QY40型液壓起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

1、第1章前言1.1 關(guān)于汽車起重機(jī)汽車起重機(jī)是裝在普通汽車底盤或特制汽車底盤上的一種起重機(jī).其行駛駕駛室與起重操縱室分開設(shè)置。這種起重機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性好.轉(zhuǎn)移迅速。缺點(diǎn)是工作時(shí)須支腿.不能負(fù)荷行駛.也不適合在松軟或泥濘的場(chǎng)地上工作。汽車起重機(jī)的底盤性能等同于同樣整車總重的載重汽車.符合公路車輛的技術(shù)要求.因而可在各類公路上通行無阻。此種起重機(jī)一般備有上、下車兩個(gè)操縱室.作業(yè)時(shí)必需伸出支腿保持穩(wěn)定。起重量的范圍很大.可從8噸1000噸.底盤的車軸數(shù).可從210根。是產(chǎn)量最大.使用最廣泛的起 重機(jī)類型。1.2 液壓傳動(dòng)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)：

2、來自汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)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(dòng)比.省去了機(jī)械傳動(dòng)所需的復(fù)雜而笨重的傳動(dòng)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(shí)還很方便的把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)槠?移運(yùn)動(dòng).易于實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的變幅和自動(dòng)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(dòng)機(jī)的技術(shù)特性。便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作.改善了司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度和條件。由于元件操縱可以微動(dòng).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(dòng).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(shí)間。2 .在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)液壓傳動(dòng)的起重機(jī).結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化.

3、通用化和系列化.便于大批量 生產(chǎn)時(shí)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(shí)間短.因而 提高了起重機(jī)總使用期間的利用率.對(duì)加速實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化大有好處。1.2.2缺點(diǎn)液壓傳動(dòng)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(huì)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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)?？v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(píng)。所以 QY8型汽車起重機(jī)決定采用液壓傳動(dòng)的形式。1.3 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)功能、組成

4、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)、支腿和控制六個(gè)主回 路組成。從圖1-1可以看出.各個(gè)回路之間具有不同的功能、組成和工作特點(diǎn)： 1、起升回路起開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(duì)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(duì)于吊大噸位且要求速度不太高時(shí)用主卷揚(yáng)吊的方式.對(duì)于吊小噸位且要求速度不太高時(shí)用副卷揚(yáng)吊的方式；對(duì)于吊大噸位且要求速度比較高 時(shí)用主副卷揚(yáng)泵合流吊的方式；對(duì)于吊比較長的物體時(shí)用單獨(dú)共同吊

5、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)回路起到使吊臂回轉(zhuǎn).實(shí)現(xiàn)重物水平移動(dòng)的作用回轉(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(dá)組成.由于回轉(zhuǎn)力比較小所以其結(jié)構(gòu)沒有起開回路復(fù)雜?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使重物水平移動(dòng)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

6、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 作性變幅指只是在空載條件下改變幅度。它在空載時(shí)改變幅度.以調(diào)整取物裝置的位置.而在重物裝卸移動(dòng)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(dòng)功率.這種變幅的變幅機(jī)構(gòu)要求簡(jiǎn) 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(shí)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(dòng)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

7、工作機(jī)動(dòng)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 .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(duì)于基本臂同時(shí)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(jiǎn)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(dòng)支腿.支呈整臺(tái)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

8、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.伸縮方便。在行駛時(shí)收回.工作時(shí)外伸撐 地。還可以根據(jù)地面情況對(duì)各支腿進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。6 .4整機(jī)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(shí)間 主臂變幅范圍 主臂變幅時(shí)間 主卷揚(yáng)單純速度 副卷揚(yáng)單純速度162Sec -2-80degree 60Sec0-110 m/min40 m/minM最大起升力矩 1401 kN.m最大回轉(zhuǎn)速度0-2.0 r/min最高行駛速度68 km/h最大爬坡度 最小轉(zhuǎn)彎半徑 行駛狀態(tài)總重 外形尺寸

9、37%12m37.51t13.65 X 2.75 X 3.46 m支腿距離（縱向x橫向）上車空冷發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率191KW5.45 X6.2 m斯太爾WD615.61(2600rpm)最大扭矩828Nm(1600rpm)7 .5本課題主要研究工作本課題主要針對(duì)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(shì).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(shí).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.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(duì)液壓元件

10、進(jìn)行選擇。2、對(duì)各工作機(jī)構(gòu)液壓回路進(jìn)行設(shè)計(jì).對(duì)個(gè)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(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算.即對(duì)各種類型的主要元件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算.并且對(duì)其進(jìn)行選擇。第2章液壓系統(tǒng)元件選擇2.1 典型工況分析及對(duì)系統(tǒng)要求2.1.1 伸縮機(jī)構(gòu)的作業(yè)情況汽車起重機(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(shí)常常用到變幅機(jī)構(gòu)。帶載伸縮是比較危險(xiǎn)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。2.1.2 副臂的作業(yè)情況大多數(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

11、度。很 多大型汽車起重機(jī)主臂前都有一個(gè)突出滑輪.在副卷揚(yáng)工作時(shí).順著滑輪吊下副 鉤.用于主、副卷揚(yáng)的組合動(dòng)作.而很少用副臂與主卷揚(yáng)進(jìn)行組合動(dòng)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。2.1.3 三個(gè)以上機(jī)構(gòu)的組合作業(yè)情況有些大型汽車起重機(jī)要求有三、四個(gè)動(dòng)作同時(shí)組合功能.是靠手柄的450聯(lián)動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)的.即一個(gè)手柄同時(shí)控制兩個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng).這種操作方式對(duì)司機(jī)的操 作水平要求很高.且有危險(xiǎn).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(duì)操作人員要求不是很高。2.1.4 典型

12、工況的確定根據(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(shí)要求各系統(tǒng)的動(dòng)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(hào)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；吊重起升一回轉(zhuǎn)一下降一起升一回轉(zhuǎn)下降（中間制動(dòng)一次）起重噸位大.動(dòng) 作單一.很少與回轉(zhuǎn) 等機(jī)構(gòu)組合動(dòng)作2基本臂；額定起重量的80%;相應(yīng)的工作幅度；（3E +副）卷揚(yáng)起升一回轉(zhuǎn)一（主十副） 卷揚(yáng)下降一（主十副）卷揚(yáng)起升一回轉(zhuǎn)（主十副）卷揚(yáng)下降（中間制動(dòng)一次）主、副卷揚(yáng)組合動(dòng)作主要用于平吊安裝或空中

13、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；（起升十回轉(zhuǎn)）一變幅一下降一（起升十回轉(zhuǎn)）一下降（中間制動(dòng)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；（3E +副）卷揚(yáng)起升一回轉(zhuǎn)一變幅一（主 十副）卷揚(yáng)下降一（主十副）卷揚(yáng)起升回轉(zhuǎn)一（主十副）卷揚(yáng)下降（中間制動(dòng)一次）中長臂.中等起 重量工況出現(xiàn)機(jī)率 大.此時(shí)的臺(tái)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；（主十副）卷揚(yáng)起升一回轉(zhuǎn)一變幅一（+副）卷揚(yáng)下降一（主十副）卷揚(yáng)下降（中間制動(dòng)一次）很多工況并不是利用汽車起重機(jī)起

14、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)2.1.5 系統(tǒng)要求根據(jù)汽車起重機(jī)的典型工作狀況對(duì)系統(tǒng)的要求主要反映在對(duì)以下幾個(gè)液壓回 路的要求上。1 .起升回路（1）主、副卷揚(yáng)既能單動(dòng).又能同時(shí)動(dòng)作.要求自動(dòng)分流合流并將保證低壓合 流高壓自動(dòng)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(dòng)性好.起、制動(dòng)平穩(wěn).重物停在空中任意位置能可靠制 動(dòng).即二次下滑問題.以及二次下降時(shí)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(dòng)應(yīng)兼有常閉制動(dòng)和常開制動(dòng)（可以自由滑轉(zhuǎn)對(duì)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）

15、要求起落臂平穩(wěn).微動(dòng)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(dòng)。(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(cè)星號(hào)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(gè)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(gè)。(2)操縱元件必須具有45。方向操縱兩個(gè)機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)能力。6 .支腿回路(1)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

16、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(shí)的壓力。(5)起重機(jī)行走時(shí)不產(chǎn)生掉腿現(xiàn)象。2.2液壓系統(tǒng)類型選擇2.2.1 本機(jī)液壓系統(tǒng)分析根據(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(gè)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。起開油路分主卷揚(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.此泵能實(shí)現(xiàn)排量與輸入電壓信號(hào)成正比的控制功能 .用手 動(dòng)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

17、了兩個(gè)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(dòng)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(dòng)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(dòng)交換措施外.還采用了 防止“打停現(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(dòng)的特殊閥(圖中18)。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(dòng)液動(dòng)閥所需的流量.流量較小.而流動(dòng)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

18、高。液動(dòng)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(gè)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(dòng)下滑.才用了一平衡閥來防止在變幅下降時(shí)產(chǎn)生超速現(xiàn)象。伸縮、變幅回路在工作時(shí)只能一個(gè)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(gè)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(gè)操作手柄單獨(dú)操作伸縮、變幅工作.而且用一個(gè)二位六通轉(zhuǎn)閥替換了 一個(gè)電液比例換向閥和一個(gè)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.此支腿外伸距離大.每一支腿有兩個(gè)液壓缸.一個(gè) 水平的.一個(gè)垂直的

19、.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?；芈分兄扔吐忿D(zhuǎn)閥可以對(duì)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?？刂苹芈凡捎秒娍胤绞絹韺?shí)現(xiàn)。 主、副卷揚(yáng)回路.回轉(zhuǎn)回路均采用了電液比例 排量調(diào)節(jié)泵.此泵能實(shí)現(xiàn)排量與輸入電信號(hào)成正比的控制功能。此泵的控制過程 為：操縱手控電閥發(fā)給電液比例方向閥一定量電信號(hào)值 .電液比例方向閥有一對(duì)應(yīng) 位移.并打開閥口使補(bǔ)油泵的油液進(jìn)入變量活塞缸.使之對(duì)電液比例方向閥有一跟蹤位移.并使泵的排量變化.直至變量活塞缸的反饋移動(dòng)量又使電液比例方向閥的 閥口關(guān)閉為止。這就使得操縱者搬動(dòng)手控電閥的角度與泵的排量成正比例變化.達(dá)

20、到預(yù)期的操縱目的。伸縮、變幅回路也采用電液比例閥控制其速度.操縱方式也 是用手動(dòng)比例電壓控制閥。采用電液比例控制的調(diào)速系統(tǒng).不僅可以省力.也可改變主機(jī)的設(shè)計(jì)柔性.并且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離有線或無線控制。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(gè)單獨(dú)工作.所以 采用同一個(gè)液壓泵供油。主、副卷揚(yáng)回路.回轉(zhuǎn)回路都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。2.2.2 各機(jī)構(gòu)動(dòng)作組合、分配及控制1 .各機(jī)構(gòu)組合情況圖2-1 各機(jī)構(gòu)動(dòng)作組合情況支腿機(jī)構(gòu)在起升過程中不能動(dòng)作.但是支腿回路不工作時(shí)其他的回路均不能 工作.回轉(zhuǎn)可以與各個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行組合動(dòng)作.主

21、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(dòng)作功能.伸縮、變幅之間不需要組合動(dòng)作.在相同 手柄上控制的兩個(gè)是靠手動(dòng)比例電壓控制閥的手柄450聯(lián)動(dòng)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。2 .動(dòng)力分配情況根據(jù)設(shè)計(jì)要求、工作情況、起重量等.本機(jī)的動(dòng)力分配如圖2-2所示： 動(dòng)力元件：3雙向電液比例排量調(diào)節(jié)泵.1個(gè)單向柱塞泵醒悟機(jī)枸仲盎機(jī)構(gòu)圖2-2 上車動(dòng)力分配情況3 .各機(jī)構(gòu)的組合控制情況對(duì)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 路都采用了電液比例控制方式.用手動(dòng)比例電壓控制閥手柄做操縱工具.其搭配 情況如圖2-3所示.控制量由

22、比例電壓控制閥的手柄 450聯(lián)動(dòng)完成（支腿電液比例方向閥單獨(dú)控制.它與支腿油路轉(zhuǎn)閥一起安裝在底盤上）伸縮（變幅;主卷揚(yáng)起升副卷接起升落/ 伸/臂X/暨.缸/主卷場(chǎng)下降伸縮（變幅）回轉(zhuǎn)f右移）圖2-3手動(dòng)比例電壓控制閥手柄的工作位置搭配情況2.3各種執(zhí)行元件的選擇以上各步完成以后.本機(jī)的總體方案也已基本確定. 可初步確定J。1、動(dòng)力元件軸向柱塞雙向變量泵（含輔助泵）、回轉(zhuǎn)C左移） X副鼠下降各回路的主要元件也 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)比例閥、主副卷揚(yáng)合流閥、變幅伸縮多路閥、 回轉(zhuǎn)中位浮動(dòng)

23、閥、平衡閥、 單向閥、手動(dòng)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)回路如圖3-1所示:+ 11：-?10-Ji-Bii凹1*! h* 二：? 1!j=n奪 II-S“二一圖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(gè)容積調(diào)速 閉式油路.在主卷揚(yáng)單動(dòng)情況下.副卷揚(yáng)泵通過一電磁換向驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)過載。為避免二次起升下滑和下降下滑

24、.回路中設(shè)置有壓力記憶閥。3.1.1 性能要求副卷揚(yáng)不工作或低壓輕負(fù)載時(shí).主泵合流工作；起、制動(dòng)平穩(wěn).微動(dòng)性好； 重物停在空中任意位置能可靠制動(dòng)。3.1.2 主要元件泵1 （2）、馬達(dá)5 （6）、冷卻閥13-1 （13-2）、益流閥12-1 （12-2）、壓力記 憶閥8-1 （8-2）、單向可調(diào)節(jié)流閥9-1 （9-2）、制動(dòng)油缸10-1 （10-2）、二位三通 液壓先導(dǎo)換向閥11-1 （11-2）、或門型梭閥16-1 （16-2）、功率限制器17-1 （17-2）、 三位四通液壓先導(dǎo)換向閥14、三位六通電磁換向閥15。3.1.3 主要回路油主路（含補(bǔ)油油路）、冷卻油路、防過載油路、記憶閥油路、

25、合流控制油路、 防二次下滑油路。3.1.4 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理1 .主卷揚(yáng)泵與副卷揚(yáng)泵合流工作狀態(tài)（起升）如圖3-1所示A）控制油路（含電路）27-3（左移）上 1-4 （下）（1-4上移）1-4 一油箱泵 01-2 14 1-3-*（下）1-3 （上）油箱（1-1輸出流量）38-3 （左移2-4（下）（2-4上移）泵 2-4 油箱2-2 2-4- 2-3 -（下）-3 （上）-油箱（2-1輸出流量）制動(dòng)器打開：12*（上）-9-1 101（10-1制動(dòng)打開）B路（T ） -*8-1（+） *B）主油路主泵：11產(chǎn):泄油F3-1（左）F2-1 一油箱副泵2-12-2 -DF2+J3-1T2-1

26、2 .主卷揚(yáng)泵與副卷揚(yáng)泵合流狀態(tài)（下降）A）路（含電路）27-4 （右移）畛+4 （上）（1-4下移）1-4 油箱泵 1|1-2 14 1-3 -（上）13 （下）-油箱（1-1輸出流量）（由于利用換向閥14可以在下降時(shí)不必對(duì)副泵進(jìn)行換向控制）38-3 （左移）14 （下）（2-4上移）泵2-4 ,油箱工2-2 2-4 2令一（下）2-3 （上）油箱（2-1輸出流量）制動(dòng)器打開油路與起升狀態(tài)相同。B）主油路主泵：11一r5-人 13-1 （右）T2-1 一油箱副泵2-114*（上） 寧2-2 -DF1（上）一,卜油音 13-1 （右）F2-1 一油箱3 .主卷揚(yáng)回路分流狀態(tài)主卷揚(yáng)回路分流起升、

27、控制都和合流時(shí)的相同.下降時(shí)的工作狀態(tài)跟起升時(shí)的操作方式基本相同.只是泵的操作方式跟起升時(shí)相反而已。4 .副卷揚(yáng)回路分流狀態(tài)（起升）A）控耍/由路（含電路）38-3 （左移）皿至-4（下）（2-4上移）泵4 2-4 一油箱2-2 2-4 -2-3 -（下）2-3 （上）一油箱（2-1輸出流量）制動(dòng)器打開：22_5（常）_i-2（ 上）-9-2 102（10-2的剎車打開）B路（T ） 3-2（+）JA）主油路泵2: 216*3*13-2 （左）J2-2一油箱5.副卷揚(yáng)回路分流狀態(tài)（下降）下降時(shí)跟起升時(shí)相同.只是泵的操作方向跟起升時(shí)相反。6.恒功率控制如3-2所示:壓力過高一17-1-1 變小.

28、流量降低； 壓力過低-17-1-1 變大.流量變大；圖3-2功率控制回路左移 T7-1-2開口變大 一控制油壓力降低 一泵的傾角右移 F7-1-2開口減小a控制油壓力升高 f 泵的傾角3.2回轉(zhuǎn)回路回轉(zhuǎn)回路如圖3-3所示:圖3-3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.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。由于回轉(zhuǎn)功率小.回轉(zhuǎn)油路沒有設(shè)置功率限制裝置回路中裝有電磁浮動(dòng)閥.DF4通電后.二位四通閥換向.錐閥控制腔與油箱 接通.錐閥開啟.回轉(zhuǎn)馬

29、達(dá)兩腔連通形成短路.上車部分在回轉(zhuǎn)方向上可以浮 動(dòng).從而避免了起重機(jī)因起升高度大、起吊重物不易對(duì)中而使臂架和卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)承 受的不必要的側(cè)向偏載。3.2.1 性能要求具有獨(dú)立工作能力；工作過程中可防止“打?，F(xiàn)象”和自由擺動(dòng)；微動(dòng)性能 好。3.2.2 主要元件泵3、電磁浮動(dòng)閥19、冷卻閥13-3、益流閥12-3、馬達(dá)7、二位三通電磁閥 18、制動(dòng)油缸10-33.2.3 主要回路主油路（含補(bǔ)油油路）、冷卻油路、制動(dòng)油路、變量操縱控制油路3.2.4 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理1.向左旋轉(zhuǎn)A）控制油路為8-1 （左移）令4 （下）（3-4上移）泵“-4 一油箱3-2 3-4- 3-3 -（下）3-3 （上）-油箱

30、（2-1輸出流量）制動(dòng)器控制油路3-2 -DF3 （+） TT0-3（右）（制動(dòng)器 18 打開）B）主油路3 -rr*2=13-3 （左）一段-3f油箱2.向右旋轉(zhuǎn)A控制油路圖4-1雙向電掖比例排量調(diào)節(jié)泵、定量馬達(dá)閉式回路圖1.主泵 2. 補(bǔ)油泵 3. 制動(dòng)器 4. 定量馬達(dá)4.2.1.1 副卷揚(yáng)回路1.副卷揚(yáng)馬達(dá)的選擇(1)副起開卷筒扭矩Mj2F2?Dj22。式中：F 2一副卷揚(yáng)單純最大拉力.F 2=28KN;D一鋼絲繩卷繞時(shí)的卷筒直徑Dj2 D0 (2n 1)dj2 340 (2 3 1) 17 425mm 0.425mdj2一鋼絲繩直徑.d j2 = 17mm“ j一卷筒機(jī)械效率，由D2

31、/ d j2= 25查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)%表8-7得4 j =0.98728 0.425M j2 6.03KN .mj 2 0.987(2)副卷揚(yáng)馬達(dá)的扭矩Mj2Mm2上i2 . 2式中：i 22 2一副卷揚(yáng)減速器速比，i 2=51.4馬達(dá)至減速器/&出端機(jī)械效率，7 2=0.93;6 03MM2 603 0.1261KN .m 126.1N.m51.4 0.93(3)副卷揚(yáng)馬達(dá)排量廠 2 Mm2qM 2Pm 2 M 2式中：APM2-馬達(dá)最大工作壓差匕 2P進(jìn)% 30.5 2.5 28MPa“M2m馬達(dá)機(jī)械效率，2126.1qM 228 0.95M M2m=0.95（以下同）;29.77L/mi

32、n(4)副卷揚(yáng)馬達(dá)的型號(hào)查曼勒斯曼公司液壓元件手冊(cè)P295表.選取德國曼勒斯曼公司(以下同)生產(chǎn)的定量軸向柱塞馬達(dá) A2FM32其性能參數(shù)為：排量額定壓力 最大壓力 允許轉(zhuǎn)速 沖洗閥32.0 cm 3/r;40 Mpa;45 Mpa;4750r/min;流量 3.1 l/min, 壓力 2.5Mpa。2.副卷揚(yáng)泵的選擇(1)副起開卷筒的轉(zhuǎn)速nj2.Dj2式中：V 2一副卷揚(yáng)單純最大速度 V 2=50m/minnj250 八 ，.37.47r/min0.425(2)副卷揚(yáng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速nM2 i2?nj2 51.4 37.47 1926r/min(3)副卷揚(yáng)馬達(dá)輸入流量QM23 0.032 1926

33、64.88L/minM 2V0.95式中： M M2V-副卷揚(yáng)馬達(dá)容積效率， M M2V=0.95(4)副卷揚(yáng)泵輸出流量不計(jì)管路泄露QB2 QM2 64.88L/min(5)副卷揚(yáng)泵的排量Qb264.88 10003,qB2 29.69cm /rnB2. B2V2300 0.95式中：n B2一副卷揚(yáng)泵工作轉(zhuǎn)速2300r/minY B2V一油泵容積效率. 刀 B2V= 0.95(6)副卷揚(yáng)泵的型號(hào)查曼勒斯曼公司液壓元件手冊(cè)P161表.選取軸向柱塞雙響液控變量泵A4V56EL1.0.控制方式為 輔助泵和雙向緩沖補(bǔ)油閥。EL即先導(dǎo)電液比例控制雙向變量和壓力切斷.帶有一性能參數(shù)為： 最大排量 額定壓

34、力 最大壓力 允許轉(zhuǎn)速 先導(dǎo)壓力變化范圍56cm 3/r0.640 Mpa45 Mpa3400r/min1.8Mpa4.2.1.2主卷揚(yáng)回路1.主卷揚(yáng)馬達(dá)的選擇(1)主卷揚(yáng)卷筒力矩. FiDjiM j1 .2 i式中：Fi一主卷揚(yáng)單純最大拉力 Fi=36KN;D ji 一鋼繩4層卷繞時(shí)的卷筒直徑Dji D0 (2n i)dji 500 (2 4 i) 2i 647 mm 0.647md ji鋼絲繩直徑.d ji=2imm“ j一卷筒機(jī)械效率，由Di/ d ji=3i查起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)P9i表8-7得4 j =0.9936 0.647M ii ii.76KN .mj 2 0.99(2)主卷揚(yáng)馬達(dá)扭

35、矩M jiii.76MMi j-0.346KN .m 346N.mii i 36.5 0.934 i=0.93式中：ii主卷揚(yáng)減速器速比.i i=36.5一馬達(dá)至減速器輸出端機(jī)械效率(3)主卷揚(yáng)馬達(dá)排量2 MMi2346qM i_PMi Mim28 0.950.8i7 i04m3/r 8i.7cm3/r式中：AP Mi馬達(dá)進(jìn)出口最大壓差.PMiPtP回 30.5 2.528MPaqmi件卷揚(yáng)馬達(dá)機(jī)械效率.qmi=0.95(4)主卷揚(yáng)馬達(dá)型號(hào)選取定量軸向柱塞馬達(dá) A2FMi07馬達(dá)性能參數(shù)為：排量 i06.7cm3/r額定壓力40 Mpa最大壓力45 Mpa允許轉(zhuǎn)速3000 r/min沖洗閥流量

36、5.8 l/min, 壓力2.5 Mpa2.主卷揚(yáng)泵的選擇nVi(1)主卷揚(yáng)卷筒的轉(zhuǎn)速110, 54.15r / min0.647式中：V1主卷揚(yáng)單純最大速度.V 1=110m/min(2)主卷揚(yáng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速nM1 i1 ?nj1 36.5 54.15 1976.5r/min(3)主卷揚(yáng)馬達(dá)流量QM 1qM 1nM1M 1V106.7 10 3 1976.50.95222.0L/min式中：M M1V -主卷揚(yáng)馬達(dá)容積效率.4M1P0.95;Qb2(4)主卷揚(yáng)泵輸出流量此時(shí)為主副卷揚(yáng)泵聯(lián)合供油.不計(jì)管路泄露.則總流量為Qmi QbiQb1 Qm 1 Qb2式中：Q2一副卷揚(yáng)泵流量.QB2 qB2?

37、nB2? B2V 29.69 2300 0.95 64.9L/min64.9 157.1L/minQbi 222.0回5 59.9cm3/r2760 0.95(5)主卷揚(yáng)泵排量Qb1 qB1 nB1 B1V式中：件1主卷揚(yáng)泵工作轉(zhuǎn)速.n bi=2760rpmT B1V主卷揚(yáng)泵容積效率.qbi產(chǎn)0.95(6)主卷揚(yáng)泵的型號(hào)查曼勒斯曼公司液壓元件手冊(cè)P161表.選取軸向柱塞雙向液控變量泵A4V71EL2.0.控制方式為輔助泵和雙向緩沖補(bǔ)油閥。性能參數(shù)為： 最大排量 額定壓力 最大壓力 允許轉(zhuǎn)速 先導(dǎo)壓力變化范圍EL即先導(dǎo)電液比例控制雙向變量和壓力切斷.帶有一3, 71cm/r40Mpa45Mpa

38、3200r/min0.6 1.8 Mpa4.2.1.3回轉(zhuǎn)回路1.回轉(zhuǎn)馬達(dá)的選擇(1)回轉(zhuǎn)馬達(dá)阻力矩M H maxM M 3-?104- 0.0812 KN ?m 81.2Nm 1423.08 0.9式中：MmaL回轉(zhuǎn)總阻力矩.MHma=104KN.m;i 一回轉(zhuǎn)減速器速比.i=1423.08;“一回轉(zhuǎn)機(jī)械傳動(dòng)效率.q=0.90(2)回轉(zhuǎn)馬達(dá)的排量2 Mm3281.2qM3PM3 M3m 24 1060.95430.224 10 m/r 22.4cm / r式中：A P ML回轉(zhuǎn)馬達(dá)工作壓差.Pm3PtP回26.5 2.524MPaY M3m-回轉(zhuǎn)馬達(dá)機(jī)械效率.Y M3i=0.95(3)回轉(zhuǎn)馬

39、達(dá)的型號(hào)查曼勒斯曼公司液壓元件手冊(cè)P295表.選取定量軸向柱塞馬達(dá) A2FM28馬達(dá)性能參數(shù)為：排量額定壓力28cn3/r40 Mpa最大壓力允許轉(zhuǎn)速 沖洗閥2.回轉(zhuǎn)油泵的選擇 (1)馬達(dá)最大轉(zhuǎn)速45 Mpa4750r/min流量 2.5L/min.壓力 2.5 MpanM 3 i ?nH1423.08 1.52135r/min式中：m一回轉(zhuǎn)速度.n(2)回轉(zhuǎn)馬達(dá)流量h=0 1.5r/min,取 nHma=1.5r/minQM3qM3?nM3 28 10 30.95213562.93r/min式中： M M3V一回轉(zhuǎn)馬達(dá)容積效率.“M3產(chǎn)0.95(3)回轉(zhuǎn)油泵的輸出流量 不計(jì)管路泄露QB3 Q

40、M3 62.93L/min(4)回轉(zhuǎn)油泵排量QB3 qM3 nB3 ? B3V62.93 10 35 32.4 10 m /r 24m/r式中：nB3一回轉(zhuǎn)油泵工作轉(zhuǎn)速.n B3=2760r/min;2760 0.9540cn3/r40 Mpa45Mpa3700r/min流量 2.5L/min.壓力 2.5 Mpa“B3L回轉(zhuǎn)油泵容積效率.4B3V=0.95(5)回轉(zhuǎn)油泵的型號(hào)查曼勒斯曼公司液壓元件手冊(cè)P161表.選取軸向柱塞雙向液控變量泵A4V40EL1.0.控制方式為EL即先導(dǎo)電液比例控制雙向變量.帶有一輔助泵和雙向緩沖補(bǔ)油閥。性能參數(shù)如下:排量額定壓力最大壓力允許轉(zhuǎn)速?zèng)_洗閥4.2.1,4

41、 變幅伸縮回路1.變幅油缸的選擇(1)無桿腔油壓作用面積3A Fi1320 102A 6 0.02357 m2P 2 28 106式中：F1一變幅油缸最大軸向阻力.F 1=1320KN;P一變幅油缸最大工作壓力.P=28Mpa;(2)無桿腔缸徑布 2 1320 103D 1. 0.1733m 173.3mm. P :28查袖珍液壓氣動(dòng)手冊(cè)P259表9-7得：D=200mm;A=314.16 cm無桿腔油壓作用面積；d=140mm.活塞桿徑；A)=160.22 cm2為有桿腔油壓作用面積；2、變幅油路(1)變幅油缸平均伸縮速度S 2842 10 3M - 0.0474m/s 2.84m/mint160式中：S變幅油缸工作行程.S=2842mm t 1一開臂變幅時(shí)間.t 1=60sec(2)變幅油缸平均輸入流量、Vi?A 2.84 314.16 10 43,Q