太原科技大學課程設計說明書

1、太 原 科 技 大 學課程設計說明書題目:Q2-8汽車起重機液壓系統(tǒng)設計設 計 人： 班 級：機自111204班 專 業(yè)：工程機械 學 院：機械工程學院 指導教師：李 捷 2014年 1 月 21 日太原科技大學課程設計說明書太原科技大學課程設計任務書學院（直屬系）： 機械工程學院 時間：2014年1月21日學 生 姓 名 指 導 教 師李捷設計題目Q2-8汽車起重機液壓系統(tǒng)設計主要研究內(nèi)容1.工作裝置油缸缸徑及其線性尺寸的確定2.液壓馬達的選定3.主泵和多路閥組的選擇4.先導控制回路及先導閥的選用5.其它輔件的計算和選擇6.液壓缸的設計計算研究方法采用液壓傳動原理，對挖掘機液壓系統(tǒng)進行設計，

2、并對液壓元件進行設計、選型，對整個液壓系統(tǒng)進行校核驗算，保證其工作性能主要技術指標(或研究目標)發(fā)動機功率198kw；液壓系統(tǒng)工作壓力32Mpa，先導液壓回路3.9MPa,最大牽引力264KN，變量泵最大流量2x500L/min。 對液壓系統(tǒng)工作原理進行研究，對液壓原件進行設計和選型，保證液壓系統(tǒng)各項工作性能指標 教研室意見 教研室主任簽字： 日期： 年 月 日說明：一式兩份，一份裝訂入學生課程設計內(nèi)，一份交學院。目錄第1章 緒論31.1國內(nèi)輪式起重機發(fā)展現(xiàn)狀31.2國外輪式起重機發(fā)展過程及主要機種41.3輪式起重機產(chǎn)品的發(fā)展趨勢61.4主要工作7第2章 起重機技術參數(shù)的確定82.1主要性能參

3、數(shù)82.2Q2-8型汽車起重機參數(shù)確定9第3章 各液壓回路組成原理和性能分析103.1支腿液壓缸收放回路113.2回轉(zhuǎn)機構液壓回路123.3伸縮機構液壓回路143.4變幅機構液壓回路153.5起升機構液壓回路173.6液壓系統(tǒng)的特點193.7汽車起重機液壓系統(tǒng)總成20第4章 液壓系統(tǒng)計算214.1汽車起重機液壓系統(tǒng)主要液壓元件的選擇214.2主要液壓輔助裝置的選擇24總 結26參考文獻272摘 要本次設計的系統(tǒng)是為Q2-8汽車起重機液壓系統(tǒng)，它是單作用定量泵系統(tǒng)，采用多路換向閥的串聯(lián)油路、手動換向閥的合流方式。本設計論文主要論述了國內(nèi)外輪式起重機發(fā)展概況和發(fā)展趨勢,并對Q2-8起重機的液壓系統(tǒng)

4、進行了設計、計算。設計的液壓系統(tǒng)將泵、馬達、液壓缸和各種閥有機的組合在一起，以最大化的滿足整機的性能。關鍵詞：汽車起重機；液壓系統(tǒng)；設計第1章 緒論1.1 國內(nèi)輪式起重機發(fā)展現(xiàn)狀我國在1957年生產(chǎn)第一臺5t機械式汽車起重機到現(xiàn)在己有50年歷史，它的生產(chǎn)大致經(jīng)歷了以下幾個階段：19571966年以生產(chǎn)5t機械式汽車起重機為主；19671976年以生產(chǎn)12t以下小型液壓汽車起重機為主；19771996，1650t中大噸位液壓汽車起重機產(chǎn)品發(fā)展較快。自1979年開始，我國采用進口汽車底盤和關鍵液壓件自行設計生產(chǎn)出了6t、20t液壓汽車起重機之后，國內(nèi)一些起重機生產(chǎn)廠家采用技貿(mào)結合方式，分別引進日本

5、多田野、加藤、美國格魯夫和德國利勃海爾、克虜伯的起重機產(chǎn)品技術，以合作生產(chǎn)的方式相繼制造出25t、35t、45t、50t、80t、125t汽車起重機和25t越野輪胎起重機以及32t、50t、70t全路面起重機。這些企業(yè)經(jīng)過多年來對引進技術的消化、吸收、移植，使國產(chǎn)輪式起重機某些新產(chǎn)品的性能水平達到了國際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，當年的技術引進主要著重體現(xiàn)在技術軟件的引進(如產(chǎn)品、圖紙、工藝等)，而沒有引進全套的先進加工設備，沒有與相關的配套件的引用同時進行，因此國內(nèi)長時間不能提供高質(zhì)量、高性能的基礎配套件(如液壓元件，電子元件等)，到了90年代我國輪式起

6、重機的技術水平與世界先進水平相比曾一度縮小的差距又拉大了。 （1） 質(zhì)量穩(wěn)定性差 部分產(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)汽車起重機平均無故障時間僅為93.4h，最多的為185h，最少的為66.6h。整機工作壽命按主要零部件壽命計算，約為2000-3000h，而國外同類產(chǎn)品一般可達到12500h。（2） 產(chǎn)品品種單一 輪式起重機是工程機械行業(yè)中的一個重要類別，其技術含量、機電液一體化程度、對使用材料的要求和制造難度不亞于其他類型的工程機械。輪式起重機按技術含量劃分，全路

7、面起重機產(chǎn)品最高，價格也相應高一些；越野輪胎起重機產(chǎn)品次之，汽車起重機產(chǎn)品相對較低。當前全路面起重機產(chǎn)品、越野輪胎起重機產(chǎn)品已分別在世界三大市場(歐洲、北美、日本)占據(jù)了主導地位。國內(nèi)輪式起重機的生產(chǎn)主要仍以850t汽車起重機為主，某些企業(yè)對全路面起重機產(chǎn)品和越野輪胎起重機產(chǎn)品以及大噸位汽車起重機開發(fā)雖有一定研究，但尚未形成商品供應市場。8t以下微型起重機基本上是空白，而60t以上大型起重機產(chǎn)量有限，從而形成了一方面生產(chǎn)力過剩，另一方面許多重點工程所需的大型起重機尚需進口的局面。（3） 產(chǎn)品自動化、智能化 目前，國外己將自動化技術與機械傳動技術相結合，將先進的微電子技術、電力電子控制技術、液壓

8、技術、數(shù)據(jù)總線通信技術等應用到機械驅(qū)動和控制管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動化和半自動化控制，從而大大提高了起重機的安全性和可靠性，并且降低了發(fā)動機油耗與排放值。國內(nèi)產(chǎn)品在這方面差距較大，安全保護方面的設備可靠性也較差。（4） 材料方面 國內(nèi)除部分產(chǎn)品的某些結構采用了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鋼和其它輕型材料，并且正醞釀向超高強鋼發(fā)展，所以國產(chǎn)輪式起重機一般顯得笨重，性能也受到較大影響。1.2 國外輪式起重機發(fā)展過程及主要機種輪式起重機最初是以誕生于1869年的蒸汽軌道式起重機發(fā)展而來的，經(jīng)歷了軌道式、實心輪胎式、充氣輪胎式的發(fā)

9、展變化過程。充氣輪胎式起重機是20世紀30年代隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的。 由于輪式起重機具有機動靈活、操作方便、效率高等特點，在二戰(zhàn)后修復戰(zhàn)爭創(chuàng)傷和經(jīng)濟建設中得到廣泛應用。早期的輪式起重機大多采用機械傳動的析架式臂架。隨著60年代中期液壓技術的發(fā)展，液壓伸縮臂輪式起重機得到迅速發(fā)展。到80年代末，中小噸位的輪式起重機已多數(shù)采用液壓伸縮式臂架，僅有一部分大噸位汽車起重機仍采用析架式臂架。 20世紀60年代末期，特別是從70年代開始，隨著大型建筑、石油化工、水電站等大型工程的發(fā)展，對輪式起重機的性能、工作效率和安全性提出了更高的要求。由于當時液壓技術、電子技術、汽車工業(yè)的發(fā)展及新型高強度鋼材的不

10、斷出現(xiàn)，使輪式起重機開始向大型化發(fā)展，并且在普通輪胎式起重機的基礎上開發(fā)出越野輪胎起重機，隨后又開發(fā)出全路面起重機。全路面起重機綜合了汽車起重機高速行駛和越野輪胎起重機吊重行走及高通過性的特點，在近20多年得到很大發(fā)展。 目前國外輪式起重機生產(chǎn)國主要有日本、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%，世界其它地區(qū)占20%。 日本市場：從年總產(chǎn)量上講，日本生產(chǎn)的輪式起重機居世界首位。在1995年4月1998年3月間，日本輪

11、式起重機平均年銷售量為8140臺，其中越野輪胎式起重機約占日本市場的60%，其次為汽車起重機，全路面起重機占比重很小，但年銷量在不斷上升。 美國市場：美國是輪式起重機的生產(chǎn)大國，在起重機制造能力及規(guī)模上居世界首位。在美國市場上，越野輪胎起重機占主導地位，約占市場份額的65%,其次是工業(yè)輪胎起重機和汽車起重機，全路面起重機所占份額較小，不到10%。德國市場：德國是歐洲最大的輪式起重機生產(chǎn)國，也是全路面起重機的發(fā)源地，多年來他在開發(fā)大型、特大型輪式起重機方面一直處于領先地位。1.3 輪式起重機產(chǎn)品的發(fā)展趨勢（1） 提高起重機的起重量 由于現(xiàn)代工程項目向大型化發(fā)展，所需構件和配套設備的重量在不斷增加

12、，對超大型起重設備的需求也越來越多。在輪式起重機向大型化發(fā)展過程中，德國始終處于遙遙領先的地位?，F(xiàn)在，最大噸位的輪式起重機為德國利勃海爾公司生產(chǎn)的LTM11000D型，最大額定起重量為1000t，售價為550萬美元。（2） 微型起重機大量涌現(xiàn) 輪式起重機的微型化是適應現(xiàn)代建設工作的需要而出現(xiàn)的一種新的發(fā)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。目前，下俯式臂架己成為“迷你”起重機的重要標志。（3） 混合型起重機在發(fā)展 混合型起重機是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

13、機就是為了維修龐大的斗輪挖掘機而專門研制的。德馬格雙橋AC25 (25t)全路面起重機，結構非常緊湊，車身長9m，非常適應城市狹窄地段工作，所以又被稱為城市型起重機。（4） 伸縮臂結構不斷改進 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)應力的適應性很強，有利于吊臂定心，并且抗扭曲變形能力得以增強，對減輕重量和提高起重性能具有良好的效果。“Telematik”單缸仲縮系統(tǒng)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

14、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)的高技術雙橋全路面起重機。它采用CANBUS (現(xiàn)場總線)，進行發(fā)動機一傳動系各功能塊之間的數(shù)據(jù)傳輸與電子控制。同時CANBUS總線以及電氣、液壓、臂長和風力等數(shù)據(jù)又輸入到LSB(利勃海爾系統(tǒng)總線)控制裝置中。LSB控制裝置是Liccon起重機控制系統(tǒng)的組成部分，可用于對整個系統(tǒng)的數(shù)字流程和監(jiān)控特性進行編程。采用控制總線管理系統(tǒng)可降低發(fā)動機油耗及排放值，大大簡化布線，提高整機可靠性與維修方便性。（6） 靜液壓傳動起重機進入市場采用

15、靜液壓傳動，安裝的上車發(fā)動機即可以用來驅(qū)動起重機上車各工作裝置，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） 一機多能，擴大工作范圍意大利馬奇蒂公司于1995年推出的MG10.28(10t)越野輪胎起重機，使用吊鉤時成為10t起重機；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。1.4 主要工作本次設計主要是對Q2-8汽車起重機液壓系統(tǒng)設計。主要工作是通過對液壓系統(tǒng)的型式及液壓系統(tǒng)控制型式進行分析，確定Q2-8汽車起重機液壓系統(tǒng)的設計方案，并對液壓系統(tǒng)進行了整體定性分析。第2章 起重機技術參數(shù)的確定2.1 主要性能參數(shù)汽車

16、起重機的主要性能參數(shù)是起重機工作性能指標，也是設計的依據(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（1） 額定起重量汽車起重機額定起重量是在各種工況下安全作業(yè)所容許起吊重量的最大質(zhì)量值，包括取物裝置重量。（2） 工作幅度在額定起重量下，起重機回轉(zhuǎn)中心的軸線距吊鉤中心的距離。工作幅度決定起重機的工作范圍。（3） 起重力矩起重機的工作幅度與相應起重量的乘積為起重力矩，它是綜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的起重能力。（4） 起升高度吊鉤起升到最高位置時，鉤口中心到支撐地面的距離。在標定起重機性能參數(shù)時，通常以額定起升高度表示。額定起升高度是

17、指滿載時吊鉤上升到最高極限位置時從鉤口中心至支撐地面的跟離。對于動臂式起重機，當?shù)醣坶L度一定時，起升高度隨幅度的減小而增加。（5） 工作速度汽車起重機的工作速度主要指起升、回轉(zhuǎn)、變幅、伸縮臂機構及支腿收放的速度。起升速度指吊鉤平穩(wěn)運動時，起吊物品的垂直位移速度；回轉(zhuǎn)速度指起重機轉(zhuǎn)臺每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)；變幅速度指變幅時，幅度從最大(最小)變到最小(最大)所用的時間；伸縮臂速度指起重臂伸縮時，其頭部沿伸縮臂軸線的移動速度。（6） 自重指起重機處于工作狀態(tài)時起重機本身的全部質(zhì)量，它是評價起重機的綜合指標，反映了起重機設計、制造和材料的技術水平。2.2 Q2-8型汽車起重機參數(shù)確定（1） 主臂起重參數(shù)參考同類

18、車型主要技術參數(shù)設計并確定技術參數(shù)基本臂最大額定起重量( t ) 8基本臂最小幅度(m) 2.5基本臂長度(m) 8.1基本臂最大起升高度(m) 7.6主臂最大起升高度(m) 10（2） 工作速度主卷揚單繩速度高速/常速(m/min) 副卷揚單繩速度高速/常速(m/min) 回轉(zhuǎn)速度(r/min) 03變幅時間起/落(s) 吊臂伸縮時間伸/縮(s) 85/23（3） 發(fā)動機參數(shù)最大功率(kW) 98最大扭矩(N·m) 548百公里耗油量(kg) 32第3章 各液壓回路組成原理和性能分析Q2-8型汽車起重機是一種中小型起重機，其最大起重量為8噸。這種起重機作業(yè)操作，主要通過手動換向閥操

19、縱來實現(xiàn)多缸各自動作。起重作業(yè)時一般為單個動作，少數(shù)情況下有兩個缸的復合動作，為簡化結構，系統(tǒng)采用一個液壓泵給各執(zhí)行元件串聯(lián)供油方式。在輕載情況下，各串聯(lián)執(zhí)行元件可任意組合，使幾個執(zhí)行元件同時工作，如變幅和回轉(zhuǎn)，或伸縮和變幅同時進行等。汽車起重機分上車和下車兩大部分，上車有起升機構、變幅機構、伸縮機構和回轉(zhuǎn)機構，下車是汽車底盤和支腿機構。上車通過回轉(zhuǎn)機構驅(qū)動可相對下車回轉(zhuǎn)。液壓系統(tǒng)中液壓泵也處下車，由汽車發(fā)動機通過變速箱上的取力箱驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。上下車的油路是通過中心回轉(zhuǎn)接頭2聯(lián)系。液壓泵為高壓定量齒輪泵，由于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速可以通過油門人為調(diào)節(jié)控制，因此盡管是定排量泵，但其輸出的流量可以在一定的范圍內(nèi)

20、通過控制汽車油門開度的大小來人為控制，從而實現(xiàn)無級調(diào)速，該泵的額定壓力為21 MPa，排量為40cm³ r.額定轉(zhuǎn)速為1 500 r/min;液壓泵通過中心回轉(zhuǎn)接頭2 和過濾器3從處在上車的油箱吸油，輸出的壓力油經(jīng)回轉(zhuǎn)接頭2進入上車液壓回路、手動換向閥9, 10，11和12分別控制回轉(zhuǎn)液壓馬達13、伸縮缸14、變液壓幅缸16和 起升液壓馬達17運行。泵壓力油直接進入支腿換向閥7和8控制支腿缸4伸縮。所有機構形成的回路是串聯(lián)回路。當起重機所有機構不工作時，泵輸出流量經(jīng)所有換向閥中位回油箱，泵處卸荷狀態(tài)。汽車起重機液壓系統(tǒng)一般由起升、變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)、支腿五個主回路組成。可以看出，各個回

21、路之間具有不同的功能、組成和工作特點。圖3.1 汽車起重機各回路工作狀態(tài)3.1 支腿液壓缸收放回路具有臂架伸縮機構的起重機，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，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)結構也就大不相同。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。

22、以相同的行程比率同時伸縮。獨立伸縮是指各節(jié)伸縮臂無關聯(lián)地獨立進行伸縮動作。顯然，獨立伸縮機構同樣也可以完成順序伸縮或同步伸縮的動作。本機采用H式支腿回路，具有防軟腿、掉腿和單獨調(diào)節(jié)各支腿伸縮的裝置，操作方便，工作安全可靠等特點。3.1.1 性能要求（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)生掉腿現(xiàn)象。3.1.2 主要元件泵、益流閥、水平液壓缸、豎直液壓缸、液控單向閥、支腿油路控制閥組、支腿油路轉(zhuǎn)閥。3.1.3 主要回路水平伸縮油路；豎直伸縮油路。3.1.4

23、功能實現(xiàn)和工作原理起重機的底盤前后各有兩條蛙式支腿，每一條腿有一個液壓缸，缸的伸縮通過機械機構可完成水平和垂直兩個方向的移動。兩條前支腿液壓缸由換向閥7并聯(lián)控制，兩條后支腿液壓缸由換向閥8并聯(lián)控制。為確保每條支腿可靠的支承，每個液壓缸均設有雙向液壓鎖5以保證支腿被可靠地鎖住，防止在起重作業(yè)時發(fā)生“軟腿”現(xiàn)象或行車過程中支腿自行滑落。圖3.2 支腿液壓缸收放回路3.2 回轉(zhuǎn)機構液壓回路 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。回轉(zhuǎn)機構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計成全回轉(zhuǎn)式的，即可在左右方

24、向任意進行回轉(zhuǎn)。液壓驅(qū)動的小起重量起重機，通過液壓回路和換向閥的合適機能，可以使回轉(zhuǎn)機構不裝制動器，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用廣泛。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用?？梢栽谝簤厚R達輸出軸上加裝制動器。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，加之可以采用結構緊湊、傳動比大的行星傳動或蝸輪

25、傳動，高速液壓馬達在起重機的回轉(zhuǎn)機構中使用廣泛。綜上所述，汽車起重機的回轉(zhuǎn)機構設計為高速液壓馬達加裝制動器的回轉(zhuǎn)機構。3.2.1 性能要求（1）具有獨立工作能力。（2）回轉(zhuǎn)制動應兼有常閉制動和常開制動（可以自由滑轉(zhuǎn)對中），兩種情況。3.2.2 主要元件泵、手動換向閥、單向閥、益流閥、馬達、回轉(zhuǎn)馬達、制動油缸。3.2.3 主要回路主油路（含補油油路）、冷卻油路、制動油路、變量操縱控制油路。3.2.4 功能實現(xiàn)和工作原理回轉(zhuǎn)機構采用回轉(zhuǎn)液壓馬達作為執(zhí)行元件。回轉(zhuǎn)液壓馬達13通過蝸輪蝸桿減速箱和一對內(nèi)嚙合的齒輪傳動來驅(qū)動轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)。由于轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速較低，每分鐘僅為1-3轉(zhuǎn)，故回轉(zhuǎn)液壓馬達的轉(zhuǎn)速也不高，因此

26、沒有必要設置液壓馬達制動裝置。系統(tǒng)中用回轉(zhuǎn)換向閥9控制轉(zhuǎn)盤正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和鎖定不動三種工況。圖3.3 回轉(zhuǎn)機構液壓回路3.3 伸縮機構液壓回路伸縮回路可以改變吊臂的長度，從而改變起重機吊重的高度。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)結構也就大不相同。汽車起重機的伸縮方式主要有同步伸縮和非同步伸縮兩種，同步伸縮就是各節(jié)液壓缸相對于基本臂同時伸出，采用這種伸縮方式不僅可以提高臂的伸出效率，而且可以使臂的結構大大簡化，提高起重機的吊重。伸縮回路只能在起重機吊重之前伸出。3.3.1 性能要求起、制動平穩(wěn)，各缸應具有一定的伸縮選擇性能。3.3.2 主要元件單

27、向定量泵（與變幅、支腿回路共用）、手動換向閥、缸、平衡閥、單向閥組。3.3.3 主要回路液壓缸伸出、縮回油路，控制油路。3.3.4 功能實現(xiàn)和工作原理 起重機的吊臂由基本臂和一節(jié)伸縮臂組成，伸縮臂套在基本臂之中，兩者通過伸縮液壓缸14連接，使用換向閥10控制伸縮液壓缸伸縮，以改變臂的總長度來適應作業(yè)工況要求。為防止臂縮回時因臂自重產(chǎn)生超速和保證作業(yè)時的鎖緊，在伸縮液壓缸大腔油路中設有相應平衡閥15。圖3.4 伸縮機構液壓回路3.4 變幅機構液壓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

28、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。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，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，以減少變幅機構的驅(qū)動功率，這種變幅的變幅機構要求簡單。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

29、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較復雜，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。3.4.1 性能要求（1）帶平衡閥并設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，變幅在任意允許幅值位置能可鎖死。（3）要求在有載荷情況下能微動。（4）平衡閥應備有下腔壓力傳感器接口，作為力矩限制器檢測信號源。3.4.2 主要元件泵、手動換向閥、平衡閥、單向閥、變幅缸。3.4.3 主要回路變幅缸起臂、變幅缸落臂。3.4.4 功能實現(xiàn)和工作原理吊臂變幅機構是用一個變幅液壓缸16來改變起重臂的幅角和幅

30、度。由變幅換內(nèi)閥11控制變幅液壓缸16的伸縮以改變臂工作幅度。同樣，為防止臂下降時超速和保證作業(yè)中鎖緊，在變幅液壓缸16大腔油路設有相應平衡閥15。圖3.5 變幅機構液壓回路3.5 起升機構液壓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)起升機構工作速度的微調(diào)。但缺點是節(jié)流的功率損失較大，而且進一步

31、提高升降速度受液壓泵流量限制。為了提高起升機構工作速度，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，在起升機構上往往設置重力下降裝置，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。3.5.1 性能要求（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）要求卷揚機構微動性好，起、制動平

32、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。3.5.2 主要元件泵、馬達、冷卻閥、益流閥、單向可調(diào)節(jié)流閥、制動油缸、二位三通液壓先導換向閥、或、三位四通液壓先導換向閥。3.5.3 主要回路油主路（含補油油路）、冷卻油路、防過載油路、記憶閥油路、合流控制。3.5.4 功能實現(xiàn)和工作原理起升機構是汽車起重機的主要工作機構，它由一個低速大扭矩起升液壓馬達17驅(qū)動卷揚機工作。液壓馬達的正、反轉(zhuǎn)由手動換向閥12控制。起重機起升速度的調(diào)節(jié)是通過改變汽車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速而改變液壓泵的輸出流量實現(xiàn)的。在液壓馬達的下降回油路上設有相應平衡閥15，以防止重物

33、超速下降;為保證起升機構的安全，設置有彈簧上閘油壓松閘的常閉式制動器18，當系統(tǒng)不工作時，打開制動缸的油壓為零，制動缸18在彈簧作用下上閘制動，在起升馬達工作時，控制壓力打開制動器，起升馬達順利運行?；芈分袉蜗蚬?jié)流閥19可使制動器的工作較柔和，不產(chǎn)生較大工作沖擊。 圖3.6 起升機構液壓回路3.6 液壓系統(tǒng)的特點(1)在調(diào)壓回路中，采用溢流閥6來限制系統(tǒng)最高壓力，防止系統(tǒng)過載，對起重機實現(xiàn)超重起吊的安全保護作用。(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)整工件機構的速度，方便靈活，充分體現(xiàn)以人為本，用人來直接操縱設備的思想。(3)在鎖緊回路中，采用由液控單向閥構成的雙向液壓鎖將前后支

34、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)動機熄火或液壓管道破裂的情況，雙向液壓鎖仍能正常工作，且有效時間長。(4)在平衡回路中，采用特殊結構平衡閥，以防止在起升、吊臂伸縮和變幅作業(yè)過程中重物超速下降，工作穩(wěn)定、可靠。(5)在多缸卸荷回路中，采用M型中位機能串聯(lián)卸荷。這樣可以使任何一個工作機構單獨動作，也可在輕載下使機構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增大，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，采用單向節(jié)流閥和常閉式制動器，利用調(diào)整好的彈簧力進行制動，制動

35、可靠、動作快，由于使用液壓油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)動機熄火或液壓系統(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。3.7 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)手動閥組輸送到圖3.7 Q2-8汽車起重機液壓系統(tǒng)的原理圖各個執(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

36、下兩部分，除液壓泵、過濾器、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。第4章 液壓系統(tǒng)計算4.1 汽車起重機液壓系統(tǒng)主要液壓元件的選擇4.1.1 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4.1初選系統(tǒng)的工作壓力為P=20MPa。表4.1各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力機械類型機床 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

37、械起重運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力/0.823528810101820304.1.2 起升馬達的計算和選擇作用于鋼絲繩上的最大靜拉力：(4-1)式中Smax作用于鋼絲繩上的最大靜拉力，N；起重量, Q=8000kg×9.8N/kg=78400NM吊鉤滑輪組倍率；吊鉤滑輪組效率；鋼絲繩導向滑輪效率。N(2)起升馬達所受最大扭矩(4-2)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+ 0.35×0.3 =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

38、動比，=20；起升效率，=0.95。(3)液壓馬達的排量(4-3) 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(4-4)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。4.1.3 液壓泵的計

39、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，由于管路復雜故取=0.51.5M，。則液壓泵的最大工作壓力18 + 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/mi

40、n。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。滿足以上的設計參數(shù)。所以選擇的液壓泵型號為：CBG2050/2040。4.2 主要液壓輔助裝置的選擇4.2.1 液壓油的選擇載荷較輕，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)量指標及應用選70號機械油，代號為HJ-70。4.2.2 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式濾油器。根據(jù)液壓泵的流量查3表37.10-18SU3型技術規(guī)格選擇SU3-F150×16型燒結式濾油器。4.2.3 壓力表的選擇根據(jù)系