唐評(píng)南QY8汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說明書

長沙學(xué)院CHANGSHAUNIVERSITY畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料長沙學(xué)院教務(wù)處二○○七年十月制目錄第一部分設(shè)計(jì)說明書一、設(shè)計(jì)說明書第二部分外文資料翻譯一、外文資料原文二、外文資料翻譯第三部分過程管理資料一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書二、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告三、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱表五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱表六、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯評(píng)審表2010屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料第一部分設(shè)計(jì)說明書（2010屆）本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書QY8汽車式起重機(jī)液壓及其起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2010年5月長沙學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)QY8汽車式起重機(jī)液壓及其起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)系（部）：機(jī)電工程系專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)：2006011405學(xué)生姓名：唐評(píng)南指導(dǎo)教師：唐蒲華（講師）2010年5月摘要本文著重對(duì)QY8型汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)、變幅液壓缸、起升機(jī)構(gòu)三個(gè)部分做了研究和設(shè)計(jì)。對(duì)液壓系統(tǒng)的調(diào)速回路和回轉(zhuǎn)回路進(jìn)行了改良設(shè)計(jì)，調(diào)速系統(tǒng)采用了更為合理的雙泵分合流開式系統(tǒng)，并且優(yōu)化了起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，選用體積小、傳動(dòng)比大的專用卷揚(yáng)行星減速機(jī)，使起升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)更為緊湊?；剞D(zhuǎn)系統(tǒng)加轉(zhuǎn)了動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性較好的平衡閥，減少了沖擊，提高了操作精度。對(duì)變幅液壓缸進(jìn)行結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)，具體進(jìn)行了三鉸點(diǎn)受力模型的建立和分析，變幅液壓缸穩(wěn)定性的校核等工作。對(duì)起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，主要對(duì)組合式焊接鑄造卷筒作了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)用完整的理論進(jìn)行了筒壁的強(qiáng)度校核。關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)，變幅液壓缸，起升機(jī)構(gòu)，雙泵分合流ABSTRACTThispaperfocusesontheQY8typetruckcranehydraulicsystem,hoistingmechanism,varyinghydrauliccylindermadeofthreepartsresearchanddesign.Loophydraulicsystemandtherotationspeedwasimprovedcircuitdesign,speedcontrolsystemwithamorereasonabletwo-pumpopensub-confluentsystems,andoptimizethelifttothestructure,usesmallsize,greatforspecialtransmissionratioWinchPlanetaryreducer,sothatthehoistingmechanismmorecompact.Rotaryswitchtoadynamicstabilitysystem,plusagoodbalancevalve,reducingtheimpactofincreasedoperationalaccuracy.Ontheamplitudestructureandparametersofhydrauliccylinderdesign,specifictothethreenodesforcemodelandanalysis,amplitudestabilitycheckofhydrauliccylinderandsoon.Hoistingmechanismonapreliminarydesign,themaincastingreelmadeofthecompositeweldingstructuredesign,theuseofacompletetheoryofthecylinderwallstrengthanalysis.Keywords:HydraulicSystem,Luffingcylinder,Hoistingmechanism,Double-pumpsub-confluent目錄摘要...................................................................................................................6ABSTRACT..........................................................................................................7第一章緒論.......................................................................................................11.1汽車起重機(jī)簡介........................................................................................................11.2液壓傳動(dòng)應(yīng)用于汽車起重機(jī)上的優(yōu)缺點(diǎn)................................................................11.2.1優(yōu)點(diǎn)....................................................................................................................21.2.2缺點(diǎn)....................................................................................................................21.3國內(nèi)汽車起重機(jī)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀................................................................................31.3.1汽車起重機(jī)產(chǎn)品分類........................................................................................31.3.2汽車起重機(jī)市場(chǎng)的規(guī)模....................................................................................41.3.3國內(nèi)汽車起重機(jī)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)................................................................................41.3.4市場(chǎng)競爭格局....................................................................................................51.4本課題來源及任務(wù)要求............................................................................................51.5本課題主要研究工作................................................................................................6第2章液壓系統(tǒng)性能分析與原理設(shè)計(jì)...........................................................72.1QY8典型工況分析及對(duì)液壓系統(tǒng)要求...................................................................72.1.1QY8典型工況的分析........................................................................................72.1.2對(duì)液壓系統(tǒng)要求................................................................................................72.2對(duì)QY8液壓系統(tǒng)各主要回路的分析......................................................................82.3液壓系統(tǒng)類型的擬定..............................................................................................132.3.1本機(jī)液壓系統(tǒng)分析..........................................................................................132.3.2各機(jī)構(gòu)動(dòng)作組合、分配及控制......................................................................132.4QY8型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理總成.....................................................152.4.1支腿收放回路..................................................................................................162.4.2吊臂變幅回路..................................................................................................172.4.3吊臂伸縮回路..................................................................................................172.4.4轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)回路..................................................................................................182.4.5吊重起升回路..................................................................................................192.4.6QY8型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的工作情況表...............................................192.4.7QY8型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)...........................................................20第3章液壓系統(tǒng)計(jì)算.....................................................................................213.1主要液壓元件的選擇..............................................................................................213.1.18噸液壓汽車起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)的初定............................................213.1.2起升馬達(dá)的計(jì)算和選擇................................................................................213.1.3液壓泵的計(jì)算和選擇233.2液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升計(jì)算..........................................................................................243.2.1計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率..............................................................................243.2.2計(jì)算液壓系統(tǒng)的散熱功率..............................................................................25第4章變幅液壓缸設(shè)計(jì).................................................................................274.1變幅液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)..........................................................................................274.1.1缸體端部連接結(jié)構(gòu)..........................................................................................274.1.2活塞與活塞桿的連接方式..............................................................................284.1.3活塞桿頭部結(jié)構(gòu)..............................................................................................294.1.4缸體安裝形式..................................................................................................294.1.5液壓缸的緩沖裝置..........................................................................................304.1.6排氣裝置..........................................................................................................304.2三鉸點(diǎn)變幅油缸的受力分析..................................................................................314.3變幅油缸主要幾何的計(jì)算......................................................................................334.3.1油缸內(nèi)徑ФAL的計(jì)算....................................................................................344.3.2活塞桿直徑計(jì)算..............................................................................................344.3.3活塞桿彎曲穩(wěn)定性的校核..............................................................................344.3.4液壓缸行程s的確定.......................................................................................354.3.5最小導(dǎo)向長度的確定......................................................................................354.3.6缸筒壁厚的計(jì)算..............................................................................................364.3.7缸底厚度計(jì)算..................................................................................................36第5章起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).......................................................................................385.1起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案的分析....................................................................................385.2起升機(jī)構(gòu)的調(diào)速........................................................................................................405.3起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算....................................................................................................405.3.1起升機(jī)構(gòu)..........................................................................................................405.3.2起升機(jī)構(gòu)的零部件選擇計(jì)算..........................................................................415.3.3卷筒設(shè)計(jì)..........................................................................................................4卷筒尺寸的確定.......................................................................................................4卷筒的強(qiáng)度校核.......................................................................................................4卷筒筒壁的穩(wěn)定性驗(yàn)算...........................................................................................485.3.4起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器設(shè)計(jì)......................................................................................4起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器相關(guān)參數(shù)選擇...............................................................................50起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算...................................................................................505.4起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置減速器選擇及傳動(dòng)比的驗(yàn)算....................................................52結(jié)論.....................................................................................................................53參考文獻(xiàn).............................................................................................................54附錄.................................................................................................................55致謝.................................................................................................................57長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第一章緒論汽車起重機(jī)是一種將起重作業(yè)部分安裝在汽車通用或?qū)Ｓ玫妆P上、具有載重汽車行駛性能的輪式起重機(jī)。根據(jù)吊臂結(jié)構(gòu)可分為定長臂、接長臂和伸縮臂三種，前兩種多采用桁架結(jié)構(gòu)臂，后一種采用箱形結(jié)構(gòu)臂。根據(jù)動(dòng)力傳動(dòng)，又可分為機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和電力傳動(dòng)三種。因其機(jī)動(dòng)靈活性好，能夠迅速轉(zhuǎn)移場(chǎng)地，廣泛用于土木工程?，F(xiàn)在普遍使用的汽車起重機(jī)多為液壓伸縮臂汽車起重機(jī)，液壓伸縮臂一般有2~4節(jié)，最下(最外)一節(jié)為基本臂，吊臂內(nèi)裝有液壓伸縮機(jī)構(gòu)控制其伸縮。圖1.1所示為QY8型汽車起重機(jī)的外形，該機(jī)采用黃河牌Jyl50C型汽車底盤，由起升、變幅、回轉(zhuǎn)、吊臂伸縮相交腿機(jī)構(gòu)等組成，全為液壓傳動(dòng)。圖1.1QY8型汽車起重機(jī)汽車起重機(jī)作業(yè)時(shí)必須先打支腿，以增大機(jī)械的支承面積，保證必要的穩(wěn)定性。因此，汽車起重機(jī)不能負(fù)荷行駛。汽車起重機(jī)的主要技術(shù)性能有最大起重量、整機(jī)質(zhì)量、吊臂全伸長度、吊臂全縮長度、最大起升高度、最小工作半徑、起升速度、最大行駛速度等。液壓系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其工作目的必須經(jīng)過動(dòng)力源→控制機(jī)構(gòu)→機(jī)構(gòu)三個(gè)環(huán)節(jié)。其中動(dòng)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1長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)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(huì)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(huì)少，工作平穩(wěn)。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(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)槠揭七\(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，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。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)。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(píng)。2長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)汽車起重機(jī)按結(jié)構(gòu)和性能分為普通汽車起重機(jī)、全地面汽車起重機(jī)和隨車起重運(yùn)輸國際上，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，起重量的范圍很大，可從8噸到1000噸，底盤的車軸數(shù)可從2到10根，是產(chǎn)量最大、使用最廣泛的起重機(jī)類型。3長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)全球起重機(jī)市場(chǎng)（包括叉車、工程起重機(jī)械在內(nèi)）總銷售額約為1350億美元左右，主要分布在北美、日本、中國、俄羅斯、西歐等幾個(gè)主要區(qū)域。近年來，中東、東南亞及其他發(fā)展中國家及新興市場(chǎng)伴隨城市化進(jìn)程，固定資產(chǎn)投資巨大，吊裝等作業(yè)總量呈現(xiàn)迅速提高的趨勢(shì)；而對(duì)路面及作業(yè)環(huán)境要求不高，使汽車起重機(jī)持續(xù)景氣。中國汽車起重機(jī)市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)較小，但由于產(chǎn)品附加值高，年總銷售額在40億元人民幣左右。國內(nèi)主要的汽車起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)包括：重慶大江工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司、徐州工程機(jī)械集團(tuán)有限公司、四川長江工程起重機(jī)有限責(zé)任公司、沈陽北方交通工程公司、三一汽車制造有限公司、馬尼托瓦克東岳重工有限公司、長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司、北起多田野(北京)起重機(jī)有限公司、安徽柳工起重機(jī)有限公司、泰安工程機(jī)械總廠等。其中，徐州工程機(jī)械集團(tuán)有限公司、長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司是行業(yè)內(nèi)規(guī)模較大的企業(yè)。從底盤供應(yīng)企業(yè)來看，徐州工程機(jī)械集團(tuán)有限公司、長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司基本上用本單位生產(chǎn)的底盤，其底盤涵蓋了各個(gè)噸位的產(chǎn)品，偶爾也采購部分底盤。中國第一汽車集團(tuán)公司、中國重型汽車集團(tuán)泰安五岳專用汽車有限公司、東風(fēng)汽車有限公司、東風(fēng)汽車公司、湖北三環(huán)漢陽特種汽車有限公司（漢陽特種汽車制造廠）生產(chǎn)起重機(jī)底盤。從歷年銷售情況看，汽車起重機(jī)市場(chǎng)主要集中在山東、江蘇、河北等中東部地勢(shì)平4長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)坦、礦產(chǎn)資源豐富、交通發(fā)達(dá)的地區(qū)。經(jīng)過幾年的發(fā)展，汽車起重機(jī)市場(chǎng)用戶群體發(fā)生了較大的變化，由最初的以施工單位用戶為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐詡€(gè)體用戶為主。國內(nèi)汽車起重機(jī)市場(chǎng)一直呈現(xiàn)徐重獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，中聯(lián)浦沅緊隨的競爭格局，近年來，三一成為汽車起重機(jī)行業(yè)的黑馬。徐重、浦沅集中在16、20和25噸的競爭區(qū)間，長起和泰起集中在8噸產(chǎn)品。當(dāng)前，汽車起重機(jī)行業(yè)的市場(chǎng)競爭呈現(xiàn)以下態(tài)勢(shì)：1.二類底盤改裝的隨車起重運(yùn)輸車因其因地制宜、兼有起重和運(yùn)輸?shù)碾p重功能將發(fā)展成為市場(chǎng)熱點(diǎn)；2.開發(fā)高附加值的大噸位產(chǎn)品、全地面起重機(jī)成為企業(yè)追求利潤的增長點(diǎn)；3.汽車起重機(jī)操縱方式由機(jī)械式向先導(dǎo)式和電比例式方向發(fā)展；4.主臂的不斷改進(jìn)是產(chǎn)品競爭的亮點(diǎn)；5.行駛駕駛室與起重操縱室自動(dòng)化設(shè)置；6.國內(nèi)品牌主導(dǎo)市場(chǎng)的格局仍將維持很長時(shí)間。汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)起著驅(qū)動(dòng)和控制汽車起重機(jī)各機(jī)構(gòu)動(dòng)作的作用。其性能好壞對(duì)起重機(jī)有著十分重要的影響。目前，我國生產(chǎn)8噸汽車起重機(jī)的廠家較多，品種也很雜，不同的廠家和不同的品種，其液壓系統(tǒng)和液壓元件都不一致，給生產(chǎn)、使用及維修帶來很多麻煩，同時(shí)其性能也較低，不適于現(xiàn)代智能高效小型汽車起重機(jī)發(fā)展的需要。為此對(duì)傳統(tǒng)型QY8汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了如下幾方面的研究。老8噸汽車起重機(jī)都是采用單泵單馬達(dá)（定量式)、串聯(lián)油路、開式系統(tǒng)，所有的工作機(jī)構(gòu)都靠一個(gè)油源供油，難于同時(shí)滿足不同機(jī)構(gòu)的速度和功率匹配的需要，例如起升機(jī)構(gòu)為了滿足起升速度的要求，需要較大的流量，而伸縮、變幅、回轉(zhuǎn)及支腿則需要較小的流量即可，因此只好靠控制發(fā)動(dòng)機(jī)的油門及在機(jī)構(gòu)上采取一些措施解決這一矛盾，但這是有一定限度的。還存在一些問題，起升速度低，最高起升速度只有8m／min，起升速度調(diào)節(jié)范圍小。如下式所示[9]：v=πDq1η01η03q3i1i2n5長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)式中：D-卷筒直徑η03-液壓馬達(dá)的容積效率q1-液壓油泵的排量i1-卷揚(yáng)機(jī)的減速比i2-鋼絲繩的倍率q3-液壓馬達(dá)的排量η01-液壓油泵的容積效率n-發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由上式可見，起升速度的大小，主要靠發(fā)動(dòng)機(jī)的油門調(diào)節(jié)，當(dāng)油門過小時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力特性較差，容易滅火，輕載及空載時(shí)，速度太慢，生產(chǎn)率低。新型QY8汽車起重機(jī)，采用了雙泵單馬達(dá)、分合流油路、開式系統(tǒng)，根據(jù)各機(jī)構(gòu)的不同速度和功率的要求，變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)及支腿用小泵2供油，起升用大泵l供油，起升與其余各機(jī)構(gòu)都可以進(jìn)行聯(lián)合動(dòng)作，提高工作效率，同時(shí)起升輕載及空載時(shí)，泵2與泵l可以同時(shí)合流供給起升，提高起升速度，擴(kuò)大調(diào)速范圍，如下式所示[9]：v=πD(q1+q2)η01η03q3i1i2式中：q1-泵1的排量q2-泵2的排量η01-泵1及泵2的容積效率由上式可見，除發(fā)動(dòng)機(jī)的油門調(diào)節(jié)起升速度外，還可以通過分合流型式調(diào)節(jié)起升速度，當(dāng)重載時(shí)，用分流方式，即泵2不參與起升工作，此時(shí)提升速度為低速；當(dāng)空載或輕載時(shí)用合流方式。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)的輕型汽車起重機(jī)（QY8）液壓系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)本機(jī)液壓系統(tǒng)時(shí)，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。在做好以上兩點(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)合本設(shè)計(jì)任務(wù)，了解其優(yōu)缺點(diǎn)，把握其發(fā)展方向。2、對(duì)當(dāng)下具有成熟技術(shù)的液壓回路進(jìn)行分析研究和學(xué)習(xí)。3、根據(jù)本機(jī)液壓系統(tǒng)工作特點(diǎn)，在滿足高效節(jié)能的功能前提下可以進(jìn)行液壓系統(tǒng)原理創(chuàng)新設(shè)計(jì)。4、對(duì)設(shè)計(jì)好的液壓原理系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，選擇合適的液壓元件，并對(duì)其性能進(jìn)行驗(yàn)算，包括壓力損失和系統(tǒng)發(fā)熱等。5、對(duì)起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其結(jié)構(gòu)緊湊合理，壽命長。6、選取變幅液壓缸進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)，提高其可靠性。注：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)。6長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第2章液壓系統(tǒng)性能分析與原理設(shè)計(jì)2.1QY8典型工況分析及對(duì)液壓系統(tǒng)要求2.1.1QY8典型工況的分析根據(jù)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的三種工況，作為輕型汽車起重機(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。2.1.2對(duì)液壓系統(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）能方便的實(shí)現(xiàn)合分流方式轉(zhuǎn)換，保證工作的高效安全。（2）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)，7長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)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）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)采用三節(jié)臂（含有兩個(gè)液壓缸），由于本機(jī)為輕型起重機(jī)為了使本機(jī)運(yùn)用廣泛，實(shí)現(xiàn)各節(jié)臂順序伸縮。各節(jié)臂能按順序伸縮，但不能實(shí)現(xiàn)同步伸縮。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）要求前后組支腿可以進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整。（3）要求支腿能夠承載最大起重時(shí)的壓力，并且有足夠的防傾翻力矩。（4）起重機(jī)行走時(shí)不產(chǎn)生掉腿現(xiàn)象。2.2對(duì)QY8液壓系統(tǒng)各主要回路的分析汽車起重機(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2.1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)。圖2.1汽車起重機(jī)各回路工作狀態(tài)8長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1.起升回路：起升回路起到使重物升降的作用。起升回路的分析詳見第五章起升回路的設(shè)計(jì)。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?；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。回轉(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)。液壓驅(qū)動(dòng)的小起重量起重機(jī)，通過液壓回路和換向閥的合適機(jī)能，可以使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不裝制動(dòng)器，同時(shí)保證回轉(zhuǎn)部分在任意位置上停住，并避免沖擊。高速液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)形式，在汽車式、輪胎式和鐵路起重機(jī)上應(yīng)用廣泛。如圖2.2，低速大扭矩液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速每分鐘在0-100轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，因此，可以直接在油馬達(dá)軸上安裝回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的小齒輪，如馬達(dá)輸出扭矩不滿足傳動(dòng)要求，可以加裝機(jī)械減速裝置。該形式在一些小噸位汽車起重機(jī)上有所應(yīng)用。可以在液壓馬達(dá)輸出軸上加裝制動(dòng)器。采用低速大扭矩液壓馬達(dá)可以省去或減小減速裝置，因此機(jī)構(gòu)很緊湊。但低速大扭矩液壓馬達(dá)成本高，使用可靠性不如高速液壓馬達(dá)，加之可以采用結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大的行星傳動(dòng)或蝸輪傳動(dòng)，高速液壓馬達(dá)在起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中使用廣泛。綜上所述，QY8回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為高速液壓馬達(dá)加裝制動(dòng)器的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其基本回路如下圖2.3。圖2.3回轉(zhuǎn)回路9長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)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（圖2.4）。圖2.4變幅回路工程起重機(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：具有臂架伸縮機(jī)構(gòu)的起重機(jī)，不需要接臂和拆臂，縮短了輔助作業(yè)時(shí)間。臂架全部縮回以后，起重機(jī)外形尺寸減小，提高了機(jī)動(dòng)性和通過性。臂架采用液壓伸縮機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)伸縮和帶載伸縮，擴(kuò)大了汽車和輪胎起重機(jī)、鐵路救援起重機(jī)在復(fù)雜使用條件下的使用功能。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。具有三節(jié)或三節(jié)以上的吊臂，各節(jié)臂的伸縮基本有三種形式：順序伸縮、同步伸縮和獨(dú)立伸縮。順序伸縮就是各節(jié)伸縮臂按一定先后次序完成伸縮動(dòng)作。同步伸縮是指各節(jié)伸縮臂10長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)以相同的行程比率同時(shí)伸縮。獨(dú)立伸縮是指各節(jié)伸縮臂無關(guān)聯(lián)地獨(dú)立進(jìn)行伸縮動(dòng)作。顯然，獨(dú)立伸縮機(jī)構(gòu)同樣也可以完成順序伸縮或同步伸縮的動(dòng)作。如圖2.5所示。圖2.5臂架伸縮方式（a）-順序伸縮（b）-同步伸縮為了使起重機(jī)各節(jié)伸縮臂伸出后的載荷和起重機(jī)的起重量特性相適應(yīng)，伸臂的順序?yàn)?（二節(jié)臂）→3（三節(jié)臂）的順序伸出，1為基本臂，而縮回按相反的順序，即3→2的順序縮回。下面介紹實(shí)現(xiàn)順序伸縮的幾種方案。圖2.6是利用各油缸有效面積差控制伸縮順,即Ⅰ號(hào)伸縮油缸活塞面積大，Ⅱ.Ⅲ號(hào)伸縮油缸活塞面積逐次減小。各活塞腔是聯(lián)通的，各油缸活塞桿腔也是聯(lián)通的。很顯然I號(hào)伸縮油缸先伸出，其次是Ⅱ號(hào)和Ⅲ號(hào)伸縮油缸伸出。平衡閥Ki可以保證吊臂在載荷下平穩(wěn)收縮，同時(shí)還可以防止因泄漏或管道破裂而造成吊臂回落。此外為了保證吊臂回縮時(shí)按預(yù)定的順序，不至因自重和滑動(dòng)阻力變化等因素影響。平衡閥的開啟壓力應(yīng)該設(shè)定為足K1最大，K3最小。圖2.7是用單向順序閥控制順序的一種方案。扳動(dòng)操縱閥S，使A與P接通，同時(shí)B與O也通，此時(shí)伸縮油缸I伸出。油缸I伸出到位后，隨著活塞腔油壓力的升高，單向順序閥S1被打開，于是伸縮油缸Ⅱ伸出。油缸伸出到位后，油壓繼續(xù)升高單向順序閥S2也開啟，于是伸縮油缸量開始伸出。該機(jī)構(gòu)縮回過程同前一方案。與前一方案比較，此方案對(duì)油缸面積無特殊要求，有利于減輕自重。圖中的雙單向閥d1與d2，其作用是使順序閥中的溢流流入主油道，這樣可以省去兩根回油管和軟管卷簡。圖2.8是電液操縱閥控制順序的一種方案。扳動(dòng)操縱閥S，A和P、B和O接通。壓力油經(jīng)電液換向閥Cl及平衡閥Kl進(jìn)入到伸縮油缸I活塞腔，伸縮油缸I開始伸出。若電液換向閥Cl換位，則壓力油改道上行，經(jīng)電液換向閥C2及平衡閥K2進(jìn)入伸縮油缸Ⅱ，于是伸縮油缸E開始伸出。若電液換向閥C2換位，則壓力油二次改道上行，進(jìn)入伸縮油缸Ⅲ伸出。與前述方案比較，由于該機(jī)構(gòu)裝有電液閥，從而需要設(shè)置電線和電線卷簡，但該方案的伸縮順序有可靠保證。綜上所述QY8伸縮回路選擇差積式順序伸縮回路。11長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)5.支腿回路：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。起重機(jī)設(shè)置支腿機(jī)構(gòu)，目的是增加起重機(jī)的穩(wěn)定性及起重能力。支腿機(jī)構(gòu)在作業(yè)時(shí)承受整機(jī)的自重和吊重，要求結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，動(dòng)作可靠。目前支腿大都采用液壓支腿。支腿機(jī)構(gòu)有三種基本形式：蛙式支腿、H型支腿和X型支腿（如圖2.9、2.10）。蛙式支腿結(jié)構(gòu)簡單，跨距小，只適用于中小噸位起重機(jī)上使用。圖2.9H型支腿圖2.10X型支腿1-水平液壓缸；2-垂直液壓缸1-垂直液壓缸；2-車架；3-伸縮液壓缸；4-固定腿；5-活動(dòng)腿汽車起重機(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)。12長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)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，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)。為了使液壓系統(tǒng)更加易于檢修和使結(jié)構(gòu)更簡單明了，在起升、回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅、支腿和控制6個(gè)液壓回路中全部采用開式油路。由于本機(jī)屬于輕型起重機(jī)，回轉(zhuǎn)比較頻繁，所以回轉(zhuǎn)油路由變量泵和定量馬達(dá)組成。伸縮回路有兩節(jié)伸縮臂和兩個(gè)液壓缸，液壓缸與鋼繩組合實(shí)現(xiàn)同時(shí)伸縮。輕型起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)，采用單缸回路。為了提高效率，本輕型起重機(jī)回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅回路可以協(xié)調(diào)工作。因此采用了三個(gè)三位四通換向閥來分別控制三個(gè)動(dòng)作，這樣操作起來十分方便，簡單。支腿回路采用H式支腿，因?yàn)楸緳C(jī)為輕型起重機(jī)，支腿不外伸，每一支腿只有一個(gè)垂直液壓缸，支腿伸出后成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、回轉(zhuǎn)回路、伸縮回路和變幅回路通常單獨(dú)工作，所以可以采用同一個(gè)液壓泵并聯(lián)組合供油。2.3.2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2．11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，起升與變幅，伸縮、回轉(zhuǎn)回路要有組合動(dòng)作功能，回轉(zhuǎn)、伸縮、變幅回路之間不需要組合動(dòng)作。各機(jī)構(gòu)組合情況如圖2.11所示。13長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)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2.12所示：14長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)2.4QY8型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理總成QY8型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理如圖2.13所示。該系統(tǒng)為中壓系統(tǒng)，動(dòng)力源采用雙聯(lián)齒輪泵，由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過底盤上的分動(dòng)箱驅(qū)動(dòng)。液壓泵從油箱中吸油，輸出的液壓油經(jīng)手動(dòng)閥組A和B輸送到各個(gè)執(zhí)行元件。整個(gè)系統(tǒng)由支腿收放、吊臂變幅、吊臂伸縮、轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)和吊重起升五個(gè)工作回路所組成，且各部分都具有一定的獨(dú)立性。整個(gè)系統(tǒng)分為上下兩部分，除液壓泵、過濾器、溢流閥、閥組A及支腿部分外，其余元件全部裝在可回轉(zhuǎn)的上車部分。油箱裝在上車部分，兼作配重。上下兩部分油路通過中心回轉(zhuǎn)接頭連通。支腿收放回路和其他動(dòng)作回路采用一個(gè)二位三通手動(dòng)換向閥進(jìn)行切換。圖2.13QY8型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)圖15長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)表2.2液壓系統(tǒng)主要元器件HYPERLINK"/retype/zoom/54a718bff121dd36a32d8281?pn=25&x=0&y=1275&raww=591&rawh=467&o=png_6_0_0_127_158_684_573_892.979_1262.879&type=pic&aimh=379.28934010152284&md5sum=a1cf0c4bcad9904564add