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正文內(nèi)容

汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的說(shuō)明書(shū)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-19 17:26 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ....................................................................................87翻譯 ............................................................................................................................90第1章 概述 關(guān)于汽車起重機(jī)工程起重機(jī)是各種工程建設(shè)廣泛運(yùn)用的重要起重設(shè)備,是用來(lái)對(duì)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。它對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省人力,降低建設(shè)成本,提高施工質(zhì)量,加快建設(shè)速度,實(shí)現(xiàn)工程施工機(jī)械化起著十分重要的作用。目前我國(guó)是世界上使用工程起重機(jī)最大的國(guó)家之一。近年來(lái),隨著工程建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大,起重安裝工程量越來(lái)越大,吊裝能力、作業(yè)半徑和機(jī)動(dòng)性能的更高要求促使起重機(jī)發(fā)展迅速,具有先進(jìn)水平的塔式起重機(jī)和汽車起重機(jī)已成為機(jī)械化施工的主力。相對(duì)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(duì)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)。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。 液壓傳動(dòng)應(yīng)用于汽車起重機(jī)上的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)1. 在起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能上的優(yōu)點(diǎn):來(lái)自汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)油泵轉(zhuǎn)換到工作機(jī)構(gòu),其間可以獲得很大的傳動(dòng)比,省去了機(jī)械傳動(dòng)所需的復(fù)雜而笨重的傳動(dòng)裝置。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。同時(shí)還很方便的把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)槠揭七\(yùn)動(dòng),易于實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的變幅和自動(dòng)伸縮。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。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。由于元件操縱可以微動(dòng),所以作業(yè)比較平穩(wěn),從而改善了起重機(jī)的安裝精度,提高了作業(yè)質(zhì)量。采用液壓傳動(dòng),在主要機(jī)構(gòu)中沒(méi)有劇烈的干摩擦副,減少了潤(rùn)滑部位,從而減少了維修和技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間。2.在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)液壓傳動(dòng)的起重機(jī),結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,通用化和系列化,便于大批量生產(chǎn)時(shí)采用先進(jìn)的工藝方法和設(shè)備。此種起重機(jī)作業(yè)效率高,輔助時(shí)間短,因而提高了起重機(jī)總使用期間的利用率,對(duì)加速實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化大有好處。 缺點(diǎn)液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是漏油問(wèn)題難以避免。為了防止漏油問(wèn)題,元件的制造精度要求比較高。油液粘度和溫度的變化會(huì)影響機(jī)構(gòu)的工作性能。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。從液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)看,優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn),根據(jù)國(guó)際上起重機(jī)的發(fā)展來(lái)看,不論大小噸位都采用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)??v觀眾多用戶的反饋意見(jiàn),液壓式汽車起重機(jī)深受他們的歡迎和好評(píng)。所以 QY40 型汽車起重機(jī)決定采用液壓傳動(dòng)的形式。 液壓系統(tǒng)的類型液壓系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其工作目的必須經(jīng)過(guò)動(dòng)力源——控制機(jī)構(gòu)——機(jī)構(gòu)三個(gè)環(huán)節(jié)。其中動(dòng)力源主要是液壓泵;傳輸控制裝置主要是一些輸油管和各種閥的連接機(jī)構(gòu);執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是液壓馬達(dá)和液壓缸。這三種機(jī)構(gòu)的不同組合就形成了不同功能的液壓回路。泵—馬達(dá)回路是起重機(jī)液壓系統(tǒng)的主要回路,按照泵循環(huán)方式的不同有開(kāi)式回路和閉式回路兩種。開(kāi)式回路中馬達(dá)的回油直接通回油箱,工作油在油箱中冷卻及沉淀過(guò)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。但油箱的體積大,空氣和油液的接觸機(jī)會(huì)多,容易滲入。閉式回路中馬達(dá)的回油直接與泵的吸油口相連,結(jié)構(gòu)緊湊,但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,散熱條件差,需設(shè)輔助泵補(bǔ)充泄漏和冷卻。而且要求過(guò)濾精度高,但油箱體積小,空氣滲入油中的機(jī)會(huì)少,工作平穩(wěn)。 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)功能、組成和工作特點(diǎn)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。從圖 11 可以看出,各個(gè)回路之間具有不同的功能、組成和工作特點(diǎn):起升回路起升回路起到使重物升降的作用。起升回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓離合器和液壓馬達(dá)組成。起升回路是起重機(jī)液壓系統(tǒng)的主要回路,對(duì)于大、中型汽車起重機(jī)一般都設(shè)置主、副卷?yè)P(yáng)起升系統(tǒng)。它們的工作方式有單獨(dú)吊重、合流吊重以及單獨(dú)共同吊重三種方式,其中對(duì)于吊大噸位且要求速度不太高時(shí)用主卷?yè)P(yáng)吊的方式,對(duì)于吊小噸位且要求速度不太高時(shí)用副卷?yè)P(yáng)吊的方式;對(duì)于吊大噸位且要求速度比較高時(shí)用主副卷?yè)P(yáng)泵合流吊的方式;對(duì)于吊比較長(zhǎng)的物體時(shí)用單獨(dú)共同吊重方式。圖 11 汽車起重機(jī)各回路工作狀態(tài)圖2.回轉(zhuǎn)回路回轉(zhuǎn)回路起到使吊臂回轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)重物水平移動(dòng)的作用?;剞D(zhuǎn)回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓離合器和液壓馬達(dá)組成,由于回轉(zhuǎn)力比較小所以其結(jié)構(gòu)沒(méi)有起升回路復(fù)雜。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)。 3.變幅回路絕大部分工程起重機(jī)為了滿足重物裝、卸工作位置的要求,充分利用其起吊能力(幅度減小能提高起重量) ,需要經(jīng)常改變幅度。變幅回路則是實(shí)現(xiàn)改變幅度的液壓工作回路,用來(lái)擴(kuò)大起重機(jī)的工作范圍,提高起重機(jī)的生產(chǎn)率。變幅回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥和變幅液壓缸組成。工程起重機(jī)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。非工作性變幅指只是在空載條件下改變幅度。它在空載時(shí)改變幅度,以調(diào)整取物裝置的位置,而在重物裝卸移動(dòng)過(guò)程中,幅度不改變。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(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)功率,這種變幅的變幅機(jī)構(gòu)要求簡(jiǎn)單。工作性變幅能在帶載的條件下改變幅度。為了提高起重機(jī)的生產(chǎn)率和更好地滿足裝卸工作的需要,常常要求在吊裝重物時(shí)改變起重機(jī)的幅度,這種類型的變幅次數(shù)頻繁,一般采用較高的變幅速度以提高生產(chǎn)率。工作性變幅驅(qū)動(dòng)功率較大,而且要求安裝限速和防止超載的安全裝置。與非工作性變幅相比,這種變幅要求的變幅機(jī)構(gòu)較復(fù)雜,自重也較大,但工作機(jī)動(dòng)性卻大為改善。汽車起重機(jī)由于使用了支腿,除了吊非常輕的重物之外,必須帶載變幅。4.伸縮回路伸縮回路可以改變吊臂的長(zhǎng)度,從而改變起重機(jī)吊重的高度。伸縮回路主要由液壓泵、換向閥、液壓缸和平衡閥組成,根據(jù)伸縮高度和方式不同其液壓缸的節(jié)數(shù)結(jié)構(gòu)也就大不相同。汽車起重機(jī)的伸縮方式主要有同步伸縮和非同步伸縮兩種,同步伸縮就是各節(jié)液壓缸相對(duì)于基本臂同時(shí)伸出,采用這種伸縮方式不僅可以提高臂的伸出效率,而且可以使臂的結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化,提高起重機(jī)的吊重。伸縮回路只能在起重機(jī)吊重之前伸出。5.支腿回路支腿回路是用來(lái)驅(qū)動(dòng)支腿,支呈整臺(tái)起重機(jī)的。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。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(guò)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(duì)各支腿進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的運(yùn)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)隨著國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,世界能源的不斷短缺,現(xiàn)代施工項(xiàng)目對(duì)汽車起重機(jī)的要求也越來(lái)越高,高、深、尖、高效節(jié)能的液壓技術(shù)在汽車起重機(jī)上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)展示了強(qiáng)大的發(fā)展趨勢(shì)。汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)一般由起升、變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)、控制五個(gè)主回路組成,本文通過(guò)對(duì)五個(gè)主回路現(xiàn)狀的分析來(lái)探討其發(fā)展趨勢(shì)。1.起升液壓系統(tǒng) 對(duì)起重機(jī)來(lái)說(shuō),起升動(dòng)作是最頻繁的動(dòng)作。目前最常用的起升液壓系統(tǒng)為定量泵、定量或變量馬達(dá)開(kāi)式液壓系統(tǒng),然而,現(xiàn)代施工對(duì)起升系統(tǒng)提出了新的要求:節(jié)能、高效、可靠以及微動(dòng)性、平穩(wěn)性好。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,先前的定量馬達(dá)或液控變量馬達(dá)也將被電控變量馬達(dá)所取代。這種系統(tǒng)將能有效的達(dá)到輕載高速、重載低速和節(jié)能的效果。2. 變幅液壓系統(tǒng) 變幅液壓系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)也體現(xiàn)為節(jié)能高效,目前最先進(jìn)的為變幅下降時(shí)充分利用吊臂和重物的重力勢(shì)能,實(shí)現(xiàn)重力下放,下放的速度由先導(dǎo)手柄來(lái)無(wú)級(jí)控制,變幅平穩(wěn)沒(méi)有沖擊。3. 伸縮液壓系統(tǒng) 對(duì)于具有五節(jié)以下伸縮臂的伸縮液壓系統(tǒng),國(guó)內(nèi)一般采用同步或順序加同步的伸縮方式,當(dāng)采用兩級(jí)油缸時(shí),上下兩油缸實(shí)現(xiàn)內(nèi)部溝通,一般采用插裝式平衡閥;對(duì)于具有五節(jié)以上伸縮臂的液壓系統(tǒng),采用單缸插銷伸縮機(jī)構(gòu),這種伸縮機(jī)構(gòu)自重輕,能大幅提高起重機(jī)的起重性能,能有效的控制整機(jī)的重量,通過(guò)采用多油口和多平衡閥的油路來(lái)提高伸縮的效率。4. 回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng) 回轉(zhuǎn)也是起重機(jī)使用頻繁的動(dòng)作,但相對(duì)而言,回轉(zhuǎn)所需功率最少,因而回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的最高要求是:回轉(zhuǎn)平穩(wěn),起重作業(yè)無(wú)側(cè)載;回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)為通過(guò)小馬達(dá)、大傳動(dòng)比來(lái)實(shí)現(xiàn)操作平穩(wěn),通過(guò)設(shè)立回轉(zhuǎn)緩沖閥和自由滑轉(zhuǎn)機(jī)能來(lái)實(shí)現(xiàn)吊重的自動(dòng)對(duì)中功能,從而有效防止側(cè)載的產(chǎn)生。5. 操縱、控制系統(tǒng) 機(jī)械式操縱是汽車起重機(jī)最簡(jiǎn)單、最廣泛使用的一種操縱方式,液比例操縱系統(tǒng)在我廠也己廣泛使用并相當(dāng)成熟,操作性能得到了很大的提高;然而,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。 除此之外,液壓系統(tǒng)在以下幾方面也體現(xiàn)出明顯的發(fā)展趨勢(shì): (1) 、采用國(guó)際化配套,對(duì)系統(tǒng)性要求較高的液壓元件如泵、閥、馬達(dá)等采用國(guó)際化配套可提高產(chǎn)品的可靠性,另外,國(guó)外使用成熟、量大價(jià)廉的元件在國(guó)內(nèi)也廣泛使用。 (2) 、采用卡套式接頭,由于卡套式接頭在控制系統(tǒng)污染、防泄露等方面具有很強(qiáng)的優(yōu)越性,使用卡套式接頭能大大減少故障率和早期反饋率。 (3) 、在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)速度分檔,由于不同施工項(xiàng)目的不同要求,對(duì)起重機(jī)各動(dòng)作速度的要求也不一樣,速度分檔技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生,設(shè)計(jì)不同的速度檔位,以適用不同工況的要求。 (4) 、廣泛使用高度集成的、模塊化閥組,能簡(jiǎn)化管路,有效的減少液組,提高效率,節(jié)約能量,同時(shí)易于維護(hù)。 (5) 、向計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的縱深滲透,汽車起重機(jī)將向無(wú)線遙控技術(shù)、遠(yuǎn)程診斷服務(wù)技術(shù)、黑匣子自我保護(hù)技術(shù)等方向發(fā)展,為了實(shí)現(xiàn)整機(jī)的功能,液壓技術(shù)將同計(jì)算機(jī)技術(shù)相互滲透,共同發(fā)展。 本課題來(lái)源、任務(wù)要求和整機(jī)性能參數(shù)1. 課題來(lái)源 QY40 全液壓汽車起重機(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)?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)很多廠家還沒(méi)有生產(chǎn)出這款起重機(jī)來(lái),卻不斷的向生產(chǎn)大型起重機(jī)邁進(jìn)。隨著“神州第一吊”的 QY300 液壓汽車起重機(jī) 2022 年在中聯(lián)浦沅成功下線,這是引進(jìn)國(guó)外技術(shù)才生產(chǎn)出來(lái)的,代表了中國(guó)汽車起重機(jī)制造的最高水平,而不是設(shè)計(jì)的最高水平。生產(chǎn)廠家把生產(chǎn)的起重機(jī)所能夠吊的噸位作為生產(chǎn)能力的主要標(biāo)志,而忽視中小型起重機(jī)的技術(shù)發(fā)展,從某種方面來(lái)說(shuō)是不完美的。 本機(jī)液壓系統(tǒng)采用的液壓元件主要是由德國(guó)曼勒斯曼公司生產(chǎn)的,其中大多數(shù)是電液比例液壓元件。這種元件具有操作方便,微調(diào)性能好,可以對(duì)油路實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制等特點(diǎn),是目前世界上比較先進(jìn)的技術(shù)。采用這種技術(shù)設(shè)計(jì)出來(lái)的液壓系統(tǒng)操作性能和各機(jī)構(gòu)的控制性能都比較高,不僅各機(jī)構(gòu)的定位準(zhǔn)確,安全可靠,穩(wěn)定,而且操作靈活方便。為了使設(shè)計(jì)出來(lái)的起重機(jī)具有高的性能,設(shè)計(jì)時(shí)不竟要采用一些國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù),也要有自己的創(chuàng)新技術(shù)。這樣,才能使自己設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品具有一定的先進(jìn)性,很高的性價(jià)比,才能在市場(chǎng)中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。因此,設(shè)計(jì)這樣一款汽車起重機(jī)不僅很有必要而且是可行的。2. 任務(wù)要求(1) 、整機(jī)基本參數(shù)應(yīng)符合《汽車起重機(jī)基本參數(shù)》標(biāo)準(zhǔn)。(2) 、各工作機(jī)構(gòu)既能單獨(dú)單獨(dú)作業(yè)又能復(fù)合作業(yè),其中主卷?yè)P(yáng)單獨(dú)作業(yè)時(shí)能實(shí)現(xiàn)合流。(3) 、發(fā)動(dòng)機(jī)功率 80KW(3000r/min),最大扭矩 300Nm(1650r/min),液壓系統(tǒng)壓力 250Mpa. (4) 、液壓系統(tǒng)采用多泵多回路變量液壓系統(tǒng),主、副卷?yè)P(yáng)和回轉(zhuǎn)采用閉式回路,變幅、伸縮和支腿采用開(kāi)式回路。操作方式為先導(dǎo)伺服操作。(5) 、所設(shè)計(jì)的汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)構(gòu)成合理,技術(shù)性能先進(jìn),在滿足可靠性前提下具有一定的創(chuàng)新性。技術(shù)資料完整、正確。(6) 、撰寫(xiě)的汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究報(bào)告具有一定的理論性、使用性和獨(dú)創(chuàng)性。3. 整機(jī)主要性能參數(shù)最大起重量*幅度 40t*3m最大起升高度 46 m滑輪組倍率 11主臂長(zhǎng) (4 節(jié))主臂全程伸縮時(shí)間 162Sec主臂變幅范圍 280degree主臂變幅時(shí)間 60Sec主卷?yè)P(yáng)單繩速度 0110 m/min副卷?yè)P(yáng)單繩速度 40 m/minM 最大起升力矩 1401 最大回轉(zhuǎn)速度 r/min最高行駛速度 68 km/h最大爬坡度 37%最小轉(zhuǎn)彎半徑 12m行駛狀態(tài)總重 外形尺寸 支腿距離(縱向橫向) 上車空冷發(fā)動(dòng)機(jī) 斯太爾 最大功率 191KW(2600rpm)最大扭矩 828Nm(1600rpm) 本課題主要研究工作本課題主要針對(duì)汽車起重機(jī)的功能、組成和工作特點(diǎn),結(jié)合國(guó)內(nèi)外汽車起重機(jī)的運(yùn)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),設(shè)計(jì)一款能夠適應(yīng)國(guó)內(nèi)外工程建設(shè)的中型汽車起重機(jī)(QY40)液壓系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)本機(jī)液壓
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