【文章內(nèi)容簡介】 ......... ８８ 重慶大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 第 １ 頁 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。目前我國是世界上使用工程起重機(jī)最大的國家之一。 近年來，隨著工程建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，起重安裝工程量越來越大，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)中沒有劇烈的干摩擦副，減少了潤滑部位，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。 重慶大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 第 ２ 頁 缺點(diǎn) 液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是漏油問題難以避免。為了防止漏油問題，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)來看，優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)，根據(jù)國際上起重機(jī)的發(fā)展來看，不論大小噸位都采用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。縱觀眾多用戶的反饋意見，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)方式的不同有開式回路和閉式回路兩種。 開式回路中馬達(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 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、副卷揚(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)用主卷揚(yáng)吊的方式，對(duì)于吊小噸位且要求速度不太高時(shí)用副卷揚(yáng)吊的方式；對(duì)于吊大噸位且要求速度比較高時(shí)用主副卷揚(yáng)泵合流吊的方式；對(duì)于吊比較長的物體時(shí)用單獨(dú)共同吊重方式。 重慶大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 第 ３ 頁 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。 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(dá)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(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 重慶大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 第 ４ 頁 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 通過對(duì)五個(gè)主 回路現(xiàn)狀的分析來探討其發(fā)展趨勢(shì)。 １ ． 起升液壓系統(tǒng) 對(duì)起重機(jī)來說，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)手柄來無級(jí)控制，變幅平穩(wěn)沒有沖擊。 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 重慶大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 第 ５ 頁 采用多油口和多平衡閥的油路來提高伸縮的效率。 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)無側(cè)載；回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)為通過小馬達(dá)、大傳動(dòng)比來實(shí)現(xiàn)操作平穩(wěn)，通過設(shè)立回轉(zhuǎn)緩沖閥和自由滑轉(zhuǎn)機(jī)能來實(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(jià)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(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。 本課題來源、任務(wù)要求和整機(jī)性能參數(shù) 1. 課題來源 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)。 現(xiàn)在 國內(nèi)很多廠家還沒有生產(chǎn)出這款起重機(jī)來，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) 2021 年在中聯(lián)浦沅成功下線，這是引進(jìn)國外技術(shù)才生產(chǎn)出來的，代表了中國汽車起重機(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，從某種方面來說是不完美的。 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， 重慶大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 第 ６ 頁 穩(wěn)定，而且操作靈活方便。 為了使設(shè)計(jì)出來的起重機(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)，其中主卷揚(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、副卷揚(yáng)和回轉(zhuǎn)采用閉式回路，變幅、伸縮和支腿采用開式回路。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 （ 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 主卷揚(yáng)單繩速度 0110 m/mi