【正文】 .......................................................................................... 42 變幅回路 ............................................................................................ 44 支腿回路 ............................................................................................ 45 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱驗算 .................................................................................... 46 工作循環(huán)周期 T ................................................................................ 46 油泵損失所產(chǎn)生的熱能 H ............................................................... 47 馬達產(chǎn)生的 熱量 ................................................................................. 48 油箱散熱量 ........................................................................................ 48 小結(jié) ................................................................................................................. 49 結(jié)論 ………………………………………………………………………… 50 致謝 ………………………………………………………………………… 51 參考文獻 …………………………………………………………………… 52 附錄 …… …………………………………………………………………… 53 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 概述 關(guān)于汽車起重機 工程起重機是各種工程建設(shè)廣泛運用的重要起重設(shè)備，是用來對物料進行起重、運輸、裝卸或安裝等作業(yè)的機械設(shè)備，在工業(yè)和民用建筑中作為主要施工機械而得到廣泛運用。目前我國是世界上使用工程起重機最大的國家之一。 相對于其他起重機，汽車起重機不僅具有移動方便，操作靈活，易于實現(xiàn)不同位置的吊裝等優(yōu)點，而且對其進行驅(qū)動和控制的液壓系統(tǒng)易于實現(xiàn)改進設(shè)計。 液壓傳動應(yīng)用于汽車起重機上的優(yōu)缺點 優(yōu)點 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。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。便于實現(xiàn)自動操作，改善了司機的勞動強度和條件。 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。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。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?？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。 液壓系統(tǒng)的類型 液壓系統(tǒng)要實現(xiàn)其工作目的必須經(jīng)過動力源 —— 傳輸控制機構(gòu) —— 執(zhí)行機構(gòu)三個環(huán)節(jié)。這三種機構(gòu)的不同組合就形成了不同功能的液壓回路。 開式回路中 馬達的回油直接通回油箱，工作油在油箱中冷卻及沉淀過濾后再由液壓泵送入系統(tǒng)循環(huán)，這樣可以防止元件的磨損。 閉式回路中馬達的回油直接與泵的吸油口相連，結(jié)構(gòu)緊湊，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，散熱條件差，需設(shè)輔助泵補充泄漏和冷卻。 汽車起重機液壓系統(tǒng)功能、組成和工作特點 汽車起重機液壓系統(tǒng)一般由起升、變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)、 支腿和 控制 六 個主回路組成 。 起升回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓離合器和液壓馬達組成。 它們的工作方式有單獨吊重、合流吊重以及單獨共同吊重三種方式，其中對于吊大噸位且要求速度不太高時用主卷揚吊的方式，對于吊小噸位且要求速度不太高時用副卷揚吊的方式；對于吊大噸位且要求速度比較高時用主副卷揚泵合流吊的方式；對于吊比較長的物體時用單獨共同吊重方式 。 回轉(zhuǎn)回路主要由 液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓離合器和液壓馬達組成，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。 3．變幅回路 絕大部分工程起重機為了滿足重物裝、卸工作位置的要求，充分利用其起吊能力（幅度減小能提高起重量），需要經(jīng)常改變幅度。 變幅回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥和變幅液壓缸組成。非工作性變幅指只是在空載條件下改變幅度。這種變幅次數(shù)一般較少，而且采用較低的變幅速度，以減少變幅機構(gòu)的驅(qū)動功率，這種變幅的變幅機構(gòu)要求簡單。為了提高起重機的生產(chǎn)率和更好地滿足裝卸工作的需要，常常要求在吊裝重物時改變起重 機的幅度，這種類型的變幅次數(shù)頻繁，一般采用較高的變幅速度以提高生產(chǎn)率。與非工作性變幅相比，這種變幅要求的變幅機構(gòu)較復(fù)雜，自重也較大，但工作機動性卻大為改善。 4．伸縮回路 伸縮回路可以 改變吊臂的長度，從而改變起重機吊重的高度。 汽車起重機的伸縮方式主要有同步伸縮和非同步伸縮兩種， 同步伸縮就是各節(jié)液壓缸相對于基本臂同時伸出，采用這種伸縮方式不僅可以提高臂的伸出效率，而且可以使臂的結(jié)構(gòu)大大簡化，提高起重機的吊重。 5． 支腿回路 支腿回路是用來驅(qū)動支腿，支呈整臺起重機的。 汽車起重機設(shè)置支腿可以大大提高起重機的起重能力。在行駛時收回，工作時外伸撐地。 汽車起重機液壓系統(tǒng)的運用現(xiàn)狀和發(fā)展趨 勢 隨著國家現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進步， 世界能源的不斷短缺，現(xiàn)代施工項目對汽車起重機的要求也越來越高，高、深、尖 、高效節(jié)能的 液壓技術(shù)在汽車起重機上的應(yīng)用也越來越廣泛，汽車起重機液壓系統(tǒng)展示了強大的發(fā)展趨勢。 本課題來源、任務(wù)要求和整機性能參數(shù) 1. 課題來源 QY40 全液壓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。隨著“神州第一吊”的 QY300 液壓汽車起重機 2020 年在中聯(lián)浦沅成功下線，這是引進國外技術(shù)才生產(chǎn)出來的，代表了中國汽車起重機制造的最高水平，而不是設(shè)計的最高水平。 本機液壓系統(tǒng)采用的液壓元件主要是由德國曼勒斯曼公司生產(chǎn)的，其中大多數(shù)是電液比例液壓元件。采用這 種技術(shù)設(shè)計出來的液壓系統(tǒng)操作性能和各機構(gòu)的控制性能都比較高，不僅各機構(gòu)的定位準(zhǔn)確，安全可靠，穩(wěn)定，而且操作靈活方便。這樣，才能使自己設(shè)計出來的產(chǎn)品具有一定的先進性，很高的性價比，才能在市場中具有很強的競爭能力。 2. 任務(wù)要求 （ 1）整機基本參數(shù)應(yīng)符合《汽車起重機基本參數(shù)》標(biāo)準(zhǔn)。 （ 3）發(fā)動機功率 80KW(3000r/min),最大扭矩 300Nm(1650r/min),液壓系統(tǒng)壓力250Mpa. （ 4）液壓系統(tǒng)采用多泵多回路變量液壓系統(tǒng)，主、副卷揚和回轉(zhuǎn)采用閉式回路，變幅、伸縮和支腿采用開式回路。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 （ 5）所設(shè)計的汽車起重機液壓系統(tǒng)構(gòu)成合理，技術(shù)性能先進，在滿足可靠性前提下具有一定的創(chuàng)新性。 （ 6）撰寫的汽車起重機液壓系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究報告具有一定的理論性、使用性和獨創(chuàng)性。在設(shè)計本機液壓系統(tǒng)時，在明確設(shè)計任務(wù)和設(shè)計要求，不要偏離題目；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，這兩點的基礎(chǔ)上。 對各工作機構(gòu)液壓回路進行設(shè)計，對個回路的組成原理和性能進行分析。 液壓元件選好以后需要對各回路進行性能計算，其中包括系統(tǒng)各回路功率計算， 各回路性能驗算以及對整個 系統(tǒng)的發(fā)熱進行驗算。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 第 2 章 液壓系統(tǒng)方案及原理的擬定 典型工況分析及對系統(tǒng)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)。 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。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。 典型工況的確定 根據(jù)以上原則，各機構(gòu)的實際作業(yè)情況，起重機試驗規(guī)范，以及很多操作者的實際經(jīng)驗，可確定表 21 的五種工 況，作為大中型汽車起重機的典型工況。 表 21 汽車起重機典型工況表 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 序號 工 況 一次循環(huán)內(nèi)容 特 點 1 基本臂； 額定起重量的 80％； 相應(yīng)的工作幅度； 吊重起升－回轉(zhuǎn)－下降－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； （主 +副）卷揚起升－回轉(zhuǎn)－（主＋副） 卷揚下降－（主＋副）卷揚起升－回轉(zhuǎn)－（主＋副）卷揚下降 （中間制動一次） 主、副卷揚組 合動作主要用于平吊安裝或空中翻轉(zhuǎn) 3 中長臂； 中長臂最大額定起重量的 1/2； 相應(yīng)的工作幅度； （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 +副）卷揚起升－回轉(zhuǎn)－變幅－（主＋副）卷揚下降－（主＋副）卷揚起升－回轉(zhuǎn)－（主＋副）卷揚下降 （中間制動一次） 中長臂，中等起重量工況出現(xiàn) 機率大，此時的臺裝作業(yè)或空中翻轉(zhuǎn)作業(yè)也很常用 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； （主＋副）卷揚起升－回轉(zhuǎn)－變幅－（主 +副）卷揚下降－（主＋副）卷揚 下降 （中間制動一次） 很多工況并不是利用汽車起重機起吊噸位大的特點，而是利用它臂長特點進行高空作業(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。 （ 2）副卷揚只要求單泵供油。 2. 回轉(zhuǎn)回路 （ 1）具有獨立工作能力。 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。 （ 3）要求在有載荷情況下能微動。 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。 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。方向操縱兩個機構(gòu)聯(lián)動能力。 （ 2）要求各支腿可以進行單獨調(diào)整。 （ 4）要求垂直支腿 能夠承載最大起重時的壓力。 液壓系統(tǒng)類型選擇 本機液壓系統(tǒng)分析 根據(jù)開式和閉式系統(tǒng)的優(yōu)缺點、典型工況，結(jié)合國內(nèi)外同類產(chǎn)品的具體情況，上車液壓系統(tǒng)決定選用多泵多回路和多種型式的高壓變量系統(tǒng)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 起升油路分主卷揚油路和副卷揚油路，液壓泵采用具有壓力切斷功能的雙向電液比例排量調(diào)節(jié)泵，此泵能實現(xiàn)排量與輸入電壓信號成正比的控制功能，用手動 比例電壓控制閥來進行調(diào)節(jié)，它與定量馬達構(gòu)成了兩個獨立的容積調(diào)速回路。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。 伸縮回路有四節(jié)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。這樣電磁閥可靠性大大提高。 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。 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。 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?；芈分兄扔吐忿D(zhuǎn)閥可以對各支腿進行單獨調(diào)節(jié)和共同伸縮，液控單向閥可以防止支腿軟腿現(xiàn)象。主、副卷揚回路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油和提供控制油。聯(lián)動功能完成，應(yīng)盡量少用，免得使操縱變得復(fù)雜。 圖 21 各機構(gòu)動作組合情況 2. 各機構(gòu)的組合控制情況 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手動控制方式。 動力元件 軸向柱塞雙向變量泵（含輔助泵）、 軸向柱塞定量泵 執(zhí)行元件 起升馬達、 回轉(zhuǎn)馬達、 變幅油缸、 伸縮臂油缸 控制元件 功率限制閥、 壓力記憶閥、 電磁閥、電液比例