qy8汽车式起重机液压及其起升机构的设计t有图纸

qy8汽车式起重机液压及其起升机构的设计t有图纸内容摘要：

过几年的发展，汽车起重机市场用户群体发生了较大的变化，由最初的以施工单位用户为主逐渐转变为以个体用户为主。 市场竞争格局 国内汽车起重机市场一直呈现徐重独领风骚，中联浦沅紧随的竞争格局，近年来，三一成为汽车起重机行业的黑马。 徐重、浦沅集中在 1 20 和 25 吨的竞争区间，长起和泰起集中在 8 吨产品。 当前，汽车起重机行业的市场竞争呈现以下态势： 制宜、兼有起重和运输的双重功能将发展成为市场热点； 、全地面起重机成为企业追求利润的增长点； ； ； ；。 本课题来源 汽车起重机的液压系统起着驱动和控制汽车起重机各机构动作的作用。 其性能好坏对起重机有着十分重要的影响。 目前，我国生产 8 吨汽车起重机的厂家较多，品种也很杂，不同的厂家和不同的品种，其液压系统和 液压元件都不一致，给生产、使用及维修带来很多麻烦，同时其性能也较低，不适于现代智能高效小型汽车起重机发展的需要。 为此对传统型 QY8 汽车起重机的液压系统进行了如下几方面的研究。 老 8 吨汽车起重机都是采用单泵单马达（定量式 )、串联油路、开式系统，所有的工作机构都靠一个油源供油，难于同时满足不同机构的速度和功率匹配的需要，例如起升机构为了满足起升速度的要求，需要较大的流量，而伸缩、变幅、回转及支腿则需要较小的流量即可，因此只好靠控制发动机的油门及在机构上采取一些措施解决这一矛盾，但这是有一定限度的。 还存在一些问题， 起升速度低，最高起升速度只有 8m／ min，起升速度调节范围小。 如下式所示 [9]： niiqDqv21303011  (式 11) 式中： D 卷筒直径 03液压马达的容积效率 1q液压油泵的排量 1i 卷扬机的减速比 2i 钢丝绳的倍率 3q 液压马达的排量 01 液压油泵的容积效率 n 发动机的转速 由上式可见，起升速度的大小，主要靠 发动机的油门调节，当油门过小时，发动机的动力特性较差，容易灭火，轻载及空载时，速度太慢，生产率低。 新型 QY8 汽车起重机，采用了双泵单马达、分合流油路、开式系统，根据各机构的不同速度和功率的要求，变幅、伸缩、回转及支腿用小泵 2供油，起升用大泵 l 供油，起升与其余各机构都可以进行联合动作，提高工作效率，同时起升轻载及空载时，泵 2与泵 l可以同时合流供给起升，提高起升速度，扩大调速范围，如下式所示 [9]： 式中：1q泵 1 的排量 2q 泵 2 的排量 01 泵 1 及泵 2 的容积效率 由上式可见，除发动机的油门调节起升速度外，还可以通过分合流型式调节起升速度，当重载时，用分流方式，即泵 2不参与起升工作，此时提升速度为低速；当空载或轻载时用合流方式。 本课题主要研究工作 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轻型汽车起重机（ QY8）液压系统。 在设计本机液压系统时，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。 在做好以上两点的基础上。 进行以下研究工作： 分析已有的汽车起重机， 结合本设计任务，了解其优缺点，把握其发展方向。 对 当下具有成熟技术的 液压回路 进行 分析 研究和学习。 根据本机液压系统工作 特点，在满足高效节能的功能前提下可以进行液压系统原理创新设计。 对设计好的液压原理系统进行计算，选择合适的 液压元件 ，并对其 性能进行 验算，包括压力损失和系统发热 等。 对起升机构进行分析计算和结构设计 ，使其结构紧凑 合理 ，寿命长。 选取变幅液压缸进行计算设计 ，提高其可靠性。 注：整机基本参数应符合《汽车起重机基本参数》标准。 213030121 )( iiq qqDv  (式 12) 第 2 章 液压系统性能分析与原理设计 QY8 典型工况分析及对液压系统要求 QY8 典型工况的分析 根据起重机试验规范，以及很多操作者的实际经验，可确定表 的三种工况，作为轻型汽车起重机的典型工况。 设计液压系统时要求各系统的动作能够满足这些工况要求。 表 汽车起重机典型工况表 序号 工 况 一次循环内容 特 点 1 基本臂； 相应的工作幅度 吊重起升－回转－下降－起升－回转－下降（中间制动一次） 起重吨位大，动作单一，很少与回转等机构组合动作 2 全长臂 相应的工作幅度 卷扬起升－回转－卷扬下降－卷扬起升－回转－卷扬下降 （中间制动一次） 运用较多的情况，能满足小吨位的工作 3 最长臂； 主臂加副臂；相应的工作幅度； （起升＋回转）－变幅－下降－（起升＋回转）－下降（中间制动一次） 起重吨位小，一般在一到两吨之间 对液压系统要求 根据汽车起重机 的典型工作状况对系统的要求主要反映在对以下几个液压回路的要求上。 1. 起升回路 （ 1）能方便的实现合分流方式转换，保证工作的高效安全。 （ 2）要求卷扬机构微动性好，起、制动平稳，重物停在空中任意位置能可靠制动， 即二次下滑问题，以及二次下降时的重物或空钩下滑问题，即二次下降问题。 2. 回转回路 （ 1）具有独立工作能力。 （ 2）回转制动应兼有常闭制动和常开制动（可以自由滑转对中），两种情况。 3. 变幅回路 （ 1）带平衡阀并设有二次液控单向阀锁住保护装置。 （ 2）要求起落臂平稳，微动性好，变幅在任意允许幅值 位置能可靠锁死。 （ 3）要求在有载荷情况下能微动。 （ 4）平衡阀应备有下腔压力传感器接口，作为力矩限制器检测星号源。 4. 伸缩回路 本机伸缩机构采用三节臂（含有两个液压缸），由于本机为轻型起重机为了使本机运用广泛，实现各节臂顺序伸缩。 各节臂能按顺序伸缩，但不能实现同步伸缩。 5. 控制回路 （ 1）为了使操纵方便总体要求操纵手柄限制为两个。 （ 2）操纵元件必须具有 45176。 方向操纵两个机构联动能力。 6. 支腿回路 （ 1）要求垂直支腿不泄漏，具有很强的自锁能力（不软腿）。 （ 2）要求前后组支腿可以进行单独调整。 （ 3）要求支腿能够承载最大起重时的压力，并且有足够的防倾翻力矩。 （ 4）起重机行走时不产生掉腿现象。 对 QY8 液压系统 各主要 回路的分析 汽车起重机液压系统一般由起升、变幅、伸缩、回转、 支腿和 控制 六 个主回路组成。 从图 可以看出，各个回路之间具有不同的功能、组成和工作特点。 图 汽车起重机各回路工作状态 ： 起升回路起到使重物升降的作用。 起升回路的分析 详 见第五章起升回路的设计。 ： 回转回路起到使吊臂回转，实现重物水平移动的 作用。 回转回路主要由液压泵、换向阀、平衡阀、液压离合器和液压马达组成。 回转机构使重物水平移动的范围有限， 但所需功率小，所以一般汽车起重机都设计成全回转式的，即可在左右方向任意进行回转。 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 ，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 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， QY8回转机构设计为高速液压马达加装制动器的回转机构，其基本回路如下图。 图 回转回路 ： 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。 变幅回路主要由液压泵、换向阀、平衡阀和变幅液压缸组成（图 ）。 图 变幅回路 工程起重机变幅 按其工作性质可分为非工作性变幅和工作性变幅两种。 非工作性变幅指只是在空载条件下改变幅度。 它在空载时改变幅度，以调整取物装置的位置，而在重物装卸移动过程中，幅度不改变。 这种变幅次数一般较少，而且采用较低的变幅速度，以减少变幅机构的驱动功率，这种变幅的变幅机构要求简单。 工作性变幅能在带载的条件下改变幅度。 为了提高起重机的生产率和更好地满足装卸工作的需要，常常要求在吊装重物时改变起重机的幅度，这种类型的变幅次数频繁，一般采用较高的变幅速度以提高生产率。 工作性变幅驱动功率较大，而且要求安装限速和防止超载的安全装置。 与非工作性变幅相比，这种变幅要求的变幅机构较复杂，自重也较大，但工作机动性却大为改善。 汽车起重机由于使用了支腿，除了吊非常轻的重物之外，必须带载变幅。 ： 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。 伸缩回路主要由液压泵、换向阀、液压缸和平衡阀组成，根据伸缩高度和方式不同其液压缸的节数结构也就大不相同。 具有三节或三节以上的吊臂，各节臂的伸缩基本有三种形式：顺序伸缩、同步伸缩和独立伸缩。 顺序伸缩就是各节伸缩臂按一定先后次序完成伸缩动作。 同步伸缩是指各节伸缩臂 以相同的行程比率同时伸缩。 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或同步伸缩的动作。 如图 所示。 图 臂架伸缩方式 （ a） 顺序伸缩 （ b） 同步伸缩 为了使起重机各节伸缩臂伸出后的载荷和起重机的起重量特性相适应，伸臂的顺序为 2（ 二节臂 ）→ 3（ 三节臂 ）的 顺序伸出， 1 为基本臂，而缩回按相反的顺序，即 3→ 2的顺序缩回。 下面介绍实现顺序伸缩的几种方案。 图 是利用各油缸有效面积差控制伸缩顺 ,即Ⅰ号伸缩油缸活塞面积大，Ⅱ .Ⅲ号伸缩油缸活塞面积逐次减小。 各活塞腔是联通的，各油缸活塞杆腔也是联通的。 很显然I 号伸缩油缸先伸出，其次是Ⅱ号和Ⅲ号伸缩油缸伸出。 平衡阀 Ki 可以保证吊臂在载荷下平稳收缩，同时还可以防止因泄漏或管道破裂而造成吊臂回落。 此外为了保证吊臂回缩时按预定的顺序，不至因自重和滑动阻力变化等因素影响。 平衡阀的开启压力应该设定为足 K1 最大， K3 最小。 图。 扳动操纵阀 S，使 A与 P 接通，同时B 与 O也通，此时伸缩油缸 I伸出。 油缸 I 伸出到位后，随着活塞腔油压力的升高，单向顺序阀 S1 被打开，于是伸缩油缸Ⅱ伸出。 油缸伸出到位后，油压继续升高单向顺序阀 S2 也开启，于是伸缩油缸量开始伸出。 该机构缩回过程同前一方案。 与前一方案比较，此方案对油缸面积无特殊要求，有利于减轻自重。 图中的双单向阀 d1 与 d2，其作用是使顺序阀中的溢流流入主油道，这样可以省去两根回油管和软管卷简。 图 是电液操纵阀控制顺序的一种方案。 扳动操纵阀 S， A 和 P、 B 和 O接通。 压力油经电液换向阀 Cl 及平衡阀 Kl 进入到伸缩油缸 I 活塞腔，伸缩油缸 I开始伸出。 若电液换向阀 Cl 换位，则压力油改道上行，经电液换向阀 C2 及平衡阀 K2 进入伸缩油缸Ⅱ，于是伸缩油缸 E 开始伸出。 若电液换向阀 C2 换位，则压力油二次改道上行，进入伸缩油缸Ⅲ伸出。 与前述方案比较，由于该机构装有电液阀，从而需要设置电线和电线卷简，但该方案的伸缩顺序有可靠保证。 综上所述 QY8 伸缩回路选择差积式顺序伸缩回路。 图 差积式顺序伸缩原理 图 单向顺序阀顺序伸缩原理 图 电液换向阀顺序伸缩原理 Ⅰ 、Ⅱ、Ⅲ 伸缩油缸； S操纵阀； ； 321 . 平衡阀； Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 伸缩油缸； S操纵阀； 321 . 平衡阀。 ；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 伸缩油缸； S操纵阀； ：支腿回路主要由液压泵、水平液压缸、垂直液压缸和换向阀组成。 起重机设置支腿机构，目的是增加起重 机的稳定性及起重能力。 支腿机构在作业时承受整机的自重和吊重，要求结构坚固，动作可靠。 目前支腿大都采用液压支腿。 支腿机构有三种基本形式：蛙式支腿、 H 型支腿和 X型支腿（如图 、 ）。 蛙式支腿结构简单，跨距小，只适用于中小吨位起重机上使用。 图 H 型支腿 图 X 型支腿 1水平液压缸； 2垂直液压缸。