【正文】 Simulation)仿真程序軟件包，使液壓設(shè)計從 經(jīng)驗估計上升到定量分析的階段。 從液壓傳動的優(yōu)缺點來看，優(yōu)點大于缺點，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系統(tǒng) 。油液粘度和溫度的變化 會影響機(jī)構(gòu)的工作性能。 （ 3）缺點 液壓傳動的主要缺點是漏油問題難以避免。 （ 2） 在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點 液壓傳動的起重機(jī)，結(jié)構(gòu)上容易實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，通用化和系列化，便于大批量生產(chǎn)太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 2 時采用先進(jìn)的工藝方法和設(shè)備。由于元件操縱可以 微動，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。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)動機(jī)的技術(shù)特性。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。 CAD 技術(shù)將計算機(jī)運算速度快、計算精度高、存儲信息量大 、邏輯運算能力強(qiáng)等優(yōu)點和人具有創(chuàng)造性、組織能力的優(yōu)勢組合起來。自動控制專業(yè)則需解決多變量圖解及系統(tǒng)的動態(tài)過程的數(shù)字仿真。包括完成設(shè)計、計算數(shù)據(jù)傳遞、繪圖（包括二維、三維）以及性能分析，并能利用屏幕顯示及人機(jī)對話。盡管各學(xué)科領(lǐng)域的 CAD 都是采用數(shù)值計算方法解決高精度、高速度工 程設(shè)計，但由于 CAD 是和各學(xué)科專業(yè)內(nèi)容緊密相關(guān)的，因此其技術(shù)特點與側(cè)重點又有很大不同。隨著液壓傳動技術(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)展對象。太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 1 前言 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。 相對于其他起重機(jī)，汽車起重機(jī)不僅具有移動方便，操作靈活，易于實現(xiàn)不同位置的吊裝等優(yōu)點，而且對其進(jìn)行驅(qū)動和控制的液壓系統(tǒng)易于實現(xiàn)改進(jìn)設(shè)計。 CAD 是計算機(jī)與工程設(shè)計緊密結(jié)合的綜合應(yīng)用技術(shù)。機(jī)械類學(xué)科領(lǐng)域 CAD 的重點在于圖形設(shè)計。實現(xiàn)二維、三維之間的轉(zhuǎn)換。對于一個完善的液壓 CAD 系統(tǒng)是一個以 C程數(shù)據(jù)庫為中心，以圖形為主要手段，包括設(shè)計計算、繪圖、工程數(shù)據(jù)處理、動態(tài)仿真和優(yōu)化等功能在內(nèi)的集成的、結(jié)構(gòu)開放的系統(tǒng)。 液壓傳動應(yīng)用于起重機(jī)上的優(yōu)缺點 （ 1） 在起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能上的優(yōu)點 ： 來自汽車發(fā)動機(jī)的動力經(jīng)油泵轉(zhuǎn)換到工作機(jī)構(gòu)，其間可以獲得很大的傳動比，省去了機(jī)械傳動所需的復(fù)雜而笨重的傳動裝置。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(jī)的變幅和自動伸縮。便于實現(xiàn)自動操作，改善了司機(jī)的勞動強(qiáng)度和條件。 采用液壓傳動，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)備時間。此種起重機(jī)作業(yè)效率高，輔助時間短，因而提高了起重機(jī)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。為了防止漏油問題，元件的制造精度要求比較高。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。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。該包采用 FORTRAN 語言編程，可以用來分析飛機(jī)的液壓系統(tǒng)。 80 年代初，德國亞琛工業(yè)大學(xué)研制成功 DSH(Digital Simulation of Hydraulic System)仿真系統(tǒng)。同期另一個影響較大的仿真軟件是英國巴斯大學(xué)的 HASP 軟件包，該包除具有 DSH 所有的性能外，還可以進(jìn)行靜態(tài)仿真。德國斯圖加特大學(xué)首次推出計算機(jī)設(shè)計液壓原理圖的程序 包。亞琛工業(yè)大學(xué)還研制出一個涉及液壓閥快的 HYKON軟件包，包內(nèi)含有一個有多種液壓軟件結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，能根據(jù)設(shè)計人員輸入的信息，布置閥塊上的元件及連接螺孔，自動進(jìn)行閥塊孔道的設(shè)計和校核 。美國威格斯（ VICKERS）公司利用 CAD 技術(shù)進(jìn)行液壓系統(tǒng)原理圖的繪制和計算，進(jìn)行液壓泵、馬達(dá)、閥、和集成閥塊的方案設(shè)計及零、部件繪制。如以色列 Goldenbeng開發(fā)的液壓 CAD 軟件系列為 HydroCalc,HydroSaft 等。一些公司、學(xué)校也相繼開發(fā)液壓元件和系統(tǒng)的 CAD太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 軟件包，其中某些軟件不僅能對某些液壓元件進(jìn)行設(shè)計計算、繪制二維圖形，還能建立三維立體模型。最初只是在用計算機(jī)對特定的液壓系統(tǒng)或元件進(jìn)行仿真，也有些研究涉及有限元分析 、參數(shù)辨識和優(yōu)化設(shè)計，后來才發(fā)展到設(shè)計和繪圖。北京航空航天大學(xué)，西北工業(yè)大學(xué)在 80年代初，對美國麥道公司的 AFFS 軟件進(jìn)行了移植取得了一定的成果。 大連理工大學(xué)于 19801985 年間完成了液壓系統(tǒng)原理圖輔助 設(shè)計軟件包。浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)及哈爾濱工業(yè)大學(xué)等校均在插裝閥三維實體造型 、液壓泵 CAD 等方面各自開發(fā)了相應(yīng)的軟件。 就液壓行業(yè)來說，近代 CAD 技術(shù)已能執(zhí)行液壓產(chǎn)品設(shè)計的任務(wù)，可以進(jìn)行液壓元件及系統(tǒng)的設(shè)計計算，包括參數(shù) 設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、應(yīng)力分析、優(yōu)化分析、結(jié)構(gòu)綜合、動態(tài)仿真、自動繪制工程圖紙等。 繪 制液 壓系統(tǒng) 原理圖 為了繪制液壓系統(tǒng)原理圖，通常要調(diào)用液壓元件圖形符號庫。 液 壓元 件及系 統(tǒng)的設(shè) 計、計 算和 信息存 儲 在設(shè)計液壓元件時，根據(jù)確定的方案，采用常規(guī)算法進(jìn)而確定元件的結(jié)構(gòu)幾何尺寸及材料的選擇。這些 功能均通過編制相應(yīng)元件的設(shè)計計算軟件而完成。 零 、部件圖 自動 繪制 可以采用人機(jī)對話方式或參數(shù)化繪圖方式，輸出二維或是三維圖形，并能完成標(biāo)注尺寸、形位公差及表面粗糙度的工作。 有 限元 分析 和動 態(tài)仿 真 液壓元件處于高壓、高速和惡劣的環(huán)境條件下工作，對于有結(jié)構(gòu)緊湊要求時，能將多種方案的數(shù)據(jù) ，通過有限元分析得到的多種結(jié)果，進(jìn)行分析、評比、優(yōu)選，避免樣機(jī)試驗分析的工作。 現(xiàn)已有多種仿真軟件應(yīng)用于液壓 CAD。 下面對該系統(tǒng)的情況作一概述。其中包含 的液壓元件主要有：泵和馬達(dá)、液壓閥、液壓缸和一些輔助元件。 （ 1） 支腿收放回路 由于汽車輪胎的支撐能力有限，在起重作業(yè)時必須放下支腿，使汽車輪胎 架空。前后各有兩條支腿，每一條支腿配有一個液壓缸。每一個液壓缸上都配有一個雙向液壓鎖，以保證支腿可靠的鎖住，防止在起重作業(yè)過程中發(fā) 生“軟退”現(xiàn)象或行車過程中液壓支腿自行下落。轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)速度較低，一般每分鐘為 1 至 3 轉(zhuǎn)。因此，回轉(zhuǎn)回路比較簡單，通過三位四通換向閥可獲得左轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)三種不同工況。馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)有一個手動的三位四通閥控制。 在馬達(dá)下降的回油路上有平衡閥，用以防止重物自由下落。改進(jìn)后的平衡閥使重物下降時不會產(chǎn)生“點頭”現(xiàn)象。為此，在太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 液壓馬達(dá)上設(shè)有制動缸，以便在馬達(dá)停轉(zhuǎn)時，用制動器鎖住起升液壓馬達(dá)。前者是為使馬達(dá)迅速制動，重物迅速停止下降；而后者則是避免當(dāng)負(fù)載在半空中再次起升時，將液壓馬達(dá)拖動反轉(zhuǎn)而產(chǎn)生滑降現(xiàn)象。吊臂的伸縮是由一伸縮液壓缸控制。 （ 5） 吊臂變幅回路 所謂變幅，就是用一液壓缸改變起重臂的起落角度。 功能介紹 通過收集調(diào)查汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)，根據(jù)實際功能需求，設(shè)計“汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng) CAD”的總體結(jié)構(gòu)如圖 所示。 （ 2） 能夠?qū)σ簤涸男阅軈?shù)根據(jù)條件查詢。 確定了總體目標(biāo)后，就可以設(shè)計總體功能模塊的邏輯模型了，如圖 所示。 （ 1） 確定實體 泵和馬達(dá)、閥、液壓缸、輔助件、液壓元件圖庫 （ 2） 確定實體的屬性 泵和馬達(dá)：元件名稱、型號、排量、額定壓力、最高壓力、額定轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速、驅(qū)動功率、重量 閥：元件名稱、類型、型號、通徑、額定流量、調(diào)壓范圍、卸荷壓力、重量、電磁閥額定電壓、額定壓力、最高使用壓力、開啟壓力、 推薦流量、工作壓力