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QY25汽车起重机臂架及其液压系统设计【word+3张CAD图纸全套】【优秀毕业设计】

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QY25汽车起重机臂架及其液压系统设计【word+3张CAD图纸全套】【优秀毕业设计】

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QY25起重机结构示意图.dwg

QY25起重机臂架及其液压系统设计正文.doc

摘  要

随着国家现代化建设的飞速发展,科学技术的不断进步,现代施工项目对汽车起重机的要求也越来越高,高、深、尖液压技术在汽车起重机上的应用也越来越广泛,汽车起重机液压系统展示了强大的发展趋势。

汽车起重机液压系统一般由起升、变幅、伸缩、回转、控制、支腿六个主回路组成。 为了使起重机能够满足高性能、高可靠性、操作更方便、舒适、安全的要求,以及使起重机能够向智能、高性能、灵活、适应性强、多功能、吊重量大、起升高度、幅度更大的大吨位方向发展方向发展,设计者不但要改进起重机的结构和提高材料的强度,更重要的是在这六个液压系统上下工夫。本文主要讨论伸缩主回路及其液压系统的设计。

关键词:汽车起重机,伸缩机构,液压系统

ABSTRACT

With the rapid development of the country's modernization, the improvement of science and technology, modern construction projects on the truck crane requirements are increasingly high, high, deep, sharp hydraulic technology application in automobile cranes, cranes and more extensive hydraulic system demonstrates strong development trend.

Truck crane hydraulic system generally by hoisting, luffing, scalable and rotary, control, teams composed of main loop leg six. In order to make the crane can satisfy the high performance, high reliability, the operation more convenient, comfortable and safe requirements, and make crane to intelligence, high-performance, flexible, adaptable, multi-function, hang a big weight, lifting height, amplitude greater large-tonnage direction development direction, designers not only to improve the structure and improve material crane of strength, more important is in these six hydraulic system fluctuate. This paper mainly discusses the main loop and telescopic hydraulic system design.

Keywords:truck crane;telescopic institutions;hydraulic system

目  录

1绪 论7

1.1汽车起重机的概念7

1.2 汽车起重机的用途7

1.3我国汽车起重机发展状况7

1.5三一25吨汽车起重机介绍8

2  25吨汽车起重机臂架系统11

2.1  25吨汽车起重机臂架系统的组成11

2.2主起重臂结构11

2.3副起重臂14

2.4  伸缩机构14

2.5  臂端滑轮14

3臂架结构的设计和计算15

3.1臂架截面参数15

3.2吊臂工况计算16

3.2.1 伸缩臂载荷计算16

3.2.2 伸缩臂的临界力计算18

3.2.3伸缩臂的强度计算19

3.2.4伸缩臂整体稳定性计算21

4液压系统原理设计23

4.1 典型工况分析及对系统要求23

4.1.1伸缩机构的作业情况23

4.1.2副臂的作业情况23

4.1.3三个以上机构的组合作业情况23

4.1.4典型工况的确定23

4.1.5系统要求25

4.2 液压系统类型选择26

4.2.1 本机液压系统分析26

4.2.2 各机构动作组合、分配及控制27

4.3 各种执行元件的选择28

5 伸缩液压回路组成原理和性能分析30

5.1性能要求30

5.2主要元件31

5.3主要回路31

5.4功能实现和工作原理31

6 伸缩液压系统设计计算33

6.1伸缩机构主要参数33

6.2伸缩油缸的选择33

6.3 伸缩油路34

6.4 伸缩机构液压阀的选择35

6.4.1变幅伸缩多路阀35

6.4.2平衡阀36

6.5液压辅助元件选择36

6.5.1油路的通径36

6.5.2滤油器的选择36

7伸缩机构回路性能验算37

7.1伸缩回路功率选取37

7.2 伸缩回路容积效率37

7.3伸缩机构压力效率37

7.4伸缩回路性能验算37

7.5伸缩时间37

7.6伸缩速度38

8 起重机的使用要求及简单的故障分析与排除40

8.1 起重机作业时应注意的事项40

8.2作业前的准备41

8.3 溢流阀与液压泵的维修42

8.3.1 溢流阀的维修42

8.3.2  液压泵的修理44

8.3.3 油泵的修复45

9.4 液压缸自行回缩45

结束语49

致 谢50

参考文献51

1绪 论

1.1汽车起重机的概念

通常把装在通用或专用载重汽车底盘上的起重机称为汽车起重机。汽车起重机的行驶操作在下车驾驶室里,起重操作在上车的操纵室里。汽车起重机由于利用汽车底盘所以具有汽车的行驶通过性能机动灵活,行驶速度高,可快速转移,转移到作业场地后能迅速投入工作,特别适用于流动性大、不固定的作业场所。汽车起重机由于具有这些特点,其品种和数量在我国得到了很大的发展,是目前我国轮式起重机中的主力机型。汽车起重机也有其弱点,总体部置受汽车底盘的限制,车身较长,转变半径大,大多数只能在左右两侧和后方作业。另外对地面的要求较高越野性能差。

1.2 汽车起重机的用途

汽车起重机是提升输送物料的机具,是国民生产各部门提高劳动生产率、生产过程机械化不可缺少的大型机械设备,对提高生产各部门的机械化,缩短生产周期和降低生产成本,起着非常重要的作用。

汽车起重机可以广泛应用于工矿企业、建筑工地、港口码头、油田、铁路、仓库及货场等工况下的起重作业和吊装工作。随着国民经济飞速发展,汽车起重机在行业的作用也越来越大,经济杠杆作用与日俱增。


1.3我国汽车起重机发展状况

由于我国起重机起步于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

我国起重机现处于低级发展阶段,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。

   2. 起重力矩小,技术水平底

我国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。目前国内企业对汽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

我国汽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起重机上,如带有微电脑的力矩限制器及防御翻保护器等,并且已实现了有线与无线遥控。

   4. 功能单一

我国起重机以起重作业及运输功能为主,而国外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,使汽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业汽车起重机等专用产品。

   5. 外形不美观

我国起重机设计单调,忽视了和汽车外形的协调,而国外对汽车起重机的着色非常严格,不仅在外形和着色上实现和卡车的一体化,还要求和城市的景观相协调。

1.4我国起重机的发展趋势

   从产品的市场情况来看,需求量越来越大。目前,随着科学技术的加快,世界各国汽车起重机的生产有较大的发展,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,可以说汽车起重机的发展已进入成熟期。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,汽车起重机有使用灵活、技术成熟等特点,所以在欧洲市场起重机市场前景广阔。我国汽车起重机起步较晚,但随着科学技术的进步和市场需求的增加,我国汽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,汽车起重机的销量形势正逐步好转,特别是大吨位汽车起重机,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,汽车起重机正朝着大型化、多功能化和智能的方向发展越来越多的重型平板车也安装了大吨位汽车起重机,以满足其自装卸大型货物的需要。汽车起重机的作业装置也不再局限于钓钩,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。随着汽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,汽车起重机的发展和汽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成为起重机的重要组成部分。

1.5三一25吨汽车起重机介绍

25吨汽车起重机是三一集团在吸收国外先进技术的基础上,结合本公司创新技术而开发研制的。超大的支腿跨距、强力的伸缩臂、新型桁架式副臂和易于操纵的上车系统、安全装置和整机性能充分体现了其先进性、可靠性、经济性和高效性,是国内同类产品中的佼佼者。

1、6×4驱动型式的自制专用底盘,装备有东风康明斯C245 20环保型发动机,符合欧Ⅱ标准。

2、驾驶室采用齐星全宽型驾驶室,专业化生产。具有外形美观,乘坐舒适,视野开阔的特点。

3、主臂材料为低合金高强度钢,大圆角六边形截面形式。具有承载能力大、自重轻、导向平稳等特点。

4、副臂采用桁架式变截面结构,受力条件好,重量轻,可根据使用需要实现0°、15°、30°变角度安装。

5、转台结构选用低合金高强度结构钢,采用单板加强型先进结构,刚性、稳定性好。

6、配置上车熄火装置,并可根据客户要求安装空调。

参考文献

[1] 王守新 主编·材料力学·[M]·大连理工大学出版社(第二版)

[2] 编写组编·起重机设计手册·[S]·机械工业出版社·1980

[3] 王金诺 于兰峰·起重运输机的金属结构·[M] ·中国铁道出版社·2002

[4] 刘新德主编·袖珍液压设计手册·[S]·机械工业出版社·2004

[5] 上海煤矿机械研究所编·液压传动设计手册·[S]·上海人民出版社·1976

[6] 朱才新主编·液压传动与控制·[M]·重庆大学出版社·1998

[7] 许福玲  陈尧明编·液压与气压传动·[M]·机械工业出版社·2001

[8] 周士昌主编·液压系统设计图册·[M]·机械工业出版社·2003

[9] 扬国平 刘忠编·现代工程机械液压与液力实用技术·[M]·人民交通出版社

[10] 赵显新编·工程机械液压传动装置原理与检修·[M]·辽宁科学技术出版社

[11] 雷天觉主编·液压工程手册·[S]·机械工业出版社·1990

[12] 成大仙主编·机械设计手册·[S]·化学工业出版社

[13] 上海交通起重运输机械教研组编·起重运输机的液力传动·[M]·中国工业出版社

[14] 顾迪民主编·工程起重机·[M]·中国建筑工业出版社,1988

[15] 刘新得主编·袖珍液压气动手册·[S]·机械工业出版社,2004


内容简介:
2011 届毕业设计说明书 汽车起重机臂架及其液压系统 系 、 部: 机械工程系学生姓名: 华恺指导教师: 黄开有 职称 副教授专 业: 机械制造及其自动化班 级: 机本0704班完成时间: 2011.05 摘 要随着国家现代化建设的飞速发展,科学技术的不断进步,现代施工项目对汽车起重机的要求也越来越高,高、深、尖液压技术在汽车起重机上的应用也越来越广泛,汽车起重机液压系统展示了强大的发展趋势。汽车起重机液压系统一般由起升、变幅、伸缩、回转、控制、支腿六个主回路组成。 为了使起重机能够满足高性能、高可靠性、操作更方便、舒适、安全的要求,以及使起重机能够向智能、高性能、灵活、适应性强、多功能、吊重量大、起升高度、幅度更大的大吨位方向发展方向发展,设计者不但要改进起重机的结构和提高材料的强度,更重要的是在这六个液压系统上下工夫。本文主要讨论伸缩主回路及其液压系统的设计。关键词:汽车起重机,伸缩机构,液压系统ABSTRACTWith the rapid development of the countrys modernization, the improvement of science and technology, modern construction projects on the truck crane requirements are increasingly high, high, deep, sharp hydraulic technology application in automobile cranes, cranes and more extensive hydraulic system demonstrates strong development trend. Truck crane hydraulic system generally by hoisting, luffing, scalable and rotary, control, teams composed of main loop leg six. In order to make the crane can satisfy the high performance, high reliability, the operation more convenient, comfortable and safe requirements, and make crane to intelligence, high-performance, flexible, adaptable, multi-function, hang a big weight, lifting height, amplitude greater large-tonnage direction development direction, designers not only to improve the structure and improve material crane of strength, more important is in these six hydraulic system fluctuate. This paper mainly discusses the main loop and telescopic hydraulic system design. Keywords:truck crane;telescopic institutions;hydraulic system目 录1绪 论71.1汽车起重机的概念71.2 汽车起重机的用途71.3我国汽车起重机发展状况71.5三一25吨汽车起重机介绍82 25吨汽车起重机臂架系统112.1 25吨汽车起重机臂架系统的组成112.2主起重臂结构112.3副起重臂142.4 伸缩机构142.5 臂端滑轮143臂架结构的设计和计算153.1臂架截面参数153.2吊臂工况计算163.2.1 伸缩臂载荷计算163.2.2 伸缩臂的临界力计算183.2.3伸缩臂的强度计算193.2.4伸缩臂整体稳定性计算214液压系统原理设计234.1 典型工况分析及对系统要求234.1.1伸缩机构的作业情况234.1.2副臂的作业情况234.1.3三个以上机构的组合作业情况234.1.4典型工况的确定234.1.5系统要求254.2 液压系统类型选择264.2.1 本机液压系统分析264.2.2 各机构动作组合、分配及控制274.3 各种执行元件的选择285 伸缩液压回路组成原理和性能分析305.1性能要求305.2主要元件315.3主要回路315.4功能实现和工作原理316 伸缩液压系统设计计算336.1伸缩机构主要参数336.2伸缩油缸的选择336.3 伸缩油路346.4 伸缩机构液压阀的选择356.4.1变幅伸缩多路阀356.4.2平衡阀366.5液压辅助元件选择366.5.1油路的通径366.5.2滤油器的选择367伸缩机构回路性能验算377.1伸缩回路功率选取377.2 伸缩回路容积效率377.3伸缩机构压力效率377.4伸缩回路性能验算377.5伸缩时间377.6伸缩速度388起重机的使用要求及简单的故障分析与排除408.1起重机作业时应注意的事项408.2作业前的准备418.3 溢流阀与液压泵的维修428.3.1 溢流阀的维修428.3.2 液压泵的修理448.3.3 油泵的修复459.4 液压缸自行回缩45结束语49致谢50参考文献511绪 论1.1汽车起重机的概念通常把装在通用或专用载重汽车底盘上的起重机称为汽车起重机。汽车起重机的行驶操作在下车驾驶室里,起重操作在上车的操纵室里。汽车起重机由于利用汽车底盘所以具有汽车的行驶通过性能机动灵活,行驶速度高,可快速转移,转移到作业场地后能迅速投入工作,特别适用于流动性大、不固定的作业场所。汽车起重机由于具有这些特点,其品种和数量在我国得到了很大的发展,是目前我国轮式起重机中的主力机型。汽车起重机也有其弱点,总体部置受汽车底盘的限制,车身较长,转变半径大,大多数只能在左右两侧和后方作业。另外对地面的要求较高越野性能差。1.2 汽车起重机的用途汽车起重机是提升输送物料的机具,是国民生产各部门提高劳动生产率、生产过程机械化不可缺少的大型机械设备,对提高生产各部门的机械化,缩短生产周期和降低生产成本,起着非常重要的作用。汽车起重机可以广泛应用于工矿企业、建筑工地、港口码头、油田、铁路、仓库及货场等工况下的起重作业和吊装工作。随着国民经济飞速发展,汽车起重机在行业的作用也越来越大,经济杠杆作用与日俱增。1.3我国汽车起重机发展状况由于我国起重机起步于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、产量低我国起重机现处于低级发展阶段,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。 2 起重力矩小,技术水平底我国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。目前国内企业对汽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,操作不方便我国汽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起重机上,如带有微电脑的力矩限制器及防御翻保护器等,并且已实现了有线与无线遥控。 4 功能单一我国起重机以起重作业及运输功能为主,而国外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,使汽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业汽车起重机等专用产品。 5 外形不美观我国起重机设计单调,忽视了和汽车外形的协调,而国外对汽车起重机的着色非常严格,不仅在外形和着色上实现和卡车的一体化,还要求和城市的景观相协调。 1.4我国起重机的发展趋势 从产品的市场情况来看,需求量越来越大。目前,随着科学技术的加快,世界各国汽车起重机的生产有较大的发展,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,可以说汽车起重机的发展已进入成熟期。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,汽车起重机有使用灵活、技术成熟等特点,所以在欧洲市场起重机市场前景广阔。我国汽车起重机起步较晚,但随着科学技术的进步和市场需求的增加,我国汽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,汽车起重机的销量形势正逐步好转,特别是大吨位汽车起重机,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,汽车起重机正朝着大型化、多功能化和智能的方向发展越来越多的重型平板车也安装了大吨位汽车起重机,以满足其自装卸大型货物的需要。汽车起重机的作业装置也不再局限于钓钩,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。随着汽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,汽车起重机的发展和汽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成为起重机的重要组成部分。1.5 三一25吨汽车起重机介绍25吨汽车起重机是三一集团在吸收国外先进技术的基础上,结合本公司创新技术而开发研制的。超大的支腿跨距、强力的伸缩臂、新型桁架式副臂和易于操纵的上车系统、安全装置和整机性能充分体现了其先进性、可靠性、经济性和高效性,是国内同类产品中的佼佼者。1、64驱动型式的自制专用底盘,装备有东风康明斯C245 20环保型发动机,符合欧标准。2、驾驶室采用齐星全宽型驾驶室,专业化生产。具有外形美观,乘坐舒适,视野开阔的特点。3、主臂材料为低合金高强度钢,大圆角六边形截面形式。具有承载能力大、自重轻、导向平稳等特点。4、副臂采用桁架式变截面结构,受力条件好,重量轻,可根据使用需要实现0、15、30变角度安装。5、转台结构选用低合金高强度结构钢,采用单板加强型先进结构,刚性、稳定性好。6、配置上车熄火装置,并可根据客户要求安装空调。7、主要性能参数。表1 25吨汽车起重机主要性能技术参数1最大额定起重量 kg260002最大额定起重力矩 KNm764.43最大起重力矩 KNm9924基本臂长 m10.35基本臂全伸长 m31.756副臂 m87主臂全伸+副臂 m39.758支腿跨距(纵横) mm5.16.09基本臂最大起升高度 m10.410全伸臂最大起升高度 m31.811(基本臂+副臂)最大起升高度 m39.85图1-3 三一25吨汽车起重机2 25吨汽车起重机臂架系统2.1 25吨汽车起重机臂架系统的组成汽车起重机的臂架系统是起重机的核心部件,是吊载作业最重要的承重结构件。臂架系统各机构件的强度、刚度将直接影响汽车起重机的使用性能。臂架系统主要包括主起重臂、副起重臂、伸缩机构和臂端滑轮等部件。还包括臂间滑块、分绳轮组、定滑轮组、压绳滚轮和用于托绳的滑板支架等辅助构件。如图2.1所示。1-臂端滑轮; 2-四节臂; 3-分绳轮组; 4-托绳架; 5-三节臂; 6-二节臂; 7-一节臂; 8-压绳滚轮; 9-伸缩机构; 10-滑板支架; 11-挡板; 12-绳托; 13-主臂尾轴;14-定滑轮组;15-调节垫块;16-托辊;17-变幅油缸上铰点轴套;18-伸缩油缸安装轴套图2.1 25吨臂架系统2.2 主起重臂结构汽车起重机的主起重臂是起重机的核心部件,是汽车起重机吊载作业最重要的承重结构件。主起重臂结构件的强度、刚度将直接影响汽车起重机的使用性能。主起重臂结构件的质量在一定程度上反映起重机制造厂家的技术水平。主起重臂结构的技术含量是汽车起重机产品水平的重要标志。提高主起重臂机构的设计、制造、装配质量是各起重机厂家不断追求的目标。三一生产的25吨汽车起重机的主臂为六边形、大圆角截面结构。主起重臂由基本臂、二、三、四节臂套装而成。在各节主臂中间采用MC尼龙滑块支承,在水平或垂直方向上,滑块与臂筒间的双边间隙之和一般为4mm左右。间隙值的大小取决于主臂的加工水平。组装后的主臂滑块间隙越大,则主臂使用的强度与刚度越低。如果主臂滑块间隙偏小,当臂体制造误差偏(直线度、平行度、垂直度和扭曲度超差),就容易产生干涉,发生伸缩臂抖动或产生异响。在基本臂尾和中间下方部位,分别有两个铰接轴。一个为主臂与转台连接的尾铰点轴,另一个为变幅缸上铰点轴。两个铰点轴心线的平行度、对主臂纵向轴线的垂直度、铰点轴中心平面的对称度是否达标,直接影响主起重臂的使用质量良好的制造质量会防止主臂在变幅过程中产生机械抖动或异响,改善主起重臂的受力状态,防止吊重时侧向扭矩的产生。在尾铰点轴套前侧有伸臂缸的缸套、三节臂伸臂绳固定点。二节臂的尾部有伸臂缸的安装轴套联接伸臂缸的缸套,四节臂伸臂绳固定点、三节臂缩臂滑轮,口部、尾部上下两侧设有MC尼龙滑块及其调整机构。三节臂的尾部设有四节臂缩臂滑轮,口部设有四节臂伸臂滑轮,口部、尾部上下两侧设有MC尼龙滑块及其调整机构。四节臂的头部设置分绳滑轮组和定滑轮组,如图2.2-3所示。分绳滑轮组为两个滑轮,中间一个滑轮用于副转扬钢丝绳通过,靠左边滑轮用于主卷扬钢丝绳通过。定滑轮组的滑轮数量为五个,它决定钢丝绳的倍率。尾部上侧设伸臂绳固定点、上下侧均设MC尼龙滑块。在二、三节臂头的上部,分别设有托绳架;在一节臂头部的上方设有压绳滚轮;在一节臂头部的下方设有托辊;在一节臂尾部的上方设有绳托等结构部件。设置这些构件的目的是保证主起重臂在任一种工况作业时,托起主、副转扬钢丝绳,防止钢丝绳外跳,以免造成升降作业时磨损钢丝绳或卡住钢丝绳的事故发生。1-伸臂油缸安装轴套; 2-尾部下滑块及调整垫片; 3-三节臂缩臂滑轮;4-口部下滑块及调整垫片; 5-尾部上滑块及调整垫片; 6-四节臂伸臂绳固定点;7-口部上滑块及调节螺栓;图2.2-1 二节臂1-四节臂缩臂滑轮; 2-三节臂缩臂绳固定点; 3-尾部下滑块及调整垫片;4-四节臂伸臂滑轮; 5-口部下滑块及调整垫片; 6-尾部上滑块及调整垫片;7-口部上滑块及调节螺栓;图2.2-2 三节臂1- 定滑轮组; 2-分绳滑轮组; 3-四节臂伸臂绳固定点;4-尾部下滑块及调整垫片; 5尾部上滑块及调整垫片; 6-分绳轮组; 7-四节臂缩臂绳; 8-定滑轮组;图2.2-3 四节臂2.3 副起重臂副臂是汽车起重机重要的起重部件,也是关键的钢结构件,采用珩架式结构。副臂的作用是补偿主臂作业高度不足、扩大主臂作业范围的一种起重作业功能。副臂的起重作业必须按副臂起重量性能表中规定的作业工况进行。其组成部分主要有:臂座、臂架、连接杆系统、臂头、支承架、托架总成等部件组成。臂座是副臂的基础结构件,与主臂(四节臂)臂头相连接。臂座上有两排孔,每排各有四个上下同轴线的定位连接孔(40H11),每排孔的同轴度(0.12)是否达标直接影响副臂回转连接的准确性与可靠性。与臂架相连的两排定位孔(235H11)轴线对副臂纵向轴线的垂直度,直接影响副臂定位安装的准确性和用户使用的方便性。臂架是副臂的结构主体,其作用是连接臂头和臂座,使副臂成为结构的整体。臂架也是副臂结构承载的重要受力部件。臂头是副臂直接吊重部件,副卷扬钢丝绳悬挂在臂头滑轮上,在副卷扬减速机的作用下,完成吊重升降作业。支承架是保证副臂处于正确安装位置的定位部件。托架总成是支承副臂总成,保证副臂合理、稳定安装在原始位置上的结构部件。连接杆系统是实现副臂变角度安装的重要调节部件。它有三种安装角度,即0、15、30安装。2.4 伸缩机构主臂伸缩机构是由倒置的伸缩油缸和两组伸缩臂绳机构来实现二、三、四节臂同步伸缩的工作系统。可以完成顺序伸缩,同步伸缩,独立伸缩3种伸缩形式。2.5 臂端滑轮在四节臂头部的前方,设置臂端滑轮。臂端滑轮是单滑轮起升机构。一般采用副钩单倍率升降作业。使用臂端滑轮作业,可提高主臂升降作业的效率,但吊载重量受到单股钢丝绳作业的限制。25吨臂端滑轮吊重2.5t。3臂架结构的设计和计算臂架伸缩机构的类型臂架伸缩机构种类很多,按各节臂伸缩次序关系不同可分为以下3种:1. 顺序伸缩:臂架伸缩过程中,各节伸缩臂按一定先后顺序完成伸缩动作。2. 同步伸缩:臂架伸缩过程中,各节伸缩臂同时以相同的行程比率进行伸缩。3. 独立伸缩:各节臂均能进行独立伸缩。显然独立伸缩机构能完成顺序伸缩动作。伸缩方式对起重机性能的影响伸缩方式的选择,对臂架自重有一定影响。一般来说独立伸缩机构最重,顺序伸缩机构最轻。若起重性能相同时,选用顺序伸缩机构较经济。但除了伸缩的开和终了,在其他位置上,当臂长相等时,起重性能可以提高。载荷的确定和组合臂架的支撑情况:根部和旋转平台的销轴连接,可以在垂直平面内自由转动。变幅液压缸位于吊臂线平面内,支撑处可做成双向球绞。使其横向对臂架无约束。因此在变幅平面内可视为一外伸梁。而在臂架横向平面内(回转平面),可视为悬臂梁,在根部固接。作用在臂架上的载荷:自重,吊重,惯性力,风力等。由于伸缩臂式起重机的工作级别属于A1-A6,可不验算疲劳。因吊臂可伸缩,可不验算非工作状态下的强度。因此,只要按工作状态下作强度计算载荷计算即可。载荷组合情况:自重+考虑动载系数的吊重+吊臂切向水平惯性力+吊重偏载引起的水平力(包括风力)。将吊臂在变幅平面内和回转平面内的载荷。包括考虑动载的吊重重量,起升绳拉力,分布在臂架上的自重转化到臂架的端部。理论计算3.1臂架截面参数表2臂架截面参数表一节臂二节臂三节臂四节臂惯性矩Iy(4)8.501086.501084.041082.47108惯性矩Iz(4)7.301085.501083.181081.36108 续表2一节臂二节臂三节臂四节臂抗弯模量Wy(3)3.131052.671061.851061.57106抗弯模量Wz(3)2.261061.841061.181065.59105质量M()14771150904692截面积A(2)15007.413726.99882.77519.1旋转半径rx()238.3217.8202.2181.2旋转半径ry()220.7198.8179.5143.33.2吊臂工况计算现在吊臂就以全伸32.45,幅度5.5,起重量6.6t,仰角78.4工况计算(上面数据从起重性能表中查出)3.2.1 伸缩臂载荷计算图3-1吊臂截面简图1) 吊臂变幅平面的强度计算载荷垂直载荷Q图3-2吊臂受力简图=95954.4N式中:-额定载荷,=6.69.81000=64680N -吊钩重力,=2809.8=2744N -臂架自重,=66709.8=65366N -起身冲击系数1.0; -起身载荷动载系数1.1起身绳拉力S=式中:m-起身滑轮组倍率2 -起身滑轮组效率0.985.由Q,S引起的轴向力F由Q,S引起的横向力Tz式中: -重物与臂架轴线的夹角11.6 -起身绳与臂架轴线夹角1.6由Q,S引起的臂端力矩MLy =2.76107式中:-臂端定滑轮与吊臂轴线的偏心距536.5mm -臂端导向滑轮与吊臂轴线偏心距303.5mm2) 旋转平面的强度计算载荷货物偏摆侧向力Th式中: -重物的偏摆角5转化到臂端的吊臂风载荷和惯性载荷Tb式中:-吊臂侧面迎风面上的风载。=CP1A=1.915018.4=5244N其中: C-风力系数。查表16【1】取1.9 P1-工作状态计算风压。查表15【1】,计算得15N/m A-臂架臂架垂直于风向的实体迎风面积18.4m2 Ph-吊臂的惯性载荷,1.50.36670=3001.5N其中,-系数查表12【1】取1.5a- 起动(制动)加速度,0.3m/sM-吊臂总质量,6670kg侧向力Ty 由Q,S引起的轴向力F=131621.7N3) 使吊臂扭转的扭矩Mn3.16106N3.2.2 伸缩臂的临界力计算1)变幅平面临界力Ncry式中: -由支承形式决定的长度系数,根据按插值法查表J.1【1】得=1.60; -由变截面决定的长度系数,臂架为五节伸缩臂,根据查表J.4【1】得=1.119-一节臂截面惯性矩L-五节臂全伸长度32450mm2)旋转平面的临界力Ncrz式中:-由支承形式决定的长度系数。此处 -由变截面决定的长度系数,臂架为五节伸缩臂,根据查表J.41得 -起身钢丝绳的长度系数,按J.5式1计算得 -一节臂截面惯性矩;3.2.3伸缩臂的强度计算图3-3 吊臂的几何尺寸简图1) 各节臂危险截面A,B,C,D,E的弯矩如下2)各臂节危险截面处强度校核臂架截面采用:BS700,轴向力由伸缩油缸承受,臂架结构只承受双向弯曲。各节臂危险截面处正应力为:综上得臂架强度符合要求。3.2.4伸缩臂整体稳定性计算进行臂架的稳定性校核时,按双向受压杆计算。取臂架跟部最大应力计算:=63.22式中:A1-吊臂根部截面几何面积15007.32+0=+=,-结构件端部初弯矩,按下式计算:为吊臂在变幅平面及旋转平面内两相邻臂节间隙;,-伸缩臂几何尺寸;,-由横向载荷在结构中引起的最大弯矩,计算如下:综上所述整体稳定性符合要求。4液压系统原理设计4.1 典型工况分析及对系统要求4.1.1伸缩机构的作业情况汽车起重机工作中主要用到的机构是主、副卷扬机构,回转机构;在重物下降定位时常常用到变幅机构。带载伸缩是比较危险的,在实际作业中很少使用,空载吊臂伸缩循环仅占试验基本工况作业循环次数的5,故伸缩及带载伸缩不是典型工况。4.1.2副臂的作业情况大多数汽车起重机都带有副臂,它的作用是增加起重机的最大起升高度。很多大型汽车起重机主臂前都有一个突出滑轮,在副卷扬工作时,顺着滑轮吊下副钩,用于主、副卷扬的组合动作,而很少用副臂与主卷扬进行组合动作。本机属于中型起重机,不提倡采用副臂,不过可以增加臂的节数来增大最大起升高度。4.1.3三个以上机构的组合作业情况有些大型汽车起重机要求有三、四个动作同时组合功能,是靠手柄的45联动功能实现的,即一个手柄同时控制两个机构的运动,这种操作方式对司机的操作水平要求很高,且有危险,实际作业中很少使用。本机为中型起重机实现功能没有大型的多,操作也没大型的那么复杂,采用电液比例伺服系统来控制,操作灵活稳定,因此,对操作人员要求不是很高。4.1.4典型工况的确定根据以上原则,各机构的实际作业情况,起重机试验规范,以及很多操作者的实际经验,可确定表6-1的五种工况,作为大中型汽车起重机的典型工况。设计液压系统时要求各系统的动作能够满足这些工况要求。表3汽车起重机典型工况表序号工 况一次循环内容特 点 1基本臂;额定起重量的80;相应的工作幅度;吊重起升回转下降起升回转下降(中间制动一次)起重吨位大,动作单一,很少与回转等机构组合动作 2基本臂;额定起重量的80;相应的工作幅度;(主+副)卷扬起升回转(主副)卷扬下降(主副)卷扬起升回转(主副)卷扬下降(中间制动一次)主、副卷扬组合动作主要用于平吊安装或空中翻转 3中长臂;中长臂最大额定起重量的1/2;相应的工作幅度;(起升回转)变幅下降(起升回转)下降(中间制动一次)起重机在额定起重量的(5060)的作业工况最多 4中长臂;中长臂最大额定起重量的1/2;相应的工作幅度;(主+副)卷扬起升回转变幅(主副)卷扬下降(主副)卷扬起升 回转(主副)卷扬下降(中间制动一次)中长臂,中等起重量工况出现机率大,此时的台装作业或空中翻转作业也很常用续表3序号工 况一次循环内容特 点 5最长臂;最长臂最大额定起重量的1/2;相应的工作幅度;(主副)卷扬起升回转变幅(主+副)卷扬下降(主副)卷扬 下降 (中间制动一次) 很多工况并不是利用汽车起重机起吊吨位大的特点,而是利用它臂长特点进行高空作业4.1.5系统要求根据汽车起重机的典型工作状况对系统的要求主要反映在对以下几个液压回路的要求上。1. 起升回路 (1)主、副卷扬既能单动,又能同时动作,要求自动分流合流并将保证低压合流高压自动分流。 (2)副卷扬只要求单泵供油。 (3)要求卷扬机构微动性好,起、制动平稳,重物停在空中任意位置能可靠制动,即二次下滑问题,以及二次下降时的重物或空钩下滑问题,即二次下降问题。2. 回转回路 (1)具有独立工作能力。 (2)回转制动应兼有常闭制动和常开制动(可以自由滑转对中),两种情况。3. 变幅回路 (1)带平衡阀并设有二次液控单向阀锁住保护装置。 (2)要求起落臂平稳,微动性好,变幅在任意允许幅值位置能可靠锁死。 (3)要求在有载荷情况下能微动。 (4)平衡阀应备有下腔压力传感器接口,作为力矩限制器检测星号源。4. 伸缩回路本机伸缩机构采用四节臂(含有三个液压缸),由于本机为中型起重机为了使本机运用广泛,采用电液阀控制液压缸实现各节臂顺序伸缩。各节臂具有任意伸缩的选择性,但不能实现同部伸缩。5. 控制回路 (1)为了使操纵方便总体要求操纵手柄限制为两个。 (2)操纵元件必须具有45方向操纵两个机构联动能力。6. 支腿回路 (1)要求垂直支腿不泄漏,具有很强的自锁能力(不软腿)。 (2)要求各支腿可以进行单独调整。 (3)要求水平支腿伸出距离足够大,能够满足最大吊重而不至于整机倾翻。 (4)要求垂直支腿能够承载最大起重时的压力。 (5)起重机行走时不产生掉腿现象。4.2 液压系统类型选择4.2.1 本机液压系统分析根据开式和闭式系统的优缺点、典型工况,结合国内外同类产品的具体情况,上车液压系统决定选用多泵多回路和多种型式的高压变量系统。在起升(主、副卷扬)、回转、伸缩、变幅、支腿和控制6个液压回路中,起升和回转采用独立闭式油路,变幅、伸缩和支腿采用开式油路。起升油路分主卷扬油路和副卷扬油路,液压泵采用具有压力切断功能的双向电液比例排量调节泵,此泵能实现排量与输入电压信号成正比的控制功能,用手动比例电压控制阀来进行调节,它与定量马达构成了两个独立的容积调速回路。副卷扬油路可通过合流阀向主卷扬油路自动合流。主副卷扬回路中设有压力记忆阀,防止二次起升下坠,缓冲补油和自动冷热油交换等装置。由于本机属于中型起重机,回转比较频繁,所以回转油路由双向电液比例排量调节泵和定量马达组成,除采用缓冲补油和冷热油自动交换措施外,还采用了防止“打停现象”(在回转过程中出现打停后再回转现象)和防止臂杆因外力(风力等)引起的自由摆动的特殊阀(图中18)。伸缩回路有四节液压缸,使用电液阀控制使液压缸实现顺序伸缩和各节臂单独伸缩。回路中,电磁阀仅通过推动液动阀所需的流量,流量较小,而流动阀才是通过工作机构所需的大流量。这样电磁阀可靠性大大提高。液动阀可通过很大流量,从而提高伸缩速度。大中型起重机的变幅机构,为了减小变幅缸的缸径,通常采用双缸并联回路,即两个等直径的变幅缸分别置于臂的两侧跟臂一起刚性连接。本机采用液控单向阀来锁紧臂自动下滑,才用了一平衡阀来防止在变幅下降时产生超速现象。伸缩、变幅回路在工作时只能一个单独工作,用电液比例换向阀来控制它们的伸缩速度。本机采用了一个二位六通转阀来切换伸缩、变幅油路,这样不但可以实现一个操作手柄单独操作伸缩、变幅工作,而且用一个二位六通转阀替换了一个电液比例换向阀和一个电路切换开关降低了生产成本。支腿回路采用H式支腿,此支腿外伸距离大,每一支腿有两个液压缸,一个水平的,一个垂直的,支腿外伸后成H形。支腿回路的各油缸均采用手柄操纵换向阀来实现各种控制。回路中支腿油路转阀可以对各支腿进行单独调节和共同伸缩,液控单向阀可以防止支腿软腿现象。控制回路采用电控方式来实现。主、副卷扬回路,回转回路均采用了电液比例排量调节泵,此泵能实现排量与输入电信号成正比的控制功能。此泵的控制过程为:操纵手控电阀发给电液比例方向阀一定量电信号值,电液比例方向阀有一对应位移,并打开阀口使补油泵的油液进入变量活塞缸,使之对电液比例方向阀有一跟踪位移,并使泵的排量变化,直至变量活塞缸的反馈移动量又使电液比例方向阀的阀口关闭为止。这就使得操纵者搬动手控电阀的角度与泵的排量成正比例变化,达到预期的操纵目的。伸缩、变幅回路也采用电液比例阀控制其速度,操纵方式也是用手动比例电压控制阀。采用电液比例控制的调速系统,不仅可以省力,也可改变主机的设计柔性,并且可以实现远距离有线或无线控制。根据汽车起重机的工况,支腿回路、伸缩回路和变幅回路只能一个单独工作,所以采用同一个液压泵供油。主、副卷扬回路,回转回路都用了电液比例排量调节泵,它们都带有副泵,此副泵负责给自己所在闭式回路补油和提供控制油。4.2.2 各机构动作组合、分配及控制1. 各机构组合情况 图4-1 各机构动作组合情况支腿机构在起升过程中不能动作,但是支腿回路不工作时其他的回路均不能工作,回转可以与各个机构进行组合动作,主副起升之间,以及主、副起升分别与变幅,伸缩回路要有组合动作功能,伸缩、变幅之间不需要组合动作,在相同手柄上控制的两个是靠手动比例电压控制阀的手柄45联动功能完成,应尽量少用,免得使操纵变得复杂。各机构组合情况如图4-1所示。2. 动力分配情况 根据设计要求、工作情况、起重量等,本机的动力分配如图4-2所示:动力元件:3双向电液比例排量调节泵,1个单向柱塞泵图4-2 上车动力分配情况3. 各机构的组合控制情况对于支腿回路伸缩速度控制、伸缩回路、变幅回路、回转回路、主副卷扬回路都采用了电液比例控制方式,用手动比例电压控制阀手柄做操纵工具,其搭配情况如图4-3所示,控制量由比例电压控制阀的手柄45联动完成(支腿电液比例方向阀单独控制,它与支腿油路转阀一起安装在底盘上) 图4-3 手动比例电压控制阀手柄的工作位置搭配情况4.3 各种执行元件的选择 以上各步完成以后,本机的总体方案也已基本确定,各回路的主要元件也可初步确定了。1、动力元件 轴向柱塞双向变量泵(含辅助泵)、 轴向柱塞定量泵2、执行元件 起升马达、 回转马达、 变幅油缸、 伸缩臂油缸3、控制元件 功率限制阀、 压力记忆阀、 电磁阀、电液比例方向阀、先导比例阀 、主副卷扬合流阀、变幅伸缩多路阀、 回转中位浮动阀、平衡阀、单向阀、手动比例电压控制阀4、辅助装置 油箱、 滤油器、 各种管道及接头5 伸缩液压回路组成原理和性能分析此伸缩回路采用电磁液动阀组来控制各臂的伸缩,除了不能同步伸缩外,其他的伸缩方式都可以。5.1性能要求起、制动平稳,各缸应具有一定的伸缩选择性能;5.2主要元件单向定量泵(4与变幅、支腿回路共用)、三位四通换向阀(24)、二位六通转阀(23)、缸(25、26、27)、电磁-液控组阀(30、31)、平衡阀(29)、单向阀组(28)5.3主要回路缸25、26、27伸出、缩回油路,控制油路5.4功能实现和工作原理1 缸25伸出进油路:液压泵 三位四通换向阀24 (右) 二位六通转阀23(左)伸缩缸25 电磁-液控组阀30-1(上)平衡阀29-1伸缩缸25(无杆腔)回油路:伸缩缸25(有杆腔)二位六通转阀23(左)三位四通换向阀24(右) 油箱2 缸25缩回进油路:液压泵 三位四通换向阀24(左) 二位六通转阀 23(左)伸缩缸25(有杆腔)回油路:25(无杆腔)平衡阀29-1 电磁-液控组阀30-1(上) 伸缩缸25 二位六通转阀23(左) 三位四通换向阀24(左) 油箱3 缸26伸出进油路:液压泵 三位四通换向阀24(右) 二位六通转阀23(右)伸缩缸25电磁-液控组阀30-1(下)伸缩缸26电磁-液控组阀31-1(上) 平衡阀29-2伸缩缸26(无杆腔)回油路:伸缩缸26(有杆腔)25(有杆腔)二位六通转阀23(左) 三位四通换向阀24(右) 油箱 4 缸26缩回进油路:三位四通换向阀24(左) 二位六通转阀23(左) 伸缩缸25(有杆腔)伸缩缸26(有杆腔)回油路:伸缩缸26(无杆腔) 平衡阀29-2电磁-液控组阀31-1(上) 伸缩缸26电磁-液控组阀30-1(下) 伸缩缸25二位六通转阀23(左)三位四通换向阀24(左)油箱5 缸27伸出跟缸26伸出相似6 缸27缩回跟缸26缩回相似6 伸缩液压系统设计计算6.1伸缩机构主要参数伸缩臂有五节,四节为伸缩臂,采用两套油缸和钢丝绳进行驱动。第一级缸行程 8000mm油缸最大轴向阻力 1190 KN速比 2.5第二级缸行程 8000mm 油缸最大轴向阻力 700 KN速比 2.5 伸出时间 162 Sec第三级缸行程 8000mm速比 2.5 油缸最大轴向阻力 450 KN工作压力 28 Mpa补油压力 2.5Mpa;流量 242 L/min液压泵转速 2300 rpm6.2伸缩油缸的选择(1)无杆腔油压作用面积 伸缩油缸示意图式中:F、F、F第、级油缸的最大轴向反力 ,F=1190KN,F=700KN,F=450KN;P各级液压缸的工作压力,均选P=28Mpa; (2)无杆腔缸径 6.3 伸缩油路(1)伸缩缸平均伸出速度式中:S1,S2 ,S3缸,缸,缸工作行程,S1=S2= S3 =8000mm; t1全程伸出时间,t1=162s(2)伸缩缸平均输入流量缸输入流量缸输入流量 缸输入流量式中:V油缸容积效率,V=1平均输入流量: (3)液压泵输出流量(4)满足变幅伸缩时油泵的输出流量(5)液压泵的排量式中:nB4油泵工作转速,nB4 = 2300 r/min; B1V油泵容积效率,B1V = 0.95(6)液压泵的型号查曼勒斯曼公司液压元件手册P137 表,选用轴向柱塞变量泵A2FO125,控制方式为LRDS即恒功率控制,压力切断和负载感应控制。性能参数如下:最大排量125.0 cm3/r额定压力40Mpa最大排量时的转速45 Mpa泵出口和负载的压力差1.42.5 Mpa6.4 伸缩机构液压阀的选择6.4.1变幅伸缩多路阀由于变幅伸缩回路不同时工作,而它们又同时由同一个液压泵供油,都是用电液比例换向阀对其进行速度控制,为了减少一个电液比例方向阀和一个切换开关,降低成本,所以用一个二位六通转阀(如下图所示)对他们进行转换。此阀厂里可以自己制造。制造参数要与泵4即A2FO160相适应,工艺参数与二位四通转阀基本相同。6.4.2平衡阀伸缩油路选用上海立新液压件厂生产的FD25PA10/B00平衡阀。6.5液压辅助元件选择6.5.1油路的通径1. 油路的通径油路的通径按多类油路的许用流速计算压力管路V1 = 36 m/s,取V1 = 3 m/s回油管路V2 3 m/s吸油管路V3 = 0.51.5 m/s,取V3 = 1 m/s2伸缩管路I、II、缸小腔油管I、II、缸大腔油路由于I、II、缩回时,油泵压力较大,泵排量较小,泵输出流量较小,故取6.5.2滤油器的选择伸缩油路回油路上采用上海高行液压件厂(以下同)生产的线隙式过滤器,查液压袖珍气动手册P499得,型号为XU-40040-J,公称流量400 L/min,过滤精度为40微米, 最大压力损失0.035 Mpa 。吸油路上采用线隙式滤油器,型号为XU-63080-J,公称流量400 L/min,过滤精度80微米, 最大压力损失0.02 Mpa 。 7伸缩机构回路性能验算7.1伸缩回路功率选取伸缩回路均采取恒功率控制(加恒功率器)取30kw7.2 伸缩回路容积效率 伸缩机构,其内泄漏的大小与管路中各控制阀的配合间隙,密封长度,运动件直径,两端压降,油液粘度,加工质量等很多因素有关,并且在实际中,泄露值是一个变量,因此由公式QL=KQ(此公式见 流体传动与控制P224公式8-26)且取泄露系数0.05,其中Q为系统流量,则:QL=0.05Q 7.3伸缩机构压力效率根据机械设计手册,平蘅阀,换向阀,管路压力取(系统工作压力)则7.4伸缩回路性能验算参数:泵A2FO160 I缸, A=425.0cm2 II缸,A=250.0cm2 缸,A=161.0cm2发动机输出转速 n=2300r/min最大排量125.0 cm3/r管路流量效率LV=0.95行程S=8000mm7.5伸缩时间泵的输出流量:I缸伸出时间:油缸内径D=232.7mm。速比: I缸缩回时间:II缸伸出时间:油缸内径D=178.5mm。速比: II缸缩回时间: 缸伸出时间:油缸内径D=143.1mm。速比:缸缩回时间:7.6伸缩速度I缸伸出速度 缩回速度 II缸伸出速度 缩回速度 缸伸出速度 缩回速度平均伸出速度 0.148m/s,所以伸缩速度可以满足要求。8起重机的使用要求及简单的故障分析与排除8.1起重机作业时应注意的事项随着汽车起重机在我国生产活动中使用频率明显增加各类事故呈上升趋势。汽车起重机最常见的事故是翻车和折臂事故,翻车事故的主要起因是起重机丧失稳定性。丧失稳定性的原因有:吊重超载、支承不平、惯性力、离心力、风力等;折臂事故多是由于起重臂仰角过大再加上惯性力的作用起重臂下坠所致。要减少类似事故重复发生,必须规范汽车起重机操作行为,确保安全无误。 汽车起重机使用之前,要检查安全装置主要的安全装置有幅度指示器、起升高度限位器、压力表等。幅度指示器指针能反映出各种工况下吊臂的仰角值根据幅度参照“起重性能表”和“起重特性曲线”来决定允许的起重量,以免过载。起升高度限位器用于防止吊钩过卷,当吊钩过卷时起钩动作自动停止。各液压系统油路的工作压力通过压力表显示在安全装置齐备的情况下,空转各系统运转正常,方能实施操作。 起重作业时 1、地面应平整坚实,支腿必须处于全伸状态,并应将起重机调整成水平状态;最长臂工作时,风力不得大于5级。 2、起重机前方禁止作业,即吊钩重心在起重作业时不得超过回转中心与前支腿(左右)接地中心线的连线。 3、在起重量指示装置有故障不能使用的情况下,应按起重性能表规定,确定起重量,吊具重量应在总起重量之内。 4、吊重作业时,起重臂下严禁站人禁止吊起埋在地下的重物或斜拉重物避免侧载。 5、禁止使用不合格的铜丝绳和起重链,作业前要认真检查。 6、起吊重物时不准落臂。必须落臂时应将重物放下重新升起作业;落臂时,油门要小,抬臂时油门要大。 7、回转动作要平稳,不准突然停转当吊重接近额定起重量时,不得在吊离地面0.5m以上的空中回转。 8、起重机在起吊重载时应尽量避免吊重变幅,起重臂仰角很大时不准将起吊的重物骤然放下,防止后倾。 9、汽车起重机不准吊重行驶。起重机在使用初期全部机构的零件正处于磨合状态,所以新车在最初100小时使用时期内应做到:最大起重量不应超过12T(倍率为7小时),并且不允许用最高速度工作。 起重机在行驶前必须将吊臂放在支架上,吊钩用吊环与车架上的固定钩连接,然后用压板固定,收起支腿,锁住起重机上车操纵室外门,取力器开关应在脱开! 8.2作业前的准备 检查作业现场地面应坚实平整。如遇到松软或起伏不平地面,一定要垫上适当的木板,并在确认后才可以开始工作。按润滑图表规定给各润滑点加油。检查液压油面是否在规定的刻线范围内。 检查吊臂伸缩用钢丝绳的引力和磨损情况。 检查起升制动器及离合器是否可靠以及零部件的紧固情况,检查吊具、索具的牢固程度。严禁在不使用支腿的情况下进行作业,或起吊重物时移动起重机。作业开始前必须先放下支腿,并利用水准仪确保机体的水平度。作业场地附近有架空高压线时,起重臂距高压线的距离应符合有关部门的规定。 液压泵启动时,应以底速运转,以获得充分的暖机效果。空载运转分钟,观察有无漏油异常现象。起重作业时注意事项; 起重臂下严禁站人。 整机工作前要调平。 风力大于6级时应停止工作。 起重作业时,不要扳动支腿操纵阀手柄。如需要调整支腿,必须将重物放至地面,吊臂位于下前方或后下方,再进行调整。重物作较大时间停止在空中时,驾驶员不许离开操纵室! 操作应平稳和缓,严禁猛拉、猛推、猛操作,严禁带载伸缩。 不要用起重机吊拔埋在地下或冻住的物件。 起升扬筒上的钢丝绳圈数,在任何吊重情况下不得小于3圈;重物的起升和下降操作; 吊索要有足够的强度。 操作者应经常注意油压表指示的压力。额定起重量是根据机件的强度用整机的稳定性而确定的。因此任何时候不得超载作业,以免发生事故。过载起重、横向拖拉以及急剧的转换作业都会造成重大的危险,应严格禁止。液压系统应注意事项;起重机是一液压为动力的,设有各种液压装置。因此,如不确实遵守运转维护规则,不仅不可能发挥应有的性能,还将缩短机件的使用奉命。因此,在进行作业时,必须切实遵守以下事项。作业前,应由油箱液位窗口确定是否按规定加足,底于规定刻线下,则须加以补充。加油时,一定要经过加油滤网注入,并十分注意不能混进不同牌号的油或水等不纯物质。加油滤心在工作250小时后,应进行检查,必要时进行清洗或更换。 液压油箱应每隔半个月从底部油口清除水分或杂质一次,并每隔一年更换全部液压油。当起重机在使用环境特别恶劣的情况下作业时,油液的更换日期更应相应的缩短. 七 简单的故障排除 起升机构吊构不动作,制动器抱死、打不开;钢丝绳脱滑轮槽!液压系统控制油路溢流阀故障或主阀中相关溢流阀故障。电气系统、力矩限制器故障 检查、调整检查、把钢丝绳放入滑轮槽检查、调整,空构能起动而吊重不动作,安全阀压力过低收入。1.超载。检查、调整、禁止超载使用起升、下降振动大1)液压马达或扬机构故障2)平衡阀开启弹簧变形或卡死3)油门不稳定检查、调整检查、处理负荷停留空间下滑1)制动器打滑2)制动器控制油路卸荷不好检查、调整检查、处理伸缩机构油缸伸不出1)溢流阀调整压力太底2)伸缩钢丝绳脱槽或有其他故障2.油缸内漏检查、调整检查、处理、检查修理或更换油封1)平衡阀内漏2)油缸内漏检查修理或更换零件、修理或更换油封3)带载伸缩起重不带载伸臂4)限压阀压力太底吊臂仰角不够检查调整竖起吊臂吊臂伸缩时压力过高或有振动现象,此故障一般都是由平衡阀阻尼孔堵塞引起,清洗平衡阀后,故障都可排除!固定部分和活动部分之间的摩擦力过大或有异物堵塞时,应进行检修并在滑块处涂润滑脂,故障都可排除!吊重制动停留时,重物缓慢下降,制动器压力不够。排除制动盘片表面液,排除制动器内渗油的故障;吊重时不能起升油压过底检查调整泵及溢流阀,吊构不能作自由下放离合器分离不彻底调整、检修、检查碲体复位弹簧是否失效制动器分离不彻底保证制动带松开时与制动毂有间隙,检查弹簧是否失效。8.3 溢流阀与液压泵的维修8.3.1 溢流阀的维修由于吊车的溢流阀均在组合操作阀上,如图3.1为吊车上溢流阀的一种形式。如果更换溢流阀就需要更换组合操作阀,这样不但费时、费力,而且加大了维修成本。因而对于溢流阀的维修主要采取以修为主的维修方式。溢流阀工作原理为:液压系统的压力油P,通过阻尼孔a和油道b作用在主阀芯上端和先导阀的锥阀芯9上。当液压系统压力低于调压弹簧11的调定值时,锥阀芯9关闭。这样主阀芯5上下端压力相同,在弹簧3作用下,主阀芯处于最下端位置,主阀芯关闭。A和B不通,阀不起调压作用。当液压系统压力超过调压弹簧11的调定值时,锥阀芯被打开。这样,主阀芯上腔的压力小于下腔的压力,在主阀芯上产生了一个压力差,当这个压力差形成的液压力大于弹簧的弹簧力时,主阀芯向上开启多余的压力油从A腔溢流回B腔,从而使A腔保持调定的工作压力,实现溢流稳压。由溢流阀工作原理可知,溢流阀泄压主要是由于压力油从密封元件O形圈16处泄漏及压力油从锥阀座8和锥阀9之间的接触面处泄漏,从而造成压力调整不上去,产生系统压力不足的现象。因而对溢流阀的修理主要是针对上述两方面进行的: 锥阀及锥阀座的修理。锥阀与锥阀座为刚性接触,因而要在高压的压力油作用下,保证其良好的密封性,就必须使其接触面为线接触。而在长期使用中,锥阀在不断地进行开启和关闭的动作,必然会出现接触面磨损变大、密封不良的现象,这时就需要通过研磨锥阀、锥阀座来改善其密封性。主要做法是:把锥阀夹在钻床上转动,用油石研磨锥阀的锥面,直到锥阀锥面上原有的接触痕迹磨没为止;用磨床或手工研磨阀座上与锥阀接触的端面,直到端面上的锥阀接触面磨没为止;把锥阀的锥面上放上研磨砂并与阀座对研,直到其接触面为一连续不间断的圆线为止。密封元件的维修。吊车溢流阀上的密封元件主要是O形圈,而O形圈磨损或损坏时,就必须更换。但O形圈更换时须注意:a、由于O形圈磨损或损坏后其断面直径大小很难测量准确,因而O形圈断面直径大小的选配就显得尤为重要。因为O形圈的良好密封效果很大程度上决于安装槽尺寸的正确性。一般槽宽b和槽深H在有关手册中有推荐值。槽深H有较高公差要求,主要是为了保证密封圈有一定的预压缩量K (K=d0-H)。K过小时,容易引起漏油;K过大时,摩擦阻力增加,加速磨损,另外安装时容易损坏O形圈。一般用在静密封时,取K= (0.150.25) d0。在动密封时取K= (0.10.2) d0。如图8.1所示。图8.1 只有选配合适断面直径大小的O形圈,才能保证预压缩量,从而确保O形圈良好的密封效果。通过测量槽宽b和槽深H,根据有关手册确定预压缩量值,然后根据其密封性质(静态或动态密封)来确定系数,从而计算出所选配的。形圈断面直径大小。b、O形圈一侧或两侧挡圈(图8.2)的安装。很多维修人员在安装O形圈挡圈时存在着两点误解:其一、认为挡圈安装在O形圈的哪侧都可以;其二、认为O形圈一侧或两侧安不安挡圈都可以。上述二个观点都是极其错误的。因为O形圈装配好后,O形圈在径向有一定压缩,依靠压缩变形,在偶合面上产生一定接触应力而起密封作用。当压力较高时,O形圈可能被压力油挤进配合间隙,引起密封圈损坏,如图8.3所示。为了避免这种情况发生,在O形圈的一侧或两侧(决定于压力油作用于一侧或两侧)增加一个挡圈,挡圈用较橡胶硬的聚四氟乙烯制成。图8.2图8.3 用于静密封时,当压力超过32MPa时要用挡圈,这样密封压力最高可达到70MPa。用于动密封时,当压力大于10MPa时也要装挡圈,此时密封压力最高可达32MPa。吊车液压系统设定压力在1821 MPa,但吊车在满负荷使用时,有可能其瞬间压力波的峰值高大3040MPa,因而为了确保密封件不被损坏及系统良好的密封性能,需要在处于高压密封的0形圈一侧安装挡圈,挡圈安装在压力油作用的O形圈的另一侧。 8.3.2 液压泵的修理 吊车由于液压泵故障造成系统压力不足时,需要对液压泵进行修理或更换。然而对于许多吊车尤其是进口吊车,其液压泵价格较高,每台达数万元且难于购买,因此吊车液压泵损坏时,主要是以修为主。吊车液压泵为齿轮泵,而造成齿轮泵输出压力不足的原因,主要是由于齿轮泵的泄漏。齿轮泵存在三条泄漏途径:一是通过齿轮外圆与泵体配合径向间隙的泄漏,称为径向泄漏;二是由于有齿向误差,通过两个齿轮的啮合线处的泄漏,称为啮合线泄漏;第三条途径是通过齿轮端面与侧盖板之间轴向间隙的泄漏,称为轴向泄漏。三种泄漏中,由于径向泄漏通道较长,即使在径向间隙较大的情况下,泄漏也比较小。而在两个齿轮啮合点处,随着泵压力的增高,啮合点的接触更加紧密,通过啮合线的泄漏量也不会太大。影响泵容积效率的主要泄漏是轴向泄漏。轴向泄漏量约占总泄漏量的80%。为了控制轴向间隙确保油泵一定的容积效率,吊车的高压齿轮泵采用轴向间隙自动补偿装置,使浮动侧盖板在液压的作用下压紧齿轮端面,减小轴向间隙,从而减少泄漏,提高容积效率。8.3.3 油泵的修复对油泵进行检测后,如磨损超限,就需要更换油泵;如磨损未超限,就需安对磨损部件进行修复工作。将浮动侧盖板用平面磨床磨平后进行研磨以达到其精度要求;然后在对两齿轮端面进行磨削加工以达到其使用要求;测出磨削量,在将泵壳端面磨削到所需尺寸;更换泵内的全部密封元件,对油泵进行组装。进行修复后的液压泵基本上能够达到使用要求。9.4 液压缸自行回缩 吊车液压缸自行回缩的现象是吊车最危险的故障之一。因为在吊车负载时,出现液压缸自行回缩,轻者造成起重货物损坏,重者会造成车毁人亡的事故。因而,对于吊车中最常见也是最危险的液压缸自行回缩的故障,必须认真对待。吊车中支腿收放、吊臂伸缩和吊臂变幅回路均采用液压缸作为动作执行元件,然而为确保支腿在负载时不“软腿”,行走时不下沉,在其液压缸上装有双向液压锁;为确保吊臂伸缩缸和变幅缸在重物作用下能够可靠地停在空中,同时也为了使油缸在重物作用下能够平稳下降不出现“点头”现象,在吊臂伸缩和变幅回路上装有平衡阀。而支腿收放、吊臂伸缩和变幅的液压回路的基本形式是:从泵排出的油液经手动换向阀后,油液先经双向液压锁或平衡阀,然后再进入液压缸,推动液压缸执行动作。综上所述,吊车液压缸自行回缩的故障实质上就是由两个原因造成的。其一、平衡阀或双向液压锁故障造成液压缸自行回缩;其二、液压缸本身内泄造成液压缸自行回缩。下面就其两故障的诊断、修理进行阐述。 (1)故障诊断通过了解平衡阀的工作原理可知:换向阀手柄处于出杆位置时(图8.4b),C腔压力油推开单向阀,通过B腔由a口进入,并推动液压缸出杆;换向阀手柄恢复中位时(图8.4a),C腔压力油消失,单向阀及滑阀在弹簧力的作用下压向阀座,B、C腔被切断,由于重物重力的作用,使液压缸a口到B腔的油液压力升高,此时单向阀更紧的压合在阀座上,从而使重物被可靠
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