【正文】 和回轉(zhuǎn)泵的選擇 46 伸縮變幅回路泵的選擇 48 液壓閥的選擇 49 51 51 油箱選擇 53 濾油器的選擇 55 液壓傳動的工作介質(zhì)（液壓油）的選擇 55 QY25K汽車起重機(jī)主要元件明細(xì)表 556 系統(tǒng)各回路性能計算 56 56 管路系統(tǒng)容積效率及壓力效率計算 56 壓力損失 56 管路系統(tǒng)總效率 57 57 起升回路 57 58 59 597 QY25K汽車起重機(jī)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性分析 618 結(jié) 論 62致 謝 63參考文獻(xiàn) 64附錄A 65附錄B 7159 / 63前言工程起重機(jī)是各種工程建筑廣泛應(yīng)用的重要起重設(shè)備,是用來對物料進(jìn)行起重、運(yùn)輸、裝卸或安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，在工業(yè)和民用建筑中作為主要施工機(jī)械而得到廣泛運(yùn)用。圖11所示為安裝在專用汽車底盤上的伸縮臂式液壓汽車起重機(jī)。而生產(chǎn)量則是日本的多田野和藤加最多。這些企業(yè)經(jīng)過多年來對引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收、移植，使國產(chǎn)輪胎式起重機(jī)一些新產(chǎn)品的性能水平達(dá)到了國際80年代初的水平，產(chǎn)品產(chǎn)量也逐年有所提高?，F(xiàn)在，最大噸位的汽車起重機(jī)為德國利勃海爾公司生產(chǎn)的LTM11000D型。但汽車起重機(jī)也有其弱點(diǎn)，主要是起重機(jī)總體布置受汽車底盤的限制，一般車身都較長，轉(zhuǎn)彎半徑大，并且只能在起重機(jī)左右兩側(cè)和后方作業(yè)。所以QY25K型汽車起重機(jī)決定采用液壓傳動的形式。這樣，才能使自己設(shè)計出來的產(chǎn)品具有一定的先進(jìn)性，很高的性價比，才能在市場中具有很強(qiáng)的競爭能力。四個水平支腿或垂直支腿既可以單獨(dú)伸縮也可以同時伸縮。本機(jī)采用液控單向閥來鎖緊臂自動下滑，才用了一平衡閥來防止在變幅下降時產(chǎn)生超速現(xiàn)象。m1000支腿距離縱 向m橫 向m起升高度基 本 臂m最 長 主 臂m最 長 主 臂+副 臂m起重臂長度基 本 臂m最 長 主 臂m33最 長 主 臂+副 臂m工作速度參數(shù)起重臂變幅時間起 臂s75落 臂s45起重臂伸縮時間全 伸s100全 縮s60最 大 回 轉(zhuǎn) 速 度r/min起 升速 度主起升機(jī)構(gòu)滿載m/min75空載m/min120副起升機(jī)構(gòu)滿載m/min75空載m/min120 QY25K汽車起重機(jī)的工作等級起重機(jī)在有效工作期間有一定總工作循環(huán)數(shù)，起重機(jī)作業(yè)的工作循環(huán)是從準(zhǔn)備其吊物品開始到下一次其吊物品為止的過程。聯(lián)動功能實(shí)現(xiàn)的，即一個手柄同時控制兩個機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，這種操作方式對司機(jī)的操作水平要求很高，且有危險，實(shí)際作業(yè)中很少使用。(2)要求起落臂平穩(wěn)，微動性好，變幅在任意允許幅值位置能可靠鎖死。1)位移循環(huán)圖s—t圖25為液壓機(jī)的液壓缸位移循環(huán)圖，縱坐標(biāo)s表示活塞位移，橫坐標(biāo)t表示從活塞啟動到返回原位的時間，曲線斜率表示活塞移動速度。為回轉(zhuǎn)部件的飛輪效應(yīng)()。 變幅、伸縮機(jī)構(gòu)回路的設(shè)計1)變幅機(jī)構(gòu)回路的設(shè)計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34 伸縮機(jī)構(gòu)液壓油路回路圖Figure 34 39。本車采用H式支腿結(jié)構(gòu)比較合理。 液壓系統(tǒng)的控制分析 負(fù)荷傳感負(fù)荷傳感系統(tǒng)作為一種新型液壓控制技術(shù)，在許多新開發(fā)的液壓起重機(jī)上得到了應(yīng)用。液壓系統(tǒng)恒功率控制是要求根據(jù)負(fù)載的變化情況調(diào)整其輸出流量，使泵的輸出功率接近于負(fù)載所需要的功率，實(shí)現(xiàn)動力源和負(fù)載之的功率適應(yīng)和功率匹配，使原動機(jī)工作在最佳工況下，從而減少原動機(jī)的能耗，達(dá)到節(jié)能之目的。三鉸點(diǎn)布置的合理與否，對總體設(shè)計影響很大。時，這樣所計算出的結(jié)果是較為安全可靠的，此時+∠AOB=90176。 ——缸筒內(nèi)徑，D=160mm。 (3)活塞桿強(qiáng)度得驗(yàn)算 活塞桿工作時，一般主要受軸向拉壓作用力，因此活塞桿的強(qiáng)度驗(yàn)算可按直桿拉壓力（4）垂直液壓油缸缸筒壁厚的計算按薄壁計算缸筒壁厚，其計算公式為：故為薄壁缸。2)主卷揚(yáng)泵的選擇(1)主卷揚(yáng)卷筒的轉(zhuǎn)速 (56)式中：V1——主卷揚(yáng)單純最大速度，V1=130m/min(2)主卷揚(yáng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速 (57)(3)主卷揚(yáng)馬達(dá)流量 (58)式中：ηM1V——主卷揚(yáng)馬達(dá)容積效率，ηM1V=。 按三點(diǎn)支撐的壓力計算圖47 支腿受力分析圖Figure 47 leg stress analysis diagram水平支腿液壓缸的作用是將支腿臂在需要的時候推出固定支腿，使支腿的到一定的跨距，其作用力較小，參考同類設(shè)計，這里假定其所受的最大外負(fù)載力為F=100KN。A1=132cm2表41 液壓缸徑尺寸系列（單位/mm）[6] Series hydraulic cylinder diameter size(unit/mm)8101216202532405063801001251602002503204003)變幅液壓缸活塞桿直徑d的計算由于活塞桿受到壓力作用，且PN=22MPa＞7MPa，故d===112mm。因?yàn)橛透资芰υ趧蛩匐A段是不變的，我們所計算的油缸的受力是以當(dāng)起重為最大的候油缸所受的力為最大力。當(dāng)在工作幅度R吊起載荷Q時，對吊臂后鉸點(diǎn)C的平衡方程式為： （41） 式中：—變幅油缸推力； Q—工作負(fù)載的重量； h—變幅油缸推力對吊臂鉸點(diǎn)C的力臂； —吊臂的仰角； —吊臂的長度； —吊臂的重量； —吊臂的重心距C點(diǎn)的距離； S—起升繩的拉力； e—隨角變的起升繩到鉸點(diǎn)C的距離。負(fù)荷傳感閥的左端與泵出口壓力油相連，右端作用有負(fù)載壓力和負(fù)荷傳感閥彈簧力。第二種：水平同步伸，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上位（此時三位四通閥A2,B2，A3，B3，A4，B4，A5，B5采用的是并聯(lián)的方式連接）分別進(jìn)入四個水平液壓缸的無桿腔，實(shí)現(xiàn)水平缸伸長，同時有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。由于速度較低，慣性較小，一般不設(shè)緩沖裝置，液壓馬達(dá)的回轉(zhuǎn)由三位六通手動換向閥控制，當(dāng)三位六通手動換向閥工作在左位或右位時，分別驅(qū)動液壓馬達(dá)正向或反向回轉(zhuǎn)。通常，n節(jié)吊臂則相應(yīng)要有（n1）個液壓缸一活塞組。起升液壓油路回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓離合器、液壓制動器和液壓馬達(dá)組成。2)摩擦力矩Mf。(5)起重機(jī)行走時不產(chǎn)生掉腿現(xiàn)象。(3) 要求卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)微動性好，起、制動平穩(wěn)，重物停在空中任意位置能可靠制動，即二次下滑問題，以及二次下降時的重物或空鉤下滑問題，即二次下降問題。很多大型汽車起重機(jī)主臂前都有一個突出滑輪，在副卷揚(yáng)工作時，順著滑輪升降副吊鉤，用于幅臂單獨(dú)起吊較小起重量，很少使用。圖24 手動控制閥手柄的工作位置搭配情況Figure 24 manual control valve handle position match situation QY25K 汽車起重機(jī)的整機(jī)技術(shù)參數(shù)表21為汽車起重機(jī)行駛狀態(tài)主要技術(shù)參數(shù)[12]，表22為汽車起重機(jī)起重作業(yè)狀態(tài)主要參數(shù)?；芈分?，電磁閥僅通過推動液動閥所需的流量，流量較小，而流動閥才是通過工作機(jī)構(gòu)所需的大流量。汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)中液壓泵的動力，都是由汽車發(fā)動機(jī)通過裝在底盤變速箱上的取力箱提供。5)操縱、控制系統(tǒng): 機(jī)械式操縱是汽車起重機(jī)簡單、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。油液粘度和溫度的變化會影響機(jī)構(gòu)的工作性能。有的還設(shè)計成用于建筑基礎(chǔ)工程中，如裝設(shè)鉆孔裝置和掀動打樁拔樁裝置等一機(jī)多用的產(chǎn)品。所有這些因素都有力地促進(jìn)了汽車起重機(jī)的發(fā)展。3)新材料、新工藝的應(yīng)用。(2)多系列生產(chǎn)，中大噸位居多。根據(jù)吊臂結(jié)構(gòu)可分為定長臂、接長臂和伸縮臂三種，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。隨著中國社會的發(fā)展，社會生活中對起重機(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)場靈活，從而方便快捷，所以進(jìn)幾年我國的汽車式起重機(jī)發(fā)展很快。東亞約占銷售量的40%，北美和歐洲各約占20%。在起重機(jī)行業(yè)內(nèi)，國外的大型汽車起重機(jī)的發(fā)展比我國迅速，在技術(shù)和運(yùn)用上已相當(dāng)成熟，目前國際市場對汽車起重機(jī)的需求在不斷增加，從而使國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，機(jī)械自動化和自動化設(shè)備，這對起重機(jī)行業(yè)的發(fā)展造成了很大的影響。另外，國內(nèi)像徐州重工等重量級廠家，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噸級及以上的超大型產(chǎn)品，雖然與國外最大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，中國汽車起重機(jī)行業(yè)達(dá)到國際最先進(jìn)水平已經(jīng)是一個時間和進(jìn)度問題。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。便于實(shí)現(xiàn)自動操作，改善了司機(jī)的勞動強(qiáng)度和條件。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。2 QY25K汽車起重機(jī)工況分析 QY25K汽車起重機(jī)簡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)動機(jī)。同時負(fù)荷傳感閥使執(zhí)行元件的運(yùn)動速度與負(fù)載無關(guān)，降低了操作者的操作難度，減輕了操作者的勞動強(qiáng)度。25噸液壓汽車起重機(jī)還另外聯(lián)接和驅(qū)動各機(jī)構(gòu)的還有液壓傳動系統(tǒng)。 B—起重機(jī)一年中的工作天數(shù)，取B=300天。主卷揚(yáng)起升－回轉(zhuǎn)－下降（中間制動一次）起重噸位大，動作單一，很少與回轉(zhuǎn)等機(jī)構(gòu)組合動作 2基本臂；額定起重量的80％；相應(yīng)的工作幅度。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。 動力分析動力分析，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。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。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。(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。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，其穩(wěn)定度達(dá)到規(guī)定的要求即可。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。在此三鉸點(diǎn)設(shè)計中，采取圖所示方法來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計，這是一個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。 工作繩拉力N （47）式中：M=6。則=600MPa。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算得到： (438）式中：——液壓缸作用力； ——液壓缸無桿腔的面積。當(dāng)四個水平支腿同時工作時的流量為： (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)