武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)I摘 要汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是起重機(jī)設(shè)計(jì)過程中最關(guān)鍵的一步。通過合理的設(shè)計(jì)，使該型汽車起重機(jī)能更加順利的完成其作業(yè)循環(huán):起吊，回轉(zhuǎn)，卸載，返回。支腿用于抬起整個(gè)起重機(jī)身以使起重機(jī)在各種工況條件更好地作業(yè)。本文首先對(duì)汽車起重機(jī)總體進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，根據(jù)要求初步選擇部分參數(shù)。然后再根據(jù)液壓系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行整體方案設(shè)計(jì)。對(duì)其功能和工作原理作進(jìn)一步的比較分析，初步確定了系統(tǒng)各回路的基本功能及主要元件。按照所給機(jī)構(gòu)性能參數(shù)和液壓系統(tǒng)性能參數(shù)進(jìn)行元件的選擇計(jì)算，通過對(duì)液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算，以滿足該起重機(jī)的性能要求。同時(shí)根據(jù)各種腿的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)支腿裝置類型進(jìn)行選取，然后按照所給機(jī)構(gòu)性能參數(shù)對(duì)其各個(gè)元件進(jìn)行了計(jì)算及其強(qiáng)度校核，以滿足該起重機(jī)的性能要求。通過設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)和支腿裝置的各種零件的選擇都達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。關(guān)鍵字: 汽車起重機(jī); 液壓系統(tǒng); 支腿裝置; 性能參數(shù)武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)IIAbstractCrane hydraulic transmission system design is the most key one of the design process Through rational design, so that this type of crane can more smoothly complete its work cycles: lifting, turning, unloading and returning. Outrigger is used to raise the crane body so that the crane works better in a variety of working conditions beThis first preliminary design of the overall truck crane, required an initial choice of some parameters. Then according to the technical specifications of the hydraulic system of the overall system design. Its functions and working principle for further comparative analysis, initially identified the basic functions of the loop system and main components. According to the organization performance parameters and the component of performance parameter of hydraulic transmission system to calculate Through to check the computations and generating heat of systematic function, in order to respond to the request that this hoist should reach. At the same time according to the advantages and disadvantages of each leg to Select type of landing legs, Then follow the performance parameters of the given institution to calculate its various components and the strength check, in order to meet the performance requirements of the crane。By design, hydraulic systems and landing legs for the choice of a variety of parts have reached the design requirements.Keywords: Crane truck; Hydraulic transmission system; Landing legs； Performance parameter武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)III目 錄1 緒論 11.1 引言 11.2 汽車起重機(jī)工作特點(diǎn) 11.3 汽車起重機(jī)的發(fā)展 21.4 設(shè)計(jì)任務(wù)概述 .31.4.1 課題意義 31.4.2 總體要求 .31.4.3 主要參數(shù) 41.4.4 成果形式 41.5 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 41.6 設(shè)計(jì)工作思路 52 總體方案設(shè)計(jì) 62.1 各工作機(jī)構(gòu)傳動(dòng)型式選定 62.2 起升機(jī)構(gòu)方案 62.2.1 滑輪及滑輪組的選擇 72.2.2 卷筒計(jì)算 82.3 變幅機(jī)構(gòu)方案 92.3.1 起重臂長(zhǎng)度尺寸選定 92.3.2 變幅油缸鉸點(diǎn)的確定 92.4 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)方案 102.5 支腿機(jī)構(gòu)方案 .112.5.1 支腿壓力的計(jì)算 132.5.2 H 式支腿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 143 液壓系統(tǒng)元件的選擇 173.1 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)功能、組成和工作特點(diǎn) 173.2 典型工況分析及對(duì)系統(tǒng)要求 183.2.1 伸縮機(jī)構(gòu)的作業(yè)情況 183.2.2 副臂的作業(yè)情況 183.2.3 典型工況的確定 183.2.4 各種執(zhí)行元件的選擇 194 各液壓回路組成原理和性能分析 214.1 主卷揚(yáng)回路 214.1.1 性能要求 214.1.2 主要元件 .224.1.3 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理 224.2 回轉(zhuǎn)回路 224.2.1 性能要求 224.2.2 主要元件 224.2.3 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理 224.3 伸縮回路 23武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)IV4.3.1 性能要求 234.3.2 主要元件 234.3.3 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理 234.4 變幅回路 244.4.1 性能要求 244.4.2 主要元件 244.4.3 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理 244.5 支腿回路 244.5.1 性能要求 244.5.2 主要元件 244.5.3 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理 244.6 制動(dòng)回路 254.6.1 性能要求 254.6.2 主要元件 254.6.3 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理 255 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 275.1 液壓系統(tǒng)工作參數(shù)和各機(jī)構(gòu)主要參數(shù) 275.1.1 工作機(jī)構(gòu)主要參數(shù) 275.2 液壓元件選擇計(jì)算 275.2.1 液壓系統(tǒng)參數(shù) 275.3 液壓元件選擇計(jì)算 285.3.1 主卷揚(yáng)馬達(dá)的選擇 285.3.2 回轉(zhuǎn)回路 305.3.3 變幅伸縮回路 315.3.4 支腿回路 335.4 液壓輔助元件選擇 345.5 液壓閥的選擇 355.6 濾油器的選擇 366 系統(tǒng)各回路性能的驗(yàn)算 376.1 起升回路 376.1.1 主卷揚(yáng)額定載荷下的速度 376.2 回轉(zhuǎn)回路 386.2.1 回轉(zhuǎn)速度 386.2.2 系統(tǒng)的工作壓力 386.3 伸縮回路 396.3.1 伸縮時(shí)間 396.3.2 伸縮速度 396.3.3 變幅時(shí)間 396.4 支腿回路 406.4.1 垂直支腿油路的計(jì)算 40結(jié) 束 語 42參考文獻(xiàn) 43致 謝 44武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11 緒論1.1 引言工程起重機(jī)是各種工程建筑廣泛應(yīng)用的重要起重設(shè)備,是用來對(duì)物料進(jìn)行起重、運(yùn)輸、裝卸或安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，在工業(yè)和民用建筑中作為主要施工機(jī)械而得到廣泛運(yùn)用。它對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省人力，降低建設(shè)成本，提高施工質(zhì)量，加快建設(shè)速度，實(shí)現(xiàn)工程施工機(jī)械化起著十分重要的作用。工程起重機(jī)主要包括輪胎式起重機(jī)、履帶式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、桅桿式起重機(jī)、纜索式起重機(jī)以及施工升降機(jī)等，它適用于工業(yè)建筑，民用建筑和工業(yè)設(shè)備安裝等工程中的結(jié)構(gòu)與設(shè)備的安裝工作以及建筑材料、建筑構(gòu)件的垂直運(yùn)輸與裝卸工作。它也廣泛運(yùn)用于交通、農(nóng)業(yè)、油田、水電和軍工等部門的裝卸與安裝工作。目前我國(guó)是世界上使用工程起重機(jī)最大的國(guó)家之一。近年來，隨著工程建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，起重安裝工程量越來越大，吊裝能力、作業(yè)半徑和機(jī)動(dòng)性能的更高要求促使起重機(jī)發(fā)展迅速，具有先進(jìn)水平的塔式起重機(jī)和汽車起重機(jī)已成為機(jī)械化施工的主力。1.2 汽車起重機(jī)工作特點(diǎn)我們通常習(xí)慣上把裝在通用或?qū)Ｓ幂d重汽車底盤上的起重機(jī)稱為汽車起重機(jī)。圖1-1 所示為利用通用汽車底盤安裝成伸縮臂式液壓汽車起重機(jī)；圖 1.2 所示為安裝在專用汽車地盤上的伸縮臂式液壓汽車起重機(jī)。圖 1.1 圖 1.2汽車起重機(jī)由于它是利用汽車底盤，所以具有汽車的行駛通過性能，機(jī)動(dòng)靈活，行駛速度高，可快速轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移到作業(yè)場(chǎng)后能迅速投入工作，因此特別適用于流動(dòng)性大，不固定的作業(yè)場(chǎng)所。由于汽車底盤通常是由專業(yè)廠生產(chǎn)的，因而在現(xiàn)成的汽車底盤上改裝成起重機(jī)比較容易和經(jīng)濟(jì)。汽車起重機(jī)由于具有上述這些特點(diǎn)，因此隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，近年來各國(guó)汽車起重機(jī)的品種和產(chǎn)量都有很大發(fā)展。但汽車起重機(jī)也有其弱點(diǎn)，主要是起重機(jī)總體布置受汽車底盤的限制，一般車身都較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)彎半徑大，并且只能在起重機(jī)左右兩側(cè)和后方作業(yè)。武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)21.3 汽車起重機(jī)的發(fā)展我國(guó)在 1957 年生產(chǎn)第一臺(tái) 5T 機(jī)械式汽車起重機(jī)到現(xiàn)在已有 50 多年歷史，它的生產(chǎn)大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：1957～1966 年以生產(chǎn) 5T 機(jī)械式汽車起重機(jī)為主；1967～1976 年以生產(chǎn) 12T 以下小型液壓汽車起重機(jī)為主； 1977～1996，16～50T 中大噸位液壓汽車起重機(jī)產(chǎn)品發(fā)展較快。自 1979 年開始，我國(guó)采用進(jìn)口汽車底盤和關(guān)鍵液壓件，自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)出了6T、20T 液壓汽車起重機(jī)之后，國(guó)內(nèi)一些起重機(jī)生產(chǎn)廠家采用技貿(mào)結(jié)合方式，分別引進(jìn)日本多田野，加藤，美國(guó)格魯夫和德國(guó)利勃海爾,克虜伯的起重機(jī)產(chǎn)品技術(shù)，以結(jié)合生產(chǎn)的方式相繼制造出 25T、35T、45T、50T、80T 、125T 汽車起重機(jī)和 25T 越野輪胎起重機(jī)以及 32T、50T、70T 全路面起重機(jī)。這些企業(yè)經(jīng)過多年來對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收、移植，使國(guó)產(chǎn)輪胎式起重機(jī)一些新產(chǎn)品的性能水平達(dá)到了國(guó)際 80 年代初的水平，產(chǎn)品產(chǎn)量也逐年有所提高。近年來隨著建筑工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，起重安裝工程量越來越大，尤其是現(xiàn)代化大型石油、化工、冶煉、電站以及高層建筑的安裝作業(yè)逐年增多。因此，對(duì)汽車起重機(jī)，特別是大功率的起重機(jī)的需要量日益增加。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝在汽車起重機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用。所有這些因素都有力地促進(jìn)了汽車起重機(jī)的發(fā)展。根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有汽車起重機(jī)產(chǎn)品和技術(shù)資料的分析，近年來汽車起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1.提高起重機(jī)的起重量由于現(xiàn)代工程項(xiàng)目想大型化發(fā)展，所需構(gòu)件和配套設(shè)備的重量在不斷增加，對(duì)超大型起重設(shè)備的需求也越來越多。在汽車起重機(jī)向大型化發(fā)展過程中，德國(guó)始終處于遙遙領(lǐng)先的地位?，F(xiàn)在，最大噸位的汽車起重機(jī)為德國(guó)利勃海爾公司生產(chǎn)的LTM11000D 型。最大額定起重量為 1000T 。2.微型起重機(jī)大量涌現(xiàn)汽車起重機(jī)的微型化是適應(yīng)現(xiàn)代建設(shè)工作的需要而出現(xiàn)的一種新的發(fā)展趨勢(shì)。走在前面的是日本的神戶制鋼公司，它于 10 多年前開發(fā)的 RK70（7T）型是世界第一臺(tái)裝有下俯式臂架的“迷你”越野輪胎式起重機(jī)。目前，下俯式臂架已成為“迷你”起重機(jī)的重要標(biāo)志。3.混合型起重機(jī)在發(fā)展混合型起重機(jī)是為了特定用途而開發(fā)出來的。如利勃海爾公司生產(chǎn)的 LTL1160 型越野輪胎起重機(jī)就是為了維修龐大的斗輪挖掘機(jī)而專門研制的。德馬格雙橋AC25（ 25T）全路面起重機(jī)，結(jié)構(gòu)非常緊湊，車身長(zhǎng) 9m，非常適應(yīng)城市狹窄地段工作所以又被稱為城市型起重機(jī)。4. 采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)3為了減輕起重機(jī)的自重，提高起重性能，保證起重機(jī)高效可靠地工作，各國(guó)非常重視采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝。5. 廣泛采用液壓技術(shù)由于液壓傳動(dòng)具有體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，能無極調(diào)速，容易布置，操縱輕便，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和工作安全等優(yōu)點(diǎn)，因此，近年來國(guó)內(nèi)外各種類型的起重機(jī)廣泛采用液壓傳動(dòng)。6. 一機(jī)多能，擴(kuò)大工作范圍為了充分發(fā)揮起重機(jī)的作用，擴(kuò)大其使用范圍，有的國(guó)家在設(shè)計(jì)起重機(jī)時(shí)重視了產(chǎn)品的多用性。例如在工作裝置設(shè)計(jì)方面，除了使用吊鉤外，還設(shè)計(jì)了配備有電磁吸盤、抓斗、拉鏟和木料抓取器等取物裝置。有的還設(shè)計(jì)成用于建筑基礎(chǔ)工程中，如裝設(shè)鉆孔裝置和掀動(dòng)打樁拔樁裝置等一機(jī)多用的產(chǎn)品。1.4 設(shè)計(jì)任務(wù)概述1.4.1 課題意義隨著國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代施工項(xiàng)目對(duì)汽車起重機(jī)的要求也越來越高。高、深、尖液壓技術(shù)在汽車起重機(jī)上的應(yīng)用也越來越廣泛，汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)展示了強(qiáng)大的發(fā)展趨勢(shì)。近年來隨著建筑工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，起重安裝工程量越來越大，尤其是現(xiàn)代化大型石油、化工、冶煉、電站以及高層建筑的安裝作業(yè)逐年增多，又由于汽車起重機(jī)集多功能，方便快捷，反應(yīng)迅速，操作簡(jiǎn)單安全于一身。因此，對(duì)汽車起重機(jī)，特別是大功率的汽車起重機(jī)的需要量日益增加。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新工藝在汽車起重機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。所有這些因素都有力促進(jìn)了汽車起重機(jī)的發(fā)展。QY12 型液壓汽車起重機(jī)是在特種底盤上配置起重機(jī)的各作業(yè)機(jī)構(gòu)而成，采用液壓傳動(dòng)。它是一種全回轉(zhuǎn)、伸縮、動(dòng)臂式全液壓汽車起重機(jī)，適用于工礦企業(yè)、建筑工地、港口碼頭、倉庫貨場(chǎng)、市內(nèi)運(yùn)輸起重及公路搶險(xiǎn)作業(yè)等。它具有動(dòng)作平穩(wěn)、易于操作、安全可靠的特點(diǎn)。該機(jī)在國(guó)內(nèi)具有先進(jìn)水平。生產(chǎn)廠家把生產(chǎn)的起重機(jī)所能夠吊的噸位作為生產(chǎn)能力的主要標(biāo)志，而忽視中小型起重機(jī)的技術(shù)發(fā)展，從某種方面來說是不完美的。為了使設(shè)計(jì)出來的起重機(jī)具有高的性能，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要采用一些國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，也要有自己的創(chuàng)新技術(shù)。這樣，才能使自己設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品具有一定的先進(jìn)性，很高的性價(jià)比，才能在市場(chǎng)中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。因此，設(shè)計(jì)這樣一款汽車起重機(jī)不僅很有必要而且是可行的。1.4.2 總體要求（1）整機(jī)基本參數(shù)應(yīng)符合《汽車起重機(jī)基本參數(shù)》標(biāo)準(zhǔn)。（2）各工作機(jī)構(gòu)既能單獨(dú)作業(yè)又能復(fù)合作業(yè)，其中主卷揚(yáng)單獨(dú)作業(yè)時(shí)能實(shí)現(xiàn)供油武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4合流。（3）液壓系統(tǒng)采用多泵多回路變量液壓系統(tǒng)，主、副卷揚(yáng)和回轉(zhuǎn)采用閉式回路，變幅、伸縮和支腿采用開式回路。操作方式為先導(dǎo)伺服操作。所設(shè)計(jì)的汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)構(gòu)成合理，技術(shù)性能先進(jìn)，在滿足可靠性前提下具有一定的創(chuàng)新性。技術(shù)資料完整、正確。液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)具有一定的理論性、使用性和獨(dú)創(chuàng)性。1.4.3 主要參數(shù)主要性能參數(shù)：最大額定起重量：12,000 kg最小額定幅度：3 m最大額定起重力矩：410 kn.m起重臂長(zhǎng)度：基本臂：≈8.6m ；最長(zhǎng)主臂：≈20.8 m工作速度參數(shù)：起重臂變幅時(shí)間：起臂：≤50 s ；落臂： ≤25 s起重臂伸縮時(shí)間：全伸：≤75 s ；全縮：≤30 s 最大回轉(zhuǎn)速度：≤2.3 r/min起升速度：70m/min1.4.4 成果形式（1）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份中文：題目，摘要關(guān)鍵詞英文：題目、摘要和關(guān)鍵詞目錄正文 結(jié)論致謝參考文獻(xiàn)（2）技術(shù)圖紙 液壓系統(tǒng)原理圖，支腿裝置裝配圖，零件圖若干。1.5 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）QY12 汽車起重機(jī)總體方案設(shè)計(jì)動(dòng)力型式和傳動(dòng)方案。整機(jī)各機(jī)構(gòu)的總體布置方案。支腿機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)。（2）QY12 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)初選液壓油源回路。各機(jī)構(gòu)工況分析。各機(jī)構(gòu)的液壓缸主參數(shù)設(shè)計(jì)、液壓馬達(dá)主武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5參數(shù)選定。選定各機(jī)構(gòu)的基本回路，包括調(diào)壓回路、調(diào)速回路、換向回路、安全回路、節(jié)能回路等。綜合確定液壓系統(tǒng)原理圖。計(jì)算選定各液壓元件。驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能。本次設(shè)計(jì)重點(diǎn)是該型汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括各機(jī)構(gòu)的基本回路，而本次設(shè)計(jì)主要難點(diǎn)是回路的具體設(shè)計(jì)、液壓元件的選型以及液壓性能的驗(yàn)算。通過本次設(shè)計(jì)可以讓我們對(duì)四年所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)有更深的理解，以及在實(shí)際當(dāng)中的具體運(yùn)用。而針對(duì)本次液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，讓我對(duì)液壓知識(shí)有全面的了解，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為以后學(xué)習(xí)工作都有良好的幫助。1.6 設(shè)計(jì)工作思路閱讀起重機(jī)方面的書籍《工程起重機(jī)》 ，對(duì)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理等有一定的認(rèn)識(shí)；閱讀液壓傳動(dòng)方面的書籍《液壓傳動(dòng)及控制》 ，了解各種液壓部件的工作原理及其作用，同時(shí)挑選出一些可以運(yùn)用在起重機(jī)液壓系統(tǒng)上的各種液壓部件和子系統(tǒng)；查閱一些相關(guān)的國(guó)內(nèi)外最新期刊，了解汽車起重機(jī)發(fā)展情況和相關(guān)技術(shù)；閱讀一些相關(guān)書籍，根據(jù)自己的知識(shí)水平，結(jié)合比較先進(jìn)的技術(shù)設(shè)計(jì)出比較經(jīng)濟(jì)合理的 QY12 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng). 本課題主要針對(duì)汽車起重機(jī)的功能、組成和工作特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外汽車起重機(jī)的運(yùn)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)計(jì)一款能夠適應(yīng)國(guó)內(nèi)外工程建設(shè)的中小型汽車起重機(jī)（QY12）液壓系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)本機(jī)液壓系統(tǒng)時(shí)，在明確設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求，不要偏離題目；仔細(xì)研究設(shè)計(jì)方案，理清設(shè)計(jì)思路，使設(shè)計(jì)過程清晰化，在此基礎(chǔ)上，采取以下步驟：1，調(diào)研，查找資料，仔細(xì)閱讀任務(wù)書，把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)。2，英語論文翻譯，深入理解設(shè)計(jì)內(nèi)容，為設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。3，按任務(wù)書要求進(jìn)行起重機(jī)整體設(shè)計(jì)與計(jì)算。4，進(jìn)行液壓系統(tǒng)子項(xiàng)設(shè)計(jì)與計(jì)算。5，繪制技術(shù)圖草圖。6，設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，繪制技術(shù)圖圖紙武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)62 總體方案設(shè)計(jì)2.1 各工作機(jī)構(gòu)傳動(dòng)型式選定液壓傳動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)，有高速液壓馬達(dá)傳動(dòng)和低速大扭轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)傳動(dòng)兩種型式。高速液壓馬達(dá)傳動(dòng)需通過減速器帶動(dòng)起升卷筒，具有重量輕、體積小、容積效率高、可與驅(qū)動(dòng)油泵互換以及可采用批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)減速器等特點(diǎn)，故廣泛用于中、小型起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)中。低速大扭矩液壓馬達(dá)傳動(dòng)可直接帶動(dòng)起升卷筒，傳動(dòng)簡(jiǎn)單，零件少，起、制動(dòng)性能好，對(duì)油的失純敏感性小。但容積效率低，易影響機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速，體積與重量也比較大。變幅機(jī)構(gòu)有液壓油缸式，由于液壓油缸變幅具有工作平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)輕便和易于布置等特點(diǎn)，它在剛性傳動(dòng)的變幅機(jī)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛。電力和液壓傳動(dòng)中，馬達(dá)（包括電動(dòng)機(jī)）很容易實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)速也不很復(fù)雜，相比之下機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)裝置就要復(fù)雜得多了。采用液壓驅(qū)動(dòng)的伸縮機(jī)構(gòu)，執(zhí)行元件選用液壓油缸，利用缸體和活塞桿的相對(duì)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)下級(jí)吊臂的伸縮。汽車起重機(jī)的支腿必需做成可伸縮的。在老式的起重機(jī)上支腿的伸縮都是人力的，極為不便。在現(xiàn)代的液壓起重機(jī)中，支腿的伸縮也是液壓傳動(dòng)的。本車采用 H 式支腿，此支腿外伸距離大，每一支腿有兩個(gè)液壓缸，一水平的（或略帶傾斜的） ，一垂直的支承液壓缸，支腿外伸后呈 H 形。2.2 起升機(jī)構(gòu)方案起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)械的主要機(jī)構(gòu)，用以實(shí)現(xiàn)重物的升降運(yùn)動(dòng)。起升機(jī)構(gòu)通常由原動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒、制動(dòng)器、離合器、鋼絲繩滑輪組和吊鉤等組成。起升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下所示：武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)7液 壓 馬 達(dá) 減 速 器 卷 筒制 動(dòng) 器離 合 器 吊 鉤鋼 絲 繩 滑 輪 組圖 2.12.2.1 滑輪及滑輪組的選擇滑輪的作用一是用來導(dǎo)向和支承，以改變鋼絲繩的走向；二是組成滑輪組，達(dá)到省力或增速的目的。鋼絲繩依次繞過若干定滑輪和動(dòng)滑輪組成的裝置稱滑輪組。滑輪組按構(gòu)造形式?？煞謫温?lián)滑輪組和雙聯(lián)滑輪組用干橋式類型的起重機(jī)中。在工程起重機(jī)中則采用帶有導(dǎo)向滑輪的單聯(lián)滑輪組?；喗M按工作原理，可分為省力滑輪組和增速滑輪組 。省力滑輪組最常用，起升機(jī)構(gòu)和鋼絲繩變幅機(jī)構(gòu)所用的都是省力滑輪組?？捎幂^小的拉力吊起較重的物品。如圖所示圖 2.2滑輪組倍率的確定懸掛物品的鋼絲繩分支數(shù) Z 與引入卷筒的鋼絲繩分支數(shù)之比稱為滑輪組的倍率（也即卷筒周圍速度與物品起升速度之比） 。對(duì)于單聯(lián)滑輪組，倍率 a 等于承載分支數(shù)Z，即m=Z查文獻(xiàn)【1】 表 3-2-10 則滑輪組倍率 m=623P滑輪組的效率滑輪組的效率與倍率和滑輪的效率有關(guān)，查文獻(xiàn)【1】 表 3-2-1123P武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)8根據(jù) a=6，初步選定滑輪組效率為 0.95。該型汽車起重機(jī)起重量為 12t，因?yàn)榛喗M倍率 a=6，由 在考慮滑12QS=.zm??輪組效率得到單繩拉力為 21KN，根據(jù)起重要求，可初步設(shè)定起升機(jī)構(gòu)單繩速度在主起升機(jī)構(gòu)中滿載時(shí)為 75m/min，空載時(shí)為 130m/min，在副起升機(jī)構(gòu)中滿載時(shí)為98m/min，空載時(shí)為 108m/min。鋼絲繩的選型 在起升機(jī)構(gòu)中還要選擇鋼絲繩類型，鋼絲繩是由許多高強(qiáng)鋼絲編繞而成。鋼絲的材料通常采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼，其含碳量為 0.5%～0.8%，含硫磷量不大于 0.03%。根據(jù)不同的使用目的，其結(jié)構(gòu)和編繞方式各不相同，有單繞、雙重繞、三重繞等型式。起重機(jī)用鋼絲繩采用雙繞繩，即先由鋼絲繞成股，再由股圍繞繩芯繞成繩。根據(jù)鋼絲繞成股和股繞成繩的相互方向可分為:1.順繞繩,鋼絲繞成股與股繞成繩的方向相同。這種鋼絲繩撓性好，使用壽命長(zhǎng)，但容易松散和扭轉(zhuǎn)。故只宜用于經(jīng)常保持張緊狀態(tài)的地方，如小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的牽引繩。在起升機(jī)構(gòu)中不宜采用。2.交繞繩，鋼絲繞成股與股繞成繩的方向相反。其撓性與使用壽命都較順繞繩差。但由于繩與股的扭轉(zhuǎn)趨勢(shì)相反，克服了扭轉(zhuǎn)和易松散的缺陷，故在起升機(jī)構(gòu)中應(yīng)用較廣。 對(duì)于鋼絲繩直徑的選擇計(jì)算，鋼絲繩工作時(shí)的受力情況復(fù)雜多變。內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)除受拉外，繞上滑輪與卷筒時(shí)還受到彎曲和擠壓，鋼絲間也產(chǎn)生相互擠壓。為簡(jiǎn)化計(jì)算，設(shè)計(jì)時(shí)一般采用靜力計(jì)算法。 《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》鋼絲繩直徑按下式確定:dcs?（2.1）式中 d—鋼絲繩最小直徑(mm)，c—選擇系數(shù)，S—鋼絲繩最大工作靜拉力(N).鋼絲繩的最大靜拉力在起升機(jī)構(gòu)中，由起升載荷考慮滑輪組效率和倍率之后確定。選擇系數(shù) c 的取值與機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別有關(guān)，查文獻(xiàn) 【1】 表 3-1-2 得到，c=0.095 再95P綜合計(jì)算誤差，所以初步得到 d=14mm。2.2.2 卷筒計(jì)算卷筒用以收放鋼絲繩，把原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給鋼絲繩，并將原動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)9變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。按照卷簡(jiǎn)的外形可有圓柱形與圓錐形之分。起重機(jī)械中主要采用。圓柱形卷筒。在某些特殊倩況下，如在變幅機(jī)構(gòu)中鋼絲繩對(duì)卷筒的拉力變化范圍較大，或者為了保證變幅時(shí)物品高度位置不變時(shí)，也可以考慮采用圓錐形卷筒。按鋼絲繩在卷筒上的卷繞層數(shù)可分為單層繞卷筒和多層繞卷筒。單層繞卷筒表面通常切有螺旋形繩槽。繩槽節(jié)距比鋼絲繩直徑稍大。繩槽半徑也比鋼絲繩半徑稍大，這樣既增加了鋼絲繩與卷筒的接觸面積。又可防止相鄰鋼絲間相互摩擦，從而提高鋼絲繩的使用壽命。多層繞卷筒容繩量大。工程起重機(jī)隨著起升高度的增大，起升機(jī)構(gòu)中卷筒的繞繩量相應(yīng)增加。采用尺寸較小的多層繞卷筒，對(duì)于減小機(jī)構(gòu)尺寸十分有利。多層繞卷筒的表面可以做成光面的，也可以做成有螺旋繩槽的。卷筒兩端必須有側(cè)板以防鋼絲繩脫出，其高度應(yīng)比最外層鋼絲繩高出(1～2.5)d。但多層卷筒鋼絲繩所受的擠壓力大，相互間摩擦力大，卷繞層數(shù)較多時(shí)容易產(chǎn)生亂繩現(xiàn)象，設(shè)計(jì)中須從多方面采取措施，予以注意。選擇卷筒直徑，滑輪直徑是按照鋼絲繩中心計(jì)算的 DD=（e-1）·d （2.2）式中:D——按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪(或卷筒)的最小卷繞直徑(mm);e——與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，查手冊(cè) 表 3-3-2，e=1628Pd——鋼絲繩的直徑(mm)。根據(jù)文獻(xiàn)【1】 表 3-3-9 得 D=350mm，實(shí)際要求可237布置繞層繩數(shù)為 4 層。2.3 變幅機(jī)構(gòu)方案2.3.1 起重臂長(zhǎng)度尺寸選定考慮起重臂后端結(jié)構(gòu)布置的需要，又可略增加起升高度，選定起重臂后鉸點(diǎn)位置-相對(duì)中心線向下偏置 e0=200。依據(jù)初選鋼絲繩直徑，選定滑輪直徑 D=φ350?？紤]起重臂前端結(jié)構(gòu)布置的需要，選定上滑輪中心線相對(duì)起重臂中心線向上偏置es=400；下滑輪中心線相對(duì)起重臂中心線向下偏置 ex=500?？紤]起重臂各節(jié)前端加強(qiáng)肋條等結(jié)構(gòu)布置的需要，根據(jù)文獻(xiàn)【2】 選定17Pa=250mm起重臂全部伸出時(shí)，各節(jié)臂之間的最小搭接長(zhǎng)度，應(yīng)滿足不小于本節(jié)臂長(zhǎng) 20%的經(jīng)驗(yàn)要求，根據(jù)文獻(xiàn)【2】 選定最小搭接長(zhǎng)度 c=300172P依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，基本臂長(zhǎng)度 L01≈8600；主臂最大長(zhǎng)度 L03≈20800。根據(jù)文獻(xiàn)武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)10【2】 （13-6）172P031()(1)LKaL????（2.3）K 為吊臂節(jié)數(shù)，K=3，經(jīng)試算后選定各節(jié)臂伸縮長(zhǎng)度 L=6350mm。根據(jù)文獻(xiàn)【2】（13-10 ）各節(jié)臂的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為：173PL3=0.2L+L=7620mm （2.4）L2=1.2L+c-a=7670mm （2.5）L1=1.2L+2（c-a）=7720mm （2.6）2.3.2 變幅油缸鉸點(diǎn)的確定 b|è圖 2.3其中： 為起升角度；H 為起升高度， 為根部鉸點(diǎn)到地面的距離，根據(jù) 《工程?0h起重機(jī)》 一般選取適當(dāng)，在 2-3 米之間，取 =2m； 為滑輪組的高度，17p0h ah=1.5m； 為下滑輪中心線相對(duì)起重臂中心線向下偏置， =0.5m； 為起重臂根部ahxe xe0鉸點(diǎn)位置- 相對(duì)中心線向下偏置，e 0=0.2m；R 為工作幅度， a 為根部鉸點(diǎn)到回轉(zhuǎn)中心的距離，根據(jù)《工程起重機(jī)》 （13-3）17pa= Rmin， '0cosl??武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11（2.7）Rmin， =3m其中 =（0.7-0.8） ； = 帶入可求得 a=1.8m 有設(shè)計(jì)任務(wù)知油缸鉸點(diǎn)到'?max?a80?回轉(zhuǎn)中心的距離 f=2.4m根據(jù)《工程起重機(jī)》 174p2min12min(0.34)OSO???i 12max(.67)?（2.8）計(jì)算變幅油缸最小長(zhǎng)度 最大長(zhǎng)度 油缸根部鉸點(diǎn)到起12min4.?12max.重臂根部鉸點(diǎn) ；起重臂根部鉸點(diǎn)到油缸鉸點(diǎn) 的距離 =4.1m14.3O?O22.4 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)方案工程起重機(jī)能將起重物送到指定工作范圍內(nèi)的任意一空間位置，除了依靠起升機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)重物的垂直位移外，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)水平位移的方法之一，盡管此種運(yùn)動(dòng)形式的水平移動(dòng)范圍有限，但所需功率小，要求也比較簡(jiǎn)單，故在大多數(shù)工程起重機(jī)中被采用，而且一般還都設(shè)計(jì)成全回轉(zhuǎn)式的，即可在左右方向任意進(jìn)行回轉(zhuǎn)。只有在特定的起重機(jī)上，才設(shè)有非全回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或不設(shè)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，而用其它機(jī)構(gòu)來調(diào)整空間位置。在實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，起重機(jī)的回轉(zhuǎn)部分與非回轉(zhuǎn)部分之間的傳力裝置稱為回轉(zhuǎn)支承裝置，驅(qū)動(dòng)部分則稱為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，有時(shí)也把這兩部分統(tǒng)稱為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。全回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由三部分組成:(一)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)機(jī)，是整機(jī)的傳動(dòng)分流裝置中的一個(gè)傳動(dòng)元件，它可以是電機(jī)、液壓馬達(dá)，或者是某根軸。一般來說，原動(dòng)機(jī)的選擇是由起重機(jī)的總動(dòng)力源所決定的。(二)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動(dòng)裝置，一般起減速作用。(三)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)小齒輪通過和回轉(zhuǎn)支承裝置上的大齒圈嚙合，以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)平臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖所示：武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12回 轉(zhuǎn) 小 齒 輪 減 速 器制 動(dòng) 器液 壓 馬 達(dá) 回 轉(zhuǎn) 盤 齒 圈圖 二 回 轉(zhuǎn) 機(jī) 構(gòu) 簡(jiǎn) 圖圖 2.42.5 支腿機(jī)構(gòu)方案汽車起重機(jī)的支腿必需做成可伸縮的。在老式的起重機(jī)上支腿的伸縮都是人力的，極為不便。在現(xiàn)代的液壓起重機(jī)中，支腿的伸縮也是液壓傳動(dòng)的。輪胎式起重機(jī)支腿從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來分可有下五種型式:(一)蛙式支腿式，支腿的伸縮動(dòng)作是由一個(gè)液壓缸完成。支腿的運(yùn)動(dòng)軌跡，除垂直位移外，在接地時(shí)還有水平位移。這水平位移引起摩擦阻力.增大了液壓缸的推動(dòng)力。為減少液壓缸的作用力，將液壓缸位置抬高。(二)H 式支腿，此支腿外伸距離大，每一支腿有兩個(gè)液壓缸，一水平的(或略帶傾斜的) ，一垂直的支承液壓缸，支腿外伸后呈 H 形。為保證足夠的外伸距離，左右支腿相互叉開。H 式支腿對(duì)地面適應(yīng)性好，易于調(diào)平，廣泛采用在中、大型起重機(jī)上。(三)X 式支腿， X 式支腿的垂直支承液壓缸作用在橫梁的中間，橫梁直接支承在地面上，這就比 H 式支腿穩(wěn)定。但 X 式支腿離地間隙較小，在打支腿時(shí)有水平位移。它與 H 式支腿常混合應(yīng)用在起重機(jī)上。但 H 式支腿高度高，影響作業(yè)空間。同時(shí)，支腿必須與橫梁固接，以保證支腿結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定。(四)輻射式支腿，主要應(yīng)用在大型的輪胎式起重機(jī)上，由于支腿反力極大，所以車架大梁要做得非常高大。為了減輕車架重量，減少車架變形，將支腿做成輻射式。回轉(zhuǎn)支承裝置承受的全部力和力矩直接作用在支腿結(jié)構(gòu)上，而不象通常的那樣經(jīng)過車架大梁傳到支腿結(jié)構(gòu)上。(五)鉸接式支腿，主要應(yīng)用在中型起重機(jī)上，支腿不一定做成幅射式，但活動(dòng)支腿部分可以做成鉸接擺動(dòng)式，而不做成伸縮式，用液壓缸收攏或伸開。支腿在工作時(shí)如同 H 式支腿，收攏時(shí)活動(dòng)支腿緊靠車架大梁兩側(cè)。這種支腿的剛度比 H 式支腿好，沒有因伸縮套筒之間的間隙而引起的車架擺動(dòng)現(xiàn)象。綜合考慮各方面因素，本車采用 H 式支腿結(jié)構(gòu)比較合理。武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)13圖 2.5對(duì)于支腿跨距的確定, 輪胎式起重機(jī)支腿是前后設(shè)置的，并向兩側(cè)方向伸出，形成矩形穩(wěn)定面。由于輪胎式起重機(jī)主要在側(cè)方工作，國(guó)家系列中又規(guī)定了幅度的最小值，故某一噸位起重機(jī)的支腿橫向跨距不得超過某規(guī)定數(shù)值，以滿足最小有效幅度的要求。但跨距取大了，雖然在起重機(jī)工作時(shí)穩(wěn)定性好，但過大的穩(wěn)定也是不必要的，有時(shí)甚至是有害的。因?yàn)楫?dāng)超載時(shí)，過大的穩(wěn)定使起重機(jī)司機(jī)不感到超載的危險(xiǎn)，當(dāng)無自動(dòng)報(bào)警裝置時(shí)，而有使吊臂損壞的可能。因此，支腿橫向跨距選取要適當(dāng)，原則上是起重機(jī)在吊臂強(qiáng)度允許的起重量時(shí)，其穩(wěn)定度達(dá)到規(guī)定的要求即可。支腿全部外伸時(shí)可將起重機(jī)作業(yè)區(qū)域分四塊:即右側(cè)方作業(yè)區(qū)、前方作業(yè)區(qū)、左側(cè)方作業(yè)區(qū)和后方作業(yè)區(qū)。支腿跨距的確定，完全從穩(wěn)定角度出發(fā)。支腿橫向外伸跨距的最小值是要保證起重機(jī)在正側(cè)方吊重的穩(wěn)定，也即是在起吊臨界起重量時(shí)，全部重量的合力將落在支腿中心線上。也就是要使支腿中心連線內(nèi)、外的力矩處于平衡狀態(tài)。結(jié)合該型汽車起重機(jī)整體尺寸，液壓系統(tǒng)元件的選擇2.5.1 支腿壓力的計(jì)算計(jì)算支腿壓力是求起重舉升汽車工作時(shí)支腿所承受的最大反力，該力式支腿強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。在計(jì)算時(shí)一般都按彈性支撐的假定條件來計(jì)算支腿反力。假定起重舉升汽車在起重作業(yè)時(shí)支撐在 A,B,C,D 四個(gè)支腿上。如圖 2- 所示。臂架位置在離作業(yè)車縱軸線（x 軸） ?角處。設(shè)作業(yè)車不會(huì)轉(zhuǎn)部分的重力為 G2，其質(zhì)心位置 O2 在離支腿中心（坐標(biāo)原點(diǎn) O）e 2處，回轉(zhuǎn)中心 O0離支腿對(duì)稱中心 O的距離為 e0,設(shè)上車回轉(zhuǎn)部分合重力為 G0，且合力至 O0的距離為 r0，則作用在臂架平武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)14面內(nèi)的力矩 M 為 G0.r0。于是可求得四個(gè)支腿上的壓力為圖 2.6 02A1cosin()(1)()4baeFGMb?? ??????? ?? ?02 i()()()B021cosin()(1)()4baCeFGb?? ????? ?? ?02 i()()()DM??當(dāng)舉升臂位于正側(cè)方作業(yè)時(shí)， = ,則上式可簡(jiǎn)化為?9?02A1()(1)4eFGba??????????02()()B M武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)15021()(1)4CeMFGba?????????02()()D?（2.9）由設(shè)計(jì)參數(shù)可知：2a=4800mm；2b=3980mm，底盤 G2=4650kg（底盤占總重 65%） ；G0=2503kg；r 0=2.4m 可算得最大支撐反力 Fmax=100kn。2.5.2 H 式支腿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由 H 式支腿的組成可知，這種形式的支腿主要由水平腿箱和垂直腿箱組成，腿箱一般為金屬板材構(gòu)成的箱型斷面尺寸，可按組合梁的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。（1）活動(dòng)水平腿箱設(shè)計(jì) 水平腿箱是支腿的主要受力構(gòu)件，可以看做一橫梁，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。按經(jīng)濟(jì)條件確定活動(dòng)水平腿箱的高度尺寸。圖 2.7 H 式支腿的結(jié)構(gòu)1-支撐腳 2-垂直支撐腿 3-加強(qiáng)箍 4-垂直固定箱 5-垂直缸 6-銷 7-水平活動(dòng)箱 8-加強(qiáng)板 9-加強(qiáng)筋 10-加強(qiáng)箍 11-水平缸 12-水平固定箱由圖 2- 中 C-C 斷面可知，活動(dòng)水平腿箱的箱型結(jié)構(gòu)由上下翼緣（翼板）和兩側(cè)腹板組成，在滿足一定載荷的強(qiáng)度條件時(shí)，若腿箱高度尺寸 h 增加，則翼緣可減小，但腹板要加高，結(jié)構(gòu)質(zhì)量（兩翼緣和兩腹板質(zhì)量之和）亦發(fā)生相應(yīng)的變化。這里提出按經(jīng)濟(jì)條件設(shè)計(jì)腿箱的高度，就是使腿箱總的結(jié)構(gòu)質(zhì)量最小的高度，稱為理想高度。若設(shè)計(jì)的高度太小或小于理想高度，都會(huì)使整個(gè)腿箱的結(jié)構(gòu)質(zhì)量增加，由此提出經(jīng)濟(jì)條件下的腿箱高度 h 為（2.10）x3hW=0.91?武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)16式中 ??35xMLW??—按支撐點(diǎn)懸伸距離 L 的 3/5 處最大合成彎矩求得的抗彎截面模量；—材料的許用應(yīng)力;45 鋼 ???=100Mpa?h—腹板的厚高比， 0ht??；th—腹板的厚度；h0—腹板的高度。設(shè)計(jì)時(shí)， h 按下式確定.crhDEK?（2.11）式中 cr?—臨界應(yīng)力，是腹板不喪失局部穩(wěn)定性的最大極限應(yīng)力，設(shè)計(jì)時(shí)可初選cr=1.25??21()Du???剛度系數(shù)；u—材料泊松比 u=0.33；E—材料彈性模量，E=210Gpa；K—板邊支撐情況影響系數(shù)，可取 1.2-1.5.一般 h 可在 1/40~1/60 之間取值。?腹板厚度 th 可由下式確定（2.12）1(~)6024hth?活動(dòng)水平腿箱上下翼板尺寸確定：腿箱高度 h 與寬度 b 之比值為 1.4(h/b)1.7,且可根據(jù)腹板面積與蓋板面積相等原則，確定翼板的板厚 tb。兩腹板的間距 b0 由下式確定023.hbt???（2.13）式中 —焊縫高度，不小于 2mm，取 =3mm；代入數(shù)據(jù)后求得??h=0.02m， h=0.15m；t h=0.002m；b=0.09m；b 0=0.077m?在活動(dòng)支腿箱與固定支腿箱搭接處，由于受局部壓應(yīng)力，在此處增設(shè)加強(qiáng)板，一般為上下布置，且以此處的最大彎矩確定加強(qiáng)板面積，加強(qiáng)板延伸至 3L/5 處。武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)17(2)固定水平腿箱設(shè)計(jì) 一般固定水平腿箱按照活動(dòng)腿箱截面進(jìn)行設(shè)計(jì)，為保證高空作業(yè)車整車在工作中能平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，一般上下間隙 =3mm，橫向間隙 =5mm。1?2?為保證兩腿箱搭接處的強(qiáng)度，在入口處設(shè)有加強(qiáng)箍與加強(qiáng)筋，兩腿箱的搭接處長(zhǎng)度一般取活動(dòng)腿箱總長(zhǎng)的 1/3，且在固定腿箱的后搭接處也設(shè)有加強(qiáng)箍。（3）垂直腿箱的設(shè)計(jì) 垂直腿固定箱截面可設(shè)計(jì)成方形，在入口部亦設(shè)有加強(qiáng)箍?；顒?dòng)箱主要是保證支撐部位在受軸向力后不識(shí)穩(wěn)和保證活動(dòng)體有可靠的垂直支撐設(shè)計(jì)的，結(jié)構(gòu)形式是活動(dòng)腿箱的上端與液壓缸桿固定，活動(dòng)腿箱為滑動(dòng)配合，其間隙一般為 1~2mm。用前述方法求得的最大支腿壓力，校核所有支腿的強(qiáng)度和剛度。（4）支撐腳設(shè)計(jì) 支撐腳是保證作業(yè)車工作時(shí)，能在規(guī)定的地面承受壓力不下陷。且保證在不同地面能可靠支撐一般支撐腳要在最大支反力保證有足夠的接地面積 A，即??dF??（2.14）式中 F—最大支反力；—地基強(qiáng)度，一般取為 1.6Mpa。 625cm2??d?A?支腿與液壓缸采用球式鉸接，以滿足不同地形的支撐3 液壓系統(tǒng)元件的選擇3.1 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)功能、組成和工作特點(diǎn)汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)一般由起升、變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)、支腿和控制六個(gè)主要回路組成。各個(gè)回路具有不同的功能、組成和工作特點(diǎn)：(1) 起升回路武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)18起升回路起到使重物升降的作用。起升回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓離合器和液壓馬達(dá)組成。`起升回路是起重機(jī)液壓系統(tǒng)的主要回路，對(duì)于大、中型汽車起重機(jī)一般都設(shè)置主、副卷揚(yáng)起升系統(tǒng)。它們的工作方式有單獨(dú)吊重、合流吊重以及共同吊重三種方式，其中對(duì)于吊大噸位且要求速度不太高時(shí)用主卷揚(yáng)吊的方式，對(duì)于吊小噸位且要求速度不太高時(shí)用副卷揚(yáng)吊單獨(dú)吊重的方式；對(duì)于吊大噸位且要求速度比較高時(shí)用主卷揚(yáng)泵合流吊重的方式；對(duì)于吊比較長(zhǎng)的物體時(shí)用共同吊重的方式。(2) 回轉(zhuǎn)回路回轉(zhuǎn)回路起到使吊臂回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)重物水平移動(dòng)的作用。回轉(zhuǎn)回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓離合器和液壓馬達(dá)組成。由于回轉(zhuǎn)力比較小所以其結(jié)構(gòu)沒有起升回路復(fù)雜?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使重物水平移動(dòng)的范圍有限，但所需功率小，所以一般汽車起重機(jī)都設(shè)計(jì)成全回轉(zhuǎn)式的，即可在左右方向任意進(jìn)行回轉(zhuǎn)。 (3) 變幅回路絕大部分工程起重機(jī)為了滿足重物裝、卸工作位置的要求，充分利用其起吊能力（幅度減小能提高起重量） ，需要經(jīng)常改變幅度。變幅回路則是實(shí)現(xiàn)改變幅度的液壓工作回路，用來擴(kuò)大起重機(jī)的工作范圍，提高起重機(jī)的生產(chǎn)率。變幅回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥和變幅液壓缸組成。工程起重機(jī)變幅按其工作性質(zhì)可分為非工作性變幅和工作性變幅兩種。非工作性變幅指只是在空載條件下改變幅度。它在空載時(shí)改變幅度，以調(diào)整取物裝置的位置，而在起升、回轉(zhuǎn)的重物裝卸移動(dòng)過程中，幅度不改變。這種變幅次數(shù)一般較少，而且采用較低的變幅速度，以減少變幅機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)功率，這種變幅的變幅機(jī)構(gòu)要求簡(jiǎn)單。工作性變幅能在帶載的條件下改變幅度。為了提高起重機(jī)的生產(chǎn)率和更好地滿足裝卸工作的需要，常常要求在吊裝重物時(shí)改變起重機(jī)的幅度，這種類型的變幅次數(shù)頻繁，一般采用較高的變幅速度以提高生產(chǎn)率。工作性變幅驅(qū)動(dòng)功率較大，而且要求安裝限速和防止超載的安全裝置。與非工作性變幅相比，這種變幅要求的變幅機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，自重也較大，但工作性能卻大為改善。汽車起重機(jī)由于使用了支腿，當(dāng)重物不超過額定最大起重量一半時(shí)，可以帶載變幅。(4) 伸縮回路伸縮回路可以改變吊臂的長(zhǎng)度，從而改變起重機(jī)吊重的高度。主要由液壓泵、換向閥、液壓缸和平衡閥組成。根據(jù)伸縮高度和方式不同其液壓缸的節(jié)數(shù)結(jié)構(gòu)也就大不相同。汽車起重機(jī)的伸縮方式主要有同步伸縮和非同步伸縮兩種，同步伸縮就是各節(jié)液壓缸相對(duì)于基本臂同時(shí)伸出一樣長(zhǎng)度。采用這種伸縮方式不僅可以提高臂的伸出效率，而且可以使起重臂的武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)19受力狀況大大改善，提高起重機(jī)的工作性能。伸縮回路只能在起重機(jī)吊重之前伸出。（5）支腿回路支腿回路是用來驅(qū)動(dòng)支腿，伸縮支承整臺(tái)起重機(jī)的自重和起重量。支腿回路主要由液壓泵、水平液壓缸、垂直液壓缸、換向閥和雙向液壓鎖組成。汽車起重機(jī)設(shè)置支腿可以大大提高起重機(jī)的起重能力。為了使起重機(jī)在吊重過程中安全可靠，支腿要求堅(jiān)固可靠，伸縮方便。在行駛時(shí)收回，工作時(shí)外伸撐地。還可以根據(jù)地面情況對(duì)各支腿分別進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。（6）控制回路控制回路是用來液壓系統(tǒng)各回路油液流通方向，從而使液壓缸、液壓馬達(dá)可不同方向動(dòng)作。控制回路主要由換向閥、單向閥，溢流閥，平衡閥組成?？刂苹芈肥瓜到y(tǒng)達(dá)到所要求功能，而且還可保證系統(tǒng)平穩(wěn)、安全運(yùn)行。3.2 典型工況分析及對(duì)系統(tǒng)要求3.2.1 伸縮機(jī)構(gòu)的作業(yè)情況汽車起重機(jī)工作中主要用到的機(jī)構(gòu)是主、副卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；在重物下降定位時(shí)常常用到變幅機(jī)構(gòu)。帶載伸縮是比較危險(xiǎn)的，在實(shí)際作業(yè)中很少使用，空載吊臂伸縮循環(huán)僅占試驗(yàn)基本工況作業(yè)循環(huán)次數(shù)的 5％，故伸縮及帶載伸縮不是典型工況。3.2.2 副臂的作業(yè)情況大多數(shù)汽車起重機(jī)都帶有副臂，它的作用是增加起重機(jī)的最大起升高度。很多大型汽車起重機(jī)主臂前都有一個(gè)突出滑輪，在副卷揚(yáng)工作時(shí)，順著滑輪升降副吊鉤，用于幅臂單獨(dú)起吊較小起重量，很少使用。而用副臂幅卷揚(yáng)與主卷揚(yáng)進(jìn)行共同吊重的情況更為少見。本機(jī)屬于中型起重機(jī)，一般不提倡采用副臂工作，不過它可以增加最大起升高度，用于特殊場(chǎng)合。3.2.3 典型工況的確定根據(jù)各機(jī)構(gòu)的實(shí)際作業(yè)情況，起重機(jī)試驗(yàn)規(guī)范，以及很多操作者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，可確定表 4-1 的五種工況，作為大中型汽車起重機(jī)的典型工況。設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)要求各系統(tǒng)的動(dòng)作能夠滿足這些工況要求。表 4-1 汽車起重機(jī)典型工況表序序號(hào)工 況 一次循環(huán)內(nèi)容 特 點(diǎn)武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)201 基本臂；額定起重量的80％；相應(yīng)的工作幅度。主卷揚(yáng)起升－回轉(zhuǎn)－下降（中間制動(dòng)一次）起重噸位大，動(dòng)作單一，很少與回轉(zhuǎn)等機(jī)構(gòu)組合動(dòng)作2 基本臂；額定起重量的80％；相應(yīng)的工作幅度。主卷揚(yáng)起升－回轉(zhuǎn)－下降－停頓 —起升－回轉(zhuǎn)－下降（中間制動(dòng)一次）主卷揚(yáng)組合動(dòng)作主要用于平吊安裝或空中翻轉(zhuǎn)3 中長(zhǎng)臂；中長(zhǎng)臂最大額定起重量的 1/2；相應(yīng)的工作幅度。（主卷揚(yáng)起升＋回轉(zhuǎn)）－變幅－下降－（起升＋回轉(zhuǎn)）－下降（中間制動(dòng)一次）起重機(jī)在額定起重量的（ 50～60）％的作業(yè)工況最多4 中長(zhǎng)臂；中長(zhǎng)臂最大額定起重量的 1/2；相應(yīng)的工作幅度。主卷揚(yáng)起升－回轉(zhuǎn)－變幅－下降－停頓—起升－回轉(zhuǎn)－下降（中間制動(dòng)一次）中長(zhǎng)臂中等起重量工況出現(xiàn)機(jī)率大，此時(shí)平吊安裝或空中翻轉(zhuǎn)作業(yè)也常用5最長(zhǎng)臂；最長(zhǎng)臂最大額定起重量的 1/2；相應(yīng)的工作幅度。主卷揚(yáng)起升－回轉(zhuǎn)－變幅－下降(中間制動(dòng)一次）很多工況并不是利用汽車起重機(jī)起吊噸位大的特點(diǎn)，而是利用它臂長(zhǎng)特點(diǎn)起吊小起重量高空作業(yè)3.2.4 各種執(zhí)行元件的選擇以上各步完成以后，本機(jī)的總體方案也已基本確定，各回路的主要元件也可初步確定了。1、動(dòng)力元件 齒輪泵（三聯(lián)）2、執(zhí)行元件 起升馬達(dá)、 回轉(zhuǎn)馬達(dá)、 變幅油缸、 伸縮油缸、支腿水平油缸、支腿垂直油缸、卷筒制動(dòng)油缸3、控制元件 單向閥、順序閥、換向閥、溢流閥、平衡閥、梭閥、節(jié)流閥、雙向液壓鎖等4、輔助裝置 油箱、 濾油器、軟管、硬管、管接頭、中心回轉(zhuǎn)接頭武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)214 各液壓回路組成原理和性能分析武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)22圖 4.1 液壓原理圖4.1 主卷揚(yáng)回路4.1.1 性能要求要求卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)微動(dòng)性好，起、制動(dòng)平穩(wěn)，重物停在空中任意位置能可靠制動(dòng)，即二次下滑問題，以及二次下降時(shí)的重物或空鉤下落問題，即二次下降問題。4.1.2 主要元件武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)23泵 1.2、液壓馬達(dá) 21、平衡閥 22、安全閥 14.7、單向閥、制動(dòng)液壓缸 24、離合液壓缸 25、單向節(jié)流閥 26、三位六通換向閥 14.64.1.3 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理起升回路的主要功能是使被起吊的重物上升或下降，也就是使起升液壓馬達(dá) 21 正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。起升回路的能源是泵 1.2。泵 1.2 排出的油經(jīng)中心回轉(zhuǎn)接頭 2、管路 32 和單向閥到達(dá)換向閥 14.6。換向閥14.6 是一個(gè)三位六通換向閥。當(dāng)閥 14.6 處于中位時(shí)，來自泵 1.2 的油經(jīng)閥 14.6、管路 39 回油箱。來自泵 1.3 的油經(jīng)閥 14.2 中位、閥 14.4 中位、閥 14.5 中位和閥 14.6 中位，也回油箱。當(dāng)閥 14.6 在位置 1 工作時(shí)，泵 1.1 的油從閥 14.5 的中位排出后，經(jīng)閥 14.6、管路39 回油箱。泵 1.2 的油經(jīng)閥 14.6、管路 47、閥 22 中的單向閥進(jìn)入液壓馬達(dá) 21 的油口A，此進(jìn)時(shí)液壓馬達(dá)低速轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)的工況是重物上升。 B 口的油經(jīng)閥 14.6、管路 39回油箱。當(dāng)閥 14.6 在位置 2 時(shí)，來自泵 1.1 的油經(jīng)閥 14.6 回油箱，來自泵 1.2 的油經(jīng)閥14.6、管路 44，進(jìn)入液壓馬達(dá) 21 的油口 B，同時(shí)打開閥 22 中的它控順序閥，此時(shí)液壓馬達(dá) 21 低速轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)的工況是重物下降。油口 A 的油經(jīng)閥 22 中的順序閥、閥14.6、管路 39 回油箱。若重物超速下行，即液壓馬達(dá) 21 超速旋轉(zhuǎn)時(shí)，管路 44 中的壓力降低，閥 22 中順序閥的開口減小，從而可限制液壓馬達(dá) 21 超速。起升回路安全閥 14.7 的調(diào)定壓力為 21MPa。4.2 回轉(zhuǎn)回路4.2.1 性能要求具有獨(dú)立工作能力；工作過程中必須防止“打滑現(xiàn)象”和自由擺動(dòng)，微動(dòng)性能好。4.2.2 主要元件泵 1.1、雙向定量液壓馬達(dá) 16、中心回轉(zhuǎn)接頭 2、蓄能器 12、順序閥 10、安全閥14.1、三位六通換向閥 14.24.2.3 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理雙向定量液壓馬達(dá) 16 回轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)小齒輪、大齒圈使轉(zhuǎn)臺(tái)可做 360°回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)臺(tái)的軸線垂直地面。當(dāng)閥 4.2 下位工作時(shí)，泵 1.1 排出的油經(jīng)管路 27、閥 42、管路 37、中心回轉(zhuǎn)接頭2 到順序閥 10。外控順序閥 10 的調(diào)壓范圍時(shí) 5～9MPa。當(dāng)管路 37 中的壓力小于 5MPa時(shí)，順序閥 10 不能啟動(dòng)。壓力油經(jīng)管路 29，閥組 11 向蓄能器 12 充夜，儲(chǔ)蓄液壓能。武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)24當(dāng)蓄能器 12 的壓力達(dá)到 9MPa 時(shí)，壓力油經(jīng)控制油路 30 打開順序閥 10。管 37 的油經(jīng)閥 10 管路 38 到達(dá)換向閥 14.2 和溢流閥 14.1。溢流閥 14.1 的調(diào)定壓力為 17.5MPa。閥 14.1 正常工作時(shí)不開啟，若閥 14.2、14.4、14.5、14.6 均處于中位，則從閥 14.2排出的油經(jīng)閥 14.4、14.5、14.6、管路 39、中心回轉(zhuǎn)接頭 2、濾油器組件 9 回油箱。中心回轉(zhuǎn)接頭 2 以下的各液壓件固定在車體上不動(dòng)，中心回轉(zhuǎn)接頭 2 以上的各液壓件固定在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上操作室內(nèi)，和旋轉(zhuǎn)臺(tái)一起回轉(zhuǎn)，因此需要中心回轉(zhuǎn)接頭 2，使上下兩部分液壓油路可暢通無阻地連接，而不受它們有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的影響。換向閥 14.2 是三位六通閥，當(dāng)閥上位或下位工作時(shí)可使液壓馬達(dá) 16 正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。4.3 伸縮回路4.3.1 性能要求起、制動(dòng)平穩(wěn)，多級(jí)液壓缸應(yīng)具有一定的伸縮選擇能力。4.3.2 主要元件泵 1.3、液壓缸 17、三位六通換向閥 14.4、平衡閥 18、安全閥 15。4.3.3 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理伸縮回路的功用是控制伸縮液壓缸 17 的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。伸縮回路的能源是泵 1.3。泵 1.3 排出的油經(jīng)中心回轉(zhuǎn)接頭 2、管路 31，到達(dá)換向閥 14.4。若換向閥 14.2 和 14.4 都處于中位，則泵 1.1 和泵 1.3 排出的油合流，經(jīng)閥14.4、14.5、14.6 的中位管路 39 回油箱。若閥 14.4 的下位工作時(shí)，則壓力油經(jīng)閥 18 的單向閥進(jìn)入油缸 17 的無桿腔，吊臂伸出。油缸 17 有桿腔中的油經(jīng)閥 14.4，管路 39 回油箱。單向外它控順序閥 18 做平衡閥用。當(dāng)閥 14.4 的上位工作時(shí)，經(jīng)閥 14.4 的油經(jīng)過管路 40 到油缸 17 的有桿腔，同時(shí)打開閥 18 中的順序閥，此時(shí)吊臂縮回。無桿腔中的油經(jīng)過順序閥 18、管路 41、閥 14.4上位、管路 39 回油箱。若吊臂在外界負(fù)載的作用下，以超過供油的速度縮回時(shí)，則有桿腔中的壓力即管路 40 中的壓力下降，閥 18 中順序閥的開度減小，使油缸 17 和吊臂不會(huì)超速縮回。若管路 40 破裂，管路 40 失壓，則順序閥 18 完全關(guān)閉，不致使吊臂突然縮回而引起事故。閥 15 為伸縮回路的溢流閥，它的調(diào)定壓力為 17MPa。正常工作時(shí)不打開，打開時(shí)，閥 15 排出的油經(jīng)管路 42 回油箱。4.4 變幅回路武漢科技大學(xué)本學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)254.4.1 性能要求起落臂平穩(wěn)，微動(dòng)性好，變幅在任意允許位置停止，均能可靠鎖死。4.4.2 主要元件泵 1.3、變幅油缸 19、三位六通換向閥 14.5、平衡閥 20（單向閥+順序閥） 、安全閥 14.34.4.3 功能實(shí)現(xiàn)和工作原理變幅回路的功能是控制變幅缸 19 的伸縮。泵 1.3 排出的油經(jīng)管路 31、管路 43 到達(dá)換向閥 14.5。若閥 14.5 處于中位，則油經(jīng)閥 14.4 的中位、閥 14.5 的中位、閥 14.6的中位、管路 39 回油箱。換向閥 14.5 上位工作時(shí)，壓力油經(jīng)閥 14.5、平衡閥 20 的單向閥，進(jìn)入缸 19 的無桿腔，變幅缸伸出，吊臂仰起。有桿腔的油經(jīng)閥 14.5、管路 39 回油箱。當(dāng)換向閥 14.5 下位工作時(shí)，壓力油經(jīng)閥 14.5 到油缸 19 的有桿腔，同時(shí)打開平衡閥 20 的順序閥。無桿腔的油經(jīng)閥 20 的順序閥、閥 14.5、管路 39 回油箱，此時(shí)油缸 19縮回，吊臂下俯。當(dāng)?shù)醣鄢傧禄瑫r(shí)，缸 19 有桿腔中的壓力降低，閥 20 順序閥開口減小，變幅缸縮回的速度得以控制，因而可防止吊臂從仰起的位置突然回到水平位置。閥 14.3 是伸縮回路和變幅回路共用的安全閥，其調(diào)定壓力為 16MPa。4.5 支腿回路4.5.1 性能要求（1）要求垂直支腿不泄漏，具有很強(qiáng)的自鎖能力（不軟腿） 。（2）要求各支腿可以進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整。（3）要求水平支腿伸出距離足夠大，能夠滿足最大吊重而不至于整機(jī)傾翻。（4）要求垂直支腿能夠承載最大起重量時(shí)的壓力。（5）起重機(jī)行走時(shí)不產(chǎn)生掉腿現(xiàn)象。4.5.2 主