QY40型汽车式起重机液压系统的设计.doc

1、摘 要 本文对QY40型汽车起重机五个主要运动机构的动作进行了分析，再根据五个动作设计出五部分液压系统油路，完成了整机的系统液压原理图。根据机械性能参数和液压性能参数进行了液压元件的选择计算，并完成了汽车起重机支腿力学分析和支腿垂直伸缩油缸的结构设计，最后对液压系统进行性能验算。 关键词：汽车起重机；液压系统；支腿液压缸；三联齿轮泵Abstract This paper QY40 type truck crane five main sports agency action is analyzed .According to five action designed to five parts

2、 hydraulic system lines ,Completed the machine system hydraulic principle diagram. According to the mechanical performance parameters and hydraulic performance parameters for the hydraulic components choice calculation ,And comp-leted the truck crane branch leg mechanics analysis and a leg vertical

3、telescopic oil cylinder str-ucture designing. Final performance of hydraulic system checked. Keyword:Truck crane；Hydraulic system；A leg hydraulic cylinder；Sanilan gearp pump目 录摘 要iAbstractii1 绪论11.1 起重机简介11.1.1 起重机的种类11.1.2 汽车起重机的原理21.2 起重机发展史31.2.1 汽车起重机的国外发展史31.2.2 汽车起重机国内发展史41.3 研究思路及方案52 汽车起重机主要

4、运动机构分析62.1 QY40型汽车起重机性能参数要求62.2 QY40型汽车起重机主要机构分析62.2.1 伸缩机构分析62.2.2 回转机构分析82.2.3 变幅机构分析102.2.4 支腿机构分析102.2.5 起升机构分析123 汽车起重机液压回路的初步设计143.1 伸缩回路设计143.1.1 性能要求143.1.2 功能实现及工作原理143.2 回转回路设计153.2.1 性能要求：153.2.2 功能实现及工作原理：153.3 变幅回路设计163.3.1 性能要求163.3.2 功能实现及工作原理163.4 支腿回路设计183.4.1 性能要求：183.4.2 功能实现及工作原理

5、183.5 起升回路设计203.5.1 性能要求203.5.2 功能实现及工作原理：204 液压系统设计计算224.1 QY40型汽车起重机液压系统工作原理图：224.2 系统工况表234.3 支腿收放机构计算234.3.1 支腿支撑位置的确定234.4 支腿油缸的受力计算254.5 支腿油缸主要几何的计算254.5.1 缸筒内径计算254.5.2 活塞杆直径d计算264.5.3 活塞杆强度验算264.5.4 稳定性验算274.5.5 缸筒壁厚的计算274.5.6 缸筒外径计算284.5.7 缸底厚度计算284.6 根据液压缸运动速度要求，定支腿回路流量和相关阀的型号294.7 支腿液压缸结构

6、设计294.7.1 缸体材料294.7.2 缸筒和缸盖294.7.3 活塞和活塞杆304.7.4 排气装置304.7.5 缓冲装置304.7.6 最小导向长度的确定314.8 其它液压元件的计算选择314.8.1 起升马达的计算和选择314.8.2 液压泵的选择334.8.3 其他液压回路液压阀选择334.9 油路的通径344.9.1 油路的通径计算参数344.9.2 卷扬油路344.9.3 回转工作管路354.9.4 伸缩回路管路354.9.5 变幅回路管路354.9.6 支腿回路管路355 液压系统性能验算375.1 管路系统容积效率及压力效率计算375.1.1 容积效率375.1.2 压

7、力效率375.2 液压系统的发热验算385.3 工作循环周期T385.3.1 起升工序385.3.2 回转工序395.3.3 变幅工序395.3.4 下降工序395.3.5 空载回转395.3.6 装载工序395.3.7 伸缩工序395.4 油泵损失所产生的热能H395.4.1 主卷扬产生的热量395.4.2 回转泵产生的热量405.4.3 马达产生的热量405.4.4 起升马达产生的热量405.4.5 回转马达产生的热能405.4.6 管路产生的热量405.4.7 系统的总发热量405.5 油箱散热量40参考文献42致 谢43431 绪论1.1 起重机简介1.1.1 起重机的种类 中国古代灌

8、溉农田用的桔是臂架型起重机的雏形。14世纪，西欧出现了人力和畜力驱动的转动臂架型起重机。19世纪前期，出现了桥式起重机；起重机的重要磨损件如轴、齿轮和吊具等开始采用金属材料制造，并开始采用水力驱动。19世纪后期，蒸汽驱动的起重机逐渐取代了水力驱动的起重机。20世纪20年代开始，由于电气工业和内燃机工业迅速发展，以电动机或内燃机为动力装置的各种起重机基本形成。到目前可分为 （1）轻小型起重设备 轻小型起重设备的特点是轻便、结构紧凑，动作简单，作业范围投影以点、线为主。轻、小型起重设备，一般只有一个升降机构，它只能使重物作单一的升降运动。属于这一类的有：千斤顶、滑车、手（气、电）动葫芦、绞车等。电

9、动葫芦常配有运行小车与金属构架以扩大作业范围。 （2）桥式起重机桥式起重机的特点是可以使挂在吊钩或其他取物装置上的重物在空间实现垂直升降或水平运移。桥式起重机包括：起升机构，大、小车运行机构。依靠这些机构的配合动作，可使重物在一定的立方形空间内起升和搬运。桥式起重机、龙门起重机、装卸桥、冶金桥式起重机、缆索起重机等都属此类。 （3）臂架式起重机 臂架式起重机的特点与桥式起重机基本相同。臂架式起重机包括：起升机构、变幅机构、旋转机构。依靠这些机构的配合动作，可使重物在一定的圆柱形空间内起重和搬运。臂架式起重机多装设在车辆上或其他形式的运输（移动）工具上，这样就构成了运行臂架式旋转起重机。如汽车式

10、起重机、轮胎式起重机、塔式起重机、门座式起重机、浮式起重机、铁路起重机等。 （4）升降机升降机的特点是重物或取物装置只能沿导轨升降。升降机虽只有一个升降机构，但在升降机中，还有许多其他附属装置，所以单独构成一类，它包括：电梯、货梯、升船机等。除此以外，起重机还有多种分类方法。例如，按取物装置和用途分类，有吊钩起重机、抓斗起重机、电磁起重机、冶金起重机、堆垛起重机、集装箱起重机和援救起重机等；按运移方式分类，有固定式起重机、运行式起重机、自行式起重机、拖引式起重机、爬升式起重机、便携式起重机、随车起重机等；按驱动方式分类，有支承起重机、悬挂起重机等；按使用场合分类，有车间起重机、机器房起重机、仓

11、库起重机、贮料场起重机、建筑起重机、工程起重机、港口起重机、船厂起重机、坝顶起重机、船上起重机等。1.1.2 汽车起重机的原理 一般汽车起重机由支腿机构、回转机构、伸缩机构、变幅机构、起升机构所组成，其机构如下图所示：图1-1 汽车起重机机构简图根据以上机构运动要求，其相应的液压系统分为支腿回路、回转回路、伸缩回路、变幅回路、起升回路所组成，其各机构完成的动作和功能如下：（1）支腿回路 汽车起重机的底盘前后各有两条支腿，每一第支腿由一个液压缸驱动。两条前支腿和两条后支腿分别由三位四通手动换向阀A和B控制其伸出或缩回。每个液压缸的油路均设有双向锁紧回路，以保证支腿被可靠地锁住，防止在起重作业时发

12、生“软腿”现象或行车过程中支腿自行滑落。（2）回转回路 回转机构采用液压马达作为执行元件。液压马达通过蜗轮蜗杆速箱和一对内啮合的齿轮来驱动转盘。转盘转速较低，每分钟仅为13转，故液压马达的转速也不高，就没有必要设置液压马达的制动回路。（3）伸缩回路起重机的吊臂由基本臂和伸缩臂组成，伸缩臂套在基本臂之中，用一个三位四通手动换向阀D控制的伸缩液压缸来驱动吊臂的伸出和缩回。为防止因自重而使吊臂下降，油路中设有平衡回路。（4）变幅回路吊臂变幅就是用一个液压缸来改变起重臂的角度。变幅液压缸由三位四通手动换向阀E控制。同样，为防止在变幅作业时因自重而使吊臂下落，在油路中设有平衡回路。（5）起降回路：起降机

13、构是汽车起重机的主要工作机构，它是一个由大转矩液压马达带动的卷扬机。在液压马达的回油路中设有平衡回路，以防止重物落下。此外，在液压马达上还设有由单向节流阀和单作用闸缸组成的制动回路，使制动器张开延时而紧闭迅速，以避免卷扬机起停时发生溜车下滑现象。1.2 起重机发展史1.2.1 汽车起重机的国外发展史轮式起重机最初是以诞生于1869年的蒸汽轨道式起重机发展而来的，经历了轨道式、实心轮胎式、充气轮胎式的发展变化过程。由于轮式起重机具有机动灵活、操作方便、效率高等特点，在二战后修复战争创伤和经济建设中得到广泛应用。早期的轮式起重机大多采用机械传动的桁架式臂架。随着60年代中期液压技术的发展，液压伸缩

14、臂轮式起重机得到迅速发展。到80年代末，中小吨位的轮式起重机己多数采用液压伸缩式臂架，仅有一部分大吨位汽车起重机仍采用桁架式臂架。20世纪60年代末期，随着大型建筑、石油化工、水电站等大型工程的发展，对轮式起重机的性能、工作效率和安全性提出了更高的要求。由于当时液压技术、电子技术、汽车工业的发展及新型高强度钢材的不断出现，使轮式起重机开始向大型化发展，并且在普通轮胎式起重机的基础上开发出越野轮胎起重机，随后又开发出全路面起重机。全路面起重机综合了汽车起重机高速行驶和越野轮胎起重机吊重行走及高通过性的特点，在近20多年得到很大发展。1.2.2 汽车起重机国内发展史1958年，北起在K32型基础上改进设计的Q51型5吨汽车起重机，批量生产后扩散到全国多家工厂生产，同年8月正式改名为北京起重机器厂。1960 年，改进设计的机械传动Q81型8吨汽车起重机以及100吨桥式起重机试制成功，Q51型5吨汽车起重机出口援外，开始了中国汽车起重机的出口历史。 1963年3月，徐州重型机械厂（徐工集团前身）生产的第一台Q51型5吨汽车起重机下线。1964年，北起开始研制液压元件，为生产液压式起重机打下基础。19