【正文】 液壓回路設(shè)計原理圖如圖32所示。圖31 起升機構(gòu)簡圖Figure 31 lifting mechanism diagram起升液壓油路回路起到使重物升降的作用。 QY25K汽車起重機液壓系統(tǒng)的基本回路設(shè)計 起升機構(gòu)回路的設(shè)計起升機構(gòu)是起重機械的主要機構(gòu)，用以實現(xiàn)重物的升降運動。QY25K汽車起重機屬于中小型汽車起重機。況且系統(tǒng)工作壓力高到一定程度后，隨著高壓力對壁厚和密封要求的提高，系統(tǒng)的尺寸和重量反而會增加。系統(tǒng)的工作壓力越高，各液壓元件及管路系統(tǒng)的尺寸就越小。3 QY25K汽車起重機液壓系統(tǒng)設(shè)計 QY25K汽車起重機液壓系統(tǒng)額定壓力的確定系統(tǒng)工作壓力應(yīng)按整機性能要求，考慮經(jīng)濟性和液壓技術(shù)現(xiàn)有水平確定。 為旋轉(zhuǎn)部件加速或減速時產(chǎn)生的慣性力矩，其計算公式為： (29) 式中：ε為角加速度(r/s2)；Δω為角速度的變化(r/s)；Δt為加速或減速時間(s)；J為旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動慣量()。 為旋轉(zhuǎn)部件軸頸處的摩擦力矩，其計算公式為： (28)式中：G為旋轉(zhuǎn)部件的重量(N)；f為摩擦因數(shù)，啟動時為靜摩擦因數(shù)，啟動后為動摩擦因數(shù)；R為軸頸半徑(m)。 工作負(fù)載力矩可能是定值，也可能隨時間變化，應(yīng)根據(jù)機器工作條件進行具體分析。例如采用單定量泵供油，只需計算工進階段的總負(fù)載力，若簡單系統(tǒng)采用限壓式變量泵或雙聯(lián)泵供油，則只需計算快速階段和工進階段的總負(fù)載力。3)液壓缸運動循環(huán)各階段的總負(fù)載力液壓缸運動循環(huán)各階段的總負(fù)載力計算，一般包括啟動加速、快進、工進、快退、減速制動等幾個階段，每個階段的總負(fù)載力是有區(qū)別的。 動力分析動力分析，是研究機器在工作過程中，其執(zhí)行機構(gòu)的受力情況，對液壓系統(tǒng)而言，就是研究液壓缸或液壓馬達的負(fù)載情況。圖26為三種類型液壓缸的v—t圖，第一種如圖26中實線所示，液壓缸開始作勻加速運動，然后勻速運動， 圖26 速度循環(huán)圖Figure 26 speed loop diagrams最后勻減速運動到終點；第二種，液壓缸在總行程的前一半作勻加速運動，在另一半作勻減速運動，且加速度與減速度的數(shù)值相等；第三種，液壓缸在總行程的一大半以上以較小的加速度作勻加速運動，然后勻減速至行程終點。該圖清楚的表明了汽車起重機的主液壓缸的工作循環(huán)分別由快速下行、減速下行、壓制、保壓、泄壓慢回和快速回程六個階段組成。 運動分析主機的執(zhí)行元件按工藝要求的運動情況，可以用位移循環(huán)圖(L—t)，速度循環(huán)圖(v—t)，或速度與位移循環(huán)圖表示，由此對運動規(guī)律進行分析。 QY25K汽車起重機主機的工況分析主機的用途、工藝過程、總體布局以及對液壓傳動裝置的位置和空間尺寸的要求；主機對液壓系統(tǒng)的性能要求，如自動化程度、調(diào)速范圍、運動平穩(wěn)性、換向定位精度以及對系統(tǒng)的效率、溫升等的要求；液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境，如溫度、濕度、振動沖擊以及是否有腐蝕性和易燃物質(zhì)存在等情況。(4)要求垂直支腿能夠承載最大起重時的壓力。(2)要求各支腿可以進行單獨調(diào)整。方向操縱兩個機構(gòu)聯(lián)動能力。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。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。(3)要求在有載荷情況下能微動。3)變幅回路(1)帶平衡閥并設(shè)有二次液控單向閥鎖住保護裝置。2)回轉(zhuǎn)回路(1)具有獨立工作能力。(2) 副卷揚只要求單泵供油。主卷揚起升－回轉(zhuǎn)－變幅－下降(中間制動一次）利用它臂長特點起吊小起重量高空作業(yè) 系統(tǒng)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。（主卷揚起升＋回轉(zhuǎn)）－變幅－下降－（起升＋回轉(zhuǎn)）－下降（中間制動一次）起重機在額定起重量的（50～60）％的作業(yè)工況最多 4中長臂；中長臂最大額定起重量的1/2；相應(yīng)的工作幅度。主卷揚起升－回轉(zhuǎn)－下降（中間制動一次）起重噸位大，動作單一，很少與回轉(zhuǎn)等機構(gòu)組合動作 2基本臂；額定起重量的80％；相應(yīng)的工作幅度。設(shè)計液壓系統(tǒng)時要求各系統(tǒng)的動作能夠滿足這些工況要求。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(fù)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。 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。而用副臂幅卷揚與主卷揚進行共同吊重的情況更為少見。 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。表23 起重機利用等級 Crane by grade 利用等級總的工作循環(huán)次數(shù)/N起重機使用情況利用等級總的工作循環(huán)次數(shù)/N起重機使用情況5經(jīng)常中等的使用1不經(jīng)常繁忙使用不經(jīng)常使用24繁忙的使用經(jīng)常清閑的使用4 典型工況分析及對系統(tǒng)要求 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)。 T—起重機一個工作循環(huán)的時間，設(shè)定為T=300秒。 B—起重機一年中的工作天數(shù)，取B=300天。工作循環(huán)次數(shù)除了可根據(jù)經(jīng)驗確定，還可根據(jù)下式進行計算：（次）（21）式中 : Y—起重機的使用壽命以年計算，與起重機的類型、用途、環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)濟因素有關(guān)。工作循環(huán)次數(shù)表征起重機的利用程度，是起重機分級的基本參數(shù)之一。13制動距離（車速為30km/h）m≤10最大爬坡度%30百公里油耗l≤37表22 起重作業(yè)狀態(tài)主要技術(shù)參數(shù) Lifting operation status of main technology parameters類別項 目單 位參 數(shù)主要性能參數(shù)最 大 額 定 總 起 重 量t25最 小 額 定 工 作 幅 度m3轉(zhuǎn) 臺 尾 部 回 轉(zhuǎn) 半 徑m最大起重力矩基 本 臂kN表21 起重機行駛狀態(tài)主要技術(shù)參數(shù) Crane running status, main technical parameters類別項 目單 位參 數(shù)尺寸參數(shù)整 機 全 長mm12550整 機 全 寬mm2500整 機 全 高mm3380軸 距第一軸距mm4425第二軸距mm1350重量參數(shù)行駛狀態(tài)總質(zhì)量kg29400軸 荷前 軸kg6200后 軸kg23200發(fā)動機額定功率kw/rpm206/2200發(fā)動機額定扭矩1112/1400行駛參數(shù)最高行駛速度km/h75最小轉(zhuǎn)彎直徑m22最小離地間隙mm260接近角176。2. 動力分配情況 根據(jù)設(shè)計要求、工作情況、起重量等，本機的動力分配如圖23所示： 圖23 上車動力分配情況Figure 23 on power distribution各機構(gòu)組合控制情況對于支腿回路伸縮速度控制、伸縮回路、變幅回路、回轉(zhuǎn)回路、主副卷揚回路都采用了電液比例控制方式，用手動比例電壓控制閥手柄做操縱工具，其搭配情況如圖24所示。 QY25K汽車起重機的各組合、分配及控制1. 各機構(gòu)組合情況圖22 各機構(gòu)動作組合情況Figure 22 institutions action bination支腿機構(gòu)在起升過程中不能動作，但是支腿回路不工作時其他的回路均不能工作，起升與變幅，伸縮、回轉(zhuǎn)回路要有組合動作功能，回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅回路之間不需要組合動作。(2) 各方位都應(yīng)有良好的微動性能,防止重物就位時發(fā)生沖擊碰撞。25噸液壓汽車起重機還另外聯(lián)接和驅(qū)動各機構(gòu)的還有液壓傳動系統(tǒng)。根據(jù)汽車起重機的工況，支腿回路、伸縮回路和變幅回路只能一個單獨工作，所以采用同一個液壓泵供油。伸縮、變幅回路在工作時只能一個單獨工作，用電液比例換向閥來控制它們的伸縮速度。大中型起重機的變幅機構(gòu)，為了減小變幅缸的缸徑，通常采用雙缸并聯(lián)回路，即兩個等直徑的變幅缸分別置于臂的兩側(cè)跟臂一起剛性連接。這樣電磁閥可靠性大大提高。伸縮回路有四級液壓缸，使用電液閥控制使液壓缸實現(xiàn)順序伸縮和各節(jié)臂單獨伸縮。主副卷揚回路中設(shè)有壓力記憶閥，防止二次起升下墜，緩沖補油和自動冷熱油交換等裝置。卷揚機構(gòu)采用變量馬達使整機具有輕載高速、重載低速的特點。同時負(fù)荷傳感閥使執(zhí)行元件的運動速度與負(fù)載無關(guān)，降低了操作者的操作難度，減輕了操作者的勞動強度。上車液壓系統(tǒng)主要由液控先導(dǎo)操縱的多路換向閥控制系統(tǒng)，主操縱閥為負(fù)荷傳感式比例多路換向閥，各聯(lián)換向閥均設(shè)有抗沖擊閥和防氣蝕閥。新型下車多路換向閥由于增加了限壓閥，可有效防止水平液壓缸活塞桿彎曲。支腿回路采用H式支腿，此支腿外伸距離大，每一支腿有兩個液壓缸，一個水平的，一個垂直的，支腿外伸后成H形。液壓泵為斜軸式柱塞泵，由于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速可以通過油門人為調(diào)節(jié)控制，其輸出的流量可以在一定的范圍內(nèi)通過控制汽車油門開度的大小來人為控制，從而實現(xiàn)無級調(diào)速；液壓泵通過中心回轉(zhuǎn)接頭、開關(guān)和過濾器從油箱吸油；輸出的壓力油經(jīng)回轉(zhuǎn)接頭多路換向閥手動閥組的操作，將壓力油串聯(lián)地輸送到各執(zhí)行元件，當(dāng)起重機不工作時，液壓系統(tǒng)處于卸荷狀態(tài)。在輕載情況下，各串聯(lián)的執(zhí)行元件可任意組合，使幾個執(zhí)行元件同時動作，如伸縮和回轉(zhuǎn)，或伸縮和變幅同時進行等。圖21 汽車起重機外形簡圖Figure 21 truck crane dimension sketchQY25K型汽車起重機是一種中小型起重機，這種起重機的作業(yè)操作，主要通過手動操縱來實現(xiàn)多缸各自動作。經(jīng)國家工程機械質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心型式試驗和國家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的強制性目檢，整機各項指標(biāo)完全達到了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，安全環(huán)保項目符合國家強制性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，經(jīng)用戶使用動力強勁起吊性能優(yōu)良。2 QY25K汽車起重機工況分析 QY25K汽車起重機簡介采用全頭大視野豪華型駕駛室、新型太空型操縱室，整機造型美觀采用5節(jié)八邊形雙缸，加繩排伸縮主臂和1節(jié)桁架式副臂，提高了整機的作業(yè)范圍，配置了大功率環(huán)保型發(fā)動機。設(shè)計時，首先明確設(shè)計任務(wù)和設(shè)計要求，仔細研究設(shè)計方案，理清設(shè)計思路，使設(shè)計過程清晰化，在此基礎(chǔ)上，進行以下研究工作：分析已有的汽車起重機，結(jié)合設(shè)備特點，明確液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求，并進行工況分析；確定汽車起重機液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)；對各工作機構(gòu)液壓回路進行設(shè)計，擬定液壓系統(tǒng)原理圖；根據(jù)整機工作參數(shù)和各機構(gòu)主要參數(shù)對液壓系統(tǒng)進行設(shè)計與計算，并且對主要液壓元件進行選型；對各回路及整個系統(tǒng)進行性能計算，其中包括各回路功率計算、各回路性能驗算以及系統(tǒng)的發(fā)熱驗算等。因此，設(shè)計這樣一款汽車起重機不僅很有必要而且是可行的。為了使設(shè)計出來的起重機具有高的性能，設(shè)計時不僅要采用一些國內(nèi)外的先進技術(shù)，也要有自己的創(chuàng)新技術(shù)。 課題意義和主要研究任務(wù)QY25K汽車起重機屬于中型起重機，是工程建設(shè)中較常用的一款汽車起重機。 回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢為通過小馬達、大傳動比來實現(xiàn)操作平穩(wěn)，通過設(shè)立回轉(zhuǎn)緩沖閥和自由滑轉(zhuǎn)機能來實現(xiàn)吊重的自動對中功能，從而有效防止側(cè)載的產(chǎn)生。 對于具5節(jié)以上伸縮臂的液壓系統(tǒng)，采用單缸插銷伸縮機構(gòu)，這種伸縮機構(gòu)自重輕，能大幅提高起重機的起重性能，能有效地控制整機的重量，通過采用多油口和多平衡閥的油路來提高伸縮的效率。2)變幅液壓系統(tǒng): 變幅液壓系統(tǒng)更趨節(jié)能高效，目前最先進的為變幅下降時充分利用吊臂和重物的重力勢能，實現(xiàn)重力下放，下放的速度由先導(dǎo)手柄來無級控制，變幅平穩(wěn)沒有沖擊。為了適應(yīng)這些新的要求，以前的定量泵將逐步被先進可靠的具有負(fù)載反饋和壓力切斷的恒功率變量泵所取代，定量馬達或液控變量馬達也將被電控變量馬達所取代。1)起升液壓系統(tǒng): 目前最常用的起升液壓系統(tǒng)為定量泵、定量或變量馬達開式液壓系統(tǒng)，然而，現(xiàn)代施工要求。 汽車起重機液壓系統(tǒng)的運用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢最早的汽車起重機液壓系統(tǒng)常用單泵供油，后來為了滿足起升、變幅、后來為滿足起升、變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)機構(gòu)的獨立工作、聯(lián)合動作以及快速提升的要求，出現(xiàn)了雙泵統(tǒng)選用多聯(lián)齒輪泵?？v觀眾多用戶的反饋意見，液壓式汽車起重機深受他們的歡迎和好評。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。為了防止漏油問題，元件的制造精度要求比較高。此種起重機作業(yè)效率高，輔助時間短，因而提高了起重機總使用期間的利用率，對加速實現(xiàn)四個現(xiàn)代化大有好處。采用液壓傳動，在主要機構(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)備時間。便于實現(xiàn)自動操作，改善了司機的勞動強度和條件。同時還很方便的把旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)槠揭七\動，易于實現(xiàn)起重機的變幅和自動伸縮。1)在起重機的結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能上的優(yōu)點： 來自汽車發(fā)動機的動力經(jīng)油泵轉(zhuǎn)換到工作機構(gòu)，其間可以獲得很大的傳動比，省去了機械傳動所需的復(fù)雜而笨重的傳動裝置。汽車起重機由于具有上述這些特點，因此隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，近年來各國汽車起重機的品種和產(chǎn)量都有很大發(fā)展。 汽車起重機上液壓系統(tǒng)的特點汽車起重機由于它是利用汽車底盤，所以具有汽車的行駛通過性能，機動靈活，行駛速度高，可快速轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移到作業(yè)場后能迅速投入工作，因此特別適用于流動性大，不固定的作業(yè)場所。