qy40型汽车起重机液压系统毕业设计

qy40型汽车起重机液压系统毕业设计内容摘要：

行单独调节。 汽车起重机液压系统的运用现状和发展趋 势 随着国家现代化建设的飞速发展，科学技术的不断进步， 世界能源的不断短缺，现代施工项目对汽车起重机的要求也越来越高，高、深、尖 、高效节能的 液压技术在汽车起重机上的应用也越来越广泛，汽车起重机液压系统展示了强大的发展趋势。 哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 5 汽车起重机液压系统一般由起升、变幅、伸缩、回转、控制五个主回路组成， 本文通过对五个主回路现状的分析来探讨其发展趋势。 本课题来源、任务要求和整机性能参数 1. 课题来源 QY40 全液压汽车起重机属于中型起重机，是工程建设中较常用的一款汽车起重机。 现在 国内很多厂家还没有生产出这款起 重机来，却不断的向生产大型起重机迈进。 随着“神州第一吊”的 QY300 液压汽车起重机 2020 年在中联浦沅成功下线，这是引进国外技术才生产出来的，代表了中国汽车起重机制造的最高水平，而不是设计的最高水平。 生产厂家把生产的起重机所能够吊的吨位作为生产能力的主要标志，而忽视中小型起重机的技术发展，从某种方面来说是不完美的。 本机液压系统采用的液压元件主要是由德国曼勒斯曼公司生产的，其中大多数是电液比例液压元件。 这种元件具有操作方便，微调性能好，可以对油路实现连续控制等特点，是目前世界上比较先进的技术。 采用这 种技术设计出来的液压系统操作性能和各机构的控制性能都比较高，不仅各机构的定位准确，安全可靠，稳定，而且操作灵活方便。 为了使设计出来的起重机具有高的性能，设计时不竟要采用一些国内外的先进技术，也要有自己的创新技术。 这样，才能使自己设计出来的产品具有一定的先进性，很高的性价比，才能在市场中具有很强的竞争能力。 因此，设计这样一款汽车起重机不仅很有必要而且是可行的。 2. 任务要求 （ 1）整机基本参数应符合《汽车起重机基本参数》标准。 （ 2）各工作机构既能单独单独作业又能复合作业，其中主卷扬单独作业时能实现合流。 （ 3）发动机功率 80KW(3000r/min),最大扭矩 300Nm(1650r/min),液压系统压力250Mpa. （ 4）液压系统采用多泵多回路变量液压系统，主、副卷扬和回转采用闭式回路，变幅、伸缩和支腿采用开式回路。 操作方式为先导伺服操作。 哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 6 （ 5）所设计的汽车起重机液压系统构成合理，技术性能先进，在满足可靠性前提下具有一定的创新性。 技术资料完整、正确。 （ 6）撰写的汽车起重机液压系统关键技术研究报告具有一定的理论性、使用性和独创性。 3. 整机主要性能参数 最大起重量 *幅 度 40t*3m 最大起升高度 46 m 滑轮组倍率 11 主臂长 （ 4 节） 主臂全程伸缩时间 162Sec 主臂变幅范围 280degree 主臂变幅时间 60Sec 主卷扬单绳速度 0110 m/min 副卷扬单绳速度 40 m/min M 最大起升力矩 1401 最大回转速度 r/min 最高行驶速度 68 km/h 最大爬坡度 37% 最小转弯半径 12m 行驶状态总重 外形尺寸 m 支腿距离 (纵向 横向 ) m 上车空冷发动机 斯太尔 最 大功率 191KW（ 2600rpm） 最大扭矩 828Nm(1600rpm) 小结 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哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 7 （ QY40）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： 分析已有的汽车起重机，结合本机特点，对液压 元件进行选择。 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，即对各种类型的主要元件进行设计计算，并且对其进行选择。 液压元件选好以后需要对各回路进行性能计算，其中包括系统各回路功率计算， 各回路性能验算以及对整个 系统的发热进行验算。 由于本机多处采用了电液比例控制技术，所以还需要对起重机液压系统电液比例控制技术进行专题研究。 哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 8 第 2 章 液压系统方案及原理的拟定 典型工况分析及对系统要求 伸缩 机构的作业情况 汽车起重机工作中主要用到的机构是主、副卷扬机构，回转机构；在重物下降定位时常常用到变幅机构。 带载伸缩是比较危险的，在实际作业中很少使用，空载吊臂伸缩循环仅占试验基本工况作业循环次数的 5％，故伸缩及带载伸缩不是典型工况。 副臂的作业情况 大多数汽车起重机都带有副臂，它的作用是增加起重机的最大起升高度。 很多大型汽车起重机主臂前都有一个突出滑轮，在副卷扬工作时，顺着滑轮吊下副钩，用于主、副卷扬的组合动作，而很少用副臂与主卷扬进行组合动作。 本机属于中型起重机，不提倡采用副臂，不过可以增加臂 的节数来增大最大起升高度。 三个以上机构的组合作业情况 有些大型汽车起重机要求有三、四个动作同时组合功能，是靠手柄的 45176。 联动功能实现的，即一个手柄同时控制两个机构的运动，这种操作方式对司机的操作水平要求很高，且有危险，实际作业中很少使用。 本机为中型起重机实现功能没有大型的多，操作也没大型的那么复杂，采用电液比例伺服系统来控制，操作灵活稳定，因此，对操作人员要求不是很高。 典型工况的确定 根据以上原则，各机构的实际作业情况，起重机试验规范，以及很多操作者的实际经验，可确定表 21 的五种工 况，作为大中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 21 汽车起重机典型工况表 哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 9 序号 工 况 一次循环内容 特 点 1 基本臂； 额定起重量的 80％； 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 基本臂； 额定起重量的 80％； 相应的工作幅度； （主 +副）卷扬起升－回转－（主＋副） 卷扬下降－（主＋副）卷扬起升－回转－（主＋副）卷扬下降 （中间制动一次） 主、副卷扬组 合动作主要用于平吊安装或空中翻转 3 中长臂； 中长臂最大额定起重量的 1/2； 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） 起重机在额定起重量的（ 50～ 60）％的作业工况最多 4 中长臂； 中长臂最大额定起重量的 1/2； 相应的工作幅度； （主 +副）卷扬起升－回转－变幅－（主＋副）卷扬下降－（主＋副）卷扬起升－回转－（主＋副）卷扬下降 （中间制动一次） 中长臂，中等起重量工况出现 机率大，此时的台装作业或空中翻转作业也很常用 5 最长臂； 最 长臂最大额定起重量的 1/2； 相应的工作幅度； （主＋副）卷扬起升－回转－变幅－（主 +副）卷扬下降－（主＋副）卷扬 下降 （中间制动一次） 很多工况并不是利用汽车起重机起吊吨位大的特点，而是利用它臂长特点进行高空作业 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）主、副卷扬既能单动，又能同时动作，要求自动分流合流并将保证低压合流高压自动分流。 （ 2）副卷扬只要求单泵供油。 （ 3）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哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 10 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 本机伸缩机构采用四节臂（含有三个液压缸），由于本机为中型起重机为了使本机运用广泛，采用电液阀控制液压缸实现各节臂顺序伸缩。 各节臂具有任意伸缩的选择性，但不能实现同部伸缩。 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）要求各支腿可以进行单独调整。 （ 3）要求水平支腿伸出距离足够大，能够满足最大吊重而不至于整机倾翻。 （ 4）要求垂直支腿 能够承载最大起重时的压力。 （ 5）起重机行走时不产生掉腿现象。 液压系统类型选择 本机液压系统分析 根据开式和闭式系统的优缺点、典型工况，结合国内外同类产品的具体情况，上车液压系统决定选用多泵多回路和多种型式的高压变量系统。 在起升（主、副卷扬）、回转、伸缩、变幅、支腿和控制 6 个液压回路中，起升和回转采用独立闭式油路，变幅、伸缩和支腿采用开式油路。 哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 11 起升油路分主卷扬油路和副卷扬油路，液压泵采用具有压力切断功能的双向电液比例排量调节泵，此泵能实现排量与输入电压信号成正比的控制功能，用手动 比例电压控制阀来进行调节，它与定量马达构成了两个独立的容积调速回路。 副卷扬油路可通过合流阀向主卷扬油路自动合流。 主副卷扬回路中设有压力记忆阀，防止二次起升下坠，缓冲补油和自动冷热油交换等装置。 由于本机属于中型起重机，回转比较频繁，所以回转油路由双向电液比例排量调节泵和定量马达组成，除采用缓冲补油和冷热油自动交换措施外，还采用了防止“打停现象”（在回转过程中出现打停后再回转现象）和防止臂杆因外力（风力等）引起的自由摆动的特殊阀。 伸缩回路有四节液压缸，使用电液阀控制使液压缸实现顺序伸缩和各节臂单独伸缩。 回路 中，电磁阀仅通过推动液动阀所需的流量，流量较小，而流动阀才是通过工作机构所需的大流量。 这样电磁阀可靠性大大提高。 液动阀可通过很大流量，从而提高伸缩速度。 大中型起重机的变幅机构，为了减小变幅缸的缸径，通常采用双缸并联回路，即两个等直径的变幅缸分别置于臂的两侧跟臂一起刚性连接。 本机采用液控单向阀来锁紧臂自动下滑，才用了一平衡阀来防止在变幅下降时产生超速现象。 伸缩、变幅回路在工作时只能一个单独工作，用电液比例换向阀来控制它们的伸缩速度。 本机采用了一个二位六通转阀来切换伸缩、变幅油路，这样不但可以实现一个操作手 柄单独操作伸缩、变幅工作，而且用一个二位六通转阀替换了一个电液比例换向阀和一个电路切换开关降低了生产成本。 支腿回路采用 H 式支腿，此支腿外伸距离大，每一支腿有两个液压缸，一个水平的，一个垂直的，支腿外伸后成 H形。 支腿回路的各油缸均采用手柄操纵换向阀来实现各种控制。 回路中支腿油路转阀可以对各支腿进行单独调节和共同伸缩，液控单向阀可以防止支腿软腿现象。 根据汽车起重机的工况，支腿回路、伸缩回路和变幅回路只能一个单独工作，所以采用同一个液压泵供油。 主、副卷扬回路用了电液比例排量调节泵，它们都带有副泵，此副泵负责给 自己所在闭式回路补油和提供控制油。 各机构动作组合、分配及控制 1. 各机构组合情况 支腿机构在起升过程中不能动作，但是支腿回路不工作时其他的回路均不能工作，回转可以与各个机构进行组合动作，主副起升之间，以及主、副起升分别与变哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 12 幅，伸缩回路要有组合动作功能，伸缩、变幅之间不需要组合动作，在相同手柄上控制的两个是靠手动比例电压控制阀的手柄 45176。 联动功能完成，应尽量少用，免得使操纵变得复杂。 各机构组合情况如图 21 所示。 图 21 各机构动作组合情况 2. 各机构的组合控制情况 对于支腿回路伸缩速度控制、伸缩回路、变幅回路、回转回路、主副卷扬回路都采用了手动控制方式。 小结。