【正文】 減速作用。液壓油路設(shè)計(jì)原理圖如圖35所示。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(méi)有起升回路復(fù)雜。轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)由一個(gè)大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，它能雙向驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)。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)。在老式的起重機(jī)上支腿的伸縮都是人力的，極為不便。本車采用H式支腿結(jié)構(gòu)比較合理。為保證足夠的外伸距離，左右支腿相互叉開。對(duì)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。支腿全部外伸時(shí)可將起重機(jī)作業(yè)區(qū)域分四塊:即右側(cè)方作業(yè)區(qū)、前方作業(yè)區(qū)、左側(cè)方作業(yè)區(qū)和后方作業(yè)區(qū)。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。圖36 汽車起重機(jī)支腿液壓回路原理圖Figure 36 truck crane outrigger hydraulic circuit principle diagram1)圖36為中小噸位汽車起重機(jī)支腿液壓回路原理圖，它共有八個(gè)液壓缸，即四個(gè)水平缸和四個(gè)垂直缸，這八個(gè)液壓缸屬于起重機(jī)下車液壓系統(tǒng)的一部分支腿液壓回路除了八個(gè)液壓缸外，主要還包括：一個(gè)三聯(lián)齒輪泵，下車多路閥，吸油濾油器，回油濾油器，兩條主油路，供油路K3，回油路K2，壓力表，每個(gè)液壓缸都有一個(gè)雙向液壓鎖。第二種：水平同步伸，液壓油經(jīng)吸油濾油器過(guò)濾后被2號(hào)泵吸入下車主供油路，經(jīng)壓力表測(cè)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(wú)桿腔，實(shí)現(xiàn)水平缸伸長(zhǎng)，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(guò)濾后回油箱。第四種：垂直同步伸，液壓油經(jīng)吸油濾油器過(guò)濾后被2號(hào)泵吸入下車主供油路，經(jīng)壓力表測(cè)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)垂直液壓缸的無(wú)桿腔，實(shí)現(xiàn)水平缸伸長(zhǎng)，此時(shí)有桿腔受液壓雙向鎖控制可防止靜態(tài)時(shí)動(dòng)臂自然你那下降同時(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(guò)濾后回油箱。 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。因此，負(fù)荷傳感系統(tǒng)不受負(fù)載變化的影響，使調(diào)速剛度太為提高。對(duì)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。陛有較高要求的工作場(chǎng)合。為簡(jiǎn)化起見，用手動(dòng)二位二通閥表示換向閥。變量泵調(diào)節(jié)裝置主要由負(fù)荷傳感閥、偏置活塞和控制活塞組成。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。當(dāng)壓差上升時(shí)，負(fù)荷傳感閥閥芯移動(dòng)，使泵的出口壓力油進(jìn)入控制活塞，變量泵斜盤傾角變小，流量逐步降低，以使壓差回復(fù)到△P0；當(dāng)壓差下降時(shí)，負(fù)荷傳感閥閥芯反方向移動(dòng)，使控制活塞的壓力油釋放，變量泵斜盤傾角變太，從而調(diào)節(jié)泵的排量，滿足流量的需求，并使泵出口與負(fù)載問(wèn)的壓差A(yù)P回復(fù)到原設(shè)定值△Pn。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。這兩種方案均是基于階梯變剛度彈簧力與控制力的平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)變量機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)，其結(jié)果為以直代曲近似實(shí)現(xiàn)壓力和流量之間的雙曲線函數(shù)關(guān)系，因此很難保證系統(tǒng)工作在最佳工況下。 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。液壓缸的布置形式有三種，分別是前傾式、后傾式和后拉式。因液壓缸前傾，其對(duì)動(dòng)臂作用力臂較長(zhǎng)，變幅缸的推力可以較小些，故缸徑較小。 變幅液壓缸的受力分析圖42 變幅液壓缸的幾何示意圖Figure 42 luffing cylinder geometry diagram變幅機(jī)構(gòu)三鉸點(diǎn)的幾何關(guān)系簡(jiǎn)化成ΔABC（見圖42）。當(dāng)在工作幅度R吊起載荷Q時(shí)，對(duì)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(duì)吊臂鉸點(diǎn)C的力臂； —吊臂的仰角； —吊臂的長(zhǎng)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。仰角和力臂h是由變幅機(jī)構(gòu)三鉸點(diǎn)的幾何形裝決定的，即ΔABC的形狀決定油缸推力。三鉸點(diǎn)布置的合理與否，對(duì)總體設(shè)計(jì)影響很大。圖43 吊臂及油缸安裝圖Figure 43 boom and cylinder installation drawing如圖44所示，分別對(duì)應(yīng)圖44，ABAB2分別為變幅缸未伸出和伸出時(shí)的長(zhǎng)度，OBOB2分別表示吊臂處于不同位置，B1CB2表示隨著起升高度的增加 圖44 吊臂及油缸安裝圖Figure 44 boom and cylinder installation drawingB點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。設(shè)機(jī)架為單位長(zhǎng)，, , ==為油缸伸長(zhǎng)系數(shù)。為了方便制造，L2/。把r=SB/3(見下文)，SB==()/d=，d=1338mmOA=d=1338mm 、AB= =2582 mm、AB180。為方便計(jì)算和制造，將AB、AB180。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?？傻贸鋈缦玛P(guān)系式 ： (45)計(jì)算得，當(dāng)=3000mm時(shí)，=176。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。 變幅液壓缸的推力計(jì)算圖45 變幅液壓缸額定工作幅度的各參數(shù)圖Figure 45 range of the parameters of the hydraulic cylinder rated range變幅液壓缸受到的推力： (46)式中：—變幅軸線與水平線的夾角； —工作臂長(zhǎng)； —吊臂的重量； —吊臂重心到鉸點(diǎn)C的距離； —變幅液壓缸與AC的夾角； R—起重機(jī)工作幅度； a—鉸點(diǎn)C與回轉(zhuǎn)中心的距離。；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=。 吊臂基本臂長(zhǎng)=；鉸點(diǎn)A到C的距離AC=1338mm；AC與AB的夾角=62176。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。 P—變幅油缸最大工作壓力， P=20Mpa。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。5)變幅液壓缸活塞桿行程S的確定由于液壓缸全伸時(shí)：ABmax=4000mm變幅液壓缸全縮時(shí)：ABmin=2600mm得到變幅液壓缸行程S：S=ABmax—ABmin=1400mm 6)液壓缸最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H的確定 導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)短，將使缸因配合間隙引起的初始撓度增大，影響液壓的工作性能和穩(wěn)定性，因此，設(shè)計(jì)必須保證缸有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，液壓缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)滿足： （411）式中：S是變幅液壓缸的最大行程，S=1400mm； D是變幅液壓缸的內(nèi)徑，D=160mm；故有：mm (412) 因此最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H=150mm。 ——缸筒內(nèi)徑，D=160mm。 （414）因小于10，故為薄壁缸8)導(dǎo)向套長(zhǎng)度的計(jì)算在缸徑小于80mm時(shí)，取A=（~）D；當(dāng)缸徑大于80mm時(shí)，取A=（~）D。缸底材料選用45鋼，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》【7】表65得到45鋼的抗拉強(qiáng)度≥600MPa，屈服強(qiáng)度≥355MPa，伸長(zhǎng)率≥16％，斷面收縮率為≥40％，沖擊功為39J。變幅液壓缸的工作壓力PN=22MPa，取PY=。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(zhǎng)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。計(jì)算臨界壓力，現(xiàn)采用等截面計(jì)算法。 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。 液壓缸尺寸的確定1)垂直液壓油缸尺寸的確定（1）缸筒內(nèi)徑可由以下公式求得： = （428）式中:F——垂直液壓油缸的作用力，F(xiàn)=707KN； P——系統(tǒng)壓力，P=20MPa； 則有mm （429） 查標(biāo)準(zhǔn)，將其圓整為D=180mm， （430）（2）活塞直徑的確定活塞桿直徑為 。 (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。 P—水平液壓缸最大工作壓力， P=20Mpa。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。，表44 液壓缸工作壓力差 The hydraulic cylinder work pressure difference項(xiàng)目垂直液壓缸（KN）水平液壓缸（KN）液壓缸作用力/N707100無(wú)桿腔面積/cm2/MPa 液壓缸伸縮速度及流量的計(jì)算1)垂直液壓缸伸縮速度及流量的計(jì)算(1)平均伸縮速度為：(2)垂直液壓缸流量的計(jì)算： （437）2)水平液壓缸伸縮速度及流量的計(jì)算(1)水平液壓缸平均伸縮速度為： （439）式中：——水平支腿液壓缸無(wú)桿腔面積，=。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(cè)》[10]表87得ηj = (53)(2) 主卷?yè)P(yáng)馬達(dá)扭矩 (54)式中：i1——主卷?yè)P(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?yè)P(yáng)馬達(dá)排量 (55)式中：ΔPM1——馬達(dá)進(jìn)出口最大壓差， ηM1m主卷?yè)P(yáng)馬達(dá)機(jī)械效率，ηM1m=(4) 主卷?yè)P(yáng)馬達(dá)型號(hào)選取博世力士樂(lè)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。最大壓力 45 Mpa。2)主卷?yè)P(yáng)泵的選擇(1)主卷?yè)P(yáng)卷筒的轉(zhuǎn)速 (56)式中：V1——主卷?yè)P(yáng)單純最大速度，V1=130m/min(2)主卷?yè)P(yáng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速 (57)(3)主卷?yè)P(yáng)馬達(dá)流量 (58)式中：ηM1V——主卷?yè)P(yáng)馬達(dá)容積效率，ηM1V=。性能參數(shù)為：最大排量 90cm3/r額定壓力 40 Mpa最大壓力 45 Mpa允許轉(zhuǎn)速 3350r/min先導(dǎo)