汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、目錄前言11 緒論21.1 汽車(chē)起重機(jī)概述21.2 國(guó)外汽車(chē)起重機(jī)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢(shì)21.2.1 國(guó)外汽車(chē)起重機(jī)發(fā)展概況21.2.2 國(guó)外汽車(chē)起重機(jī)發(fā)展趨勢(shì)41.3 國(guó)內(nèi)汽車(chē)起重機(jī)的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢(shì)51.3.1 國(guó)內(nèi)汽車(chē)起重機(jī)的發(fā)展概況51.3.2 國(guó)內(nèi)汽車(chē)起重機(jī)發(fā)展趨勢(shì)61.4 汽車(chē)起重機(jī)上液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)71.5 汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)的運(yùn)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)81.6 課題意義和主要研究任務(wù)92 QY25K汽車(chē)起重機(jī)工況分析102.1 QY25K汽車(chē)起重機(jī)簡(jiǎn)介102.2 QY25K汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)組成及特點(diǎn)112.2.1下車(chē)液壓系統(tǒng)112.2.2上車(chē)液壓系統(tǒng)112.3 QY25K汽車(chē)起重機(jī)的各組

2、合、分配及控制122.4 QY25K 汽車(chē)起重機(jī)的整機(jī)技術(shù)參數(shù)132.5 QY25K汽車(chē)起重機(jī)的工作等級(jí)152.6 典型工況分析及對(duì)系統(tǒng)要求162.6.1伸縮機(jī)構(gòu)的作業(yè)情況162.6.2 副臂的作業(yè)情況162.6.3 三個(gè)以上機(jī)構(gòu)的組合作業(yè)情況162.6.4 典型工況的確定162.6.5 系統(tǒng)要求172.7 QY25K汽車(chē)起重機(jī)主機(jī)的工況分析182.7.1 運(yùn)動(dòng)分析182.7.2 動(dòng)力分析192.7.3 液壓馬達(dá)的負(fù)載203 QY25K汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)223.1 QY25K汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)額定壓力的確定223.2 QY25K汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)的基本回路設(shè)計(jì)223.2.1 起升機(jī)構(gòu)回路的

3、設(shè)計(jì)223.2.2 變幅、伸縮機(jī)構(gòu)回路的設(shè)計(jì)233.2.3 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回路的設(shè)計(jì)243.2.4 支腿機(jī)構(gòu)回路的設(shè)計(jì)253.3 液壓系統(tǒng)的控制分析273.3.1 負(fù)荷傳感273.3.2 恒功率控制283.3 QY25K汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖294 QY25K汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算304.1 變幅機(jī)構(gòu)304.1.1 變幅液壓缸的受力分析304.1.2 變幅機(jī)構(gòu)鉸點(diǎn)三角形314.1.3 變幅液壓缸的推力計(jì)算334.1.4 變幅液壓缸性能參數(shù)的確定344.2支腿機(jī)構(gòu)384.2.1 按三點(diǎn)支撐的壓力計(jì)算384.2.2支腿液壓缸作用力的確定404.2.3 液壓缸尺寸的確定404.2.4 液壓缸伸縮速

4、度及流量的計(jì)算435 液壓系統(tǒng)元件選型455.1 液壓馬達(dá)和液壓泵的選擇計(jì)算455.1.1 主、副卷?yè)P(yáng)馬達(dá)和泵的選擇455.1.2 回轉(zhuǎn)回路、支腿回路馬達(dá)和回轉(zhuǎn)泵的選擇465.1.3 伸縮變幅回路泵的選擇485.2 液壓閥的選擇495.3液壓輔助元件選擇515.3.1油路的選擇515.3.2 油箱選擇535.3.3 濾油器的選擇555.3.4 液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)（液壓油）的選擇555.4QY25K汽車(chē)起重機(jī)主要元件明細(xì)表556 系統(tǒng)各回路性能計(jì)算566.1系統(tǒng)各回路功率計(jì)算566.1.1 管路系統(tǒng)容積效率及壓力效率計(jì)算566.1.2 壓力損失566.1.3 管路系統(tǒng)總效率576.2系統(tǒng)各回路性

5、能的驗(yàn)算576.2.1 起升回路576.2.2回轉(zhuǎn)回路586.2.3伸縮回路596.2.4變幅回路597 QY25K汽車(chē)起重機(jī)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性分析618 結(jié) 論62致 謝63參考文獻(xiàn)64附錄A65附錄B71前言工程起重機(jī)是各種工程建筑廣泛應(yīng)用的重要起重設(shè)備,是用來(lái)對(duì)物料進(jìn)行起重、運(yùn)輸、裝卸或安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，在工業(yè)和民用建筑中作為主要施工機(jī)械而得到廣泛運(yùn)用。它對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)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(shí)現(xiàn)工程施工機(jī)械化起著十分重要的作用。相對(duì)于其他起重機(jī)，汽車(chē)起重機(jī)不僅具有移動(dòng)方便，操作靈活，易于實(shí)現(xiàn)不同位置的吊裝等優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制的液壓系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)改進(jìn)

6、設(shè)計(jì)。隨著液壓傳動(dòng)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車(chē)起重機(jī)已經(jīng)成為各起重機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家主要發(fā)展對(duì)象。隨著中國(guó)社會(huì)的發(fā)展，社會(huì)生活中對(duì)起重機(jī)的需求越來(lái)越大，所以起重機(jī)的研發(fā)越來(lái)越緊迫，由于汽車(chē)式起重機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)靈活，從而方便快捷，所以進(jìn)幾年我國(guó)的汽車(chē)式起重機(jī)發(fā)展很快。但是，與國(guó)外汽車(chē)式起重機(jī)相比，國(guó)外汽車(chē)式起重機(jī)技術(shù)得到了飛速發(fā)展，為了降低整機(jī)成本，提高性能，整機(jī)質(zhì)量越來(lái)越小，在起重性能相同的情況下，自重約比十年前降低了20左右，由于車(chē)輛自重的減小，使車(chē)輛采用盡可能少的軸數(shù)（尤其是大噸位起重機(jī)），這樣，大大簡(jiǎn)化了車(chē)輛的結(jié)構(gòu)，成本降低，同時(shí)提高了起重機(jī)的作業(yè)能力及使用經(jīng)濟(jì)性，所以，同等噸位的銷(xiāo)售價(jià)較前十年有大幅下降，對(duì)中

7、國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)造成了很大沖擊，因此，對(duì)我國(guó)的汽車(chē)式起重機(jī)的生產(chǎn)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。加大對(duì)汽車(chē)式起重機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的研究，努力創(chuàng)新和借鑒外國(guó)經(jīng)驗(yàn)是當(dāng)務(wù)之急。1 緒論1.1 汽車(chē)起重機(jī)概述在底盤(pán)上裝設(shè)起重設(shè)備完成吊裝任務(wù)的汽車(chē)稱(chēng)為汽車(chē)起重機(jī)。我國(guó)新一代汽車(chē)起重機(jī)產(chǎn)品，起重作業(yè)的操作方式，大面積應(yīng)用先導(dǎo)比例控制，具有良好的微調(diào)性能和精控性能，操作力小，不易疲勞。通過(guò)先導(dǎo)比例手柄實(shí)現(xiàn)比例輸送多種負(fù)荷的無(wú)級(jí)調(diào)速，有效防止起重作業(yè)時(shí)的二次下滑現(xiàn)象，極大的提高了起重作業(yè)的安全性、可靠性和作業(yè)效率。部分大型汽車(chē)式起重機(jī)還在伸縮臂上使用了單缸插銷(xiāo)的伸縮技術(shù)，通過(guò)液壓銷(xiāo)作用，以單個(gè)液壓油缸可完成多節(jié)伸臂的運(yùn)動(dòng)，

8、并達(dá)到各種工況的程度控制和自動(dòng)伸縮，改變了以往能不油缸加內(nèi)部繩排的作業(yè)方式，使起重機(jī)相對(duì)更輕，拓展了起重機(jī)向更高工作高度發(fā)展的空間。根據(jù)吊臂結(jié)構(gòu)可分為定長(zhǎng)臂、接長(zhǎng)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(dòng)力傳動(dòng)，又可分為機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和電力傳動(dòng)三種。因其機(jī)動(dòng)靈活性好，能夠迅速轉(zhuǎn)移場(chǎng)地，廣泛用于土木工程?，F(xiàn)在普遍使用的汽車(chē)起重機(jī)多為液壓伸縮臂汽車(chē)起重機(jī)，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)裝有液壓伸縮機(jī)構(gòu)控制其伸縮。圖1-1所示為安裝在專(zhuān)用汽車(chē)底盤(pán)上的伸縮臂式液壓汽車(chē)起重機(jī)。圖1-2為QY25K型汽車(chē)起重機(jī)。 圖1-1 專(zhuān)用汽車(chē)底盤(pán)的汽車(chē)起重機(jī)

9、圖1-2 QY25K型汽車(chē)起重機(jī)Figure 1-1 Special truck crane chassis Figure 1-2 QY25KTruck crane1.2 國(guó)外汽車(chē)起重機(jī)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢(shì) 1.2.1 國(guó)外汽車(chē)起重機(jī)發(fā)展概況目前世界上約有百余家企業(yè)生產(chǎn)汽車(chē)起重機(jī)，但著名的也就右十余家，如美國(guó)的格魯夫、德國(guó)的利勃海爾、徳馬克、日本加藤、多田野等。生產(chǎn)的汽車(chē)起重機(jī)品種有數(shù)百種，90年代以來(lái)，生產(chǎn)，銷(xiāo)售各種噸位的起重機(jī)萬(wàn)余臺(tái)。汽車(chē)起重機(jī)的市場(chǎng)主要集中在東亞、北美和歐洲。東亞約占銷(xiāo)售量的40%，北美和歐洲各約占20%。國(guó)外汽車(chē)起重機(jī)發(fā)展的主要特點(diǎn)可以歸納為：多品種生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高和一

10、機(jī)多用。就分布于三大市場(chǎng)的產(chǎn)品而言，以德國(guó)為主的歐洲市場(chǎng)，其產(chǎn)品主要特點(diǎn)為：(1)全地面起重機(jī)占主導(dǎo)地位，約占市場(chǎng)份額的80%。(2)大噸位產(chǎn)品為主，利勃海爾公司占銷(xiāo)售額的70%80%式100噸以上的產(chǎn)品。(3)技術(shù)先進(jìn)，及時(shí)采用世界最新的技術(shù)成果。(4)專(zhuān)用配套件多，這以為歐洲發(fā)展汽車(chē)起重機(jī)的得天獨(dú)厚的條件。以日本為主的東亞市場(chǎng)和以美國(guó)為主的北美市場(chǎng)，其產(chǎn)品主要特點(diǎn)有：(1)越野汽車(chē)起重機(jī)占主導(dǎo)地位，約占70%80%，其次為輪式起重機(jī)，全地面起重機(jī)所占比例較小。(2)多系列生產(chǎn)，中大噸位居多。(3)注重適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性。在保證產(chǎn)品性能和功能提下，大量采用通用配套件，而不強(qiáng)調(diào)追趕新技術(shù)，故產(chǎn)品可

11、靠性較好。目前，世界汽車(chē)起重機(jī)的生產(chǎn)，從技術(shù)上講，德國(guó)利勃海爾公司略占優(yōu)勢(shì)，但從企業(yè)規(guī)模上講，美國(guó)格魯公司居世界首位。而生產(chǎn)量則是日本的多田野和藤加最多。市場(chǎng)總的趨勢(shì)式供大于求，面對(duì)激烈競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)外各大公司除了紛紛增加投資、擴(kuò)大生產(chǎn)、提高自身的競(jìng)爭(zhēng)能力外，還通過(guò)聯(lián)合或兼并來(lái)提高在國(guó)際市場(chǎng)的份額。如1984年，美國(guó)格魯夫公司收購(gòu)了英國(guó)老牌企業(yè)科爾斯公司。1987年，德國(guó)克虜伯公司收購(gòu)了格的瓦爾德公司，稱(chēng)為當(dāng)時(shí)德國(guó)最大的起重機(jī)公司，但該公司1995年又被美國(guó)格魯夫公司收購(gòu)。1990年，日本多田野兼并了德國(guó)法恩公司等。在起重機(jī)行業(yè)內(nèi)，國(guó)外的大型汽車(chē)起重機(jī)的發(fā)展比我國(guó)迅速，在技術(shù)和運(yùn)用上已相當(dāng)成熟，目前

12、國(guó)際市場(chǎng)對(duì)汽車(chē)起重機(jī)的需求在不斷增加，從而使國(guó)外各大汽車(chē)式起重機(jī)制企業(yè)在生產(chǎn)中更多的應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)，機(jī)械自動(dòng)化和自動(dòng)化設(shè)備，這對(duì)起重機(jī)行業(yè)的發(fā)展造成了很大的影響。目前國(guó)外的起重機(jī)企業(yè)主要是生產(chǎn)大噸位的起重機(jī)，而且有完善的設(shè)計(jì)體系，和一批先進(jìn)的研發(fā)人員，不斷的進(jìn)行創(chuàng)新和完善。國(guó)外的制造企業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到規(guī)模化的生產(chǎn)，技術(shù)含量比較高，而且液壓技術(shù)和電子技術(shù)在汽車(chē)起重機(jī)的設(shè)計(jì)中也已廣泛的應(yīng)用，很多企業(yè)的品牌在用戶(hù)的心中已經(jīng)打上了堅(jiān)實(shí)的烙印，這也使的國(guó)外起重機(jī)的繼續(xù)發(fā)展占有了更大的優(yōu)勢(shì)。全套的畢業(yè)設(shè)計(jì)有圖 說(shuō)明書(shū) 已經(jīng)通過(guò)答辯優(yōu)秀的 如果需要請(qǐng)聯(lián)系qq:22094420491.2.2 國(guó)外汽車(chē)起重機(jī)發(fā)展趨

13、勢(shì) 1)設(shè)計(jì)、制造的計(jì)算機(jī)化、自動(dòng)化近年來(lái)，隨著電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，許多國(guó)外起重機(jī)制造商從應(yīng)用起重機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)（CAD），提高到應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行起重機(jī)的模塊設(shè)計(jì)。起重機(jī)采用模塊單元化設(shè)計(jì)，不僅是一種設(shè)計(jì)方法的改革，而且將影響整個(gè)起重機(jī)行業(yè)的技術(shù)、生產(chǎn)和管理水平，老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，新產(chǎn)品的研制速度都將大大加快。對(duì)起重機(jī)的改進(jìn)，只需更改幾個(gè)模塊；設(shè)計(jì)新的起重機(jī)只需新的不同模塊進(jìn)行組合，提高了通用化程度，可使單件小批量的產(chǎn)品，改成相對(duì)批量的模塊生產(chǎn)，能使較少的模塊形式，組合成不同規(guī)格的起重機(jī)，滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，增強(qiáng)了競(jìng)爭(zhēng)力。2)起重機(jī)控制元件的革新與應(yīng)用起重機(jī)的距離檢測(cè)防撞裝置，采用無(wú)線(xiàn)電信號(hào)型的防

14、撞裝置，防撞系統(tǒng)由三相系統(tǒng)組成，用來(lái)監(jiān)控起重機(jī)前端行使距離，一般首先發(fā)出信號(hào)警示，接著將大車(chē)車(chē)速減小到50%，最后切斷電機(jī)電源，將大車(chē)制動(dòng)。3)新材料、新工藝的應(yīng)用。由于鋼鐵工業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，剛才質(zhì)量得以提高，在設(shè)計(jì)起重機(jī)主梁強(qiáng)度時(shí)，可使用較高的許用應(yīng)力，而不需要較高的安全系數(shù)，以便減少起重機(jī)材料用量，從而降低設(shè)備的重量和價(jià)格，起重機(jī)配套的零部件的制造也得益于新材料的不斷產(chǎn)生，使得起重機(jī)向更輕，更好的方向發(fā)展。1.3 國(guó)內(nèi)汽車(chē)起重機(jī)的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢(shì)1.3.1 國(guó)內(nèi)汽車(chē)起重機(jī)的發(fā)展概況我國(guó)在1957年生產(chǎn)第一臺(tái)5T機(jī)械式汽車(chē)起重機(jī)到現(xiàn)在已有50多年歷史，它的生產(chǎn)大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：195

15、71966年以生產(chǎn)5T機(jī)械式汽車(chē)起重機(jī)為主；19671976年以生產(chǎn)12T以下小型液壓汽車(chē)起重機(jī)為主；19771996，1650T中大噸位液壓汽車(chē)起重機(jī)產(chǎn)品發(fā)展較快。自1979年開(kāi)始，我國(guó)采用進(jìn)口汽車(chē)底盤(pán)和關(guān)鍵液壓件，自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)出了6T、20T液壓汽車(chē)起重機(jī)之后，國(guó)內(nèi)一些起重機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家采用技貿(mào)結(jié)合方式，分別引進(jìn)日本多田野，加藤，美國(guó)格魯夫和德國(guó)利勃海爾,克虜伯的起重機(jī)產(chǎn)品技術(shù)，以結(jié)合生產(chǎn)的方式相繼制造出25T、35T、45T、50T、80T、125T汽車(chē)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(guò)多年來(lái)對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收、移植，使國(guó)產(chǎn)輪胎式起重機(jī)一些新

16、產(chǎn)品的性能水平達(dá)到了國(guó)際80年代初的水平，產(chǎn)品產(chǎn)量也逐年有所提高。許多專(zhuān)家認(rèn)為，高速發(fā)展的市場(chǎng)，是中國(guó)汽車(chē)起重機(jī)產(chǎn)業(yè)各個(gè)廠(chǎng)商有利的技術(shù)創(chuàng)新基礎(chǔ)和環(huán)境。近幾年來(lái)，中國(guó)汽車(chē)起重機(jī)產(chǎn)業(yè)的主力廠(chǎng)商在加速追趕國(guó)外先進(jìn)水平的進(jìn)程中，一直堅(jiān)持自主的技術(shù)創(chuàng)新道路，基本上沒(méi)有整體引進(jìn)外國(guó)技術(shù)的做法，也使得中國(guó)汽車(chē)起重機(jī)產(chǎn)業(yè)在達(dá)到和接近國(guó)際先進(jìn)水平的同時(shí)，在產(chǎn)品技術(shù)上擁有明顯的中國(guó)特質(zhì)。受公路車(chē)輛行駛的限制，國(guó)外工程起重機(jī)在70噸級(jí)以上，基本發(fā)展了全路面底盤(pán)技術(shù)，采用獨(dú)立的油氣缸懸掛方式，而中國(guó)起重機(jī)產(chǎn)業(yè)則繼續(xù)在汽車(chē)板簧式技術(shù)上發(fā)展到目前的130噸級(jí)產(chǎn)品。這其中，形成了獨(dú)用的多橋板簧平衡懸掛技術(shù)，解決了多橋車(chē)輛在

17、設(shè)計(jì)中的橋荷平衡，以及行駛過(guò)程中單橋過(guò)載等問(wèn)題，并且實(shí)現(xiàn)了多橋（四橋以上）車(chē)輛的多橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，滿(mǎn)足了國(guó)家對(duì)公路車(chē)輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑的要求，使得汽車(chē)式大噸位起重機(jī)行駛基本達(dá)到與全路面起重機(jī)的獨(dú)立懸掛相當(dāng)?shù)男旭偰芰?。另外，?guó)內(nèi)像徐州重工等重量級(jí)廠(chǎng)家，經(jīng)過(guò)幾年的自主摸索與創(chuàng)新，成熟掌握了全路面起重機(jī)的全部技術(shù)，制造出了200噸級(jí)及以上的超大型產(chǎn)品，雖然與國(guó)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(guó)汽車(chē)起重機(jī)行業(yè)達(dá)到國(guó)際最先進(jìn)水平已經(jīng)是一個(gè)時(shí)間和進(jìn)度問(wèn)題。中國(guó)汽車(chē)起重機(jī)底盤(pán)到目前已經(jīng)應(yīng)用了CAN總線(xiàn)控制系統(tǒng)，達(dá)到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（成組）及全局廣播集中方式傳送和接受數(shù)據(jù)，達(dá)到了

18、防抱死防滑轉(zhuǎn)、電噴發(fā)動(dòng)機(jī)控制、自動(dòng)變速，扭矩實(shí)時(shí)控制、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行速度等的自動(dòng)計(jì)算控制，提高了操縱的自動(dòng)性、系統(tǒng)的可靠性、人機(jī)界面的可視性，達(dá)到了真正意義上的信息集成和智能化。上車(chē)起重機(jī)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(xiàn)接口的液壓閥塊、馬達(dá)、油泵等控制和執(zhí)行元件已較為成熟，液壓和電氣已實(shí)現(xiàn)了真正緊密的接合?？赏ㄟ^(guò)軟件實(shí)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(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)珍斷、遠(yuǎn)程控制的能力。 1.3.2 國(guó)內(nèi)汽車(chē)起重機(jī)發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)隨著建筑工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，起重安裝工程量越來(lái)越大，尤其是現(xiàn)代化大型石油、化工、冶煉、電站以及高層建筑的安裝作業(yè)逐年增

19、多。因此，對(duì)汽車(chē)起重機(jī)，特別是大功率的起重機(jī)的需要量日益增加。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝在汽車(chē)起重機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用。所有這些因素都有力地促進(jìn)了汽車(chē)起重機(jī)的發(fā)展。根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有汽車(chē)起重機(jī)產(chǎn)品和技術(shù)資料的分析，近年來(lái)汽車(chē)起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1)提高起重機(jī)的起重量由于現(xiàn)代工程項(xiàng)目想大型化發(fā)展，所需構(gòu)件和配套設(shè)備的重量在不斷增加，對(duì)超大型起重設(shè)備的需求也越來(lái)越多。在汽車(chē)起重機(jī)向大型化發(fā)展過(guò)程中，德國(guó)始終處于遙遙領(lǐng)先的地位?，F(xiàn)在，最大噸位的汽車(chē)起重機(jī)為德國(guó)利勃海爾公司生產(chǎn)的LTM11000D型。最大額定起重量為1000T 。2)微型起重機(jī)大量涌現(xiàn)汽車(chē)

20、起重機(jī)的微型化是適應(yīng)現(xiàn)代建設(shè)工作的需要而出現(xiàn)的一種新的發(fā)展趨勢(shì)。走在前面的是日本的神戶(hù)制鋼公司，它于10多年前開(kāi)發(fā)的RK70（7T）型是世界第一臺(tái)裝有下俯式臂架的“迷你”越野輪胎式起重機(jī)。目前，下俯式臂架已成為“迷你”起重機(jī)的重要標(biāo)志。3)混合型起重機(jī)在發(fā)展混合型起重機(jī)是為了特定用途而開(kāi)發(fā)出來(lái)的。如利勃海爾公司生產(chǎn)的LTL1160型越野輪胎起重機(jī)就是為了維修龐大的斗輪挖掘機(jī)而專(zhuān)門(mén)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(chē)身長(zhǎng)9m，非常適應(yīng)城市狹窄地段工作所以又被稱(chēng)為城市型起重機(jī)。4)采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝為了減輕起重機(jī)的自重，提高起重性能，保證起重機(jī)高效可靠

21、地工作，各國(guó)非常重視采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝。5)廣泛采用液壓技術(shù)由于液壓傳動(dòng)具有體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，能無(wú)極調(diào)速，容易布置，操縱輕便，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和工作安全等優(yōu)點(diǎn)，因此，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外各種類(lèi)型的起重機(jī)廣泛采用液壓傳動(dòng)。6)一機(jī)多能，擴(kuò)大工作范圍為了充分發(fā)揮起重機(jī)的作用，擴(kuò)大其使用范圍，有的國(guó)家在設(shè)計(jì)起重機(jī)時(shí)重視了產(chǎn)品的多用性。例如在工作裝置設(shè)計(jì)方面，除了使用吊鉤外，還設(shè)計(jì)了配備有電磁吸盤(pán)、抓斗、拉鏟和木料抓取器等取物裝置。有的還設(shè)計(jì)成用于建筑基礎(chǔ)工程中，如裝設(shè)鉆孔裝置和掀動(dòng)打樁拔樁裝置等一機(jī)多用的產(chǎn)品。1.4 汽車(chē)起重機(jī)上液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)汽車(chē)起重機(jī)由于它是利用汽車(chē)底盤(pán)，所以具有汽車(chē)的行

22、駛通過(guò)性能，機(jī)動(dòng)靈活，行駛速度高，可快速轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移到作業(yè)場(chǎng)后能迅速投入工作，因此特別適用于流動(dòng)性大，不固定的作業(yè)場(chǎng)所。由于汽車(chē)底盤(pán)通常是由專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)生產(chǎn)的，因而在現(xiàn)成的汽車(chē)底盤(pán)上改裝成起重機(jī)比較容易和經(jīng)濟(jì)。汽車(chē)起重機(jī)由于具有上述這些特點(diǎn)，因此隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，近年來(lái)各國(guó)汽車(chē)起重機(jī)的品種和產(chǎn)量都有很大發(fā)展。但汽車(chē)起重機(jī)也有其弱點(diǎn)，主要是起重機(jī)總體布置受汽車(chē)底盤(pán)的限制，一般車(chē)身都較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)彎半徑大，并且只能在起重機(jī)左右兩側(cè)和后方作業(yè)。1)在起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能上的優(yōu)點(diǎn)： 來(lái)自汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)油泵轉(zhuǎn)換到工作機(jī)構(gòu)，其間可以獲得很大的傳動(dòng)比，省去了機(jī)械傳動(dòng)所需的復(fù)雜而笨重的傳動(dòng)裝置。不但使結(jié)構(gòu)緊湊，

23、而且使整機(jī)重量大大的減輕，增加了整機(jī)的起重性能。同時(shí)還很方便的把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)槠揭七\(yùn)動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的變幅和自動(dòng)伸縮。各機(jī)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(dòng)機(jī)的技術(shù)特性。便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，改善了司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度和條件。由于元件操縱可以微動(dòng)，所以作業(yè)比較平穩(wěn)，從而改善了起重機(jī)的安裝精度，提高了作業(yè)質(zhì)量。采用液壓傳動(dòng)，在主要機(jī)構(gòu)中沒(méi)有劇烈的干摩擦副，減少了潤(rùn)滑部位，從而減少了維修和技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間。2)在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)液壓傳動(dòng)的起重機(jī)，結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，通用化和系列化，便于大批量生產(chǎn)時(shí)采用先進(jìn)的工藝方法和設(shè)備。此種起重機(jī)作業(yè)效率高，輔助時(shí)間短，因而提高了起重機(jī)總使用期間的利用率，對(duì)加速

24、實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化大有好處。3）液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是漏油問(wèn)題難以避免。為了防止漏油問(wèn)題，元件的制造精度要求比較高。油液粘度和溫度的變化會(huì)影響機(jī)構(gòu)的工作性能。液壓元件的制造和系統(tǒng)的調(diào)試需要較高的技術(shù)水平。 從液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)，根據(jù)國(guó)際上起重機(jī)的發(fā)展來(lái)看，不論大小噸位都采用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)?？v觀(guān)眾多用戶(hù)的反饋意見(jiàn)，液壓式汽車(chē)起重機(jī)深受他們的歡迎和好評(píng)。所以QY25K型汽車(chē)起重機(jī)決定采用液壓傳動(dòng)的形式。1.5 汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)的運(yùn)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)最早的汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)常用單泵供油，后來(lái)為了滿(mǎn)足起升、變幅、后來(lái)為滿(mǎn)足起升、變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的獨(dú)立工作、聯(lián)合動(dòng)作以及快速

25、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。1)起升液壓系統(tǒng): 目前最常用的起升液壓系統(tǒng)為定量泵、定量或變量馬達(dá)開(kāi)式液壓系統(tǒng)，然而，現(xiàn)代施工要求。起升系統(tǒng)節(jié)能、高效、可靠以及微動(dòng)性、平穩(wěn)性更好。為了適應(yīng)這些新的要求，以前的定量泵將逐步被先進(jìn)可靠的具有負(fù)載反饋和壓力切斷的恒功率變量泵所取代，定量馬達(dá)或液控變量馬達(dá)也將被電控變量馬達(dá)所取代。這種系統(tǒng)將能有效地達(dá)到輕載高速、重載低速和節(jié)能等效果。2)變幅液壓系統(tǒng): 變幅液壓系統(tǒng)更趨節(jié)能高效，目前最先進(jìn)的為變幅下降時(shí)充分利用吊臂和重物的重力勢(shì)能

26、，實(shí)現(xiàn)重力下放，下放的速度由先導(dǎo)手柄來(lái)無(wú)級(jí)控制，變幅平穩(wěn)沒(méi)有沖擊。3)伸縮液壓系統(tǒng): 對(duì)于具有5節(jié)以下伸縮臂的伸縮液壓系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)一般采用同步或順序加同步的伸縮方式，當(dāng)采用2級(jí)液壓缸時(shí)，上下2液壓缸實(shí)現(xiàn)內(nèi)部溝通，一般采用插裝式平衡閥; 對(duì)于具5節(jié)以上伸縮臂的液壓系統(tǒng)，采用單缸插銷(xiāo)伸縮機(jī)構(gòu)，這種伸縮機(jī)構(gòu)自重輕，能大幅提高起重機(jī)的起重性能，能有效地控制整機(jī)的重量，通過(guò)采用多油口和多平衡閥的油路來(lái)提高伸縮的效率。4)回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng): 起重機(jī)的回轉(zhuǎn)所需功率最少，因而回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的要求是: 回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，起重作業(yè)無(wú)側(cè)載; 回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)為通過(guò)小馬達(dá)、大傳動(dòng)比來(lái)實(shí)現(xiàn)操作平穩(wěn)，通過(guò)設(shè)立回轉(zhuǎn)緩沖閥和自由滑轉(zhuǎn)機(jī)能來(lái)實(shí)現(xiàn)

27、吊重的自動(dòng)對(duì)中功能，從而有效防止側(cè)載的產(chǎn)生。5)操縱、控制系統(tǒng): 機(jī)械式操縱是汽車(chē)起重機(jī)簡(jiǎn)單、廣泛使用的一種操縱方式，而最有發(fā)展前途的還是電比例操縱系統(tǒng)，借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)和可編程技術(shù)，汽車(chē)起重機(jī)將向智能化發(fā)展。1.6 課題意義和主要研究任務(wù)QY25K汽車(chē)起重機(jī)屬于中型起重機(jī)，是工程建設(shè)中較常用的一款汽車(chē)起重機(jī)。生產(chǎn)廠(chǎng)家把生產(chǎn)的起重機(jī)所能夠吊的噸位作為生產(chǎn)能力的主要標(biāo)志，而忽視中小型起重機(jī)的技術(shù)發(fā)展，從某種方面來(lái)說(shuō)是不完美的。為了使設(shè)計(jì)出來(lái)的起重機(jī)具有高的性能，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要采用一些國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，也要有自己的創(chuàng)新技術(shù)。這樣，才能使自己設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品具有一定的先進(jìn)性，很高的性?xún)r(jià)比，才能在市場(chǎng)中具

28、有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。因此，設(shè)計(jì)這樣一款汽車(chē)起重機(jī)不僅很有必要而且是可行的。本課題主要針對(duì)汽車(chē)起重機(jī)的功能、組成和工作特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外汽車(chē)起重機(jī)的運(yùn)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)計(jì)一款能夠適應(yīng)國(guó)內(nèi)外工程建設(shè)的中型汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)。設(shè)計(jì)時(shí)，首先明確設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求，仔細(xì)研究設(shè)計(jì)方案，理清設(shè)計(jì)思路，使設(shè)計(jì)過(guò)程清晰化，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行以下研究工作：1、分析已有的汽車(chē)起重機(jī)，結(jié)合設(shè)備特點(diǎn)，明確液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，并進(jìn)行工況分析；2、確定汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)；3、對(duì)各工作機(jī)構(gòu)液壓回路進(jìn)行設(shè)計(jì)，擬定液壓系統(tǒng)原理圖；4、根據(jù)整機(jī)工作參數(shù)和各機(jī)構(gòu)主要參數(shù)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算，并且對(duì)主要液壓元件進(jìn)行選型；5、

29、對(duì)各回路及整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行性能計(jì)算，其中包括各回路功率計(jì)算、各回路性能驗(yàn)算以及系統(tǒng)的發(fā)熱驗(yàn)算等。6、對(duì)液壓油缸進(jìn)行設(shè)計(jì)與圖紙繪制。2 QY25K汽車(chē)起重機(jī)工況分析2.1 QY25K汽車(chē)起重機(jī)簡(jiǎn)介采用全頭大視野豪華型駕駛室、新型太空型操縱室，整機(jī)造型美觀(guān)采用5節(jié)八邊形雙缸，加繩排伸縮主臂和1節(jié)桁架式副臂，提高了整機(jī)的作業(yè)范圍，配置了大功率環(huán)保型發(fā)動(dòng)機(jī)。提高底盤(pán)的動(dòng)力和通過(guò)性能可供先導(dǎo)操縱和非先導(dǎo)操縱兩種配置，使用戶(hù)具有更大的選擇空間。經(jīng)國(guó)家工程機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心型式試驗(yàn)和國(guó)家汽車(chē)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的強(qiáng)制性目檢，整機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)完全達(dá)到了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，安全環(huán)保項(xiàng)目符合國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，經(jīng)用戶(hù)使用動(dòng)力強(qiáng)

30、勁起吊性能優(yōu)良。如圖2-1所示汽車(chē)起重機(jī)主要由2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、3支腿機(jī)構(gòu)，4變幅機(jī)構(gòu)、5伸縮機(jī)構(gòu)和7起升機(jī)構(gòu)組成。圖2-1 汽車(chē)起重機(jī)外形簡(jiǎn)圖Figure 2-1 truck crane dimension sketchQY25K型汽車(chē)起重機(jī)是一種中小型起重機(jī)，這種起重機(jī)的作業(yè)操作，主要通過(guò)手動(dòng)操縱來(lái)實(shí)現(xiàn)多缸各自動(dòng)作。起重作業(yè)時(shí)一般為單個(gè)動(dòng)作，少數(shù)情況下有兩個(gè)缸的復(fù)合動(dòng)作，為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用一個(gè)液壓泵給各執(zhí)行元件串聯(lián)供油方式。在輕載情況下，各串聯(lián)的執(zhí)行元件可任意組合，使幾個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作，如伸縮和回轉(zhuǎn)，或伸縮和變幅同時(shí)進(jìn)行等。汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)中液壓泵的動(dòng)力，都是由汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)裝在底盤(pán)變速箱

31、上的取力箱提供。液壓泵為斜軸式柱塞泵，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以通過(guò)油門(mén)人為調(diào)節(jié)控制，其輸出的流量可以在一定的范圍內(nèi)通過(guò)控制汽車(chē)油門(mén)開(kāi)度的大小來(lái)人為控制，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；液壓泵通過(guò)中心回轉(zhuǎn)接頭、開(kāi)關(guān)和過(guò)濾器從油箱吸油；輸出的壓力油經(jīng)回轉(zhuǎn)接頭多路換向閥手動(dòng)閥組的操作，將壓力油串聯(lián)地輸送到各執(zhí)行元件，當(dāng)起重機(jī)不工作時(shí)，液壓系統(tǒng)處于卸荷狀態(tài)。2.2 QY25K汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)組成及特點(diǎn)2.2.1下車(chē)液壓系統(tǒng)下車(chē)油路采用手動(dòng)多路換向閥控制水平支腿和垂直支腿的運(yùn)動(dòng)方向，車(chē)架兩側(cè)均可操作，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。支腿回路采用H式支腿，此支腿外伸距離大，每一支腿有兩個(gè)液壓缸，一個(gè)水平的，一個(gè)垂直的，支腿外

32、伸后成H形。四個(gè)水平支腿或垂直支腿既可以單獨(dú)伸縮也可以同時(shí)伸縮。新型下車(chē)多路換向閥由于增加了限壓閥，可有效防止水平液壓缸活塞桿彎曲。四個(gè)垂直支腿缸上裝有雙向液壓鎖，用于防止在起重作業(yè)時(shí)垂直支腿缸活塞桿回縮或在行車(chē)時(shí)活塞桿自動(dòng)伸出。2.2.2上車(chē)液壓系統(tǒng)上車(chē)液壓系統(tǒng)主要由液控先導(dǎo)操縱的多路換向閥控制系統(tǒng)，主操縱閥為負(fù)荷傳感式比例多路換向閥，各聯(lián)換向閥均設(shè)有抗沖擊閥和防氣蝕閥。先導(dǎo)閥采用進(jìn)口比例式液壓閥，先導(dǎo)閥手柄移動(dòng)的角度與輸出壓力成正比，主操縱閥的閥芯位移與先導(dǎo)閥輸出壓力也成正比，所以整機(jī)具有良好的微動(dòng)性。同時(shí)負(fù)荷傳感閥使執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度與負(fù)載無(wú)關(guān)，降低了操作者的操作難度，減輕了操作者的勞動(dòng)

33、強(qiáng)度。起升油路分主卷?yè)P(yáng)油路和副卷?yè)P(yáng)油路，液壓泵采用具有壓力切斷功能的雙向電液比例排量調(diào)節(jié)泵，此泵能實(shí)現(xiàn)排量與輸入電壓信號(hào)成正比的控制功能，用手動(dòng)比例電壓控制閥來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，它與變量馬達(dá)構(gòu)成了兩個(gè)獨(dú)立的容積調(diào)速回路。卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)采用變量馬達(dá)使整機(jī)具有輕載高速、重載低速的特點(diǎn)。副卷?yè)P(yáng)油路可通過(guò)合流閥向主卷?yè)P(yáng)油路自動(dòng)合流。主副卷?yè)P(yáng)回路中設(shè)有壓力記憶閥，防止二次起升下墜，緩沖補(bǔ)油和自動(dòng)冷熱油交換等裝置。QY25K型起重機(jī)屬于中型起重機(jī)，回轉(zhuǎn)比較頻繁，所以回轉(zhuǎn)油路由雙向電液比例排量調(diào)節(jié)泵和定量馬達(dá)組成，除采用緩沖補(bǔ)油和冷熱油自動(dòng)交換措施外，還采用了防止“打?，F(xiàn)象”（在回轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)打停后再回轉(zhuǎn)現(xiàn)象）和防止臂桿

34、因外力（風(fēng)力等）引起的自由擺動(dòng)的特殊閥。伸縮回路有四級(jí)液壓缸，使用電液閥控制使液壓缸實(shí)現(xiàn)順序伸縮和各節(jié)臂單獨(dú)伸縮?；芈分?，電磁閥僅通過(guò)推動(dòng)液動(dòng)閥所需的流量，流量較小，而流動(dòng)閥才是通過(guò)工作機(jī)構(gòu)所需的大流量。這樣電磁閥可靠性大大提高。液動(dòng)閥可通過(guò)很大流量，從而提高伸縮速度。大中型起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)，為了減小變幅缸的缸徑，通常采用雙缸并聯(lián)回路，即兩個(gè)等直徑的變幅缸分別置于臂的兩側(cè)跟臂一起剛性連接。本機(jī)采用液控單向閥來(lái)鎖緊臂自動(dòng)下滑，才用了一平衡閥來(lái)防止在變幅下降時(shí)產(chǎn)生超速現(xiàn)象。伸縮、變幅回路在工作時(shí)只能一個(gè)單獨(dú)工作，用電液比例換向閥來(lái)控制它們的伸縮速度。本機(jī)采用了一個(gè)二位六通轉(zhuǎn)閥來(lái)切換伸縮、變幅油路，

35、這樣不但可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)操作手柄單獨(dú)操作伸縮、變幅工作，而且用一個(gè)二位六通轉(zhuǎn)閥替換了一個(gè)電液比例換向閥和一個(gè)電路切換開(kāi)關(guān)降低了生產(chǎn)成本。根據(jù)汽車(chē)起重機(jī)的工況，支腿回路、伸縮回路和變幅回路只能一個(gè)單獨(dú)工作，所以采用同一個(gè)液壓泵供油。主、副卷?yè)P(yáng)回路，回轉(zhuǎn)回路都用了電液比例排量調(diào)節(jié)泵，它們都帶有副泵，此副泵負(fù)責(zé)給自己所在閉式回路補(bǔ)油和提供控制油。25噸液壓汽車(chē)起重機(jī)還另外聯(lián)接和驅(qū)動(dòng)各機(jī)構(gòu)的還有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。這此機(jī)構(gòu)應(yīng)能完成重物的提升和下降,改變作業(yè)的高度和方位及作業(yè)半徑等其本作業(yè)運(yùn)動(dòng)外,即其必須完成的動(dòng)作外,在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還必須保證:(1) 在提升和下放改變方位負(fù)載時(shí),應(yīng)防止由于負(fù)載和落臂自重而導(dǎo)致失

36、速降落;(2) 各方位都應(yīng)有良好的微動(dòng)性能,防止重物就位時(shí)發(fā)生沖擊碰撞;(3) 支腿在起重和汽車(chē)起重機(jī)行進(jìn)中,不得因重物負(fù)載而自行伸縮。2.3 QY25K汽車(chē)起重機(jī)的各組合、分配及控制1. 各機(jī)構(gòu)組合情況圖2-2 各機(jī)構(gòu)動(dòng)作組合情況Figure 2-2 institutions action combination支腿機(jī)構(gòu)在起升過(guò)程中不能動(dòng)作，但是支腿回路不工作時(shí)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(dòng)作功能，回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅回路之間不需要組合動(dòng)作。各機(jī)構(gòu)組合情況如圖2-2所示。2. 動(dòng)力分配情況 根據(jù)設(shè)計(jì)要求、工作情況、起重量等，本機(jī)的動(dòng)力分配如圖2-3所示： 圖2-3 上

37、車(chē)動(dòng)力分配情況Figure 2-3 on power distribution3、各機(jī)構(gòu)組合控制情況對(duì)于支腿回路伸縮速度控制、伸縮回路、變幅回路、回轉(zhuǎn)回路、主副卷?yè)P(yáng)回路都采用了電液比例控制方式，用手動(dòng)比例電壓控制閥手柄做操縱工具，其搭配情況如圖2-4所示。圖2-4 手動(dòng)控制閥手柄的工作位置搭配情況Figure 2-4 manual control valve handle position match situation2.4 QY25K 汽車(chē)起重機(jī)的整機(jī)技術(shù)參數(shù)表2-1為汽車(chē)起重機(jī)行駛狀態(tài)主要技術(shù)參數(shù)12，表2-2為汽車(chē)起重機(jī)起重作業(yè)狀態(tài)主要參數(shù)。表2-1 起重機(jī)行駛狀態(tài)主要技術(shù)參數(shù)Fig.

38、2-1 Crane running status, main technical parameters類(lèi)別項(xiàng) 目單 位參 數(shù)尺寸參數(shù)整 機(jī) 全 長(zhǎng)mm12550整 機(jī) 全 寬mm2500整 機(jī) 全 高mm3380軸 距第一軸距mm4425第二軸距mm1350重量參數(shù)行駛狀態(tài)總質(zhì)量kg29400軸 荷前 軸kg6200后 軸kg23200發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率kw/rpm206/2200發(fā)動(dòng)機(jī)額定扭矩N.m/rpm1112/1400行駛參數(shù)最高行駛速度km/h75最小轉(zhuǎn)彎直徑m22最小離地間隙mm260接近角16離去角13制動(dòng)距離（車(chē)速為30km/h）m10最大爬坡度%30百公里油耗l37表2-2 起重

39、作業(yè)狀態(tài)主要技術(shù)參數(shù)Fig.2-2 Lifting operation status of main technology parameters類(lèi)別項(xiàng) 目單 位參 數(shù)主要性能參數(shù)最 大 額 定 總 起 重 量t25最 小 額 定 工 作 幅 度m3轉(zhuǎn) 臺(tái) 尾 部 回 轉(zhuǎn) 半 徑m3.065最大起重力矩基 本 臂kNm1000支腿距離縱 向m5.14橫 向m6.0起升高度基 本 臂m10.7最 長(zhǎng) 主 臂m33.15最 長(zhǎng) 主 臂+副 臂m41.2起重臂長(zhǎng)度基 本 臂m10.6最 長(zhǎng) 主 臂m33最 長(zhǎng) 主 臂+副 臂m41.15工作速度參數(shù)起重臂變幅時(shí)間起 臂s75落 臂s45起重臂伸縮時(shí)間全

40、 伸s100全 縮s60最 大 回 轉(zhuǎn) 速 度r/min2.5起 升速 度主起升機(jī)構(gòu)滿(mǎn)載m/min75空載m/min120副起升機(jī)構(gòu)滿(mǎn)載m/min75空載m/min1202.5 QY25K汽車(chē)起重機(jī)的工作等級(jí)起重機(jī)在有效工作期間有一定總工作循環(huán)數(shù)，起重機(jī)作業(yè)的工作循環(huán)是從準(zhǔn)備其吊物品開(kāi)始到下一次其吊物品為止的過(guò)程。工作循環(huán)次數(shù)表征起重機(jī)的利用程度，是起重機(jī)分級(jí)的基本參數(shù)之一。確定適當(dāng)?shù)氖褂脡勖鼤r(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)，技術(shù)和環(huán)境等因素，同時(shí)還要考慮設(shè)備老化的影響。工作循環(huán)次數(shù)除了可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，還可根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算：（次）（2-1）式中 : Y起重機(jī)的使用壽命以年計(jì)算，與起重機(jī)的類(lèi)型、用途、環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)

41、濟(jì)因素有關(guān)。 由于本設(shè)計(jì)為25噸，參見(jiàn)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)11不同類(lèi)型起重機(jī)使用壽命表，如表2-3所示，可知Y=13年。 B起重機(jī)一年中的工作天數(shù)，取B=300天。 H起重機(jī)每天工作小時(shí)數(shù)，取H=8小時(shí)。 T起重機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間，設(shè)定為T(mén)=300秒。根據(jù)以上計(jì)算所得出的數(shù)據(jù)，(次)參見(jiàn)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)7起重機(jī)利用等級(jí)表，如表2-3所示，可以選擇起重機(jī)的利用等級(jí)為，起重機(jī)的 使用情況為，經(jīng)常中等的使用。表2-3 起重機(jī)利用等級(jí)Fig.2-3 Crane by grade 利用等級(jí)總的工作循環(huán)次數(shù)/N起重機(jī)使用情況利用等級(jí)總的工作循環(huán)次數(shù)/N起重機(jī)使用情況1.65經(jīng)常中等的使用3.21不經(jīng)常繁忙使用6

42、.3不經(jīng)常使用21.254繁忙的使用2.5經(jīng)常清閑的使用42.6 典型工況分析及對(duì)系統(tǒng)要求2.6.1伸縮機(jī)構(gòu)的作業(yè)情況 汽車(chē)起重機(jī)工作中主要用到的機(jī)構(gòu)是主、副卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；在重物下降定位時(shí)常常用到變幅機(jī)構(gòu)。帶載伸縮是比較危險(xiǎn)的，在實(shí)際作業(yè)中很少使用，空載吊臂伸縮循環(huán)僅占試驗(yàn)基本工況作業(yè)循環(huán)次數(shù)的5，故伸縮及帶載伸縮不是典型工況。2.6.2 副臂的作業(yè)情況大多數(shù)汽車(chē)起重機(jī)都帶有副臂，它的作用是增加起重機(jī)的最大起升高度。很多大型汽車(chē)起重機(jī)主臂前都有一個(gè)突出滑輪，在副卷?yè)P(yáng)工作時(shí)，順著滑輪升降副吊鉤，用于幅臂單獨(dú)起吊較小起重量，很少使用。而用副臂幅卷?yè)P(yáng)與主卷?yè)P(yáng)進(jìn)行共同吊重的情況更為少見(jiàn)。本機(jī)屬于

43、中型起重機(jī)，一般不提倡采用副臂工作，不過(guò)它可以增加最大起升高度，用于特殊場(chǎng)合。2.6.3 三個(gè)以上機(jī)構(gòu)的組合作業(yè)情況有些大型汽車(chē)起重機(jī)要求有三、四個(gè)動(dòng)作同時(shí)組合功能，是靠手柄的45聯(lián)動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)的，即一個(gè)手柄同時(shí)控制兩個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，這種操作方式對(duì)司機(jī)的操作水平要求很高，且有危險(xiǎn)，實(shí)際作業(yè)中很少使用。本機(jī)為中型起重機(jī)實(shí)現(xiàn)功能沒(méi)有大型的多，操作也沒(méi)大型的那么復(fù)雜，采用電液比例伺服系統(tǒng)來(lái)控制，操作靈活穩(wěn)定，因此，對(duì)操作人員要求不是很高。2.6.4 典型工況的確定根據(jù)各機(jī)構(gòu)的實(shí)際作業(yè)情況，起重機(jī)試驗(yàn)規(guī)范，以及很多操作者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，可確定表2-4的五種工況，作為大中型汽車(chē)起重機(jī)的典型工況。設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)要

44、求各系統(tǒng)的動(dòng)作能夠滿(mǎn)足這些工況要求。表2-4 汽車(chē)起重機(jī)典型工況表Fig.2-4 Typical working condition table truck crane序號(hào)工 況一次循環(huán)內(nèi)容特 點(diǎn) 1基本臂；額定起重量的80；相應(yīng)的工作幅度。主卷?yè)P(yáng)起升回轉(zhuǎn)下降（中間制動(dòng)一次）起重噸位大，動(dòng)作單一，很少與回轉(zhuǎn)等機(jī)構(gòu)組合動(dòng)作 2基本臂；額定起重量的80；相應(yīng)的工作幅度。主卷?yè)P(yáng)起升回轉(zhuǎn)下降停頓起升回轉(zhuǎn)下降（中間制動(dòng)一次）主卷?yè)P(yáng)組合動(dòng)作主要用于平吊安裝或空中翻轉(zhuǎn) 3中長(zhǎng)臂；中長(zhǎng)臂最大額定起重量的1/2；相應(yīng)的工作幅度。（主卷?yè)P(yáng)起升回轉(zhuǎn)）變幅下降（起升回轉(zhuǎn)）下降（中間制動(dòng)一次）起重機(jī)在額定起重量的（50

45、60）的作業(yè)工況最多 4中長(zhǎng)臂；中長(zhǎng)臂最大額定起重量的1/2；相應(yīng)的工作幅度。主卷?yè)P(yáng)起升回轉(zhuǎn)變幅下降停頓起升回轉(zhuǎn)下降（中間制動(dòng)一次）中長(zhǎng)臂中等起重量工況出現(xiàn)機(jī)率大，此時(shí)平吊安裝或空中翻轉(zhuǎn)作業(yè)也常用 5最長(zhǎng)臂；最長(zhǎng)臂最大額定起重量的1/2；相應(yīng)的工作幅度。主卷?yè)P(yáng)起升回轉(zhuǎn)變幅下降(中間制動(dòng)一次）利用它臂長(zhǎng)特點(diǎn)起吊小起重量高空作業(yè)2.6.5 系統(tǒng)要求根據(jù)汽車(chē)起重機(jī)的典型工作狀況對(duì)系統(tǒng)的要求主要反映在對(duì)以下幾個(gè)液壓回路的要求上。1)起升回路(1) 主、副卷?yè)P(yáng)既能單動(dòng)，又能同時(shí)動(dòng)作，要求自動(dòng)分流合流并將保證低壓合流高壓自動(dòng)分流。(2) 副卷?yè)P(yáng)只要求單泵供油。(3) 要求卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)微動(dòng)性好，起、制動(dòng)平穩(wěn)，重

46、物停在空中任意位置能可靠制動(dòng)，即二次下滑問(wèn)題，以及二次下降時(shí)的重物或空鉤下滑問(wèn)題，即二次下降問(wèn)題。2)回轉(zhuǎn)回路(1)具有獨(dú)立工作能力。(2)回轉(zhuǎn)制動(dòng)應(yīng)兼有常閉制動(dòng)和常開(kāi)制動(dòng)（可以自由滑轉(zhuǎn)對(duì)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(hù)裝置。(2)要求起落臂平穩(wěn)，微動(dòng)性好，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(dòng)。(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(cè)星號(hào)源。4)伸縮回路本機(jī)伸縮機(jī)構(gòu)采用四節(jié)臂（含有三個(gè)液壓缸），由于本機(jī)為中型起重機(jī)為了使本機(jī)運(yùn)用廣泛，采用電液閥控制液壓缸實(shí)現(xiàn)各節(jié)臂順序伸縮。各節(jié)臂具有任意伸縮的選擇性，但不能實(shí)現(xiàn)同

47、部伸縮。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(gè)。(2)操縱元件必須具有45方向操縱兩個(gè)機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)能力。6)支腿回路(1)要求垂直支腿不泄漏，具有很強(qiáng)的自鎖能力（不軟腿）。(2)要求各支腿可以進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整。(3)要求水平支腿伸出距離足夠大，能夠滿(mǎn)足最大吊重而不至于整機(jī)傾翻。(4)要求垂直支腿能夠承載最大起重時(shí)的壓力。(5)起重機(jī)行走時(shí)不產(chǎn)生掉腿現(xiàn)象。2.7 QY25K汽車(chē)起重機(jī)主機(jī)的工況分析主機(jī)的用途、工藝過(guò)程、總體布局以及對(duì)液壓傳動(dòng)裝置的位置和空間尺寸的要求；主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的性能要求，如自動(dòng)化程度、調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、換向定位精度以及對(duì)系統(tǒng)的效率、溫升等的要求；液壓系統(tǒng)的工

48、作環(huán)境，如溫度、濕度、振動(dòng)沖擊以及是否有腐蝕性和易燃物質(zhì)存在等情況。在上述工作的基礎(chǔ)上，應(yīng)對(duì)主機(jī)進(jìn)行工況分析，工況分析包括運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析，對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)還需編制負(fù)載和動(dòng)作循環(huán)圖，由此了解液壓缸或液壓馬達(dá)的負(fù)載和速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，以下對(duì)工況分析的內(nèi)容作具體介紹。2.7.1 運(yùn)動(dòng)分析主機(jī)的執(zhí)行元件按工藝要求的運(yùn)動(dòng)情況，可以用位移循環(huán)圖(Lt)，速度循環(huán)圖(vt)，或速度與位移循環(huán)圖表示，由此對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析。1)位移循環(huán)圖st圖2-5為液壓機(jī)的液壓缸位移循環(huán)圖，縱坐標(biāo)s表示活塞位移，橫坐標(biāo)t表示從活塞啟動(dòng)到返回原位的時(shí)間，曲線(xiàn)斜率表示活塞移動(dòng)速度。該圖清楚的表明了汽車(chē)起重機(jī)的主液壓缸的工作

49、循環(huán)分別由快速下行、減速下行、壓制、保壓、泄壓慢回和快速回程六個(gè)階段組成。圖2-5 位移循環(huán)圖Figure 2-5 displacement cycle diagram2)速度循環(huán)圖vt(或vs) 工程中液壓缸的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可歸納為三種類(lèi)型。圖2-6為三種類(lèi)型液壓缸的vt圖，第一種如圖2-6中實(shí)線(xiàn)所示，液壓缸開(kāi)始作勻加速運(yùn)動(dòng)，然后勻速運(yùn)動(dòng)， 圖2-6 速度循環(huán)圖Figure 2-6 speed loop diagrams最后勻減速運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)；第二種，液壓缸在總行程的前一半作勻加速運(yùn)動(dòng)，在另一半作勻減速運(yùn)動(dòng)，且加速度與減速度的數(shù)值相等；第三種，液壓缸在總行程的一大半以上以較小的加速度作勻加速運(yùn)動(dòng)，然

50、后勻減速至行程終點(diǎn)。vt圖的三條速度曲線(xiàn)，不僅清楚地表明了三種類(lèi)型液壓缸的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也間接地表明了三種工況的動(dòng)力特性。2.7.2 動(dòng)力分析動(dòng)力分析，是研究機(jī)器在工作過(guò)程中，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的受力情況，對(duì)液壓系統(tǒng)而言，就是研究液壓缸或液壓馬達(dá)的負(fù)載情況。1)液壓缸的負(fù)載及負(fù)載循環(huán)圖圖2-7 負(fù)載循環(huán)圖Figure 2-7 load cycle diagram2)液壓缸的負(fù)載力計(jì)算工作機(jī)構(gòu)作直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸必須克服的負(fù)載由六部分組成 (2-2) 式中：Fc為切削阻力；Ff為摩擦阻力；Fi為慣性阻力；Fg為重力；Fm為密封阻力；Fb為排油阻力。3)液壓缸運(yùn)動(dòng)循環(huán)各階段的總負(fù)載力液壓缸運(yùn)動(dòng)循環(huán)各階段的

51、總負(fù)載力計(jì)算，一般包括啟動(dòng)加速、快進(jìn)、工進(jìn)、快退、減速制動(dòng)等幾個(gè)階段，每個(gè)階段的總負(fù)載力是有區(qū)別的。 (1)啟動(dòng)加速階段：這時(shí)液壓缸或活塞處于由靜止到啟動(dòng)并加速到一定速度，其總負(fù)載力包括導(dǎo)軌的摩擦力、密封裝置的摩擦力(按缸的機(jī)械效率計(jì)算)、重力和慣性力等項(xiàng)，即： (2-3)(2)快速階段： (2-4)(3)工進(jìn)階段： (2-5)(4)減速： (2-6)對(duì)簡(jiǎn)單液壓系統(tǒng)，上述計(jì)算過(guò)程可簡(jiǎn)化。例如采用單定量泵供油，只需計(jì)算工進(jìn)階段的總負(fù)載力，若簡(jiǎn)單系統(tǒng)采用限壓式變量泵或雙聯(lián)泵供油，則只需計(jì)算快速階段和工進(jìn)階段的總負(fù)載力。2.7.3 液壓馬達(dá)的負(fù)載工作機(jī)構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓馬達(dá)必須克服的外負(fù)載為： (

52、2-7)1)工作負(fù)載力矩Me。 工作負(fù)載力矩可能是定值，也可能隨時(shí)間變化，應(yīng)根據(jù)機(jī)器工作條件進(jìn)行具體分析。2)摩擦力矩Mf。 為旋轉(zhuǎn)部件軸頸處的摩擦力矩，其計(jì)算公式為： (2-8)式中：G為旋轉(zhuǎn)部件的重量(N)；f為摩擦因數(shù)，啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦因數(shù)，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦因數(shù)；R為軸頸半徑(m)。3)慣性力矩Mi。 為旋轉(zhuǎn)部件加速或減速時(shí)產(chǎn)生的慣性力矩，其計(jì)算公式為： (2-9) 式中：為角加速度(r/s2)；為角速度的變化(r/s)；t為加速或減速時(shí)間(s)；J為旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量()。為回轉(zhuǎn)部件的飛輪效應(yīng)()。3 QY25K汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 QY25K汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)額定壓力的確定系統(tǒng)工

53、作壓力應(yīng)按整機(jī)性能要求，考慮經(jīng)濟(jì)性和液壓技術(shù)現(xiàn)有水平確定。在給定外負(fù)載下。系統(tǒng)的工作壓力越高，各液壓元件及管路系統(tǒng)的尺寸就越小。重量越輕.結(jié)構(gòu)越緊湊。但由此導(dǎo)致對(duì)密封、制造加工精度和元件材質(zhì)的要越嚴(yán)，維護(hù)和修理也越困難。況且系統(tǒng)工作壓力高到一定程度后，隨著高壓力對(duì)壁厚和密封要求的提高，系統(tǒng)的尺寸和重量反而會(huì)增加。由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)可知現(xiàn)有輪式起重機(jī)采用的工作壓力為: 1)中壓:10MPa25MPa，用于中小型輪式起重機(jī)；2)高壓:25MPa32MPa,用于大中型輪式起重機(jī)；3)超高壓:32MPa以上，用于特大型或有特殊要求的輪式起重機(jī)。QY25K汽車(chē)起重機(jī)屬于中小型汽車(chē)起重機(jī)。結(jié)合實(shí)際情況，本文

54、在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，初選系統(tǒng)壓力為20MPa。3.2 QY25K汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)的基本回路設(shè)計(jì)3.2.1 起升機(jī)構(gòu)回路的設(shè)計(jì)起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)械的主要機(jī)構(gòu)，用以實(shí)現(xiàn)重物的升降運(yùn)動(dòng)。起升機(jī)構(gòu)通常由原動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒、制動(dòng)器、離合器、鋼絲繩滑輪組和吊鉤等組成。起升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3.1所示。圖3-1 起升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖Figure 3-1 lifting mechanism diagram起升液壓油路回路起到使重物升降的作用。起升液壓油路回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓離合器、液壓制動(dòng)器和液壓馬達(dá)組成。起升液壓回路設(shè)計(jì)原理圖如圖3-2所示。圖3-2 起升機(jī)構(gòu)液壓回路圖Figure 3-2 lifting mechanism hydraulic circuit diagram起升回路是起重機(jī)液壓系統(tǒng)的主要回路，對(duì)于大、中型汽車(chē)起重機(jī)一般都設(shè)置主、副卷?yè)P(yáng)起升系統(tǒng)。它們的工作方式有單獨(dú)吊重、合流吊重以及共同吊重三種方