【正文】 ，就是研究液壓缸或液壓馬達(dá)的負(fù)載情況。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。 為旋轉(zhuǎn)部件軸頸處的摩擦力矩，其計(jì)算公式為： (28)式中：G為旋轉(zhuǎn)部件的重量(N)；f為摩擦因數(shù)，啟動時(shí)為靜摩擦因數(shù)，啟動后為動摩擦因數(shù)；R為軸頸半徑(m)。3 QY25K汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) QY25K汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)額定壓力的確定系統(tǒng)工作壓力應(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。況且系統(tǒng)工作壓力高到一定程度后，隨著高壓力對壁厚和密封要求的提高，系統(tǒng)的尺寸和重量反而會增加。 QY25K汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的基本回路設(shè)計(jì) 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。起升液壓回路設(shè)計(jì)原理圖如圖32所示。最常見的液壓變幅機(jī)構(gòu)是用雙作用液壓缸作液動機(jī)，也有采用液壓馬達(dá)和柱塞缸。變幅缸的內(nèi)漏和外漏會使工作幅度變大而造成重大事故。平衡閥不僅能防止超速下行，也能保證整個(gè)下降過程為勻速過程。在設(shè)計(jì)相鄰的三節(jié)臂伸縮機(jī)構(gòu)時(shí)，為了減輕重量，還可以利用吊臂之間伸縮的比例關(guān)系，采用鋼絲繩滑輪組(或鏈條鏈輪）實(shí)現(xiàn)第三節(jié)臂的伸縮以代替一只液壓缸，這就形成了液壓—機(jī)械驅(qū)動形式。stretching hydraulic circuit circuit diagram 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回路的設(shè)計(jì) 工程起重機(jī)能將起重物送到指定工作范圍內(nèi)的任意空間位置，除了依靠起升機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)重物的垂直位移外，回轉(zhuǎn)運(yùn)動是實(shí)現(xiàn)水平位移的方法之一，盡管此種運(yùn)動形式的水平移動范圍有限，但所需功率小，要求也比較簡單，故在大多數(shù)工程起重機(jī)中被采用，而且一般還都設(shè)計(jì)成全回轉(zhuǎn)式的，即可在左右方向任意進(jìn)行回轉(zhuǎn)。(3)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)小齒輪通過和回轉(zhuǎn)支承裝置上的大齒圈嚙合，以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)運(yùn)動?；剞D(zhuǎn)機(jī)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(jī)都設(shè)計(jì)成全回轉(zhuǎn)式的，即可在左右方向任意進(jìn)行回轉(zhuǎn)。 支腿機(jī)構(gòu)回路的設(shè)計(jì) 汽車起重機(jī)的支腿必需做成可伸縮的。H式支腿，此支腿外伸距離大，每一支腿有兩個(gè)液壓缸，一水平的(或略帶傾斜的)，一垂直的支承液壓缸，支腿外伸后呈H形。因此，支腿橫向跨距選取要適當(dāng)，原則上是起重機(jī)在吊臂強(qiáng)度允許的起重量時(shí)，其穩(wěn)定度達(dá)到規(guī)定的要求即可。也就是要使支腿中心連線內(nèi)、外的力矩處于平衡狀態(tài)。第三種：水平同步縮，液壓油經(jīng)吸油濾油器過濾后被2號泵吸入下車主供油路，經(jīng)壓力表測試，多余的油液會經(jīng)溢流閥流回下車主回油路，另一部分油液經(jīng)手動三位四通換向閥的下位（此時(shí)三位四通閥A2,B2，A3，B3，A4，B4，A5，B5采用的是并聯(lián)的方式連接）分別進(jìn)入四個(gè)水平液壓缸的有桿腔，實(shí)現(xiàn)水平缸縮回，同時(shí)無桿腔中的油液匯集后經(jīng)V,H手動換向閥的下位進(jìn)入主回油路再由回油濾油器過濾后回油箱。負(fù)荷傳感系統(tǒng)可根據(jù)負(fù)載的變化，對泵流量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)，使換向閥(包括回轉(zhuǎn)閥)節(jié)流點(diǎn)前后的壓差保持不變，即泵的壓力總是等于負(fù)荷壓力與此節(jié)流壓差之和，使泵流量始終與換向閥上調(diào)節(jié)的流量需求相適應(yīng)。在此 隋況下，負(fù)荷傳感系統(tǒng)可將不夠充裕的流量恰如其分地分配給各執(zhí)行元件，以解決其因負(fù)載不同而產(chǎn)生的速度相互干擾問題，以滿足對速度穩(wěn)定2)負(fù)荷傳感系統(tǒng)工作原理變量泵通過檢測和維持泵出口壓力和負(fù)載壓力之差，使泵的流量僅決定于系統(tǒng)回路中換向閥開口大小，與負(fù)荷壓力無關(guān)。調(diào)節(jié)負(fù)荷傳感閥的彈簧，可以在泵出口和負(fù)載壓力之間維持一個(gè)相應(yīng)的恒定壓差△P0 ，以保證泵的供油壓力僅高于負(fù)荷壓力一個(gè)很小的壓差。目前，國內(nèi)外出現(xiàn)的恒功率控制方案按提供的控制力可分為：液壓力——彈簧力平衡方式；電磁力——彈簧力平衡方式。圖38 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖Figure 38 truck crane hydraulic system schematic diagram4 QY25K汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算 變幅機(jī)構(gòu)圖41 前傾式變幅機(jī)構(gòu)Figure 41 forward type luffing mechanism液壓汽車起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)使用液壓缸來驅(qū)動動臂變幅。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(jī)都采用此布置形式。因?yàn)镾e Q(R+a)，上式可簡化為： (42)式（42）表明，當(dāng)起重機(jī)的額定載荷Q確定后，油缸的推力是仰角α和力臂h的函數(shù)。通常在設(shè)計(jì)三鉸點(diǎn)時(shí)，是通過作圖和計(jì)算相結(jié)合的方法得到的，這種方法對變幅油缸受力、油缸參數(shù)是否合理以及整機(jī)重量、橋荷分配和起重性能的影響均不清楚。在此三鉸點(diǎn)設(shè)計(jì)中，采取圖所示方法來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，這是一個(gè)1的情況，由幾何關(guān)系（余弦定理）可以得出 （43） （44）力隨臂架仰角而變化的曲線平衡，也就是機(jī)構(gòu)的傳動角變化要小，只有這樣變幅液壓缸能夠具有良好的工作環(huán)境和合理的機(jī)構(gòu)鉸點(diǎn)形狀。= =4027mm。 見圖44分析受力圖。有油缸力臂L=1338mm。 工作繩拉力N （47）式中：M=6。2)變幅液壓缸內(nèi)徑Db的確定由于汽車起重機(jī)的變幅液壓缸是以無桿腔作為工作腔的，所以有公式如下 m2 （49）式中：F1—變幅油缸最大軸向阻力，F(xiàn)1=150KN。參看下表42取活塞桿的直徑d=100mm，A2=表42 活塞桿直徑尺寸系列/mm[6] The piston rod diameter size series4568101214161820222528323640455056637080901001101251401601802002202502803203604004)活塞桿理論推力F1和拉力F2的計(jì)算圖46 活塞桿受力分析圖Figure 46 piston rod stress analysis diagram當(dāng)活塞桿伸出時(shí)理論推力F1：當(dāng)活塞桿回縮時(shí)理論拉力F2式中：A1和A2分別為無桿腔和有桿腔的受力面積； PN為液壓缸的工作壓力，PN=22MPa。 ——缸筒材料的許用應(yīng)力，MPa.其中為缸筒材料的屈服強(qiáng)度，缸筒材料為45鋼無縫鋼管，故=600MPa，n為安全系數(shù)，取n=2。則=600MPa。液壓缸的穩(wěn)定性條件為 (417)式中：F——為液壓缸的活塞桿最大載荷， ——為活塞桿縱向彎曲破壞的臨界載荷 nk——為穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取n=2~4,現(xiàn)取3。垂直液壓缸所受的最大外負(fù)載力是F=707000N。(5)導(dǎo)向套長度A和活塞B的計(jì)算B==88mmA==140mm2)水平液壓油缸尺寸的確定(1)水平液壓缸內(nèi)徑Db的確定由于汽車起重機(jī)的變幅液壓缸是以無桿腔作為工作腔的，所以有公式如下 m2 （434）式中：F1—水平液壓缸最大軸向阻力，F(xiàn)1=100KN。參看下表42取活塞桿的直徑d=70mm，A2=.(3)垂直液壓油缸缸筒壁厚的計(jì)算表43 各種液壓缸的尺寸 The size of the various kinds of hydraulic cylinder 液壓缸作用力（KN）缸筒內(nèi)徑/mm活塞桿直徑/mm無桿腔面積/cm2有桿腔面積/cm2壁厚/mm垂直液壓缸707180125水平液壓缸100100708（6）各種液壓缸工作壓力差的計(jì)算假設(shè)液壓缸回油壓力為零，則液壓缸的工作壓力差可由公式計(jì)算得到： (438）式中：——液壓缸作用力； ——液壓缸無桿腔的面積。額定壓力 40 Mpa。(4)主卷揚(yáng)泵排量 (59)式中：nB1——主卷揚(yáng)泵工作轉(zhuǎn)速，nB1=2500rpmηB1V——主卷揚(yáng)泵容積效率，ηB1V=(5)主卷揚(yáng)泵的型號選取博世力士樂軸向柱塞變量泵A2F090，控制方式為恒功率控制。允許轉(zhuǎn)速 6300r/min。當(dāng)四個(gè)水平支腿同時(shí)工作時(shí)的流量為： (440)5 液壓系統(tǒng)元件選型 液壓馬達(dá)和液壓泵的選擇計(jì)算 主、副卷揚(yáng)馬達(dá)和泵的選擇1)主卷揚(yáng)馬達(dá)的選擇(1) 主卷揚(yáng)卷筒力矩 (51)式中：F1——主卷揚(yáng)單繩最大拉力 F1=40KN。 mm （435）參考表41 液壓缸尺寸系列取液壓缸內(nèi)徑Db=100mm。由于系統(tǒng)壓力大于20MPa，取2所以d=127mm取標(biāo)準(zhǔn)值mm，=。當(dāng)活塞桿細(xì)長比時(shí)， (418)當(dāng)活塞桿細(xì)長比時(shí)， (419）材料為中碳鋼，m為柔性系數(shù)、fc為材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值、α為實(shí)驗(yàn)常數(shù)，依據(jù)表，取值分別為8490 MPa、1/5000；n為末端條件系數(shù)，依據(jù)表，為兩端鉸接形式，取值為1；活塞桿細(xì)長比L/k=2800/125==85；所以 （420） =108 N 有FK/nk=108/3=107 N≥F=105N即穩(wěn)定性良好。PN=. （416）綜合以上計(jì)算，查表可知液壓缸相關(guān)尺寸為：缸徑D=160mm，d=110mm，耳環(huán)滑動軸承CD=80mm，Y=85mm，PM=105mm，MREW=9090，進(jìn)出油口尺寸2EE為M422，耳環(huán)連接螺紋為M853*95。因此A==130mm9)液壓缸的缸底厚度hb計(jì)算設(shè)計(jì)此缸為平行缸底，查[3]得 （415）式中：hb—缸底厚度； —液壓缸內(nèi)徑； —試驗(yàn)壓力； —缸底材料的許用應(yīng)力。7)液壓缸缸筒壁厚b的計(jì)算按薄壁計(jì)算缸筒壁厚，其計(jì)算公式[5]為： （413）式中：Pmax——最高允許壓力,MPa。 mm （410）參考表41 液壓缸尺寸系列取液壓缸內(nèi)徑Db=160mm。；變幅液壓缸最大長度=4000mm；變幅液壓缸最小長度=2600mm。 ～3m，此時(shí)=67176。此時(shí)OA、176。分別取為2600mm、4000mm。把和代入上式得m=、n1=、n2=。設(shè)r為動搖桿OB的長度，d為機(jī)架OA長度，L為AB長度，為搖桿OB的擺角，為機(jī)構(gòu)運(yùn)動的傳動角，符號角碼1和2分別表示機(jī)構(gòu)處于初始位置和終止位置，=現(xiàn)取18176。 變幅機(jī)構(gòu)鉸點(diǎn)三角形 由汽車起重機(jī)吊臂的根部鉸點(diǎn)和變幅油缸上下鉸點(diǎn)所組成的變幅機(jī)構(gòu)三鉸點(diǎn)是整機(jī)總體設(shè)計(jì)的重要部分，如圖43所示為三鉸點(diǎn)安裝簡圖。AB為油缸，A、B點(diǎn)為變幅油缸在轉(zhuǎn)臺和吊臂上的鉸點(diǎn)OO1為起重機(jī)的回轉(zhuǎn)中心線。前傾式如圖41所示。本機(jī)提出一種包含壓力反饋與位移反饋修正、輸出功率可調(diào)、控制精度較高的恒功率控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。圖37 負(fù)荷傳感系統(tǒng)回路圖[8]Figure 37 load sensing system circuit diagram 恒功率控制液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)床、工程機(jī)械、船舶等設(shè)備，而現(xiàn)代液壓控制系統(tǒng)越來越趨向于高壓大功率，因此要求更多的使用功率調(diào)節(jié)。工作時(shí)，泵出口壓力油連續(xù)不斷地進(jìn)入偏置活塞，使偏置活塞推動變量泵斜盤向全排量方向擺動。1)組成如圖37所示，1壓力補(bǔ)償閥，2換向閥，3負(fù)荷傳感閥，4偏置活塞，5控制活塞負(fù)荷傳感系統(tǒng)主要包括變量泵、換向閥(包括回轉(zhuǎn)閥)、壓力補(bǔ)償閥和梭閥等。另外，負(fù)荷傳感系統(tǒng)使起重機(jī)具有良好的復(fù)臺操作性。第五種：垂直同步縮，液壓油經(jīng)吸油濾油器過濾后被2號泵吸入下車主供油路，經(jīng)壓力表測試，多余的油液會經(jīng)溢流閥流回下車主回油路，另一部分油液經(jīng)手動三位四通換向閥的下位（此時(shí)三位四通閥A2,B2，A3，B3，A4，B4，A5，B5采用的是并聯(lián)的方式連接）分別進(jìn)入四個(gè)垂直液壓缸的有桿腔，實(shí)現(xiàn)垂直缸收縮，此時(shí)有桿腔受液壓雙向鎖控制可防止靜態(tài)時(shí)動臂自然你那下降同時(shí)無桿腔中的油液匯集后經(jīng)V,H手動換向閥的上位進(jìn)入主回油路再由回油濾油器過濾后回油箱。2)下車液壓支腿共有五個(gè)工作狀態(tài)：(1)無工作(2)水平同步伸(3)水平同步縮(4)垂直同步伸(5)垂直同步縮3)五個(gè)不同的工作狀態(tài)的過程分析：第一種：無動作，液壓油經(jīng)過吸油濾清器過濾被32號泵吸入下車主油路，油壓超過規(guī)定的壓力值時(shí)（液壓表控制）一部分經(jīng)溢流閥流回主回油路經(jīng)回油濾油器回油箱，另一部分經(jīng)K3進(jìn)入起重機(jī)上車，循環(huán)一周后經(jīng)K2回油箱。支腿跨距的確定，完全從穩(wěn)定角度出發(fā)。H式支腿對地面適應(yīng)性好，易于調(diào)平，廣泛采用在中、大型起重機(jī)上。在現(xiàn)代的液壓起重機(jī)中，支腿的伸縮也是液壓傳動的。通過齒輪、蝸桿機(jī)構(gòu)減速，轉(zhuǎn)臺