【正文】 。 平衡閥 Ki可以保證吊臂在載荷下平穩(wěn)收縮，同時(shí)還可以防止因泄漏或管道破裂而造成吊臂回落。 吊臂增幅時(shí)，三位四通手動(dòng)換向閥（ 101）左位工作，其油路為： 進(jìn)油路：過濾器 0→液壓泵（ 11）→手動(dòng)換向閥（ 51）右位→手動(dòng)換向閥（ 101）左位→平衡閥（ 13）中的單向閥→變幅液壓缸下腔。 當(dāng)三位四通 手動(dòng)換向閥（ 52）工作在右位時(shí)，前支腿收回，其油路為： 進(jìn)油路：過濾器 0→液壓泵（ 11）→手動(dòng)換向閥（ 51）左位→手動(dòng)換向閥（ 52）右位→前支腿液壓缸下腔。支腿收放回路和其他動(dòng)作回路采用一個(gè)二位三通手動(dòng)換向閥進(jìn)行切換。各機(jī)構(gòu)組合情況如圖 所示。 輕型起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)，采用單缸回路。 圖 H 型支腿 圖 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(dòng)腿 汽車起重機(jī)設(shè)置支腿可以大大提高起重機(jī)的起重能力。綜上所述 QY8 伸縮回路選擇差積式順序伸縮回路。與前一方案比較，此方案對(duì)油缸面積無特殊要求，有利于減輕自重。平衡閥 Ki 可以保證吊臂在載荷下平穩(wěn)收縮，同時(shí)還可以防止因泄漏或管道破裂而造成吊臂回落。獨(dú)立伸縮是指各節(jié)伸縮臂無關(guān)聯(lián)地獨(dú)立進(jìn)行伸縮動(dòng)作。汽車起重機(jī)由于使用了支腿，除了吊非常輕的重物之外，必須帶載變幅。 圖 變幅回路 工程起重機(jī)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。該形式在一些小噸位汽車起重機(jī)上有所應(yīng)用。 圖 汽車起重機(jī)各回路工作狀態(tài) ： 起升回路起到使重物升降的作用。 （ 2）操縱元件必須具有 45176。 （ 2）回轉(zhuǎn)制動(dòng)應(yīng)兼有常閉制動(dòng)和常開制動(dòng)（可以自由滑轉(zhuǎn)對(duì)中），兩種情況。 選取變幅液壓缸進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì) ，提高其可靠性 。 本課題主要研究工作 本課題主要針對(duì)汽車起重機(jī)的功能、組成和工作特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)外汽車起重機(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)國內(nèi)外工程建設(shè)的輕型汽車起重機(jī)（ QY8）液壓系統(tǒng)。 本課題來源 汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)起著驅(qū)動(dòng)和控制汽車起重機(jī)各機(jī)構(gòu)動(dòng)作的作用。其中，徐州工程機(jī)械集團(tuán)有限公司、長(zhǎng)沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司是行業(yè)內(nèi)規(guī)模較大的企業(yè)。 從液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)來看，優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)，根據(jù)國際上起重機(jī)的發(fā)展來看，不論大小噸位都采用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。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。但油箱的體積大，空氣和油液的接觸機(jī)會(huì)多，容易滲入。 圖 QY 8 型汽車起重機(jī) 汽車起重機(jī)作業(yè)時(shí)必須先打支腿，以增大機(jī)械的支承面積，保證必要的穩(wěn)定性。對(duì)起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，主要對(duì)組合式焊接鑄造卷筒作了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)用完整的理論 進(jìn)行 了筒壁 的 強(qiáng)度校核。 對(duì)變幅液壓缸進(jìn)行結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)，具體進(jìn)行了三鉸點(diǎn)受力模型的建立和分析，變幅 液壓 缸穩(wěn)定性的校核等工作。 圖 所示為 QY 8 型汽車起重機(jī)的外形，該機(jī)采用黃河牌 Jyl50C 型汽車底盤，由起升、變幅、回轉(zhuǎn)、吊臂伸縮相交腿機(jī)構(gòu)等組成，全為液壓傳動(dòng)。 開式回路中馬達(dá)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。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。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。 國內(nèi)汽車起重機(jī)市場(chǎng)結(jié)構(gòu) 國內(nèi)主要的汽車起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)包括：重慶大江工業(yè) (集團(tuán) )有限責(zé)任公司、徐州工程機(jī)械集團(tuán)有限公司、四川長(zhǎng)江工程起重機(jī)有限責(zé)任公司、沈陽北方交通工程公司、三一汽車制造有限公司、馬尼托瓦克東岳重工有限公司、 長(zhǎng)沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司、北起多田野 (北京 )起重機(jī)有限公司、安徽柳工起重機(jī)有限公司、泰安工程機(jī)械總廠等。 當(dāng)前，汽車起重機(jī)行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)呈現(xiàn)以下態(tài)勢(shì)： 制宜、兼有起重和運(yùn)輸?shù)碾p重功能將發(fā)展成為市場(chǎng)熱點(diǎn)； 、全地面起重機(jī)成為企業(yè)追求利潤(rùn)的增長(zhǎng)點(diǎn)； ； ； ； 。 新型 QY8 汽車起重機(jī)，采用了雙泵單馬達(dá)、分合流油路、開式系統(tǒng)，根據(jù)各機(jī)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(jī)構(gòu)都可以進(jìn)行聯(lián)合動(dòng)作，提高工作效率，同時(shí)起升輕載及空載時(shí)，泵 2與泵 l可以同時(shí)合流供給起升，提高起升速度，擴(kuò)大調(diào)速范圍，如下式所示 [9]： 式中：1q泵 1 的排量 2q 泵 2 的排量 01? 泵 1 及泵 2 的容積效率 由上式可見，除發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)，用分流方式，即泵 2不參與起升工作，此時(shí)提升速度為低速；當(dāng)空載或輕載時(shí)用合流方式。 對(duì)起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ，使其結(jié)構(gòu)緊湊 合理 ，壽命長(zhǎng) 。 2. 回轉(zhuǎn)回路 （ 1）具有獨(dú)立工作能力。 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)。從圖 可以看出，各個(gè)回路之間具有不同的功能、組成和工作特點(diǎn)。如圖 ，低速大扭矩液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速每分鐘在 0100 轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，因此，可以直接在油馬達(dá)軸上安裝回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的小齒輪，如馬達(dá)輸出扭矩不 滿足傳動(dòng)要求，可以加裝機(jī)械減速裝置。變幅回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥和變幅液壓缸組成（圖 ）。 與非工作性變幅相比，這種變幅要求的變幅機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，自重也較大，但工作機(jī)動(dòng)性卻大為改善。同步伸縮是指各節(jié)伸縮臂 以相同的行程比率同時(shí)伸縮。很顯然I 號(hào)伸縮油缸先伸出，其次是Ⅱ號(hào)和Ⅲ號(hào)伸縮油缸伸出。該機(jī)構(gòu)縮回過程同前一方案。 與前述方案比較，由于該機(jī)構(gòu)裝有電液閥，從而需要設(shè)置電線和電線卷簡(jiǎn)，但該方案的伸縮順序有可靠保證。蛙式支腿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，跨距小，只適用于中小噸位起重機(jī)上使用。 伸縮回路有兩節(jié)伸縮臂和兩個(gè)液壓缸，液壓缸與鋼繩組合實(shí)現(xiàn)同時(shí)伸縮。 各機(jī)構(gòu)動(dòng)作組合、分配及控制 1. 各機(jī)構(gòu)組合情況 圖 2． 11 各機(jī)構(gòu)動(dòng)作組合情況 支腿機(jī)構(gòu)在起升過程中不能動(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。上下兩部分油路通過中心回轉(zhuǎn)接頭連通。 回油路：前支腿液壓缸下腔→液控單向閥→手動(dòng)換向閥（ 52）左位→手動(dòng)換向閥（ 51）左位→油箱。吊臂變幅運(yùn)動(dòng)由三位四通手動(dòng)換向閥（ 101）控制，在其工作過程中，通過改變手動(dòng)換向閥（ 101）開口的大小和工作位，即可調(diào)節(jié)變幅速度和變幅方向。很顯然 I號(hào)伸縮油缸先伸出，其次是Ⅱ號(hào)伸縮油缸伸出。 吊臂縮回時(shí)的油路為： 進(jìn)油路：過濾器 0→液壓泵（ 11）→手動(dòng)換向閥（ 51）右位→手動(dòng)換向閥（ 101）中位 →手動(dòng)換向閥（ 102）右位→伸縮液壓缸上腔。 吊重起升回路 吊重起升是系統(tǒng)的主要工作回路。為避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，在制動(dòng)器油路中設(shè)置了單向節(jié)流閥 (16)。 第 3 章 液壓系統(tǒng)計(jì)算 主要液壓元件的選擇 8 噸液壓汽車起重機(jī)的液壓元件較多 ,計(jì)算比較復(fù)雜 ,選擇時(shí)應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)元件 ,只有在特殊情況下 ,才考慮設(shè)計(jì)專用元件。 mNi DSMch??? ???? ?2 m a xm a x2m a xmNM ???? ??? 4 32 a xrmP MQm/ 3m a x???rcmrmQ /????? ?? ?m in/m a xm a xm a x rD Vimn ? ??? ?m in/ rn ??? ???(式 32) (式 33) (式 34) 液壓泵的計(jì)算和選擇 (1) 液壓泵的工作壓力 [9] maxP ≥ 1p + 1p?? 式中 : 1p — 液壓馬達(dá)的最大工作壓力 式中 : maxM — 起升馬達(dá)所受最大扭矩 maxM = mN? 1q — 起升馬達(dá)排量 (cm3/r),1q = 1m? — 起升馬達(dá)機(jī)械效率 1m? = 1p?? — 沿程壓力損失和局部壓力損失之和 ,一般取 5～ 15bar , 則液壓泵的最大工作壓力 maxP ≥ + = (2) 液壓泵的流量 pQ maxKQ 式中 : K — 系統(tǒng)泄漏系統(tǒng) ,其值為 ～ ,現(xiàn)取 K = maxQ — 液壓馬達(dá)所需最大流量 maxQ = 1max qn ? 式中 : maxn — 液壓馬達(dá)最高轉(zhuǎn)速 , maxn =1506 r/min maxQ = 1506 =則液壓泵的流量 pQ = = l/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(duì)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(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 [1]： hr r cp p p?? 式中 rp 是液壓系統(tǒng)的總輸入功率， cp 是輸 出的有效功率 [1]。液壓 缸設(shè)計(jì)沒有嚴(yán)格規(guī)定的步驟和統(tǒng)一的格式，而是根據(jù)掌握的原始資料基本上按如下步驟和內(nèi)容進(jìn)行。 圖 所示為內(nèi)卡環(huán)連接 (又稱半環(huán)連接 )結(jié)構(gòu)緊湊，加工容易，裝卸方便，能承受較大的沖擊載荷，避免了卡簧連接安全可靠性差的缺點(diǎn)。螺紋連接如圖 所示，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用，應(yīng)用較為普遍。 圖 活塞桿頭部結(jié)構(gòu) 缸體安裝形式 工程機(jī)械上液壓缸的安裝形式 常采用單耳環(huán)形、單耳球鉸形和鉸軸形，見圖 。圖 所示為利用間隙緩沖裝置的液壓缸。圖 為兩種排氣結(jié)構(gòu)。 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) m 1 的情況，由幾 何 關(guān)系（余弦定理）可以得出 [18] 21n + 2m — 2 1n m cos 1? =1 （ 式 41） 2n 2 + 2m — 2 2n m cos 2? =1 (式 42) 在工作過程中盡量使變幅液壓缸推力隨臂架仰角而變化的曲線平衡，也就是機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)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。 此時(shí) OA、 OB夾角為 176。分別取為 1800mm、 2800mm。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(duì)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。徑向間隙過大，不起緩沖作用，過小則緩沖 效果不理想。缸體安裝和活塞頭部結(jié)構(gòu)形式的具體尺寸，在設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)負(fù)載連接要求、不同的缸徑和不同的使用壓力按 JBl068— 67選取。 此外，也有采用焊接方式的。其加工、裝卸方便，連接強(qiáng)度高，安全可靠；但缸體外徑和質(zhì)量都比較大。 圖 所示為外螺紋連接。據(jù) [1]，根據(jù)熱交換量 Kw 和油的流量 (40+32)ml/r 1500r/min 合 108L/min，在表 中選擇型號(hào)為 的冷卻器，它能保持油液溫度在 55 C 左右。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)分動(dòng)箱輸出速度為 1500 r/min時(shí)，流量為 108L/min。 柱塞式液壓馬達(dá)可分為徑向柱塞式和軸向柱塞式兩種。 3)采用了三位四通手動(dòng)換向閥換向，不僅可以靈活方便地控制換向動(dòng)作，還可通過手柄操縱來控制流量，實(shí)現(xiàn)節(jié)流調(diào)速?；芈分性O(shè)有平衡閥 (19)，用以防止重物因自重而下滑。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、梭閥、制動(dòng)器組成的回轉(zhuǎn)緩沖裝置。 為使其伸縮運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)可靠，并防止在停止時(shí)因自重而下滑，在油路中設(shè)置了平衡閥 11。 回油路：變幅液壓缸下腔→平衡閥 1→手動(dòng)換向閥（ 101）右位→手動(dòng)換向閥（ 102）中位→手動(dòng)換向閥（ 103）中位→油箱。 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。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。液壓泵從油箱中吸油，輸出的液壓油經(jīng)手動(dòng)閥組 A 和 B 輸送到各個(gè)執(zhí)行元件。 支腿回路采用 H 式支腿，因?yàn)楸緳C(jī)為輕型起重機(jī)，支腿不外伸，每一支腿只有一個(gè)垂直液壓缸，支腿伸出后成 H形。還可以根據(jù)地面情況對(duì)各支腿進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。 起重機(jī)設(shè)置支腿機(jī)構(gòu)，目的是增加起重 機(jī)的穩(wěn)定性及起重能力。扳動(dòng)操縱閥 S， A 和 P、 B 和 O接通。 圖 。 圖 臂架伸縮方式 （ a） 順序伸縮 （ b） 同步伸縮 為了使起重機(jī)各節(jié)伸縮臂伸出后的載荷和起重機(jī)的起重量特性相適應(yīng)，伸臂的順序?yàn)?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 3→ 2的順序縮回。臂架采用液壓伸縮機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)伸縮和帶載伸縮，擴(kuò)大了汽車和輪胎起重機(jī)、鐵路救援起重機(jī)在復(fù)雜使用條件下的使用功能。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(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)功率，這種變幅的變幅機(jī)構(gòu)要求簡(jiǎn)單。但低速大扭矩液壓馬達(dá)成本高，使用可靠性不如高速液壓馬達(dá)，加之可以采用結(jié)構(gòu) 緊湊、傳動(dòng)比大的行星傳動(dòng)或