【文章內(nèi)容簡介】 年又推出 400 噸履帶起重機(jī)。 20xx 年底，中聯(lián)重科浦沅分公司推出 200 噸履帶起重機(jī)，此后又陸續(xù)推出 70 噸、 100 噸、 160 噸和 50 噸履帶起重機(jī)。至此，國內(nèi)履帶起重機(jī)已有 35400 噸十幾個型號，形成了較為全面的產(chǎn)品型譜。撫 挖、徐重、三一、中聯(lián)浦沅成為主要生產(chǎn)企業(yè)。 汽車起重機(jī)的國內(nèi)外的發(fā)展趨勢 （ 1） 采用國際化配套，對系統(tǒng)性要求較高的液壓元件如泵、閥、馬達(dá)等采用國際化配套可提高產(chǎn)品的可靠性，另外，國外使用成熟、量大價廉的元件在國內(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，對起重機(jī)各動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，能簡化管路，有效的減少液組，提高效率，同時易于維護(hù)。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 13 （ 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 研究思路及方案 本課題主要針對汽車起重機(jī)的功能、組成和工作特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)外汽車起重機(jī)的運(yùn)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，設(shè)計(jì)一款能夠適應(yīng)國內(nèi)外工程建設(shè)的中型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)本機(jī)液壓系統(tǒng)時，在明確設(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，這兩點(diǎn)的基礎(chǔ)上。進(jìn)行以下研究工作： 對各工作機(jī)構(gòu)液壓回路進(jìn)行設(shè)計(jì)，對個回路的組成原理和性能進(jìn)行分析。 根據(jù)本機(jī)液壓系統(tǒng)工作參數(shù)和各機(jī)構(gòu)主要參數(shù)對液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，根據(jù)液壓系統(tǒng)要求，對主要液壓元件進(jìn)行選擇。 液壓元件選好以后需要對特定回路進(jìn)行性能計(jì)算，其中包括系統(tǒng)特定回路功率計(jì)算，特定回路性能驗(yàn)算以及對整個系統(tǒng)的發(fā)熱進(jìn)行驗(yàn)算。 2 汽車起重機(jī)主要運(yùn)動機(jī)構(gòu)分析 輪式 汽車起重機(jī)性能參數(shù)要求 最大起重量 8噸； 最高提升速度 maxV =15 min/m ； 起升減速傳動比 以上參數(shù)在下述計(jì)算中不再標(biāo)出。 輪式 汽車起重機(jī)主要機(jī)構(gòu)分析 一般汽車起重機(jī)主要液壓機(jī)構(gòu)有：支腿機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)所組成 。 伸縮機(jī)構(gòu)分析： 主要動作：伸長 — 保持 — 縮回 特點(diǎn)：操作簡單，起升噸位大。 （ 1)一般有三種伸縮方式：順序伸縮、同步伸縮和獨(dú)立伸縮。 順序伸縮是指各 節(jié)伸縮臂按一定先后次序完成伸縮動作。為了使各節(jié)伸縮臂伸出后的起重能力與起重機(jī)的起重特性相適應(yīng)，伸臂順序與縮臂順序相反。 獨(dú)立伸縮是指各節(jié)伸縮臂無關(guān)聯(lián)地獨(dú)立進(jìn)行伸縮動作。顯然，獨(dú)立伸縮機(jī)構(gòu)同樣也可以完成順序伸縮同步伸縮的動作。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 14 同步伸縮是指各節(jié)伸縮臂以相同的行程比率同時伸縮。 （ 2）驅(qū)動形式： 臂架伸縮機(jī)構(gòu)的驅(qū)動形式有機(jī)械式、液壓式和復(fù)合式三種。 機(jī)械式驅(qū)動裝置構(gòu)造簡單，一般只能在吊鉤空負(fù)荷時使臂架伸縮，而且只用于有一節(jié)伸縮臂的小噸位起重機(jī)上。臂架伸縮的驅(qū)動型式有鋼繩卷筒驅(qū)動、齒輪條驅(qū)動，或者利用其它工作機(jī)構(gòu) 驅(qū)動。 液壓驅(qū)動是吊臂伸縮機(jī)構(gòu)的主要驅(qū)動型式。設(shè)計(jì)相應(yīng)的伸縮液壓缸和油路，可以實(shí)現(xiàn)臂架的各種伸縮方式 復(fù)合式驅(qū)動由伸縮液壓缸和機(jī)械傳動裝置組成，油缸的數(shù)目和作用方式視活動臂節(jié)數(shù)而定。機(jī)械傳動裝置通常才用鋼繩或鏈條滑輪組。鋼繩滑輪組的缺點(diǎn)是，鋼繩伸長量大，而且有可能跳槽，張緊度調(diào)整不當(dāng)時，伸縮運(yùn)動不平穩(wěn)，使用中的維護(hù)工作量增加。鏈條滑輪組雖然能克服上述部分缺點(diǎn)，但重量大。目前以鋼繩滑輪組使用較多 起重臂伸縮機(jī)構(gòu)主起重臂是由鋼板焊制的箱形結(jié)構(gòu)，共三節(jié)（基本臂、二節(jié)臂、三節(jié)臂），全動力同步伸縮，全部伸出時臂長 ，全部縮回時臂長 。起重機(jī)伸縮機(jī)構(gòu)工作原理如圖所示。 8滑輪 2伸臂鋼絲繩 3二節(jié)臂 4伸縮液壓缸 5伸縮鋼絲繩固定點(diǎn) 6基本臂 7伸縮鋼絲繩 9三節(jié)臂 10縮臂鋼絲繩固定點(diǎn) 圖 5 伸縮臂架原理圖 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 15 二節(jié)臂采用一個單級雙作用液壓缸實(shí)現(xiàn)伸縮。液壓缸倒置安裝活塞桿端頭用銷軸固定在基本臂根部，液壓缸中部鉸點(diǎn)將缸體聯(lián)接在二節(jié)臂后端。因此，當(dāng)從活塞桿端頭通入壓力油后，二節(jié)臂隨同液壓缸體一同伸出或縮進(jìn) 三節(jié)臂采用鋼絲繩系統(tǒng)進(jìn)行伸縮。伸臂鋼絲繩一端固 定在基本臂前端一側(cè)，然后穿過立裝在二節(jié)臂前端同一側(cè)的滑輪及平裝在三節(jié)臂后端的滑輪，再穿過立裝在二節(jié)臂前端另一側(cè)的滑輪，最后固定在基本臂前端另一側(cè)?？s臂鋼絲繩一端固定在基本臂前端，然后穿過固定在基本臂前端及二節(jié)臂尾部的導(dǎo)向滑輪，再固定在三節(jié)臂尾部。這樣，當(dāng)二節(jié)臂在液壓缸作用下向外推出時，通過伸臂鋼絲繩同時將三節(jié)臂拉出；同樣，二節(jié)臂縮回時，通過縮臂鋼絲繩將三節(jié)臂拉回。 具有臂架伸縮機(jī)構(gòu)的起重機(jī)，不需要接臂和拆臂，縮短了輔助作業(yè)時間。臂架全部縮回以后，起重機(jī)外形尺寸減小，提高了機(jī)動性和通過性。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。 伸縮臂鋼絲繩端部均裝有調(diào)節(jié)螺栓，用以調(diào)節(jié)鋼絲繩的長度，使之松緊適當(dāng)。各節(jié)起重臂相對滑動部位（上、下方及兩側(cè)），都裝有滑塊，以減少磨損。起重臂全部滑輪均安裝在滾動軸承上，以減少伸縮臂時的阻力。不使用時折疊收放在基本臂右側(cè)，安裝上主臂后，其軸線與主臂軸線成 2176。 交角 。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分析： 主要動作：回轉(zhuǎn) — 鎖緊 — 回轉(zhuǎn) — 鎖緊 根據(jù)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)所需工況我們初步從以下機(jī)構(gòu)當(dāng)中選?。? 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是完成臂桿轉(zhuǎn)動的裝置。全液壓 汽車起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)臺、回轉(zhuǎn)支承和驅(qū)動裝置。 由回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)帶動減速機(jī)構(gòu)成的驅(qū)動裝置，固定在上車轉(zhuǎn)臺上，其下部的輸出軸上安裝驅(qū)動齒輪?；剞D(zhuǎn)支承似一盤大滾動軸承，內(nèi)座圈為不動圈，內(nèi)圓柱面上制成齒圈，固定在下車的車架上；外座圈為轉(zhuǎn)動圈，通過滾珠相對內(nèi)座圈可以轉(zhuǎn)動，固定在轉(zhuǎn)臺的底部。當(dāng)驅(qū)動齒輪與內(nèi)座圈的齒圈嚙合時，帶動外座圈和轉(zhuǎn)臺正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)吊機(jī)在固定的下車上回轉(zhuǎn)。 (1)回轉(zhuǎn)軸承作為回轉(zhuǎn)支承最主要的部分，是在普通滾動軸承的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但一般滾動軸承內(nèi)、外圈的剛度依靠軸承座孔的剛度來保證，而回轉(zhuǎn)軸承的剛度則由下車地盤的結(jié)構(gòu)來保證。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 16 滾道是由內(nèi)座圈和外座圈合成一個整體的曲面滾道。齒圈可以為外齒圈式，也可以為內(nèi)齒圈式。滾珠和導(dǎo)向體安裝時，均由內(nèi)座圈或外座圈的專用切向圓孔裝入滾道，然后將安裝孔堵住。為了潤滑滾盤，設(shè)有數(shù)個黃油嘴。 單排滾珠式軸承，重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、制造成本低，允許小的安裝誤差，但承載能力小，適合小噸位使用。 圖 6 回轉(zhuǎn)軸承 （ 2）回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置 電動回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置 回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置通常裝在起重機(jī)的回轉(zhuǎn)部分上，電動機(jī)經(jīng)過減速器帶動最后一級小齒輪、小齒輪與裝在起重機(jī)固定部分上的大齒圈相嚙合， 以實(shí)現(xiàn)起重機(jī)回轉(zhuǎn) 液壓回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置 液壓驅(qū)動的小起重量起重機(jī)，通過液壓回路和換向閥的合適機(jī)能，可以使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不裝制動器，同時保證回轉(zhuǎn)部分在任意位置上停住，并避免沖擊。高速液壓馬達(dá)的驅(qū)動形式，在汽車式、輪胎式和鐵路起重機(jī)上應(yīng)用廣泛。如圖 6，低速大扭矩液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速每分鐘在 0100 轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，因此，可以直接在油馬達(dá)軸上蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 17 安裝回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的小齒輪，如馬達(dá)輸出扭矩不滿足傳動要求，可以加裝機(jī)械減速裝置。該形式在一些小噸位汽車起重機(jī)上有所應(yīng)用?？梢栽谝簤厚R達(dá)輸出軸上加裝制動器。 圖 7 低速大扭矩液壓馬達(dá)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 采用低速大扭矩液壓馬達(dá)可以省去或減小減速裝置，因此機(jī)構(gòu)很緊湊。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、傳動比大的行星傳動或蝸輪傳動，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。綜上所述 ， 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為高速液壓馬達(dá)加裝制動器的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。 變幅機(jī)構(gòu)分析： 主要動作：增幅 — 保持 — 減幅 — 保持 根據(jù)變幅機(jī)構(gòu)的工作過程我們擬定以下機(jī)構(gòu)： 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，用來擴(kuò)大起重機(jī)的工作范圍，提高起重機(jī)的生產(chǎn)率。一半可以分為以下幾種： （ 1） 普通臂架變幅機(jī)構(gòu) 普通臂架變幅機(jī)構(gòu)分為臂架擺動式和運(yùn)行小車式其中臂架擺動式變幅機(jī)構(gòu)在變幅過程中物品和臂架重心會隨幅度改變而發(fā)生不必要的升降，需要額外消耗能量，在增大幅度時產(chǎn)生較大的慣性載荷，這種變幅機(jī)構(gòu)構(gòu)造簡單，在非工作性變幅或不經(jīng)常帶載變幅的汽車起重機(jī)，輪胎起重機(jī)、履帶式起重機(jī)、鐵路起重機(jī)、桅桿起重機(jī)和塔式起重機(jī)被廣泛采用 臂架擺動式變幅機(jī)構(gòu)又分為定長臂變幅機(jī)構(gòu)和伸縮臂架變幅機(jī)構(gòu) 伸縮臂架變幅機(jī)構(gòu)液壓缸變幅是 伸縮臂式起重機(jī)最有代表性的變幅形式。液壓缸變幅機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，易于布置，工作平穩(wěn)。根據(jù)變幅力大小，可采用雙缸或單缸。臂架變幅液壓缸有三種布置方式：前置式、后置式和后拉式 。 （ 2） 平衡臂架變幅機(jī)構(gòu) 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 18 平衡臂架變幅機(jī)構(gòu)又分繩索補(bǔ)償性組合臂架型大多用大型起重機(jī) 。 考慮到 起重汽車 的載重和機(jī)構(gòu)性價比，我們選用前置式伸縮臂架變幅機(jī)構(gòu) 。 支腿機(jī)構(gòu)分析： 支腿收放有手動和液壓兩種驅(qū)動形式。用人力收放支腿，笨重費(fèi)力，使用不便。近代汽車和輪胎式起重機(jī)都采用液壓驅(qū)動的支腿。常見的支腿類型有以下幾種：蛙式支腿、 H型支 腿和 X型支腿。 蛙式支腿結(jié)構(gòu)簡單，液壓缸數(shù)量少重量輕。但每個支腿在高度上單獨(dú)調(diào)節(jié)困難不易保證車架水平，而且支腿搖臂尺寸有限，因而支腿跨距就不能太大，宜用在小噸位起重機(jī)。 支腿盤 支腿搖臂 液壓缸 車架 活動套 撐桿 圖 8 蛙式支腿 H型支腿如下圖 9所示，每一支腿有兩個液壓缸，水平外伸液壓缸和垂直支撐液壓缸。為保證足夠的外伸距離大，每個腿可以單獨(dú)調(diào)節(jié)，對作業(yè)場地和地面的適應(yīng)性好，廣泛用于中大型起重機(jī)上。缺點(diǎn)是重量大，支腿高度大。 1 、固定梁 活動梁 立柱外套 立柱外套 水平液壓缸 6 、垂直液壓缸 支腳盤 圖 9 H 型支腿 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 19 X型支腿如下圖 10 所示，此支腿的垂直的垂直支撐液壓缸作用在固定腿上，每個腿能單獨(dú)調(diào)節(jié)高度，可以伸入斜角內(nèi)支撐， X型支腿較軸數(shù)目多。行駛時離地間隙小，垂直液壓缸的壓力比 H型支腿高。在打支腿時有水平位移?，F(xiàn)已逐漸被 H 型支腿取代。 1 、垂直液壓缸 車架 伸縮液壓缸 固定腿 伸縮腿 支腿盤 圖 10 X 型支腿 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。在行駛時收回，工作時外伸撐地。還可以根據(jù)地面情況對各支腿進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。 基于 此設(shè)計(jì) 為 小 型噸位起重機(jī)，從安全性和普遍性考慮我們選用 H型支腿。 起升機(jī)構(gòu)分析 主要動作：卷筒上揚(yáng) — 保持 — 卷筒下?lián)P — 鎖死 根據(jù)工況擬定以下機(jī)構(gòu)供選擇。 隨著液壓汽車起重機(jī)的發(fā)展，對起升機(jī)構(gòu)的性能要求越來越高，不僅重量要輕，工作可靠，而且還要求調(diào)速。 起升機(jī)構(gòu)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動、電動機(jī)驅(qū)動和液壓驅(qū)動三種驅(qū)動方式。 （ 1）內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的起升機(jī)構(gòu)，其動力由內(nèi)燃機(jī)經(jīng)機(jī)械傳動裝置集中傳給包括齊聲機(jī)構(gòu)在內(nèi)的各個工作機(jī)構(gòu)。這種驅(qū) 動方式的優(yōu)點(diǎn)是具有自身獨(dú)立的能源，機(jī)動靈活，適用于流動作業(yè)的流動時起重機(jī)目前只在現(xiàn)有的少數(shù)履帶式起重機(jī)和鐵路起重機(jī)上應(yīng)用 （ 2）電動機(jī)驅(qū)動是起升機(jī)構(gòu)主要的驅(qū)動方式。直流電動機(jī)的機(jī)械特性適合起升機(jī)構(gòu)工作要求，調(diào)速性能好，但獲得直流電源較為困難。在大型的工程起重機(jī)上，常采用內(nèi)燃機(jī)和直流發(fā)電機(jī)實(shí)線直流傳動，交流電動機(jī)驅(qū)動能蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 20 直接從電網(wǎng)取得電能，操控簡單，維護(hù)容易，機(jī)組重量輕，在電動起身機(jī)構(gòu)中被廣泛采用。 （ 3）液壓驅(qū)動的起升機(jī)構(gòu)，由原動機(jī)帶動液壓泵，將工作油液輸入執(zhí)行構(gòu)件使機(jī)構(gòu)動作，通過控制輸入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液體 流量實(shí)現(xiàn)調(diào)速。液壓驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)是傳動比大，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作方便。過載保護(hù)性能好。缺點(diǎn)是液壓傳動元件的制造精度要求高，液體容易泄漏。目前液壓驅(qū)動在流動式起重機(jī)上廣泛應(yīng)用。 考慮到汽車起重機(jī)的載荷大小和整體性選擇液壓系統(tǒng)我們這里采用雙卷筒液壓驅(qū)動。起升機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá) 1，通過減速箱 2 和內(nèi)漲離合器 5，分別把動力傳到主副卷筒 4上。結(jié)構(gòu)形式如下圖 驅(qū)動裝置 減速器 制動器 卷簡 離合 器 圖 11 雙卷筒起升機(jī)構(gòu) 3 汽車起重機(jī)液壓回路的初步設(shè)計(jì) 通過對汽車起 重機(jī)五大機(jī)構(gòu)運(yùn)