【文章內(nèi)容簡介】 度不太高時用主卷揚吊的方式，對于吊小噸位且要求速度不太高時用副卷揚吊的方式；對于吊大噸位且要求速度比較高時用主副卷揚泵合流吊的方式；對于吊比較長的物體時用單獨共同吊重方式。 2．回轉(zhuǎn)回路 回轉(zhuǎn)回路起到 使吊臂回轉(zhuǎn)，實現(xiàn)重物水平移動的作用。 回轉(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組成，由于回轉(zhuǎn)力比較小所以其結(jié)構(gòu)沒有起升回路 復雜。 回轉(zhuǎn)機構(gòu)使重物水平移動的范圍有限，但所需功率小，所以一般汽車起重機都設計成全回轉(zhuǎn)式的，即可在左右方向任意進行回轉(zhuǎn)。 3．變幅回路 絕大部分工程起重機為了滿足重物裝、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。變幅回路則是實現(xiàn)改變幅度的液壓工作回路，用來擴大起重機的工作范圍，提高起重機的生產(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。它在空載時改變幅度，以調(diào)整取物裝置的位置，而在重物裝卸移動過程中，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，以減少變幅機構(gòu)的驅(qū)動功率，這種變幅的變幅機構(gòu)要求簡單。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改變起重機的幅度，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構(gòu)較復雜，自重也較大，但工作機動性卻大為改善。汽車起重機由于使用了支腿，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 改變吊臂的長度，從而改變起重機吊重的高度。 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。 哈爾濱理工大學學士學位論文 7 汽車起重機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)液壓缸相對于基本臂同時伸出，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)大大簡化，提高起重機的吊重。伸縮回路只能在起重機吊重之前伸出。 5． 支腿回路 支腿回路是用來驅(qū)動支腿，支呈整臺起重機的。 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。 汽車起重機設置支腿可以大大提高起重機的起重能力。為了使起重機在吊重過程中安全可靠，支腿要求堅固可靠，伸縮方便。在行駛時收回，工作時外伸撐地。還可以根據(jù)地面情況對各支腿進行單獨調(diào)節(jié)。 6． 重鐵回路 伸縮式重鐵掛放平衡機構(gòu)位于后轉(zhuǎn)臺，重鐵伸縮臂一端與后轉(zhuǎn)臺固定，另一端上安裝有重鐵掛放機構(gòu)，配重鐵為便于回送時保持整機軸重均衡，分為前活動配重鐵及后配重鐵兩部分，回送時前活動配重鐵放置在底架前端，吊重時通過轉(zhuǎn)車，將兩塊配重鐵疊加，并由掛放機構(gòu)（掛放油缸）吊起，起重作業(yè)時，根據(jù)實際吊重情況配重伸縮臂內(nèi)的伸縮油缸進行伸縮 ，從而使配重伸縮臂進行一定長度的伸縮，配重機構(gòu)連同配重鐵的重量作用于伸縮臂這一懸臂梁結(jié)構(gòu)上，形成一定的力矩與前轉(zhuǎn)臺吊重所產(chǎn)生的力矩相平衡，保證整車重心在安全支承范圍內(nèi)。 本課題的性能參數(shù) 配重總重量 35t 起重機最大起重量 160t 最大起重力矩 哈爾濱理工大學學士學位論文 8 第 3 章 液壓系統(tǒng)工況分析 典型工況的分析及對系統(tǒng)的要求 伸縮機構(gòu)的作業(yè)情況 汽車起重機工作中主要用到的機構(gòu)是主、副卷揚機構(gòu)，回轉(zhuǎn)機構(gòu)；在重物下降定位時常常用到變幅機構(gòu)。帶載伸縮是比較危險的，在實際作業(yè)中很少使用，空載吊臂伸縮循環(huán)僅占試驗基本工況作業(yè)循環(huán)次數(shù)的 5％ ，故伸縮及帶載伸縮不是典型工況。 副臂的作業(yè)情況 大多數(shù)汽車起重機都帶有副臂，它的作用是增加起重機的最大起升高度。很多大型汽車起重機主臂前都有一個突出滑輪，在副卷揚工作時，順著滑輪吊下副鉤，用于主、副卷揚的組合動作，而很少用副臂與主卷揚進行組合動作。本機屬于中型起重機，不提倡采用副臂，不過可以增加臂的節(jié)數(shù)來增大最大起升高 度。 三個以上機構(gòu)的組合作業(yè)情況 有些大型汽車起重機要求有三、四個動作同時組合功能，是靠手柄的45176。聯(lián)動功能實現(xiàn)的，即一個手柄同時控制兩個機構(gòu)的運動，這種操作方式對司機的操作水平要求很高，且有危險，實際作業(yè)中很少使用。本機為中型起重機實現(xiàn)功能沒有大型的多，操作也沒大型的那么復雜，采用電液比例伺服系統(tǒng)來控制，操作靈活穩(wěn)定，因此，對操作人員要求不是很高。 工作狀況對系統(tǒng)的要求 根據(jù)汽車起重機的典型工作狀況對系統(tǒng)的要求主要反映在對以下幾個液壓回路的要求上。 1. 起升回路 （ 1）主、副卷揚既能單動 ，又能同時動作，要求自動分流合流并將保證低壓合流高壓自動分流。 （ 2）副卷揚只要求單泵供油。 （ 3）要求卷揚機構(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。 2. 回轉(zhuǎn)回路 （ 1）具有獨立工作能力。 （ 2）回轉(zhuǎn)制動應兼有常閉制動和常開制動（可以自由滑轉(zhuǎn)對中），兩種哈爾濱理工大學學士學位論文 9 情況。 3. 變幅回路 （ 1）帶平衡閥并設有二次液控單向閥鎖住保護裝置。 （ 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。 （ 3）要求在有載荷情況下能微動。 （ 4）平衡閥應備有下腔壓力傳感器接口，作為力矩限制器檢測星號源。 4. 伸縮回路 本機伸縮機構(gòu)采用四節(jié)臂（含有三個液壓缸），由于本機為中型起重機為了使本機運用廣泛，采用電液閥控制液壓缸實現(xiàn)各節(jié)臂順序伸縮。各節(jié)臂具有任意伸縮的選擇性，但不能實現(xiàn)同部伸縮。 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。 （ 2）操縱元件必須具有 45? 方向操縱兩個機構(gòu)聯(lián)動能力。 6. 支腿回路 （ 1）要求垂直支腿不泄漏，具有很強的自鎖能力（不軟腿）。 （ 2）要求各支腿可以進行單獨調(diào)整。 （ 3）要求水平支腿伸出距離足夠大，能夠滿足最大吊重而不至于整機傾翻。 （ 4）要求垂直支腿能夠承載最大起重時的壓力。 （ 5）起重機行走時不產(chǎn)生掉腿現(xiàn)象。 7. 重鐵回路 伸縮式重鐵掛放平衡機構(gòu)位于后轉(zhuǎn)臺，重鐵伸縮臂一端與后轉(zhuǎn)臺固定，另一端上安裝有重鐵掛放機構(gòu)，配重鐵為便于回送時保持整機軸重均衡，分為前活動配重鐵及后配重鐵兩部分，回送時前活動配重鐵放置在底架前端，吊重時通過轉(zhuǎn)車，將兩塊配重鐵疊加，并由掛放機構(gòu)（掛放油缸）吊起，起重作業(yè)時，根據(jù)實際吊重情況配重伸 縮臂內(nèi)的伸縮油缸進行伸縮，從而使配重伸縮臂進行一定長度的伸縮，配重機構(gòu)連同配重鐵的重量作用于伸縮臂這一懸臂梁結(jié)構(gòu)上，形成一定的力矩與前轉(zhuǎn)臺吊重所產(chǎn)生的力矩相平衡，保證整車重心在安全支承范圍內(nèi)。 重鐵機構(gòu)工況分析 配重總重量 ，即為 . 1. 工作負載 FW 不同的機器有不同的工作負載。對于液壓起重機來說，工件的壓制抗哈爾濱理工大學學士學位論文 10 力即為工作負載。工作負載 FW 與液壓缸運動方向相反時為正值，方向相同時為負值。工作負載既可以為定值也可以為變值，其大小根據(jù)具體情況加以計算，有時還要由樣機實測確定。 FW=16010179。=1568KN 2. 導軌摩擦負載 Ff 導軌摩擦負載是指液壓缸驅(qū)動運動部件時所受的導軌摩擦力，其值與運動部件的導軌形式、放置情況及運動狀態(tài)有關。各種形式導軌的摩擦負載計算公式可查閱有關手冊。 靜摩擦阻力： Ffs=10?= 動摩擦阻力： Ffd=10?= 3. 慣性負載 Fi 慣性負載是運動部件在啟動加速或制動減速時的慣性力，其值可按照牛頓第二定律求出，即 Fi=(G/g)(ΔV/Δt) 式中： g重力加速度 ΔVΔt 時間內(nèi)的速度變化值 Δt— 啟動、制動或速度轉(zhuǎn)換時間。 Δt 可取 ～ ,輕載低速時取較小值。 Fi=10?／ = Fn=10?10179。=840KN G 垂直或傾斜放置的運動部件，在沒有平衡的情況下，其自重也成為一種負載。傾斜放置時，只計算重力在運動上的分力。液壓缸上行時重力取正值，反之取負值。 G=mg=343KN Fs 密封負載是指密封裝置的摩擦力，其值與密封裝置的類型和尺寸、液壓缸的制造質(zhì)量和油液的工作壓力有關。 Fs 的計算公式詳見有關手冊。在未完成液壓系統(tǒng)設計之前，不知道密封裝置的參數(shù)，無法計算。一般用液壓缸的機械效率 m? 加 以考慮， 一般取 m? =～ 。 6．背壓負載 Fb 背壓負載是指液壓缸回油腔背壓所造成的阻力。在系統(tǒng)方案及液壓缸結(jié)構(gòu)尚未確定之前，其無法計算，在負載計算時，可暫時不考慮。 7. 液壓缸在各工作階段的負載值 ： 其中： ?? 。 m? — — 液壓缸的機械效率，一般取 m? =～ 。 表 31： 工作循環(huán)各階段的外負載 哈爾濱理工大學學士學位論文 11 工況 負載組成 推力 F/ m? 啟動 F= Fn+ FfsG=560KN 628KN 加速 F= Fn+ Ffd+FiG=557KN 619KN 快進 590KN 工進 F= Fn+ Ffd+ FwG=2100KN 2333KN 快退 F= Fn+ Ffd+G=1217KN 1353KN 負載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制 負載圖按上面的數(shù)值繪制，速度圖按給定條件繪制，如圖所示： 圖 31 速度循環(huán)圖哈爾濱理工大學學士學位論文 12 圖 32 負載循環(huán)圖 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 確定供油方式 考慮到該機床在工作進給時需要承受較大的工作壓力，系統(tǒng)功率也較大，現(xiàn)采用軸向柱塞泵，具有將 32MPa 壓力的純凈液壓油輸入到各種油壓機、液動機等液壓系統(tǒng)中，以生產(chǎn)巨大的工作動力，該柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，工作壓力高，流量調(diào)節(jié)方便。 哈爾濱理工大學學士學位論文 13 液壓系統(tǒng)圖的總體設計 圖 33 重鐵系統(tǒng)液壓原理圖 圖 33 為重鐵系統(tǒng)液壓原理圖。操縱伸縮先導操縱閥 1，控制油路通過先導操縱閥 1 的 a7(b7)口，進入四聯(lián)閥組 2 的 a7(b7)口，使四聯(lián)閥組換向，重鐵主油路接通，主泵的液壓油通過四聯(lián)閥組 液壓鎖，分別進出伸縮油缸的有桿腔或無桿腔，從而驅(qū)動伸縮油缸進行工作，實現(xiàn)重鐵油缸的伸縮動作。當操縱手動換向閥時，液壓油經(jīng)手動換向閥、雙向液壓鎖進入掛放油缸，實現(xiàn)掛放油缸的掛放動作。 雙向液壓鎖的作用是封閉油缸的進出油路，閉鎖無桿腔液壓油，使掛放油缸的活塞桿鎖定在某一工作位置，保證系統(tǒng)安全。 平衡閥的作用是在起重機重鐵下降時，防止在載荷或重鐵自重的作用下，其下降速度過快，引起機構(gòu)失控，而造成事故。 哈爾濱理工大學學士學位論文 14 第 4 章 液壓系統(tǒng)的計算和元件選擇 確定系統(tǒng)的主要參數(shù) 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)設計是指確定液壓執(zhí)行元件的工作壓力和最大流量。 液壓執(zhí)行元件的工作壓力可以根據(jù)負載圖中的最大負載來選取，見表41 也可以根據(jù)主機的類型來選取，見表 42 最大流量則由液壓執(zhí)行元件速度圖中最大速度計算出來。工作壓力和最大流量的確定都與液壓執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)（指液壓缸的有效工作面積 A 或液壓馬達的排量 Vm）有關。一般的做法是先選定液壓執(zhí)行元件的類型及其工作壓力 P，在按照最大負載和預估的液壓執(zhí)行元件的機械效率求出 A 或 Vm，并通過各種必要的驗算、修正和圓整成標準值后定下這些結(jié)構(gòu)參數(shù)，最后，再算出最大流量 Qmax 來。 表 41 按負載選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力 載荷 /KN 5 5～ 10 10～ 20 20～ 30 30～ 50 50 工作壓力/MPa ～ 1 ～ 2 ～ 3 3～ 4 4～ 5 =5～ 7 表 42 按主機類型選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力 設備 類型 機床 農(nóng)業(yè)機械汽車工業(yè)小型工程 機械輔助機構(gòu) 工程機械 重型機械 鍛壓設備 液壓支架等 船用 系統(tǒng) 磨床 組合機床齒輪加工機床刨床 車床銑床 研磨機床 拉床龍門刨床 工作 壓力 / MPa 2 ～4 2～ 5 10 10～ 16 16～ 32 14～ 25 確定液壓缸的主要參數(shù) 按液壓機床類型初選液壓缸的工作壓力 為 25Mpa，根據(jù)快進和快退速度要求，采用單桿活塞液壓缸?？爝M時采用差動連接，并通 過充液補油法哈爾濱理工