【文章內(nèi)容簡介】 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。 ：支腿回路主要由液壓泵、水平液壓缸、垂直液壓缸和換向閥組成。 目前支腿大都采用液壓支腿。支腿機(jī)構(gòu)有三種基本形式：蛙式支腿、 H型支腿和 X 型支腿（如圖 ）。蛙式支腿結(jié)構(gòu)簡單，跨距小，只適用于中小噸位起重機(jī)上使用。 支腿盤 支腿搖臂 液壓缸 車架 活動套 撐桿 圖 蛙式支腿 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。為了使起重機(jī)在吊重過程中安全可靠，支腿要求堅(jiān)固可靠，伸縮方便。在行駛時(shí)收回，工作時(shí)外伸撐地。還可以根據(jù)地面情況對各支腿進(jìn)行單 獨(dú)調(diào)節(jié)。 液壓系統(tǒng)類型的擬定 本機(jī)液壓系統(tǒng)分析 根據(jù)開式和閉式系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)、典型工況，結(jié)合國內(nèi)外同類產(chǎn)品的具體情況，液壓系統(tǒng)決定選用多泵多回路和多種型式的高壓變量系統(tǒng)。為了使液壓系統(tǒng)更加易于檢修和使結(jié)構(gòu)更簡單明了，在起升、回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅、支腿和控制 6個液壓回路中全部采用開式油路。 由于本機(jī)屬于輕型起重機(jī)，回轉(zhuǎn)比較頻繁，所以回轉(zhuǎn)油路由變量泵和定量馬達(dá)組成。 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(shí)現(xiàn)同時(shí)伸縮。 輕型起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)，采用單缸回路。 為了提高效率，本輕型起重機(jī)回轉(zhuǎn)、 伸縮、變幅回路可以協(xié)調(diào)工作。因此采用了三個三位四通換向閥來分別控制三個動作，這樣操作起來十分方便，簡單。 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，每一支腿只有一個垂直液壓缸，支腿伸出后成 H形。支腿回路的各油缸均采用手柄操縱換向閥來實(shí)現(xiàn)各種控制?；芈分兄扔吐芬嚎貑蜗蜷y可以防止支腿軟腿現(xiàn)象。 根據(jù)汽車起重機(jī)的工況，支腿回路、回轉(zhuǎn)回路、伸縮回路和變幅回路通常單獨(dú)工作，所以可以采用同一個液壓泵并聯(lián)組合供油。 各機(jī)構(gòu)動作組合、分配及控制 1. 各機(jī)構(gòu)組合情況 支腿機(jī)構(gòu)在起升過程中不能動作，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)回路要有組合動作功能，回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅回路之間不需要組合動作。各機(jī)構(gòu)組合情況如圖 所示。 圖 2． 11 各機(jī)構(gòu)動作組合情況 2. 動力分配情況 根據(jù)設(shè)計(jì)要求、工作情況、起重量等，本機(jī)的動力分配如圖 所示： 圖 上車動力分配情況 支腿機(jī)構(gòu) 回 轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu) 變幅機(jī)構(gòu) 伸 縮 機(jī)構(gòu) 起伸機(jī)構(gòu) 伸縮機(jī)構(gòu) 變幅機(jī)構(gòu) 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 支 腿 機(jī)構(gòu) 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu) 泵 2 泵 1 分動箱 合流 輪式 起重 汽車 液壓系統(tǒng)的工作原理總成 三聯(lián)齒輪泵 中心回轉(zhuǎn) 油箱 、溢流閥 、溢流閥 、單向閥 、液控單向閥 下部多路閥 水平液壓缸 垂直液壓缸 雙向液壓鎖 濾油器 回轉(zhuǎn)壓力表 、梭閥 、單向閥 、溢流閥 、制動缸 1起升壓力表 1 80泵壓力表 、溢流閥 、三位六通換向閥 、溢流閥 、三位六通換向閥 三位六通換向閥 、三位六通換向閥 1溢流閥 1回 轉(zhuǎn)馬達(dá) 1伸縮液壓缸 1平衡閥 1變幅液壓缸 平衡閥 2起升馬達(dá) 2平衡閥 2梭閥 2閘缸 2單向節(jié)流閥 支腿收放回路 由于汽車輪胎支撐能力有限，且為彈性變形體，作業(yè)時(shí)很不安全，故在起重作業(yè)前必須放下前、后支腿，用支腿承重使汽車輪胎架空。在行駛時(shí)又必須將支腿收起，輪胎著地。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。前支腿兩個液壓缸同時(shí)用一個三位四通手動換向閥控制其收、放動作，而后支腿兩個液壓缸則用另一個三位四通手動換向閥控制其收、放動作。為確保支腿能停放在任意位置并能可靠地鎖住，在支腿液壓缸的控制回路中設(shè)置了雙向液壓鎖。 當(dāng)三位四通手動換向閥工作在左位時(shí)，前支腿放下，其油路為： 進(jìn)油路：過濾器→液壓泵→手動換向閥左位→手動換向閥左位→前支腿液壓缸上腔。 回油路：前支腿液壓缸下腔→液控單向閥→手動換向閥左位→手動換向閥左位→油箱。 當(dāng)三位四通手動換向閥工作在右位時(shí)，前支腿收回，其油路為： 進(jìn)油路：過濾器→液壓泵→手動換向閥左位→手動換向閥右位→前支腿液壓缸下腔。 回油路：前支腿液壓缸上腔→液控單向閥→手動換向閥右位→手動換向閥左位→油箱。 后支腿液壓缸用三位四通手動換向閥控制，其油路流動情況與前支腿油 路類似。 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。吊臂的變幅運(yùn)動由變幅液壓缸驅(qū)動，變幅要求能帶載工作，動作要平穩(wěn)可靠。本機(jī)為小噸位吊車采用單個變幅液壓缸變幅方式。為防止吊臂在停止階段因自重而減幅，在油路中設(shè)置了平衡閥 ,提高了變幅運(yùn)動的穩(wěn)定性和可靠性。吊臂變幅運(yùn)動由三位四通手動換向閥（控制，在其工作過程中，通過改變手動換向閥開口的大小和工作位，即可調(diào)節(jié)變幅速度和變幅方向。 吊臂增幅時(shí)，三位四通手動換向閥左位工作，其油路為： 進(jìn)油路：過濾器→液 壓泵→手動換向閥右位→手動換向閥左位→平衡閥中的單向閥→變幅液壓缸下腔。 回油路：變幅液壓缸上腔→手動換向閥左位→手動換向閥中位→手動換向閥中位一油箱。 吊臂減幅時(shí)，三位四通手動換向閥右位工作，其油路為 進(jìn)油路：過濾器→液壓泵→手動換向閥右位→手動換向閥右位→變幅液壓缸上腔。 回油路：變幅液壓缸下腔→平衡閥→手動換向閥右位→手動換向閥中位→手動換向閥中位→油箱。 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)動進(jìn)行伸縮運(yùn)動。 本系統(tǒng)是 利用各油缸有效面積差控制伸縮順 ,各活塞腔是聯(lián)通的，各油缸活塞桿腔也是聯(lián)通的。 圖 241 液壓回路伸縮臂機(jī)構(gòu) 1液壓泵； 2手動換向閥； 3電磁閥； 4平衡閥； 5平衡閥； 6液壓缸； 7液壓缸 吊重起升回路 吊重起升是系統(tǒng)的主要工作回路。吊重的起吊和落下作業(yè)由一個大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)驅(qū)動卷揚(yáng)機(jī)來完成。起升液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)有一個三位四通換向閥（控制。馬達(dá)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié) (即起吊速度 ) 主要通過改變泵一二分合流方式來實(shí)現(xiàn)，還可以通過調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及手動換向閥的開口來調(diào)節(jié)。回路中設(shè)有平衡 閥，用以防止重物因自重而下滑。由于液壓馬達(dá)的內(nèi)泄漏比較大，當(dāng)重物吊在空中時(shí)，盡管回路中設(shè)有平衡閥，重物仍會向下緩慢滑落，為此，在液壓馬達(dá)的驅(qū)動軸上設(shè)置了制動器。當(dāng)起升機(jī)構(gòu)工作時(shí)，在系統(tǒng)油壓的作用下，制動器液壓缸使閘塊松開，當(dāng)液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動時(shí)，在制動器彈簧的作用下，閘塊將軸抱死進(jìn)行制動。當(dāng)重物在空中停留的過程中重新起升時(shí)，有可能出現(xiàn)在液壓馬達(dá)的進(jìn)油路還未建立起足夠的壓力以支撐重物時(shí)，制動器便解除了制動，造成重物短時(shí)間失控而向下滑落。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。通過調(diào)節(jié)該節(jié)流閥開口的 大小，能使制動器抱閘迅速，而松閘則能緩慢地進(jìn)行。 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。下面僅以起升馬達(dá)和液壓泵為例。 8 噸液壓汽車起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)的初定 最大起重量 8噸； 最高提升速度 maxV =15 min/m ； 起升減速傳動比 i =； 以上參數(shù)在下述計(jì)算中不再標(biāo)出。 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 [9] 式中 : Q — 起重量 (N) Q =8000kg=8000kg (2) 起升馬達(dá)所受最大扭矩 [9] 式中 : 2? — 動力系數(shù) 2? = 1+ V 則 2? = 1+ = V — 最高起升速度 V =15m/min =NS 1 4 3 2 7 8 4 0 0m a x ????NM QS??? 2m a x?mNi DSMch??? ???? ?2 m a xm a x2m a xmNM ???? ??? a x(式 32) (式 33) (式 31) (3) 液壓馬達(dá)的排量 [9] m? — 液壓馬達(dá)機(jī)械效率 ,通常取 m? = (4) 液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速 [9] (5) 液壓馬達(dá)的選擇 齒輪式和葉片式輸出扭矩較小 , 且不適于低速傳動 , 因此 , 一般情況下均采用柱塞式液壓馬達(dá)。 柱塞式液壓馬達(dá)可分為徑向柱塞式和軸向柱塞式兩種。軸向柱塞式液壓馬達(dá)除具有轉(zhuǎn)速范圍寬、扭矩大的優(yōu)點(diǎn)外 ,還具有結(jié)構(gòu)緊湊 、徑向尺寸小、轉(zhuǎn)動慣量小等優(yōu)點(diǎn) ,故選用之。根據(jù)對國產(chǎn)軸向柱塞式液壓馬達(dá)產(chǎn)品的性能比較 ,8 噸液壓汽車起重機(jī)選用了上海液壓泵廠引進(jìn)西德海卓瑪?shù)倏斯炯夹g(shù)生產(chǎn)的 定量馬達(dá) ,型號為 ,輸入排量為 ,最高轉(zhuǎn) 2390r/min最大輸入流量131L/min,最大功率 78Kw , 最大輸出扭 312N m,其詳細(xì)數(shù)據(jù)見附錄 1。 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 = rmPMQm/ 3m a x???rcmrmQ /????? ?? ?mi n/m a xm a xm a x rD Vimn ? ??? ?m in/1 5 0 64 1 rn ??? ???2611m a x1 / mNq MPm ??? ?(式 34) (式 35) (式 36) 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。對于汽車起重機(jī) ,其液壓系統(tǒng)負(fù)載大、功率大、精度要求不高。所以 , 一般采用齒輪泵。根據(jù)系統(tǒng)的要求以及壓力、流量的需要 ,8 噸液壓汽車起重機(jī)選擇了 40/32 型雙聯(lián)齒輪泵 ,型號為：CBG40/32H，其最高工作壓力 25Mpa ,最高轉(zhuǎn)速 2500r/min ,兩泵的理論排量分別為40cm3/r 和 32cm3/r，合流最大流量為 180L/min。當(dāng)發(fā)動機(jī)經(jīng)分動箱輸出速度為 1500 r/min時(shí)，流量為 108L/min。型號為： CBG40/32H。 液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升計(jì)算 計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 由于液壓阻力產(chǎn)生的壓力損失以及整個系統(tǒng)的機(jī)械損失和容積損失組成了能量的總損失，這些能量根據(jù)守恒定律，它不會自行消失而 是轉(zhuǎn)化成了熱能，從而使油液的溫度升高，油溫過高，不僅使油的性質(zhì)發(fā)生變化，影響系統(tǒng)工作，而且會引起容積效率的下降，因此，油溫必須控制在一定的范圍內(nèi)，保證基本臂最大起重量40 個工作循環(huán)后，油箱內(nèi)液壓油的相對溫升在不加冷卻器的情況下，不超過 75176。（見 [1]）。 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(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 [1]： hr r cp p p?? M p ap 4 ????則 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]。 11 z i i irit piPQ tp T ??? ? (式 37) 111 nmc W i i W j j jijtp F s T tT ????????????? (式 38) 式中 tT 為工作周期 s z、 n、 m 分別為液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)的數(shù)量 iP 、 iQ 、 pi? 分別為第 i 臺泵的實(shí)際輸出壓力、流量、效率 it 為第 i 臺泵工作時(shí)間 s WjT 、 j? 、 jt 為液壓馬達(dá)的外載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、工作時(shí)間 Nm? 、 rad/s、 s WiF 、 is 為液壓