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汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)-wenkub.com

2025-06-24 11:49 本頁面
   

【正文】 2)主卷揚(yáng)泵的選擇(1)主卷揚(yáng)卷筒的轉(zhuǎn)速 (56)式中:V1——主卷揚(yáng)單純最大速度,V1=130m/min(2)主卷揚(yáng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速 (57)(3)主卷揚(yáng)馬達(dá)流量 (58)式中:ηM1V——主卷揚(yáng)馬達(dá)容積效率,ηM1V=。Dj1——鋼繩4層卷繞時(shí)的卷筒直徑 (52)dj1——鋼絲繩直徑,dj1=14mmηj—卷筒機(jī)械效率,由Dj1/ dj1=27查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊》[10]表87得ηj = (53)(2) 主卷揚(yáng)馬達(dá)扭矩 (54)式中:i1——主卷揚(yáng)減速器速比,i1=49η1——馬達(dá)至減速器輸出端機(jī)械效率,η1=(3)主卷揚(yáng)馬達(dá)排量 (55)式中:ΔPM1——馬達(dá)進(jìn)出口最大壓差, ηM1m主卷揚(yáng)馬達(dá)機(jī)械效率,ηM1m=(4) 主卷揚(yáng)馬達(dá)型號選取博世力士樂公司[4]生產(chǎn)的定量軸向柱塞馬達(dá)A2FM32,其性能參數(shù)為:排量 cm3/r。A1=. (2)水平液壓缸活塞桿直徑d的計(jì)算由于活塞桿受到壓力作用,且PN=22MPa>7MPa,故d===70mm。 (3)活塞桿強(qiáng)度得驗(yàn)算 活塞桿工作時(shí),一般主要受軸向拉壓作用力,因此活塞桿的強(qiáng)度驗(yàn)算可按直桿拉壓力(4)垂直液壓油缸缸筒壁厚的計(jì)算按薄壁計(jì)算缸筒壁厚,其計(jì)算公式為:故為薄壁缸。 按三點(diǎn)支撐的壓力計(jì)算圖47 支腿受力分析圖Figure 47 leg stress analysis diagram水平支腿液壓缸的作用是將支腿臂在需要的時(shí)候推出固定支腿,使支腿的到一定的跨距,其作用力較小,參考同類設(shè)計(jì),這里假定其所受的最大外負(fù)載力為F=100KN。10)活塞桿彎曲穩(wěn)定性的校核由材料力學(xué)理論[17]知,受壓細(xì)長桿,當(dāng)載荷力接近某一臨界值時(shí),桿將推動(dòng)原有平衡而產(chǎn)生縱向彎曲,且其撓度值隨壓縮載荷的嗇而急劇增大,以至屈曲破壞。缸底材料選用45鋼,查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》【7】表65得到45鋼的抗拉強(qiáng)度≥600MPa,屈服強(qiáng)度≥355MPa,伸長率≥16%,斷面收縮率為≥40%,沖擊功為39J。 ——缸筒內(nèi)徑,D=160mm。A1=132cm2表41 液壓缸徑尺寸系列(單位/mm)[6] Series hydraulic cylinder diameter size(unit/mm)8101216202532405063801001251602002503204003)變幅液壓缸活塞桿直徑d的計(jì)算由于活塞桿受到壓力作用,且PN=22MPa>7MPa,故d===112mm。將以上參數(shù)帶入公式(44)得到變幅液壓缸的受到的推力:N (48) 變幅液壓缸性能參數(shù)的確定1)變幅液壓缸壓力PN的選取系統(tǒng)的工作壓力為△P=20MPa,因?yàn)橄到y(tǒng)中有一定的背壓,所以選擇液壓缸的背壓力為2MPa,故取液壓缸的工作壓力PN=22MPa。;額定工作幅度下起重量Q=25000N;吊臂質(zhì)量的取值范圍是起重機(jī)總質(zhì)量25t的15%~20%,由于采用的是組合式伸縮臂,所以取吊臂的重量=。時(shí),這樣所計(jì)算出的結(jié)果是較為安全可靠的,此時(shí)+∠AOB=90176。因?yàn)橛透资芰υ趧蛩匐A段是不變的,我們所計(jì)算的油缸的受力是以當(dāng)起重為最大的候油缸所受的力為最大力。把r=SB/3(見下文),SB==()/d=,d=1338mmOA=d=1338mm 、AB= =2582 mm、AB180。設(shè)機(jī)架為單位長,, , ==為油缸伸長系數(shù)。三鉸點(diǎn)布置的合理與否,對總體設(shè)計(jì)影響很大。當(dāng)在工作幅度R吊起載荷Q時(shí),對吊臂后鉸點(diǎn)C的平衡方程式為: (41) 式中:—變幅油缸推力; Q—工作負(fù)載的重量; h—變幅油缸推力對吊臂鉸點(diǎn)C的力臂; —吊臂的仰角; —吊臂的長度; —吊臂的重量; —吊臂的重心距C點(diǎn)的距離; S—起升繩的拉力; e—隨角變的起升繩到鉸點(diǎn)C的距離。因液壓缸前傾,其對動(dòng)臂作用力臂較長,變幅缸的推力可以較小些,故缸徑較小。 QY25K汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖如圖38所示為汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖。液壓系統(tǒng)恒功率控制是要求根據(jù)負(fù)載的變化情況調(diào)整其輸出流量,使泵的輸出功率接近于負(fù)載所需要的功率,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力源和負(fù)載之的功率適應(yīng)和功率匹配,使原動(dòng)機(jī)工作在最佳工況下,從而減少原動(dòng)機(jī)的能耗,達(dá)到節(jié)能之目的。負(fù)荷傳感閥的左端與泵出口壓力油相連,右端作用有負(fù)載壓力和負(fù)荷傳感閥彈簧力。為簡化起見,用手動(dòng)二位二通閥表示換向閥。對起重機(jī)而言,操作者要求的流量(與操縱桿的動(dòng)作幅度成比例)往往設(shè)定的比泵的可能排量大,當(dāng)幾個(gè)操縱桿同時(shí)動(dòng)作時(shí),流量就不夠了。 液壓系統(tǒng)的控制分析 負(fù)荷傳感負(fù)荷傳感系統(tǒng)作為一種新型液壓控制技術(shù),在許多新開發(fā)的液壓起重機(jī)上得到了應(yīng)用。第二種:水平同步伸,液壓油經(jīng)吸油濾油器過濾后被2號泵吸入下車主供油路,經(jīng)壓力表測試,多余的油液會(huì)經(jīng)溢流閥流回下車主回油路,另一部分油液經(jīng)手動(dòng)三位四通換向閥的上位(此時(shí)三位四通閥A2,B2,A3,B3,A4,B4,A5,B5采用的是并聯(lián)的方式連接)分別進(jìn)入四個(gè)水平液壓缸的無桿腔,實(shí)現(xiàn)水平缸伸長,同時(shí)有桿腔中的油液匯集后經(jīng)V,H手動(dòng)換向閥的上位進(jìn)入主回油路再由回油濾油器過濾后回油箱。支腿橫向外伸跨距的最小值是要保證起重機(jī)在正側(cè)方吊重的穩(wěn)定,也即是在起吊臨界起重量時(shí),全部重量的合力將落在支腿中心線上。對于支腿跨距的確定,所示,汽車起重機(jī)支腿是前后設(shè)置的,并向兩側(cè)方向伸出,形成矩形穩(wěn)定面。本車采用H式支腿結(jié)構(gòu)比較合理。由于速度較低,慣性較小,一般不設(shè)緩沖裝置,液壓馬達(dá)的回轉(zhuǎn)由三位六通手動(dòng)換向閥控制,當(dāng)三位六通手動(dòng)換向閥工作在左位或右位時(shí),分別驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)正向或反向回轉(zhuǎn)。它主要由液壓泵、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。 (2)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動(dòng)裝置,一般起減速作用。圖34 伸縮機(jī)構(gòu)液壓油路回路圖Figure 34 39。通常,n節(jié)吊臂則相應(yīng)要有(n1)個(gè)液壓缸一活塞組。國內(nèi)外太都采用使用平衡閥(限速閥)的限速回路。變幅機(jī)構(gòu)在工作裝置作業(yè)時(shí),其液壓缸處于閉鎖狀態(tài),受負(fù)載較大,要求不能無控制自動(dòng)回縮。 變幅、伸縮機(jī)構(gòu)回路的設(shè)計(jì)1)變幅機(jī)構(gòu)回路的設(shè)計(jì)變幅回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥和變幅液壓缸組成。起升液壓油路回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓離合器、液壓制動(dòng)器和液壓馬達(dá)組成。結(jié)合實(shí)際情況,本文在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),初選系統(tǒng)壓力為20MPa。但由此導(dǎo)致對密封、制造加工精度和元件材質(zhì)的要越嚴(yán),維護(hù)和修理也越困難。為回轉(zhuǎn)部件的飛輪效應(yīng)()。2)摩擦力矩Mf。 (1)啟動(dòng)加速階段:這時(shí)液壓缸或活塞處于由靜止到啟動(dòng)并加速到一定速度,其總負(fù)載力包括導(dǎo)軌的摩擦力、密封裝置的摩擦力(按缸的機(jī)械效率計(jì)算)、重力和慣性力等項(xiàng),即: (23)(2)快速階段: (24)(3)工進(jìn)階段:   (25)(4)減速: (26)對簡單液壓系統(tǒng),上述計(jì)算過程可簡化。v—t圖的三條速度曲線,不僅清楚地表明了三種類型液壓缸的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,也間接地表明了三種工況的動(dòng)力特性。1)位移循環(huán)圖s—t圖25為液壓機(jī)的液壓缸位移循環(huán)圖,縱坐標(biāo)s表示活塞位移,橫坐標(biāo)t表示從活塞啟動(dòng)到返回原位的時(shí)間,曲線斜率表示活塞移動(dòng)速度。(5)起重機(jī)行走時(shí)不產(chǎn)生掉腿現(xiàn)象。6)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)。各節(jié)臂具有任意伸縮的選擇性,但不能實(shí)現(xiàn)同部伸縮。(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) 要求卷揚(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),即二次下滑問題,以及二次下降時(shí)的重物或空鉤下滑問題,即二次下降問題。主卷揚(yáng)起升-回轉(zhuǎn)-變幅-下降-停頓—起升-回轉(zhuǎn)-下降(中間制動(dòng)一次)中長臂中等起重量工況出現(xiàn)機(jī)率大,此時(shí)平吊安裝或空中翻轉(zhuǎn)作業(yè)也常用 5最長臂;最長臂最大額定起重量的1/2;相應(yīng)的工作幅度。表24 汽車起重機(jī)典型工況表 Typical working condition table truck crane序號工 況一次循環(huán)內(nèi)容特 點(diǎn) 1基本臂;額定起重量的80%;相應(yīng)的工作幅度。聯(lián)動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)的,即一個(gè)手柄同時(shí)控制兩個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng),這種操作方式對司機(jī)的操作水平要求很高,且有危險(xiǎn),實(shí)際作業(yè)中很少使用。很多大型汽車起重機(jī)主臂前都有一個(gè)突出滑輪,在副卷揚(yáng)工作時(shí),順著滑輪升降副吊鉤,用于幅臂單獨(dú)起吊較小起重量,很少使用。根據(jù)以上計(jì)算所得出的數(shù)據(jù),(次)參見《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊》[7]起重機(jī)利用等級表,如表23所示,可以選擇起重機(jī)的利用等級為,起重機(jī)的 使用情況為,經(jīng)常中等的使用。 由于本設(shè)計(jì)為25噸,參見《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊》[11]不同類型起重機(jī)使用壽命表,如表23所示,可知Y=13年。m1000支腿距離縱 向m橫 向m起升高度基 本 臂m最 長 主 臂m最 長 主 臂+副 臂m起重臂長度基 本 臂m最 長 主 臂m33最 長 主 臂+副 臂m工作速度參數(shù)起重臂變幅時(shí)間起 臂s75落 臂s45起重臂伸縮時(shí)間全 伸s100全 縮s60最 大 回 轉(zhuǎn) 速 度r/min起 升速 度主起升機(jī)構(gòu)滿載m/min75空載m/min120副起升機(jī)構(gòu)滿載m/min75空載m/min120 QY25K汽車起重機(jī)的工作等級起重機(jī)在有效工作期間有一定總工作循環(huán)數(shù),起重機(jī)作業(yè)的工作循環(huán)是從準(zhǔn)備其吊物品開始到下一次其吊物品為止的過程。圖24 手動(dòng)控制閥手柄的工作位置搭配情況Figure 24 manual control valve handle position match situation QY25K 汽車起重機(jī)的整機(jī)技術(shù)參數(shù)表21為汽車起重機(jī)行駛狀態(tài)主要技術(shù)參數(shù)[12],表22為汽車起重機(jī)起重作業(yè)狀態(tài)主要參數(shù)。(3) 支腿在起重和汽車起重機(jī)行進(jìn)中,不得因重物負(fù)載而自行伸縮。主、副卷揚(yáng)回路,回轉(zhuǎn)回路都用了電液比例排量調(diào)節(jié)泵,它們都帶有副泵,此副泵負(fù)責(zé)給自己所在閉式回路補(bǔ)油和提供控制油。本機(jī)采用液控單向閥來鎖緊臂自動(dòng)下滑,才用了一平衡閥來防止在變幅下降時(shí)產(chǎn)生超速現(xiàn)象?;芈分?,電磁閥僅通過推動(dòng)液動(dòng)閥所需的流量,流量較小,而流動(dòng)閥才是通過工作機(jī)構(gòu)所需的大流量。副卷揚(yáng)油路可通過合流閥向主卷揚(yáng)油路自動(dòng)合流。先導(dǎo)閥采用進(jìn)口比例式液壓閥,先導(dǎo)閥手柄移動(dòng)的角度與輸出壓力成正比,主操縱閥的閥芯位移與先導(dǎo)閥輸出壓力也成正比,所以整機(jī)具有良好的微動(dòng)性。四個(gè)水平支腿或垂直支腿既可以單獨(dú)伸縮也可以同時(shí)伸縮。汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)中液壓泵的動(dòng)力,都是由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過裝在底盤變速箱上的取力箱提供。如圖21所示汽車起重機(jī)主要由2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、3支腿機(jī)構(gòu),4變幅機(jī)構(gòu)、5伸縮機(jī)構(gòu)和7起升機(jī)構(gòu)組成。對液壓油缸進(jìn)行設(shè)計(jì)與圖紙繪制。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,才能在市場中具有很強(qiáng)的競爭能力。5)操縱、控制系統(tǒng): 機(jī)械式操縱是汽車起重機(jī)簡單、廣泛使用的一種操縱方式,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。3)伸縮液壓系統(tǒng): 對于具有5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2級液壓缸時(shí),上下2液壓缸實(shí)現(xiàn)內(nèi)部溝通,一般采用插裝式平衡閥。起升系統(tǒng)節(jié)能、高效、可靠以及微動(dòng)性、平穩(wěn)性更好。所以QY25K型汽車起重機(jī)決定采用液壓傳動(dòng)的形式。油液粘度和溫度的變化會(huì)影響機(jī)構(gòu)的工作性能。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。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。但汽車起重機(jī)也有其弱點(diǎn),主要是起重機(jī)總體布置受汽車底盤的限制,一般車身都較長,轉(zhuǎn)彎半徑大,并且只能在起重機(jī)左右兩側(cè)和后方作業(yè)。有的還設(shè)計(jì)成用于建筑基礎(chǔ)工程中,如裝設(shè)鉆孔裝置和掀動(dòng)打樁拔樁裝置等一機(jī)多用的產(chǎn)品。4)采用新技
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