汽车起重机的举升机构说明书

1、北华航天工业学院毕业论文前言起重机械是用来对物料进行起重，运输，装卸和安装作业的机械。它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库，水电站等多个领域和部门中得到广泛的应用。随着生产规模日益扩大，特别是现代化，专业化生产的要求，各种专门用途的起重机相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。世界市场对起重机的需求量正在不断增加。由于工业生产自动化程度的提高和生产规模的扩大以及产品生产过程中物料装卸搬运费用比例不断增加，

2、迫使企业大量采用起重机械。德国是目前世界上最大的起重机生产国之一，美国、日本、法国和俄罗斯也是生产起重机的大国。我国海域辽阔、河流纵横、岸长水深，具有发展水运事业的优越条件。目前，随着我国经济的发展和对外贸易活动的增加，港口的地位越来越突出，是对外交流重要渠道之一。同时，港口建设的发展，港口装卸机械化程度也相应地日益提高。然而目前国内起重机的设计在参数取值与安全系数选取上均与实际情况有较大出入，采用的设计理论比较落后。要使产品性能有根本性变化，还须从设计抓起。近年来，港口起重机械制造单位已着手对起重机零部件的研究，主要包括重要零件材料的采用及结构形式的改进。由于工业生产自动化程度的提高和生产规

3、模的扩大以及产品生产过程中物料装卸搬运费用比例不断增加，迫使企业大量采用起重机械。然而，目前起重机的设计在参数取值与安全系数选取上均与实际情况有较大出入，近年来，起重机制造单位已着手对起重机零部件的研究，主要包括重要零件材料的采用及结构形式的改进。卷筒是起重机上一个重要的零部件，在起升结构中，卷筒用来卷绕，收存钢丝绳，把原动机的回转运动变为钢丝绳的直线运动，与此同时，把原动机的驱动动力传递给钢丝绳。在汽车或汽车专用底盘上装置起重设备，完成装卸货物和建筑构件吊装任务的汽车称为汽车起重机。如图1所示。它是一种行走式起重机械，所以也称为起重汽车或汽车吊车。汽车起重机广泛用于交通运输、建筑工程、油田、

4、矿山、码头和国防部门，特别适用于货物分散、场地狭窄、货物起落高度大的施工现场。在汽车或汽车专用底盘上装置起重设备，完成装卸货物和建筑构件吊装任务的汽车称为汽车起重机。如图1所示。它是一种行走式起重机械，所以也称为起重汽车或汽车吊车。汽车起重机广泛用于交通运输、建筑工程、油田、矿山、码头和国防部门，特别适用于货物分散、场地狭窄、货物起落高度大的施工现场。20世纪中期，由于装配式建筑物的出现，使汽车起重机有了发展，当时就出现主臂长61m，副臂长15.2m，用于装配24层楼房的汽车起重机。随着建筑业的发展，又出现了臂长137m，起重质量250t的重型汽车起重机。1 汽车起重机的类型与结构1.1 汽车

5、起重机的分类（1）按起重质量分类分为轻型、中型、重型和超重型等四类。我国规定各类轻型起重汽车起重质量在5t以下；中型为515t；重型为1550t；超重型为50t以上。（2）按传动形式分类分为机械传动、电力传动和液压传动三种。机械传动起重汽车，由发动机经汽车变速器、分动箱、传动轴驱动齿轮等机构，再带动转台，驱动起重绞车。电力传动起重汽车，由发动机带动发电机，供电给转台、起重绞车和吊臂绞车所用的电动机，完成起重作业。液压传动起重汽车，由汽车的发动机经变速器驱动液压泵，用液体传递能量，驱动液压马达和油缸，再带动转台、绞车和臂杆等，完成货物的空间位移。（3）按汽车起重装置在水平面内的转动范围分类可分为

6、全回转式和非全回转式两种，前者的转台可在360内任意转动，而后者转台转角小于270。（4）按吊臂结构型式分类分为折叠式、伸缩式和桁架式三种。折叠式汽车起重机的吊臂分为几段，各段彼此铰接联结，不工作时各段可以叠合在一起，主要用于轻型汽车起重机，如随车吊。伸缩式汽车起重机的吊臂由几节伸缩臂互相套装而成，伸缩臂在主臂或上一节伸缩臂内可以伸缩，用以改变臂杆的工作长度。中型和重型汽车起重机，几乎都采用液压伸缩式吊臂，采用液压伸缩式吊臂的超重型汽车起重机也与日俱增。桁架式吊臂组装成整体式全金属桁架结构，主要用于重型或超重型汽车起重机。1.2 汽车起重机的结构及举升装置的特点汽车起重机完成重工作时，其作业循

7、环通常是起吊回转卸货返回，有时还需要间歇短距离的行驶。汽车起重机的主要组成部分如下：（1）起升装置完成货物的提升和降落作业，包括提取装置（如抓斗、吊钩等）、钢丝绳、滑轮组、起重绞车、吊臂、吊臂伸缩和变幅的驱动装置等。起升机构实现货载升、降运动，是每台起重机必备的机构。它由驱动装置、传动装置、制动装置和工作装置四个部分组成。驱动方式采用液压驱动，由原动机带动液压泵，将工作油液输入执行构件使机构动作，通过控制输入执行机构的液体流量实现调速。液压驱动的优点是传动比大，可以实现大范围的无级调速，结构紧凑，运转平稳，操作方便，过载保护性能好。缺点是液压传动元件的制造精度要求高，液体容易泄露；传动装置按机

8、构布置需要，采用各种减速装置，用来完成转速与力矩转换的最佳匹配，使电动机在满足工作装置要求的情况下处于高效最佳工作状态；工作装置由卷筒、钢丝绳、滑轮组和取物装置组成，当传动装置驱动卷筒转动时，通过钢丝绳、滑轮组变为取物装置的垂直上下运动；制动装置可控制吊装物品的下降速度或使其停止在空中某一位置，不允许在重力作用下下落。由于重力始终作用在被悬吊的物品上，所以起升机构机构必须选用制动力矩在制动器不松闸时始终作用在制动轮上的常闭式制动器，以策安全。大型起重机往往备有两套起升机构，吊大重量的称为主起升机构或主钩，吊小重量的称为副起升机构或者副钩。起升机构载荷的特点是：1. 物品起升和下降时，在驱动机构

9、中钢丝绳拉力产生的扭矩方向不变。2. 物品悬挂系统由挠性钢丝绳组成，物品惯性引起的附加转矩一般不超过静扭矩的10%，对机构影响不大。3. 机构起动或制动时，只有电动机输出轴到制动器之间的零件承受较大的动载荷，齿轮传动和其他低速轴零件所受的动载荷不大。起升机构的设计及计算主要包括：根据总体设计要求选择合理的结构形式，确定起升机构传动布置方案，如图2所示；按给定的整机主要系数（最大额定起重量、起升高度、起升速度等）确定起升机构参数，选择确定机构各起重零部件的结构和尺寸；进行机构动力装置的选择计算等。起升机构的设计应在保证满足起重机主要工作性能的同时，尽可能地使起升机构工作可靠，结构简单，自重轻和维

10、修保养方便。（2）回转装置回转装置用以完成吊臂的转动作业，包括转台（其上装有吊臂、起重绞车和起重操作室等）、回转机构及其驱动装置。（3）传动装置指动力由发动机到起重装置和回转装置的传动机构。（4）行走装置包括装置通常都安装在转台上，称为上车；转台以下的运载车部分称为下车。1.3 汽车起重机液压系统的构成形式汽车(轮胎)一般分为底盘(简称下车)和起升工作装置(简称上车)两大部分，底盘的作用在于转移起重工作装置的作业场所，在起重机作业时用于支承上车保持整机的稳定。起升工作装置主要由起升、变幅、吊臀伸缩和回转等机构组成，这些机构都靠液压系统驱动，实现作业要求。轮式起重机的液压系统一般由发动机经取力装

11、置或直接驱动液压泵，液压油从液压油箱进入液压泵产生压力，按作业需要由控制阀将压力油分配给相应的机构，或在待命状态时使压力油直接流回液压油箱，减少功率消耗。 由于大中型轮式起重机下车的走行功率较上车的起重作业所需功率大得多，而且液压系统的流量较大因此，在上车专设较小功率的发动机作为液压系统的动力源。对于下车的支腿、稳定器等液压油从上车经中心回转接头送至下车。轮式起重机的液压系统一般为开式系统，其构成简单、散热和滤油条件好但要求液压泵有一定的自吸能力。为满足各机构的多种作业速度需要，常采用双泵或多泵的液压泵组供油。小型的轮式起重机多采用单泵或双泵的定量系统，靠调节发动机转速或阀控装置节流调速，后者

12、的功率损耗较大、传动效率低，但它构造简单、成本低、操纵方便切维护容易。轮式起重机的液压系统一般由发动机经取力装置或直接驱动液压泵，液压油从液压油箱进入液压泵建立压力，按作业需要由控制阀组将压力油分配给相应的机构，或在待命状态时使压力油直接流回液压邮箱，减少功率损耗。中小型轮式起重机为了简化传动系统和减轻自重，常以底盘的发动机作液压系统的动力源。液压泵和液压油箱布置在下车上，压力油经中心回转接头进入上车。中小型轮式起重机上车和下车的主要构成如图1所示。图1 中小型轮式起重机上车和下车的主要构成1底盘及下车司机室； 2转台及配重 ； 3起升卷扬机构 ； 4回转机构 ； 5上车司机室； 6吊臂伸缩液

13、压缸 ； 7基本臂 ；8伸缩臂； 9变幅液压缸 ； 10支腿水平伸缩液压缸 ； 11支腿垂直提放液压缸1.4 汽车起重机的发展状况自有人类文明以来，物料搬运便成了要类活动的重要组成部分，距今已有五千多年的发展历史。随着生产规模的扩大，自动化程度的提高，作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高，科学技术的飞速发展，推动了现代设计和制造能力的提高，激烈的国际市场竞争也越来越依赖于技术的竞争。这些都促使起重机的技术性能进入崭新的发展阶段，起重机正经历着一场巨大的变革。现根据起重机的新理论、新技术和新动向，结合实例，简要论述国外先进起重机的特点

14、和发展趋势。由于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长，起重量越来越大，工作速度越来越高，并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。起重机不但要容易操作，容易维护，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。目前世界上最大的履带起重机起重量3000t，最大的桥式起重机起生日一1200t，集装箱岸连装卸桥小车的最大运行速度已达350m/min，堆垛起重机级最大运行速度240m/min，垃圾处理用起重机的起升速度达100m/min。 用模块化设

15、计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途，有相同联接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。对起重机进行改进，只需针对某几个模块。设计新型起重机，只需选用不同模块重新进行组合。可使单件小批量生产的起重机改换成具有相当批量的模块生产，实现高效率的专业化生产，企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。达到改善整机性能，降低制造成本，提高通用化程度，用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品，充分满足用户需求。目前，德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计，并取得了显著的效益。德国德马格公司

16、的标准起重机系列改用模块化设计后，比单件设计的设计费用下降12，生产成本下降45，经济效益十分可观。德国德马格公司还开发了一种KBK柔性组合式悬挂起重机，起重机的钢结构由冷轧型轨组合而成，起重机运行线路可沿生产工艺流程任意布置，可有叉道、转弯、过跨、变轨距。所有部件都可实现大扎遏生产，再根据用户的不同需求和具体物料搬运路线在短时间内将各种部件组合搭配即成。这种起重机组合性非常好，操作方便，能充分利用空间，运行成本低。有手动、自动多种形式，还能组成悬挂系统、单梁悬挂起重机、双梁悬挂起重机、悬臂起重机、轻型门式起重机及手动堆垛起重机，甚至能组成大型自动化物料搬运系统。2 汽车起重机举升机构设计2.

17、1 确定举升机构传动方案 选用传动方案为高速液压马达与普通圆柱齿轮减速器和卷筒等构成的单联滑轮组起升机构，液压马达和卷筒并列布置。根据参考文献1表7-2可以选择倍率m = 4。 图2 起升机构方案简图1液压马达 ； 2联轴器 ； 3卷筒 ； 4减速器 ；5 制动器2.2 举升机构的设计计算举升机构是起重机最基本的工作机构，大多由吊挂系统和绞车组成，也有通过液压系统升降重物的。吊挂系统一般由钢丝绳、滑轮组和吊具组成，吊钩是最常见的吊具。绞车可安置在起重小车上，也可安置在起重机金 属结构上或附近的地基上，通过收放钢丝绳而升降重物，有时可用电动葫芦或手动葫芦作为起升机构。有些起重机还配有副起升机构，

18、用以吊运较轻的物品或进行辅助作业。汽车起重机的举升机构有定量马达，减速器，制动器，联轴器及卷筒组成。2.2.1钢丝绳的选择吊钩的质量： t式中：起重量=8t所以起升载荷:Pq=（+）g=（8+0.16）×10×10=81600N单联卷筒钢丝绳最大静拉力为：= Pq /m (1)=81600÷4÷0.93=21935N式中：升降滑轮组的效率由于该起重机构为中级工作制，查得=0.93。m滑轮组倍率。Pq起升载荷。根据参考文献1可知钢丝绳直径的选择公式： (2) 根据参考文献1表5-2可知n=4.5代入数据： N根据参考文献2表2-2选择钢丝绳的直径d=14m

19、m,选用型号为6×19W型钢丝绳钢丝绳主要参数为：公称抗拉强度1570 MPa破断拉力换算系数钢丝绳破断拉力总和为F=138000N取定钢丝绳；标记为：14NAT 6×19W+IWR1570ZZ98GB8707验算拉力：F= (3)=116129N故F< F,验算符合要求。2.2.2 卷筒的设计计算卷筒的直径计算： =e (4)据参考文献3表333选得：e =16可以得到最小直径：D =(e-1)×d= 15×14 = 210mm 卷筒计算直径：取直径D=250mm 卷筒长度的计算： (5) 式中：Z每层的卷绕圈数 N卷绕层数所以，t=1.1d综上

20、所述，mm取L=350mm确定其制造方法为铸造 材料为HT 30抗压强度为1000MPa 抗拉强度为 450MPa=450MPa=1000MPa确定卷筒壁厚：= 0.02D+（610） = 0.02×250+（610）=1115mm取=13mm卷筒强度的计算：因为，所以只要计算压应力= = (6) = =115.1MPa式中：压应力。系数，由卷筒绕的绳层数有关=1.4 是应力减小系数 ，考虑绳绕入对卷筒的应力有减小作用，常取0.75。=10006=166.67MPa<，故卷筒抗压强度足够。 卷筒抗压稳定性的验算： 因为，且mm所以不需要进行稳定性计算。参考文献3卷筒的转速计算：

21、 初步确定轴的直径：轴受到的弯矩和扭矩已知，轴主要受到扭力作用，所以用扭矩来确定轴的直。由参考文献5公式： (7) 式中：n卷筒轴的工作转速。P轴传递的功率。系数，轴的材料选用45号钢，查由参考文献5表15-3可知取110。代人数据 mm取轴的直径为85mm。轴的最小值应该在安装轴承的地方，所以根据轴的直径选轴承。根据参考文献9表10-2选用角接触球轴承。型号：7017C型，成对使用。主要参数为：d=85mm；D=130mm； B=22mm基本额定动载荷62.0kN极限转速为4300r/min卷筒与轴选用销连接，连接部分轴直径取90mm根据参考文献9表9-25选择键的公称尺寸为，选用四个，其中

22、长度由卷筒的结构决定，根据键的长度系数选用80mm。确定绳子与卷筒的连接方式：钢丝绳在楔形块上连接再打入卷筒，楔行块的斜度在1：4就可以满足自锁条件。示意图3为：图3 绳子与卷筒的连接方式2.2.3 滑轮的选用滑轮是用来改变挠性件运动方向并平衡挠性件分支拉力的承载零件。其作用是：用来导向和支承，以改变钢丝绳的走向；组成滑轮组，达到省力或者增速的目的。滑轮一般可分为定滑轮、动滑轮、滑轮组、导向滑轮等。滑轮的主要尺寸是滑轮直径D、轮毂宽度和绳槽尺寸。起重机常用铸造滑轮，其结构尺寸已标准化(ZBJ 80006.187)，轧制滑轮在我国也有行业标准(JT 502890)。滑轮结构尺寸可以按钢丝绳的直径

23、进行选定。滑轮的使用安全要求为第一, 保证滑轮直径与钢丝绳直径的比值不应小于起重机设计规范中的规定值。第二，滑轮不应有缺损和裂纹，滑轮槽应光洁平整，不得有损伤钢丝绳的缺陷。第三，滑轮应配置防止钢丝绳跳出绳槽的装置。金属铸造的滑轮，出现下述情况之一时应报废：裂纹；轮槽不均匀磨损达3mm；轮槽壁厚磨损达原壁厚的20；因磨损使轮槽底部直径减小量达钢丝绳直径的50；滑轮轴磨损量达原直径的3；其他损害钢丝绳的缺陷。滑轮的名义直径的大小直接影响钢丝绳的使用寿命，因起必须合理的选用滑轮。一般按照下面公式来计算滑轮的名义直径。 (8)式中：按钢丝绳中心计算的滑轮（或卷筒）的最小卷绕直径(mm)e轮绳的直径系数

24、，e=16d 钢丝绳直径（mm）。 14×16 =224 mm按9005.3-1999标准，选用B型滑轮，带滚动轴承，无内轴套标记为：9005.3-1999查参考文献2表8.1-65得B型滑轮滚动轴承的型号为型6224，宽度52mm。主要参数为：B=125mm； =190mm；=150mm E=185mm滑轮简图如图4所示：图4 滑轮简图根据钢丝绳直径d查阅参考文献2表8.1-63可以得到滑轮的断面参数。 mm; mm; mm; mmmm; mm; ; mmmm; ; 。验算接入连轴器的键的强度：键的失效形式主要是工作面被压溃，因此只要进行工作面上的压应力进行强度校核。假定载荷在花键

25、的工作面上均匀分布，则普通平键的强度条件必须满足： = (9) 式中：D键与轮毂的接触高度; L销的工作长度 mm; D轴的直径 mm。 键、轴、轮毂中最弱材料的许用扭转应力。因为轴和卷筒的连接是静连接，键是钢，卷筒是铸铁，根据参考文献2表6-2可以得到=80 MPa。=76.69 MPa验算结果：<，符合要求。2.2.4吊钩的选用根据起重机的额定起重量8T，可以根据参考文献3表8-93选用强度等级为M（屈服强度=235）材料为吊钩专用材料DG20Mn，钩号为5号。 标记：LYD005-M 10051.5-1988 吊钩组选用短型吊钩组，采用长型吊钩，动滑轮直接装在吊钩横梁上，由于省取一

26、根单独的滑轮轴，所以调整高度较小，相应地增大了有效起升高度，短型吊钩组适合用于起重量较小的起重机。图5 直柄单钩图中参数：；=580mm; 38.5mm;y=130mm； 或=103mm。单钩的钩口直径： (10)取D=92mm钩口尺寸：S=0.75D =68mm2.2.5 液压马达的选择 起重机常用的液压马达分为高速液压马达和低速液压马达。高速液压马达的主要性能特点是负载度低、体积紧凑、重量轻，但在机构传动中需与相应的减速器配套使用。低速液压马达负载大、转速较低、平稳件较好，可满足机构工作的低速重载要求。可直接或只需一级减速驱动机构，但体积大且较重。内曲线径向柱塞或球塞马达，轴向球塞式马达是

27、较常见的型式。液压马达在使用中并非完全是泵的逆运转，它的效率较高，转速范围更大，可反向运转，能长期承受频繁冲击，有时还承受较大径向负载。因此。应根据液压马达的负载扭炬、速度、工作条件等选择液压马达的结构型式、规格等。本次设计选用高速液压马达满载起升时液压马达输出功率 （11） =14.72 kW式中:起升载荷动载系数，因液压马达不具有电动机的过载能力，而马达工作压力又受系统压力限制，一般取=1.151.3，取1.2； 额定起升载荷，N； 物品起升速度，m/s； 机构总效率，初步计算时，取=0.80.85。计算满载起升时液压马达输出扭矩 （12） =15643N·m式中; 减速器传动比

28、； 其余符号同上所述。 根据系统工作压力，确定液压马达工作油压 （13） =19 MPa式中; 液压泵输出压力，MPa； 从液压泵至液压马达的油路压力损失，包括阀的局部损失和管路沿程损失，取=1 MPa。 确定液压马达排量 （14） =0.85式中; 液压马达输出扭矩，N·m； 液压马达机械效率； 液压马达工作压力差，为液压马达背压，=0.5Mpa；计算液压马达转速和输入油量 减速器选定后，其实际传动比与要求值不可能一致，要保证额定起升速度，必须使液压马达转速满足下式要求： （15） =16.3r/s由此得到满足起升速度要求的液压马达输入油量： （16） =0.2312.2.6 液压

29、泵的选择 根据液压系统的型式、调速方式和工作条件、液压泵的额定工作压力和排量、流量，以及液压泵的驱动布置和吸油条件等选择液压泵的型式，规格和数量，单个或多联高压齿轮泵和轴向校塞泵较为常用，若需要变量，可选用恒功率或但压力控制的变量液压泵。齿轮泵的成本低，自吸性好，易维护，体积小，重量轻，但平稳性较差，声较大。为节省功率相台理使用，可采用多联泵实现多种液压源，使液压泵流量与所需的流量匹配，口及采用串级泵宋达到所需要的压力。釉向柱塞泵的压力高(5T达40 M内)，排旦较大(可达500 M1r)19速高(可达4000 rMh，噪声小效率高，具有既能作泵也可作马达的可逆性，易实现单向或双向变量，体积和

30、重量较小，但对油的污染度很敏感，通常液压油过滤精度小于等于25M,自吸性较差成本高，维修要求较高。为保证纳向位塞泵的使用寿命，按压系统的正常工作压力应为所选泵额定压力的60一80选择泵的参数时，应使常用工作参数处在泵效率曲线的高效处。轴向柱塞泵比齿轮泵贵，坦性能相寿命则大大优干齿轮泵，在保证性能和寿命均满足主机要求的条件下尽量选取低价的液压泵。确定液压泵最大工作压力 （17） =17.918 MPa式中; 液压马达输出扭矩，N·m； 液压马达排量，； 液压马达机械效率； 液压马达背压，=0.5 MPa；从液压泵至液压马达区间的压力损失。确定液压泵流量 （18） =0.256式中; 液

31、压马达输入油量，； 液压泵至液压马达之间的容积效率。液压泵所需功率 （19） =0.0054kW式中; 液压泵的总效率，轴向柱塞泵取0.85；根据参考文献7选用SAUER DANFFBS DA2K2N 90系列轴向柱塞液压原件，据所给的轴向柱塞原技术文献和轴向柱塞马达技术文献选用500ml轴向柱塞定量泵和700ml轴向柱塞定量马达。马达的主要参数：V马达的排量710ml；d输出轴直径67.5mm；n马达的输出转速n=1000泵的主要参数：V泵的排量500ml泵的最小输入轴速500泵的最大输入轴速28502.2.7 减速器的选择根据液压马达输出功率和卷筒转速：KW ；n查参考文献3从减速器承载能

32、力表中找出合适的传动比和高速轴的转速分别为i=28; =1000。减速器许用功率： （20）K选用系数，K=1.25 kW查参考文献3选定ZSY-200-28-I型变速器主要参数： 传动比i=28 输入转速1500r/min 许用输入功率 86 kW许用输出转矩 51.63 KN·m主要尺寸：输入轴直径35mm输入轴长度282mm输出轴直径60mm输出轴长度152mm中心高度200mm验算货物实际速度： v = （21） = = 7.24m/min输出轴强度校核：根据参考文献2公式 （22）=53522N减速器输出轴最大径向力许用值150000 NFF 满足强度要求。输入最大扭矩：

33、T =（0.70.8）Ti （23）式中：电动机最大转矩倍数；I减速器的传动比；减速器的效率。T =（0.70.8）Ti = （0.70.8）×2×9550×64.33×0.95 =15116.1217275.57N·m减速器许用输入扭矩：T = 23500 N·mTT ，所以验算符合要求。2.2.8制动器的选择制动器是保证起重机安全的重要部件，起升机构的没一套独立的驱动装置至少要装设一个支持制动器，吊运液态金属及其他危险物品的起升机构，每套独立的驱动装置至少应有两个支持制动器。支持制动器应是常闭式的，制动轮必须装在传动机构刚性联接的

34、轴上。起升机构制动器的转矩必须大于货物产生的静转矩，在货物处于悬吊状态时具有足够的安全裕度，制动转矩应满足下式要求： （Nm） （24）式中：制动器转矩； 制动安全系数，查表得=1.5； 额定起升载荷；卷筒卷绕直径；机构总效率；滑轮组倍率；传动机构传动比。根据物体下降时的扭矩 （25）×0.95 137.05N·m 查参考文献2可得直流电磁铁块式制动器。型号YWZ-200/45主要参数：额定转矩 315 N·m制动直径315 mm验算启动时间：t= （26）式中：J起升时换算到马达轴上的转动惯量马达的额定转速马达平均转矩，查表得=1.5马达的阻力矩J高速轴上旋转质

35、量的转动惯量 J=1.15J+ （27） =1.15×0.682=0.8305kg·m2 J= 0.25（GD）+ （GD） + （GD）=0.25（1.683+0.286+0.76）=0.682kg.m=1.5×9550=310 N·m=112.4N·m t= （28） =1.45s一般中小起重机（3t80t），启动时间为t=1s2s，上述起动时间符合电动机起动要求验算制动时间：t= 式中：下降时换算到马达轴上的机构总转动惯量制动器制动力矩满载下降时制动轴静转矩满载下降时马达的转速通常取=1.1n。同理求得： J=1.814kg·m

36、2n=1.1n = =1067r/mint= 1.76s验算制动时间符合要求。2.2.9 联轴器的选择根据马达输出轴的直径和变速器的输入直径选用联轴器CL1（Q/ZB104.1.00）型齿轮联轴器和CL2（Q/ZB104.2.00）型齿轮联轴器。CL2主要参数：Z型轴孔，允许最大转矩1400N·m，允许最大转速3000r/min，内齿圈连接螺栓数6，模数2.5，齿数38，转动惯量2.1N·m2 。CL8 主要参数：Z型轴孔，允许最大转矩2360 N·m，允许最大转速1140r/min内齿圈连接螺栓数10，模数4，齿数62，转动惯量8.3 N·m2。3 液

37、压系统的设计3.1 液压系统主要组成按构成起重机主要工作机构的液压回路可分为：起升卷扬机构、变幅机构、回转机构、吊臂伸缩机构和支腿收放等五部分。此外，还有稳定器、平稳重、液压助力器、转向器、散热器等液压回路。液压系统原理图如图6所示： 图6 液压系统原理图1三联齿轮泵 2中心回转接头 3油箱 4支腿控制阀 5转阀 6支腿水平缸 7支腿垂直缸 8液压锁 9回油过滤器 10顺序阀 11组合阀 12蓄能器 13操纵阀 14多路换向阀 15溢流阀 16回转马达 17伸缩臂液压缸 18、20、22平衡阀 19变幅液压缸 21起升马达 23梭阀 24制动器液压缸 25离合器液压缸 26单向节流阀按构成液压

38、系统元件的类型可分为动力元件、控制元件、执行元件、辅助元件等。动力元件是指液压泵类的元件，常有的有：齿轮泵和柱塞泵，定量供油系统可酌情选其一种。控制元件包括流量、压力、方向和顺序等液压控制阀，常用的有：手动、液动、电磁、电液换向阀，多路换向阀，溢流阀，平衡阀，节流阀，单向阀，顺序阀，压力选择阀和缓冲补油阀等。执行元件为直接驱动机构动作的液压元件，常用的有：液压马达和液压缸。辅助元件主要有：液压油箱，滤油器，压力表，蓄能器，油温与油量指示器，压力继电器，液压油箱空气过滤器，加热器，散热器，油管，管接头和中心回转接头等。3.2 举升机构的液压回路采用定量系统开式回路的定量泵与定量单马达回路如图7所

39、示，换向阀3置于右位时，压力油经梭阀4、单向节流阀5进入制动器液压缸6，制动器松开。压力油同时经平衡阀7中的单向阀进入起升机构液压马达8，驱动其旋转，使吊重上升。靠单向节流闻5的节流作用制动器松开，起升机构液压马达旋转滞后避免吊重在起升驱动时溜钩。 换向阀3置于左位时压力油直接进入起机构液压马达的另一腔，同时经梭阀4、单向节流阀5进入制动器液压缸6，松开制动器，液压马达反转吊重下放。此时，平衡阀7的远控口受到压力油6的作用、推动平衡阀的阀芯。调节其开度，使吊重平稳下落。换向阀3处在中位时，整个回路卸荷，制动器液压缸6在自身弹簧和单向节流阀5的作用下迅速刹住液压马达。这样，即使液压马达有内泄漏也

40、能保证吊重被迅速制动住，实现空中可靠悬停。图7 定量泵与定量马达开式回路1液压泵；2发动机；3换向阀；4梭阀；5单向节流阀；6制动器液压缸；7平衡阀；8起升机构液压马达3.3变幅机构液压回路采用单液压缸或双液压缸变幅。定长臂式起里机采用钢丝绢滑轮组变幅，变幅机构由液压马达驱动其液压回路与起升机构相同。 图8为双作用液压缸的双缸变幅回路，双液压缸共用同一平衡阀，平衡阀的渗漏相交幅缸的制造误差不会影响液压缸间的同步，但需用较大流量规格的平衡阀。 图8 双缸变幅回路1变幅液压缸 2换向阀 3平衡阀3.4 回转机构液压回路全液压汽车起重机的回转机构包括转台、回转支承和驱动装置。回转机构的液压回路较简单

41、，小型轮式起重机受到的负载惯性小，有时就用M型机能的换向阀并设制动器。其液压回路如图9所示。图9 回转液压回路1 制动器；2制动阀；3单向阀组由回转液压马达带动减速机构成的驱动装置，固定在上车转台上，其下部的输出轴上安装驱动齿轮。回转支承似一盘大滚动轴承，內座圈为不动圈，内圆柱面上制成齿圈，固定在下车的车架上；外座圈为转动圈，通过滚珠相对内座圈可以转动，固定在转台的底部。当驱动齿轮与内座圈的齿圈啮合时，带动外座圈和转台正转或反转，实现吊机在固定的下车上回转。3.5 吊臂伸缩机构液压回路本设计采用单级伸缩液压缸回路吊臂伸缩液压缸一般倒置供油以缩短其受压段长度，提高承裁能力。平衡阀的作用与它在起升

42、机构中的相仿，它保证用吊臂液压缸能在任一位置锁定及干稳回缩。图10 单级伸缩液压缸回路1 换向阀；2平衡阀；3单级伸缩液压缸臂架伸缩方式的介绍： 图11 臂架伸缩方式1基本臂 2二节臂（第一伸缩臂） 3三节臂（第二伸缩臂）汽车起重机通常利用伸缩式箱型臂杆，几节臂杆套装在一起，利用臂杆伸缩来改变臂杆的长短。具有三节或三节以上的吊臂，各节臂的伸缩，基本有三种方式：顺序伸缩、同步伸缩和独立伸缩。此设计采用顺序伸缩方式。顺序伸缩是指各节伸缩臂按一定先后次序完成伸缩动作。为了使各节伸缩臂伸出后的起重能力与起重机的伸缩特性相适应，伸缩顺序一般为先2后3，如图11所示，即先外后里。缩臂顺序与伸臂顺序相反，先

43、3后2，即先里后外。3.6 支腿液压回路中小型轮式起重机多采用转阀或手动换向阀的支腿液压回路，配以双向液压锁(一对液控单向阀）：构成具有调平起重机底架和锁住支腿功能的支腿油压回路。为了增加汽车起重机的稳定性，减轻轮胎负担，吊装作业时，将液压支腿伸出，把车辆支承于平整、坚固的地面上，加大承载面跨距。作业完毕，将支腿收回，车辆便可行驶。支腿类型有以下几种：蛙式支腿、H型支腿、X型支腿、辐射式支腿、铰接式支腿。此设计采用H型支腿。H型支腿每一支腿有两个液压缸：水平外伸液压缸和垂直外伸液压缸。为保证足够的外伸距离，左右支腿的固定梁前后错开。H型支腿外伸距离大，每个支腿可以单独调节，对作业场地和地面的适

44、应性好，广泛用于中、大型起重机上。缺点是重量大，支腿高度大，影响作业空间。H型支腿液压回路图如图12所示。图12 H型支腿液压回路1选择阀 2、3换向阀 4两位两通转阀 5双向液压锁6支腿垂直液压缸 7支腿水平液压缸4 总 结经过将近几个月的设计，从毫无头绪到设计的完成，让我对自己，对设计有了更新的认识，更加了解设计要做到细心，要有严谨的态度，了解了设计人员的困难与艰辛。设计产品，这一个从无到有的过程，需要参考许多的文献和大量的计算，你要学会不烦其量之多，才能得到来之不易的结果。本文是在许文娟老师的悉心指导下完成的。在整个设计工作中，许老师都给予了全面、认真的指导，在设计工作即将完成之际，向关心、教育我的导师表示衷心的感谢！几年来的耳濡目染，导师高尚的品格、渊博的学识、严谨的治学态度和勤奋求实的工作作风给本人留下了深刻的印象，使本人受到了深刻的教育和启迪，并将成为本人终生受益的宝贵财富。 经过设计过程的计算和绘图，最终我看到了自己的成果，心情非常愉悦，毕竟这是我认真思考，认真吸取各参考文献的起重机方面知识所设计出来的东西啊，虽然我的设计会有一定的纰漏