【正文】 低壓系統(tǒng)（）中壓系統(tǒng)（）中高壓或大功率系統(tǒng)（）2～45～76～12根據(jù)實際設(shè)計需要，選擇的，所以此系統(tǒng)屬于中高壓系統(tǒng)，所以取： 式中 －液壓油箱有效容量；－液壓泵額定流量。 液壓油箱的作用是貯存液壓油、充分供給液壓系統(tǒng)一定溫度范圍的清潔油液，并對回油進行冷卻，分離出所含的雜質(zhì)和氣泡。考慮到維修，散熱等方面的要求。但安裝維修不方便，散熱條件不好。其安裝方式為立式和臥式兩種。本次設(shè)計采用集中式。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，泄漏油回收，節(jié)省占地面積，但安裝維修方便。例如，利用機床或底座作為液壓油箱存放液壓油。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是安裝維修方便，液壓裝置的振動、發(fā)熱都與機床隔開；缺點是液壓站增加了占地面積。 液壓站的結(jié)構(gòu)型式機床液壓站的結(jié)構(gòu)型式有分散式和集中式兩種類型。液壓油箱裝有空氣濾清器，濾油器，液面指示器和清洗孔等?；钊和ǔＳ描T鐵和鋼；也有用鋁合金制成的活塞桿：35號鋼、45號鋼的空心桿或?qū)嵭臈U。防塵方式常用J形或三角形防塵裝置活塞及活塞桿處密封圈的選用活塞及活塞桿處的密封圈的選用，應(yīng)根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運動速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。蓋與桿的密封常采用Y形、V形密封裝置。機床和工程機械中一般采用裝在內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，有利于導(dǎo)向套的潤滑；而油壓機常采用裝在外側(cè)的結(jié)構(gòu)，在高壓下工作時，使密封圈有足夠的油壓將唇邊張開，以提高密封性能。后者導(dǎo)向套磨損后便于更換，所以應(yīng)用較普遍。活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)以及密封、防塵和鎖緊裝置等。通常是在缸蓋上裝一個防塵圈。導(dǎo)向套不應(yīng)太短，以保證受力良好。對于缸前蓋還應(yīng)該考慮導(dǎo)向與防塵問題導(dǎo)向的作用是保證活塞的運動不偏離軸線，以免產(chǎn)生“拉缸”現(xiàn)象，并保證活塞桿的密封件能正常工作。而螺紋連接又有外螺紋連接和內(nèi)螺紋連接兩種形式，其外形尺寸和重量較小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外徑加工時要求保證與內(nèi)徑同心，裝拆要使用專用工具。其中常用半環(huán)連接式和螺紋連接式。、缸體材料以及工作條件有關(guān)。由于工作條件不同，結(jié)構(gòu)形式也各不相同。液壓缸主要尺寸確定以后，就進行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。液壓缸：缸體內(nèi)部長度L=B+l=156+2655=2811mm當(dāng)液壓缸支承長度LB(1015)d時，需考慮活塞桿彎度穩(wěn)定性并進行計算。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。為保證最小導(dǎo)向長度H，若過分增大和B都是不適宜的，必要時可在缸蓋與活塞之間增加一隔套K來增加H的值。對一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度H應(yīng)滿足以下要求：設(shè) 計 計 算 過 程 式中 L——液壓缸的最大行程； D——液壓缸的內(nèi)徑。液壓缸：無孔時 取 t=65mm有孔時 取 t’=50mm當(dāng)活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到缸蓋滑動支承面中點的距離H稱為最小導(dǎo)向長度。液壓缸工作行程選 l?=2655mm l?=2455mm一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強度要求可用下面兩式進行近似計算。因此一般不作計算，按經(jīng)驗選取，必要時按上式進行校核。無縫鋼管：。液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚的比值的圓筒稱為薄壁圓筒。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律應(yīng)壁厚的不同而各異。第5章 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。一般情況下，工進時做功的功率損失大引起發(fā)熱量較大，所以只考慮工進時的發(fā)熱量，然后取其值進行分析。 系統(tǒng)溫升的驗算在整個工作循環(huán)中，工進階段所占的時間最長，且發(fā)熱量最大。回路上的壓力損失要折算到進油路上去。 系統(tǒng)壓力損失驗算液壓系統(tǒng)壓力損失包括管道內(nèi)的沿程損失和局部損失等。估算液壓系統(tǒng)性能的目的在于評估設(shè)計質(zhì)量或從幾種方案中評選最優(yōu)設(shè)計方案。. 管道壁厚的計算 式中： p——管道內(nèi)最高工作壓力 Pa d——管道內(nèi)徑 m——管道材料的許用應(yīng)力 Pa，——管道材料的抗拉強度 Pan——安全系數(shù)，對鋼管來說，時，取n=8；時，取n=6； 時，取n=4。. 管道內(nèi)徑計算 式中 Q——通過管道內(nèi)的流量 v——管內(nèi)允許流速 ，見表：表44：液壓系統(tǒng)各管道流速推薦值油液流經(jīng)的管道推薦流速 m/s液壓泵吸油管～液壓系統(tǒng)壓油管道3～6，壓力高，管道短粘度小取大值液壓系統(tǒng)回油管道～ (1). 液壓泵壓油管道的內(nèi)徑： 取v=4m/s 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》查得：取d=20mm,鋼管的外徑 D=28mm； 管接頭聯(lián)接螺紋M272。管路旋入端用的連接螺紋采用國際標準米制錐螺紋（ZM）和普通細牙螺紋（M）。 管接頭的選用管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式聯(lián)接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各種條件。低壓膠管是麻絲或棉絲編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。膠管分高、低壓兩種。尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般用在回油管用。本設(shè)計中油管采用鋼管，因為本設(shè)計中所須的壓力是高壓，P= ， 鋼管能承受高壓，價格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配是不能任意彎曲，常在裝拆方便處用作壓力管道一中、高壓用無縫管，低壓用焊接管。4．連接件的選擇連接件包括油管和管接頭。液壓系統(tǒng)如果依靠自然冷卻不能保證油溫保持在限定的最高溫度之下，就需要裝設(shè)冷卻器進行強制冷卻。濾油器應(yīng)根據(jù)其在系統(tǒng)中所處部位及被保護元件對工作介質(zhì)的過濾精度要求、工作壓力、過流能力及其他性能要求而定。外泄式液控單向閥與內(nèi)泄式相比，其控制壓力低，工作可靠，選用時優(yōu)先考慮。選擇三位換向閥時，應(yīng)特別注意中位機能。70L/min以下時用電磁換向閥（一般為6,10mm通徑），否則需要選用電液換向閥。一般中、低壓流量閥的最小穩(wěn)定流量為50~100ml/min，~20ml/min。流量控制元件流量調(diào)節(jié)范圍，流量壓力特性曲線，最小穩(wěn)定流量，壓力與溫度的補償要求，對工作介質(zhì)清潔度的要求，閥進口壓差的大小以及閥的內(nèi)泄漏大小等方向控制元件性能特點，換向頻率，閥口壓力損失的大小以及閥的內(nèi)泄漏大小等 各閥的選擇直動式溢流閥的響應(yīng)快，一般用于流量較小的場合，宜做制動閥、安全閥用；先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性好，用于中、高壓和流量較大的場合，宜做調(diào)壓閥、背壓閥用，~1Mpa范圍內(nèi)。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護方便，通用性大。油液流過時壓力損失小。 選用1000r/min的電動機，則驅(qū)動電機功率為：選擇電動機 。在整個工作循環(huán)中，若液壓泵的壓力和流量比較穩(wěn)定，即工況圖曲線變化比較平穩(wěn)時，則驅(qū)動泵的電動機功率為Np=PpQp/ηｐ式中 Pp—液壓泵的最高供油壓力Qp—液壓泵的實際輸出流量液壓泵的總效率。根據(jù)以上算得的和在查閱相關(guān)手冊《機械設(shè)計手冊》成大先P20195得：現(xiàn)選用，排量63ml/r，額定壓力32Mpa，額定轉(zhuǎn)速1500r/min，容積效率，重量71kg，容積效率達92%。但柱塞式變量泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。3） 改變柱塞的行程就能改變流量，容易制成各種變量型。2） 流量范圍較大。柱塞變量泵適用于負載大、功率大的機械設(shè)備（如龍門刨床、拉床、液壓機），柱塞式變量泵有以下的特點：1） 工作壓力高。系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取，現(xiàn)取。= 液壓元件的選擇 由前面工況分析，由最大壓制力和液壓主機類型，初定上液壓泵的工作壓力取為，考慮到進出油路上閥和管道的壓力損失為（含回油路上的壓力損失折算到進油腔），則液壓泵的最高工作壓力為式中 P?執(zhí)行元件的最高工作壓力ΔP?從液壓泵出口到執(zhí)行元件入口之間的總的壓力損失該值較為準確的計算需要管路和元件的布置圖確定后才能進行，初步計算可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取。= Q?=10179。=Q?=10179。=同理，可求得重鐵掛放油缸Q?=10179。=③ 工作缸回程時所需流量 Q?=10179。=② 工作缸壓制時所需流量Q?=10179。① 工作快速空程時所需流量其中 液壓缸的容積效率，取Q?=10179。同理可求得重鐵掛放油缸D=160mm,d=100mm.由此求得掛放油缸缸面積的實際有效面積為：A?= m178。D====當(dāng)按GB234880將這些直徑圓整成進標準值時得：D=260mm,d=200mm. 由此求得伸縮油缸缸面積的實際有效面積為：A?= m178。以單活塞桿液壓缸（伸縮油缸）為例來說明其計算過程?？爝M時采用差動連接，并通過充液補油法來實現(xiàn)，這種情況下液壓缸無桿腔工作面積A?應(yīng)為有桿腔工作面積A?的6倍，即活塞桿直徑與缸筒直徑滿足： 的關(guān)系。一般的做法是先選定液壓執(zhí)行元件的類型及其工作壓力P，在按照最大負載和預(yù)估的液壓執(zhí)行元件的機械效率求出A或Vm，并通過各種必要的驗算、修正和圓整成標準值后定下這些結(jié)構(gòu)參數(shù)，最后，再算出最大流量Qmax來。液壓執(zhí)行元件的工作壓力可以根據(jù)負載圖中的最大負載來選取，見表41也可以根據(jù)主機的類型來選取，見表42最大流量則由液壓執(zhí)行元件速度圖中最大速度計算出來。平衡閥的作用是在起重機重鐵下降時，防止在載荷或重鐵自重的作用下，其下降速度過快，引起機構(gòu)失控，而造成事故。當(dāng)操縱手動換向閥時，液壓油經(jīng)手動換向閥、雙向液壓鎖進入掛放油缸，實現(xiàn)掛放油缸的掛放動作。 圖33 重鐵系統(tǒng)液壓原理圖圖33為重鐵系統(tǒng)液壓原理圖。 ——液壓缸的機械效率，一般取=～。在系統(tǒng)方案及液壓缸結(jié)構(gòu)尚未確定之前，其無法計算，在負載計算時，可暫時不考慮。一般用液壓缸的機械效率加以考慮，一般取=～。Fs的計算公式詳見有關(guān)手冊。液壓缸上行時重力取正值，反之取負值。=840KN垂直或傾斜放置的運動部件，在沒有平衡的情況下，其自重也成為一種負載?！?輕載低速時取較小值。各種形式導(dǎo)軌的摩擦負載計算公式可查閱有關(guān)手冊。FW=16010179。工作負載FW與液壓缸運動方向相反時為正值，方向相同時為負值。 重鐵機構(gòu)工況分析，10?Kg1. 工作負載FW 不同的機器有不同的工作負載。 （5）起重機行走時不產(chǎn)生掉腿現(xiàn)象。 （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傾翻。6. 支腿回路 （1）要求垂直支腿不泄漏，具有很強的自鎖能力（不軟腿）。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。 工作狀況對系統(tǒng)的要求根據(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。聯(lián)動功能實現(xiàn)的，即一個手柄同時控制兩個機構(gòu)的運動，這種操作方式對司機的操作水平要求很高，且有危險，實際作業(yè)中很少使用。本機屬于中型起重機，不提倡采用副臂，不過可以增加臂的節(jié)數(shù)來增大最大起升高度。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。 本課題的性能參數(shù)配重總重量35t起重機最大起重量 160t第3章 液壓系統(tǒng)工況分析 典型工況的分析及對系統(tǒng)的要求伸縮機構(gòu)的作業(yè)情況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)。還可以根據(jù)地面情況對各支腿進行單獨調(diào)節(jié)。為了使起重機在吊重過程中安全可靠，支腿要求堅固可靠，伸縮方便。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。伸縮回路只能在起重機吊重之前伸出。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。汽車起重機由于使用了支腿，除了吊非常輕的重物之外，必須帶載變幅。工作性變幅驅(qū)動功率較大，而且要求安裝限速和防止超載的安全裝置。工作性變幅能在帶載的條件下改變幅度。它在空載時改變幅度，以調(diào)整取物裝置的位置，而在重物裝卸移動過程中，幅度不改變。工程起重機變幅按其工作性質(zhì)可分為非工作性變幅和工作性變幅兩種。變幅回路則是實現(xiàn)改變幅度的液壓工作回路，用來擴大起重機的工作范圍，提高起重機的生產(chǎn)率?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)使重物水平移動的范圍有限，但所需功率小，所以一般汽車起重機都設(shè)計成全回轉(zhuǎn)式的，即可在左右方向任意進行回轉(zhuǎn)。2．回轉(zhuǎn)回路回轉(zhuǎn)回路起到使吊臂回轉(zhuǎn)，實現(xiàn)重物水平移動的作用。起升回路是起重機液壓系統(tǒng)的主要回路，對于大、中型汽車起重機一般都設(shè)置主、副卷揚起升系統(tǒng)。起升回路起升回路起到使重物升降的作用。油箱體積卻比較小，空氣不容易滲入油中，工作比較平穩(wěn)。然而油箱的體積比較大，空氣和油液的接觸機會增多，空氣容易進入油箱。泵—馬達回路是起重機液壓系統(tǒng)比較重要的回路，根據(jù)不同的泵循環(huán)方式有開式回路和閉式回路兩種類型。其中主要的動力源是液壓泵；主要的傳輸控制裝置是一些輸油管和各種閥的連接機構(gòu)；主要的執(zhí)行機構(gòu)是液壓馬達和液壓缸。涉及內(nèi)容為：液壓系統(tǒng)的研究，包括液壓系統(tǒng)的整體設(shè)計，液壓元件的規(guī)格計算與選擇；重鐵機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計；液壓缸的設(shè)計與選擇。本文主要論述液壓起重機重鐵機構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計。工作介質(zhì)——液壓油。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。通過它們的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力流速和方向得以改