轮胎起重机设计液压系统部分设计【含5张CAD图纸+PDF图】
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目 录摘 要1Abstract2第1章 绪论31.1起重机简介31.2国内外的研究的水平和发展状况3第2章 轮胎式起重机的总体设计62.1 起重机的组成62.2轮胎式起重机的主要参数62.3起重机驱动装置的选择92.4轮胎式起重机底盘的选型122.5轮胎式起重机动力装置的选择142.6轮胎式起重机的总体选形142.7轮胎式起重机的稳定性15第3章 起重机液压系统设计233.1液压系统233.1.1 液压系统总体设计233.1.2 确定对起重机液压系统的工作要求:233.1.3 拟定起重机的液压系统原理图243.1.4 液压系统概况263.1.5 确定液压系统的工作压力273.2选择液压泵及计算其输出功率263.2.1 计算起升、回转马达的所需流量263.2.2 选择油泵并计算输入功率263.3液压缸的计算273.3.1 支腿液压缸的计算273.3.2 支腿垂直油缸的计算273.3.3 计算垂直油缸的主要参数303.3.4 计算垂直液压缸的壁厚303.3.5 支腿水平液压缸的计算323.3.6 变幅液压缸的计算323.3.7 伸缩液压缸的计算333.4 计算和选择辅助装置343.4.1 油管计算343.4.2 油管通经的计算343.4.3 金属管壁厚的计算353.4.4 油箱容积计算363.4.5 滤油器计算363.5 控制阀的选择363.5.1 QYZ25/20上车组合操纵阀373.5.2 QYZ20/10下车组合操纵阀37第4章 结 论38参考文献39致 谢4041摘 要起重机液压系统主要用来控制起升机构、变幅机构、回转机构等。本设计对轮胎起重机的组成及主要参数的确定,驱动装置、底盘与动力装置的选择,总体选形及稳定性做了一定的介绍与总结。根据液压系统的技术指标及一些相关参数对该系统进行了整体方案设计,对其功能和工作原理进行分析并且绘制液压系统原理图,初步确定了系统各回路的基本结构及主要元件。按照液压性能参数进行元件的选择计算,对变幅油缸、伸缩机构、支腿的结构进行设计并对相关部分进行验算和校核,最后通过对系统性能的验算和发热校核,满足了该起重机所要达到的要求。关键词: 轮胎式起重机 液压缸 液压泵 AbstractHydraulic system is mainly used to control hoisting mechanism, luffing, slewing institutions etc. We did a certain introduction and conclusion on the composition of crane , choice of drive, chassis and power unit, stability of the overall and selection of shape. According to the technical indicators and some relevant parameters of the system we design the overall program. We analyze its function and working principle and draw the schematic of hydraulic system, and identified basic structure and major components of the system. We design and checked on the structure of luffing, stretching, outrigger cylinder according to hydraulic performance parameters,.Finally, Checking on performance of system and pyrexia,meet the requirements of crane.Key Words: truck crane hydraulic cylinder hydraulic pump第1章 绪论1.1 起重机简介起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。又称吊车。属于物料搬运机械。起重机的工作特点是做间歇性运动,即在一个工作循环中取料、运移、卸载等动作的相应机构是交替工作的,起重机在市场上的发展和使用越来越广泛。根据水平运动形式的不同分为桥架类型起重机和臂架式起重机两大类别,此外还有桥架与臂架类型综合的起重机,例如,在装卸桥上装有可旋转臂架的起重机,在冶金桥式起重机上装有可旋转小车等。1.2国内外的研究的水平和发展状况21世纪,是科学技术突飞猛进的时代,而时代的前进也要求先进的工业技术与之吻合并推动。随着我国基础设施建设的加强,尤其是受电力、石油、化工等行业迅速发展的拉动,国内中大吨位工程起重机的市场需求增长显著。大型吊装用起重设备已由过去单一的抱杆方式,逐步扩大发展成为以高性能、更安全可靠的大型起重机为核心的吊装设备。而大型起重机机动性和作业灵活性也深受业内的青睐。特大型履带式起重机的设计、制造方面均取得了令人瞩目的成就,新产品层出不穷,不断满足各个领域用户的需求。国内在这方面正逐步向大吨位发展。发达国家在不断研究新技术和新结构,向更大吨位挑战。因此,我就对国内外大型起重机做以下分析和介绍。国内大型起重机的发展现状目前,国内专业生产大型起重机的厂家很多。其中,以中眹重科、三一重工、抚挖等公司产品系列比较齐全,市场占有率较高。中眹重科在2007年12月宣布实行品牌统一战略后,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经形成了以汽车起重机为主导i,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起重机产品型谱的空白。三一科技自2004年初进入履带式起重机的研发和生产领域至今,已成功开发出50t900t共10个型号的全系列产品并全部实现销售。其900t履带式起重机顺利下线,标志着我国在大型、超大型履带式起重机的顺利下线,标志着我国在大型、超大型起重机自主研发领域已走在亚洲前列,成为目前亚洲最大吨位的履带式起重机。据悉,目前三一科技已具备3200t一下履带式起重机的开发能力。国外大型起重机的发展现状目前,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系列履带起重机最大起重量已达1200t。其桁架臂履带式起重机系列在2007年又喜添新产品LR1600/2,使其产品型谱更加完善。德马格公司主要生产起重量从50t1600t的CC系列履带式起重机。最近推出了世界最大的履带式起重机CC88001.双臂新增功能套件使其起重能力达到3200t。马尼托瓦克公司团推出了新研发的31000型履带式起重机。其独特的创新是可变位配重(VPC)。与使用普通的吊运能力增强附件相比,可大量减少所需的地面准备工作。此外,配备可变位配重的起重机能够起吊和运送所有等级的额定负荷,可以很方便地在工地上移动。市场前景:目前世界销售市场对起重机械的需量正在不断增加,从而使国外各种制造起重机企业在生产中更多地采用优化设计、机械自动化和自动化设备去提高劳动生产率,这对世界销售市场、制造商和用户都产生了巨大的影响。有关调查资料表明,65%的起重机械用户主要是为了提高生产率、减少劳动工资,因而要求采用先进的起重机设备的用户便越来越多。美国因制造技术、质量问题和价格昂贵等原因,降低了其在世界上的竞争能力;原联邦德国德马克公司(DEMAG),由于实行了生产技术振兴,解决了提高生产的工艺手段,以占优势的新产品来保持其发展的优势。由于钢铁工业新技术的应用,钢材质量得以提高,如瑞典的SSAB薄钢板公司,其生产的DOMEX系列高强度及超高强度钢材,在设计起重机主梁强度时,可使用较高的许用应力,而不需要很高的安全系数,以便减少起重机材料用量(这并不意味着不安全),从而降低设备的重量和价格。因起重机重量的减小,可用功率较小的驱动装置启动,因此,减少了电力,节省了开支。在机加工方面,尽管采用少切削的精密铸件,尤其是铝合金铸件占多;加工设备大量采用高精、高效的加工中心,数控自动机床等,既保证加工质量,又提高了生产率、降低了成本;同时在工艺线上,使用机械来代替人机操作,如焊接用的机械手和配用机械手等。国外起重机厂商为了能迅速制造和装配出品种多样化的产品来,要求企业之间密切联系和协调,企业走向专业化、标准化和系列化。因为使用标准件设备能迅速组合和安装,减少标准件外组合部分的加工制造就显得特别重要。组合构件的使用比生产非标准件起重机来,有助于减少成本。我们已经看到世界上工业发达国家已经开始进入新的技术革命时代,这个时代的特征是有大量的新技术出现,它使企业开始走向小型化、分散化和专业化;另一个特征是知识的不断更新,生产达到高度柔性化阶段。我国目前仍然处在设计、生产周期化阶段,起点低、设备落后,相对发达国家落后20年左右。如果我国能从国外工业发展中得到启示,将可加快我国起重机械工业的发展。我们必须调整产品结构、企业结构,应将大而全、小而全的企业改革成为独立的专业化工厂,企业之间密切联系和协调,减少标准件以外组合部分的加工制作。近年来,起重机制造企业的订货合同,按照非标准尺寸和特殊要求订货的用户越来越多,约占标准产品的60%,但生产一台非标准起重机的主要零部件的成本和造价相当高(约为标准产品的3倍)。如果把起重机的主要零部件按照不同规格分散加工,然后组装,这样就可使我国中小型起重机企业逐步走上标准化的轨道,充分发挥计算机的作用、计算机辅助工艺规划、计算机辅助制造、柔性自动化系统等新技术、新工艺的应用,可大大缩短设计和生产周期、降低成本。增强企业参与市场竞争的能力,使中国起重机制造行业赶上世界先进水平。本课题的意义使学生对轮胎式起重机有更多的了解,增加更多的专业知识。第2章 轮胎式起重机的总体设计2.1 起重机的组成轮胎式起重机由以下几部分组成:(1) 取物装置:轮胎式起重机取物装置主要是吊钩。(2) 吊臂:用来支承起升钢丝绳、滑轮组的钢结构。(3) 上车回转部分:它是在起重作业时,可以回转的部分,它包括装在回转平上除了吊臂、配重、吊钩等外的全部机构和装置。(4) 下车行走部分:它是起重机的底盘,是上车回转部分的基础。(5) 回转支承部分:它是安装在下车底盘上用来支承上车回转部分(6) 支腿:轮胎式起重机为了提高它的起重能力,在车架上装有支腿(7) 配重:在起重机平台尾部常挂有一定重量的铁块,以保证起重机的稳定。2.2轮胎式起重机的主要参数起重机械的基本参数是用来说明起重机的规格和性能的一些数据,也是提供设计计算和选择使用起重机械的主要依据。2.2.1起重量Q轮胎式起重机起重量一般不包括吊钩的重量q。可以把包括吊钩重量在内的起重量成为总起重量(Q+q)。轮胎式起重机起重量是随吊臂伸缩、俯仰而变化,因此起重量是由吊臂强度和整机稳定所决定。起重机的额定起重量总比临界起重量小。所谓临界起重量,是指当起重机吊起重物后处在稳定和倾翻的临界状态时的重量。根据使用需要,故选择为12吨。2.2.2工作幅度R和有效幅度A工作幅度R指起重机回转中心轴线至吊钩中心的距离。它与吊臂长度L和仰角Q有关,Q可以从,工作角度在之间。当轮胎起重机的幅度变小时。起重机可以增大,但当幅度小于支腿跨距的一半时,吊重无法进行。所以在系列标准上规定有效幅度上A的极限值A。有效幅度A满足下列公式 (2.1) 查表2-1 A=1.50米但有效幅度不宜规定过大,因为有效幅度大,意味着最大起重量时的工作幅度也大,吊臂受的力也大。这样一来吊臂自重就要增大,使大幅度时的起重量急剧下降,恶化了起重性能。表2-1起重机性能起重机Q(吨)3581216254065100有效幅度【A】米1.251.351.451.501.501.251000.850.70支腿横向跨距2a(米)3.13.33.54.04.55.05.56.06.6工作幅度R(米)2.83.03.53.53.753.753.753.854.0起重力矩M(吨.米)8.41525.6426094150250400系列规定的 起重力矩(吨.米)81525406095150250400工作幅度R=LCOS 查表2-1 R=3米2.2.3起重力矩M作为轮胎式起重机基本参数的起重力矩是指最大额定起重量和相应的工作幅度的乘积,起重机工作时,不但要求有起重量,还要求有一定的幅度。只比较起重量,不比较其相应的幅度是无法评定两台起重机的起重能力的大小。起重力矩作为比较起重机起重能力的指标比较起重量更合适,更确切。本次设计的起重机确定:Q=12吨 R=3米 则m=123=362.2.4起升高度H升高度H与吊臂长度L和仰角Q有关: (2.2)它在装卸工作中并不重要,但在建筑安装工程上则是一重要参数。起重机在使用中不但要满足起重量要求,还要满足工作幅度和起升高度的要求。本次设计的起升高度为H=13.6m2.2.5自重G轮胎式起重机的自重是指工作状态时的机械总重。它并不一定等于行驶时的重量。在后设计各部分重量时,可以参照同样类型起重机实物重量,制造后的起重机重量不得大于系列标准规定重量。超出时应设法改进,把自重降到最低值。根据以上要求,本机总重为9550kg,根据1得12吨轮胎式起重机自重20吨,所以合适。2.2.6工作速度v根据目前轮胎式起重机的统计资料,中小型起重机的吊钩速度一般在8-20m/min左右。在大型起重机中,起升速度不是主要的,为降低功率,减少冲击,起升速度取得较低,在58m/min左右。在此设计中起升速度为15.8m/min。起升速度也有以绕入卷筒的单根钢丝绳速度表示的。虽然,单绳速度和吊钩速度是差一滑轮组的倍率。实际上轮胎式起重机吊钩速度不是恒定的,钢丝绳在卷筒上绕的层次不同,单绳速度也在变化。作为铭牌的参数的起升速度,是指卷筒在驱动机最大工作速度下的第一层钢丝绳的单绳速度,或与此相对应的吊钩速度。变幅速度是指吊臂在头部沿水平方向移动的速度。变幅速度对生产效率影响不大,而对起重机的平稳性和安全性影响较大,故不能取大,幅度时间(从最大臂到最小臂)一般在3060秒左右。本机起臂时间为25s,落臂时间16s。在伸缩式吊臂的起重机上,吊臂伸缩速度也是需要注明的,一般外伸速度为收缩速度的1/2倍,该机伸缩速度选为伸缩(全程)34s,缩臂(全程)18.5s液压支腿收放速度一般用时间来表示,一般在1050s之间,本机速度为:水平支腿伸出时间13.7s;水平支腿缩回时间11.8s;垂直支腿放下时间22s;垂直支腿收起时间21.5s;轮胎式汽车起重机行驶速度是主要参数之一,本机的行驶速度最高可达75公里/小时。2.2.7通过性参数通过性参数指轮胎式起重机正常行驶时能够通过各种道路的能力,不同车辆有不同的要求:轮胎式起重机的通过性几何参数基本上接近一般公路车辆。汽车起重机的要求和所采用的汽车底盘一致,经过改装后,最大出入不超过15%,接近角、离去角和最小离地间隙要大些。纵向通过半径要小些,由于轮胎式起重机车架下载有支腿,故离地面间隙可能变小。汽车起重机最大爬坡在左右。轮胎式起重机转弯半径在米左右。2.2.8几何尺寸参数轮胎式起重机的各部尺寸按需要和可能来确定,力求紧凑。轮胎式起重机在公路行驶状态的外形尺寸应考虑到道路、洞桥和铁路运输条件,按国家规定:总长限制在12米以内,总宽在2.6米以内,总高不超过4米。在特殊情况下,大吨位的起重机宽度可超过3米。2.3起重机驱动装置的选择起重机的性能和结构特点在很大程度上取决于驱动装置(动力装置和传动装置的总称)。而驱动装置本身的重量和成本,对起重机的技术经济指标也起着显著的影响,因此设计起重机时,合理选择驱动装置和确定驱动形式是很重要的。工程起重机对驱动装置的要求,主要应从起重机本身的工作特点来考虑,主要的有以下几点。 适应外载荷多变的要求; 适应迅速改变运动方向的要求; 适应工作速度频繁变换的要求; 适应冲击振动的要求。此外,对于需要经常转移作业场地的工程起重机,要求有独立的动力能源装置。为了避免噪声的危害,要求低噪声的驱动装置。 应于指出,要满足上述工作特点所指出的各项要求,仅仅依靠动力装置本身还不能完全达到。而必须有合理的传动装置与之相配合,以达到起重机所要求的传动特点。2.3.1内燃机机械驱动 概述在轮胎式起重机和履带式起重机中,内燃机-机械驱动得到广泛的应用,它通过机械传动装置将内燃机发出的动力传递到那个工作机构上去(简称内燃机驱动)。这种驱动装置有一个独立的能源,具有较大的机动性,可满足工程起重机流动性的要求。由于不受外能源的牵制,所以起重机一到达作业场地后就可随时投入到工作。此外,内燃机结构紧凑。一般来说,外形尺寸和重量较小。但内燃机-机械驱动与电力-机械驱动比较,前者存在不少缺点:承受载荷能力差,在超负荷运转时容易熄火,因此不得不选用大一些功率的内燃机,以较大的功率储备来适应超载的需要;内燃机不能带载启动,因此在内燃机-机械传动系统中,必须设置离合器结构,在启动时脱开离合器;内燃机不能运转,为了保证机构的正向和逆向转动,在机械传动的起重机必须设置逆转机构;内燃机在严寒地区运转,要采取措施,改善启动性能。此外,内燃机噪声、振动及污染的问题也有待进一步解决。在工程起重机中使用的内燃机目前常用的有两种类型,即柴油机和汽油机。柴油机比汽油机更具有使用经济性和工作可靠的优点,所以柴油机得到广泛的应用。从降低重量和减少外形尺寸考虑工程起重机用的柴油机应该是运输型的,最好选用工程起重机械用的中转速的 柴油机以适应工程起重机特点,保证工作可靠性和简化中间传动装置的构造。 内燃机驱动功率的确定起重机的内燃机驱动功率可按下述两种方法确定:根据现有的同类型和吨位级相近的起重机参数来确定所需的功率,然后再核算起重机的各项技术参数是否满足设计要求;根据起重机设计参数,计算最大阻力距,然后确定所需的内燃机功率。2.3.2电力机械驱动 概述外接电源使电动机传动,再经机械传动装置将动力传递到个工作结构的一种驱动方式简称电力驱动。外接电源的电力机械驱动的方式,在踏式起重机中得到广泛的应用。在少数轮胎起重机中也有采用这种驱动方式。电力机械驱动比内燃机械驱动有以下优点: 电动机能承受短时间的较大过载,而且可以带载随时驱动; 电动机容易逆转,而且可在较大范围内实现无级调速; 各机构可由独立的电动机分别驱动,使机械传动装置和操纵机构大为简化; 操纵方便灵活,维修也比较方便; 外接电源的驱动,没有内燃机那样废气污染而且噪声低。但这种驱动方式必须依靠外接电源,而且对电动机特性提出了特殊要求,一般最好选择过载能力强,调速范围大的直流电动机。但因往往缺乏直流外接电源,并且直流电动机价格昂贵,所以不便采用普遍采用。只有在内燃机发电机电动机这种内燃机电力驱动系统中直流电动机才获得采用。 电力机械驱动容量的确定正确选用电动机的容量是很重要的。如果电动机容量不足,会使电动机过热,以致很快损坏,同时也会影响起重机的生产率。因为这时起动力矩不足,起动过缓,不能达到所需要的速度。如果电动机容量过大,不仅仅是浪费,而且使机构庞大,自重增加,起动过猛,传动机构载荷增大。因此,确定电动机容量的原则是: 在规定的工作条件下,电动机的温升不超过容许值,即不过热。 保证所需要的起动能力。2.3.3 复合驱动工程起重机通常采用的复合驱动主要有:内燃机电力驱动;内燃机液压驱动。 内燃机电力驱动内燃机电力驱动与外接电源的电力驱动的主要区别是动力源不同。前者是独立的动力源内燃机;后者是外接电网电源。内燃机电力驱动通常是由柴油机驱动发电机发电,把内燃机的机械能转化为电能传送到工作机构的电动机上,在变为机械能带动工作机构转动。直流电和交流电都有采用。但更多的是采用直流发电机和直流电动机。因此,直流电动机可以在较大范围内无级调速,过载能力强。这种驱动形式是以直流电动机的良好工作特点克服内燃机工作缺点,是一种十分适合工程特点的驱动形式。但这种驱动形式电器设备多,它与外接电源的电力驱动比较,由于多了一台内燃机和一台发电机,因而重量大,价格昂贵,使起重机造价显著增大。 内燃机液压驱动在现代工程起重机中内燃机液压驱动得到越来越广泛的应用,其主要原因,一是由于机械能转化为液压能后,实现液压传动与许多优越性;二是由于液压技术本身发展很快,使起重机液压传动技术日趋完善。这种驱动形式不仅广泛应用于汽车起重机和轮胎起重机,近年来也应用于履带起重机代替以往的内燃机机械驱动形式。由于履带式起重机的动力装置装设在上车回转平台上,因此在以往的内燃机机械驱动系统中,履带行走机构所需的动力,需要从上车通过逆转机构等复杂的动力传送机构传到下车。而应用液压传动,只要通过高压油管和中心回转接头,就可把上车的动力容易而又方便地传到下车。内燃机液压驱动的主要特点是: 减少了齿轮、轴等机械传动件,而代之以重量轻、体积小的液压元件和油管,使起重机的重量大为减轻,结构紧凑,外形尺寸小; 可以在很大范围实现无级调速,而且容易变换运动方向; 传动平稳,因为作为传动介质的液压油具有弹性,通过液压阀平稳而渐进地操作可获得平稳的柔和的工作特性; 易于防止过载; 操作简单、省力;这种驱动形式的主要缺点是: 传动效率低,因为能量经过了两次转移; 液压元件加工精度要求高,因而加工成本大; 对密封要求也高,如果制造安装工艺不完善,常有运转失灵及漏油现象产生。随着液压技术的发展和工艺水平的提高,这些缺点已逐步得到解决。液压系统沉重。综上所述,结合小型起重机的特点,这次设计选用内燃机液压驱动。2.4轮胎式起重机底盘的选型轮胎式起重机底盘的类型很多,可按不同角度来进行分类。从总的性能上看,可分为:通用汽车底盘、专用汽车底盘和专用的轮胎底盘三种见表2-2。所谓通用的汽车底盘,是指除车架更换外(若有必要时),余皆采用原汽车底盘。小型的起重机可在原汽车地盘上附加副车架以支撑上车结构,因为原汽车车架的强度和刚度都满足不了起重机在起重时的要求。虽然采用附加副车架的工艺比较简单,但整个起重机的重心较高,重量较大。表2-2 起重机性能项目汽车起重机其重量(吨)轮胎起重机5-1516-4041-6465-100101-1608-40轴荷不大于(吨81012121212-17爬坡能力(度)252020151515最小离地间隙(米)0.350300300.250.25030最小转弯半径(米)78-1010-1121129发动机功率(千瓦)75-130120-220160-260220-280300-350120-180最高行驶速度(公里小时706060505030接近角荷离去角282825222218纵向通过半径(米)43.83.53.23.23.2基本轴数23-44-55-66-82-3最大轮距(米)1.82-21.82-2.22-32-2.52.6-2.82-2.5驱动形式4*26*48*410*612*64*4轮胎尺寸12-2012-2012-2412-2414-2414-24底盘宽度(米)2.3-2.52.4-2.52.5-2.62.6-32.7-3.12.6-3专用的汽车底盘是按起重机的要求设计的,轴距较大,车架刚性好。专用汽车底盘的驾驶室布置有三种,一是与通用汽车一样的正置平头式驾驶室,二是测量的偏头式驾驶室,三是前悬下沉式驾驶室。侧置偏头式驾驶室底盘的汽车起重机可使起重吊臂在行驶状态时放在驾驶室旁侧,使整车重心大大下降,但驾驶室视野不良,坐人不多。前悬下沉式驾驶室视野良好,吊臂位置也不高,故起重机重心低,因此在大型起重机中常采用前悬下沉式的驾驶室。专用轮胎底盘是专门为轮胎起重机设计的,为提高轮胎起重机的机动性,将底盘设计成短轴距,全轮驱动,甚至全轮转向的越野型轮胎底盘。由于轮胎起重机只有一个驾驶室,并且往往设在上车,所以下车底盘行走机构的操作通常求助于液压传动,轮胎起重机需吊重行驶,要求起动平稳,调速自如。因此,越野型轮胎底盘常采用液力变距器和动力换挡变速箱等转动装置,以及液压转向装置。在选用汽车底盘时,考虑到轮胎式起重机始终满载行驶,要比汽车载荷条件恶劣,但起重机的行驶里程比汽车的要少一半左右,故完全可以选用同等级的汽车底盘的总成。起重机的轴距L的大小直接影响到起重机的行驶性能、重量和总体布置。他受到总长度LZ的控制,在汽车起重机中吊臂探出车头LF一般都在两米左右,在轮胎式起重机中还要大些,为34米左右,回转平台尾部一般也略伸出车架外面LT,故一般起重机底盘长度LC限在79米以下。底盘长度LC是有前悬长度、后悬长度和轴距形成。在复轴式的双前后桥底盘中,轴距L是指复轴式前桥和后桥中心之间的距离。也可用第一轴距L,第二轴距L”等于轮胎直径再加上一定间距。底盘长度的轴距的关系为 (2.3)前悬的悬臂取决于发动机位置、驾驶室形式及所需的轴荷分布,后悬臂主要取决于后支腿离上车回转中心你距离,一般为3040%轴距左右。轮胎式起重机的轴距直接影响起重机转弯半径。最小转弯半径与轴距的关系如下: (2.4)式中:外前轮的最大转角; C主销中心至外前轮中心的距离。为使转弯半径小,从机动性出发,轴距要取得小些为好。汽车起重机的中心高度在1.2米左右,轮胎式起重机的常在1.5米左右。一般中小型汽车起重机和后桥往往是复轴式的多桥,则前桥和后桥之间的轴距就比较大,常在5米以下。轮胎起重机轴距一般在3-3.6米左右。本次设计的轮胎式起重机的底盘是EQ1092F型底盘,主要性能参数:1)、最大额定起重量(吨)幅度(米):123 2)、最大起升高度(米):13.6 3)、 起升速度(米/分):15.8 4)、回转速度(r/min):03 5)、外形尺寸(长宽高)(米):9.3752.363.13 6)、支腿跨距(纵向横向)(米):3.774 7)、轴距(米):3.95 8)、总重(吨):9.55 9)、接近角:38 10)、离去角:14 11)、最大爬坡度;28% 12)、发动机型号:6135Q或6120Q2.5轮胎式起重机动力装置的选择轮胎式起重机动力装置的布置有以下几种方案:一一台电机布置在下车;二一台发电机布置在上车;三两台发电机上、下车各布置一台。第一种方案,目前采用得比较广泛,这是因为: 上车起重机构采用液压传动,动力传递比较方便,液压泵设在下车,高压油经回转街头送到上车驱动各个液压马达或液压缸。 下车行走机构采用一般通用汽车的机械传动或液力机械传动,下车行走机构采用一般通用汽车的机械传动或液力机械传动,故发动机设在下车较方便,因此传动系易布置,操作易实现。 目前,轮胎式起重机的行驶速度高,专用底盘的行走机构的传动装置也必须设计得与汽车传动系同样复杂,故发动机设在下车也是必须的。在设计汽车起重机时,有时往往不是选择发动机,而是选择整个通用的汽车底盘,要根据起重机最大额定起重机重量去选择相应载重量的汽车底盘。第二种方案在机械传动和电力传动的慢速行驶的轮胎起重机中普遍采用的。这种方案,发动机主要是上车起重机构。下车行走机构的动力由上车经回转中心下传而来,由于行走速度低于20KM/H,故对传动系统的要求比较简单。第三种方案在大型的汽车起重机中采用得比较广泛。因为此时行走用的下车发动机功率很大,发动机也较昂贵,起重用的功率为其1/3以下,故起重时使用行驶发动机在功率利用上很不合理。分析以上三种方案,结合本次设计,轮胎式起重机的动力装置选用汽车通用底盘。上车其中和下车行走机构共用汽车发动机,上车起重机构在汽车传动箱中得到动力,即可以节省一台发动机,又减轻重量。2.6轮胎式起重机的总体选形起重机的整体造型主要是根据其用途和作业场合。本次设计的起重机可用于野外起重、抢险、仓库、车站、码头及狭窄工作场合作业,需要良好的机动性能,固有轮胎式和履带式两种设计方案可供选择。根据现有方案的优缺点,小组人员的研究分析,本着机动灵活、操作方便、实用可靠的原则,以提高工作作业效率,我们选用小型汽车起重机做为设计对象。本方案有以下几个特点: 采用EQ-1092F通用底盘,具有马力大,动力性好,速度高,牵引力大,爬坡度大的特点。 起重机作业部分采用能够液压传动,因此结构紧凑,既提高了作业效率,又扩大了作业范围。 采用三节伸缩臂,可按需要在规定范围内任意伸缩,动作平稳,微动性好,轻便灵活。 用前后H型支腿,四个支腿可以分别调平,并在现有12吨汽车起重机的基础上,适当加大支腿的跨距,提高了整机稳定性。 采用动力装置,将汽车发动机的动力传于动力油泵,提高了汽车动力的利用率,同时也不再为起重机另配动力原件。 行星齿轮减速器直接装在起升卷筒内,从而获得非常紧凑的结构,使起升机构能直接布置吊臂尾部。2.7轮胎式起重机的稳定性 轮胎式起重机有两种稳定性:一是转移时的行驶稳定性;二是工作状态下的起重机稳定性。轮胎式起重机的行驶稳定性起重机在行驶过程中,由于某种原因(如上坡)其前轮(转向轮)对地面的发向作用力为零时,则起重机 前轮的偏转,不能确定起重机的行驶方向。此时,可以认为车辆已失去稳定,无法控制其行驶方向。当后轮对地面的法向作用力所引起的牵引力为零时,车辆失去行驶能力,也破坏了行驶稳定性。图2-1为起重机上坡行驶图。此时,可能失稳。地面的反作用力=G=0,由于上坡,行驶速度低,不能加速运动,故可忽略一切惯性力和风阻力。其作用力在以后轮与地面接触点O为中心的力矩平衡式表达如下:图2-1上坡行驶图 (2.5)式中G机械总重量; L2重心离后轴距离当Z1=0,则因此可能失去操纵稳定的根据坡度为: (2.6)另外,当车辆下滑力接近于驱动轮上的附着力时,车辆就不能上坡,驱动轮开始打滑。即 全轮驱动时)从图2-1上得,则后轮为驱动轮时的打滑极限坡度角为: (2.7)当全轮驱动时: (2.8)式中为附着系数,可用0.70.8代入。为了行驶安全起见,设计车辆时将使,即宁可上不去坡,而不要失去转向控制。综合以上公式,得到后轮驱动与全轮驱动车辆行驶的稳定条件: (2.9)本机为,所以纵向行驶稳定(hg一般在1.2米左右),这里取1.2米。观察上式,能否改变重心离后轴距离L与机械总重量G来改善轮胎起重机的爬坡性能及行驶的稳定性。假如增大重心离后轴距离L,提高了轮胎起重机纵向行驶稳定性,但随着L的增大,起重机整体长度加长,重量加大,生产成本提高,对起重机整体的灵活性也有一定影响。横向行驶稳定性起重机在弯道上或直边上行驶时受侧向力,诸如离心力、横向风力等。起重机在侧向力作用下有时克服了车轮附着力,从而产生侧滑移,或将车辆横向倾翻。图2-2行驶稳定性在车辆重心下作用有二力,起重机重力G和离心力,若,则车向左倾翻的极限条件为(图2-2): (2.10)则就是说横向坡度角不得小于。再分析车辆引起侧移的情况,此时侧向力大于或等于横向附着力,即 (2.11)则其极限条件为: (2.12)则为行驶安全起见,应使侧滑发生在翻转前,故应使即 (2.13)所以横向行驶稳定。(汽车起重机轮距在2米左右,取2米)这就是横向行驶稳定性的基本条件,式中B是轮距,一般硬路面的取0.7-0.8。一般起重机重心离左右轮的距离相同,故在总体布置时已考虑到尽可能对称布置,故一般不在计算hg=1.2米。适当增加轮距,可以提高横行行驶稳定性,但增加了车体外形尺寸,不宜取。对轮胎式起重机的底盘选取也有一定影响。轮胎式起重机的失稳轮胎式起重机在起重作业时,由于起吊过重的重物,操纵失误引起的过大惯性、支承面的沉陷或过大风力等原因,起重机往往突然丧失稳定甚至倾翻肇事。因为轮胎式起重机的稳定安全由机械自重来维持,故有一定限度。往往在起重机的结构件和其零件强度还足够能承受外来载荷时,起重机由于自重不够而失去稳定。但有时起重机稳定性过大,在没有起重量指示器的情况下,吊臂也可以由于超载过大而损坏。因此,起重机在设计要选取适当的稳定性。起重机在失稳时的倾翻线,由起重机的支腿尺寸或轮胎尺寸确定。最危险的倾翻线是在该工况下整个重量的重心离该倾翻线垂直距离最短的那一边。显然,最危险的失稳工况是吊臂位在垂直于侧方倾翻线的位置上。所以,在考虑起重机稳定时,以吊臂位在正侧方的工况为基准,在这个工况下起重机必须保证最低的稳定性。起重机的稳定安全系数起重机在吊临界起重量时(如图2-3),起重机处于稳定的临界状态,即在倾翻线内、外侧的静力矩互相平衡,即。而表示起重机稳定性的稳定安全系数是位在倾翻线内侧的稳定力矩和为在外侧的稳定力矩之比: (2.14)当K=1时,即为临界状态。显然,K必须大于1.若认为起重机引起的一切力矩都是稳定力矩,即: (2.15)而倾翻力矩仅是起重物和吊具所引起的,即图(2-3): (2.16)则稳定系数K可由下式求得 (2.17)式中:起重机的稳定力矩; 吊臂自重,=17750Kg 起重机的重心距回转中心的距离,r=1.5米; 为上车其它部分重量和其重心到回转中心距离,取米; 起重机底盘不回转部分重量,=7020kg; 配重及其垂心到回转中心距离,=1181kg,=2.1m; 支腿横向距离, =4.1m则 所以起重机稳定。令K=1,则此时起重量为临界起重量 (2.18)图2-3由于上公式中没有考虑到起重机在运动时引起的惯性力以及风力和倾斜的影响,故求得的稳定系数称为静稳定系数。在计算起重机动态稳定系数时,把起重机的倾斜、回转离心力、起升惯性力和风力考虑进去,动态起重稳定系数为(图2-4):图2-4动态起重稳定系数 式中自重的重心高度;起重机的倾斜角度,在用支腿时肉眼找平,一般控制在左右,不用支腿时为;(H+b)吊臂头部离地高度;重物离地高度;和重物吊升速度和起动时间;重物加速度;和作用在起重机上和重物上的风力合力;风力作用点的高度;回转速度。在实际计算中,中小型轮胎式起重机可以只计算静稳定系数,所以本次设计中,不必计算动稳定系数。在考虑到倾斜的影响和非工作时风力作用,自身的稳定系数也可以由下式求得: (2.19)式中自重合力G回转中心距离,L=1.5m;合力G的重心高度,h=1.2m;倾斜角度(取);作用在机本身上的风力(以九级风计算);风力作用点高度,2米;标准风压值,表3-1为10;风载体型系数,表3-2为1.2;吊重有效迎风面积, 查1为6;起重机各部分有效迎风面积,A=;起重机金属结构的充满系数,即结构的净面积与结构轮廓面积之比:=1.0;将各数代入=2.981.15所以起重机自身稳定。第3章 起重机液压系统设计3.1液压系统3.1.1 液压系统总体设计起重机液压系统是用来控制起重机的起升机构、变幅机构(在起重机中,用来改变臂架的位置,增加主机的工作范围。)、回转机构、伸缩的系统。液压系统包括吊臂的伸缩、重物的起升、上车的回转、吊臂的变幅和支腿的收放等部分。本设计中轮胎式起重机得便最大重量为12吨(幅度为3米时)具有三节伸缩臂,其最大幅度为10.8米(这时允许吊重为0.04吨),最大起升高度为13.6m,起升速度为15.8m/min,平台回转速度为最大3r/min。工作幅度:指起重机回转中心轴线至吊钩中心的距离。该起重机行走部分采用EQ1092型通用汽车底盘,起重部分要求全液压传动。 3.1.2 确定对起重机液压系统的工作要求:1、系统构成根据主机设计需要,对吊臂的伸缩、变幅、起升,回转机构采用液压传动。同时,起重机支腿的收放亦采用液压传动,以缩短作业前的准备时间,在满足机器要求和使用要求条件的要求的前提下,系统构成的先进性主要表现在系统简单、结构紧凑,元件选择合理,三化(标准化、系列化、通用化)程度高,便于安装、调试、使用、维护、工作安全可靠,应急能力强的方面。要达到这些要求,仅有良好的元件是不够的,还必须有良好的系统设计方案。2、经济性经济性指标包括系统的造价和使用费,系统传动效率和功率利用等。这几项指标不是相互独立的,需做综合分析。3、技术性能技术性能包括调速范围、微动性能、启动、制动及换向动作灵敏性,传动平稳性,限速性能,缓冲、锁紧、补油、限压、缸荷等完善的功能及振动、噪声和外泄大小等。根据以上三点,设计液压系统具体应满足以下几点要求:a: 能够调速。当空钩或轻载时,吊钩可以快速升降;当满载就位时,应满足缓慢升降。b :可以微动,微动是为了在工作机构起动或停止时,不至于引起吊重的振动与冲击,以保证起重机作业的安全。c :当吊重在空中停止时,不得产生下滑现象。这对吊装作业,以及使吊重长时间停留在空中都是必要的。d :能同时对几个动作联合操作。起重机的主要动作为起升、回转、变幅、吊臂伸缩、要求这四种动作可以单独或前一种与后三种任意一种组合进行,以提高作业效率。在联合操作中,希望各机构的工作速度一定。e :液压系统应结构紧凑,安全可靠,使用维修方便。3.1.3 拟定起重机的液压系统原理图1、选择执行元件吊臂伸缩、变幅及四个腿,都采用双作用液压缸驱动。为了使传动机构结构紧凑,布置方便,起重机的回转与起升机构直接采用低速大扭矩马达驱动。2、确定液压系统的基本形式为了使系统结构简单,油液冷却条件尽可能改善,该机构采用开式液压传动系统。考虑到各机构同时动作的需要,以及合理分配功率,采用大小泵供油的液压双泵系统,即起升液压马达单独由大泵供油。回转液压马达变幅、吊臂伸缩与支腿液压缸等组成串连系统,由小泵供油。3、调速抉择方案对于小型起重机,可以采用定量泵,通过调节发动机的转速,以改变液压泵的输出流量,从而达到调速的目的。同时,再配合以换向阀节流调速,基本上能满足该机对调速性能方面的要求,这种调速方法具有系统简单,工作可靠等优点。4、选择拟定液压基本回路,并组成整机液压传动系统a、工程起重机需要的起升机构,即卷筒吊索机构实现垂直起升和下放重物。液压起升机构用、液压马达通过减速器驱动卷筒。为了保证起重作业中的平稳性和稳平的衡动性,防止吊重超载下降,在该机构的起升油路中设置起升平衡阀,以组成平衡回路。同时在卷筒上安装起升机构制动器,以防止因马达内漏而造成的吊重打滑。液压起升机构不靠平衡阀来锁住液压马达,而是利用闸瓦制动。所以平衡阀的承重静止能力没有严格要求,固此用于液压马达系统的平衡结构简单,造价便宜。b、伸缩臂机构液压回路和变幅机构伸缩臂机构也是一种举升和下放重物的机构,伸缩臂可以用不同的方法,即不采用电磁阀而用顺序阀,液压缸差动,机械结构等办法实现多个液压缸的顺序动作,还可以采用同步措施实现液压缸的同时动作。本设计起重机的变幅和吊臂伸缩机构均采用双作用液压缸,为了使变幅和伸缩动作平衡,以及停止动作后能保持固定的位置,在其油路安装平衡阀,以构成平衡回路。c、回转油路变幅机构在起重机中,用改变臂架的位置,增加主机的工作范围,回转油路使作业架作旋转运动,也是为了实现这个目的。起重机的回转动作要求平稳、准确,为了回转动作平稳,以及停止动作后的工作位置能保持固定,在回转机构内安装回转机构制动器,以防止因马达内漏而造成滑移,对于回转机构来说,缓冲是非常重要的,必须设置一对缓冲阀。d、支腿机构液压回路对于汽车起重机来说,为了扩大作业面积和提高整体稳定性需要在车架上向轮胎外测伸出支腿,将整体支撑起来,使重心可以在轮胎覆盖范围以外,支腿覆盖范围内变化。支腿种类有整式、H式、X式和辐射式等。本设计选用H式,H式支腿由四组液压缸组成,每组包括一个水平缸和一个垂直缸,四个双向液压锁分别控制一个垂直液压缸,当支腿支撑车架静止时,垂直液压缸上腔液体承受重力负载,为了避免车架沉降,故需用连通上腔的液控单向阀起锁紧作用,防止俗称的“软腿现象”。当轮胎支撑车架时,垂直液压缸下腔液体承受支腿本身的重量,为了避免支腿降到地面,防止俗称的“掉腿”现象,故需要连通下腔的液控单向阀起锁紧作用,组合操作阀可使四个支腿同时动作,亦使每个支腿单独动作。将上列的基本的回路有机的组合起来,即可组成液压传动系统图,为了使回转马达工作平稳,利用单向阻尼阀产生背压(背压为23Mpa)e、设置辅助元件考虑到管路使用寿命和布置紧凑起见,液压系统中主要管路均采用无缝钢管。在液压泵的吸油管路,安装网式滤油器,以防止较大的机械杂质进入液压泵内,在系统回路中安装精滤油器,以防止回油中的杂质。图3-1液压传动系统原理图(图 1-1 液压系统图)3.1.4 液压系统概况当起重机工作机构处于非工作状态时,如图3-1所示,CBQLF40/F32齿轮油泵由取力箱通过传动轴驱动后,吸油口通过精滤油器从液压油箱吸油,32泵输出的工作油经过下车操纵组合阀后,再通过中心回转接头进入上车组合操纵阀流出,通过中心回转接头流回液压油箱,40泵输出的工作油直接通过中心回转接头进入上车组合操纵阀,再从上车组合操纵阀流出,通过中心回转接头流入油箱。当操纵下车组合操纵阀的换向阀时,32泵输出的工作油不再进入上车,而进入下车操纵阀的绽阀中,再操纵实现下车水平支腿的伸缩及垂直支腿的收放动作。当下车工作完毕后(即支腿打起后),上车即可工作,上车工作时,回转、变幅、伸缩时由32泵供油,起升由40泵供油,同时40泵和32泵还可以同时供起升机构,以实现快速起升和快速下降,40泵和32泵的分流是靠起升操纵阀的机能来实现的,回转油路可实现滑转功能,即回转操纵阀处于过渡位置时,回转制动器在回油备压下打开,并将回转马达的进油口连通,使回路马达处于浮动状态,避免回路和停止时的惯性冲击。3.1.5 确定液压系统的工作压力轮胎式起重机时以EQ1092通用汽车底盘为基础设计,为了减轻汽车承载量,要求液压传动装置机构紧凑,重量轻,参考其他液压汽车起重机的系统工作压力,初定该机构的液压系统工作压力在16M25MPa范围内,根据初定压力,选用CBQLF40/F32联齿轮油泵,该泵额定工作压力为20MPa,为了保证液压泵的使用寿命,系统压力应控制在不超过液压泵工作压力以下,因此,最后确定系统工作压力为20MPa。3.2选择液压泵及计算其输出功率3.2.1 计算起升、回转马达的所需流量取液压马达的容积效率,则液压马达的所需流量为:1、起升马达的所需流量 (3.27)2、回转马达所需流量 (3.28)3.2.2 选择油泵并计算输入功率1、确定液压泵的流量取管路系统漏油系数K1.1则: 2、确定液压系统中泵的工作压力 在确定液压系统压力时,就已确定了起升泵和回转泵的工作压力,。3、计算液压系统中泵的工作压力和输入功率在确定液压系统压力时,就已确定了起升泵和回转泵的工作压力,取齿轮的总效率.则起升泵的输入功率: (3.29)则回转泵的输入功率 (3.30)整车的液压系统回路属于并联油路,在起重机实际的现场操作中起升时回转、吊臂的伸缩及变幅只有一项可与其同时动作,由于回转时泵的输入功率较大,故选泵需同时考虑起升和回转,需使泵的流量和功率均大于前二者的。依次查得CBQL-F40/32双联高压齿轮油泵符合此工况要求,它得额定压力20Mpa,最高压力25Mpa,最高转速3000r/min,公称排量:前泵40ml/r,后泵32ml/r。3.3液压缸的计算3.3.1支腿液压缸的计算支腿跨距的确定:为增大轮胎式起重机在起重工作时的起重能力,起重机设有支腿。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,H式支腿外伸距离大,对地面适应性好,易于调平,故广泛采用此支腿。汽车起重机支腿是前后设置的,并向两侧方向伸出。但在汽车起重机中,前方作业区域一般不吊重,所以取:2b=3835mm3.3.2 支腿垂直油缸的计算 1. 按四点支撑的支腿压力计算假定轮胎式起重机在吊重工作时支撑在A、B、C、D四个支腿上如3-5所示,在这里忽略了B与C、A与D支腿叉开的实际情况,因为影响不大,吊臂位置是在任意方向,如图示,吊臂位置在高起重机纵轴线角处。令假定起重机底盘不回转部分的重量为,其重心位置在离支腿中心处,本身带有符号,如图示,在0上侧为正,下侧为负。起重机回转中心,离支腿中心0的距离为,也带有符号,其上车自重,吊臂自重和配重自重和计算吊重的合力则:+ (其中,由-1865mm, 550mm) (3.31)则:+(34544+1755+1181+8160)9.8143.67 KN合力矩的距离为: (3.32)所以有:由于回转惯性力,离心力和风力等风力水平力的作用,在吊臂头部作用有水平力T,则作用在吊臂平面内有力矩M,其大小为: (3.33)其中为吊臂头部离地面的距离,7.5米水平力T为: (3.34)则:从上已知,作用在支腿上的载荷有:底盘自重,上车回转部分,以及在吊臂平面内的力矩M,则四个支腿上的压力各为: (3.35)图3-5 四点支撑的支腿受力情况 (3.36) (3.37) (3.38)当时,且带入数据可得A=26.67KN ;B=23.02KN ;C=78.6KN ;D=73.5KN放支腿时,最少有两个液压缸受力,则单个液压缸的最大载荷: (3.39)起重量为12吨时,作用在支腿液压缸上的最大外载荷3.3.3 计算垂直油缸的主要参数 该油缸用于控制轮胎式起重机垂直支腿,使之工作时起到支撑起重机的作行驶时应收回,选用双向液压驱动的单杆活塞缸。确定液压缸的内径D和活塞杆直径d在确定缸筒内径D时,必然保证液压缸在系统给定的工作压力下,具有足够的牵引力来驱动工作负载。对于双作用单活塞杆液压缸,当活塞杆是以推力驱动工作负载时,即压力油输入无杆腔时,工作负载为缸筒内径D可由下式求得: (3.40)式中:液压缸的有效工作压力;19MPa液压缸的机械效率;0.95液压缸所承受的外载荷。所以垂直缸的内径D为: 取标准系列为D63mm,选取速比系数,查取标准活塞杆直径d45mm.3.3.4 计算垂直液压缸的壁厚液压缸的壁厚可由下式求得: (3.41)式中:液压缸内最达油压力液压缸内径,单位mm强度系数附加厚度 (3.42) (3.43)取标准壁厚4 缸筒壁厚与活塞杆的校核缸筒上无焊接零件,一般采用45号钢,调质处理, 强度足够。活塞杆材料可用45号钢做实心杆,其强度一般是足够的。45号钢多用于小截面,中载荷的调质钢,如主轴,曲轴,齿轮,连杆,链轮等。力学性能:a=600Mpa, b=355Pma3.3.5 支腿水平液压缸的计算支腿的水平液压缸主要参数可以与垂直液压缸的相同,但水平液压缸有车架的金属箱板共同抗弯,故其活塞杆直径可以小一些,故取D63mm,选取D=63mm,选取过比系数,查取标准活塞杆直径d=35mm,液压缸的强度和活塞杆的强度及稳定性的计算雷同垂直液压缸,都能满足条件。3.3.6 变幅液压缸的计算1:由于液压油缸变幅具有工作稳定,结构轻便和便于布置,变幅力较小时一般采用单缸,否则采用双缸,变幅油缸的受力较复杂,具体分析如下:图3-6变幅油缸的受力分析变幅油缸受的支撑力 : 式中 : 为冲击载荷系数一般为 = 1.2 为起升动载荷系数 =(1.151.3)之间,取=.1.2为变幅油缸数=1 , l为变幅油缸的力臂一般取小于12, 取=11=0.191 l=7.6X=1.45=17.395KN; =1.5m; =/=0.51 将以上各式带入N 得N=146.76KN =+=70.34根据计算,当起重8吨时,变幅油缸与水平面呈的角,则起重为8吨时作用在液压缸上的最大外载荷,当吊物重量为8吨斜支起重时,液压缸承受的最大外载荷为,则变幅液压缸D: (3.44)由于变幅油缸形成较大,受力复杂,为了保证液压缸的稳定性,取标准缸径D110mm。选取速比系数,查取标准活塞杆直径d=80mm则缸壁厚 取标准壁厚 变幅油缸缸筒壁厚与活塞杆的校核:缸筒上无焊接零件,一般采用45号钢,调质处理, 强度足够。 对于活塞杆: 满足强度要求。轮胎起重机的变幅缸行程为1145mm,当它全缩时,吊臂有负仰角,使吊臂头部离地面在1800mm左右,便于安装调整付臂。3.3.7 伸缩液压缸的计算由于伸缩油缸行程达,为了保证其稳定性,取标准缸径D=100mm,选取速比系数,查取标准活塞杆直径d=70mm。伸缩油缸是双作用缸,由活塞杆、活塞、缸筒及密件组成。轮胎起重机的伸缩缸行程为5米,由于活塞杆全部伸出时较长,本身自重会引起较大的弯曲变形,因而在伸缩臂内装有对于伸缩缸,液压缸最大封闭压力就是系统压力即则缸壁厚:取标准壁厚伸缩油缸缸筒壁厚与活塞杆的校核:缸筒上无焊接零件,一般采用45号钢,调质处理, 强度足够。 对于活塞杆: 满足强度要求。3.4 计算和选择辅助装置3.4.1 油管计算液压系统的工作液体用油管输送,油管应由足够的强度,良好的密封,并且要求压力损失小,拆装方便。无缝钢管具有耐压高、变形小、耐油、抗腐蚀能力强等优点,故选取无缝钢管为主要管用管。3.4.2 油管通经的计算合理选择油管的通经,对于正确决定液压系统所需的安装空间,方便安装工艺,保持一定的系统效率和其它工作性能都很重要,油管通经d按下式计算: (3.45)式中:Q管内通过的流量,l/minV液体在管内的最大允许流量高压管:回油管:吸油管:高压管通经油两种情况: 对于小泵:取d=15mm对于大泵:取d=16.9mm回油管通经油两种情况:对于小泵:取对于大泵:取吸油管通经油两种情况:对于小泵:取对于大泵:取3.4.3 金属管壁厚的计算对于金属油管的壁厚可按薄壁筒公式计算: (3.46)式中:d油管内径,mmP管内液体最大工作压力,Pa;P=20MPa油管材料的许用应力,Pa; 管材抗拉强度,Pa;对于20号钢无缝管,n安全系数,n4则:高压油管壁厚:对于小泵: 对于大泵: 回油管壁厚: 3.4.4 油箱容积计算该系统不使用冷却器,依靠油箱散热,且油管又作为配件使用,故取油箱容积V为液压泵每分钟流量的4倍,即: (3.47)取油箱体积V500升3.4.5 滤油器计算粗滤油器选用网式滤油器,过滤精度180Hm,精滤油器选用线隙式滤油器,过滤精度100 hm。滤油器型号根据流量和过滤精度选择,粗滤油器选择Wv-63180和Wv-100180,分别安装在小、大泵的吸油口,精滤油器选择XV-160100,安装于回油口,另有ZU-63100安装于液压系统图3处。3.5 控制阀的选择根据管路流量及液压要求,上车操纵阀选择QYZ25/20上车组合操纵阀,下车操纵阀选用 QYZ20/10下车组合操纵阀,起升、变幅、伸缩油路的平衡阀可用CP20插装平衡阀。3.5.1 QYZ25/20上车组合操纵阀QYZ25/20上车组合操纵阀适用于起重量:812吨的双泵液压系统上车
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