随车起重机伸缩臂架的优化设计全套图纸

1、目 录摘 要-1 前 言-21. 概述-61.1 随车起重机用途和特点-6 1.2 型号意义-61.3 术语解释-61.4 结构原理-62. 伸缩臂架的计算-72.1 伸缩臂架的作用载荷及分析-72.2 伸缩臂架的临界力的计算-92.3 伸缩臂架的刚度校核-92.4 伸缩臂架的强度校核-132.5 伸缩臂局部稳定性校核-172.6 伸缩臂的整体稳定性校核-193. 回转机构的选型-213.1 回转支承的受载情况-213.2 回转支承选型所需技术参数-214. 液压系统的设计计算-264.1概述-26 4.2工作原理-264.3 性能分析-29 4.4 液压缸主要尺寸的确定-294.5 液压泵的

2、选择-31 4.6 油箱的选择-32 4.7 管件-335. 结论与展望-35 5.1 结论-35 5.2 随车起重机的发展趋势-36 6. 毕业设计总结-387. 致谢-398. 参考文献-40 摘 要本文概述了国内外伸缩式随车起重机的现状，并就有关型号的国内外随车起重机进行了比较。介绍了我国伸缩式随车起重机的结构特点及各部分的工作原理。着重对4吨两节伸缩式随车起重机的伸缩臂架和液压系统进行了优化设计。运用金属结构的设计方法验证了金属结构部分主要是两节伸缩臂架的计算原理；另外，对回转机构也作了选型和设计。最后对随车起重机的发展趋势作了简单分析。关键词：伸缩式， 随车起重机， 臂架， 优化，液

3、压系统， 回转机构AbstractThis paper presents an overview of extendable crane-drivers, and a comparison with the concern home-made cranes. It introduces the structural characteristics and some of the principles of extendable crane-style cars. Focuses on two sections telescopic booms and hydraulic crane syste

4、ms design. Use metal structure design methodology certification is a major part of the metal structure of two sections telescopic booms calculation principles; In addition, the rotation mechanism design also is made. Finally it shows the development trend of a simple crane driver analysis. Keywords

5、: telescopic type, assigned crane, booms, hydraulic system, Turnaround mechanism 绪论随车起重机是将起重作业部分装在载重货车上的一种起重机。随车起重机由于具备既能起重、又能载货、机动灵活这一独特的优点，而广泛应用于交通运输、土木建筑业（包括建筑工程、公路桥梁工程、市政修建工程、机械化基础工程等）电业、野外作业、石材业、码头的货物装卸及远距离转移货物，加装附加装置后，还可用于桥梁维修、高空架线及检测等作业中。随着国家基础建设的规模不断加大，随车起重机在起重运输行业和野外作业发挥的作用也将越来越大。 

6、0;  一、国外随车起重机的发展现状 目前，国际上有瑞典、意大利、奥地利、德国、美国、日本、加拿大等国家的十几家公司生产的几十种规模型号的随车起重机，主要以欧洲为主。欧洲从20世纪4050年代开始生产随车起重机，主要厂商有HIAB（瑞典）、FASSI（意大利）、FERRARI（意大利）、PALFINGER（奥地利）、TIRRE（德国）、HEILA（意 大利）等；亚洲生产随车起重机厂商主要有加藤（日本）、多田野（日本）、由尼克（日本）；美洲生产随车起重机厂商主要有GROVE等。这些都是世界知名的生产随车起重机的公司，各公司都形成了功能多元化、品种系列化、机电液控制一

7、体化的产品体系，最大起 重量已超过60，吊臂长度已超过30，最大起重力矩已超过1000。下面就几家著名的随车起重机厂家的产品特点进行具体分析。     1.瑞典世界上较早生产随车起重机的国家     位于瑞典HUDIKSUALI城的希亚伯（HIAB）公司，是近五十年来世界上居 领先地位的、最富有创造力的随车起重机制造公司，早在1947年就生产了第一台起重 机。该公司在丹麦、荷兰、西班牙设有分厂，并在60多个国家建立了完备的销售和服务网。HIAB公司生产的一般用途折臂式随车起重机，设计十分紧凑，行

8、驶状态时的外形尺寸较小。 除生产一般用途的随车起重机外，HIAB公司还生产伐木随车起重机、船用起重机、铁路轨道车随车起重机。此外HIAB公司还配备了多种附加装置如抓斗、吊篮、钻头、特殊板叉、装轮胎机械手等，使随车起重机除起重作业外还可完成散装物料装卸、钻孔、高空作业、成堆建筑板料装卸以及大型轮胎拆装等项工作，实现了一机多用。     2.意大利世界上随车起重机生产厂家最多的国家     意大利随车起重机年产量达万台，而且50供出口。该国的生产特点是：工厂小、产量大、品种全、出口多。共有FERRARI、PE

9、SCI、CORMACH、HEILA  等十多家生产厂，规模从几十人到一百多人，但每个工厂的年产量都在千台以上，且各厂均有自己较完善的系列产品。 3.日本建立了对随车起重机综合评价的新概念     维修业与建筑业的繁荣，致使日本国内市场对随车起重机的需求量大增，加藤、多田野、由尼克三家公司，是日本随车起重机的主要生产厂，它们的产品结构相似，因此只重点介绍一下多田野株式会社的产品。     多田野生产直臂式、折臂式两种随车起重机，以直臂式为主。直臂式产品的特点是：吊臂为五边形断面，采用全动力伸缩，转台以3支点

10、方式固定在车架上，此种支撑方式，能分散起重机在不平路面上行驶时产生在车架上的扭转应力，还配备了高起动力矩轴向柱塞马达的起升机构，能保证顺利起吊易于损坏的货物，其支腿可全伸或半伸，这样就使在狭窄工地上作业成为可能。此外备有幅度指示器、重量显示、过卷报警、吊钩安全止动销等多种安全装置。日本人根据当今的市场需求，建立了对随车起重机产品特征综合评价的新概念，即美观、安全、舒适、简单。    4.美国大公司同样重视随车起重机的生产和发展    GROVE公司是美国最大的轮式起重机制造商，主要生产汽车起重机、越野式轮胎起 重机、全路面起重机，而N

11、ATIONALCRANE则是GROVE专门生产随车起重机的子公司，该公司以生产直臂式随车起重机见长，近几年又重点开发了铰接的折臂式起重机。该公司生产的直臂式随车起重机为后置式，设计风格独特，采用了一种全液压高支点弧线摆出式斜伸支腿，支腿的支撑点很高，摆出后成字形，这种支腿有较大的跨距，并能在不平的路面上有效地调平。吊臂断面为矩形，采用高强度钢制造，节数24节，可以装设12节副臂，副臂在主臂侧面折叠存放。吊臂为全动力伸缩，回转结构有齿轮齿条式和回转支承小齿轮式两种，后一种是由一个抗剪切滚珠轴承和低速大扭矩马达带动的小齿轮组成。近几年该公司还注意发展了铰接的折臂式随车起重机，其支腿均为型，起升机构

12、以背包式安装在吊臂后端。该公司生产的随车起重机均可装配1人用吊篮、2人用吊篮、集装箱抓具、螺旋钻、遥控装置等，以扩大用途。     二、国内随车起重机发展现状     我国随车起重机的生产起步较晚，到70年代末，全国生产的随车起重机产品品种还很单一，生产规模很小，到80年代，随车起重机产品的品种及产量均呈增长趋势，近几年来，随车起重机在国内市场的产销总量增长势头更猛，从行业统计结果可以看出，1999年市场总量为1000台左右，2000年市场总量约为1300台，2001年市场总量约为1700台，目前的市场总量约为20

13、00台。全国生产随车起重机的厂家约有10多家，主要企业有徐州随车起重机公司、石家庄煤矿机械厂、山西长治清华机械厂、武汉汽车起重机厂、湖南专用汽车制造厂等。另外，近年锦州重型机械股份有限公司与韩国广林特装车株式会社组建的合资公司也开始涉足随车起重机领域，且发展势头良好；常林股份有限公司与奥地利的公司也将开始合作生产随车起重机。      徐州随车起重机公司组建于2001年9月，在消化吸收国外先进技术的基础上生产SQ系列伸缩臂式、折叠臂式随车起重机，并由航天部定点生产国防工程专用随车起重运输装填车、雷达车等产品，其产品曾批量出口伊拉克等国家。近两年来，依靠技

14、术创新，取得了较快发展，2002年开发了近20个新产品，在国内处于领先地位，成为我国随车起重机行业的后起之秀。石家庄煤矿机械厂是我国较早生产直臂卷扬随车起重机的工厂，其产品风格和日本多田野TM23系列相似，具有一定的市场覆盖率。山西长治清华机械厂是航空航天部直属企业，早期生产直臂式随车起重机。该厂引进瑞典希亚伯（HIAB）公司生产技术后，生产折臂式产品，无起升机构，采用变幅方式进行重物升降，具有欧洲产品的风 格。武汉汽车起重机厂是较早生产随车起重机的厂家，其产品为直臂式卷扬起重机，与东风、解放及黄河汽车配套，可在汽车底盘的尾部又加装了10液压绞盘，特别适合于电业部门抢险与施工需要。湖

15、南专用汽车制造厂始建于1950年，系湖南省机械行业重点企 业，是国家计委、国家经贸委和机械工业部在全国唯一定点的随车起重运输车生产基地。主 要产品有随车起重运输车、自卸车、厢式车、运输加油车、后装压缩式垃圾车等。     由于我国随车起重机起步于70年代，相对较晚，而且发展速度不快，只是近几年才有 较大发展，和国外相比，还有很大的差距。具体表现在： 1 品种少、产量低    我国随车起重机现处于初级发展阶段，品种较少。中小吨位重复较多，至今尚未形成大、中、小完整的系列，年产量只相当于国外一个厂家的生产能力。

16、60;   2起重力矩小，技术水平低     我国随车起重机以直臂卷扬为主，受国内汽车底盘的限制，起重力矩小，其他性能指标 也一般低于国外先进产品。目前国内企业对随车起重机的研究开发投入很少，液压系统、控制系统的技术水平也有一定差距。     3安全装置不齐全，操作不方便     我国随车起重机仅装有起升高度限位及平衡阀、溢流阀等一般安全装置，全部为手动操作。而国外早已将电子技术广泛运用到随车起重机上，如带有微电脑的力矩限制器及防倾翻保护器等，并且已实现了有线与无线

17、遥控。     4功能单一     我国随车起重机以起重作业及运输功能为主，而国外随车起重机均有多种附具，主要加 装在吊臂头部，如工作斗、抓斗、高空作业平台、各种抓具、夹具、吊篮、螺旋钻、板叉、装轮胎机械手、拔桩器等，使随车起重机具备了一机多用的功能。另外，国外一些厂家进一步开发了铁路专用随车起重机等专用产品。     5外形不美观     我国随车起重机设计单调，忽视了和汽车外形的协调，而国外对随车起重机的着色非常 严格，不仅在外形和着色上实现

18、和卡车的一体化，还要求和城市的景观相协调。     三、随车起重机的发展趋势     从产品的市场情况来看，需求量越来越大。目前，随着科学技术进步的加快，世界各国随车起重机的生产有了较大的发展，从最初的小型单一产品，已发展成全系列、大力矩、多功能、外型美观、操作简单、使用安全，并能进行有线或无线遥控的先进产品，可以说随车起重机的发展已进入了成熟期。由于国外劳动力费用高，强调工作效率，施工中基本不存在人工装卸，随车起重机有使用灵活、技术成熟等特点，所以在欧洲市场随车起重机市场前景广阔。我国随车起重机起步较晚，但随着科

19、学技术的进步和市场需求的增加，我国随车起重机的生产水平将会日益发展和完善，产品将具有更大的市场潜力。目前，在沿海城市和地区，随车起重机的销售形势正逐步好转，特别是大吨位随车起重机，正受到南方个体用户的青睐，并有向内地推进的趋势。     从产品的技术特点来看，随车起重机正朝着大型化、多功能化和智能化的方向发展。安装随车起重机的底盘已不再局限于箱式货车底盘，越来越多的重型平板车也安装了大吨位随 车起重机，以满足其自装卸大型货物的需要。随车起重机的作业装置也不再局限于吊钩，各种高空作业平台、抓具、夹具、吊篮、螺旋钻、板叉、装轮胎机械手、拔桩器等已逐渐被采用。

20、随着随车起重机的吨位越来越大，对安全控制、操作方便舒适性的要求也越来越高，智 能化也已被提上日程。     近年来，随车起重机的发展可谓日新月异，汽车起重机生产企业已从16以下市场逐步撤离，可以预言，随着我国公路建设的发展和随车起重机技术水平的不断提高及产量的扩大，今后小吨位汽车起重机必将被性能先进、功能齐全的大吨位随车起重机所取代。1 概 述 1.1随车起重机的用途几特点QYS-4型随车起重机是配装载重量4吨及其以上载货汽车上的一种辅助起重设备。通常安装在司机室与货箱之间。具有结构紧凑、重量轻、操作简便、作业效率高、可装自卸等特点,广泛应用于各行各业的

21、起重运输作业。1.2型号意义 QYS- 4 伸缩臂节数 起重最大质量 随车起重机1.3术语解释(1)工作幅度:指的是从水平旋转的中心线到吊钩中心线的距离。(2)边幅角度:吊臂与水平面的夹角。(3)起升高度:从地面到吊钩中心的高度。(4)额定载荷:是指相应工作半径和变副角度所允许的最大起升载荷。(5)回转角度:吊臂回转在水平面上的范围。(6)起升速度:用卷扬机构使载荷起升的速度。1.4结构原理QYS4随车起重机主要由吊臂、卷扬机构、变副油缸、回转机构、支腿油缸、输油器、液压系统、安全装置、吊钩组以及衡梁、立柱等结构组成。他们的工作原理是:利用外来动力驱动液压油泵向液压系统提供高压油液,通过操纵手

22、柄转阀和多路换向阀将油液分配到各个工作组件,以完成起重作业所需要的各种动作。吊臂吊臂为钢结构的无边形等截面箱形套装结构。其作用主要是用来支撑载荷并改变起重机作业半径的大小。它由基本臂、各级伸缩臂、伸缩油缸等组成。吊臂动作时按一定顺序进行,外伸时先伸二节臂后伸顶节臂,回缩时则相反;顺序动作靠顺序阀控制。卷扬机构主要由卷扬马达、减速箱和卷筒等组成。它安装在立柱上,由柱塞马达驱动减速器带动卷筒转动。从而实现重物的起升、下降和随意停止。变幅油缸变幅油缸主要由缸体、活塞杆、活塞、端盖及密封件组成。其原理是利用液体的流动来完成油缸的伸缩动作。起作用是调节吊臂的起伏角度。回转机构回转机构由回转减速器和液压马

23、达组成。其原理是利用液压动力驱动液压马达转动,带动回转减速器的蜗杆,涡轮转动。其作用是驱动起重机上部立柱和吊臂绕回转中心回转。支腿机构QYS4由前后支腿机构组成。支腿机构由支腿架、支腿架伸缩油缸和支腿油缸组成。其原理是利用液压的流动来完成油缸的伸缩动作。作用是在起重作业时稳定和支撑作用，减轻底盘汽车大梁所受的载荷。输油缸输油缸主要由输油器壳、旋转接头体、密封体及其触头、导线等组成。其原理是输油器和旋转接头体发生相对运动时，其油路电路关系不变。作用是解决油路及电路下部和固定部分和上部回转部分过渡。1.5安全装置为了保证起重机的作业性能及操作者和设备的安全，本机设有多项安全装置。平衡阀在起升机构的

24、吊臂伸缩油缸上，均设有性能优良的单项平衡阀，以保证作业过程中的平衡性及系统发生意外时载荷在空中的可靠停置。双向液压锁在支腿机构的垂直支撑油缸上均设有双向液压锁,以保证作业及驾驶的安全。供选装的过卷报警装置当起重机做起升动作时,如不慎发生钢丝绳过卷,与汽车喇叭相连的报警装置会自动鸣笛示警,提醒操作者停止作业或向安全状态操作。§2 伸缩臂架的设计2.1伸缩臂架的作用载荷及受力分析伸缩臂架主要是由基本臂，伸缩臂和两部分组成。其中伸缩臂包括两节伸缩臂以及伸缩液压缸。当伸缩系统工作时，各节伸缩臂在导向元件上滑动，臂架长度逐渐变化，致使臂架达到最大最小长度。为分析方便本课题所研究的臂架不包括副架

25、。臂架的仰角是靠变幅油缸伸缩来实现的，变幅油缸的下铰点在转台上，上铰点在基本臂上。臂架的重量由根部铰点和变幅油缸来支撑。臂架在起升或回转作业时，它在两个方向上均处于悬臂状态，并承受压缩和弯曲的组合作用。臂架上所受的载荷又起升载荷，臂架重力，惯性载荷及风载荷等。起升载荷P起升质量m是相应幅度下的额定起重量，由此构成起升载荷P，若考虑起吊时的动力影响，应乘以动载系数=1.2，则计算的起升载荷为：P=P=mg式中 P 一 额定起升载荷，P= mg=4000×10=40000N； g 一 重力加速度； 臂架重力P臂架重力P包括臂架和伸缩液压缸的重力，为了方便计算可近似的假定为P/3作用在臂架

26、顶端，2P/3 作用在臂架根部，考虑自重所受的动力影响，应乘以冲击系数=1.1。2.1.3风载荷为了计算简便，将侧向风力折算为作用在臂架部的集中载荷，其值近似取 为臂架的总风力。2.2 伸缩臂架的临界力计算1) 回转平面N变幅液压缸一端铰接在基本臂上，大约在基本臂的（ ）长度处，另一端铰接在回转平台上。为支承方式长度系数，对于一端固定，一端自由，=2；为变截面长度系数，查材料表11-2得由=，= 查教材 =1.11；则 N=2） 变幅平面N。 查徐克晋主编的金属结构表，= , 线性插值得= 1.89 ，由=0.34 ，= 0.66 ，= ，查徐克晋主编的金属结构表11-2图B，= 1.12 ，

27、则= 2.3 伸缩臂架刚度校 1）臂架折算截面惯性矩 根据I= ，由上图可得：=对轴的折算惯性矩：5520mm ，= 1 ，= ，= ， ，对X轴的折算惯性矩：L=L= (5520-235)= 5285mm , =1r=0.69 ,r= 0.367 , r=0 2) 横向载荷产生的扰度 3) 考虑到各节伸缩臂间的间隙，位移的非线性增大，由轴向和横向载荷引起的臂端挠度， 变幅平面内 = 回转平面内= 式中 ， -在变幅平面和回转平面内相邻各节臂之间的间隙，通常各节臂间隙大致相同，可取=13 mm ; k-伸缩臂的节数，因为从第二节臂开始有间隙，所以上面计算至涉及到K-1节臂；-各节臂伸出后第i+

28、1节臂至臂端的长度；-各节臂之间的套间长度。基本符合要求。2.4 伸缩臂的强度校核 1）伸缩臂的弯矩在变截平面，外载荷对各节臂危险截面A，B，C的X轴产生的弯矩（此时臂端的基本位移）。M=M+PL+N M=M+PL+N M=M+PL+N 回转平面，外载荷对Y轴产生的弯矩（臂端基本位移=9.2mm）；M=PL+N M=PL+N M=PL+N 臂架所承扭矩T=，2) 伸缩臂非重叠部分的强度校核。伸缩臂受双向弯矩及扭矩作用，而轴向力由伸缩油缸直接承担，但弯矩仍存在非线性增大，考虑到约束弯曲和约束扭转的影响，则： 而1-1 截面 2-2 截面； 3-3截面 = 其余截面剪应力更小，可以忽略不计。3）

29、伸缩臂重叠部分的强度校核。根据计算可以看出：2-2截面为最危险截面，伸缩臂套接处滑块沿臂长间距L=420mm ,基本臂（第一节臂）滑块受力：2F=F= 2709N ，因为2-2 截面插套在1-1 截面内，可算出=18.4 mm ，选取滑块中心附近20mm处的点，=（137-6）mm = 131 mm则 整体弯曲应力： 组合应力；由于剪应力很小，可以忽略不计。2.5 伸缩臂局部稳定性校核验算第二节伸缩臂的腹板区格板边应力;腹极下边，上边=5.65，区格应力比=因为0>> 查徐克晋主编的金属结构教材表7-9序号3公式-临界压缩应力，单位；-临界剪切应力，单位；-板边弹性嵌固系数一般=1

30、 1.26，当对边受强劲的翼缘板或强纵向加劲肋嵌固时取较大值；-板的欧拉应力，单位按下式计算， ；式中，- 板的厚度； b- 区格宽或板宽； E-钢材的弹性模量； -泊松比。K K-四边简支板的屈曲系数，取决于板的边长比，和板边应力状态，对于用钢性加劲肋分隔的局部区格板，按材料里的表7-9公式计算，对于用柔性加劲肋分隔的带肋板按材料表7-10公 式计算。K 设区格比边长比 ， ；假设支承力F全部作用于腹板边缘上设滑块长度，则支承力F在腹板边缘上的分布长度=，腹板边缘局部压应力;= ,查徐克晋主编的金属结构教材表7-9 序号5，因=1 ，,K= ，= ，腹板间剪应力很小，可略去。腹板边缘正应力3

31、7.5MP ，临界复合应力；= = = ， 应予修正： 局部稳定性验算合格。2.6 伸缩臂的整体稳定性校核基本臂受力：N=4000N， M=3.7 M= 基本臂截面性质：A=W= 2.455 ，WN=800000 ，考虑轴向力和双向弯矩作用，按下式计算; 整体稳定性亦合格。§3 回转支承选型计算3.1回转支承受载情况 回转支承在使用过程中，一般要承受轴向力 Fa 、径向力 Fr 以及倾覆力矩 M 的共同作用，对不同的应用场合，由于主机的工作方式及结构形式不同，上述三种荷载的作用组合情况将有所变化，有时可能是两种载荷的共同作用，有时也有可能仅仅是一个载荷的单独作用。 通常，回转支承的安

32、装方式有以下两种形式 座式安装和悬挂式安装。两种安装形式支承承受的载荷示意如下： 3.2 回转支承选型所需的技术参数   回转支承承受的载荷   每种载荷及其所占有作业时间的百分比   在每种载荷作用下回转支承的转速或转数   作用在齿轮上的圆周力   回转支承的尺寸   其他的运转条件   静态选型静态参照载荷 Fa' 和 M' 的计算方法： fl 为动态安全系数，他必须结合动态承载曲线使用（动态承载曲线不包含次样本中）。它来源于经验和实验。是基于最大工作载荷情况下的一个参照值。在选择回转支承之前，首先确定

33、对该主机应考虑的静安全系数 fs ，可由网址http: 查得。 Fs=1.1 FL=1.0最大静载荷出现在幅度最大时，其载荷计算公式如下：   单排四点接触球式： 单排四点接触球式回转支承的选型计算分别按承载角 45 ° 和 60 °两种情况进行。 I、a=45° II、a=60° Fa'=(1.225*Fa+2.676*Fr)*fs Fa'=(Fa+5.046*Fr)*fs M'=1.225*M*fs M'=M*fs 而螺栓的计算载荷为： Fa=6000NM=2352N图3.2按上述计算结果，在承载能力曲线中选

34、择，可确定选用01*.20.400回转支承。l 线为静态承载能力曲线 8.8 、 10.9 为螺栓承载曲线 1'- 静态载荷点 2'- 螺栓载荷点 1' 点再滚道静态承载曲线 1 下方，因此满足要求 2' 点在 10.9 级螺栓承载曲线下方，因此选择 0.9 级螺栓可以满足要求。3.2.2回转支承单排四点接触球式回转支承（01系列§4 液压系统的设计计算液压系统方案设计是根据主机的工作情况、主机对液压系统的技术要求、液压系统的工作条件和环境条件以及承包、经济型、供货情况等诸多因素，进行全面、综合的设计，从而拟定出一个各方面比较合理的、可实现的液压系统的

35、方案来。其内容包括：油路循环方式的分析与选择，油源形式的分析与选择，液压回路的分析、选择与合成，液压系统原理图的拟定、设计与分析。4.1概述 随车起重机机动性好，能以较快速度行走，采用液压起重机，因而承载能力大，可在有冲击、振动和环境较差的条件下工作。其执行元件需要完成的动作较为简单，位置精度较低，大部分采用手动操作，液压系统工作压力较高。因为是起重机械，所以保证安全是至关重要的问题。随车起重机的工作机构，它由如下五部分构成：（1）支腿 起重作业时使汽车轮胎离开地面，架起整车，不使载荷压在轮胎上，并可调节整车的水平。（2）回转机构 使吊臂回转。（3）伸缩机构 用以改变吊臂的长度。（4）变幅机构

36、 用以改变吊臂的倾角。（5）起升机构 使重物升降。4.2工作原理QYS-4随车起重机是一种中小型起重机，其液压系统如图1所示。这是一种通过手动操纵来实现多缸各自动作的系统，为简化结构，系统用一个液压泵给各执行元件串联供油。在轻载情况下，各串联的执行原件可任意组合，使几个执行元件同时动作，如伸缩和回转，或伸缩和变幅同时进行等等。该系统液压泵的由汽车发动机通过装在底盘变速箱上的取力箱提供。液压泵通过中心回转接头、开关和过滤器从油箱吸油。 液压原理图下面对各个回路动作进行叙述。（1）支腿回路 随车起重机的底盘前后各有两条支腿，没一条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

37、控制其伸出或缩回。换向阀均采用M型中位机能，且油路是串联的。每个液压缸的油路上均设有双向锁紧回路，以保证支腿被可靠的锁住，防止在起重作业时发生“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减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。因此，系统中采用一个三位四通手动换向阀来控制转盘的正转、翻转和不动三种情况。（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，用一个由三位四通手动换向阀控制的伸缩油缸来驱动吊臂的伸缩和缩回。为防止因自

38、重而使吊臂下落，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）起升回路 起升机构是随车起重机的主要工作机构，它由一个由大转矩液压马达带动的卷扬机。液压马达的正、反转由三位四通手动换向阀控制。起重机起升速度的调节是通过改变汽车发动机的转速从而改变液压泵的输出流量和液压马达的输入流量来实现的。在液压马达的回路上设有平衡回路，以防止重物自由下落；此外，在液压马达上还设有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送溜

39、车下滑现象。4.3性能分析 由图1可以看出，该液压系统由调压、调速、幻想、锁紧、平衡、制动、多缸卸荷等回路组成。(1) 在调压回路中，用安全阀限制系统最高压力。(2) 在调速回路中，用手动调节换向阀的开度大小来调节共建机构（起升机构除外）的速度，方便灵活，但劳动强度较大。(3) 在锁紧回路中，采用由液控单向阀构成的双向液压锁将前后支腿锁定在一定位置上，工作可靠，而且有效时间长。(4) 在平衡回路中，采用经过改进的单向液控顺序阀作平衡阀，以防止在起升、吊臂伸缩和吊臂伸缩和变幅作业过程中因重物自重而下降，工作可靠；但在一个方向有备压，造成一定的功率损耗。(5) 在多缸卸荷回路中，采用换向阀M型中位

40、机能并将油路串联起来，使任何一个工作机构既可单独动作，也可在轻载下任意组合地动作；但6个换向阀串联，也使液压泵的卸荷压力加大。(6) 在制动回路中，采用由单向节流阀和单作用闸缸构成的制动器，工作可靠，且制动动作快，松开动作慢，确保安全。 4.4 液压缸主要尺寸的确定1）缸筒内径D液压缸的轴向负载力F 液压缸的平均速度 按规定选负载率液压缸的理论输出力由此得液压缸缸径D=故选用液压缸的缸径为100mm.式中 S-为液压缸行程； P-为工作压力； -为摩擦系数。2）活塞杆直径d=0.7D=0.7100=70mm3）缸筒长度取L=1100mm 由最大工作行程S决定。 强度校核1）缸筒壁厚当时为薄壁，

41、可按下式校核 =式中 D-缸筒内经；-试验压力，当缸的额定压力时，取=1.5， >16 时，取=1.25；-缸筒材料的许用应力，=800MP为材料抗拉强度，n为安全系数，一般取n=5. 缸筒材料为45号钢。2） 活塞杆直径d 的校核 =因为d=63mm > 7.2mm,所以该活塞杆的直径满足要求。式中 F-活塞杆上的作用力；-活塞杆材料的许用应力，=/4 。3）缸盖固定螺栓的校核 式中 F-液压缸负载； k-螺纹拧紧系数，k=1.12 1.5; z-固定螺栓个数； -螺栓材料许用应力，=（1.22 2.5），=550为材料屈服点。4.5 液压泵的选择 设计液压系统时，应根据所要求的

42、工作情况合理选择液压泵，一般在负载小、功率小的机械设备中，可用齿轮泵和双作用叶片泵；精度较高的机械设备可用螺杆泵和双作用叶片泵；在负载较大并有快速和慢速行程的机械设备可用卸压式变量叶片泵；负载大、功率大的机械设备可使用柱塞泵；机械设备的辅助装置，如送料、夹紧等要求不太高的地方，可使用价廉的齿轮泵,因此本次设计选用外啮合齿轮泵。先根据设计要求和系统工况确定泵的类型，然后确定泵的主要参数，即压力和流量。确定泵的最大工作压力p P=p+p=15+0.5=15.5 MP 式中 p-执行元件的最高工作压力； p -执行元件进油路上压力损失，如对夹紧、压制和定位等工况，在执行元件到终点时系统才出现最高工作

43、压力，则p=0；其它工况，液压元件的规格和管路长度、直径未确定时、可初定简单系统的p=（2-5）×10P,复杂系统的p=（5-15）×10 P。确定泵的最大流量q参照同类型随车起重机，初定排量为40Mlr,转速为960rmin qK=1.1×3.8=4.18式中-同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值；K-泄漏系数，一般取K=1.11.3，大量时取小值，反之取大值。对于节流调速系统，如果最大流量点处于溢流阀的工作状态，则泵的供油量须增加溢流阀的最小溢流量，一般为溢流阀额定流量的15%，机床液压系统取=2-3Lmin。当系统中备有蓄能器时泵的最大供油量为一个工作循

44、环中执行元件的平均流量与回路泄漏量之和。根据所计算的压力和流量，查产品样本选用一台YB1型双连叶片泵。4.7 油箱的选择 油箱的用途主要是储存液压系统需要的液体介质，起散热，分离液体介质中的空气以及沉淀液体介质中的杂质的作用，4.7.1油箱的容量计算 油箱必须有足够大的容积以满足散热要求，液压泵工作时油面应保持适当的高度，停车时能贮存因重力作用返回油箱的油液。油箱的容量一般按经验公式选定。 VnQp式中 V-油箱的有效容积，单位为 Qp-液压泵的总流量，单位为 n-经验系数，其数值如下： 低压系统 n=24; 中高压系统 n=57; 压力机液压系统 n=612; 冶金机械液压系统 n=10;

45、行走机械 n=2参照同类随车起重机，选油箱容积为60L的油箱。4.8 管件管件包括油管和管接头，它的主要功用是连接液压元件和输送液压油。1）油管对它的主要要求是：有足够的强度，密封性好，压力损失小河装拆方便。液压系统中使用的油管的特点及使用场合：橡胶管是高压馆由耐油橡胶夹几层干钢丝编制网制成，钢丝网层数越多，耐压越高，价昂，用作中、高压系统中两个相对运动件之间的压力管道。2）管接头 管接头时油管之间、油管与液压件之间的可拆式连接件。管接头在满足强度足够的前提下，应当装拆方便，连接牢固，密封性好，外形尺寸小，压力损失小以及工艺性好。扣压式管接头用来连接高压软管，随管径不同工作压力范围为640 。

46、 §5 结论与展望5.1结论作为一个新兴的行业，随车起重机行业与国家宏观调控、产业政策以及各种市场环境有着千丝万缕的联系，可以说是牵一发而动全身。2004年以前，中国随车起重机每年均以15%-20%的速度快速增长，由于受国家宏观经济调控的影响，行业整体的快速增长态势在2005年出现了拐点，整个行业出现停滞甚至下降的局面，体现了随车起重机行业对国家政策变化的敏感性。由于随车起重机的运输功能与卡车市场关联性特别强，汽车行业的波动对随车起重机行业的影响也尤为可观，2005年卡车市场出现了回落，国家1589号关于治理超载超限的法规政策对随车起重机行业产生的严重影响，几乎可以用“经历一场寒冬”

47、来形容，整个随车起重机行业陷入前所未有的低迷。由于随车起重机行业的技术壁垒比较小，门槛较低，2005年以来一批民营、个体企业逐步进入行业，参与竞争，形成新的、更激烈的一轮市场格局。再加上来自外部的跨国公司对行业的入侵，加快并购、合资的步伐，使整个随车起重机行业面临重新洗牌的局面。 尽管面临着内忧外患，生存环境异常的艰难，并没有阻挡住随车起重机行业自身发展进步的步伐。近年来随着产品技术水平不断更新和功能的不断完善，国内随车起重机行业取得了长足的进步，并迎来前所未有的发展机遇。据统计，2005年行业销售总量在2000台左右，2006年市场需求仍将保持平稳上升趋势，预计2006年增幅在10%到20%

48、，市场需求量为2200台至2400台。 图 1999-2005年随车起重机市场需求量及2006年预测 由上图可见，虽然国家宏观调控仍在持续，但随车起重机行业仍然保持稳定持续的增长势头。从行业发展的角度来看，目前我国随车起重机的底盘销量只占卡车销售量的1，而日本随车起重机占卡车销量的25%左右，欧美也在20%左右；随着我国汽车产业的快速发展，随车起重机发展前景亦非常乐观。随车起重机是一种集起重、运输为一体的新型高效起重运输装备，近年来，随着我国国民经济的快速发展，物流、运输业的迅速崛起，随车起重机以其快速、灵活、高效、便捷、装卸运输合二为一的优势被越来越多用户所认识并接受，应用领域不断扩张，不仅在交通运输、电信电力、油田码头、市政园林、计量检测、市政作业、石油开采、铁路吊装等传统行业上大显身手，添加了附加装置的变形产品还被广泛应用于消防、军队、非开挖作业、工程抢险等行业，显示出其越来越广泛应用领域和无可比拟的实用价值。  52随