1、#*汽车起重机支腿液压系统设计摘 要本设计在分析汽车起重机的功能、组成和工作特点的基础上，并结合国内外汽车起重机的运用现状和发展趋势，设计了一款中小吨位汽车起重机底盘支腿液压系统。在设计本机液压系统中，通过阅读大量国内外相关资料和调研市场上已存在产品，对中小吨位汽车起重机的功能和工作原理进行了深入的了解和分析，具体分析了汽车起重机液压系统的功能、组成、工作特点以及系统类型，总结出液压传动在汽车起重机应用中的优缺点。根据汽车起重机的工作特点对支腿液压系统进行典型工况分析，确定了液压系统要求；结合液压系统原理拟定支腿液压系统底盘分布图、支腿液压管路图。根据汽车起重机的技术参数对液压系统进行了设计计
2、算，确定了液压系统元件；并结合支腿机构的主要参数对支腿机构强度校核与稳定性分析，对支腿回路的组成原理和性能进行分析；通过对系统压力损失的验算和发热校核，检验液压系统设计的合理性。关键词：汽车起重机； 液压系统； 支腿液压； 设计计算#*Hydraulic system design of Outrigger of truck craneABSTRACTThe design analysis of truck crane on the basis of the functions, composition and characteristics of work, application situ
3、ation and development trend of domestic and international truck crane, designed a hydraulic system for small and medium tonnage truck crane chassis legs. In the design of the hydraulic system, by reading a lot of relevant information already exists on the market and research products at home and abr
4、oad, for small and medium tonnage truck crane capabilities and in-depth understanding and analysis of the working principle, specific analysis of crane hydraulic system characteristics and system functions, composition, work type, summary of advantages and disadvantages in application of hydraulic t
5、ruck crane. Legs according to the characteristics of truck crane hydraulic system analysis of typical conditions, determine the hydraulic system requirements; combination of hydraulic system for hydraulic system developed leg base map, the hydraulic support leg pipe. According to the technical param
6、eters of the crane on the design and calculation of hydraulic systems, hydraulic system components were identified and combined with leg mechanism of main parameters on leg strength and stability analysis of mechanism, composition theory and performance analysis of the leg loops through to system pr
7、essure loss calculation and heat checking, inspection of hydraulic system design of rationality.KEY WORDS: Truck crane Hydraulic system, Outrigger hydraulic, Design calculations#*目 录前 言 .1第 1 章 液压系统在起重机上的应用 .21.1 汽车起重机简介 .21.2 QY100K 汽车起重机主要性能参数 .31.2.1 行驶状态下的主要技术参数如下 .31.2.2 作业状态参数 .31.2.3 起重臂性能参数
8、.31.2.4 支腿技术参数 .31.3 液压系统的类型 .31.4 液压传动应用于汽车起重机上的优缺点 .41.4.1 在起重机的结构和技术性能上的优点 .41.4.2 在经济上的优点 .4第 2 章 下车支腿的确定、支腿液压系统的设计 .62.2 起重机支腿的选择 .62.1.1 支腿形式的确定 .62.1.2 H 形支腿的工作原理 .62.2 支腿液压回路的设计 .82.2.1 支腿液压回路的作用 .82.2.2 支腿液压回路的性能要求 .82.2.3 QY100K 液压系统原理说明 .82.2.4 中小吨位汽车起重机支腿液压回路分析 .112.2.5 两种液压支腿回路的比较 .12第
9、3 章 起重机支腿液压系统原件的确定 .143.1 系统压力的确定 .143.1.1 液压系统各回路计算及主要元件的选择 .143.2 支腿压力计算 .14#*3.2.1 计算工况及载荷 .143.2.2 按三点支撑的压力计算 .153.3 水平支腿液压缸作用力的确定 .173.4 各种液压缸尺寸的确定 .173.4.1 垂直液压油缸尺寸的确定 .173.5 液压缸伸缩速度及流量的计算 .203.5.1 垂直液压缸伸缩速度及流量的计算 .203.5.2 水平液压缸伸缩速度及流量的计算 .203.6 液压泵的工作压力及排量的确定,液压泵的选择 .213.6.1 液压泵额定工作压力的确定 .213
10、.6.2 液压泵额定流量的计算 .233.6.3 液压泵的选择 .23第 4 章 支腿液压系统附件的选用 .244.1 液压油箱的设计 .244.1.1 油箱的基本功能和分类 .244.1.2 油箱的设计要点 .244.1.3 油箱容积确定 .254.1.4 油箱附件的选取 .274.2 油管的确定 .304.3 液压传动的工作介质（液压油） .324.4 液压系统能量的分析与计算 .334.4.1 各工况下压力损失的计算 .33结 论 .38谢 辞 .39参考文献 .40#*前 言在我国，汽车起重机的发展已有五十年的历史了，由于受到客观条件的的限制，一度发展较慢。直到进入九十年代，汽车起重机
11、才得到快速发展。汽车起重机生产厂家也从以前的几家发展到现在的数十家，例如：徐州工程机械集团有限公司、三一汽车制造有限公司、长沙中联重工科技发展股份有限公司、北起多田野(北京)起重机有限公司、安徽柳工起重机有限公司、泰安工程机械总厂等。其中，徐州工程机械集团有限公司、长沙中联重工科技发展股份有限公司是行业内规模较大的企业。然而，不得不承认我国汽车起重机水平与国际先进水平还相差很远。主要表现在产品质量的稳定性、自动化、智能化等方面。随着国家基础建设的规模不断加大，许多生产场合都需要对设备、产品、零件、货物等进行搬运和位移，汽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，市场也必将越 来越
12、大。QY100K 全液压汽车起重机属于中型起重机，是工程建设中较常用的一款汽车起重机。与国外汽车起重机行业相比，我国在大吨位汽车起重机方面处于尴尬的地位。因此现在国内很多厂家还没有生产出这款起重机来，却不断的向生产大型起重机迈进。随着“神州第一吊”的 QY300 液压汽车起重机 2004 年在中联浦沅成功下线，标志着我国已有能力生产出大吨位汽车起重机。然而这是引进国外技术才生产出来的，代表了中国汽车起重机制造的最高水平，而不是设计的最高水平。因此，研究和设计 QY100K 汽车起重机液压系统，弥补行业技术空缺，具有重大的现实意义。液压系统设计是汽车起重机的核心技术，本文力主与研究和设计出符合国
13、家建设需要和行业发展的 QY100K 汽车起重机液压系统。在设计的过程中需要考虑汽车起重机液压液压系统应满足工作可靠、结构简单、性能好、成本低、效率高、维护使用方便等要求，本文在设计时，通过调查研究明确了多方面的要求。通过参考大量国内外的先进技术，并加以自主创新改进，设计出符合 QY100K 要求的汽车起重机支腿液压系统。以下是 QY100K 汽车起重机支腿液压系统的设计！希望依此能对我国汽车起重机行业的发展做出些许贡献。第 1 章 液压系统在起重机上的应用#*1.1 汽车起重机简介汽车起重机是一种将起重作业部分安装在汽车通用或专用底盘上、具有载重汽车行驶性能的轮式起重机。汽车起重机是用来对物
14、料进行起重、运输、装卸或安装等作业的机械设备，具有移动方便，操作灵活，易于实现不同位置的吊装等优点，在各种工程建设有着广泛的运用。根据吊臂结构可分为定长臂、接长臂和伸缩臂三种，前两种多采用桁架结构臂，后一种采用箱形结构臂。根据动力传动，又可分为机械传动、液压传动和电力传动三种。汽车起重机的工作机构主要由起升、变幅、回转、吊臂伸缩和支腿机构等组成。由于液压传动技术的不断发展以及汽车起重机的负载大等工作特点，目前汽车起重机的工作机构多采用液压传动。图 1.1 所示为徐工 QY100K 汽车起重机的外形，其起升、变幅、回转、吊臂伸缩及支腿等机构，均采用液压传动。图 1-1 徐工 QY100K 汽车起
15、重机1.2 QY100K 汽车起重机主要性能参数1.2.1 行驶状态下的主要技术参数如下整机全长 15230mm，宽 3000mm，高 3860mm，总质量 65000kg#*最高行驶车速 75km/h，最低稳定行驶车速 0.5km/h，最小转弯半径 12000mm，比功率 7.3kW/t，最小离地间隙 310mm，接近角 23，离去角 15，发动机额定功率 324/1800kW/(r/min)，额定扭矩 2100/1200 Nm/(r/min)1.2.2 作业状态参数最大额定总起重量 100t，最小额定工作幅度 3m，最大起重力矩:基本臂 3238kNm，最长主臂 1670kNm，最长主臂+
16、 副臂1127kNm；起重臂变幅时间为 60s，伸缩时间（全伸 /全缩）140s，最大回转速度 2r/min，主起升机构起升速度 110m/min，副起升机构起升速度 85m/min。1.2.3 起重臂性能参数基本臂 12.8m，最长主臂 48m，最长主臂+副臂 48+18.1m；副臂安装角0/15/30。1.2.4 支腿技术参数纵向跨距 7.56m，横向跨距 7.6m，水平全伸时间 25s,全缩时间：15s 。垂直全伸时间：45s，全缩时间 25s。1.3 液压系统的类型液压系统要实现其工作目的必须经过动力源控制机构机构三个环节。其中动力源主要是液压泵；传输控制装置主要是一些输油管和各种阀的
17、连接机构；执行机构主要是液压马达和液压缸。这三种机构的不同组合就形成了不同功能的液压回路。泵液压缸回路是起重机液压系统的主要回路，按照泵循环方式的不同有开式回路和闭式回路两种。开式回路中液压缸的回油直接通回油箱，工作油在油箱中冷却及沉淀过滤后再由液压泵送入系统循环，这样可以防止元件的磨损。但油箱的体积大，空气和油液的接触机会多，容易渗入。闭式回路中液压缸的回油直接与泵的吸油口相连，结构紧凑，但系统结构复#*杂，散热条件差，需设辅助泵补充泄漏和冷却。而且要求过滤精度高，但油箱体积小，空气渗入油中的机会少，工作平稳。1.4 液压传动应用于汽车起重机上的优缺点1.4.1 在起重机的结构和技术性能上的
18、优点1.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，例如同功率液压马达的重量约只有电动机的 1/6 左右。增加了整机的起重性能。2.液压传动的各种元件，可根据需要方便、灵活地来布置；既易实现机器的自动化，又易于实现过载保护，当采用电液联合控制甚至计算机控制后，可实现大负载、高精度、远程自动控制。3.操纵控制方便，可实现大范围的无级调速(调速范围达 2000：1)，它还可以在运行的过程中进行调速；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
19、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。1.4.2 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。一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长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。1.4.2 主要缺点 ：1.液压传动不能保证严格的传动比，这是由于液压油的可压缩性和泄漏造成的。2.工作性能易受温度变化的影响，因此不宜在很高或
20、很低的温度条件下工作。#*3.由于流体流动的阻力损失和泄漏较大，所以效率较低。如果处理不当，泄漏不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。4.为了减少泄漏，液压元件在制造精度上要求较高，因此它的造价高，且对油液的污染比较敏感。 例如调试时出现阀卡现象，溢流阀卡造成液压系统无压力失去动作，方向阀卡致使方向阀不能换向，某一动作丧失等各种现象。第 2 章 下车支腿的确定、支腿液压系统的设计2.2 起重机支腿的选择#*2.1.1 支腿形式的确定为增大起重机在起重时的起重能力，起重机设有支腿，支腿要求坚固可靠；伸缩方便，在起重机行驶时收回，工作时外伸撑地。现代轮式起重机支腿主要有蛙式支腿、X 式支腿、辐射式支腿和 H 形支腿等四种形式，本文设计的支腿回路为 H 型支腿的液压回路。2.1.2 H 形支腿的工作原理1.H 式支腿如图 21 所示。支腿外伸后呈 H 形。每个支腿由一个水平液压缸和一个垂直液压缸，完成收放动作。其特点是支腿跨距大，对地而适应性好垂支腿液压缸可以单独操纵，易于调平广泛应用在中、大型汽车起重机上。 图 2-1 H 式支腿1-车架 2-水平液压缸 3-垂直液压缸2.支腿构造及工作原理：
