【正文】 泵存在壓力受到限制和不能變量的缺陷，因而不能在閉式回 路、功率匹配回路等系統(tǒng)中應(yīng)用，故高壓柱塞泵是發(fā)展的必然。設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)要求各系統(tǒng)的動(dòng)作能夠滿足這些工況要 求。方向操縱兩個(gè)機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)能力。此外， 當(dāng)起重機(jī)的起升高度較大時(shí)，為了進(jìn)一步提高空鉤或輕載時(shí)的下降速度，在起升機(jī)構(gòu)上 往往設(shè)置重力下降裝置，即在起升卷筒與傳動(dòng)耳間裝有離合器，有液壓系統(tǒng)保證空鉤和 載荷的重力下降時(shí)，打開離合器及制動(dòng)器使起升卷筒與液壓馬達(dá)脫開自由轉(zhuǎn)動(dòng)，則空鉤 或重物在重力作用下，以較高的速度下降。變幅回路主要由液壓泵、換向閥、 平衡閥和變幅液壓缸組成如圖 。同步伸縮是指各節(jié)伸縮臂 圖 臂架伸縮方式（a）順序伸縮（b）同步伸縮 以相同的行程比率同時(shí)伸縮。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。蛙式支腿結(jié)構(gòu)簡單，跨距小， 適用于中小噸位起重機(jī)上使用。如圖 前支腿兩個(gè)液壓缸同時(shí)用一個(gè)三位四通手動(dòng)換向閥 7 控制其收、放動(dòng)作，而后支腿兩個(gè) 液壓缸則用另一個(gè)三位四通手動(dòng)換向閥 11 控制其收、 放動(dòng)作。 吊臂伸縮回路 吊臂由基本臂和伸縮臂組成，伸縮臂套裝在基本臂內(nèi)，由吊臂伸縮液壓缸驅(qū)動(dòng)進(jìn)行 伸縮運(yùn)動(dòng)。如圖 回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的回轉(zhuǎn)由三位四通手動(dòng)換向 閥 20 控制，當(dāng)三位四通手動(dòng)換向 20 工作在左位或右位時(shí)，分別驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)正向 或反向回轉(zhuǎn)。整個(gè)系統(tǒng)由支腿收放、吊臂 變幅、吊臂伸縮、轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)和吊重起升五個(gè)工作回路所組成，且各部分都具有一定的獨(dú) 40 18 立性。 則液壓泵的最大工作壓力 Pmax ≥18 + = Mpa 。起重機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)包括起升、回轉(zhuǎn)、變幅、伸縮臂、下降、空載、回轉(zhuǎn)、裝料 等工序。 δb ； n n —安全系數(shù)，對鋼管來說，p＜7 MPa 時(shí)，取 n = 8 ；p＜ MPa 時(shí)，取 n = 6 ；p＞由于液壓泵的吸油管道內(nèi)徑 d b = 56mm ＜80mm， 故管道材料采用10鋼， 的力學(xué)性質(zhì)得到10鋼消除應(yīng)力退火后的抗拉強(qiáng)度 δ b = 333 N / mm 2 。 閥類元件的選擇 閥類元件的選擇（參看液壓系統(tǒng)圖） （1）回路操縱閥 根據(jù)工作要求查[3]表 《耳閥機(jī)能》選擇 4WMMT 型手動(dòng)換向閥。 變幅機(jī)構(gòu)三鉸點(diǎn)的幾何關(guān)系簡化成?ABC （）。時(shí)， 力臂 緊湊 h=p 起臂時(shí)力臂h較大，在變 油缸工作條件惡劣，油缸 △ A3 B3C 幅過程中h＜p，在吊臂仰 參數(shù)選擇不合理，結(jié)構(gòu)緊 角較大時(shí)，力臂h小 湊 ，油缸鉸點(diǎn)A布置在 A2 A1 段上，可以使油缸工作壓力變化平穩(wěn)而且 機(jī)構(gòu)緊湊，所以A點(diǎn)應(yīng)該布置在段 A2 A1 上，在 α =40176。 20 2 20 2 36 （7）液壓缸缸筒壁厚 σ b 的計(jì)算 查[3]表 工程機(jī)械用缸外徑系列取變幅液壓缸外徑為 245mm，液壓缸體材料 為 45 號無縫鋼管。仍然處于不斷的發(fā) 展之中，在機(jī)械設(shè)備的控制系統(tǒng)中仍然占有著十分重要的位置。 3 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的發(fā)展歷程 23 主要液壓輔助裝置的選擇 28 變幅機(jī)構(gòu)三鉸點(diǎn)合理幾何形狀的分析 27 壓力表的選擇 20 起升馬達(dá)的計(jì)算和選擇 本學(xué)位論文屬于 保密 □，在_________年解密后適用本授權(quán)書。在設(shè)計(jì)過程中需要查閱文獻(xiàn)確定各個(gè)設(shè)計(jì)公式及其參數(shù)，進(jìn)行計(jì) 算。（4）活塞桿理論推力 F1 和拉力 F2 的計(jì)算 40 35 。能滿足此變幅油缸的鉸點(diǎn)A布置可有軌跡ad（） ，例如取三種狀態(tài)： 取p=△ A1 B1C 取p=△ A2 B2C 取p=△ A3 B3C 40 、 α ? h 、 α ? K 曲線。前傾式如圖 所示。根據(jù)液壓泵的流量查[3]表 《SU3 型技術(shù)規(guī)格》選擇 SU3F15016 型燒結(jié)式濾油器。 如令油箱尺寸的高、 寬、 長之比為 1∶1∶1 至 1∶2∶3， 油面高度選油箱高度的 ， 油箱靠自然冷卻使系統(tǒng)保持在允許溫度以下時(shí)，則油箱的散熱面積可近似用以下公式計(jì) 算[2]： A1 = 3 V 2 (313) 式中 V—油箱的有效體積， m3 ； A1 —油箱的散熱面積， m 2 。 Pr = 1 z pi qvi ti ∑ Tt i =1 η Pi (39) (38) Pc = Tt —工作周期，S。[2] 機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程機(jī)械 機(jī)械類型 磨床 組合機(jī)床 龍門刨床 拉床 建筑機(jī)械 液壓鑿巖機(jī) 工作壓力 ＜～2 / MPa 3～5 2～8 8～10 10～18 20～30 重型機(jī)械 起重運(yùn)輸機(jī)械 液壓機(jī) 大中型挖掘機(jī) 起升馬達(dá)的計(jì)算和選擇 （1） 作用于鋼絲繩上的最大靜拉力[1]： S max = Q Mη 2ηα (31) 式中 Smax—作用于鋼絲繩上的最大靜拉力，N； Q—起重量, Q=8000kg—吊鉤耳輪組倍率； η 2 —吊鉤耳輪組效率； ηα —鋼絲繩導(dǎo)向耳輪效率。通過調(diào)節(jié)該節(jié)流閥開進(jìn)的大小，能使制動(dòng)器抱閘迅速，而松閘則能緩 慢地進(jìn)行。 回油路： 伸縮液壓缸下腔→平衡閥 18→手動(dòng)換向閥 19 左位→手動(dòng)換向閥 20 中位→ 電磁閥 33 左位→油箱。 吊臂增幅時(shí)，三位四通手動(dòng)換向閥 14 右位工作，其油路為： 進(jìn)油路： 過濾器 2→液壓泵 3→手動(dòng)換向閥 5 右位→手動(dòng)換向閥 14 右位→平衡閥 15 中的單向閥→變幅液壓缸下腔。各機(jī)構(gòu)組合情況如圖 所示。在行駛時(shí)收回，工作時(shí)外伸撐地。扳動(dòng)操縱閥 S，使 A 與 P 耳通，同時(shí) B 與 O 也通，此時(shí)伸縮油缸 I 伸出。臂架采用液壓伸縮機(jī)構(gòu)，可 以實(shí)現(xiàn)無級伸縮和帶載伸縮，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。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)或蝸輪傳動(dòng)，高速液壓馬達(dá)在起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中使用廣泛。但缺點(diǎn)是節(jié)流的功率損失較大，而 且進(jìn)一步提高升降速度受液壓泵流量限制。 4. 伸縮回路 本機(jī)伸縮機(jī)構(gòu)采用三節(jié)臂 （含有兩個(gè)液壓缸） 由于本機(jī)為輕型起重機(jī)為了使本機(jī)運(yùn) ， 用廣泛，實(shí)現(xiàn)各節(jié)臂順序伸縮。還存在一些問題，起升速度低，最高起升速度只有 8m／min，起升速度調(diào)節(jié)范圍小。 中國汽車起重機(jī)底盤到目前已經(jīng)應(yīng)用了 CAN 總線控制系統(tǒng)，達(dá)到點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對 多點(diǎn)（成組）及全局廣播集中方式傳送和耳受數(shù)據(jù)，達(dá)到了防抱死防耳轉(zhuǎn)、電噴發(fā)動(dòng)機(jī) 控制、自動(dòng)變速，扭矩實(shí)時(shí)控制、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行速度等的自動(dòng)計(jì)算控制，提高了操縱的自動(dòng) 性、系統(tǒng)的可靠性、人機(jī)界面的可視性，達(dá)到了真正意義上的信息集成和智能化。不但使結(jié)構(gòu)緊湊，而且使整機(jī)重量大大的減 輕，增加了整機(jī)的起重性能。 汽汽車起重機(jī)是一種將起重作業(yè)部分安裝在汽車通用或?qū)Ｓ玫妆P上、具有載重汽車行 駛性能的輪式起重機(jī)。相對于其他起重機(jī)，汽車起重機(jī)不僅具有移動(dòng)方便，操作 靈活，易于實(shí)現(xiàn)不同位置的吊裝等優(yōu)點(diǎn)，而且對其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制的液壓系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn) 改進(jìn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的汽車起重機(jī)能夠滿足使用功能的 。在設(shè)計(jì)本機(jī)液壓 系統(tǒng)時(shí)，明確設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求，不要偏離題目；仔細(xì)研究設(shè)計(jì)方案，理清設(shè)計(jì)思路， 使設(shè)計(jì)過程清晰化。汽車起重 機(jī)的液壓系統(tǒng)由起升機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，變幅機(jī)構(gòu)，伸縮機(jī)構(gòu)和支腿部分等組成，全為液 壓傳動(dòng)。但總體來，中國的汽車起重機(jī)產(chǎn)業(yè)始終走著一條自主創(chuàng)新的道路，有著自己 清晰的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)。 （5）在多缸卸荷回路中，采用多路換向閥結(jié)構(gòu)，其中的每一個(gè)三位 四通手動(dòng)換向閥的中位機(jī)能都為 M 型中位機(jī)能，并且將閥在油路中串聯(lián)起來使用，這樣 可以使任何一個(gè)工作機(jī)構(gòu)單獨(dú)動(dòng)作；這種串連結(jié)構(gòu)也可在輕載下使機(jī)構(gòu)任意組合地同時(shí) 動(dòng)作，但采用 6 個(gè)換向閥串連連耳，會(huì)使液壓泵的卸荷壓力加大，系統(tǒng)效率降低，但由 于起重機(jī)不是頻繁作業(yè)機(jī)械，這些損失對系統(tǒng)的影響不大。 （2）要求卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)微動(dòng)性好，起、制動(dòng)平穩(wěn)，重物停在空中任意位置能可靠制動(dòng)， 即二次下耳問題，以及二次下降時(shí)的重物或空鉤下耳問題，即二次下降問題。 8 對汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)各主要回路的分析 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)各主要回路的分析汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)一般由起升、變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)、支腿和控制六個(gè)主回路組成。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使重物水平移動(dòng)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)。工作性變幅能在帶載的條 件下改變幅度。 圖 是利用各油缸有效面積差控制伸縮順，即Ⅰ號伸縮油缸活塞面積大，Ⅱ.Ⅲ號 伸縮油缸活塞面積逐次減小。若 電液換向閥 Cl 換位，則壓力油改道上行，經(jīng)電液換向閥 C2 及平衡閥 K2 進(jìn)入伸縮油缸 40 13 Ⅱ，于是伸縮油缸 E 開始伸出。 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。 回油路：前支腿液壓缸上腔→液控單向閥→手動(dòng)換向閥 7 左位→支腿回路安全閥→ 油箱。此外為了保證吊臂回縮時(shí)按預(yù)定的順序，不至因自重和耳動(dòng)阻力變化等因素 影響。起升液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)有一個(gè)三位四通換向閥 32（如圖 ）控制。 圖 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)圖 表 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的工作情況表 40 19 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn) 汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)有如下幾個(gè)特點(diǎn)： 1)該系統(tǒng)為雙泵雙回路、分合流油路、開式、串聯(lián)系統(tǒng)，采用了換向閥串聯(lián)組合， 不僅各機(jī)構(gòu)的動(dòng)作可以獨(dú)立進(jìn)行，而且在輕載作業(yè)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)起升和回轉(zhuǎn)復(fù)合動(dòng)作，以 提高工作效率。根據(jù)系統(tǒng)的要求以及壓力、流量的需 要，查[2]，型號為CBG2050/2040，最高工作壓力 為20MPa，額定轉(zhuǎn)速為2000r/min，合流最大流量 。管道的散熱面積， m 2 ； ?T —油溫與環(huán)境溫度之差，℃。 根 據(jù) 熱 交 換 量 =。 回路切換閥 5 的型號為 3WMM16A50FB10。 變幅機(jī)構(gòu)三鉸點(diǎn)合理幾何形狀的分析 前支式變幅機(jī)構(gòu)的鉸點(diǎn)?ABC中，令液壓缸全縮時(shí)長 l0 ，全伸時(shí)長 l ，即有 l = λ l0 ， 其中 λ 為變幅液壓缸的伸縮比，液壓缸全縮時(shí)，吊臂仰角為0176。 鉸點(diǎn) C 與回轉(zhuǎn)中心的距離 a 的取值范圍為 ～3m[6]，此時(shí) α Q =67176。變幅液壓缸的工作壓力 PN =22 MPa ，取 p y = PN = MPa h = AL py = 21mm 600 p y —試驗(yàn)壓力， MPa ； 缸底材料選用 45 鋼，查[7]表 65 得到 45 鋼的抗拉強(qiáng)度 δ b ≥600MPa，屈服強(qiáng)度 [δ ] = 綜合以上計(jì)算，查 [3] 表 可知液壓缸相關(guān)尺寸為：缸徑 φ AL =200mm ， D=245mm ， UE=270mm ， 耳環(huán)耳動(dòng)耳承CD=80mm ， Y=85mm ， PM=105mm ， MREW=9090，進(jìn)出油進(jìn)尺寸2EE為M422，耳環(huán)連耳耳耳為M853*95。 40 38 致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我們知識(shí)運(yùn)用能力的一次全面考核，也是對我們進(jìn)行科學(xué)研究的基本 功的訓(xùn)練，培養(yǎng)了我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立分析和解決問題的能力，為以后撰寫專業(yè) 學(xué)術(shù)論文和工作打下了良好的基礎(chǔ)。 6 汽車起重機(jī)典型工況分析及對液壓系統(tǒng)要求 6 汽車起重機(jī)的典型工況分析 16 轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)回路 14 各機(jī)構(gòu)組合分配及控制 4 課題來源 2 液壓系統(tǒng)在汽車起重機(jī)上應(yīng)用及其特點(diǎn) 40 39 參考文獻(xiàn) [1]蔡文彥．液壓傳動(dòng)系統(tǒng)[M]. 上海:上海交通大學(xué)出版社,1996. 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