车辆工程毕业设计8车载起重机设计毕业设计说明书
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车辆工程毕业设计论文
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车辆工程毕业设计8车载起重机设计毕业设计说明书,车辆工程毕业设计论文
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摘 要 起重机械广泛应用于工矿企业、港口码头、车站仓库、建筑工地、海洋开发、宇宙航行等各个工业部门，可以说陆地、海洋、空中、民用、军用各个方面都有起重机械在进行着有效的工作。 起重机械与运输机械发展到现在，已经成为合理组织成批大量生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产的重要标志之一。在我国四个现代化的发展和各个工业部门机械化水平、劳动生产率的提高中，起重机必将发挥更大的作用。 本起重机为 250/50/10t 水电站桥式起重机，安装于丰满水电站扩建工程厂房内，用于水轮发电机组及其附属设备的安装和检修工作。 本课题主要对起重机的起升机构进行总体设计，主、副起升机构分别有一台电动机，一台减速器，一台轮式制动器，一套卷筒装置和上滑轮装置构成。要求起重设备运行平稳 , 定位准确 , 安全可靠 , 技术性能先进。 关键词： 起重机，桥式起重机，起升机构设计 nts The Design of the Hoisting Mechanism of Bridge Crane Abstract The crane is wildly used in industrial and mining enterprises, port ,station warehouse,building site,sea development, space navigation and so on.,it is certain that the crane do a efficient job in the aspects of the land.the sea,the sky,the civil use, and the military use. With development,the crane and transport machines have become the base of the reasonable parts in mass product and mechanical line procdcut areas and now it is one of the important symbols of modern manufacture.The crane will play an important part in development of the four modernizations and promot on mechanical level,produce effieincy in every industry departments. This carne is a kind of 250/50/10t bridge carnes for hydropower station, builded in the workshop of Fengman hydropower station for the extend project. It is used to install, examine and repair of sets of water-turbine generator. This paper focuses on design of hoisting mechanism of the carne, including the main and assistant hoisting mechanism with electromotors, reducers, brake staffs, drum devices and pulley gears. The carne is required to be stables, high accuracy, safety, reliability and advanced technology. nts Key words: carne, Bridge Crane, design of the hoisting mechanism 桥式起重机起升机构设计 0 引言 起重机械的基本任务是垂直升降重物，并可兼使重物作短距离的水平移动，以满足重物装卸、转载、安装等作业的要求。起重机机械是现代化生产必不可少的重要机械设备，它对于减轻繁重的体力劳动 、提高劳动生产率和实现生产过程的机械化、自动化及改善人民的物质、文化生活都具有重大的意义。 起重机械广泛应用于工矿企业、港口码头、车站仓库、建筑工地、海洋开发、宇宙航行等各个工业部门，可以说陆地、海洋、空中、民用、军用各个方面都有起重机械在进行着有效的工作。 起重机械不仅可以作为辅助的生产设备，完成原料、半成品、产品的装卸、搬运，进行机电设备的安装、维修，而且它也是一些生产过程工艺操作中的必须设备，例如钢铁冶金生产中的各个环节，从炉料准备、加料到炼好的钢水浇铸成锭以及脱模取锭等。又例如原子能工业中的一些工艺 操作等人所难达到之处，没有起重机械，简直无法生产。据统计，在我国冶金、煤炭部门的机械设备总台数或总重中，起重运输机械约占 25 65。 nts起重机械与运输机械发展到现在，已经成为合理组织成批大量生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产的重要标志之一。在我国四个现代化的发展和各个工业部门机械化水平、劳动生产率的提高中，起重机必将发挥更大的作用。 1 起重机介绍 1.1 起重机械的发展动向 1.1.1 发展超大型起重机 由于各重点工程向大型化发展，所需构件和配套设备重量不断增加，对超大型起重设备的需求日趋增长。 1992 年 200t 以上伸缩臂式起重机的世界销量为 90 台，到 1997 年增至 130 台。德国厂商在起重机大型化发展进程中处于领先地位。世界市场中 150t 以上的大吨位起重机多数是由利勃海尔和德马泰克公司提供的。利渤海尔LTM1800 型是目前世界最大的 AT 产品，起重量 800t，安装超起装置后型号变更为 LTM11000D 型，最大起重量增至 1000t。该机售价550 万美元。 1998 年推出的 LTM1500 型 (起重量 500t)售价为 540万德国马克。上述三种机型在行驶状态需拆下吊臂等装置分别进行运输。 德马泰克公司 1997 年推 出的 AC650 型安装超起装置后，最大起重量可从 650t 增至 800t。该机售价 500 万德国马克。 AC650 是目前世界上起重吨位最大的整装式伸缩臂起重机，行驶状态不需拆下吊臂分别运输。 nts住友建机、多田野和加藤公司曾于 1989 年相继推出 360t 汽车起重机。住友建机在 90 年代开发出 80t 250t 共 4 种 AT 产品。多田野也在 90 年代相继推出 100t 550t 共 6 种特大型 AT 产品。加藤公司则研制成 NK5000 型 500t 汽车起重机。目前日本生产的特大型起重机仅在国内销售。 1.1.2 “迷你 ”起重机大量涌现 起重机向 微型化发展，是适应现代建设要求而出现的新趋势。 10年前开发的神钢 RK70(7t)是世界首台装有下俯式吊臂的 “迷你 ”(Mini) RT 产品。目前下俯式吊臂已成为 “迷你 ”起重机的重要标志。这种新概念设计已成功移植到德马泰克 AC25(25t)和加藤 CR-250(25t)等较大吨位起重机上。 小松公司曾在 90 年代初、中期相继推出了装有下俯式吊臂的 LW80(8t)和 LW100-1(10t)“迷你 ”RT 产品。该公司还曾于 1993 年和1997 年分别推出了另外两种别具特色的 LT300 型 (4.9t)和 LT500 型(12t)“迷你 ”RT。据资料介绍， LT300 型与 LT500 型是世界首批装有全自动水平伸缩副臂的轮式起重机。它们将轮式起重机公路行驶能力与专用伸缩臂架技术融为一体，且具有塔机功能，可越过屋顶或其他障碍物靠近作业面，能替代小型自行架设塔机或大型折叠臂式随车起重机。 1.1.3 伸缩臂结构不断改进 利渤海尔 LTM1090/2(90t)和 LTM1160/2 型 (160t)AT 产品，采用了装有 “Telematik”单缸自动伸缩系统的卵圆形截面主臂。这种卵圆形nts截面主臂在减轻结构重量和提高起重性能方面具有良好效果。目前卵圆形 吊臂已列入利勃海尔新产品标准部件，装有世界最长的 7 节 84m卵圆形截面主臂的 LTM1500 型 (500t)AT 产品，也采用这种单缸伸缩系统。格鲁夫开发的单缸伸缩系统要早于利勃海尔公司，但格鲁夫早期采用的单缸伸缩系统伸缩速度较慢。此外，德马泰克大吨位起重机主臂也采用卵圆形截面。 格鲁夫 GMK6250(250t)和 GMK5180(180t)两种 AT 产品，采用了装有双销双锁自动伸缩系统的 U 形截面主臂，伸臂速度较快 (平均9m/s 左右 )。伸缩系统由电子式起重机操作装置控制，可将主臂自动伸至各种选定臂长。据报道，美国谢迪 格鲁夫工厂将采用德国工厂的主臂制造技术，原有梯形主臂将被淘汰，原因是焊接工艺复杂，制造成本高。 1.1.4 数据总线技术得到应用 利渤海尔 LTM1030/2 型 (30t)是世界首台装有数据总线管理系统的高技术双轴 AT 产品。该机采用 CANBUS(控制域网总线 )技术，完成发动机传动系统各功能块之间的数字式数据传输和电子控制。CANBUS 总线及电气、液压、绳长和风力等数据又被输入到 LSB 控制装置之中。 LSB 控制装置是 Liccon 起重机控制系统的组成部分，可对整个系统数据流及监控特性进行编程。采用数据总线管理系 统，可降低起重机油耗及排放值，简化布线，提高整机可靠性与维修方便性。目前已有多种新机型装有 LSB 系统数据总线 (包括 LTM1500)。格鲁夫 GMK6250 和 GMK5180 也采用了数据总线技术。 nts1.1.5 静液压传动起重机进入市场 首台静液压传动起重机是原克虏伯公司 1992 年研制的双轴KMK2035 型 (35t)AT 产品。瑞士 Compact Truck 公司 1993 年推出的双轴 CT2(35t)AT 产品是世界第一台投放市场的静液压传动起重机。意大利 Rigo 公司在 1994 年推出了 RT200(20t)静液压传动 RT起 重机。随后 Compact Truck 公司在 1997 年推出了两种采用静液压传动的 3 轴 CT3(70t/80t)全地面起重机。该机装有 8 节 7.1m 40.5m主臂，最大时速 75km/h。 采用静液压传动，上车发动机既可驱动起重装置，还可驱动行走装置。此外，可将发动机横向安装在上车回转式操纵室后部，起到整体式配重作用。据介绍，某些机型采用静液压传动后，可大约减重 1/3。 1.1.6 混合型起重机得到发展 过去 10 年中日本 RT 产品居世界领先地位，许多产品装有传统型号不具备的适于公路行驶的驱动装置，因而可在日本公路 合法行驶。这样就促使用户对欧美制造厂商也提出了新要求。据报道， 1997年世界 RT 产品总销量达 5000 台，其中日本生产了 2800 台，美国为 1250 台。 起重机工业中出现了许多新概念设计。 Compact Truck 公司双轴CT2 型 （ 35t）、三轴 CT3 型 (70/80t)和 2000 年将推出的 4 轴 /6 轴CT4 型 (110t/150t)AT 产品，打破了传统驱动模式，采用静液压传动，装有下俯式主臂，整机结构紧凑。 nts德马泰克双轴 AC250 型 (25t)、加藤双轴 CR 250 型 (25t)AT 产品和格鲁夫 3 轴 ATS40 型 (36.3t)全地面汽车起重机也属于混合型起重机，前两种机型又称为城市型起重机。 1.1.7 汽车起重机也在不断发展 为与 RT 和 AT 产品抗衡，汽车起重机新技术、新产品也在不断发展。近年来汽车起重机在英、美等国市场的复兴，使人们对汽车起重机产生新的认识。几年前某些工业界人士曾预测， RT 和 AT 产品的兴起将导致汽车起重机的衰退。日本汽车起重机在世界各地日益流行，以及最近格鲁夫、特雷克斯、林克贝尔特、德马泰克等公司汽车起重机的产品进展，已向上述观念提出挑战。随着工程起重机各机种间技术的相互渗透与竞争，汽车起重机 会在世界市场中继续占有一席之地。 80 年代末和 90 年代，国外随车起重机发展极其迅速。世界年总产量已达 10 万台左右。发展趋势是向多功能、大型化发展，已开发出装有 6 8 节伸缩臂的产品。液压系统油缸压力已达 3033MPa，比 10 年前约提高 50%，从而导致油缸尺寸的缩小，可在油泵规格不变或略有减小的情况下，提高油缸工作速度。遥控装置也有可能获得更广泛的使用。随车起重机将在今后一段时间内进一步侵占小吨位流动式起重机的部分市场。 1.2 起重机的类型 1.2.1 起重机的基本型式 起重机械的型式形形色色，五花八门。根据 起重机械所配备的工nts作机构数目的多少或服务范围的不同，起重机械可分为以下两大类别： 1 单动作的起重机械 这种起重机械只配备一个工作机构（起升机构），只能实现一个方向上的往复运动，因此其服务范围是一条直线，如千斤顶、固定滑车、升降机、电梯等。 2 复动作的起重机械 这种起重机械配备有两个以上的工作机构，即除起升机构外还配备有其它辅助机构，可以实现二个方向以上的往复运动，因此其服务范围是一个平面或一个立体空间。 1.2.2 复动作的起重机械分类 （ 1）桥架型起重机 构造特征：金属构架做成直线形式或门形桥架的形式，构造较 简单。 服务范围：长方体空间。 机构数目：一般有起升、大车运行和小车运行三个工作机构。 吊载能力：较大（一般在支撑平面内吊载，稳定性好） 典型机种：桥式起重机、门式起重机、缆索起重机等。 桥式起重机水 桥架型起重机中最主要的型式，在数量上占起重机总数的首位，使用范围极为广泛，一般用在车间内为生产工艺过程服务。 门式起重机是桥架型起重机中另一主要型式，与桥式起重机相比，它们的主要特征是在桥架的一端或两端设有支腿，可直接支承在地基上或沿地面轨道运行，一般用在码头、堆场、造船台等露天作业nts场地上，为货物装卸。堆垛。 船体拼接等生产工艺过程服务。当门式起重机的小车运行速度大，运行距离长，生产率高，主要吊运散料时，常改称为装卸桥。 当桥架型起重机的跨度特别大时，为了减轻桥架和整机的自身质量，常常改用缆索来代替桥架，供起重小车支承和运行之用，这类起重机成为缆索起重机，常用在水电站大坝施工等现场上，为工件吊运。混凝土浇筑等生产工艺过程服务。 图 1.1 门式起重机 （ 2）臂架型起重机 构造特征：有固定的或可摆动的臂架，上部结构相对下部结构能够回转，构造较复杂。 服务范围：圆形或腰圆形的柱体空间。 机构数目：一般有起升、回转、变 幅和运行四个工作机构、 吊载能力：较小（支承平面外吊载，受限于起重机的整体稳定性） 典型机种：门座起重机、塔式起重机、汽车起重机等。 nts第 2章 液压系统元件选择 2.1 典型工况分析及对系统要求 2.1.1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。 2.1.2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。 2.1.3三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。 2.1.4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 2-1 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 2-1 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 中长臂； （起升回转）变幅下降（起升 起重机在额定起nts3 中长臂最大额定起重量的 1/2； 相应的工作幅度； 回转）下降 （中间制动一次） 重量的（ 50 60）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 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 2.1.5 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。 nts （ 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。 2.2 液压系统类型选择 2.2.1 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nts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。 2.2.2 各机构动作组合、分配及控制 1. 各机构组合情况 图 2-1 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 2-1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 2-2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 2-2 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nts情况如图 2-3 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 2-3 手动比例电压控制阀手柄的工作位置搭配情况 2.3 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 nts 第 3章 各液压回路组成原理 和性能分析 3.1主副卷扬回路 主副卷扬回路如图 3-1所示： 图 3-1 主副卷扬回路 主副卷扬油路由双向电液比例排量调节泵和双向定量马达构成两个容积调速闭式油路，在主卷扬单动情况下，副卷扬泵通过一电磁换向驱动一液压换向阀向主卷扬油路供油，两泵合流，提高主卷扬作业速度。通过操作先导手柄可以双向改变油泵排量，调节马达转速。回路中设置有功率限制器，从而限制油泵最大功率，防止发动机过载。为避免二次起升下滑和下降下滑，回路中设置有压力记nts忆阀。 3.1.1性能要求 副卷扬不工作或 低压轻负载时，主泵合流工作；起、制动平稳，微动性好；重物停在空中任意位置能可靠制动。 3.1.2主要元件 泵 1（ 2）、马达 5（ 6）、冷却阀 13-1（ 13-2）、益流阀 12-1（ 12-2）、压力记忆阀 8-1（ 8-2）、单向可调节流阀 9-1（ 9-2）、制动油缸 10-1（ 10-2）、二位三通液压先导换向阀 11-1（ 11-2）、或门型梭阀 16-1（ 16-2）、功率限制器 17-1（ 17-2）、三位四通液压先导换向阀 14、三位六通电磁换向阀 15。 3.1.3主要回路 油主路（含补油油路）、冷却油路、防过载油路、 记忆阀油路、合流控制油路、防二次下滑油路。 3.1.4功能实现和工作原理 1. 主卷扬泵与副卷扬泵合流工作状态 (起升 ) 如图 3-1所示 A） 控制油路（含电路） 37-3（左移） 电流 1-4（下） （ 1-4上移） 1-4 油箱 泵 1 1-2 1-4 1-3（下） 1-3（上） 油箱 （ 1-1 输出流量） 38-3（左移） 电流 2-4（下） （ 2-4上移） 泵 2 2-4 油箱 2-2 2-4 2-3（下） 2-3（上） 油箱 （ 2-1 输出流量） 制动器打开： 12 11-1（上） 9-1 10-1 （ 10-1制动打开） B路（） 8-1（ +） B）主油路 主泵： 11 5 泄油 13-1（左） 12-1 油箱 副泵 2-1 14（下） 5 2-2 DF2（ +） 泄油 13-1（左） 12-1 油箱 nts 2. 主卷扬泵与副卷扬泵合流状态（下降） A）路（含电路） 37-4（右移） 电流 1-4（上） （ 1-4下移） 1-4 油箱 泵 1 1-2 1-4 1-3（上 ） 1-3（下） 油箱 （ 1-1 输出流量） （由于利用换向阀 14可以在下降时不必对副泵进行换向控制） 38-3（左移） 电流 2-4（下） （ 2-4上移） 泵 2 2-4 油箱 2-2 2-4 2-3（下） 2-3（上） 油箱 （ 2-1输出流量） 制动器打开油路与起升状 态相同。 B）主油路 主泵： 11 5 泄油 13-1（右） 12-1 油箱 副泵 2-1 14（上） 5 2-2 DF1(上 ) 泄油 13-1（右） 12-1 油箱 3. 主卷扬回路分流状态 主卷扬回路分流起升、控制都和合流时的相同，下降时的工作状态跟起升时的操作方式基本相同，只是泵的操作方式跟起升时相反而已。 4. 副卷扬回路分流状态（起升） A)控制油 路（含电路） 38-3（左移） 电流 2-4（下） （ 2-4上移） 泵 2 2-4 油箱 2-2 2-4 2-3（下） 2-3（上） 油箱 （ 2-1 输出流量） 制动器打开： 22 15(常 ) 11-2(上 ) 9-2 10-2 （ 10-2的刹车打开） B路（） 8-2（ +） A)主油路 泵 2： 21 6 泄油 13-2（左） 12-2 油箱 5. 副卷扬回路分流状态（下降） 下降时跟起升时相同，只是泵的操作方向跟起升时相反。 6. 恒功率控制 如 3-2所示： nts 图 3-2 功率控制回路 压力过高 17-1-1 左移 17-1-2 开口变大 控制油压力降低 泵的倾角变小，流量降低； 压力过低 17-1-1 右移 17-1-2 开口减小 控制油压 力升高 泵的倾角变大，流量变大； 3.2回转回路 回转回路如图 3-3所示： 图 3-3 回转回路 回转油路所需功率较小，因此采用小排量的双向电液比例排量调节泵和双向定量马达构成闭式容积调速回路。油泵中设置有电液比例伺服变量机构，辅助泵，缓冲补油阀，马达两腔并联有冲洗阀，其作用和工作原理与主副卷扬油路中的有关分析相同。由于回转功率小，回转油路没有设置功率限制装置。 回路中装有电磁浮动阀， DF4 通电后，二位四通阀 换向，锥阀控制腔与油箱接通，锥阀开启，回转马达两腔连通形成短路，上车部分在回转方向上可以浮动，从而避免了起重机因起升高度大、起吊重物不易对中而使臂架和卷扬机构承受的不必要的侧向偏载。 3.2.1 性能要求 具有独立工作能力；工作过程中可防止“打停现象”和自由摆动；微动性能nts好。 3.2.2主要元件 泵 3、电磁浮动阀 19、冷却阀 13-3、益流阀 12-3、马达 7、二位三通电磁阀 18、制动油缸 10-3 3.2.3主要回路 主油路（含补油油路）、冷却油路、制动油路、变量操纵控制油路 3.2.4功能实现和工作原理 1. 向左旋转 A） 控制油路 38-1（左移） 电流 3-4（下） （ 3-4上移） 泵 3 3-4 油箱 3-2 3-4 3-3（下） 3-3（上） 油箱 （ 2-1输出流量） 制动器控制油路 3-2 DF3（ +） 10-3（右） （制动器 18打开） B）主油路 3 7 泄油 13-3（左） 12-3 油箱 2. 向右旋转 A）控制油路 38-2（右移） 电流 3-4（上） （ 3-4下移） 3-4 油箱 泵 3 3-2 3-4 3-3（上） 3-3（下） 油箱 （ 2-1 输出流量） 制动器控制油路跟向左转相同。 B）主油路 3 7 泄油 13-3（右） 12-3 油箱 3. 自由滑转对中 19-2（ +） 19-1（ +） （马达 7处于浮动状态） 3.3 伸缩回路 伸缩回路如图 3-4所示： nts 图 3-4 伸缩回路 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。 3.3.1性能要求 起、制动平稳，各缸应具有一定的伸缩选择性能； 3.3.2主要元件 单向定量泵（ 4与变幅、支腿回路共用）、电液比例换向阀（ 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） 3.3.3主要回路 缸 25、 26、 27 伸出、缩回油路，控制油路 3.3.4功能实现和工作原理 1. 缸 25 伸出 A）控制回路 35-1（常） 35-4（下位） （向伸缩臂油路通油） 37-2（右移） 电流 24（右） 油 油箱 （ 24左移） 23右转 （切换成伸缩状态） B）主油路 4 35-4（下位） 24（右） 23（左） B 25 30-1（上） nts29-1（开） 25（无杆腔） （缸 25伸出） 25（无杆腔） A 23（左） 24（右） 油箱 （回油） 2. 缸 25 缩回 A）控制回路 35-1（常） 35-4（下位） （向伸缩臂油路通油） 37-1（左移） 电流 24（左） 油 油箱 （ 24右移） 23右转 （切换成伸缩状态） B） 主油路 4 35-4（下位） 24（左） 23（左） A 25（有杆腔） （缩回） 25(无 ) 29-1(开 ) 30-1(上 ) 25 B 23(左 ) 24(左 ) 油箱 （回油） 3. 缸 26 伸出 A）控制回路 35-1（常） 35-4（下位） （向伸缩臂油路通油） 37-2（右移 电流 24（右） 油 油箱 （ 24左移） 23右转 （切换成伸缩状态） DF5（ +） 30-2（上位） 30-1（下位） （连通缸 26油路） B）主油路 4 35-4(下位 ) 24(右 ) 23(左 )B 25 30-1(下 ) B 31-1(上 ) 29-2（开） 26（无杆腔） （缸 26伸出） 26(有杆腔 ) 25(有杆腔 ) B 23(左 ) 24(右 ) 油箱 (回油 ) 4. 缸 26 缩回 A)控制回路 37-1（左移） 电流 24（左） 油 油箱 （ 24右移） 其它的跟伸出相同 B）主油路 4 35-4(下 ) 24(左 ) 23(左 )A 25(有杆腔 )A 26(有杆腔 ) (26 缩回 ) 26(无杆腔 ) 29-2（开） 31-1(上 ) 26 B 30-1(下 ) 25 B 23（左） 24（左） 油箱 （回油） 5. 缸 27 伸出 A）控制油路 DF6（ +） 31-1（下位） nts其它 的跟缸 26伸出控制一样 B）主油路 跟缸 26伸出相似 6. 缸 27 缩回 控制和主油路跟缸 26缩回相似 3.4变幅回路 变幅回路如图 3-5所示： 3.4.1性能要求 起落臂平稳，微动性好，变幅在任意值允许位置能可靠锁死 设有二次液控单向阀锁住保护装置 3.4.2主要元件 泵（ 4）、电液比例换向阀（ 24）、二位六通转阀（ 23）、平衡阀（ 22）、单向阀（ 21）、变幅缸（ 20） 3.4.3主要回路 变幅缸起臂、变幅缸落臂 3.4.4功能实现和工作原理 图 3-6 变幅回路 1. 变幅缸起臂 A）控制回路 35-1（常） 35-4（下位） nts23（常） （变幅状态） 37-2（右转） 电流 24（右） 油 油缸 （ 24左移） B）主油路 4 35-4(下 ) 24(右 ) 23(右 ) 22 21 20(无杆腔 ) (起臂 ) 20(有杆腔 ) 23 24 油箱 （回油） 2. 变幅缸落臂 A）控制回路 35-1(常 ) 35-4(下位 ) 23（常） （变幅状态） 37-2（左转） 电流 24（左） 油 油缸 （ 24右移） B）主油路 4 35-4（下） 24（左） 20（有杆腔） （变幅缩回） 20(无杆腔 ) 21(开 ) 22(开 ) 23(右 ) 24(左 ) 油箱 （回油） 3.5支腿回路 支腿回路如图 3-7所示： 本机采用 H式支腿回路，具有防软腿、掉腿和单独调节各支腿伸缩的装置，操作方便，工作安全可靠等特点。 3.5.1性能要求 要求水平液压缸和竖直液压缸伸缩方便；支撑平稳；可防止软腿现象；可单独对各支腿进行调节；在锁死的时候油缸不发生油液泄露。 3.5.2主要元件 泵 4、益流阀 12、水平液压缸（ 32）、竖直液压缸（ 33）、液控单向阀（ 34）、支腿油路控制阀组（ 35-1 35-4）、支腿油路转阀（ 36） 3.5.3主要回路 水平伸缩油路；竖直伸缩油路 nts 图 3-8 支腿回路 3.5.4功能实现和工作原理 1. 支腿伸出 A）控制回路 35-2（左位） （水平伸缩液压缸打开） 35-1(左位 ) 35-4(下位 ) 35-1 油箱 (向支腿回路通油 ) 35-3（左位） （竖直伸缩液压缸打开） 36（旋转） （对各支腿进行竖直方向调节） B）主油路 4 35-4(上位 ) 35-2(左 ) 32(无杆腔 ) （水平油缸伸出） 32（有杆腔） 35-2 35-3（常） 油箱 （回油） 4 35-4(上位 ) 35-2(常 ) 35-3(左 ) 36 33(无杆腔 ) (支腿伸出 ) 33（有杆腔） 35-3 油箱 （回油） 为了提高支腿伸缩速度也可以同时打开 35-2和 35-3使水平和竖直液压缸同时伸出，不过为了安全还是常采用分步伸出的方式。 2. 支腿缩回 支腿缩回跟伸出基本相同，只是把 35-2、 35-3换成右位就行了。 对各支腿进行调节时，只需要把 36转向相应的支腿位， 4 液压系统 4.1 液压系统工作原理 启动电动机按钮后 电机起动并 带动油泵从油箱中吸入压力油送到举升缸中使活塞杆移动，此时安全溢流阀关闭。此阀的压力在出厂前已经调好，以保证起重的额定载荷的要求。nts当系统中压力超过极限时，自动溢流卸油阀松开，起动按钮停止供油，提升结束，开始作业工作。如果拉动滑台上两个机械安全锁后再按手动式下降阀便开始卸油下降，其工作原理图见图 5.1： 91089106875114132 12图 5.1液压系统工作原理图 1-齿轮泵， 2-电动机， 3-滤油器， 4-单向阀， 5-溢流阀， 6-手动式下降阀， 7-伺服限流阀，8-软管， 9-防油管 爆裂阀， 10-举升缸， 11-液位计， 12-空气滤清 4.2 液压缸活塞杆受压校核 4.2.1 液压缸活塞杆强度验算 根据活塞杆只受压力的工作情况，强度验算公式为： d 35.7（ F/ ） 1/2mm ( 5.1) 式中： F 载荷力 KN。 这里 F=1/2G=(4000/2) g=2000Kgf=19.62KN ( 5.2) 活塞杆材料应用应力 MPa = s/n ( 5.3) 其中： s 材料屈服极限， n=安全系数。取 s =315MPa， n=3， =105MPa。 则 d 35.7（ 19.62/105） 1/2 =
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