【正文】 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。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)。前傾式如圖41所示。 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(jiǎn)圖。把和代入上式得m=、n1=、n2=。此時(shí)OA、176。；變幅液壓缸最大長(zhǎng)度=4000mm；變幅液壓缸最小長(zhǎng)度=2600mm。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。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(dòng)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。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)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?yè)P(yáng)馬達(dá)和泵的選擇1)主卷?yè)P(yáng)馬達(dá)的選擇(1) 主卷?yè)P(yáng)卷筒力矩 (51)式中：F1——主卷?yè)P(yáng)單繩最大拉力 F1=40KN。(4)主卷?yè)P(yáng)泵排量 (59)式中：nB1——主卷?yè)P(yáng)泵工作轉(zhuǎn)速，nB1=2500rpmηB1V——主卷?yè)P(yáng)泵容積效率，ηB1V=(5)主卷?yè)P(yáng)泵的型號(hào)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。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(wú)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(wú)桿腔的面積。垂直液壓缸所受的最大外負(fù)載力是F=707000N。則=600MPa。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(wú)桿腔和有桿腔的受力面積； PN為液壓缸的工作壓力，PN=22MPa。 工作繩拉力N （47）式中：M=6。 見圖44分析受力圖。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(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。因?yàn)镾e Q(R+a)，上式可簡(jiǎn)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)。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(dòng)動(dòng)臂變幅。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。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(duì)速度穩(wěn)定第三種：水平同步縮，液壓油經(jīng)吸油濾油器過濾后被2號(hào)泵吸入下車主供油路，經(jīng)壓力表測(cè)試，多余的油液會(huì)經(jīng)溢流閥流回下車主回油路，另一部分油液經(jīng)手動(dòng)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(wú)桿腔中的油液匯集后經(jīng)V,H手動(dòng)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。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。 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。(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(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。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(dòng)形式。變幅缸的內(nèi)漏和外漏會(huì)使工作幅度變大而造成重大事故。起升液壓回路設(shè)計(jì)原理圖如圖32所示。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。 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(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)。 動(dòng)力分析動(dòng)力分析，是研究機(jī)器在工作過程中，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。 QY25K汽車起重機(jī)主機(jī)的工況分析主機(jī)的用途、工藝過程、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。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)回轉(zhuǎn)回路(1)具有獨(dú)立工作能力。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。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。 B—起重機(jī)一年中的工作天數(shù)，取B=300天。表21 起重機(jī)行駛狀態(tài)主要技術(shù)參數(shù) Crane running status, main technical parameters類別項(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1112/1400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176。25噸液壓汽車起重機(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)。這樣電磁閥可靠性大大提高。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)強(qiáng)度。液壓泵為斜軸式柱塞泵，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以通過油門人為調(diào)節(jié)控制，其輸出的流量可以在一定的范圍內(nèi)通過控制汽車油門開度的大小來人為控制，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；液壓泵通過中心回轉(zhuǎn)接頭、開關(guān)和過濾器從油箱吸油；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 QY25K汽車起重機(jī)工況分析 QY25K汽車起重機(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)。 課題意義和主要研究任務(wù)QY25K汽車起重機(jī)屬于中型起重機(jī)，是工程建設(shè)中較常用的一款汽車起重機(jī)。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。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。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。 汽車起重機(jī)上液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)汽車起重機(jī)由于它是利用汽車底盤，所以具有汽車的行駛通過性能，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。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發(fā)出來的。根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有汽車起重機(jī)產(chǎn)品和技術(shù)資料的分析，近年來汽車起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。另外，國(guó)內(nèi)像徐州重工等重量級(jí)廠家，經(jīng)過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)度問題。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。在起重機(jī)行業(yè)內(nèi)，國(guó)外的大型汽車起重機(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，目前國(guó)際市場(chǎng)對(duì)汽車起重機(jī)的需求在不斷增加，從而使國(guó)外各大汽車式起重機(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。(3)注重適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性。東亞約占銷售量的40%，北美和歐洲各約占20%。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。隨著中國(guó)社會(huì)的發(fā)展，社會(huì)生活中對(duì)起重機(jī)的需求越來越大，所以起重機(jī)的研發(fā)越來越緊迫，由于汽車式起重機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)靈活，從而方便快捷，所以進(jìn)幾年我國(guó)的汽車式起重機(jī)發(fā)展很快。隨著液壓傳動(dòng)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車起重機(jī)已經(jīng)成為各起重機(jī)生產(chǎn)廠家主要發(fā)展對(duì)象。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。汽車起重機(jī)的市場(chǎng)主要集中在東亞、北美和歐洲。(2)多系列生產(chǎn)，中大噸位居多。1990年，日本多田野兼并了德國(guó)法恩公司等。3)新材料、新工藝的應(yīng)用。這其中，形成了獨(dú)用的多橋板簧平衡懸掛技術(shù)，解決了多橋車輛在設(shè)計(jì)中的橋荷平衡，以及行駛過程中單橋過載等問題，并且實(shí)現(xiàn)了多橋（四橋以上）車輛的多橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，滿足了國(guó)家對(duì)公路車輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑的要求，使得汽車式大噸位起重機(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ΑＫ羞@些因素都有力地促進(jìn)了汽車起重機(jī)的發(fā)展。目前，下俯式臂架已成為“迷你”起重機(jī)的重要標(biāo)志。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。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。油液粘度和溫度的變化會(huì)影響機(jī)構(gòu)的工作性能。起升系統(tǒng)節(jié)能、高效、可靠以及微動(dòng)性、平穩(wěn)性更好。5)操縱、控制系統(tǒng): 機(jī)械式操縱是汽車起重機(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)，汽車起重機(jī)將向智能化發(fā)展。對(duì)液壓油缸進(jìn)行設(shè)計(jì)與圖紙繪制。汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)中液壓泵的動(dòng)力，都是由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過裝在底盤變速箱上的取力箱提供。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?；芈分校姶砰y僅通過推動(dòng)液動(dòng)閥所需的流量，流量較小，而流動(dòng)閥才是通過工作機(jī)構(gòu)所需的大流量。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。圖24 手動(dòng)控制閥手柄的工作位置搭配情況Figure 2