【正文】 。 平衡閥 Ki可以保證吊臂在載荷下平穩(wěn)收縮，同時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，三位四通手動換向閥（ 101）左位工作，其油路為： 進油路：過濾器 0→液壓泵（ 11）→手動換向閥（ 51）右位→手動換向閥（ 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 手動換向閥（ 52）工作在右位時，前支腿收回，其油路為： 進油路：過濾器 0→液壓泵（ 11）→手動換向閥（ 51）左位→手動換向閥（ 52）右位→前支腿液壓缸下腔。支腿收放回路和其他動作回路采用一個二位三通手動換向閥進行切換。各機構(gòu)組合情況如圖 所示。 輕型起重機的變幅機構(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活動腿 汽車起重機設(shè)置支腿可以大大提高起重機的起重能力。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，同時還可以防止因泄漏或管道破裂而造成吊臂回落。獨立伸縮是指各節(jié)伸縮臂無關(guān)聯(lián)地獨立進行伸縮動作。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。 圖 變幅回路 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。該形式在一些小噸位汽車起重機上有所應(yīng)用。 圖 汽車起重機各回路工作狀態(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)制動應(yīng)兼有常閉制動和常開制動（可以自由滑轉(zhuǎn)對中），兩種情況。 選取變幅液壓缸進行計算設(shè)計 ，提高其可靠性 。 本課題主要研究工作 本課題主要針對汽車起重機的功能、組成和工作特點，結(jié)合國內(nèi)外汽車起重機的運用現(xiàn)狀和發(fā)展趨 勢，設(shè)計一款能夠適應(yīng)國內(nèi)外工程建設(shè)的輕型汽車起重機（ QY8）液壓系統(tǒng)。 本課題來源 汽車起重機的液壓系統(tǒng)起著驅(qū)動和控制汽車起重機各機構(gòu)動作的作用。其中，徐州工程機械集團有限公司、長沙中聯(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)。 從液壓傳動的優(yōu)缺點來看，優(yōu)點大于缺點，根據(jù)國際上起重機的發(fā)展來看，不論大小噸位都采用液壓傳動系統(tǒng)。由于元件操縱可以微動，所以作業(yè)比較平穩(wěn)，從而改善了起重機的安裝精度，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會多，容易滲入。 圖 QY 8 型汽車起重機 汽車起重機作業(yè)時必須先打支腿，以增大機械的支承面積，保證必要的穩(wěn)定性。對起升機構(gòu)進行了初步設(shè)計，主要對組合式焊接鑄造卷筒作了結(jié)構(gòu)設(shè)計，運用完整的理論 進行 了筒壁 的 強度校核。 對變幅液壓缸進行結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計，具體進行了三鉸點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 型汽車起重機的外形，該機采用黃河牌 Jyl50C 型汽車底盤，由起升、變幅、回轉(zhuǎn)、吊臂伸縮相交腿機構(gòu)等組成，全為液壓傳動。 開式回路中馬達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。便于實現(xiàn)自動操作，改善了司機的勞動強度和條件。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)汽車起重機市場結(jié)構(gòu) 國內(nèi)主要的汽車起重機生產(chǎn)企業(yè)包括：重慶大江工業(yè) (集團 )有限責(zé)任公司、徐州工程機械集團有限公司、四川長江工程起重機有限責(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 )起重機有限公司、安徽柳工起重機有限公司、泰安工程機械總廠等。 當(dāng)前，汽車起重機行業(yè)的市場競爭呈現(xiàn)以下態(tài)勢： 制宜、兼有起重和運輸?shù)碾p重功能將發(fā)展成為市場熱點； 、全地面起重機成為企業(yè)追求利潤的增長點； ； ； ； 。 新型 QY8 汽車起重機，采用了雙泵單馬達、分合流油路、開式系統(tǒng)，根據(jù)各機構(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，起升與其余各機構(gòu)都可以進行聯(lián)合動作，提高工作效率，同時起升輕載及空載時，泵 2與泵 l可以同時合流供給起升，提高起升速度，擴大調(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)動機的油門調(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，用分流方式，即泵 2不參與起升工作，此時提升速度為低速；當(dāng)空載或輕載時用合流方式。 對起升機構(gòu)進行分析計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計 ，使其結(jié)構(gòu)緊湊 合理 ，壽命長 。 2. 回轉(zhuǎn)回路 （ 1）具有獨立工作能力。 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。從圖 可以看出，各個回路之間具有不同的功能、組成和工作特點。如圖 ，低速大扭矩液壓馬達的轉(zhuǎn)速每分鐘在 0100 轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，因此，可以直接在油馬達軸上安裝回轉(zhuǎn)機構(gòu)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。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構(gòu)較復(fù)雜，自重也較大，但工作機動性卻大為改善。同步伸縮是指各節(jié)伸縮臂 以相同的行程比率同時伸縮。很顯然I 號伸縮油缸先伸出，其次是Ⅱ號和Ⅲ號伸縮油缸伸出。該機構(gòu)縮回過程同前一方案。 與前述方案比較，由于該機構(gòu)裝有電液閥，從而需要設(shè)置電線和電線卷簡，但該方案的伸縮順序有可靠保證。蛙式支腿結(jié)構(gòu)簡單，跨距小，只適用于中小噸位起重機上使用。 伸縮回路有兩節(jié)伸縮臂和兩個液壓缸，液壓缸與鋼繩組合實現(xiàn)同時伸縮。 各機構(gòu)動作組合、分配及控制 1. 各機構(gòu)組合情況 圖 2． 11 各機構(gòu)動作組合情況 支腿機構(gòu)在起升過程中不能動作，但是支腿回路不工作時其他的回路均不能工作，起升與變幅，伸縮、回轉(zhuǎn)回路要有組合動作功能，回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅回路之間不需要組合動作。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→手動換向閥（ 52）左位→手動換向閥（ 51）左位→油箱。吊臂變幅運動由三位四通手動換向閥（ 101）控制，在其工作過程中，通過改變手動換向閥（ 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號伸縮油缸先伸出，其次是Ⅱ號伸縮油缸伸出。 吊臂縮回時的油路為： 進油路：過濾器 0→液壓泵（ 11）→手動換向閥（ 51）右位→手動換向閥（ 101）中位 →手動換向閥（ 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)，在制動器油路中設(shè)置了單向節(jié)流閥 (16)。 第 3 章 液壓系統(tǒng)計算 主要液壓元件的選擇 8 噸液壓汽車起重機的液壓元件較多 ,計算比較復(fù)雜 ,選擇時應(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) 液壓泵的計算和選擇 (1) 液壓泵的工作壓力 [9] maxP ≥ 1p + 1p?? 式中 : 1p — 液壓馬達的最大工作壓力 式中 : maxM — 起升馬達所受最大扭矩 maxM = mN? 1q — 起升馬達排量 (cm3/r),1q = 1m? — 起升馬達機械效率 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 — 液壓馬達所需最大流量 maxQ = 1max qn ? 式中 : maxn — 液壓馬達最高轉(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。螺紋連接如圖 所示，結(jié)構(gòu)簡單、實用，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)。 在此三鉸點設(shè)計中，采取圖所示方法來實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計， 這是一個 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)境和合理的機構(gòu)鉸點形狀。 此時 OA、 OB夾角為 176。分別取為 1800mm、 2800mm。通常在設(shè)計三鉸點時，是通過作圖和計算相結(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)計時可根據(jù)負載連接要求、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 中選擇型號為 的冷卻器，它能保持油液溫度在 55 C 左右。當(dāng)發(fā)動機經(jīng)分動箱輸出速度為 1500 r/min時，流量為 108L/min。 柱塞式液壓馬達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換向閥換向，不僅可以靈活方便地控制換向動作，還可通過手柄操縱來控制流量，實現(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、制動器組成的回轉(zhuǎn)緩沖裝置。 為使其伸縮運動平穩(wěn)可靠，并防止在停止時因自重而下滑，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→手動換向閥（ 101）右位→手動換向閥（ 102）中位→手動換向閥（ 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)手動閥組 A 和 B 輸送到各個執(zhí)行元件。 支腿回路采用 H 式支腿，因為本機為輕型起重機，支腿不外伸，每一支腿只有一個垂直液壓缸，支腿伸出后成 H形。還可以根據(jù)地面情況對各支腿進行單獨調(diào)節(jié)。 起重機設(shè)置支腿機構(gòu)，目的是增加起重 機的穩(wěn)定性及起重能力。扳動操縱閥 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 為了使起重機各節(jié)伸縮臂伸出后的載荷和起重機的起重量特性相適應(yīng)，伸臂的順序為 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構(gòu)，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(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，以減少變幅機構(gòu)的驅(qū)動功率，這種變幅的變幅機構(gòu)要求簡單。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(jié)構(gòu) 緊湊、傳動比大的行星傳動或