qy20b汽車起重機液壓系統畢業設計-wenkub

　

【正文】 。哈爾濱工業大學本科畢業設計（論文） QY20B汽車起重機液壓系統設計 1 1 緒論 1. 1 汽車起重機簡介 汽車起重機是 將起重機構部分安 裝在普通 汽車或 特制汽車底盤上的一種起重機，其駕駛室與起重操縱室分開設置。 汽車起重機種類繁多，按起重量分類：有輕型（ 15t 以下）、中型（ 1525t）、重型（ 2550t）、超重型起重機（ 50t 以上）。 國內外汽車起重機研究動態 國內發展趨勢 隨著中國經濟的飛速發展，汽車起重機的市場需求也在不斷的增大，對汽車起重機的要求也在不斷地提高，國內的汽車式起重機的生產企業要想在本領域生存與發展，需要做的事情還很多，在保證 起重機性能的基礎上還要不斷開發出更大噸位的新產品。起重機采用模塊單元化設計，新產品的研制速度都將大大加快，增強了競爭力；起重機控制元件的革新與應用以提高起重機的定位精度；采用遙控系統來控制汽 車式起重機作業，以節省人力，提高工作效率，同時使操作者的工作條件有所改善；研究設計起重機的距離檢測防撞裝置，降低事故發生率。 汽車起重機的主要動力源是液壓泵，能量通過油管和液壓閥等傳輸控制裝置輸送到執行機構液壓馬達或液壓缸。 使得結構緊湊，整機重量減輕，增加了整機的起重性能 。 （ 4） 液壓傳動中可方便的控制壓力閥來控制系統壓力，通過壓力計很容易了解各 處的工作情況和負載大小，從而容易防止過載事故的發生。 東北林業大學畢業設計 3 2 液壓系統功能分析與原理設計 QY20B 汽車起重機工況簡述 QY20B 汽車起重機屬于中型起重機，其需要完成的作業動作比較復雜， 根據起重機試驗規范，以及很多操作者的實際經驗，確定了表 21 中五個作業工況。 圖 21 QY20B汽車起重機示意圖 1— 變幅液壓缸 2— 伸縮臂機構 3— 起省機構 4— 回轉機構 5— 支腿 （ 1）支腿 5為 H型支腿，用于起重作業時 承受整車負載，使得輪胎不與地面接觸， 從而避免了彈性支承。 （ 4）單變幅缸 1 為腹置式，可改變吊臂仰角，以實現不同工作半徑要求。以下是對個回路的初步擬定： （ 1）支腿回路： 起重機設置支腿機構，目的是用于在作業時承受整機的自重和吊重，要求在作業時能獨立調整單個支腿，以調整整車平衡。 同時可以初步確定其油路如圖 22 和圖 23。 回轉回路動 作比較簡單，結合以上條件可知，回轉回路由液壓泵、液壓馬達、換向閥和溢流閥等組成。臂架采用液壓伸縮機構，可以實現無級伸縮和帶載伸縮。此外，為了保證整個回路的壓力在允許值范圍內，可以添設溢流閥。變幅回路則是實現改變伸縮臂工作幅度的液壓回路，此回路采用液壓缸作為液壓執行原件，通過變幅液壓缸的伸縮來控制伸縮臂的幅值變化，擴大了起重機的工作范圍，提高起重機的工作效率。同時為了保證真個油路的油壓處于一 個安全值以內，還應當設置溢流閥。 QY20B 汽車起重機的吊重起升和下降作業由一個大轉矩液壓馬達驅動主、副卷揚工作來完成。同時為了控制整個起升回路的油壓值穩定，在回路中應設有溢流閥。下圖 27 是起升回路油路圖。液壓泵從油箱中吸油，輸出的液壓油經手動閥組 4和 14 輸送到各個執行元件。 支腿回路構 離合器缸 回轉回路 泵 3 泵 1 分動箱 泵 2 起升回路回路 變幅回路 伸縮回路回路 東北林業大學畢業設計 10 圖 29 QY20B汽車起重機液壓系統原理圖 1三聯齒輪泵 2中心回轉接頭 3油箱 4支腿操縱閥 5轉閥 6支腿水平缸 7支腿垂直缸 8液壓鎖 9會有精濾器 10順序閥 11組合閥 12蓄能器 13操縱閥 14多路換向閥 15溢流閥 16回轉馬達 17伸縮臂缸 1 22平衡閥 19變幅缸 20起升馬達 23梭閥 24制動器缸 25離合器缸 26單向阻尼閥 27~34管道 東北林業大學畢業設計 11 QY20B 汽車起重機各液壓回路工作原理分析 （ 1）支腿回路 垂直支腿伸出 進油路：泵 →支腿控制閥 （中位）→支腿操縱閥 （上位）→轉閥 5→液壓鎖 8→支腿垂直缸 7（無桿腔）； 回油路：支腿垂直 缸 7（有桿腔 )→液壓鎖 8→支腿操縱閥 （上位）→油箱； 垂直支腿收回 進油路：泵 →支腿控制閥 （中位）→支腿操縱閥 （下位）→轉閥 5→液壓鎖 8→支腿垂直缸 7（有桿腔）； 回油路：支腿垂直缸 7（無桿腔 )→液壓鎖 8→轉閥 5→支腿操縱閥 （下位）→油箱； 水平支腿伸出 進油路：泵 →支腿控制閥 （上位）→閥 （上位）→支腿水平缸 6（無桿腔）； 回油路：支腿水平缸 6（有桿腔）→閥 （上位）→支腿操縱閥 （中位）→油箱 水平支腿收回 進油路：泵 →支腿控制閥 （上位） →閥 （下位）→支腿水平缸 6（有桿腔）； 回油路：支腿水平缸 6（無桿腔）→閥 （下位）→支腿操縱閥 （中位）→油箱； 整個支腿液壓回路的壓力由溢流閥 控制，其調定壓力為 16MPa。 （ 5）起升回路 進油路：泵 →中心回轉接頭 2→換向閥 （上 /下位一檔）→平衡閥 22→起升馬達（慢速）； 泵 →中心回轉接頭 2 泵 →中心回轉接頭 2→換向閥 （中位） →換向閥 （上 /下位二檔）→平衡閥 22→起升馬達（快速）； 東北林業大學畢業設計 12 3 液壓系統設計及計算 QY20B 汽車起重機工作機構參數和液壓系統參數 工作結構主要參數 支腿機構 垂直支腿： 吊重時支腿油缸最大反力 650 行程 335mm 速比 水平支腿： 水平支腿伸出最大反力 170 行程 1915mm 速比 回轉機構 回轉速度 3 r/min 回轉阻力矩 110 減速器速比 變幅機構 最大行程 2020mm 變幅油缸最大軸向阻力 650 KN 變幅時間 75 Sec 伸縮機構 伸縮臂有五節，四節為伸縮臂，采用兩套油缸和鋼絲繩進行驅動。 （ 4）支腿油缸的選擇 無桿腔缸徑： 垂直支 腿 mmmP FD 1065044 6311 ????? ???? ?? 式中： 1F — 吊重時支腿油缸最大軸向阻力， 1F =650KN； P— 吊重時支腿油缸最大工作壓力， P=20MPa； 水平支腿 mmmP FD 1017044 6322 ????? ???? ?? 式中： 2F — 伸出時支腿油缸最大軸向阻力， 2F =170KN； P— 伸出時支腿油缸最大工作壓力， P=16MPa； 查《液壓傳動設計指南》 180P 表 713 得： 1D =200mm； 2D =100mm。 16Bn — 油泵工作轉速， m in/250016 rnB ? ； VB16? — 油泵容積效率， ?VB? 泵 ： 查 《液壓傳動設計指南》表 81，選取外嚙合齒輪泵 CBZ240，可組成三聯泵，適用于起重運輸。 性能參數為 :最大排量 140 ml/r 額定壓力 25MPa 最大壓力 40MPa 允許轉速 2500r/min （ 3）泵 泵 ，泵 的最大排量需滿足伸縮回路和變幅回路同時工作。 二位三通手動換向閥 ：選用 WMM 型手動換向閥，型號 3WMM10B/F,通徑 10mm，最高工作壓力 ，流量 100L/min， F 是指帶定位裝置。 （ 3）溢流閥 、 、 和 15：選用 DBD 型直動式溢流閥，型號 DBDS25G10NG25. （ 4）三位六通手動換向閥 、 和 ：選用 Z系列多路閥，型號 ZFSL25CYTO通徑 25，流量 130L/min，額定壓力 。最大控制壓力 。 查《液壓傳動設計指南》 182P 表 721，油箱容量為 400L。 高壓管允許流速 2V =。 系統主要性能驗算 （ 1）液壓系統壓力損失驗算 液壓系統壓力損失驗算主要在于了解執行原件能否得到所需的工作壓力。 東北林業大學畢業設計 23 4 變幅液壓缸設計及計算 變幅缸的選型及其主要尺寸參數的確定 （ 1）液壓缸類型及安裝連 接方式的選擇 液壓缸的類型繁多，按工作特點可分為單作用缸、雙作用缸與組合式缸三大類，各類液壓缸的特性及使用場合各有所不同。液壓缸在垂直面內可擺動，活塞桿受彎曲作用較大。 F— 活塞桿上的作用力， 650KN。結構簡單，尺寸小，重量小。 （ 3）缸筒和缸蓋的結構參數的計算 缸筒壁厚 ? ： 查《液壓傳動設計指南》表 46，可得 mm10?? 缸筒外徑 1D 的計算： mDD ?????? ? 查《液壓傳動設計手冊》表 47可得，變幅缸缸筒外徑選用 F 型 245mm。 東北林業大學畢業設計 25 （ 6） 缸筒和缸蓋的加工技術要求 缸筒和缸蓋的加工技術要求主要包括尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度等，詳細設計如下： 缸筒內徑配合精度采用 H9 級精度。缸筒與缸底的焊接應安排在半精加工之前，以防止精加工后引起內控變形。導向孔的表面粗糙度 mRa ?? 。 查《液壓傳動設計指南》表 49可得耳環有關尺寸如下： 耳環寬度 EW==； MS==； L==。 （ 3） 活塞與活塞桿的連接計算 活塞桿危險截面 (螺紋退刀槽）處的拉應力為： M P adKF 44 23211 ?????? ??? 切應力為： 東北林業大學畢業設計 26 MP ad dFKK 2 321 011 ?? ??????? 合成應力為： ? ????? ?????? M P an 2222 式中： 1F — 液壓缸輸出拉力， N； NpdDF 3622221 )(4)(4 ????????? ??