合理使用汽车液压系统设计及改进毕业论文

摘要随着经济建设的飞速发展，我国的基础建设力度正逐渐加大，道路交通，机场，港口，水利水电，市政建设等基础设施的建设规模也越来越大，市场上汽车起重机的需求也随之增加。本文对汽车起重机液压系统各个回路的工作原理进行了分析并加以改进，通过计算，合理的选取液压系统各元件，并对汽车起重机的主要机构重铁机构进行了详细说明和计算。设计的汽车起重机能够满足使用功能的要求，安全可靠，操作使用方便，能够适用于许多工程建设，具有很强的现实意义。本设计首先介绍了起重机的国内外研究现状、发展趋势及研制中的关键技术，以伸缩臂式起重机为基础，对液压起重机构进行了原理设计及方案设计；确定了主要结构的技术参数，对结构中的关键部分重铁机构进行结构设计，并进行验算校核，以保证其工作可靠性。关键词汽车起重机；液压系统；工作原理；重铁机构；液压缸ABSTRACTASTHEINCREASINGDEVELOPMENTOFTHEECONOMICCONSTRUCTION,OURCOUNTRIESBASICCONSTRUCTIONISRISINGTHESCALEOFTHECONSTRUCTION,SOMEBASICCONSTRUCTION,LIKETHEROADTRANSPORTATION,AIRPORT,PORT,WATERRESOURCESANDHYDROPOWER,URBANCONSTRUCTION,HASANASCENDINGTENDTHEREQUIREMENTOFAUTOMOBILELIFTONTHEMARKETAREGOINGUPTHISESSAYANALYSISEVERYRETURNCIRCUITOFTHEHYDRAULICSYSTEMANDMAKEADVANCEMENT,ANDTHOUGHCALCULATINGCHOOSINGTHEHYDRAULICSYSTEMPARTS,ANDALSOHAVEADETAILEDDESCRIPTIONANDCALCULATIONONTHEMAINMECHANISMOFTHEAUTOMOBILELIFTTHEDESIGNEDAUTOMOBILELIFTCANSATISFYTHEREQUIREDFUNCTION,SAFEANDRELIABLE,CONVENIENTTOOPERATE,CANAPPLYTOLOTSOFTHEENGINEERINGCONSTRUCTION,HAVEASTRONGPRACTICALMEANINGFIRSTOFALL,DEVELOPMENTOVERVIEW,DEVELOPMENTTRENDOFAUTOCRANEINANDABROADANDTHEKEYTECHNOLOGIESWEREPRESENDAUTOMATICTELESCOPICMECHANISMWASTAKEPROGRAMDESIGNANDPRINCIPLEANALYSISONITBASEDONAUTOCRANESTHENTECHNOLOGYPARAMETERSOFTHEMAINSTRUCTUREWASDETERMINEDTHEKEYPARTBALANCEDWEIGHTMECHANISMOFITWASDESIGNEDCONSIDERINGITSRELIABILITY,WEUSEDFINITEELEMENTTECHNOLOGYTOVERIFYITSSTATICSTRENGTHKEYWORDSAUTOCRANESHYDRAULICSYSTEMFUNCTIONPRINCIPLEBALANCEDWEIGHTMECHANISMHYDRAULICOILTANK目录摘要IABSTRACTII第章绪论111液压起重机112液压传动应用于汽车起重机上的优缺点113液压起重机系统的意义及国内外现状214液压系统的基本组成315本课题主要研究工作4第2章液压系统概述521液压系统的类型522起重机液压系统功能、组成和工作特点523本课题的性能参数7第3章液压系统工况分析831典型工况的分析及对系统的要求832工作状况对系统的要求833重铁机构工况分析934负载循环图和速度循环图的绘制1135拟定液压系统原理图12351确定供油方式12352液压系统图的总体设计13第4章液压系统的计算和元件选择1441确定系统的主要参数14411确定液压缸的主要参数14412液压缸内径D和活塞杆直径D的确定15413液压缸实际所需流量计算1642液压元件的选择16421确定液压泵规格16422驱动电机功率1743阀类元件及辅助元件的选择18431对液压阀的基本要求18432各阀的选择19433辅助元件的选择1944管道尺寸的确定20441管接头的选用20442管道内径计算20443管道壁厚的计算2145系统性能的验算22451系统压力损失验算22452系统温升的验算22第5章液压缸的结构设计2451液压缸主要尺寸的确定24511液压缸壁厚和外径的计算24512液压缸工作行程的确定24513缸盖厚度的确定25514最小导向长度的确定2552液压缸的结构设计26521缸体与缸盖的连接形式26522活塞杆导向部分的结构27第6章液压站结构设计2861液压站的结构型式2862液压泵的安装方式2863液压油箱的设计2864液压站的结构设计32641电动机与液压泵的联接方式32642液压泵结构设计的注意事项32结论33致谢34参考文献35附录36第章绪论11液压起重机液压起重机是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机，其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置。这种起重机的优点是机动性好，转移迅速。缺点是工作时须支腿，不能负荷行驶，也不适合在松软或泥泞的场地上工作。液压起重机的底盘性能等同于同样整车总重的载重汽车，符合公路车辆的技术要求，因而可在各类公路上通行无阻。此种起重机一般备有上、下车两个操纵室，作业时必需伸出支腿保持稳定。起重量的范围很大，可从8吨1000吨，底盘的车轴数，可从210根。是产量最大，使用最广泛的起重机类型。12液压传动应用于汽车起重机上的优缺点1、优点在起重机的结构和技术性能上的优点来自汽车发动机的动力经油泵转换到工作机构，其间可以获得很大的传动比，省去了机械传动所需的复杂而笨重的传动装置。不但使结构紧凑，而且使整机重量大大的减轻，增加了整机的起重性能。同时还很方便的把旋转运动变为平移运动，易于实现起重机的变幅和自动伸缩。各机构使用管路联结，能够得到紧凑合理的速度，改善了发动机的技术特性。便于实现自动操作，改善了司机的劳动强度和条件。由于元件操纵可以微动，所以作业比较平稳，从而改善了起重机的安装精度，提高了作业质量。采用液压传动，在主要机构中没有剧烈的干摩擦副，减少了润滑部位，从而减少了维修和技术准备时间。在经济上的优点液压传动的起重机，结构上容易实现标准化，通用化和系列化，便于大批量生产时采用先进的工艺方法和设备。此种起重机作业效率高，辅助时间短，因而提高了起重机总使用期间的利用率，对加速实现四个现代化大有好处。2、缺点液压传动的主要缺点是漏油问题难以避免。为了防止漏油问题，元件的制造精度要求比较高。油液粘度和温度的变化会影响机构的工作性能。液压元件的制造和系统的调试需要较高的技术水平。从液压传动的优缺点来看，优点大于缺点，根据国际上起重机的发展来看，不论大小吨位都采用液压传动系统。纵观众多用户的反馈意见，液压式汽车起重机深受他们的欢迎和好评。所以,汽车起重机决定采用液压传动的形式。13液压起重机系统的意义及国内外现状随着国家现代化建设的飞速发展，科学技术的不段进步，现代施工项目对起重机的要求也越来越高，高深尖液压技术在起重机上的应用越来越广泛，液压起重机系统展现了强大的发展趋势。其中，液压起重机重铁系统是整个起重机系统中较为关键的技术部分。现代施工项目对重铁系统提出了更高的新要求节能、高效、微动以及平稳性好，为了适应这些新的要求，先前的定量马达或液控变量马达也将被取代，以至于满足现代施工的新的要求。液压起重机无论在结构、技术性能还是在经济性上都具有很多优点，具体说明如下1、在起重机的结构和技术性能上的优点各机构使用管路联结，能够得到紧凑合理的速度，改善了发动机的技术特性。便于实现自动操作，改善了司机的劳动强度和条件。由于元件操纵可以微动，所以作业比较平稳，从而改善了起重机的安装精度，提高了作业质量。采用液压传动，在主要机构中没有剧烈的干摩擦副，减少了润滑部位，从而减少了维修和技术准备时间。2、在经济上的优点液压传动的起重机，结构上容易实现标准化，通用化和系列化，便于大批量生产时采用先进的工艺方法和设备。此种起重机作业效率高，辅助时间短，因而提高了起重机总使用期间的利用率，对加速实现四个现代化大有好处。但液压传动的主要缺点是漏油问题难以避免。为了防止漏油问题，元件的制造精度要求比较高。油液粘度和温度的变化会影响机构的工作性能。液压元件的制造和系统的调试需要较高的技术水平。从液压传动的优缺点来看，优点大于缺点，根据国际上起重机的发展来看，不论大小吨位都采用液压传动系统。国内外研究现状我国的起重机械制造行业起步较晚，原有的基础比较薄弱，与工业先进国家相比较，差距不小。但是，经过建国60多年来的不断发展，目前的差距明显缩小，已经建立起自己的起重机研究部门、生产厂和专业人才培养的高等学校，并能够批量的生产各种类型的起重机，不仅初步满足了国内市场的需求，部分还打入了国际市场。目前，国内生产大型起重机的厂家有很多，其中以中联中科、三一重工、抚挖等公司产品系列较全，市场占有率较高，中联中科在2007年12月宣布失效品牌统一战略后，现已成功开发了50T600T履带式起重机产品系列。作为中国起重机行业的领跑者，徐州重型机械有限公司现在已形成了以汽车起重机为主导，履带式起重机和全路面起重机为侧翼强势推进的庞大型谱群。国内最具历史的履带式起重机生产企业抚挖现已拥有35T350T的履带式起重机产品系列。QUY350是抚挖2007年推出的国产首台350T履带式起重机，填补了国内350T履带式起重机的产品型谱空白。国外专业生产大型起重机的厂家很多，其中利勃海尔、特雷克斯德马格、马尼托瓦克与神钢等公司的产品系列较全，市场占有率较高。利勃海尔公司的产品技术先进、工作可靠，其生产的LR系列起重机最大起重量已达1200T，其起重机系列在2007年又添新品LR1600/2，使其产品型谱更加完善。纵观国内外研究现状，对今后的发展方向，可归纳如下1、大型化由于石油、化工、冶炼、造船以及电站等的工程规模越来越大，所以吊车起吊物品的重量也越来越大。如海上采油平台的超大型结构件重达3000T，所以，未来起重机将向大型化发展。2、重视“三化”，逐步采用国际标准所谓“三化”，是指起重机械的标准化、系列化、通用化。贯彻“三化”可以缩短设计周期，保证产品制造质量，便于管理和提高经济效益。世界上许多国家，不仅重视产品的“三化”工作，而且非常注意采用国际标准（ISO）。有的国家甚至废除本国标准而直接采用国际标准，其最终目的是为了促进商品的国际交流。所以，未来起重机行业将重视“三化”，逐步采用国际标准。3、实现产品的机电一体化机械产品需要更新换代。在当今计算机技术、自控技术及数显技术大发展的年代里，更新换代的重要标志是实现产品的机电一体化。在起重机械上应用计算机技术，可以提高作业性能，增加安全性，以至于实现无人自动操作。所以，未来起重机将实现机电一体化。14液压系统的基本组成1、能源装置液压泵。它将动力部分所输出的机械能转换成液压能，给系统提供压力油液。2、执行装置液压机（液压缸、液压马达）。通过它将液压能转换成机械能，推动负载做功。3、控制装置液压阀。通过它们的控制和调节，使液流的压力流速和方向得以改变，从而改变执行元件的力（或力矩）、速度和方向，根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为溢流阀安全阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。4、辅助装置油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等通过这些元件把系统联接起来，以实现各种工作循环。5、工作介质液压油。绝大多数液压油采用矿物油，系统用它来传递能量或信息。15本课题主要研究工作本文主要论述液压起重机重铁机构系统设计。重铁机构由驱动装置、传动装置、取物装置及其他安全装置等组成，不同种类的起重机需要配置不同的取物装置，其驱动装置亦有不同。涉及内容为液压系统的研究，包括液压系统的整体设计，液压元件的规格计算与选择；重铁机构的结构设计；液压缸的设计与选择。具体内容及方法如下1、根据工况选择合适的液压元件2、设计液压系统回路3、对重铁机构进行结构设计和计算4、对液压缸进行设计和选择第2章液压系统概述21液压系统的类型液压系统必须经过动力源控制机构机构三个环节才能实现其工作目的。其中主要的动力源是液压泵；主要的传输控制装置是一些输油管和各种阀的连接机构；主要的执行机构是液压马达和液压缸。不同的机构组合就形成了不同功能的液压回路。泵马达回路是起重机液压系统比较重要的回路，根据不同的泵循环方式有开式回路和闭式回路两种类型。开式回路中马达的回油直接通回油箱，工作油在油箱中冷却并沉淀过滤后再由液压泵送入系统循环，这种回路可以有效的防止液压元件磨损。然而油箱的体积比较大，空气和油液的接触机会增多，空气容易进入油箱。闭式回路中马达的回油则是直接与泵的吸油口相连，结构比较紧凑，但是系统非常复杂，散热条件也比较差，需要设置辅助泵以补充油的泄漏和冷却，过滤精度要求也较高。油箱体积却比较小，空气不容易渗入油中，工作比较平稳。22起重机液压系统功能、组成和工作特点图21起重机各回路工作状态图起重机液压系统通常由起升、变幅、伸缩、回转、支腿、重铁和控制等主回路组成。1、起升回路起升回路起到使重物升降的作用。起升回路主要由液压泵、换向阀、平衡阀、液压离合器和液压马达组成。起升回路是起重机液压系统的主要回路，对于大、中型汽车起重机一般都设置主、副卷扬起升系统。它们的工作方式有单独吊重、合流吊重以及单独共同吊重三种方式，其中对于吊大吨位且要求速度不太高时用主卷扬吊的方式，对于吊小吨位且要求速度不太高时用副卷扬吊的方式；对于吊大吨位且要求速度比较高时用主副卷扬泵合流吊的方式；对于吊比较长的物体时用单独共同吊重方式。2回转回路回转回路起到使吊臂回转，实现重物水平移动的作用。回转回路主要由液压泵、换向阀、平衡阀、液压离合器和液压马达组成，由于回转力比较小所以其结构没有起升回路复杂。回转机构使重物水平移动的范围有限，但所需功率小，所以一般汽车起重机都设计成全回转式的，即可在左右方向任意进行回转。3变幅回路绝大部分工程起重机为了满足重物装、卸工作位置的要求，充分利用其起吊能力（幅度减小能提高起重量），需要经常改变幅度。变幅回路则是实现改变幅度的液压工作回路，用来扩大起重机的工作范围，提高起重机的生产率。变幅回路主要由液压泵、换向阀、平衡阀和变幅液压缸组成。工程起重机变幅按其工作性质可分为非工作性变幅和工作性变幅两种。非工作性变幅指只是在空载条件下改变幅度。它在空载时改变幅度，以调整取物装置的位置，而在重物装卸移动过程中，幅度不改变。这种变幅次数一般较少，而且采用较低的变幅速度，以减少变幅机构的驱动功率，这种变幅的变幅机构要求简单。工作性变幅能在带载的条件下改变幅度。为了提高起重机的生产率和更好地满足装卸工作的需要，常常要求在吊装重物时改变起重机的幅度，这种类型的变幅次数频繁，一般采用较高的变幅速度以提高生产率。工作性变幅驱动功率较大，而且要求安装限速和防止超载的安全装置。与非工作性变幅相比，这种变幅要求的变幅机构较复杂，自重也较大，但工作机动性却大为改善。汽车起重机由于使用了支腿，除了吊非常轻的重物之外，必须带载变幅。4伸缩回路伸缩回路可以改变吊臂的长度，从而改变起重机吊重的高度。伸缩回路主要由液压泵、换向阀、液压缸和平衡阀组成，根据伸缩高度和方式不同其液压缸的节数结构也就大不相同。汽车起重机的伸缩方式主要有同步伸缩和非同步伸缩两种，同步伸缩就是各节液压缸相对于基本臂同时伸出，采用这种伸缩方式不仅可以提高臂的伸出效率，而且可以使臂的结构大大简化，提高起重机的吊重。伸缩回路只能在起重机吊重之前伸出。5支腿回路支腿回路是用来驱动支腿，支呈整台起重机的。支腿回路主要由液压泵、水平液压缸、垂直液压缸和换向阀组成。汽车起重机设置支腿可以大大提高起重机的起重能力。为了使起重机在吊重过程中安全可靠，支腿要求坚固可靠，伸缩方便。在行驶时收回，工作时外伸撑地。还可以根据地面情况对各支腿进行单独调节。6重铁回路伸缩式重铁挂放平衡机构位于后转台，重铁伸缩臂一端与后转台固定，另一端上安装有重铁挂放机构，配重铁为便于回送时保持整机轴重均衡，分为前活动配重铁及后配重铁两部分，回送时前活动配重铁放置在底架前端，吊重时通过转车，将两块配重铁叠加，并由挂放机构（挂放油缸）吊起，起重作业时，根据实际吊重情况配重伸缩臂内的伸缩油缸进行伸缩，从而使配重伸缩臂进行一定长度的伸缩，配重机构连同配重铁的重量作用于伸缩臂这一悬臂梁结构上，形成一定的力矩与前转台吊重所产生的力矩相平衡，保证整车重心在安全支承范围内。23本课题的性能参数配重总重量35T起重机最大起重量160T最大起重力矩1700TM第3章液压系统工况分析31典型工况的分析及对系统的要求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、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。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。32工作状况对系统的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。7重铁回路伸缩式重铁挂放平衡机构位于后转台，重铁伸缩臂一端与后转台固定，另一端上安装有重铁挂放机构，配重铁为便于回送时保持整机轴重均衡，分为前活动配重铁及后配重铁两部分，回送时前活动配重铁放置在底架前端，吊重时通过转车，将两块配重铁叠加，并由挂放机构（挂放油缸）吊起，起重作业时，根据实际吊重情况配重伸缩臂内的伸缩油缸进行伸缩，从而使配重伸缩臂进行一定长度的伸缩，配重机构连同配重铁的重量作用于伸缩臂这一悬臂梁结构上，形成一定的力矩与前转台吊重所产生的力矩相平衡，保证整车重心在安全支承范围内。33重铁机构工况分析配重总重量35T，即为1工作负载FW不同的机器有不同的工作负载。对于液压起重机来说，工件的压制抗力即为工作负载。工作负载FW与液压缸运动方向相反时为正值，方向相同时为负值。工作负载既可以为定值也可以为变值，其大小根据具体情况加以计算，有时还要由样机实测确定。FW16010981568KN2导轨摩擦负载FF导轨摩擦负载是指液压缸驱动运动部件时所受的导轨摩擦力，其值与运动部件的导轨形式、放置情况及运动状态有关。各种形式导轨的摩擦负载计算公式可查阅有关手册。静摩擦阻力FFS02351098686KN动摩擦阻力FFD01351098343KN3惯性负载FI惯性负载是运动部件在启动加速或制动减速时的惯性力，其值可按照牛顿第二定律求出，即FIG/GV/T式中G重力加速度VT时间内的速度变化值T启动、制动或速度转换时间。T可取00105S,轻载低速时取较小值。FI351003042625KNFN3510100024840KN4重力负载G垂直或倾斜放置的运动部件，在没有平衡的情况下，其自重也成为一种负载。倾斜放置时，只计算重力在运动上的分力。液压缸上行时重力取正值，反之取负值。GMG343KN5密封负载FS密封负载是指密封装置的摩擦力，其值与密封装置的类型和尺寸、液压缸的制造质量和油液的工作压力有关。FS的计算公式详见有关手册。在未完成液压系统设计之前，不知道密封装置的参数，无法计算。一般用液压缸的机械效率加以考虑，一般取09097。MM6背压负载FB背压负载是指液压缸回油腔背压所造成的阻力。在系统方案及液压缸结构尚未确定之前，其无法计算，在负载计算时，可暂时不考虑。7液压缸在各工作阶段的负载值其中。液压缸的机械效率，一般取09097。09MMM表31工作循环各阶段的外负载工况负载组成推力F/M启动FFNFFSG560KN628KN加速FFNFFDFIG557KN619KN快进590KN工进FFNFFDFWG2100KN2333KN快退FFNFFDG1217KN1353KN34负载循环图和速度循环图的绘制负载图按上面的数值绘制，速度图按给定条件绘制，如图所示图31速度循环图图32负载循环图35拟定液压系统原理图351确定供油方式考虑到该机床在工作进给时需要承受较大的工作压力，系统功率也较大，现采用轴向柱塞泵，具有将32MPA压力的纯净液压油输入到各种油压机、液动机等液压系统中，以生产巨大的工作动力，该柱塞泵结构紧凑，效率高，工作压力高，流量调节方便。352液压系统图的总体设计图33重铁系统液压原理图图33为重铁系统液压原理图。操纵伸缩先导操纵阀1，控制油路通过先导操纵阀1的A7B7口，进入四联阀组2的A7B7口，使四联阀组换向，重铁主油路接通，主泵的液压油通过四联阀组2、液压锁，分别进出伸缩油缸的有杆腔或无杆腔，从而驱动伸缩油缸进行工作，实现重铁油缸的伸缩动作。当操纵手动换向阀时，液压油经手动换向阀、双向液压锁进入挂放油缸，实现挂放油缸的挂放动作。双向液压锁的作用是封闭油缸的进出油路，闭锁无杆腔液压油，使挂放油缸的活塞杆锁定在某一工作位置，保证系统安全。平衡阀的作用是在起重机重铁下降时，防止在载荷或重铁自重的作用下，其下降速度过快，引起机构失控，而造成事故。第4章液压系统的计算和元件选择41确定系统的主要参数液压系统的主要参数设计是指确定液压执行元件的工作压力和最大流量。液压执行元件的工作压力可以根据负载图中的最大负载来选取，见表41也可以根据主机的类型来选取，见表42最大流量则由液压执行元件速度图中最大速度计算出来。工作压力和最大流量的确定都与液压执行元件的结构参数（指液压缸的有效工作面积A或液压马达的排量VM）有关。一般的做法是先选定液压执行元件的类型及其工作压力P，在按照最大负载和预估的液压执行元件的机械效率求出A或VM，并通过各种必要的验算、修正和圆整成标准值后定下这些结构参数，最后，再算出最大流量QMAX来。表41按负载选择液压执行元件的工作压力载荷/KN50工作压力/MPA57表42按主机类型选择液压执行元件的工作压力机床设备类型磨床组合机床齿轮加工机床刨床车床铣床研磨机床拉床龙门刨床农业机械汽车工业小型工程机械辅助机构工程机械重型机械锻压设备液压支架等船用系统工作压力/MPAP12表26中的系列尺寸来选取标准值。液压缸工作行程选L2655MML2455MM513缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度T按强度要求可用下面两式进行近似计算。无孔时YPDT2430有孔时022DTY式中T缸盖有效厚度M；缸盖止口内径M；2缸盖孔的直径M。0D液压缸无孔时取T65MM32941063TM有孔时取T50MM10047514最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到缸盖滑动支承面中点的距离H称为最小导向长度。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度（间隙引起的挠度）增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保证有一定的最小导向长度。对一般的液压缸，最小导向长度H应满足以下要求设计计算过程20DL式中L液压缸的最大行程；D液压缸的内径。活塞的宽度B一般取B0610D；缸盖滑动支承面的长度，根据液1L压缸内径D而定；当D80MM时，取。D为保证最小导向长度H，若过分增大和B都是不适宜的，必要时可在1L缸盖与活塞之间增加一隔套K来增加H的值。隔套的长度C由需要的最小导向长度H决定，即BLC12滑台液压缸最小导向长度H26255MM取H270MM活塞宽度B06D156MM缸盖滑动支承面长度L06D120MM隔套长度C27005156120132MM液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的2030倍。液压缸缸体内部长度LBM当液压缸支承长度LB1015D时，需考虑活塞杆弯度稳定性并进行计算。本设计不需进行稳定性验算。52液压缸的结构设计液压缸主要尺寸确定以后，就进行各部分的结构设计。主要包括缸体与缸盖的连接结构、活塞与活塞杆的连接结构、活塞杆导向部分结构、密封装置、排气装置及液压缸的安装连接结构等。由于工作条件不同，结构形式也各不相同。设计时根据具体情况进行选择。521缸体与缸盖的连接形式1缸体与缸盖的连接形式与工作压力、缸体材料以及工作条件有关。常见的连接形式有法兰连接式、半环连接式、螺纹连接式、拉杆连接式以及焊接式连接。其中常用半环连接式和螺纹连接式。半环连接式又分为外半环连接和内半环连接两种形式，其特点是容易加工、装拆，重量轻，但削弱了缸筒的强度。而螺纹连接又有外螺纹连接和内螺纹连接两种形式，其外形尺寸和重量较小，但结构复杂，外径加工时要求保证与内径同心，装拆要使用专用工具。2密封形式缸筒与缸盖间的密封属于静密封，主要的密封形式是采用O型密封圈密封。3导向与防尘对于缸前盖还应该考虑导向与防尘问题导向的作用是保证活塞的运动不偏离轴线，以免产生“拉缸”现象，并保证活塞杆的密封件能正常工作。导向套是用铸铁、青铜、黄铜或尼龙等耐磨材料制成，可与缸盖做成整体或另外压制。导向套不应太短，以保证受力良好。防尘就是防止灰尘被活塞杆带入缸体内，造成液压油的污染。通常是在缸盖上装一个防尘圈。4缸筒与缸盖的材料缸筒35或45调质无缝钢管；也有采用锻钢、铸钢或铸铁等材料的，在特殊情况下也有采用合金钢的缸盖35钢或45钢锻件、铸件、圆钢或焊接件；也有采用球铁或灰铸铁的。522活塞杆导向部分的结构活塞杆导向部分的结构包括活塞杆与端盖、导向套的结构以及密封、防尘和锁紧装置等。1导向套的结构可以做成端盖整体式直接导向，也可做成与端盖分开的导向套结构。后者导向套磨损后便于更换，所以应用较普遍。导向套的位置可安装在密封圈的内侧，也可以装在外侧。机床和工程机械中一般采用装在内侧的结构，有利于导向套的润滑；而油压机常采用装在外侧的结构，在高压下工作时，使密封圈有足够的油压将唇边张开，以提高密封性能。参阅P16表29，在本次设计中，采用导向套导向的结构形式，其特点为导向套与活塞杆接触支承导向，磨损后便于更换，导向套也可用耐磨材料。2密封形式盖与杆的密封常采用Y形、V形密封装置。密封可靠适用于中高压液压缸。3防尘方式防尘方式常用J形或三角形防尘装置活塞及活塞杆处密封圈的选用4活塞及活塞杆处的密封圈的选用活塞及活塞杆处的密封圈的选用，应根据密封的部位、使用的压力、温度、运动速度的范围不同而选择不同类型的密封圈。参阅P17表210，在本次设计中采用O形密封圈。5活塞机活塞杆的材料活塞通常用铸铁和钢；也有用铝合金制成的活塞杆35号钢、45号钢的空心杆或实心杆。第6章液压站结构设计液压站是由液压油箱，液压泵装置及液压控制装置三大部分组成。液压油箱装有空气滤清器，滤油器，液面指示器和清洗孔等。液压站装置包括不同类型的液压泵，驱动电机及其它们之间的联轴器等，液压控制装置是指组成液压系统的各阀类元件及其联接体。61液压站的结构型式机床液压站的结构型式有分散式和集中式两种类型。（1）集中式这种型式将机床液压系统的供油装置、控制调节装置独立于机床之外，单独设置一个液压站。这种结构的优点是安装维修方便，液压装置的振动、发热都与机床隔开；缺点是液压站增加了占地面积。（2）分散式这种型式将机床液压系统的供油装置、控制调节装置分散在机床的各处。例如，利用机床或底座作为液压油箱存放液压油。把控制调节装置放在便于操作的地方。这种结构的优点是结构紧凑，泄漏油回收，节省占地面积，但安装维修方便。同时供油装置的振动、液压油的发热都将对机床的工作精度产生不良影响，故较少采用，一般非标设备不推荐使用。本次设计采用集中式。62液压泵的安装方式液压站装置包括不同类型的液压泵、驱动电动机及其联轴器等。其安装方式为立式和卧式两种。1立式安装将液压泵和与之相联接的油管放在液压油箱内，这种结构型式紧凑、美观，同时电动机与液压泵的同轴度能保证，吸油条件好，漏油可直接回液压油箱，并节省占地面积。但安装维修不方便，散热条件不好。2卧式安装液压泵及管道都安装在液压油箱外面，安装维修方便，散热条件好，但有时电动机与液压泵的同轴度不易保证。考虑到维修，散热等方面的要求。本设计中采用卧式联接。63液压油箱的设计液压油箱的作用是贮存液压油、充分供给液压系统一定温度范围的清洁油液，并对回油进行冷却，分离出所含的杂质和气泡。1、液压油箱有效容积的确定液压油箱在不同的工作条件下，影响散热的条件很多，通常按压力范围来考虑。液压油箱的有效容量可概略地确定为V（无表头）VQ3M系统类型低压系统（中压系统（中高压或大功率）25PMPA）63PMPA系统（）63PPA2457612根据实际设计需要，选择的，所以此系统属于中高压系统2，所以取63PPA1VVQ式中液压油箱有效容量；液压泵额定流量。V参照机械设计手册即取应当注意设备停止运转后，设备中的那部分油液会因重力作用而流回液压油箱。为了防止液压油从油箱中溢出，油箱中的液压油位不能太高，一般不应超过液压油箱高度的80。所以，实际油箱的体积为2、液压油箱的外形尺寸设计液压油箱的有效面积确定后，需设计液压油箱的外形尺寸，一般设计尺寸比（长宽高）为111123。但有时为了提高冷却效率，在安装位置不受限制时，可将液压油箱的容量予以增大，本设计中的油箱根据液压泵与电动机的联接方式的需要以及安装其它液压元件需要，选择长为15M,宽为11M，高为10M。3、液压油箱的结构设计一般的开式油箱是用钢板焊接而成的，大型的油箱则是用型钢作为骨架的，再在外表焊接钢板。油箱的形状一般是正方形或长方形，为了便于清洗油箱内壁及箱内滤油器，油箱盖板一般都是可拆装的。设计油箱时应考虑的几点要求1壁板壁板厚度一般是34MM；容量大的油箱一般取46MM。本设计中取油箱的壁厚为6MM。对于大容量的油箱，为了清洗方便，也可以在油箱侧壁开较大的窗口，并用侧盖板紧密封闭。2底板与底脚底板应比侧板稍厚一些，底板应有适当倾斜以便排净存油和清洗，液压油箱底部应做成倾斜式箱底，并将放油塞安放在最低处。油箱的底部应装设底脚，底脚高度一般为150200MM，以利于通风散热及排出箱内油液。一般采用型钢来加工底脚。本设计中用的是槽钢加工的。下图所示为一般液压油箱底面的构造的五种情况，我们根据具体设计和生产的需要来确定液压油箱底面的构造，根据本设计的需要，选了（C）1320MINLV65816940816INMINLL13201658MINVL图61液压油箱底部构造的五种情况型构造。3顶板顶板一般取得厚一些，为610MM，因为本设计把泵、阀和电动机安装在油箱顶部上时，顶板厚度选最大值10MM。顶板上的元件和部件的安装面应该经过机械加工，以保证安装精度，同时为了减少机加工工作量，安装面应该用形状和尺寸适当的厚钢板焊接。4隔板油箱内一般设有隔板，隔板的作用是使回油区与泵的吸油区隔开，增大油液循环的路径，降低油液的循环速度，有利于降温散热、气泡析出和杂质沉淀。隔板的安装型式有多种，隔板一般沿油箱的纵向布置，其高度一般为最低液面高度的2/33/4。有时隔板可以设计成高出液压油面，使液压油从隔板侧面流过；在中部开有较大的窗口并配上适当面积的滤网，对油液进行粗滤。5侧板侧板厚度一般为34MM，侧板四周顶部应该加工成高出油箱顶板34MM，为了使液压元件的在工作等的情况下泄漏出来的油不至于洒落在地面上或操作者的身上，同时可以防止液压油箱的顶板在潮湿的气候中腐蚀。回油管及吸油管为了防止出现吸空和回油冲击油面形成泡沫，油泵的吸油管和回油管应布置在油箱最低液面50100MM以下，管口与箱底距离不应小于2倍的管径，防止吸入沉淀物。管口应切成，切口面向箱壁，45与箱壁之距离为3倍管径。回油管的出口绝对不允许放在液面以上。本设计的管口与箱底的距离为160MM，切口与箱壁的距离为250MM。6回油集管的考虑单独设置回油管当然是理想的，但不得已时则应使用回油集管。对溢流阀、顺序阀等，应注意合理设计回油集管，不要人为地施以背压。7吸油管吸油管前一般应该设置滤油器，其精度为100200目的网式或线式隙式滤油器。滤油器要有足够大的容量，避免阻力太大。滤油器与箱底间的距离应不小于20MM。吸油管应插入液压油面以下，防止吸油时卷吸空气或因流入液压油箱的液压油搅动油面，致使油中混入气泡。8泄油油管的配置管子直径和长度要适当，管口应该在液面之上，以避免产生背压。泄漏油管以单独配管为最好，尽量避免与回油管集流配管的方法。9过滤网的配置过滤网可以设计成液压油箱内部一分为二，使吸油管与回油管隔开，这样液压油可以经过一次过滤。过滤网通常使用50100目左右的金属网。10滤油器滤油器的作用及过滤精度液压系统中的液压油经常混有杂质，如空气中的尘埃、氧化皮、铁屑、金属粉末。密封材料碎片、油漆皮和纱纤维。这些杂质是造成液压元件故障的额重要原因，它们会造成油泵、油马达及阀类元件内运动件和密封件的磨损和划伤，阀芯卡死，小孔堵塞等故障，影响液压系统的可靠性和使用寿命。为了便于随时检查和观察箱内液体液位的情况，应该在油箱壁板的侧面安装液面指示器，指示最高、最低油位。液面指示器一般选用带有温度计的液面指示器。油箱顶板需要装设空气滤清器，对进入油箱的空气进行过滤，防止大气中的杂质污染液压油。空气滤清器的过滤能力一般为油泵流量的两倍，其过滤精度应与液压系统中最细的滤油器的精度相同。油箱内部应刷浅色的耐油油漆。以防止锈蚀。64液压站的结构设计641电动机与液压泵的联接方式电动机与液压泵的联接方式分为法兰式、支架式和支架法兰式。1法兰式液压泵安装在法兰上，法兰再与带法兰盘的电动机联接，电动机与液压泵依靠法兰盘上的止口来保证同轴度。这种结构装拆很方便。2支架式液压泵直接装在支架的止口里，然后依靠支架的底面与底板相连，再与带底座的电动机相联。这种结构对于保证同轴度比较困难（电动机与液压泵的同轴度）。为了防止安装误差产生的振动，常05M用带有弹性的联轴器。3法兰支架式电动机与液压泵先以法兰联接，法兰再与支架联接，最后支架再装在底板上。它的优点是大底板不用加工，安装方便，电动机与液压泵的同轴度靠法兰盘上的止口来保证。本设计采用法兰支架式联接。同时考虑本设计中的电动机与液压泵的联接在安装时产生同轴度误差带来的不良影响，常用带有弹性的联轴器。为了增加电动机与液压泵的联接刚性，避免产生共振，本设计把液压泵和电动机先装在刚性较好的底板上使其成为一体，然后底板加垫再装到液压油箱盖上。642液压泵结构设计的注意事项1液压装置中各部件、元件的布置要均匀、便于装配、调整、维修和使用，并且要适当地注意外观的整齐和美观。2考虑液压油箱的大小与刚度，液压泵与电动机装在液压油箱的盖子上或装在液压油箱之外。3在阀类元件的布置中，行程阀的安放位置必须靠近运动部件。手动换向阀的位置必须靠近操作部位。换向阀之间应留有一定的轴向距离，以便进行手动调整或装拆电磁铁。压力表及其开关应布置在便于观察和调整的地方。4压泵与机床相联的管道一般都先集中接到机床的中间接头上，然后再分别通向不同部件的各个执行机构中去，这样做有利于搬运、装拆和维修。5硬管应贴地或沿着机床外形壁面敷设。相互平行的管道应保持一定的间隔，并用管夹固定。随工作部件运动的管道可采用软管、伸缩管或弹性管。软管安装时应避免发生扭转，影响使用寿命。结论液压起重机是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机。通过对国内外起重机现状进行分析，对比其产品的主要差距，即国内起重机的最大额定起重量及最大起重力矩发面是有优势的，只是在配重铁方面相对落后。本文对液压起重机重铁机构进行设计，主要是在提高起重机效率的同时保证其安全性，通过重铁挂放机构提高吊重作业的安全性。主要完成的设计有重铁机构液压原理图的设计、伸缩油缸及挂放油缸的结构设计、液压元件及电机的选择等。通过设计检验了我大学四年学习的水平，并有机会把理论知识运用到实际的生产上去。在设计时遇到很多困难，比如在设计液压缸时对液压缸的型号不是很了解，通过自己查找资料和老师的指导，最后还是顺利的完成了设计。在设计中我首先是对整个机构的总体布局进行了详细的了解，其次是对各个部件进行了选择和设计。这些设计时对我大学知识的综合应用。虽然设计完成了，但是设计中还有些不足，在今后的工作学习中，可以在进一步完善液压起重机重铁机构动力学模型，进行机构的动力学仿真。致谢大学四年即将结束，作为大学四年所学的结晶终于完成，这在一方面反映了我大学期间所掌握的知识。希望通过毕业设计检测自己的所学知识，无愧于大学四年的学习和老师们的教诲。毕业设计的完成离不开老师的指导。我要感谢大学期间教育和指导过我的所有老师。最重要的是感谢我毕业设计的指导老师邵俊鹏老师的帮助和教导。在这半年的设计中我存在着许多难题和不解，邵老师在繁忙的教学和工作中，仍给于我及时的指导和帮助，使我的难题得到解决。邵老师在指导时不仅有理论的讲解还有用实物来讲解启发，使我的毕业设计可以顺利完成。再次感谢邵俊鹏老师的指导，感谢指导过我的老师们，感谢在我毕业设计中给我帮助的所有人。参考文献1刘延俊,关浩,周德繁编著液压与气压传动高等教育出版社,20071862102路甬祥主编液压气动技术手册机械工业出版社,1988323353郑文纬,吴克坚编著机械原理高等教育出版社,199773063084孙全颖,唐文明,徐晓希等编著机械精度设计与质量保证哈尔滨工业大学出版社,20093521335张景田,季雅娟,丁建梅主编画法几何及机械制图哈尔滨工业大学出版社,2009851086何焯编设备起重吊装工程便携手册机械工业出版社,20051321457刘新得主编袖珍液压气动手册机械工业出版社,200463678于惠力，向敬忠机械设计科学出版社20071424,2262339于惠力，张春宜机械设计课程设计科学出版社，200711912110ZHANGDAQING,HEQINGHUA,HAOPENGETCROBUSTTRAJECTORYTRACKINGCONTROLOFHYDRAULICEXCAVATORBUCKETJ吉林大学学报工学版,2006,360693493811PURDUMTMACHINEDESIGNMJOUMALOFCOALSCIENCEWHENTHECRANEISMORETHANTHERATEDCAPACITYORSTROKE,CANAUTOMATICALLYALARMANDCUTOFFTHECRANETOTHEDANGEROUSMOVEMENTOFTHELOOP,BUTALLOWSITTOMOVETOWARDSASAFEDIRECTIONSYSTEMOFAUTOMATICFAULTDETECTION,THERESULTSSHOWEDLOWPOWERPOWERCONSUMPTIONLESSTHAN10W,DIGITALCIRCUITUSINGALLTHECMOSCHIPABLACKBOXFUNCTION,AUTOMATICRECORDINGOVERLOADTIMEANDTHENTHEOPERATIONALPARAMETERSDATAANDPARAMETERSOFALLCHINESECHARACTERSDISPLAYGRAPHICSPRESENTATION,NUMERICALACCURACY,CONVENIENTOPERATION,STICKOUTAMILE,NOOPERATORISREQUIREDTOMEMORIZETHEPASSWORDPROMPTSETTINGFUNCTION,PREVENTPARAMETERERRORSETTINGGOODGENERALITY,WITHOUTALTERINGTHEHOSTCIRCUMSTANCES,ASLONGASTHESOFTWARECHANGES,CANMEETVARIOUSTYPESOFHEAVYMACHINERYMACHINEMEMORYAPLURALITYOFRATEDLOADCURVE,SATISFYVARIOUSWORKINGCONTINUOUSLYALARMCALLSTHESENSOR“DRIFT“AND“DRIFT“CANCARRYOUTAUTOMATICREGULATIONANDCOMPENSATIONWITHSOUNDANDLIGHTALARMFUNCTIONTHETECHNIQUEHASBEENUSEDINMANYDOMESTICMANUFACTURERSOFLARGECRANECRANEABOVE,GOODRESULTS2HEAVYMACHINELOADSENSINGSYSTEMANALYSISLOADSENSINGSYSTEMCA