轮式起重汽车的液压系统设计本科毕业论文(编辑修改稿)

轮式起重汽车的液压系统设计本科毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

燃 —— 机械驱动有以下优点： ① 电动机能承受短时间的较大过载，而且可以带载随时驱动； ② 电动机容易逆转，而且可在较大范围内实现无级调速； ③ 各机构可由独立的电动机分别驱动，使机械传动装置和操纵机构大为简化； ④ 操纵方便灵活，维修 也比较方便； ⑤ 外接电源的驱动，没有内燃机那样废气污染而且噪声低。 但这种驱动方式必须依靠外接电源，而且对电动机特性提出了特殊要求，一般最好选择过载能力强，调速范围大的直流电动机。 但因往往缺乏直流外接电源，并且直流电动机价格昂贵，所以不便采用普遍采用。 只有在内燃机 —— 发电机 —— 电动机这种内燃机 ——电力驱动系统中直流电动机才获得采用。 ⑵ 电力 —— 机械驱动容量的确定 正确选用电动机的容量是很重要的。 如果电动机容量不足，会使电动机过热，以致很快损坏，同时也会影响起重机的生产率。 因为这时起动力矩不足，起动过缓， 不能达到所需要的速度。 如果电动机容量过大，不仅仅是浪费，而且使机构庞大，自重增加，起动过猛，传动机构载荷增大。 因此，确定电动机容量的原则是： ① 在规定的工作条件下，电动机的温升不超过容许值，即不过热。 ② 保证所需要的起动能力。 复合驱动 工程起重机通常采用的复合驱动主要有：内燃机 —— 电力驱动；内燃机 —— 液压驱动。 ⑴ 内燃机 —— 电力驱动 内燃机 —— 电力驱动与外接电源的电力驱动的主要区别是动力源不同。 前者是独立的动力源 —— 内燃机；后者是外接电网电源。 内燃机 —— 电力驱动通常是由柴油机驱动发电机发电 ，把内燃机的机械能转化为电能传送到工作机构的电动机上，在变为机械能带动工作机构转动。 直流电和交流电都有采用。 但更多的是采用直流发电机和直流电动机。 因此，直流电动机可以在较大范围内无级调速，过载能力强。 这种驱动形式是以直流电动机的良好工作特点克服内燃机工作缺点，是一种十分适合工程特点的驱动形式。 但这种驱动形式电器设备多，它与外接电源的电力驱动比较，由于多了一台内燃机和一台发电机，因而重量大，价格昂贵，使起重机造价显著增大。 ⑵ 内燃机 —— 液压驱动 在现代工程起重机中内燃机 —— 液压驱动得到越来越广泛的应用，其 主要原因，一是由于机械能转化为液压能后，实现液压传动与许多优越性；二是由于液压技术本身发展很快，使起重机液压传动技术日趋完善。 这种驱动形式不仅广泛应用于汽车起重机和轮胎起重机，近年来也应用于履带起重机代替以往的内燃机 —— 机械驱动形式。 由于履带式起重机的动力装置装设在上车回转平台上，因此在以往的内燃机 —— 机械驱动系统中，履带行走机构所需的动力，需要从上车通过逆转机构等复杂的动力传送机构传到下车。 而应用液压传动，只要通过高压油管和中心兰州工业学院毕业设计说明书 (论文 ) 8 回转接头，就可把上车的动力容易而又方便地传到下车。 内燃机 —— 液压驱动的主要 特点是： ① 减少了齿轮、轴等机械传动件，而代之以重量轻、体积小的液压元件和油管，使起重机的重量大为减轻，结构紧凑，外形尺寸小； ② 可以在很大范围实现无级调速，而且容易变换运动方向； ③ 传动平稳，因为作为传动介质的液压油具有弹性，通过液压阀平稳而渐进地操作可获得平稳的柔和的工作特性； ④ 易于防止过载； ⑤ 操作简单、省力； 这种驱动形式的主要缺点是： ① 传动效率低，因为能量经过了两次转移； ② 液压元件加工精度要求高，因而加工成本大； ③ 对密封要求也高，如果制造安装工艺不完善，常有运转失灵及漏油现 象产生。 随着液压技术的发展和工艺水平的提高，这些缺点已逐步得到解决。 ④ 液压系统沉重。 综上所述，结合小型起重机的特点，这次设计选用内燃机 —— 液压驱动。 轮胎式起重机底盘的选型 轮胎式起重机底盘的类型很多，可按不同角度来进行分类。 从总的性能上看，可分为：通用汽车底盘、专用汽车底盘和专用的轮胎底盘三种见表 22。 所谓通用的汽车底盘，是指除车架更换外（若有必要时），余皆采用原汽车底盘。 小型的起重机可在原汽车地盘上附加副车架以支撑上车结构，因为原汽车车架的强度和刚度都满足不了 起重机在起重时的要求。 虽然采用附加副车架的工艺比较简单，但整个起重机的重心较高，重量较大。 专用的汽车底盘是按起重机的要求设计的，轴距较大，车架刚性好。 专用汽车底盘的驾驶室布置有三种，一是与通用汽车一样的正置平头式驾驶室，二是测量的偏头式驾驶室，三是前悬下沉式驾驶室。 侧置偏头式驾驶室底盘的汽车起重机可使起重吊臂在行驶状态时放在驾驶室旁侧，使整车重心大大下降，但驾驶室视野不良，坐人不多。 前悬下沉式驾驶室视野良好，吊臂位置也不高，故起重机重心低，因此在大型起重机中常采用前悬下沉式的驾驶室。 专用轮胎底盘是专门为 轮胎起重机设计的，为提高轮胎起重机的机动性，将底盘设计成短轴距，全轮驱动，甚至全轮转向的越野型轮胎底盘。 由于轮胎起重机只有一个驾驶室，并且往往设在上车，所以下车底盘行走机构的操作通常求助于液压传动，轮胎起重机需吊重行驶，要求起动平稳，调速自如。 因此，越野型轮胎底盘常采用液力变距器和动力换挡变速箱等转动装置，以及液压转向装置。 在选用汽车底盘时，考虑到轮胎式起重机始终满载行驶，要比汽车载荷条件恶劣，但起重机的行驶里程比汽车的要少一半左右，故完全可以选用同等级的汽车底盘的总成。 表 22 起重机性能 项目 汽车 起重机其重量（吨） 轮胎起重机 515 1640 4164 65100 101160 840 轴荷不大于（吨 8 10 12 12 12 1217 爬坡能力（度） 25 20 20 15 15 15 最小离地间隙（米） 0． 30 0． 30 0． 30 最小转弯半径（米） 7 810 1011 21 12 9 兰州工业学院毕业设计说明书 (论文 ) 9 发动机功率（千瓦） 75130 120220 160260 220280 300350 120180 最高行驶速度（公里／小时 70 60 60 50 50 30 接近角荷离去角 28 28 25 22 22 18 纵向通过半径（米） 4 基本轴数 2 34 45 56 68 23 最大轮距（米） 23 驱动形式 4*2 6*4 8*4 10*6 12*6 4*4 轮胎尺寸 1220 1220 1224 1224 1424 1424 底盘宽度（米） 起重机的轴距 L 的大小直接影响到起重机的行驶性能、重量和总体布置。 他受到总长度 LZ 的控制，在汽车起重机中吊臂探出车头 LF 一般都在两米左右，在轮胎式起重机中还要大些，为 3～ 4 米左右，回转平台尾部一般也略伸出车架外面 LT，故一般起重机底盘长度 LC 限在 7～ 9 米以下。 底盘长度 LC 是有前悬长度、后悬长度和轴距形成。 在复轴式的双前后桥底盘中，轴距 L 是指复轴式前桥和后桥中心之间的距离。 也可用第一轴距 L’ ,第二轴距 L”等于轮胎直径再加上一定间距。 底盘长度的轴距的关 系为 C E F RL L L L   （ ） 前悬的悬臂 FL 取决于发动机位置、驾驶室形式及所需的轴荷分布，后悬臂 TL 主要取决于后支腿离上车回转中心你距离，一般为 3040%轴距左右。 轮胎式起重机的轴距直接影响起重机转弯半径。 最小转弯半径与轴距的关系如下： m in m axsin LRC （ ） 式中 max  外前轮的最大转角； C— 主销中心至外前轮中心的距离。 为使转弯半径小，从机动性出发，轴距要取得小些为好。 汽车起重机的中心高度在 米左右，轮胎式起重机的常在 米左右。 一般中小型汽车起重机和后桥往往是复轴式的多桥，则前桥和后桥之间的轴距就比较大，常在 5 米以下。 轮胎起重机轴距一般在 米左右。 本次设计的轮 胎式起重机的底盘是 EQ1092F 型底盘，主要性能参数： 驱动形式： 4 2 轴距： 最大车速： 70公里／小时 最小转弯半径：不大于 8米 爬坡度：不小于 28% 发动机： 6135Q 型 缸径冲程： 100 115mm 最大功率： 120 马力／ 1800 转／分 最大扭矩： 70公斤米／ 12001400 转／分 兰州工业学院毕业设计说明书 (论文 ) 10 底盘重量： 7020 公斤 轮胎式起重机动力装置的选择 轮胎式起重机动力装置的布置有以下几种方案： 一．一台电机 布置在下车； 二．一台发电机布置在上车； 三．两台发电机上、下车各布置一台。 第一种方案，目前采用得比较广泛，这是因为： ⑴ 上车起重机构采用液压传动，动力传递比较方便，液压泵设在下车，高压油经回转街头送到上车驱动各个液压马达或液压缸。 ⑵ 下车行走机构采用一般通用汽车的机械传动或液力机械传动，下车行走机构采用一般通用汽车的机械传动或液力机械传动，故发动机设在下车较方便，因此传动系易布置，操作易实现。 ⑶ 目前，轮胎式起重机的行驶速度高，专用底盘的行走机构的传动装置也必须设计得与汽车传动系同样复杂，故发动机 设在下车也是必须的。 在设计汽车起重机时，有时往往不是选择发动机，而是选择整个通用的汽车底盘，要根据起重机最大额定起重机重量去选择相应载重量的汽车底盘。 第二种方案在机械传动和电力传动的慢速行驶的轮胎起重机中普遍采用的。 这种方案，发动机主要是上车起重机构。 下车行走机构的动力由上车经回转中心下传而来，由于行走速度低于 20KM/H，故对传动系统的要求比较简单。 第三种方案在大型的汽车起重机中采用得比较广泛。 因为此时行走用的下车发动机功率很大，发动机也较昂贵，起重用的功率为其 1/3 以下，故起重时使用行驶发动机在功 率利用上很不合理。 分析以上三种方案，结合本次设计，轮胎式起重机的动力装置选用汽车通用底盘。 上车其中和下车行走机构共用汽车发动机，上车起重机构在汽车传动箱中得到动力，即可以节省一台发动机，又减轻重量。 轮胎式起重机的总体选形 起重机的整体造型主要是根据其用途和作业场合。 本次设计的起重机可用于野外起重、抢险、仓库、车站、码头及狭窄工作场合作业，需要良好的机动性能，固有轮胎式和履带式两种设计方案可供选择。 根据现有方案的优缺点，小组人员的研究分析，本着机动灵活、操作方便、实用可靠的原则，以提高工作作业效率 ，我们选用小型汽车起重机做为设计对象。 本方案有以下几个特点： ⑴ 采用 EQ1092F 通用底盘，具有马力大，动力性好，速度高，牵引力大，爬坡度大的特点。 ⑵ 起重机作业部分采用能够液压传动，因此结构紧凑，既提高了作业效率，又扩大了作业范围。 ⑶ 采用三 级伸缩臂，可按需要在规定范围内任意伸缩，动作平稳，微动性好，轻便灵活。 ⑷ 用前后 H型支腿，四个支腿可以分别调平，并在现有 12吨汽车起重机的基础上，适当加大支腿的跨距，提高了整机稳定性。 ⑸ 采用动力装置，将汽车发动机的动力传于动力油泵，提高了汽车动力的利 用率，同时也不再为起重机另配动力原件。 ⑹ 行星齿轮减速器直接装在起升卷筒内，从而获得非常紧凑的结构，使起升机构能兰州工业学院毕业设计说明书 (论文 ) 11 直接布置吊臂尾部。 轮胎式起重机的稳定性 轮胎式起重机有两种稳定性：一是转移时的行驶稳定性；二是工作状态下的起重机稳定性。 轮胎式起重机的行驶稳定性 纵向行使稳定性 起重机在行驶过程中，由于某种原因（如上坡）其前轮（转向轮）对地面的发向作用力为零时，则起重机 前轮的偏转，不能确定起重机的行驶方向。 此时，可以认为车辆已失去稳定，无法控制其行驶方向。 当后轮对地面的法向 作用力所引起的牵引力为零时，车辆失去行驶能力，也破坏了行驶稳定性。 图 21 为起重机上坡行驶图。 此时，可能失稳。 地面的反作用力 1Z =G=0，由于上坡，行驶速度低，不能加速运动，故可忽略一切惯性力和风阻力。 其作用力在以后轮与地面接触点 O为中心的力矩平衡式表达如下： 图 21 上坡行驶图 12 0Z GhgSin Gl C os   （ ） 式中 G— 机械总重 量； L2— 重心离后轴距离 当 Z1=0，则 2 0GhgS in Gl C os 因此可能失去操纵稳定的根据 坡度为： 1 20 ltg hg  （ ） 另外，当车辆下滑力接近于驱动轮上的附着力时，车辆就不能上坡，驱动轮开始打滑。 即 2GSin Z 全轮驱动 时） 从图 21上得 22 G L C os G hgSin aZ L ，则后轮为驱动轮时的打滑极限坡度角为： 1。