本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)qy40型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)QY40汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)The Graduation Thesis for Bachelor's DegreeModel QY40 Automobile Crane Hydraulic Pressure Systematic Design摘 要QY40型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是該型起重機(jī)設(shè)計(jì)過程中最關(guān)鍵的一步。本文根據(jù)液壓系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)對該系統(tǒng)進(jìn)行整體方案設(shè)計(jì)，對其功能和工作原理進(jìn)行分析，初步確定了系統(tǒng)各回路的基本結(jié)構(gòu)及主要元件，按照所給機(jī)構(gòu)性能參數(shù)和液壓性能參數(shù)進(jìn)行元件的選擇計(jì)算，通過對系統(tǒng)性能的驗(yàn)算和發(fā)熱校核，以滿足該起重機(jī)所要達(dá)到的要求。本文還針對當(dāng)前汽車起

2、重機(jī)所采用的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)電液比例控制技術(shù)，從原理、控制部件、回路控制、控制措施以及對汽車起重機(jī)的影響等進(jìn)行專題研究。由此對電液比例控制技術(shù)在汽車起重機(jī)中的運(yùn)用給以充分的肯定，對汽車起重機(jī)的發(fā)展前景有了很大的希望。關(guān)鍵字: 汽車起重機(jī); 液壓系統(tǒng); 高效節(jié)能; 性能參數(shù); 電液比例ABSTRACTModel QY40 automobile crane hydraulic pressure systematic design this type hoist the most key one of the design process.This text analyses , demand to c

3、arry on the scheme to work out on this performance systematic in hydraulic pressure.Prove to its function and operation principleHave confirmed the basic structure of system every return circuit and main component tentatively According to giving the organization performance parameters and choice of

4、carrying on the component of performance parameter of hydraulic pressure to calculate Through to the checking computations and generating heat to check of systematic function, in order to respond to the request that this hoist should reach This text, still to an advanced technology that the automobi

5、le crane adopts at present Control technology of proportion of the electric liquid .Carry on the case study from principle , controlling part , return circuit controlling , control measure and impact on automobile crane ,etc. Therefore give the abundant affirmation to the application of the proporti

6、on of the electric liquid in the automobile crane of control technology The development prospect has very great hopes. key words:Crane truck; Hydraulic pressure system; Energy-efficient; Performance parameter; Proportion of the electric liquid 目 錄摘要 I ABSTRACT II第1章 概述 11.1 關(guān)于汽車起重機(jī)11.2 液壓傳動應(yīng)用于汽車起重機(jī)上

7、的優(yōu)缺點(diǎn)1優(yōu)點(diǎn)1缺點(diǎn)21.3 液壓系統(tǒng)的類型21.4 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)功能、組成和工作特點(diǎn)21.5 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的運(yùn)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢41.6 本課題來源、任務(wù)要求和整機(jī)性能參數(shù)51.7 小結(jié)6第2章 液壓系統(tǒng)方案及原理的擬定 82.1 典型工況分析及對系統(tǒng)要求8伸縮機(jī)構(gòu)的作業(yè)情況8副臂的作業(yè)情況8三個以上機(jī)構(gòu)的組合作業(yè)情況8典型工況的確定8系統(tǒng)要求92.2 液壓系統(tǒng)類型選擇10本機(jī)液壓系統(tǒng)分析10各機(jī)構(gòu)動力組合、分配及控制112.3 小結(jié)12第3章 各液壓回路組成原理和性能分析 133.1主副卷揚(yáng)回路13性能要求13主要元件13主要回路13功能實(shí)現(xiàn)和工作原理133.2回轉(zhuǎn)回路14性能要

8、求14主要元件15主要回路15功能實(shí)現(xiàn)和工作原理153.3 伸縮回路15性能要求15主要元件15主要回路15功能實(shí)現(xiàn)和工作原理153.4變幅回路16性能要求16主要元件16主要回路16功能實(shí)現(xiàn)和工作原理163.5支腿回路16性能要求16功能實(shí)現(xiàn)和工作原理163.6本汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)173.7小結(jié)18第4章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 194.1 液壓系統(tǒng)工作參數(shù)和各機(jī)構(gòu)主要參數(shù)19工作機(jī)構(gòu)主要參數(shù)19液壓系統(tǒng)參數(shù)204.2 液壓元件選擇計(jì)算21液壓馬達(dá)和液壓泵的選擇計(jì)算21液壓閥的選擇31液壓輔助元件選擇324.3小結(jié)35第5章 系統(tǒng)各回路性能計(jì)算365.1 系統(tǒng)各回路功率計(jì)算36各回路功率選取36管

9、路系統(tǒng)容積效率及壓力效率計(jì)算365.2 系統(tǒng)各回路性能的驗(yàn)算37起升回路37回轉(zhuǎn)回路41伸縮回路42變幅回路44支腿回路455.3液壓系統(tǒng)的發(fā)熱驗(yàn)算46工作循環(huán)周期T46油泵損失所產(chǎn)生的熱能H475.3.3馬達(dá)產(chǎn)生的熱量485.3.4 油箱散熱量485.4小結(jié)49結(jié)論50致謝51參考文獻(xiàn)52附錄53第1章 概述1.1 關(guān)于汽車起重機(jī)工程起重機(jī)是各種工程建設(shè)廣泛運(yùn)用的重要起重設(shè)備，是用來對物料進(jìn)行起重、運(yùn)輸、裝卸或安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，在工業(yè)和民用建筑中作為主要施工機(jī)械而得到廣泛運(yùn)用。它對減輕勞動強(qiáng)度、節(jié)省人力，降低建設(shè)成本，提高施工質(zhì)量，加快建設(shè)速度，實(shí)現(xiàn)工程施工機(jī)械化起著十分重要的作用。目前

10、我國是世界上使用工程起重機(jī)最大的國家之一。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(shí)現(xiàn)不同位置的吊裝等優(yōu)點(diǎn)，而且對其進(jìn)行驅(qū)動和控制的液壓系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)改進(jìn)設(shè)計(jì)。隨著液壓技術(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。1.2 液壓傳動應(yīng)用于汽車起重機(jī)上的優(yōu)缺點(diǎn)1.2.1優(yōu)點(diǎn)1. 在起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能上的優(yōu)點(diǎn)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

11、所需的復(fù)雜而笨重的傳動裝置。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。同時還很方便的把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)槠揭七\(yùn)動，易于實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的變幅和自動伸縮。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。便于實(shí)現(xiàn)自動操作，改善了司機(jī)的勞動強(qiáng)度和條件。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。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。2在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)液壓傳動的起重機(jī)，結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，通用化和系列化，便于大批量生產(chǎn)時采用先進(jìn)的工藝方法和設(shè)備。此種起重機(jī)作業(yè)效率高，輔助時間短，

12、因而提高了起重機(jī)總使用期間的利用率，對加速實(shí)現(xiàn)四個現(xiàn)代化大有好處。液壓傳動的主要缺點(diǎn)是漏油問題難以避免。為了防止漏油問題，元件的制造精度要求比較高。油液粘度和溫度的變化會影響機(jī)構(gòu)的工作性能。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。從液壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn)來看，優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)，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)。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。所以QY40型汽車起重機(jī)決定采用液壓傳動的形式。1.3 液壓系統(tǒng)的類型液壓系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其工作目的必須經(jīng)過動力源傳輸控制機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個環(huán)節(jié)。其中動力源主要是液壓泵；傳輸控制裝置主要是一些輸油管和各種閥的連接

13、機(jī)構(gòu)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是液壓馬達(dá)和液壓缸。這三種機(jī)構(gòu)的不同組合就形成了不同功能的液壓回路。泵馬達(dá)回路是起重機(jī)液壓系統(tǒng)的主要回路，按照泵循環(huán)方式的不同有開式回路和閉式回路兩種。開式回路中馬達(dá)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。但油箱的體積大，空氣和油液的接觸機(jī)會多，容易滲入。閉式回路中馬達(dá)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(bǔ)充泄漏和冷卻。而且要求過濾精度高，但油箱體積小，空氣滲入油中的機(jī)會少，工作平穩(wěn)。1.4 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)功能、組成和工作特點(diǎn)汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)一般由起升、變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)、支

14、腿和控制六個主回路組成。從圖1-1可以看出，各個回路之間具有不同的功能、組成和工作特點(diǎn)：1、起升回路起升回路起到使重物升降的作用。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(dá)組成。起升回路是起重機(jī)液壓系統(tǒng)的主要回路，對于大、中型汽車起重機(jī)一般都設(shè)置主、副卷揚(yáng)起升系統(tǒng)。它們的工作方式有單獨(dú)吊重、合流吊重以及單獨(dú)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(yáng)吊的方式，對于吊小噸位且要求速度不太高時用副卷揚(yáng)吊的方式；對于吊大噸位且要求速度比較高時用主副卷揚(yáng)泵合流吊的方式；對于吊比較長的物體時用單獨(dú)共同吊重方式 。圖1-1 汽車起重機(jī)各回路工作狀態(tài)圖2回轉(zhuǎn)回路回轉(zhuǎn)回路起到使

15、吊臂回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)重物水平移動的作用?；剞D(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(dá)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?；剞D(zhuǎn)機(jī)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(jī)都設(shè)計(jì)成全回轉(zhuǎn)式的，即可在左右方向任意進(jìn)行回轉(zhuǎn)。 3變幅回路絕大部分工程起重機(jī)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。變幅回路則是實(shí)現(xiàn)改變幅度的液壓工作回路，用來擴(kuò)大起重機(jī)的工作范圍，提高起重機(jī)的生產(chǎn)率。變幅回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥和變幅液壓缸組成。工程起重機(jī)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。非工作性變幅指只

16、是在空載條件下改變幅度。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。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(jī)構(gòu)的驅(qū)動功率，這種變幅的變幅機(jī)構(gòu)要求簡單。工作性變幅能在帶載的條件下改變幅度。為了提高起重機(jī)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(jī)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。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。與非工作性變幅相比，這種變幅要求的變幅機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，自重也較大，但工作機(jī)動性卻大為改善。汽車起重機(jī)由于使用了支腿，除了吊非常輕的重物之外，必須帶載變幅。4

17、伸縮回路伸縮回路可以改變吊臂的長度，從而改變起重機(jī)吊重的高度。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(jī)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(jī)的吊重。伸縮回路只能在起重機(jī)吊重之前伸出。5支腿回路支腿回路是用來驅(qū)動支腿，支呈整臺起重機(jī)的。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。汽車起重機(jī)設(shè)置支腿可以大大提高起重機(jī)的起重能力。為了使起重機(jī)在吊重過程中安全可靠，支腿要求堅(jiān)固可靠，伸縮方

18、便。在行駛時收回，工作時外伸撐地。還可以根據(jù)地面情況對各支腿進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。1.5 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的運(yùn)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(jìn)步，世界能源的不斷短缺，現(xiàn)代施工項(xiàng)目對汽車起重機(jī)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(jī)上的應(yīng)用也越來越廣泛，汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)展示了強(qiáng)大的發(fā)展趨勢。汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)一般由起升、變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)、控制五個主回路組成，本文通過對五個主回路現(xiàn)狀的分析來探討其發(fā)展趨勢。1.6 本課題來源、任務(wù)要求和整機(jī)性能參數(shù)1. 課題來源 QY40全液壓汽車起重機(jī)屬于中型起重機(jī)，是工程建設(shè)中較常用的一款汽車起重機(jī)?，F(xiàn)在國內(nèi)很多廠

19、家還沒有生產(chǎn)出這款起重機(jī)來，卻不斷的向生產(chǎn)大型起重機(jī)邁進(jìn)。隨著“神州第一吊”的QY300液壓汽車起重機(jī)2004年在中聯(lián)浦沅成功下線，這是引進(jìn)國外技術(shù)才生產(chǎn)出來的，代表了中國汽車起重機(jī)制造的最高水平，而不是設(shè)計(jì)的最高水平。生產(chǎn)廠家把生產(chǎn)的起重機(jī)所能夠吊的噸位作為生產(chǎn)能力的主要標(biāo)志，而忽視中小型起重機(jī)的技術(shù)發(fā)展，從某種方面來說是不完美的。 本機(jī)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。這種元件具有操作方便，微調(diào)性能好，可以對油路實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制等特點(diǎn)，是目前世界上比較先進(jìn)的技術(shù)。采用這種技術(shù)設(shè)計(jì)出來的液壓系統(tǒng)操作性能和各機(jī)構(gòu)的控制性能都比較高，不僅各機(jī)構(gòu)的定位

20、準(zhǔn)確，安全可靠，穩(wěn)定，而且操作靈活方便。為了使設(shè)計(jì)出來的起重機(jī)具有高的性能，設(shè)計(jì)時不竟要采用一些國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，也要有自己的創(chuàng)新技術(shù)。這樣，才能使自己設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品具有一定的先進(jìn)性，很高的性價比，才能在市場中具有很強(qiáng)的競爭能力。因此，設(shè)計(jì)這樣一款汽車起重機(jī)不僅很有必要而且是可行的。2. 任務(wù)要求（1）整機(jī)基本參數(shù)應(yīng)符合汽車起重機(jī)基本參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（2）各工作機(jī)構(gòu)既能單獨(dú)單獨(dú)作業(yè)又能復(fù)合作業(yè)，其中主卷揚(yáng)單獨(dú)作業(yè)時能實(shí)現(xiàn)合流。（3）發(fā)動機(jī)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(yáng)和回轉(zhuǎn)

21、采用閉式回路，變幅、伸縮和支腿采用開式回路。操作方式為先導(dǎo)伺服操作。（5）所設(shè)計(jì)的汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)構(gòu)成合理，技術(shù)性能先進(jìn)，在滿足可靠性前提下具有一定的創(chuàng)新性。技術(shù)資料完整、正確。（6）撰寫的汽車起重機(jī)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(dú)創(chuàng)性。3. 整機(jī)主要性能參數(shù)最大起重量*幅度 40t*3m最大起升高度 46 m滑輪組倍率 11主臂長 11-33.5m（4節(jié)）主臂全程伸縮時間 162Sec主臂變幅范圍 -2-80degree主臂變幅時間 60Sec主卷揚(yáng)單繩速度 0-110 m/min副卷揚(yáng)單繩速度 >40 m/minM最大起升力矩 1401 kN.m最大回轉(zhuǎn)速度 0

22、-2.0 r/min最高行駛速度 68 km/h最大爬坡度 37%最小轉(zhuǎn)彎半徑 12m行駛狀態(tài)總重 37.51t外形尺寸 13.65×2.75×3.46m支腿距離(縱向×橫向) 5.45×6.2m上車空冷發(fā)動機(jī) 斯太爾WD615.61 最大功率 191KW（2600rpm）最大扭矩 828Nm(1600rpm)1.7 小結(jié)本課題主要針對汽車起重機(jī)的功能、組成和工作特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)外汽車起重機(jī)的運(yùn)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，設(shè)計(jì)一款能夠適應(yīng)國內(nèi)外工程建設(shè)的中型汽車起重機(jī)（QY40）液壓系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)本機(jī)液壓系統(tǒng)時，在明確設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求，不要偏離題目；仔細(xì)研究設(shè)計(jì)方案

23、，理清設(shè)計(jì)思路，使設(shè)計(jì)過程清晰化，這兩點(diǎn)的基礎(chǔ)上。進(jìn)行以下研究工作：1、分析已有的汽車起重機(jī)，結(jié)合本機(jī)特點(diǎn)，對液壓元件進(jìn)行選擇。2、對各工作機(jī)構(gòu)液壓回路進(jìn)行設(shè)計(jì)，對個回路的組成原理和性能進(jìn)行分析。3、根據(jù)本機(jī)液壓系統(tǒng)工作參數(shù)和各機(jī)構(gòu)主要參數(shù)對液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，即對各種類型的主要元件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并且對其進(jìn)行選擇。4、液壓元件選好以后需要對各回路進(jìn)行性能計(jì)算，其中包括系統(tǒng)各回路功率計(jì)算，各回路性能驗(yàn)算以及對整個系統(tǒng)的發(fā)熱進(jìn)行驗(yàn)算。5、由于本機(jī)多處采用了電液比例控制技術(shù)，所以還需要對起重機(jī)液壓系統(tǒng)電液比例控制技術(shù)進(jìn)行專題研究。第2章 液壓系統(tǒng)方案及原理的擬定2.1 典型工況分析及對系統(tǒng)要求汽車

24、起重機(jī)工作中主要用到的機(jī)構(gòu)是主、副卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；在重物下降定位時常常用到變幅機(jī)構(gòu)。帶載伸縮是比較危險的，在實(shí)際作業(yè)中很少使用，空載吊臂伸縮循環(huán)僅占試驗(yàn)基本工況作業(yè)循環(huán)次數(shù)的5，故伸縮及帶載伸縮不是典型工況。大多數(shù)汽車起重機(jī)都帶有副臂，它的作用是增加起重機(jī)的最大起升高度。很多大型汽車起重機(jī)主臂前都有一個突出滑輪，在副卷揚(yáng)工作時，順著滑輪吊下副鉤，用于主、副卷揚(yáng)的組合動作，而很少用副臂與主卷揚(yáng)進(jìn)行組合動作。本機(jī)屬于中型起重機(jī)，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。有些大型汽車起重機(jī)要求有三、四個動作同時組合功能，是靠手柄的45°聯(lián)動功能實(shí)現(xiàn)的，即一個手柄同時控制兩

25、個機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，這種操作方式對司機(jī)的操作水平要求很高，且有危險，實(shí)際作業(yè)中很少使用。本機(jī)為中型起重機(jī)實(shí)現(xiàn)功能沒有大型的多，操作也沒大型的那么復(fù)雜，采用電液比例伺服系統(tǒng)來控制，操作靈活穩(wěn)定，因此，對操作人員要求不是很高。根據(jù)以上原則，各機(jī)構(gòu)的實(shí)際作業(yè)情況，起重機(jī)試驗(yàn)規(guī)范，以及很多操作者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，可確定表2-1的五種工況，作為大中型汽車起重機(jī)的典型工況。設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時要求各系統(tǒng)的動作能夠滿足這些工況要求。表2-1 汽車起重機(jī)典型工況表序號工 況一次循環(huán)內(nèi)容特 點(diǎn) 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(jī)構(gòu)組合動作

26、2基本臂；額定起重量的80；相應(yīng)的工作幅度；（主+副）卷揚(yáng)起升回轉(zhuǎn)（主副）卷揚(yáng)下降（主副）卷揚(yáng)起升回轉(zhuǎn)（主副）卷揚(yáng)下降（中間制動一次）主、副卷揚(yáng)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(jī)在額定起重量的（5060）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(yáng)起升回轉(zhuǎn)變幅（主副）卷揚(yáng)下降（主副）卷揚(yáng)起升回轉(zhuǎn)（主副）卷揚(yáng)下降（中間制動一次）中長臂，中等起重量工況出現(xiàn)機(jī)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

27、應(yīng)的工作幅度；（主副）卷揚(yáng)起升回轉(zhuǎn)變幅（主+副）卷揚(yáng)下降（主副）卷揚(yáng) 下降 （中間制動一次） 很多工況并不是利用汽車起重機(jī)起吊噸位大的特點(diǎn)，而是利用它臂長特點(diǎn)進(jìn)行高空作業(yè)根據(jù)汽車起重機(jī)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。1. 起升回路 （1）主、副卷揚(yáng)既能單動，又能同時動作，要求自動分流合流并將保證低壓合流高壓自動分流。 （2）副卷揚(yáng)只要求單泵供油。 （3）要求卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)微動性好，起、制動平穩(wěn)，重物停在空中任意位置能可靠制動，即二次下滑問題，以及二次下降時的重物或空鉤下滑問題，即二次下降問題。2. 回轉(zhuǎn)回路 （1）具有獨(dú)立工作能力。 （2）回轉(zhuǎn)制動應(yīng)兼有常閉制動和常開

28、制動（可以自由滑轉(zhuǎn)對中），兩種情況。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(hù)裝置。 （2）要求起落臂平穩(wěn)，微動性好，變幅在任意允許幅值位置能可靠鎖死。 （3）要求在有載荷情況下能微動。 （4）平衡閥應(yīng)備有下腔壓力傳感器接口，作為力矩限制器檢測星號源。4. 伸縮回路本機(jī)伸縮機(jī)構(gòu)采用四節(jié)臂（含有三個液壓缸），由于本機(jī)為中型起重機(jī)為了使本機(jī)運(yùn)用廣泛，采用電液閥控制液壓缸實(shí)現(xiàn)各節(jié)臂順序伸縮。各節(jié)臂具有任意伸縮的選擇性，但不能實(shí)現(xiàn)同部伸縮。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。（2）操縱元件必須具有45°方向操縱兩個機(jī)構(gòu)聯(lián)動能力。6. 支腿回路 （1

29、）要求垂直支腿不泄漏，具有很強(qiáng)的自鎖能力（不軟腿）。 （2）要求各支腿可以進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整。 （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(jī)傾翻。 （4）要求垂直支腿能夠承載最大起重時的壓力。 （5）起重機(jī)行走時不產(chǎn)生掉腿現(xiàn)象。2.2 液壓系統(tǒng)類型選擇根據(jù)開式和閉式系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)、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)。在起升（主、副卷揚(yáng)）、回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅、支腿和控制6個液壓回路中，起升和回轉(zhuǎn)采用獨(dú)立閉式油路，變幅、伸縮和支腿采用開式油路。起升油路分主卷揚(yáng)油路和副卷揚(yáng)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

30、泵能實(shí)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(jìn)行調(diào)節(jié)，它與定量馬達(dá)構(gòu)成了兩個獨(dú)立的容積調(diào)速回路。副卷揚(yáng)油路可通過合流閥向主卷揚(yáng)油路自動合流。主副卷揚(yáng)回路中設(shè)有壓力記憶閥，防止二次起升下墜，緩沖補(bǔ)油和自動冷熱油交換等裝置。由于本機(jī)屬于中型起重機(jī)，回轉(zhuǎn)比較頻繁，所以回轉(zhuǎn)油路由雙向電液比例排量調(diào)節(jié)泵和定量馬達(dá)組成，除采用緩沖補(bǔ)油和冷熱油自動交換措施外，還采用了防止“打?，F(xiàn)象”（在回轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)打停后再回轉(zhuǎn)現(xiàn)象）和防止臂桿因外力（風(fēng)力等）引起的自由擺動的特殊閥。伸縮回路有四節(jié)液壓缸，使用電液閥控制使液壓缸實(shí)現(xiàn)順序伸縮和各節(jié)臂單獨(dú)伸縮?；芈分?，電磁閥僅通過推動液動閥所需的流量，流量

31、較小，而流動閥才是通過工作機(jī)構(gòu)所需的大流量。這樣電磁閥可靠性大大提高。液動閥可通過很大流量，從而提高伸縮速度。大中型起重機(jī)的變幅機(jī)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。本機(jī)采用液控單向閥來鎖緊臂自動下滑，才用了一平衡閥來防止在變幅下降時產(chǎn)生超速現(xiàn)象。伸縮、變幅回路在工作時只能一個單獨(dú)工作，用電液比例換向閥來控制它們的伸縮速度。本機(jī)采用了一個二位六通轉(zhuǎn)閥來切換伸縮、變幅油路，這樣不但可以實(shí)現(xiàn)一個操作手柄單獨(dú)操作伸縮、變幅工作，而且用一個二位六通轉(zhuǎn)閥替換了一個電液比例換向閥和一個電路切換開關(guān)降低了生產(chǎn)成本。支腿回路采用H式支腿，此支腿

32、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。支腿回路的各油缸均采用手柄操縱換向閥來實(shí)現(xiàn)各種控制。回路中支腿油路轉(zhuǎn)閥可以對各支腿進(jìn)行單獨(dú)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。根據(jù)汽車起重機(jī)的工況，支腿回路、伸縮回路和變幅回路只能一個單獨(dú)工作，所以采用同一個液壓泵供油。主、副卷揚(yáng)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(bǔ)油和提供控制油。1. 各機(jī)構(gòu)組合情況支腿機(jī)構(gòu)在起升過程中不能動作，但是支腿回路不工作時其他的回路均不能工作，回轉(zhuǎn)可以與各個機(jī)構(gòu)進(jìn)行組合動作，主副起升之間，以及主、副起升分別與變幅，伸縮回路要有組合動作功能，伸

33、縮、變幅之間不需要組合動作，在相同手柄上控制的兩個是靠手動比例電壓控制閥的手柄45°聯(lián)動功能完成，應(yīng)盡量少用，免得使操縱變得復(fù)雜。各機(jī)構(gòu)組合情況如圖2-1所示。圖2-1 各機(jī)構(gòu)動作組合情況2. 各機(jī)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(yáng)回路都采用了手動控制方式。2.3 小結(jié) 以上各步完成以后，本機(jī)的總體方案也已基本確定，各回路的主要元件也可初步確定了。1、動力元件 軸向柱塞雙向變量泵（含輔助泵）、 軸向柱塞定量泵2、執(zhí)行元件 起升馬達(dá)、 回轉(zhuǎn)馬達(dá)、 變幅油缸、 伸縮臂油缸3、控制元件 功率限制閥、 壓力記憶閥、 電磁閥、電液比例方向閥、先導(dǎo)比

34、例閥 、主副卷揚(yáng)合流閥、變幅伸縮多路閥、 回轉(zhuǎn)中位浮動閥、平衡閥、單向閥、手動比例電壓控制閥4、輔助裝置 油箱、 濾油器、 各種管道及接頭第3章 各液壓回路組成原理和性能分析3.1主副卷揚(yáng)回路主副卷揚(yáng)油路由雙向電液比例排量調(diào)節(jié)泵和雙向定量馬達(dá)構(gòu)成兩個容積調(diào)速閉式油路，在主卷揚(yáng)單動情況下，副卷揚(yáng)泵通過一電磁換向驅(qū)動一液壓換向閥向主卷揚(yáng)油路供油，兩泵合流，提高主卷揚(yáng)作業(yè)速度。通過操作先導(dǎo)手柄可以雙向改變油泵排量，調(diào)節(jié)馬達(dá)轉(zhuǎn)速?；芈分性O(shè)置有功率限制器，從而限制油泵最大功率，防止發(fā)動機(jī)過載。為避免二次起升下滑和下降下滑，回路中設(shè)置有壓力記憶閥。副卷揚(yáng)不工作或低壓輕負(fù)載時，主泵合流工作；起、制動平穩(wěn)，微

35、動性好；重物停在空中任意位置能可靠制動。泵、馬達(dá)、冷卻閥、益流閥、壓力記憶閥、單向可調(diào)節(jié)流閥、制動油缸、二位三通液壓先導(dǎo)換向閥、或門型梭閥、三位四通液壓先導(dǎo)換向閥、三位六通電磁換向閥。油主路（含補(bǔ)油油路）、冷卻油路、防過載油路、記憶閥油路、合流控制油路、防二次下滑油路。1. 主卷揚(yáng)泵與副卷揚(yáng)泵合流工作狀態(tài)(起升)控制油路：由控制閥左移電流給電液換向閥4通電后位于上位再流回油箱。再由補(bǔ)油泵2壓油進(jìn)入電液換向閥4后再流向位于下位的伺服機(jī)構(gòu)3，3處于上位則液壓油流回油箱，完成主卷揚(yáng)泵1的控制回路。副卷揚(yáng)泵的控制回路同理。主油路：由主泵泵油到主卷揚(yáng)馬達(dá)，泄油到三位三通液控?fù)Q向閥7位于左位流經(jīng)溢流閥流回

36、油箱完成回路回油。 副泵泵油至通電的三位三通液壓先導(dǎo)換向閥則位于下位流入主卷揚(yáng)馬達(dá)再泄油流回油箱。2. 主卷揚(yáng)泵與副卷揚(yáng)泵合流狀態(tài)（下降）控制回路：電液比例電壓控制閥右移則通電上位的電液換向閥4，4下移流回油箱，由補(bǔ)油泵液壓油流入電壓換向閥4再流入位于上位的伺服機(jī)構(gòu)3，3下移流回油箱。副卷揚(yáng)泵的控制則與主泵相反，即上為下，下為上，左為右，右為左。主油路：主泵泵油流到主卷揚(yáng)馬達(dá)，再泄油流入三位三通液控?fù)Q向閥位于右位流經(jīng)溢流閥流回油箱。副泵泵油給三位四通液控?fù)Q向閥14位于上位流至主卷揚(yáng)泵再泄油流經(jīng)三位三通液控?fù)Q向閥7位于右位流經(jīng)溢流閥流回油箱。3. 主卷揚(yáng)回路分流狀態(tài)主卷揚(yáng)回路分流起升、控制都和合

37、流時的相同，下降時的工作狀態(tài)跟起升時的操作方式基本相同，只是泵的操作方式跟起升時相反而已。4. 副卷揚(yáng)回路分流狀態(tài)（起升）控制油路：手動比例電壓控制閥左移給位于下位的電液換向閥通電，上移流回至油箱，由副卷揚(yáng)泵泵油流經(jīng)電液換向閥流入位于下位的伺服機(jī)構(gòu)，上移流回至油箱。主油路：由主卷揚(yáng)泵泵油給副卷揚(yáng)馬達(dá)，泄油至三位三通液控?fù)Q向閥位于左位流經(jīng)溢流閥回油箱。5. 副卷揚(yáng)回路分流狀態(tài)（下降）下降時跟起升時相同，只是泵的操作方向跟起升時相反。3.2回轉(zhuǎn)回路 回轉(zhuǎn)油路所需功率較小，因此采用小排量的雙向電液比例排量調(diào)節(jié)泵和雙向定量馬達(dá)構(gòu)成閉式容積調(diào)速回路。油泵中設(shè)置有電液比例伺服變量機(jī)構(gòu)，輔助泵，緩沖補(bǔ)油閥，

38、馬達(dá)兩腔并聯(lián)有沖洗閥，其作用和工作原理與主副卷揚(yáng)油路中的有關(guān)分析相同?；芈分醒b有手動換向閥，由于回轉(zhuǎn)功率小，回轉(zhuǎn)油路沒有設(shè)置功率限制裝置。具有獨(dú)立工作能力；工作過程中可防止“打?，F(xiàn)象”和自由擺動；微動性能好。泵、手動換向閥、單向閥、益流閥、馬達(dá)、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、制動油缸。主油路（含補(bǔ)油油路）、冷卻油路、制動油路、變量操縱控制油路。1. 向左旋轉(zhuǎn) 手動換向閥處于左位液，壓油由P流入直接流經(jīng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)與梭閥由回轉(zhuǎn)馬達(dá)流出直接流回O，由梭閥流入制動油缸制動，再流回梭閥流回O。2. 向右旋轉(zhuǎn)手動換向閥處于右位，原理與向左旋轉(zhuǎn)同理。3.3 伸縮回路此伸縮回路采用電磁液動閥組來控制各臂的伸縮，除了不能同步伸縮外，其他的伸縮方式都可以。起、制動平穩(wěn)，各缸應(yīng)具有一定的伸縮選擇性能。單向定量泵（與變幅、支腿回路共用）、手動換向閥、缸、平衡閥、單向閥組。缸1、2、3伸出、縮回油路，控制油路。手動換向閥位左位時，壓力油經(jīng)平衡閥2的單向閥到液壓缸1的無桿腔，待液壓缸1的活塞桿全伸后，系統(tǒng)壓力升高直至打開順序閥，壓力油再進(jìn)入下個液壓缸的無桿腔，如此順序伸出各節(jié)吊臂。若手動換向閥置于右