【正文】 構(gòu) 工程機(jī)械上液壓缸的安裝形式常采用單耳環(huán)形、單耳球鉸形和鉸軸形。缸底耳環(huán)通常與缸做成整體式或焊接而成。缸體安裝和活塞頭部結(jié)構(gòu)形式的具體尺寸，在設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)負(fù)載連接要求、不同的缸徑和不同的使用壓力按JBl068—67選取。但當(dāng)液壓缸驅(qū)動(dòng)質(zhì)量較大的工作機(jī)構(gòu)作快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了防比活塞在行程終點(diǎn)處與缸蓋或缸底碰撞產(chǎn)生沖擊和噪聲，甚至造成液壓缸、油管和閥類元件損壞，常在液壓缸內(nèi)設(shè)有緩沖裝置。當(dāng)活塞將近行程終點(diǎn)時(shí)，活塞桿端部的排油只能通過柱塞與導(dǎo)向孔形成的環(huán)形間隙流出。通常取(d＝~)。 液壓缸中如果有殘留空氣，將引起活塞低速運(yùn)動(dòng)時(shí)爬行和振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲和發(fā)熱，甚至使整個(gè)系統(tǒng)不能正常工。一般利空氣密度小的特點(diǎn)，在液壓缸內(nèi)腔的最高部位設(shè)置進(jìn)、出油口；對于要求較高的液壓缸還要安裝排氣閥。由汽車起重機(jī)吊臂的根部鉸點(diǎn)和變幅油缸上下鉸點(diǎn)所組成的變幅機(jī)構(gòu)三鉸點(diǎn)是整機(jī)總體設(shè)計(jì)的重要部分。通常在設(shè)計(jì)三鉸點(diǎn)時(shí)，是通過作圖和計(jì)算相結(jié)合的方法得到的，這種方法對變幅油缸受力、油缸參數(shù)是否合理以及整機(jī)重量、橋荷分配和起重性能的影響均不清楚。設(shè)r為動(dòng)搖桿OB的長度，d為機(jī)架OA長度，L為AB長度，為搖桿OB的擺角，為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)角，符號角碼1和2分別表示機(jī)構(gòu)處于初始位置和終止位置，=現(xiàn)取18176。在此三鉸點(diǎn)設(shè)計(jì)中，采取圖所示方法來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，這是一個(gè)1的情況，由幾何關(guān)系（余弦定理）可以得出[18]+—2cos=1 （式41） 2 +—2cos=1 (式42) 在工作過程中盡量使變幅液壓缸推力隨臂架仰角而變化的曲線平衡，也就是機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角變化要小，只有這樣變幅液壓缸能夠具有良好的工作環(huán)境和合理的機(jī)構(gòu)鉸點(diǎn)形狀。把和代入上式得=、=、= 把=/3(見下文)，=(參考上海固塔機(jī)械設(shè)備有限公司QY8系列8噸吊車技術(shù)要求)為基本臂長度，代入上式=()/d=，d=947mmOA=d=947mm 、AB= =1828 mm、AB180。分別取為1800mm、2800mm。 。此時(shí)OA、176。有油缸力臂L=947mm。），為吊臂總重，（包括副臂、伸縮油缸總重量，的取值范圍是起重機(jī)總質(zhì)量的15%~20%，因?yàn)椴捎玫氖墙M合式伸縮臂，所以取臂重為起重機(jī)總質(zhì)量的15%），為基本臂長度?？梢钥闯墒浅?shù)，的取值為/3≤≤/2，現(xiàn)取為/3 [18]。 當(dāng)負(fù)載最大，即為8t時(shí)，油缸受力最大，計(jì)算油缸最大推力為F =(Q（R+E）+)/L =（8（+）+1015%）/ =105N 變幅油缸主要幾何的計(jì)算液壓缸主要幾何尺寸，包括液壓缸的內(nèi)徑AL，活塞桿直徑MM，導(dǎo)向套尺寸和液壓缸行程S等。AL = (式45) = ==200mm查標(biāo)準(zhǔn)，將內(nèi)徑圓整為200 mm。d==200mm=140mm 由材料力學(xué)理論知，受壓細(xì)長桿，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。 依據(jù)液壓缸的最短和最長長度分別為1800mm和2800mm，為了簡化工藝和降低成本，采用標(biāo)準(zhǔn)系列查文獻(xiàn)[3]表44 液壓過活塞行程系列(摘自GB／T 2349——1980)選取行程為s=1000mm。 通過文獻(xiàn)[19]查的工程機(jī)械缸筒外徑為245mm，液壓缸體材料為45號無縫鋼管。此缸設(shè)計(jì)為平形缸底[1]h= AL (式411)缸底材料選用的材料為45鋼（GB/T6991999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定45鋼抗拉強(qiáng)度為600MPa，屈服強(qiáng)度為355MPa，伸長率為16％，斷面收縮率為40％，沖擊功為39J），]為缸底材料的許用應(yīng)力，為600 MPa。第5章 起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)起升機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)重物升降運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。它由原動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器減速器卷筒制動(dòng)器離合器滑輪組7和吊鉤8組成。 起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)示意圖 隨著液壓汽車起重機(jī)的發(fā)展，對起升機(jī)構(gòu)的性能要求越來越高，不僅重量要輕，工作可靠，而且還要求調(diào)速。制動(dòng)器3為瓦塊式，置于高速軸上，采用馬達(dá)反轉(zhuǎn)下降。但由于它體積和重量均比較大，又不能調(diào)速，因此限制了它的應(yīng)用和發(fā)展。QY16起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)就是采用這種形式。該結(jié)構(gòu)的離合器和剎車，其體積和重量都比較大，且構(gòu)造復(fù)雜，加工工藝要求高。又因剎車采用外抱帶式，在剎車時(shí)卷筒主軸產(chǎn)生比較大的附加力矩，這是極為不利的。同時(shí)國外還采用變量馬達(dá)或多泵合流以及馬達(dá)串并聯(lián)的方法來實(shí)現(xiàn)。 行星齒輪減速器1一高速液壓馬達(dá)；2一行星減速器；3一卷簡；4一支座 起升機(jī)構(gòu)的調(diào)速液壓傳動(dòng)起升機(jī)構(gòu)的調(diào)速，通常是采用調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)油門改變液壓泵流量和控制換向閥改變通道面積大小進(jìn)行節(jié)流的聯(lián)合調(diào)速法。但缺點(diǎn)是節(jié)流的功率損失較大，而且進(jìn)一步提高升降速度受液壓泵流量限制。當(dāng)液壓馬達(dá)串聯(lián)時(shí)以高速工作，并聯(lián)時(shí)獲低速。此外，當(dāng)起重機(jī)的起升高度較大時(shí)，為了進(jìn)一步提高空鉤或輕載時(shí)的下降速度，在起升機(jī)構(gòu)上往往設(shè)置重力下降裝置，即在起升卷筒與傳動(dòng)軸間裝有離合器，有液壓系統(tǒng)保證空鉤和載荷的重力下降時(shí)，打開離合器及制動(dòng)器使起升卷筒與液壓馬達(dá)脫開自由轉(zhuǎn)動(dòng)，則空鉤或重物在重力作用下，以較高的速度下降。當(dāng)重載時(shí)，用分流方式，即泵2不工作，此時(shí)提升速度為低速；當(dāng)空載或輕載時(shí)用合流方式。起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算主要包括：根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，并確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)布置方案；按給定的整機(jī)主要參數(shù)（最大額定起重量、起升高度、起升速度等）確定起升機(jī)構(gòu)參數(shù)，選擇確定機(jī)構(gòu)各起重零部件的結(jié)構(gòu)類型和尺寸；以及機(jī)構(gòu)動(dòng)力裝置的選擇計(jì)算等。它可以是鍛鋼制造的，也可以是鋼鉚制的，但不能采用鍛造吊鉤。QY8汽車起重機(jī)根據(jù)其額定起重量8T，對于8噸汽車起重機(jī)，屬于小起重量起重機(jī)，采用單鉤，使用方便，查閱文獻(xiàn)[8]表342（）單鉤尺寸選擇釣號為5號機(jī)構(gòu)工作級別為M4起重量為8噸起重量吊鉤。起升機(jī)構(gòu)中常采用省力滑輪組。當(dāng)起重量一定時(shí)，選擇大的倍率可能降低鋼絲繩中拉力，從而使滑輪和卷筒尺寸減少，獲得較緊湊的機(jī)構(gòu)尺寸。此外，倍率的增大將降低整個(gè)滑輪組的效率，并使起升機(jī)構(gòu)的空鉤難于重力下降。 額定起重量與倍率的額定起重量Q3581216254065100倍率啊a234～666～88～101012～1617～20根據(jù)QY8起重機(jī)的作業(yè)要求，選擇倍率a=6，可以實(shí)現(xiàn)大起重量時(shí)低速運(yùn)行和小起重量高速運(yùn)行。起升鋼絲繩中最大拉力，由公式[8]：(式51)式中：—起重機(jī)最大起升載荷，忽略吊鉤重量（N）；a— 起升滑輪組倍率； —滑輪組總效率，(式52)鋼絲繩的破斷拉力由公式[8] 式中 d—鋼絲繩最小直徑(mm） c—選擇系數(shù)； s—鋼絲繩最大工作靜拉力（N）。查閱文獻(xiàn)[8]表315（GB110274）有，根據(jù)d≥=,選取d=14mm。（5） 滑輪組與鋼絲繞繩量的選用，是依據(jù)各自所受拉力來選擇的。在滑輪組水平狀態(tài)時(shí)，跑繩引出那個(gè)滑輪，除了工作載荷外，還要受到跑繩的拉力；滑輪組在垂直工作狀態(tài)時(shí)，上滑輪還要比下滑輪多承受下滑輪的重量、繩索的重量。使用對稱性起吊滑輪組時(shí)，兩套或兩套以上滑輪組承擔(dān)同一個(gè)載荷時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況裝設(shè)平衡輪或平衡裝置。平衡裝置或平衡輪必須能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，并保證有充分的潤滑，同時(shí)還應(yīng)增加護(hù)板，以防止鋼繩相互纏繞。綜合考慮現(xiàn)參考[16]JB/T 起重機(jī)用鑄造滑輪 選用 A型 1430045 JB/T (式53)，當(dāng)起重機(jī)最大起升高度H=21m時(shí)(具有三節(jié)主起重臂，主臂全伸時(shí)，起升高度可達(dá)17米（最長主臂加副臂可達(dá)到21米）)，滑輪組倍率a=6時(shí)，所需卷筒繞繩量為[8]：式中 —鋼絲繩固定在卷筒上的安全圈數(shù)，取＞，取=3；—卷筒計(jì)算直徑，； S—吊臂最大伸縮行程。按照卷筒的外形可有圓柱形與圓錐形之分。在某些特殊情況下，如在變幅機(jī)構(gòu)中鋼絲繩對卷筒的拉力變化范圍較大，或者為了保證變幅時(shí)物品高度位置不變時(shí)，也可以考慮采用圓錐形卷筒。 卷筒尺寸的確定 （1）在超重、卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)中，通常采用圓柱形卷筒，它可以做成整體鑄造的、焊接的或組合的等三種型式。鑄造卷筒由于結(jié)構(gòu)笨重、清砂困難，目前應(yīng)用逐漸減少。當(dāng)卷筒為單件生產(chǎn)時(shí)，由于用焊接生產(chǎn)可不用木模，所以還能降底成本。隨著鋼管生產(chǎn)的不斷發(fā)展，焊接卷筒的應(yīng)用將逐漸增多。組合式卷簡的簡體可用鑄造圓筒或用鋼管制成人卷筒端蓋亦可用鑄造或焊接結(jié)構(gòu)。筒體 螺栓 端蓋 組合式卷筒 查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊資料，對于8T汽車起重機(jī)，采用組合式鑄造卷筒，其結(jié)構(gòu)簡圖見（），材質(zhì)為HT200，抗拉強(qiáng)度為=195 MPa（起重機(jī)用灰鑄鋼GB9439—88），抗壓強(qiáng)度bc=700 MPa。(2)。本次設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)工作級別為M5（由利用等級和載荷狀態(tài)確定），故取h=h2=20；從機(jī)構(gòu)布置來看，選用較小的卷筒直徑可以使減速機(jī)構(gòu)的速比減小，而選用較小的減速器，可以減小機(jī)構(gòu)尺寸，對總體布置有利。因?yàn)榫硗仓睆竭^小，會(huì)降低鋼絲繩的使用壽命。由于起重機(jī)起升高度較大，又是多倍率的伸縮臂式汽車起重機(jī)，起升機(jī)構(gòu)繞繩量很大，故采用多層繞光面卷筒，根據(jù),查閱機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB/T —1999）取。 a—滑輪組倍率； —附加安全圈數(shù)，一般取3圈； —卷筒的計(jì)算直徑，即。根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)有n≥2，取n=4所以，便于工藝處理加工，取。端側(cè)板直徑用下式計(jì)算[8]：(式56) 式中 ——最外層鋼絲繩繩芯直徑，由下式確定：。 則＝355＋（24－1）14＝453（mm） 453＋414＝509（mm）卷筒纏繞層數(shù)計(jì)算公式：式中 ——為保證鋼絲繩不越出擋板外緣的安全高度（mm）。?。?＝214＝28(mm)則由（a）可得：求得 4214+355+228=523（mm）綜上考慮，取 ＝520（mm）卷筒在鋼絲繩的拉力作用下，產(chǎn)生壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，其中壓縮應(yīng)力最大。當(dāng)L≥3D時(shí)，要考慮彎曲應(yīng)力。分析：L=450mm、D=355mm，即L≤3D。鋼絲繩拉力減少，一般取=； ——多層卷繞系數(shù)。計(jì)算彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力 式中：—換算力矩，—彎矩， （為鋼絲繩最大靜拉力、為卷筒計(jì)算長度）；—扭矩， ； —卷筒斷面抗彎模數(shù)；—卷筒名義直徑；—卷筒壁厚，對于鑄造鋼筒按照經(jīng)驗(yàn)公式有，??；—卷筒內(nèi)徑。即設(shè)計(jì)合理。一般認(rèn)為：對卷筒直徑大于1200mm，容繩寬度大于卷筒直徑兩倍的大尺寸卷筒，應(yīng)進(jìn)行卷筒壁的穩(wěn)定性驗(yàn)算。對鋼卷筒：——卷筒壁單位壓力 ——卷筒壁厚（14mm）；——卷筒直徑（355mm）；——鋼絲繩最大靜拉力（15000N）；p——鋼絲繩節(jié)距17mm；——鋼絲繩直徑（14mm）。 制動(dòng)器習(xí)慣上稱為閘。它在卷揚(yáng)帆上的削動(dòng)功能為：(1)使重物可靠地停止在所需要的位置；(2)除了在荷重狀態(tài)下起剎車作用外，還能調(diào)整物體的下降速度；(3)用止動(dòng)棘輪制動(dòng)，防止卷揚(yáng)帆工作時(shí)例轉(zhuǎn)。即本系統(tǒng)不設(shè)計(jì)離合器。吊運(yùn)液態(tài)金屬及其他危險(xiǎn)物品的起升機(jī)構(gòu)，每套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置至少應(yīng)有兩個(gè)支持制動(dòng)器。制動(dòng)器安全系數(shù)應(yīng)不低于下列數(shù)據(jù)。 (2)重要起升機(jī)構(gòu)：。 (4)具有液壓制動(dòng)作用的液壓傳動(dòng)起升機(jī)構(gòu)：。推薦支持制動(dòng)與控制制動(dòng)并用?？刂浦苿?dòng)僅用來消耗動(dòng)能，使物品安全減速。 平均升降加(減)速度 GB/T 3811—1983 （/）起重機(jī)的用途及種類平均加速度起重機(jī)的用途及種類平均加速度做精密安裝的起重機(jī)港口用抓斗門座起重機(jī)調(diào)運(yùn)液態(tài)金屬和危險(xiǎn)品的起重機(jī)冶金工廠中生產(chǎn)率高的起重機(jī)一般加工車間、倉庫及堆物用吊鉤、電磁及抓斗起重機(jī)港口用吊鉤門式起重機(jī)港口用吊鉤門座起重機(jī)港口用裝卸橋盤式制動(dòng)器一般可分為點(diǎn)盤式和全盤式，其特點(diǎn)是利用軸向力使固定摩擦盤和轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦盤問產(chǎn)生摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。cm)；— 摩擦面的對數(shù)；u—摩擦系數(shù)； — 考慮在鈾向壓力作用下圓盤本身的壓縮，以及由于摩擦力矩作用，在圓盤和花鍵軸間產(chǎn)生的摩擦使軸向力減小的系數(shù)。當(dāng)≤4時(shí)，＝1，＝10時(shí)，＝；(式510)一摩擦面的平均半徑(cm)，由下式近似確定[12] 式中：—為摩擦面的內(nèi)徑，由構(gòu)造確定；—為摩擦面的外徑，一般＝(~)，≤12cm。摩擦面對數(shù)增多時(shí)，距離加壓圓盤最近的摩擦面的比壓力為最大[12]。 許用壓力摩擦材料 [P] （N/cm2）無潤滑干油潤滑油槽潤滑金屬對金屬20~4030~5060~120織戎的摩擦材料對金屬20~4040~8060~120壓制的摩擦材料對金屬40~8050~120100~200盤式制動(dòng)器松閘時(shí)，松閘器使加壓圓盤在鈾向的退距稱力松閘行程。為此松閘行程應(yīng)滿足： ?＝?l十?2十?3＝~1mm 式中：?1—金屬圓盤和摩擦襯墊在軸向產(chǎn)生的熱變形量； ?2—在軸向壓力作用下摩擦襯墊在軸向產(chǎn)生的彈性變形量； ?3—在制動(dòng)器規(guī)定的調(diào)整期內(nèi)襯墊的磨