、起升高度、工作速度、自重、通過性能等。2.1.1額定起重量汽車起重機(jī)額定起重量是在各種工況下平安作業(yè)所容許起吊重量的最大質(zhì)量值，包括取物裝置重量。2.1.2工作幅度在額定起重量下，起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心的軸線距吊鉤中心的距離。工作幅度決定起重機(jī)的工作范圍。2.1.3起重力矩起重機(jī)的工作幅度與相應(yīng)起重量的成績?yōu)槠鹬亓兀蔷C合起重量與幅度兩個因數(shù)的參數(shù)，能比較全面和確切地反映起重機(jī)的起重能力。2.1.4起升高度吊鉤起升到最高位置時(shí)，鉤口中心到支撐地面的距離。在標(biāo)定起重機(jī)性能參數(shù)時(shí)，通常以額定起升高度表示。額定起升高度是指滿載時(shí)吊鉤上升到最高極限位置時(shí)從鉤口中心至支撐地面的距離。對于動臂式起重機(jī)，當(dāng)?shù)醣坶L度一定時(shí)，起升高度隨幅度的減小而增加。2.1.5工作速度汽車起重機(jī)的工作速度主要指起升、回轉(zhuǎn)、變幅、伸縮臂機(jī)構(gòu)及支腿收放的速度。起升速度指吊鉤平穩(wěn)運(yùn)動時(shí)，起吊物品的垂直位移速度；回轉(zhuǎn)速度指起重機(jī)轉(zhuǎn)臺每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)；變幅速度指變幅時(shí)，幅度從最大〔最小〕變到最小〔最大〕所用的時(shí)間；伸縮臂速度指起重臂伸縮時(shí)，其頭部沿伸縮臂軸線的移動速度。2.1.6自重指起重機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)起重機(jī)本身的全部質(zhì)量，它是評價(jià)起重機(jī)的綜合指標(biāo)，反映了起重機(jī)設(shè)計(jì)、制造和材料的技術(shù)水平。2.1.7通過性能是汽車起重機(jī)正常行駛通過各種道路的能力。汽車起重機(jī)通過性能接近一般公路車輛。接近角、離去角、離地間隙越大，最小轉(zhuǎn)彎直徑越小，說明整機(jī)通過性能越好。2.2汽車起重機(jī)參數(shù)確定所以參照同噸位產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)及所選底盤參數(shù)的情況初步選定主要技術(shù)參數(shù)為：2.1底盤選定技術(shù)參數(shù)最大額定起重量〔噸〕8最大起重力矩〔噸—米〕24〔8噸*3.00米〕主臂最大起升高度〔米〕13.8副臂最大起升高度〔米〕19.2吊臂長度〔米〕7.3—12.9—12.9+6支腿形式蛙式支腿跨距〔縱向*橫向〕〔米〕3.775*3.900滿載時(shí)最大起升速度〔米/分〕78〔單繩〕空載回轉(zhuǎn)速度〔轉(zhuǎn)/分〕0~5帶載回轉(zhuǎn)速度〔轉(zhuǎn)/分〕0~2外形尺寸〔長*寬*高〕〔米〕9.4*2.40*3.16底盤型號EQ140軸距〔米〕3.950總重〔噸〕9.400接近角〔度〕33離去角〔度〕18最小轉(zhuǎn)彎半徑〔米〕〔按轉(zhuǎn)向外輪跡計(jì)〕8最高車速〔公里/小時(shí)〕90最大爬坡度28%發(fā)動機(jī)型號功率×轉(zhuǎn)速〔馬達(dá)×轉(zhuǎn)/分〕扭矩×轉(zhuǎn)速〔公斤、米×轉(zhuǎn)/分〕Q6100—I135×300036×1200~14002.3回轉(zhuǎn)裝置2.3.1回轉(zhuǎn)裝置的組成及種類如下圖，為某種汽車起重機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置。它包括1〔其上裝有吊臂、絞車甚至起重駕駛室等〕、回轉(zhuǎn)支撐2、驅(qū)動裝置3等。驅(qū)動裝置3固定在轉(zhuǎn)臺1上，其下端裝有驅(qū)動齒輪5?；剞D(zhuǎn)支撐2由不動圈6及動圈7組成，不動圈6及車架4〔或副車架〕連接固定，動圈7固定在轉(zhuǎn)臺的底部。當(dāng)驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動時(shí)，經(jīng)齒輪5與不動圈座圈的內(nèi)齒嚙合，因齒圈不動，齒輪5延齒圈滾動時(shí)，便帶動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動。在動圈7與不動圈6之間裝有滾珠或滾柱，以減少轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動阻力。2.3.2回轉(zhuǎn)裝置的工作原理如下圖，該回轉(zhuǎn)裝置是由液壓馬達(dá)驅(qū)動，通過齒輪減速，來使轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)的；而換向是由換向閥改變液流的方向，從而改變液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)向來實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)按箭頭方向操縱回轉(zhuǎn)裝置換向閥手柄5，由F口來的壓力油經(jīng)中心回轉(zhuǎn)接頭的H口到組合閥的N口，再到換向閥5的k口，沿箭頭方向進(jìn)入液壓馬達(dá)3的k口，驅(qū)動液壓馬達(dá)回轉(zhuǎn)。通過齒輪——渦輪減速器2使轉(zhuǎn)臺左轉(zhuǎn)。而液壓馬達(dá)的回油從1`口排出，并沿箭頭方向經(jīng)1口進(jìn)入閥內(nèi)，從O口再經(jīng)中心回轉(zhuǎn)接頭P口，由E口流回油箱。假設(shè)箭頭相反的方向操縱回轉(zhuǎn)裝置的換向閥手柄，那么會使轉(zhuǎn)臺右轉(zhuǎn)。第3章起升機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的根本機(jī)構(gòu)，用來實(shí)現(xiàn)重物的升降運(yùn)動。卷揚(yáng)式起重機(jī)構(gòu)通常由原動機(jī)、減速器、卷筒、制動器、離合器、鋼絲繩滑輪組和吊鉤等組成。3.1平衡閥在汽車起重機(jī)的起升、變幅及起重臂伸縮裝置中，分別裝有結(jié)構(gòu)、原理和作用都相同的平衡閥。平衡閥主要起限制的作用，防止重物自由或超速下降，爺爺那個使重物或起重臂保持在空間某一位置。在停止操縱時(shí)，它能起到閉鎖的作用，所以平衡閥也稱限速液壓鎖。3.2阻尼閥假設(shè)在起升機(jī)構(gòu)的油路系統(tǒng)中不設(shè)置單向阻尼閥，重物停在半空再升起時(shí)，由于壓力油沒有任何阻尼作用直接進(jìn)入制動器缸，制動器將迅速放松〔可能在液壓馬達(dá)啟動回轉(zhuǎn)之前〕，重物產(chǎn)生滑降。為了防止這種現(xiàn)象，應(yīng)在制動器缸的油路中裝置單向阻尼閥，以保證制動器的放松稍滯后于液壓馬達(dá)的啟動回轉(zhuǎn)。其工作原理是：當(dāng)重物停在半空再升起時(shí)，自換向閥通向制動器的壓力油從A口到單向閥1經(jīng)阻尼孔C進(jìn)入制動器缸，由于阻尼的作用，制動器緩慢放松。從而防止了因制動器松放過早，導(dǎo)致在重物作用下液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的滑降。假設(shè)液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動時(shí)，那么制動器缸的油路與油箱接通，制動器缸內(nèi)的活塞在彈簧張力的推動下，將下腔中的油排出，翻開單向閥1，油便不受阻尼作用流回油箱，制動器迅速制動。3.3吸入閥在液壓馬達(dá)的進(jìn)油路上還裝有吸入閥，是起平安控制作用的。當(dāng)重物處在空中停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，假設(shè)制動器失靈重物會快速落下，并有帶動液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)的趨勢，在液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)時(shí)的回油路上有平衡閥，此時(shí)因起升換向閥處于中位，無壓力油進(jìn)入液壓馬達(dá)，一般情況下平衡閥不能翻開，所以液壓馬達(dá)不能反轉(zhuǎn)，但由于液壓馬達(dá)本身有泄漏，泄漏的油通過泄漏油管回到油箱，于是液壓馬達(dá)在重物作用下就開始反轉(zhuǎn)。假設(shè)液壓馬達(dá)的進(jìn)油口無油液補(bǔ)充，待液壓馬達(dá)內(nèi)腔的油液排空后，液壓馬達(dá)便成了一個自由輪，這樣重物就以自由落體狀態(tài)下落而越來越快，容易發(fā)生事故。裝置吸入閥后，假設(shè)制動器失靈，重物帶動液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)油路形成一定負(fù)壓，油箱中的油液可通過中心回轉(zhuǎn)接頭，翻開吸入閥進(jìn)入液壓馬達(dá)，補(bǔ)充泄漏的油，使液壓馬達(dá)不能成為自由輪。這樣可控制重物只能微微下落，而不致造成嚴(yán)重事故。第4章液壓系統(tǒng)QY8型汽車起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)包括：起升機(jī)構(gòu)、臂架變幅機(jī)構(gòu)、臂架伸縮機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、液壓支腿等，其中回轉(zhuǎn)裝置的油路組成及特點(diǎn)：回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用以改變工作方位。考慮到載荷的擺動會造成傾翻的危險(xiǎn)，對微動性和平穩(wěn)性要求較高。液壓驅(qū)動的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)有高速方案和低速方案之分。高速方案采用高速液壓馬達(dá)，通過減速裝置降速，增大扭矩，以驅(qū)動回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)；低速方案采用低速液壓馬達(dá)以驅(qū)動回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)。起重舉升汽車的回轉(zhuǎn)裝置是使整車上裝回轉(zhuǎn)的一種工作裝置，它起著“軸承”的作用，是起重舉升汽車在起吊時(shí)，將貨物或人從一個地方安放到另一個地方所不可缺少的部件。其中轉(zhuǎn)臺的最大回轉(zhuǎn)角度和回轉(zhuǎn)角速度是回轉(zhuǎn)裝置的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)。4.1液壓系統(tǒng)壓力選擇在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中我們首先要了解汽車起重機(jī)是具備專業(yè)設(shè)備用于承當(dāng)重型起重任務(wù)的特殊車輛，而往往所其起重的重物都是很重的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人的能力，進(jìn)而，大多數(shù)的汽車起重機(jī)都采用了液壓裝置，這裝置的使用使重型機(jī)械的效率大大提高，汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)有向高壓開展的趨勢，但液壓元件在克服漏油、軟管爆破方面存在一定的困難，特別是大直徑的軟管困難更大，同時(shí)考慮齒輪泵的額定壓力在22MPa左右，現(xiàn)多采用系統(tǒng)壓力為21MPa。液壓汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)采用液壓泵、定量或變量馬達(dá)實(shí)現(xiàn)起重機(jī)起升回轉(zhuǎn)、變幅、起重臂伸縮及支腿伸縮并可單獨(dú)或組合動作。馬達(dá)采用過熱保護(hù)，并有防止錯誤操作的平安裝置。大噸位的液壓汽車起重機(jī)選用多聯(lián)齒輪泵，合流時(shí)還可實(shí)現(xiàn)上述各動作的加速。在液壓系統(tǒng)中設(shè)有自動超負(fù)荷平安閥、緩沖閥及液壓鎖等，以防止起重機(jī)作業(yè)時(shí)過載或失速及油管突然破裂引起的意外事故發(fā)生。4.2液壓的優(yōu)缺點(diǎn)液壓的優(yōu)點(diǎn)：1、在同等體積下，液壓裝置能產(chǎn)生出更大的動力，也就是說，在同等功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在這里指工作壓力。2、液壓裝置容易做到對速度的無級調(diào)節(jié)，而且調(diào)速范圍大，對速度的調(diào)節(jié)還可以在工作過程中進(jìn)行。3、液壓裝置工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向。4、液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，能實(shí)現(xiàn)自潤滑，使用壽命長。5、液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)自動化，可以很方便地對液體的流動方向、壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，并能很容易地和電氣、電子控制或氣壓傳動控制結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動和操作。6、液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。液壓的缺點(diǎn)：1、由于液壓傳動中的泄漏和液體的可壓縮性使這種傳動無法保證嚴(yán)格的傳動比。2、液壓傳動有較多的能量損失〔泄漏損失、壓力損失等〕，因此，傳動效率相對低。3、液壓傳動對油溫的變化比較敏感，不宜在較高或較低的溫度下工作。4、液壓傳動當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因。4.3液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)通常用于無級調(diào)速，速度的變化范圍要求很大，而所需空間又要求特別緊湊之處。液壓馬達(dá)的輸出能量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，其大小取決于液壓馬達(dá)的工作容積、壓力和流量。工作容積越大，壓力越高，那么轉(zhuǎn)矩越大；工作容積越小，輸入油量越多，那么轉(zhuǎn)速越高。液壓馬達(dá)與液壓泵一樣，有齒輪馬達(dá)，葉片馬達(dá)，柱塞馬達(dá)等。4.3.1齒輪馬達(dá)分類齒輪馬達(dá)有外嚙合馬達(dá)和內(nèi)嚙合擺線齒輪馬達(dá)。齒輪馬達(dá)一般功率和轉(zhuǎn)矩較小，適用于小功率、高轉(zhuǎn)速傳動，最低轉(zhuǎn)速在150~400r/min之間，不能用于低轉(zhuǎn)速是其缺點(diǎn)。4.3.2齒輪馬達(dá)工作原理如圖，齒輪馬達(dá)的工作原理，M為嚙合點(diǎn)。設(shè)齒高為h，嚙合點(diǎn)M到兩齒輪齒根的距離分別為和。當(dāng)壓力油進(jìn)入到進(jìn)油腔A后，油壓力p面都受到p作用，受力平衡；另一些齒輪的兩側(cè)受p作用的齒面不等，受力不能平衡。在齒輪上受到的不平衡油壓力，使齒輪作逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)；在齒輪上受到的不平衡油壓力，使齒輪作順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。式中B為齒寬。在力和作用下，通過齒輪〔或齒輪〕的軸拖動外載做功。隨著壓力油的不斷進(jìn)入進(jìn)油腔，齒輪連續(xù)轉(zhuǎn)動，輸出轉(zhuǎn)矩，油液被帶到出游腔B排出。齒輪馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速與輸入流量成正比，輸出轉(zhuǎn)矩隨外載而變化。4.4控制閥為了使液壓系統(tǒng)能平安可靠地工作，在系統(tǒng)中除有液壓泵、液壓缸、或液壓馬達(dá)外，還必須配有控制油流方向、流量、壓力元件，這種原價(jià)統(tǒng)稱為控制閥。4.4.1方向控制閥方向控制閥用來控制液壓系統(tǒng)中油液流動方向，如單向閥、多路閥、換向閥、電液比例方向流量閥等。1.單向閥：單向閥在管路中只允許油液向一個方向流通，方向那么被截止。2.換向閥：換向閥時(shí)利用閥芯與閥體的相對移動來改變油路通或斷，從而改變油液流動方向。假設(shè)閥芯與閥體作相對軸向移動的，那么為滑閥。4.4.2流量控制閥流量控制閥用來控制液壓系統(tǒng)中的油液流量。如節(jié)流閥、調(diào)速閥、流量分流閥、電液比例流量閥等。節(jié)流閥：節(jié)流閥式一種最簡單最根本得流量控制裝置，它以調(diào)節(jié)節(jié)流口得大小從而改變流量。分流閥：分流閥又稱同步閥。假設(shè)用一個液壓泵向幾個負(fù)載不同的液壓缸或液壓馬達(dá)同時(shí)供油時(shí)，能使各供油量相同或成一定比例的控制元件，稱為分流閥。4.4.3壓力控制閥壓力控制閥是用來控制液壓系統(tǒng)中油液的壓力，或通過油壓力的作用控制某油路的通與不通，如溢流閥、減壓閥、平衡閥、順序閥、壓力繼電器等。1.溢流閥：溢流閥由兩種作用，一是平安作用，如系統(tǒng)壓力超過調(diào)定值時(shí)，閥開啟，將油溢回油箱，從而限制系統(tǒng)的最大壓力，對液壓元件也起了過載保護(hù)作用；二是溢流定壓作用，在定量泵調(diào)速系統(tǒng)中，通常與節(jié)流閥并聯(lián)一個溢流閥，在調(diào)節(jié)油缸或馬達(dá)的運(yùn)動速度時(shí)，將多余的油溢回油箱，并使系統(tǒng)壓力根本不變。溢流閥按結(jié)構(gòu)形式可分為直動型和先導(dǎo)型兩種。直動型的使用壓力較低，一般低于2.5MPa；先導(dǎo)型使用壓力可達(dá)32MPa。2.順序閥：順序閥式利用系統(tǒng)的油液壓力來控制幾個液壓缸或液壓馬達(dá)先后動作的控制元件。順序閥也分直動型和先導(dǎo)型兩種。直動型只用于較低的工作壓力。按閥的控制方式又有內(nèi)控式和外控式之別。第5章直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1齒輪傳動齒輪傳動是機(jī)械傳動中最重要的傳動之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達(dá)數(shù)十萬千瓦，圓周速度可達(dá)200m/s。5.2齒輪傳動的主要特點(diǎn)1.效率高在常用的機(jī)械傳動中，以齒輪傳動的效率為最高。如一級圓柱齒輪傳動的效率可達(dá)99%。這對大功率傳動十分重要，因?yàn)榧词剐手惶岣?%，也有很大的經(jīng)濟(jì)意義。2.結(jié)構(gòu)緊湊在同樣的使用條件下，齒輪傳動所需的空間尺寸一般較小。3.工作可靠、壽命長設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動，工作十分可靠，壽命可長達(dá)一、二十年。這也是其他機(jī)械傳動所不能比較的。這對車輛及在礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要。4.傳動比穩(wěn)定傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性能的根本要求。齒輪傳動獲得廣泛應(yīng)用，也就是由于具有這一特點(diǎn)。5.3齒輪傳動的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么5.3.1失效形式一般來說，齒輪傳動的失效主要是齒輪的失效，而齒輪的失效形式又是多種多樣的，較為常見的齒輪折斷和工作面磨損、點(diǎn)蝕、膠合及塑性變形等5.3.1.1齒輪折斷齒輪折斷有多種形式，在正常工況下，主要是齒根彎曲疲勞折斷，因?yàn)樵邶X輪受載時(shí)，齒根處產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大，再加上齒根過渡局部的截面突變及加工刀痕等引起的應(yīng)力集中作用，當(dāng)輪齒重復(fù)受載后，齒根處就會產(chǎn)生疲勞裂紋，并逐步擴(kuò)展，致使輪齒疲勞折斷。此外，在輪齒受到突然過載時(shí)，也可能出現(xiàn)過載折斷或剪斷；在輪齒經(jīng)過嚴(yán)重磨損厚過分減薄時(shí)，也會在正常載荷作用下發(fā)生折斷。為了提高輪齒的抗折斷能力，可采用以下措施：用增大齒根過渡圓角半徑及消除加工刀痕的方法來減小齒根應(yīng)力集中；增大軸及支承的剛性，使齒輪接觸線上受載較為均勻；采用適宜的熱處理方法使齒芯材料具有足夠的韌性；采用噴丸、滾壓等工藝措施對齒根表層進(jìn)行強(qiáng)化處理。5.3.1.2齒面磨損在齒輪傳動中，齒面隨著工作條件的不同會出現(xiàn)多種不同形式的磨損。例如當(dāng)嚙合齒面間脫落磨料性物質(zhì)〔如沙粒、鐵屑等〕時(shí)，齒面即被逐漸磨損而致報(bào)廢。這種磨損稱為磨粒磨損。它是開式齒輪傳動的主要失效形式之一。改用閉式齒輪傳動是防止磨粒磨損最有效的方法。5.3.1.3齒面點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕是齒面疲勞損傷的現(xiàn)象之一。在潤滑良好的閉式齒輪傳動中，常見的齒面失效形式多為點(diǎn)蝕。所謂點(diǎn)蝕就是齒面材料在變化著得接觸應(yīng)力的作用下，由于疲勞而產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀損傷現(xiàn)象。齒面上最初出現(xiàn)的點(diǎn)蝕僅為針尖大小的麻點(diǎn)，如工作條件未加改善，麻點(diǎn)就會逐漸擴(kuò)大，甚至數(shù)點(diǎn)連成一片，最后形成了明顯的齒面磨傷。5.3.1.4齒面膠合對于高速重載的齒輪傳動，齒面間的壓力大，瞬間溫度高，潤滑效果差，當(dāng)瞬間溫度過高時(shí)，相嚙合的兩齒面就會發(fā)生粘在一起的現(xiàn)象，由于此時(shí)兩齒面又在作相對滑動，相粘結(jié)的部位即被撕破，于是在齒面上沿相對滑動的方向形成傷痕，稱為膠合。傳動時(shí)的齒面瞬時(shí)溫度愈高，相對滑動速度愈大的地方，愈易發(fā)生膠合。5.3.1.5塑性變形塑性變形屬于輪齒永久變形一大類的失效形式，它是由于在過大的應(yīng)力作用下，輪齒材料處于屈服狀態(tài)而產(chǎn)生的齒面或齒體塑性流動所形成的。塑性變形一般發(fā)生在硬度低的齒輪上；但在重載作用下，硬度高的齒輪上也會出現(xiàn)。5.3.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么設(shè)計(jì)的齒輪傳動在具體的工作情況下，必須具有足夠的、相應(yīng)的工作能力，以保證在整個工作壽命期間不致失效。所以目前設(shè)計(jì)一般使用的齒輪傳動時(shí)，通常只按保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度及保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度兩準(zhǔn)那么進(jìn)行計(jì)算。5.3.3齒輪的材料及其選擇原那么由齒輪的失效形式可知，設(shè)計(jì)齒輪傳動時(shí)，應(yīng)使齒面具有較高的抗磨損、抗點(diǎn)蝕、抗膠合及抗塑性變形的能力，而齒根要有較高的抗折斷能力。因此，對齒輪材料性能的根本要求為齒面要硬、齒芯要韌。齒輪材料的種類很多，在選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素也很多，下述幾點(diǎn)可供選擇材料時(shí)參考：此輪材料必須滿足工作條件的要求；應(yīng)考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成形方法及熱處理和制造工藝；正火碳鋼，不管毛坯的制作方法如何，只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪，不能承受大的沖擊載荷；調(diào)質(zhì)碳鋼可用于制作在中等沖擊載荷下工作的齒輪；合金鋼常用語制作高速、重載并在沖擊載荷下工作的齒輪；飛行器中的齒輪傳動，要求齒輪尺寸盡可能小，應(yīng)采用外表硬化處理的高強(qiáng)度合金鋼；金屬制的軟齒面齒輪，配對兩輪齒面得硬度差應(yīng)保持為30-50HBS或更多。5.4齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算1.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)選用直齒圓柱齒輪起重機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，應(yīng)選用7級精度材料選擇。由表1選擇小齒輪材料為鑄鋼，硬度為250HBS，大齒輪材料為灰鑄鐵，硬度為210HBS，二者材料硬度差為40HBS。選小齒輪齒數(shù)為=24，大齒輪齒數(shù)為=96，齒數(shù)比u=4，轉(zhuǎn)速=960r/min，模數(shù)m=13，工作壽命15年(設(shè)每年工作300天〕，兩班制。按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即〔1〕確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)=1.3計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=9.948選