轮式起重汽车液压系统的设计毕业设计说明书(编辑修改稿)

轮式起重汽车液压系统的设计毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

年又推出 400 吨履带起重机。 20xx 年底，中联重科浦沅分公司推出 200 吨履带起重机，此后又陆续推出 70 吨、 100 吨、 160 吨和 50 吨履带起重机。 至此，国内履带起重机已有 35400 吨十几个型号，形成了较为全面的产品型谱。 抚 挖、徐重、三一、中联浦沅成为主要生产企业。 汽车起重机的国内外的发展趋势 （ 1） 采用国际化配套，对系统性要求较高的液压元件如泵、阀、马达等采用国际化配套可提高产品的可靠性，另外，国外使用成熟、量大价廉的元件在国内也广泛使用。 （ 2） 采用卡套式接头，由于卡套式接头在控制系统污染、防泄露等方面具有很强的优越性，使用卡套式接头能大大减少故障率和早期反馈率。 （ 3） 在系统中设计速度分档，由于不同施工项目的不同要求，对起重机各动作速度的要求也不一样，速度分档技术也应运而生，设计不同的速度档位，以适用不同工况的要求。 （ 4） 广泛使用高度集成的、模块化阀组，能简化管路，有效的减少液组，提高效率，同时易于维护。 兰州工业学院毕业设计说明书 （论文） 13 （ 5） 向计算机技术领域的纵深渗透，汽车起重机将向无线遥控技术、远程诊断服务技术、黑匣子自我保护技术等方向发展，为了实现整机的功能，液压技术将同计算机技术相互渗透，共同发展 研究思路及方案 本课题主要针对汽车起重机的功能、组成和工作特点，结合国内外汽车起重机的运用现状和发展趋势，设计一款能够适应国内外工程建设的中型汽车起重机液压系统。 在设计本机液压系统时，在明确设计任务和设计要求，不要偏 离题目；仔细研究设计方案，理清设计思路，使设计过程清晰化，这两点的基础上。 进行以下研究工作： 对各工作机构液压回路进行设计，对个回路的组成原理和性能进行分析。 根据本机液压系统工作参数和各机构主要参数对液压系统进行设计计算，根据液压系统要求，对主要液压元件进行选择。 液压元件选好以后需要对特定回路进行性能计算，其中包括系统特定回路功率计算，特定回路性能验算以及对整个系统的发热进行验算。 2 汽车起重机主要运动机构分析 轮式 汽车起重机性能参数要求 最大起重量 8吨； 最高提升速度 maxV =15 min/m ； 起升减速传动比 以上参数在下述计算中不再标出。 轮式 汽车起重机主要机构分析 一般汽车起重机主要液压机构有：支腿机构、回转机构、伸缩机构、变幅机构、起升机构所组成。 伸缩机构分析： 主要动作：伸长 — 保持 — 缩回 特点：操作简单，起升吨位大。 （ 1)一般有三种伸缩方式：顺序伸缩、同步伸缩和独立伸缩。 顺序伸缩是指各 节伸缩臂按一定先后次序完成伸缩动作。 为了使各节伸缩臂伸出后的起重能力与起重机的起重特性相适应，伸臂顺序与缩臂顺序相反。 独立伸缩是指各节伸缩臂无关联地独立进行伸缩动作。 显然，独立伸缩机构同样也可以完成顺序伸缩同步伸缩的动作。 兰州工业学院毕业设计说明书 （论文） 14 同步伸缩是指各节伸缩臂以相同的行程比率同时伸缩。 （ 2）驱动形式： 臂架伸缩机构的驱动形式有机械式、液压式和复合式三种。 机械式驱动装置构造简单，一般只能在吊钩空负荷时使臂架伸缩，而且只用于有一节伸缩臂的小吨位起重机上。 臂架伸缩的驱动型式有钢绳卷筒驱动、齿轮条驱动，或者利用其它工作机构 驱动。 液压驱动是吊臂伸缩机构的主要驱动型式。 设计相应的伸缩液压缸和油路，可以实现臂架的各种伸缩方式 复合式驱动由伸缩液压缸和机械传动装置组成，油缸的数目和作用方式视活动臂节数而定。 机械传动装置通常才用钢绳或链条滑轮组。 钢绳滑轮组的缺点是，钢绳伸长量大，而且有可能跳槽，张紧度调整不当时，伸缩运动不平稳，使用中的维护工作量增加。 链条滑轮组虽然能克服上述部分缺点，但重量大。 目前以钢绳滑轮组使用较多 起重臂伸缩机构主起重臂是由钢板焊制的箱形结构，共三节（基本臂、二节臂、三节臂），全动力同步伸缩，全部伸出时臂长 ，全部缩回时臂长。 起重机伸缩机构工作原理如图所示。 8滑轮 2伸臂钢丝绳 3二节臂 4伸缩液压缸 5伸缩钢丝绳固定点 6基本臂 7伸缩钢丝绳 9三节臂 10缩臂钢丝绳固定点 图 5 伸缩臂架原理图 兰州工业学院毕业设计说明书 （论文） 15 二节臂采用一个单级双作用液压缸实现伸缩。 液压缸倒置安装活塞杆端头用销轴固定在基本臂根部，液压缸中部铰点将缸体联接在二节臂后端。 因此，当从活塞杆端头通入压力油后，二节臂随同液压缸体一同伸出或缩进 三节臂采用钢丝绳系统进行伸缩。 伸臂钢丝绳一端固 定在基本臂前端一侧，然后穿过立装在二节臂前端同一侧的滑轮及平装在三节臂后端的滑轮，再穿过立装在二节臂前端另一侧的滑轮，最后固定在基本臂前端另一侧。 缩臂钢丝绳一端固定在基本臂前端，然后穿过固定在基本臂前端及二节臂尾部的导向滑轮，再固定在三节臂尾部。 这样，当二节臂在液压缸作用下向外推出时，通过伸臂钢丝绳同时将三节臂拉出；同样，二节臂缩回时，通过缩臂钢丝绳将三节臂拉回。 具有臂架伸缩机构的起重机，不需要接臂和拆臂，缩短了辅助作业时间。 臂架全部缩回以后，起重机外形尺寸减小，提高了机动性和通过性。 臂架采用液压伸缩机构 ，可以实现无级伸缩和带载伸缩，扩大了汽车和轮胎起重机、铁路救援起重机在复杂使用条件下的使用功能。 伸缩臂钢丝绳端部均装有调节螺栓，用以调节钢丝绳的长度，使之松紧适当。 各节起重臂相对滑动部位（上、下方及两侧），都装有滑块，以减少磨损。 起重臂全部滑轮均安装在滚动轴承上，以减少伸缩臂时的阻力。 不使用时折叠收放在基本臂右侧，安装上主臂后，其轴线与主臂轴线成 2176。 交角。 回转机构分析： 主要动作：回转 — 锁紧 — 回转 — 锁紧 根据回转机构所需工况我们初步从以下机构当中选取： 回转机构是完成臂杆转动的装置。 全液压 汽车起重机的回转机构包括转台、回转支承和驱动装置。 由回转液压马达带动减速机构成的驱动装置，固定在上车转台上，其下部的输出轴上安装驱动齿轮。 回转支承似一盘大滚动轴承，内座圈为不动圈，内圆柱面上制成齿圈，固定在下车的车架上；外座圈为转动圈，通过滚珠相对内座圈可以转动，固定在转台的底部。 当驱动齿轮与内座圈的齿圈啮合时，带动外座圈和转台正转或反转，实现吊机在固定的下车上回转。 (1)回转轴承作为回转支承最主要的部分，是在普通滚动轴承的基础上发展起来的，但一般滚动轴承内、外圈的刚度依靠轴承座孔的刚度来保证，而回转轴承的刚度则由下车地盘的结构来保证。 兰州工业学院毕业设计说明书 （论文） 16 滚道是由内座圈和外座圈合成一个整体的曲面滚道。 齿圈可以为外齿圈式，也可以为内齿圈式。 滚珠和导向体安装时，均由内座圈或外座圈的专用切向圆孔装入滚道，然后将安装孔堵住。 为了润滑滚盘，设有数个黄油嘴。 单排滚珠式轴承，重量轻、结构紧凑、制造成本低，允许小的安装误差，但承载能力小，适合小吨位使用。 图 6 回转轴承 （ 2）回转驱动装置 电动回转驱动装置 回转驱动装置通常装在起重机的回转部分上，电动机经过减速器带动最后一级小齿轮、小齿轮与装在起重机固定部分上的大齿圈相啮合， 以实现起重机回转 液压回转驱动装置 液压驱动的小起重量起重机，通过液压回路和换向阀的合适机能，可以使回转机构不装制动器，同时保证回转部分在任意位置上停住，并避免冲击。 高速液压马达的驱动形式，在汽车式、轮胎式和铁路起重机上应用广泛。 如图 6，低速大扭矩液压马达的转速每分钟在 0100 转范围内，因此，可以直接在油马达轴上兰州工业学院毕业设计说明书 （论文） 17 安装回转机构的小齿轮，如马达输出扭矩不满足传动要求，可以加装机械减速装置。 该形式在一些小吨位汽车起重机上有所应用。 可以在液压马达输出轴上加装制动器。 图 7 低速大扭矩液压马达回转机构 采用低速大扭矩液压马达可以省去或减小减速装置，因此机构很紧凑。 但低速大扭矩液压马达成本高，使用可靠性不如高速液压马达，加之可以采用结构紧凑、传动比大的行星传动或蜗轮传动，高速液压马达在起重机的回转机构中使用广泛。 综上所述 ， 回转机构设计为高速液压马达加装制动器的回转机构。 变幅机构分析： 主要动作：增幅 — 保持 — 减幅 — 保持 根据变幅机构的工作过程我们拟定以下机构： 绝大部分工程起重机为了满足重物装、卸工作位置的要求，充分利用其起吊能力（幅度减小能提高起重量），需要经常改变幅度。 变幅回路则是实现改 变幅度的液压工作回路，用来扩大起重机的工作范围，提高起重机的生产率。 一半可以分为以下几种： （ 1） 普通臂架变幅机构 普通臂架变幅机构分为臂架摆动式和运行小车式其中臂架摆动式变幅机构在变幅过程中物品和臂架重心会随幅度改变而发生不必要的升降，需要额外消耗能量，在增大幅度时产生较大的惯性载荷，这种变幅机构构造简单，在非工作性变幅或不经常带载变幅的汽车起重机，轮胎起重机、履带式起重机、铁路起重机、桅杆起重机和塔式起重机被广泛采用 臂架摆动式变幅机构又分为定长臂变幅机构和伸缩臂架变幅机构 伸缩臂架变幅机构液压缸变幅是 伸缩臂式起重机最有代表性的变幅形式。 液压缸变幅机构结构简单紧凑，易于布置，工作平稳。 根据变幅力大小，可采用双缸或单缸。 臂架变幅液压缸有三种布置方式：前置式、后置式和后拉式。 （ 2） 平衡臂架变幅机构 兰州工业学院毕业设计说明书 （论文） 18 平衡臂架变幅机构又分绳索补偿性组合臂架型大多用大型起重机。 考虑到 起重汽车 的载重和机构性价比，我们选用前置式伸缩臂架变幅机构。 支腿机构分析： 支腿收放有手动和液压两种驱动形式。 用人力收放支腿，笨重费力，使用不便。 近代汽车和轮胎式起重机都采用液压驱动的支腿。 常见的支腿类型有以下几种：蛙式支腿、 H型支 腿和 X型支腿。 蛙式支腿结构简单，液压缸数量少重量轻。 但每个支腿在高度上单独调节困难不易保证车架水平，而且支腿摇臂尺寸有限，因而支腿跨距就不能太大，宜用在小吨位起重机。 支腿盘 支腿摇臂 液压缸 车架 活动套 撑杆 图 8 蛙式支腿 H型支腿如下图 9所示，每一支腿有两个液压缸，水平外伸液压缸和垂直支撑液压缸。 为保证足够的外伸距离大，每个腿可以单独调节，对作业场地和地面的适应性好，广泛用于中大型起重机上。 缺点是重量大，支腿高度大。 1 、固定梁 活动梁 立柱外套 立柱外套 水平液压缸 6 、垂直液压缸 支脚盘 图 9 H 型支腿 兰州工业学院毕业设计说明书 （论文） 19 X型支腿如下图 10 所示，此支腿的垂直的垂直支撑液压缸作用在固定腿上，每个腿能单独调节高度，可以伸入斜角内支撑， X型支腿较轴数目多。 行驶时离地间隙小，垂直液压缸的压力比 H型支腿高。 在打支腿时有水平位移。 现已逐渐被 H 型支腿取代。 1 、垂直液压缸 车架 伸缩液压缸 固定腿 伸缩腿 支腿盘 图 10 X 型支腿 汽车起重机设置支腿可以大大提高起重机的起重能力。 为了使起重机在吊重过程中安全可靠，支腿要求坚固可靠，伸 缩方便。 在行驶时收回，工作时外伸撑地。 还可以根据地面情况对各支腿进行单独调节。 基于 此设计 为 小 型吨位起重机，从安全性和普遍性考虑我们选用 H型支腿。 起升机构分析 主要动作：卷筒上扬 — 保持 — 卷筒下扬 — 锁死 根据工况拟定以下机构供选择。 随着液压汽车起重机的发展，对起升机构的性能要求越来越高，不仅重量要轻，工作可靠，而且还要求调速。 起升机构由内燃机驱动、电动机驱动和液压驱动三种驱动方式。 （ 1）内燃机驱动的起升机构，其动力由内燃机经机械传动装置集中传给包括齐声机构在内的各个工作机构。 这种驱 动方式的优点是具有自身独立的能源，机动灵活，适用于流动作业的流动时起重机目前只在现有的少数履带式起重机和铁路起重机上应用 （ 2）电动机驱动是起升机构主要的驱动方式。 直流电动机的机械特性适合起升机构工作要求，调速性能好，但获得直流电源较为困难。 在大型的工程起重机上，常采用内燃机和直流发电机实线直流传动，交流电动机驱动能兰州工业学院毕业设计说明书 （论文） 20 直接从电网取得电能，操控简单，维护容易，机组重量轻，在电动起身机构中被广泛采用。 （ 3）液压驱动的起升机构，由原动机带动液压泵，将工作油液输入执行构件使机构动作，通过控制输入执行机构的液体 流量实现调速。 液压驱动的优点是传动比大，可以实现大范围的无级调速，结构紧凑，运转平稳，操作方便。 过载保护性能好。 缺点是液压传动元件的制造精度要求高，液体容易泄漏。 目前液压驱动在流动式起重机上广泛应用。 考虑到汽车起重机的载荷大小和整体性选择液压系统我们这里采用双卷筒液压驱动。 起升机构液压马达 1，通过减速箱 2 和内涨离合器 5，分别把动力传到主副卷筒 4上。 结构形式如下图 驱动装置 减速器 制动器 卷简 离合 器 图 11 双卷筒起升机构 3 汽车起重机液压回路的初步设计 通过对汽车起 重机五大机构运。