【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 吊噸位大的特點(diǎn)，而是利用它臂長(zhǎng)特點(diǎn)進(jìn)行高空作業(yè) 。 167。 對(duì)液壓系統(tǒng)的要求 根據(jù)汽車起重機(jī)的典型工作狀況對(duì)系統(tǒng)的要求主要反映在對(duì)以下幾個(gè)液壓回路的要求上。 起升回路 （ 1）主、副卷?yè)P(yáng)既能單動(dòng)，又能同時(shí)動(dòng)作，要求高速動(dòng)作時(shí)能實(shí)現(xiàn)合流。 （ 2）要 求卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)微動(dòng)性好，起、制動(dòng)平穩(wěn)，重物停在空中任意位置能可靠制動(dòng)，即二次下滑問(wèn)題，以及二次下降時(shí)的重物或空鉤下滑問(wèn)題，即二次下降問(wèn)題。 回轉(zhuǎn)回路 （ 1）具有獨(dú)立工作能力。 （ 2）回轉(zhuǎn)制動(dòng)應(yīng)兼有常閉制動(dòng)和常開(kāi)制動(dòng)（可以自由滑轉(zhuǎn)對(duì)中），兩種情況。 變幅回路 （ 1）帶平衡閥保護(hù)裝置。 （ 2）要求起落臂平穩(wěn)，微動(dòng)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(dòng)。 （ 4）平衡閥應(yīng)備有下腔壓力傳感器接口，作為力矩限制器檢測(cè)星號(hào)源。 伸縮回路 河 南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 本機(jī)伸縮機(jī)構(gòu)采用三節(jié)臂（含有兩個(gè)液壓缸 ），本機(jī)采用液壓缸和鋼絲繩相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)同步伸縮，使伸縮機(jī)構(gòu)具有較好的工作特性。 支腿回路 （ 1）要求垂直支腿不泄漏，具有很強(qiáng)的自鎖能力（不軟腿）。 （ 2）要求各支腿可以進(jìn)行單獨(dú)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(jī)傾翻。 （ 4）要求垂直支腿能夠承載最大起重時(shí)的壓力。 （ 5）起重機(jī)行走時(shí)不產(chǎn)生掉腿現(xiàn)象。 167。 液壓系統(tǒng)類型的擬定 167。 本機(jī)液壓系統(tǒng)分析 根據(jù)開(kāi)式和閉式系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)、典型工況，結(jié)合國(guó)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(jiǎn)單明了，在起升、回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅、支腿五個(gè)液壓回路中全部采用開(kāi)式油路。 起升 回 路 設(shè)置 主 、 副 兩套卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，且由同一液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。兩套卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)可單獨(dú)工作，也可共同工作?；芈分性O(shè)置了平衡閥可防止吊物無(wú)控制下降。在卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的控制回路中設(shè)置了重力下降裝置。該回路能實(shí)現(xiàn)向液壓馬達(dá)合流供油。起升回路工作頻繁，因此采用單獨(dú)液壓泵供油。 由于本機(jī)屬于中型起重機(jī)，回轉(zhuǎn)比較頻繁，所以回轉(zhuǎn)回路采用定量馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)動(dòng)作，回轉(zhuǎn)回路有單獨(dú)的定量泵供油。 伸縮回路有兩節(jié) 伸縮臂和兩個(gè)液壓缸，液壓缸與鋼繩組合實(shí)現(xiàn)同時(shí)伸縮。 起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)，采用了單缸回路。 支腿回路采用 H 式支腿，此支腿外伸距離大，每一支腿有兩個(gè)液壓缸，一個(gè)水平的，一個(gè)垂直的，支腿外伸后成 H 形。支腿回路的各油缸 回路上 均有一個(gè)兩位兩通電磁 換向閥 ，與總回路上的三位四通電液換向閥配合 來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各支腿進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)和共同伸縮，液控單向閥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、伸縮回路和變幅回路通常單獨(dú)工作，河 南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 所以可以采用同一個(gè)液壓泵串聯(lián)組合供油。 167。 各機(jī)構(gòu)動(dòng)作組合、分配及控制 各機(jī)構(gòu)組合情 況 各機(jī)構(gòu)組合情況如圖 21 所示： 圖 21 各機(jī)構(gòu)動(dòng)作組合情況 支腿機(jī)構(gòu)在起升過(guò)程中不能動(dòng)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(dòng)作功能，回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅回路之間不需要組合動(dòng)作。 但本機(jī)型工作負(fù)載較大，且在組合動(dòng)作時(shí)對(duì)操作者要求較高， 因此在實(shí)際工作中，不提倡采用組合動(dòng)作。 動(dòng)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(dòng)力分配如圖 22 所示。動(dòng)力元件：兩個(gè)定量齒輪泵， 1 個(gè)軸向柱塞泵 。 圖 22 動(dòng)力分配情況 各機(jī)構(gòu)控制情況 河 南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 對(duì)于 起升 回路 、 回轉(zhuǎn)回路、變幅回路、 伸縮回路、 支腿 回路都采用了電磁 控制方式，用 手動(dòng)操作 手柄做操縱工具，其搭配情況如圖 23 所示。 組合動(dòng)作由 45176。聯(lián)動(dòng)完成（支腿電液 換向 閥單獨(dú)控制，它與支腿油路 電磁換向閥一起安裝在底盤上 ；卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)有手動(dòng)操 縱 閥控制。 ） 圖 23 操作手柄的工作位置搭配情況 167。 各液壓回路設(shè)計(jì)原理及性能分析 167。 起升回路 汽車起重機(jī) 起升 機(jī) 構(gòu)的作用是實(shí)現(xiàn)重物的升降運(yùn)動(dòng)，控制重物的升降速度，并可使重物停止在空中某一位置，以便進(jìn)行裝卸和 安 裝作業(yè)。 本文所設(shè)計(jì)的 液壓傳動(dòng) 式 起升機(jī)構(gòu)通常由液壓馬達(dá) 、平衡閥、減速器、卷筒、制動(dòng)器、離合器、滑輪組和吊鉤等組成。 起升回路 的 原理圖如圖 24 所示： 圖 24 起升回路原理圖 河 南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 為了擴(kuò)大起重機(jī)起重機(jī)的應(yīng)用范圍， 起升機(jī)構(gòu) 設(shè)置了主、副卷?yè)P(yáng)兩套裝置。起升機(jī)構(gòu) 由一個(gè)液壓馬達(dá)通過(guò)機(jī)械減速器驅(qū)動(dòng)。主、副卷筒支承在同一根傳動(dòng)軸上，但并不和傳動(dòng)軸固定連接，而是通過(guò)兩套常開(kāi)式離合器分別與傳動(dòng)軸聯(lián)系起來(lái)。兩卷筒上各有一套常閉式 制動(dòng)器。 當(dāng)打開(kāi)制動(dòng)器，合上離合器時(shí)，液壓馬達(dá)才能帶動(dòng)卷簡(jiǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。若同時(shí)松開(kāi)制動(dòng)器和離合器，卷筒便可在支承軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行重力下降。 卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)如圖 25 所示。 這 種型式結(jié)構(gòu)緊湊，有利于整個(gè)機(jī)構(gòu)的布置 。 圖 25 雙卷筒式起升機(jī)構(gòu) 1液壓馬達(dá) 2減速器 3主卷?yè)P(yáng)離合器 4主卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器 5主卷筒 6副卷筒 7副卷?yè)P(yáng)制動(dòng)器 8副卷?yè)P(yáng)離合器 本文起升回路的工作原理如下： 如圖 24 所示 ， 開(kāi)機(jī)后 ，液壓泵 7 首先通過(guò)液動(dòng)閥 342 及單向閥 35 向蓄能器 30 供油。當(dāng)蓄能器壓力達(dá)到設(shè)定值后，液動(dòng)閥 341 左位工作，使順序閥 33 打開(kāi)，液壓泵 7 可以向起升馬達(dá)供油，同時(shí)也使液動(dòng)閥 342 處于左位，切斷液壓泵向蓄能器供油。操作電液換向閥3 可控制起升馬達(dá)的轉(zhuǎn)向 ，使重物起升或下降 。 操縱制動(dòng)器和離合器 操縱 閥28 使 處于右位，則制動(dòng)器液壓缸和離合器液壓缸均與控制油路 壓 力油相 通，離合器接合， 制動(dòng)器松開(kāi)，卷筒在起升液壓馬 達(dá)驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。 閥 28 處于左位時(shí)，卷筒與離合器分開(kāi)， 同時(shí)制動(dòng)器夾緊，卷筒 不工作。 控制油路的壓力油由蓄能器提供。起升回路的主、副卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)可單獨(dú)工作，也可同時(shí)工作。通過(guò)兩個(gè) 制動(dòng)器和離合器 操縱 閥 可進(jìn)行工作形式的控制。 設(shè)計(jì)起升回路時(shí)，在滿足起升回路功能的前提下，主要針對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 關(guān)于限速油路問(wèn)題 河 南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)作帶載下降運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果無(wú)控制，必然在重力作用下加快運(yùn)動(dòng)速度 ，產(chǎn)生超速下降，造成事故。因此，必須設(shè)置限速油路。目前主要有兩種方法，用平衡閥限速及用單向節(jié)流閥和液控單向閥限速。 兩種方法均是將閥 串聯(lián)在重物下降時(shí)的回油路 。使用平衡閥 方法 特點(diǎn)是工作平穩(wěn)，安全可靠，但能量損失較大， 會(huì) 使系統(tǒng)油溫升高 。 使 用單向節(jié)流閥和液控單向閥 方法的特點(diǎn)是， 元件簡(jiǎn)單，體積小，安全可靠 ，但穩(wěn)定性較差?？紤]到汽車起重機(jī)起升回路的重要性，本文采用平衡閥進(jìn)行限速。 關(guān)于重力下降問(wèn)題 起重機(jī)為了提高作業(yè)效率，縮短工序間的準(zhǔn)備時(shí)間，要求空鉤或帶載 25%的情況下，進(jìn)行重力 下 降，因此一 般 都設(shè)置重力下降裝置。 重力下降的方法有很多 。主要方法有， 使用機(jī)械離合器脫開(kāi)的方法 、 使用蓄能器控制油路的方法 、 使用腳踏泵控制重力 下 降的方法 、 使用控制油路液壓泵來(lái)控制重力下降的方法 等等。 經(jīng)過(guò)綜合考慮，結(jié)合起升回路特點(diǎn)，本文采用 腳踏泵 來(lái) 控制重力 下 降 。該方法 能夠 控制重物的下降速度， 可 保證重力下降時(shí)的安全可靠。也可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)下降 ，或者完全 重 力下降 。 關(guān)于合流問(wèn)題 起重機(jī)向起升回路合流供油，可提高起升速度，擴(kuò)大調(diào)速范圍。本文采用閥內(nèi)合流的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。如圖 24 中， 當(dāng) 需要合流 時(shí)，電磁閥 4210 處于右位，切斷溢流閥遠(yuǎn)控口。 液壓泵 7 與液壓泵 9 合流。 當(dāng)不合流時(shí)，電磁閥 4210 處于左位，使溢流閥遠(yuǎn)控口通油箱，液壓泵 9 卸荷。單向閥 4 的作用是防止液壓泵 7 倒流。 關(guān)于制動(dòng)器、離合器的控制油路問(wèn)題 起升回路中制動(dòng)器與離合器的控制油路比較復(fù)雜， 本文采用了兩個(gè)特制的專用操縱閥進(jìn)行油路控制，這樣簡(jiǎn)化了回路?；芈返膲毫τ陀尚钅芷魈峁钅芷骶哂袎毫Ψ€(wěn)定，不受液壓泵影響，使執(zhí)行元件動(dòng)作穩(wěn)定，安全可靠。 此外，起升回路還設(shè)置了行程限制裝置 。當(dāng)重物上升到極限位置是，電磁閥 429 通電，溢流閥 24 的遠(yuǎn)控口與 與回油路相通，變成卸荷閥，于是主油路 形成短路，停止起升。 回路中還設(shè)置了單向補(bǔ)油閥 133，當(dāng)液壓馬達(dá)制動(dòng)時(shí)，可向其補(bǔ)油。 本文 起升液壓回路的特點(diǎn)是由一個(gè)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的 主、副起升回路 ，由河 南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 帶蓄能器的控制油路對(duì)制動(dòng)器和離合器進(jìn)行控制。由腳踏泵靜壓控 制重力下降，并且可以雙泵閥內(nèi)合流。 167。 回轉(zhuǎn)回路 液壓系統(tǒng)中，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的起動(dòng)和制動(dòng)比較頻繁 ，發(fā)熱量較大。因此，對(duì)回轉(zhuǎn)回路的設(shè)計(jì)及其性能有較高的要求。圖 26 所示的為本文回轉(zhuǎn)回路的原理圖。 為了提高工作效率和整機(jī)的機(jī)動(dòng)性，汽車起重機(jī) 一般都有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)， 本文 所 設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為全回轉(zhuǎn) 式回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，即可進(jìn) 行多圈回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。回 圖 26 回轉(zhuǎn)回路原理圖 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用低速大扭矩液壓馬達(dá)通過(guò)減速比較小的減速裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)，這種傳動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 便于布置，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。 因回轉(zhuǎn)回路的功率較其他回路較小，故回轉(zhuǎn)回路采用單泵供油的開(kāi)式回路，可實(shí)現(xiàn)功率較好匹配。并且開(kāi)式回路具有較好的散熱性。 本文回轉(zhuǎn)回路的工作原理如下：開(kāi)機(jī)后，當(dāng)需要回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作時(shí)，可通過(guò)操縱三位四通電磁換向閥 2 控制液壓馬達(dá)動(dòng)作。當(dāng)不工作時(shí)，閥 2 處于中位，液壓泵 8 通過(guò)閥 2 的 M 型中位機(jī)能構(gòu)成的卸荷回路經(jīng)單向閥 41 卸荷，將低能量損失。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)負(fù)載慣性較大，起、制動(dòng)頻繁。因此，如何制動(dòng)顯得格外重要。由于回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，由制動(dòng)引起的 緩沖補(bǔ)油問(wèn)題也同樣需要注意。 在滿足回轉(zhuǎn)回路功能的前提下，同時(shí)針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題了進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 制動(dòng)問(wèn)題 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)制動(dòng)的方法有兩種，即液壓制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)。液壓制動(dòng)是利用液壓換向閥如 M 型和 O 型 的中位機(jī)能進(jìn)行制動(dòng)的。液壓 制動(dòng)的形式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，瞬時(shí)制動(dòng)能力大，且可靠，但定位精度不高。 由于液壓馬達(dá) 的內(nèi)漏是不可避免的， 液壓制動(dòng)形式不能長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)是利用制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)的。這種形式 制動(dòng)精度較高 ，但操作較費(fèi)力 。本文采用了液壓制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)相結(jié)合的方式進(jìn)行制動(dòng)，這樣就克服兩者之短，發(fā)揮兩者之長(zhǎng)。如圖26 所示，電磁換向閥 2 的 M 型中位機(jī)能形成液壓制動(dòng)。制動(dòng)液壓缸 1腳河 南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 踏泵 17 及油箱 44 構(gòu)成了機(jī)械制動(dòng)裝置。 緩沖補(bǔ)油問(wèn)題 由于制動(dòng)過(guò)程時(shí)間較短，會(huì)產(chǎn)生很大沖擊，制動(dòng)非常猛烈。故需要設(shè)置緩沖裝置，已解決沖擊問(wèn)題。 液壓馬達(dá)在制動(dòng)時(shí)，有一腔會(huì)產(chǎn)生真空，因此需要進(jìn)行補(bǔ)油。如圖 26 所示：?jiǎn)蜗蜷y 13 及溢流閥 14 組成了緩沖補(bǔ)油裝置。這種形式的組合可實(shí)現(xiàn)雙向緩沖，利用單向閥可以實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)油。單向閥 41為補(bǔ)油單向閥 13 提供補(bǔ)油 壓力。 該回轉(zhuǎn)回路工作安全可靠，具有良好的制動(dòng)性能，同時(shí)設(shè)置了緩沖和補(bǔ)油裝置，保證了回路的制動(dòng)性能。 167。 變幅 回路 為適應(yīng)工作的需要，要求 汽車起重機(jī) 工作臂的位置 (主要是幅角和幅度 )能任意改變，都設(shè)有變幅機(jī)構(gòu)。 本文采用的是液壓傳動(dòng)的變幅機(jī)構(gòu)。 液壓傳動(dòng)的變幅機(jī)構(gòu)具有工作平穩(wěn)、結(jié)構(gòu) 輕 便、造型優(yōu)美和易于布置等優(yōu)點(diǎn) 。本文設(shè)計(jì)的變幅回路的原理圖如 27 所示 。 變幅回路采用了液壓缸完成變幅動(dòng)作，按前傾式變幅機(jī)構(gòu)布置（如圖 28所示 ）。 因液壓缸前傾，其對(duì) 臂 作用力臂較長(zhǎng)，變幅缸推力可小些，故臂的懸臂長(zhǎng)度較短，對(duì)臂 受力有利 。為了便于布置，采用了單缸變幅的形式。 圖 27 變幅回路原理圖 圖 28 前傾式變幅機(jī)構(gòu) 1臂 2液壓缸 3機(jī)架 本文變幅回路的工作原理如下：開(kāi)機(jī)后，當(dāng)電液換向閥 13 處于右位時(shí)，油液經(jīng)過(guò)平衡閥進(jìn)入變幅缸的無(wú)桿腔，液壓缸伸出。同理，當(dāng) 電液換向閥 13處于左位時(shí)，液壓缸縮回。 汽車起重機(jī)的 變幅機(jī)構(gòu)在吊臂 作業(yè)時(shí)，其液壓缸常處于閉鎖狀態(tài)，受負(fù)河 南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 載較大，要求不能無(wú)控制自動(dòng)縮回。 但 變幅缸的內(nèi)漏和外漏會(huì)使工作幅度變大而造成重大事故。另外，變幅機(jī)構(gòu)落臂時(shí)，因載荷的重力作用，會(huì)產(chǎn)生 重力超速現(xiàn)象，需有限速措施。 本文在回路中設(shè)置了平衡閥 202，平衡閥可以保證臂架準(zhǔn)確可靠地停留在某一位置。在變幅缸縮回時(shí)，油液需經(jīng)平衡閥 202回油箱，此時(shí)閥 202 又起到限速的作用。因此，利用平衡閥 202 可以很好的解決 停留和限速的問(wèn)題。 為保證工作臂下放到支架上，不致因 缸 有桿腔 受 力過(guò)大，使臂拉彎。在變幅缸有桿腔回路上，安裝低壓溢流閥 63。 其調(diào) 定 壓力低于泵的工作壓力，但略高于縮回阻力。以保證工作臂和支架接觸時(shí)，臂架和支架受力不致過(guò)大。溢流 閥 63 還有 一 個(gè) 作用 。 在下降時(shí)， 若平衡閥 202 的過(guò)流 能力不足，而 使有桿腔 壓力升高， 溢 流閥 63 還可限制 其 壓力值，避免功率