畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告( 論文)報(bào)告(論文)題目： 某型號汽車起重機(jī) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者所在系部：作者所在專業(yè)：作者所在班級：作 者 姓 名 ：作 者 學(xué) 號 ：指導(dǎo)教師姓名：完 成 時(shí) 間 ：I摘 要首先分析了汽車起重機(jī)五種主要運(yùn)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，然后根據(jù)每個(gè)動作設(shè)計(jì)了各部分的液壓回路，完成了液壓系統(tǒng)的整體液壓原理圖。然后，根據(jù)機(jī)械性能參數(shù)和液壓性能參數(shù)，完成液壓元件的選擇和計(jì)算，完成起重機(jī)的機(jī)械分析和油缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后對液壓系統(tǒng)進(jìn)行性能校核。關(guān)鍵詞：汽車起重機(jī) 液壓系統(tǒng) 設(shè)計(jì) IIAbstractFirstly type truck crane five main sports agency action is analyzed .According to five action designed to five parts hydraulic system lines ,Completed the machine system hydraulic principle diagram. According to the mechanical performance parameters and hydraulic performance parameters for the hydraulic components choice calculation ,And completed the truck crane branch leg mechanics analysis and a leg vertical telescopic oil cylinder structure designing. Final performance of hydraulic system checked.Keyword:Truck crane Hydraulic system Design目 錄摘 要 .IAbstractII目 錄 1第 1 章 緒論 11.1 起重機(jī)簡介 .11.1.1 起重機(jī)的種類 11.1.2 汽車起重機(jī)的原理 21.2 起重機(jī)發(fā)展史 .41.2.1 汽車起重機(jī)的國外發(fā)展史 41.2.2 汽車起重機(jī)國內(nèi)發(fā)展史 41.2.3 國內(nèi)外汽車起重機(jī)發(fā)展趨勢 51.3 研究思路及方案 .5第 2 章 汽車起重機(jī)主要運(yùn)動機(jī)構(gòu)分析 62.1 型汽車起重機(jī)性能參數(shù)要求 .62.2 型汽車起重機(jī)主要機(jī)構(gòu)分析 .6第 3 章 汽車起重機(jī)液壓回路的初步設(shè)計(jì) 123.1 伸縮回路設(shè)計(jì) .123.2 回轉(zhuǎn)回路設(shè)計(jì) .133.3 變幅回路設(shè)計(jì) .143.4 支腿回路設(shè)計(jì) .153.5 起升回路設(shè)計(jì) .17第 4 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 194.1 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理 .194.2 系統(tǒng)工況表 .204.3 支腿收放機(jī)構(gòu)計(jì)算 .204.4 支腿油缸的受力計(jì)算 .224.5 支腿油缸主要幾何的計(jì)算 .224.5.1 缸筒內(nèi)徑計(jì)算 224.5.2 活塞桿直徑 d 計(jì)算 234.5.3 活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算 234.5.4 穩(wěn)定性驗(yàn)算 234.5.5 缸筒壁厚的計(jì)算 244.5.6 缸筒外徑計(jì)算 254.5.7 缸底厚度計(jì)算 254.6 支腿液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .254.7 其它液壓元件的計(jì)算選擇 .274.7.1 起升馬達(dá)的計(jì)算和選擇 274.7.2 液壓泵的選擇 284.7.3 其他液壓回路液壓閥選擇 294.8 油路的通徑 .294.8.1 油路的通徑計(jì)算參數(shù) 294.8.2 卷揚(yáng)油路 304.8.3 回轉(zhuǎn)工作管路 304.8.4 伸縮回路管路 304.8.5 變幅回路管路 314.8.6 支腿回路管路 31第 5 章 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 .325.1 管路系統(tǒng)容積效率計(jì)算 .325.2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱驗(yàn)算 .335.3 工作循環(huán)周期 T .335.4 油泵損失所產(chǎn)生的熱能 H .345.5 油箱散熱量 .35致 謝 37參考文獻(xiàn) 381第 1 章 緒論1.1 起重機(jī)簡介1.1.1 起重機(jī)的種類在中國的農(nóng)業(yè)時(shí)代，動臂起重機(jī)原型出現(xiàn)。在第十四世紀(jì)，歐洲生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)臂式起重機(jī)在人類和動物驅(qū)動。在第十九世紀(jì)初，橋式起重機(jī)出現(xiàn)，起重機(jī)的重要磨損部件，如軸，齒輪和吊索，開始由金屬材料制成。第十九世紀(jì)末，起重機(jī)的動力由液壓轉(zhuǎn)向蒸汽驅(qū)動。在 20 世紀(jì) 20 年代，隨著電氣和內(nèi)燃機(jī)的迅速發(fā)展，各種形式的起重機(jī)，由電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)供電，基本形成。到目前可分為:(1) 輕小型起重設(shè)備輕型和小型起重設(shè)備的特點(diǎn)是重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，投影范圍為點(diǎn)，線為基礎(chǔ)。一般來說，輕小型起重設(shè)備只有一個(gè)起升機(jī)構(gòu)，它只能實(shí)現(xiàn)單起升運(yùn)動。它們分別是: 千斤頂( 可分為螺旋千斤頂、齒條千斤頂和液壓千斤頂 )、滑輪、手(氣、電)、卷揚(yáng)機(jī)、絞車等。電動葫蘆通常配備有運(yùn)行小車和金屬框架，以擴(kuò)大操作范圍。圖 1-1 液壓千斤頂（2）橋式起重機(jī)橋式起重機(jī)的兩端位于高大的混凝土柱或金屬支架上，形狀像橋。橋式起重機(jī)是起重機(jī)的一種平面車間，倉庫和堆場以上材料起吊、裝卸、起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架軌道縱向運(yùn)行，橋梁吊裝材料不影響其他地面設(shè)備的操作下充分利用空間。它是應(yīng)用最廣泛、數(shù)量最多的起重機(jī)械。它們分別是:橋式起重機(jī)、龍門起重機(jī)、裝卸橋、冶金橋式起重機(jī)、纜索起重機(jī)等它們分別是:橋式起重機(jī)、龍門起重機(jī)、裝卸橋、冶金橋式起重2機(jī)、纜索起重機(jī)等。圖 1-2 龍門起重機(jī)（3）臂架式起重機(jī) 臂架式起重機(jī)，通過臂架承載貨物的重量，在一個(gè)圓形區(qū)域及其上空，通過臂架移動、伸縮來完成貨物的移動和運(yùn)送，臂架式起重機(jī)多用于露天吊運(yùn)和安裝工作。臂架式起重機(jī)安裝在通用或?qū)Ｆ嚨妆P作為汽車起重機(jī)，駕駛室和升降控制室分別布置。該起重機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，體積小，具有良好的行駛性能。架臂式起重機(jī)的種類有很多，如汽車起重機(jī)、輪胎起重機(jī)、塔式起重機(jī)、門式起重機(jī)、浮動式起重機(jī)、軌道起重機(jī)等。圖 1-3 汽車起重機(jī)（4）升降機(jī)豎直升降機(jī)的主要特點(diǎn)是，提取裝置或重物只能沿導(dǎo)軌升降。雖然大多數(shù)電梯只有一個(gè)起升機(jī)構(gòu)，但許多其他附件可以添加到電梯中，所以它們有一個(gè)單一的類，包括:貨梯，電梯，升船機(jī)等等。31.1.2 汽車起重機(jī)的原理 汽車起重機(jī)的主要機(jī)制包括支腿伸縮機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，伸縮機(jī)構(gòu)、卷揚(yáng)起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)布置如下圖所示。圖 1-4 汽車起重機(jī)機(jī)構(gòu)圖其各機(jī)構(gòu)完成的動作和功能如下：（1）支腿伸縮機(jī)構(gòu) 汽車起重機(jī)的底盤前后共有四條支腿，各個(gè)支腿由一個(gè)單獨(dú)的液壓缸驅(qū)動。前后兩組支腿分別由兩個(gè)三位四通閥來控制其伸縮回。每個(gè)液壓缸的液壓回路設(shè)有雙向鎖止回路，用于保證腿部動作的可靠性，防止吊車運(yùn)行過程中發(fā)生軟腿，同時(shí)防止行車。程中支腿自行滑落，保證安全。（2）回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)是回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動元件，液壓馬達(dá)通過蝸輪、蝸輪箱和一對嚙合齒輪將動力傳遞給轉(zhuǎn)臺。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速很低，1-3 轉(zhuǎn)/分，液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速不高，所以沒有必要設(shè)置液壓馬達(dá)制動回路。（3）伸縮機(jī)構(gòu) .起重機(jī)的吊臂分為基本臂和伸縮臂，伸縮臂直徑較小套在基本臂中，用一個(gè)三位四通換向閥控制吊臂伸縮液壓缸用于控制驅(qū)動臂的伸展和縮回。液壓油路具有平衡回路，以防止由于臂的重量而使懸架脫落。（4）變幅機(jī)構(gòu)起重臂變幅是一個(gè)或一組液壓缸改變吊桿角度。液壓缸的動作也由三位四通換向閥控制，蝙蝠機(jī)構(gòu)中也有一個(gè)平衡回路（5）卷揚(yáng)起升機(jī)構(gòu)升降機(jī)構(gòu)是汽車起重機(jī)提升機(jī)的主要機(jī)構(gòu)，主要由高扭矩液壓馬達(dá)組成，液壓馬達(dá)4回路設(shè)有平衡回路，以防止意外墜落。此外，高扭矩液壓馬達(dá)還提供給制動回路組成的單向節(jié)流閥和單功能制動缸，使制動器開閉延時(shí)迅速，這樣就可以避免起重機(jī)在停車時(shí)出現(xiàn)重物下墜現(xiàn)象，提高作業(yè)安全系數(shù)。1.2 起重機(jī)發(fā)展史1.2.1 汽車起重機(jī)的國外發(fā)展史汽車起重機(jī)是從蒸汽軌道起重機(jī)發(fā)展而來的，經(jīng)過多年的發(fā)展，從履帶到實(shí)心輪胎到充氣輪胎。由于汽車起重機(jī)具有地形適應(yīng)性好、移動快速、操作方便等特點(diǎn)，在第二次世界大戰(zhàn)后修復(fù)戰(zhàn)爭創(chuàng)傷和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的過程中得到廣泛應(yīng)用，也得以更好的發(fā)展。早期的汽車起重機(jī)大部分采用機(jī)械傳動的桁架式臂架。隨著上世紀(jì)中期液壓技術(shù)的發(fā)展，液壓伸縮臂已被制造和廣泛使用，并逐步取代桁架臂。到 80 年代末，中小型噸位汽車起重機(jī)大多采用液壓伸縮臂，只有一小部分的大噸位汽車起重機(jī)仍采用桁架式吊桿。上世紀(jì) 60 年代末，隨著大型建筑、石化、水電站等大型工程，對汽車起重機(jī)的需求越來越多，同時(shí)，對汽車起重機(jī)的性能、效率和安全性要求更為嚴(yán)格。隨著液壓技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，新型高強(qiáng)度鋼的出現(xiàn)，以及汽車起重機(jī)制造工業(yè)的進(jìn)步，汽車起重機(jī)逐漸向大型化發(fā)展，甚至在普通輪胎起重機(jī)的基礎(chǔ)上，人們開發(fā)了越野輪胎起重機(jī)，再開發(fā)出全路面起重機(jī)，汽車起重機(jī)的地形適應(yīng)性進(jìn)一步提高。全路面起重機(jī)集各家所長，綜合了汽車起重機(jī)高速行駛能力和越野輪胎起重機(jī)吊重行走良好的通過性能，目前已經(jīng)得到很廣泛的應(yīng)用。1.2.2 汽車起重機(jī)國內(nèi)發(fā)展史1963 年 3 月，徐州重型機(jī)械廠（徐工集團(tuán)前身）生產(chǎn)的第一臺 Q51 型 5 噸汽車起重機(jī)下線。1964 年，北起開始研制液壓元件，為生產(chǎn)液壓驅(qū)動起重機(jī)做準(zhǔn)備。1966 年，根據(jù)“ 三線建設(shè) ”的方針，北起廠一部分設(shè)備，生產(chǎn)技術(shù)骨干及家屬，全套起重機(jī)技術(shù)圖紙，全部運(yùn)往四川瀘州，只用了一年時(shí)間就建立起當(dāng)?shù)刈畲笠?guī)模的國營企業(yè)——長江起重機(jī)器廠。1968、第一液壓汽車起重機(jī)，Q84 型 8 噸液壓汽車起重機(jī)，是由我國研制成功。1976 年，型 100 噸桁架臂式起重機(jī)是北方的成功開發(fā)與長沙建設(shè)機(jī)械研究院，在唐山大地震搶險(xiǎn)中發(fā)揮作用。從 2004 年開始，隨著我國經(jīng)濟(jì)崛起，電力、石化、鋼鐵、交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)入高潮。國內(nèi)起重機(jī)市場迅速擴(kuò)大。企業(yè)明顯加大了對起重機(jī)的研發(fā)設(shè)計(jì)投入，一些有實(shí)力的挖掘機(jī)公司也加入進(jìn)來。5到現(xiàn)在為止國內(nèi)起重機(jī)已有 35-400 噸十幾個(gè)型號，以及能滿足大部分需求形成了全面的型號譜。撫挖、徐工，三一重工，憑借出眾的實(shí)力成為主要生產(chǎn)企業(yè)。1.2.3 國內(nèi)外汽車起重機(jī)發(fā)展趨勢（1）采用標(biāo)準(zhǔn)化配套，規(guī)范水泵、閥門、電機(jī)等液壓元件的匹配，提高產(chǎn)品的可靠性和互換性，設(shè)計(jì)成熟、生產(chǎn)量大價(jià)格低廉的元件得到非常廣泛的使用。（2）液壓管路采用卡套式接頭（快速接頭），卡套式接頭的優(yōu)點(diǎn)有很多比如可以有效的控制系統(tǒng)污染、防止泄露以及連接拆卸方便等，因而使用卡套式接頭成為一種趨勢。（3）在液壓系統(tǒng)中設(shè)計(jì)速度分檔，以滿足不同施工作業(yè)的不同要求。不同的作業(yè)對起重機(jī)動作有不同的速度要求，即使同一操作起重機(jī)的每個(gè)動作速度有不同的要求，速度剖面技術(shù)將誕生。（4）大量使用高度集成的、模塊化閥組，最大可能的簡化油路，從而有效的減少液組，減少動力損失，提高能量傳遞效率，同時(shí)減少動作延遲時(shí)間，方便維修檢測。（5）電子技術(shù)與液壓技術(shù)相融合。汽車起重機(jī)無線遙控技術(shù)與遠(yuǎn)程診斷服務(wù)技術(shù)，自我保護(hù)技術(shù)都是電子技術(shù)與傳統(tǒng)液壓技術(shù)相融合的結(jié)果，這些技術(shù)大大降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高處理突發(fā)問題的效率。1.3 研究思路及方案這次設(shè)計(jì)根據(jù)汽車起重機(jī)的功能、結(jié)構(gòu)和作業(yè)流程，結(jié)合現(xiàn)有的汽車起重機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和不足，設(shè)計(jì)一款能夠滿足適應(yīng)工程建設(shè)需求的的汽車起重機(jī)總體液壓系統(tǒng)。在起重機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，明確設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，設(shè)計(jì)不偏離主題;認(rèn)真研究已有數(shù)據(jù)，理清設(shè)計(jì)思路做好設(shè)計(jì)方案，制定工作計(jì)劃，按計(jì)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)過程進(jìn)度，進(jìn)行下面設(shè)計(jì)工作：設(shè)計(jì)各工作機(jī)構(gòu)的液壓回路，分析各回路的組成，原理、性能進(jìn)行分析論證。根據(jù)起重機(jī)液壓系統(tǒng)參數(shù)和機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)，設(shè)計(jì)并計(jì)算液壓系統(tǒng)。根據(jù)液壓系統(tǒng)的要求，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用主要液壓元件。在確定液壓元件后，對具體的液壓回路進(jìn)行性能分析和計(jì)算，包括系統(tǒng)的回路功率計(jì)算、各回路的性能校核以及整個(gè)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱驗(yàn)算。6第 2 章 汽車起重機(jī)主要運(yùn)動機(jī)構(gòu)分析2.1 型汽車起重機(jī)性能參數(shù)要求最大起重量 20 噸；最大起重力矩 600 kN·m最大提升速度 =10 ；maxVin/基本臂長 10.5m 最長臂長 32.55m發(fā)動機(jī)額定功率 170/2200kW/(r/min) 發(fā)動機(jī)額定轉(zhuǎn)速 2200r/min2.2 型汽車起重機(jī)主要機(jī)構(gòu)分析汽車起重機(jī)的主要液壓機(jī)構(gòu)有:伸縮機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、支腿機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)等。伸縮機(jī)構(gòu):主要?jiǎng)幼鳎荷扉L—保持—縮回(1)一般來說，伸縮方法有順序伸縮、同步伸縮和獨(dú)立伸縮。順序伸縮是指每個(gè)伸縮臂按照一定的順序完成伸縮動作。為了提升起重機(jī)的起重能力和伸縮臂的特點(diǎn)，以相反的順序安排伸縮臂的動作。同步伸縮是指每個(gè)伸縮臂同時(shí)伸展相同的行程比。獨(dú)立伸縮指每個(gè)伸縮臂可以獨(dú)立完成伸縮運(yùn)動，所以獨(dú)立伸縮機(jī)構(gòu)能夠完成順序伸縮以及同步伸縮運(yùn)動。（2）驅(qū)動形式：臂架伸縮機(jī)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)有機(jī)械式、液壓式和復(fù)合式三種。機(jī)械傳動裝置結(jié)構(gòu)簡單，吊鉤空載時(shí)才能伸出吊桿，只適用于伸縮臂小噸位起重機(jī)上。吊桿伸縮驅(qū)動式有鋼絲繩滾柱傳動、齒輪傳動，或者利用其它工作機(jī)構(gòu)驅(qū)動。液壓驅(qū)動是伸縮臂機(jī)構(gòu)的主要驅(qū)動形式。通過設(shè)計(jì)相應(yīng)的伸縮液壓缸和油路，可以實(shí)現(xiàn)臂架的各種伸縮方式。復(fù)合傳動由伸縮液壓缸和機(jī)械傳動裝置組成。液油缸的數(shù)目和作用方式視活動臂節(jié)數(shù)而定。鋼繩滑輪組的缺點(diǎn)是，鋼繩伸長量大，而且有可能跳槽，張緊度調(diào)整不當(dāng)時(shí)，伸縮運(yùn)動不平穩(wěn)，使用中的維護(hù)工作量增加。雖然鏈滑輪組可以克服上述一些缺點(diǎn)，但重量大。目前，鋼絲繩滑輪組使用較多。7起重臂伸縮機(jī)構(gòu)主起重臂是由鋼板焊制的箱形結(jié)構(gòu)，共三節(jié)(基本臂，中臂和三臂)，全功率同步伸縮。起重機(jī)伸縮機(jī)構(gòu)工作原理如圖所示。1、8-滑輪 2-伸臂鋼絲繩 3-中臂 4-伸縮液壓缸 5-伸縮鋼絲繩固定點(diǎn) 6-基本臂 7-伸縮鋼絲繩 9-三 10-縮臂鋼絲繩固定點(diǎn) 圖 2-1 伸縮臂架原理圖中臂由單級雙作用液壓缸實(shí)現(xiàn)伸縮。液壓缸倒置安裝活塞桿。端頭用銷軸固定在基本臂的根部，液壓缸的中部與臂后端的缸體連接。因此，當(dāng)壓力油穿過活塞桿的末端時(shí)，中臂隨液壓缸伸出或縮回。三節(jié)臂采用鋼絲繩系統(tǒng)進(jìn)行伸縮。伸臂鋼絲繩一端固定在基本臂前端一側(cè)，然后穿過立裝在二節(jié)臂前端同一側(cè)的滑輪及平裝在三節(jié)臂后端的滑輪，再穿過立裝在二節(jié)臂前端另一側(cè)的滑輪，最后固定在基本臂前端另一側(cè)。縮臂鋼絲繩一端固定在基本臂前端，然后穿過固定在基本臂前端及二節(jié)臂尾部的導(dǎo)向滑輪，再固定在三節(jié)臂尾部。這樣，當(dāng)二節(jié)臂在液壓缸作用下向外推出時(shí)，通過伸臂鋼絲繩同時(shí)將三節(jié)臂拉出；同樣，二節(jié)臂縮回時(shí)，通過縮臂鋼絲繩將三節(jié)臂拉回。具有臂架伸縮機(jī)構(gòu)的起重機(jī)，不需要接臂和拆臂，縮短了輔助作業(yè)時(shí)間。臂架全部縮回以后，起重機(jī)外形尺寸減小，提高了機(jī)動性和通過性。臂架采用液壓伸縮機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)無級伸縮和帶載伸縮，擴(kuò)大了汽車和輪胎起重機(jī)起重機(jī)在復(fù)雜使用條件下的使用功能。 伸縮臂的末端裝有調(diào)整螺栓以調(diào)整鋼絲繩的長度，使之松緊適當(dāng)。各節(jié)起重臂相8對滑動部位(上、下方及兩側(cè))，都裝有滑塊，以減少磨損。為了減少伸縮臂的阻力，所有滑輪均安裝在滾動軸承上。副臂為橋架式結(jié)構(gòu)，不使用時(shí)折疊收放在基本臂右側(cè)，安裝上主臂后，其軸線與主臂軸線成 2°交角?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分析:主要?jiǎng)幼鳎夯剞D(zhuǎn)—鎖緊—回轉(zhuǎn)—鎖緊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是轉(zhuǎn)動臂的裝置。一般的汽車起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤、回轉(zhuǎn)支承和驅(qū)動裝置。由回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)帶動減速機(jī)構(gòu)成的驅(qū)動裝置，固定在上車轉(zhuǎn)臺上，其下部的輸出軸上安裝驅(qū)動齒輪。回轉(zhuǎn)支承似一盤大滾動軸承，內(nèi)座圈為不動圈，內(nèi)圓柱面上制成齒圈，固定在下車的車架上；外座圈為轉(zhuǎn)動圈，通過滾珠相對內(nèi)座圈可以轉(zhuǎn)動，固定在轉(zhuǎn)臺的底部。當(dāng)驅(qū)動齒輪與內(nèi)座圈的齒圈嚙合時(shí)，帶動外座圈和轉(zhuǎn)臺正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)吊機(jī)在固定的下車上回轉(zhuǎn)。(1)回轉(zhuǎn)軸承回轉(zhuǎn)軸承作為回轉(zhuǎn)支承最主要的部分，是在普通滾動軸承的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但一般滾動軸承內(nèi)、外圈的剛度依靠軸承座孔的剛度來保證，而回轉(zhuǎn)軸承的剛度則由下車地盤的結(jié)構(gòu)來保證。滾道是由內(nèi)座圈和外座圈合成一個(gè)整體的曲面滾道。齒圈可以為外齒圈式，也可以為內(nèi)齒圈式。滾珠和導(dǎo)向體安裝時(shí)，均由內(nèi)座圈或外座圈的專用切向圓孔裝入滾道，然后將安裝孔堵住。為了潤滑滾盤，設(shè)有數(shù)個(gè)黃油嘴。單列滾珠軸承，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，制造成本低，允許安裝誤差小，但承載能力小，適合小噸位使用。圖 2-2 回轉(zhuǎn)軸承9（2）回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置通常安裝在起重機(jī)的回轉(zhuǎn)部分，依靠電機(jī)驅(qū)動。通過減速器帶動減速器的最后階段的小齒輪和小齒輪，并安裝在固定部分的起重機(jī)齒輪嚙合與驅(qū)動裝置，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動起重機(jī)回轉(zhuǎn)液壓驅(qū)動小型起重機(jī)通過液壓回路和換向閥的適當(dāng)作用，可以使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不安裝制動器，同時(shí)保證轉(zhuǎn)動部件在任何位置停止并避免沖擊。高速液壓馬達(dá)廣泛應(yīng)用于汽車、輪胎和軌道起重機(jī)。在下圖中，低速大扭矩液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速每分鐘在 0-100 范圍內(nèi)，因此，小齒輪可以直接安裝在油馬達(dá)軸轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，如電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩不滿足傳輸要求，可以配備一個(gè)機(jī)械減速器。液壓馬達(dá)的輸出軸上安裝有制動器。這種形式已應(yīng)用于一些小噸位汽車起重機(jī)。圖 2-3 低速大扭矩液壓馬達(dá)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)低速大扭矩液壓馬達(dá)可以節(jié)省或減少齒輪減速器，因此機(jī)構(gòu)緊湊。而低速高轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)作為一種高成本、高可靠性的高速液壓馬達(dá)，可采用結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大的行星齒輪或蝸輪傳動，高速液壓馬達(dá)廣泛應(yīng)用于起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中。所以，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)作為一個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的高速液壓馬達(dá)與制動器。變幅機(jī)構(gòu)分析:主要?jiǎng)幼鳎涸龇３帧獪p幅—保持根據(jù)變幅機(jī)構(gòu)的工作過程我們擬定以下機(jī)構(gòu)：為了滿足重載和卸載位置的要求，大多數(shù)工程起重機(jī)充分利用其起重能力(減小振幅和起重量) ，往往需要改變角度。變幅回路是實(shí)現(xiàn)角度變化的液壓工作回路。用于擴(kuò)大起重機(jī)工作范圍，提高起重機(jī)生產(chǎn)率。。一般可以分為以下幾種：（1）普通臂架變幅機(jī)構(gòu)普通臂架變幅機(jī)構(gòu)分為臂架擺動式和運(yùn)行小車式。（2）平衡臂架變幅機(jī)構(gòu)平衡臂架變幅機(jī)構(gòu)又分繩索補(bǔ)償性組合臂架型大多用大型起重機(jī)?？紤]到型的載重和機(jī)構(gòu)性價(jià)比，我們選用前置式伸縮臂架變幅機(jī)構(gòu)。支腿機(jī)構(gòu)分析:支腿有兩種驅(qū)動模式:手動和液壓。用人力支腿，既費(fèi)力又費(fèi)力，不便?，F(xiàn)代汽車和輪胎起重機(jī)采用液壓驅(qū)動。常見的支腿類型如下:青蛙腿，H 型和 X 型腿腿。101-支腿盤 2-支腿搖臂 3-液壓缸 4-車架 5-活動套 6-撐桿圖 2-4 蛙式支腿1 -固定梁 2-活動梁 3-立柱外套 4-立柱外套 5-水平液壓缸 6-直液壓缸 7-支腳盤圖 2-5 H 型支腿1-垂直液壓缸 2-車架 3-伸縮液壓缸 4-固定腿 5-伸縮腿 6-支腿盤圖 2-6 X 型支腿11汽車起重支機(jī)腿的設(shè)置可以大大提高起重機(jī)的起重能力。為了使起重機(jī)在吊裝過程中安全可靠，必須保證腿的牢固可靠，便于延伸。開車時(shí)向后拉，工作時(shí)伸展。腿可根據(jù)地面情況單獨(dú)調(diào)整?；谥袊嵨黄鹬貦C(jī)的安全性和通用性，我們選擇了 H 腿。起升機(jī)構(gòu)分析:主要?jiǎng)幼鳎壕硗采蠐P(yáng)—保持—卷筒下?lián)P—鎖死根據(jù)工況擬定以下機(jī)構(gòu)供選擇。隨著液壓汽車起重機(jī)的發(fā)展，起升機(jī)構(gòu)的性能要求越來越高。不僅重量輕，工作可靠，而且需要調(diào)速。升降機(jī)構(gòu)有內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動，電動機(jī)驅(qū)動，液壓驅(qū)動三種驅(qū)動方式。(1)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的起升機(jī)構(gòu)，其動力由內(nèi)燃機(jī)通過機(jī)械傳動裝置傳遞給所有操作機(jī)構(gòu)，包括協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)。這種驅(qū)動器的優(yōu)點(diǎn)是它有自己獨(dú)立的能源和靈活和靈活。它是適用于移動操作時(shí)，起重機(jī)目前只能在現(xiàn)有少數(shù)履帶式起重機(jī)和鐵路起重機(jī)上應(yīng)用(2)電機(jī)驅(qū)動是起升機(jī)構(gòu)的主要驅(qū)動機(jī)構(gòu)。直流電機(jī)的機(jī)械特性適用于起升機(jī)構(gòu)，調(diào)速性能好，但難以獲得直流電源。在大型起重機(jī)工程中，常由內(nèi)燃機(jī)和固體直流發(fā)電機(jī)驅(qū)動，交流電機(jī)驅(qū)動可以直接從電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)功率，控制簡單，維護(hù)方便，單位重量大，廣泛應(yīng)用于電氣和機(jī)械。(3)液壓起升機(jī)構(gòu)，由原動機(jī)帶動的液壓泵，將工作流體導(dǎo)入執(zhí)行元件，使機(jī)構(gòu)運(yùn)動，通過控制輸入執(zhí)行器的流量實(shí)現(xiàn)調(diào)速。液壓傳動具有傳動比大的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速的大范圍，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行平穩(wěn)，操作方便。過載保護(hù)性能好。缺點(diǎn)是液壓傳動元件制造精度高，易泄漏液體。目前，液壓傳動廣泛應(yīng)用于移動起重機(jī)?？紤]到型汽車起重機(jī)的載荷大小和整體性選擇液壓系統(tǒng)我們這里采用雙卷筒液壓驅(qū)動。起升機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)，通過減速箱和內(nèi)漲離合器，分別把動力傳到主副卷筒上。12第 3 章 汽車起重機(jī)液壓回路的初步設(shè)計(jì)3.1 伸縮回路設(shè)計(jì)性能要求：該起重機(jī)具有臂伸縮機(jī)構(gòu)，無需拆接臂，從而縮短了輔助操作時(shí)間。當(dāng)?shù)鯒U全部縮回時(shí)，起重機(jī)的整體尺寸減小，機(jī)動性和通用性增加。吊桿采用液壓伸縮機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)無級拉伸和承載能力擴(kuò)充。它擴(kuò)大了汽車起重機(jī)的使用功能和復(fù)雜條件下作業(yè)能力功能的實(shí)現(xiàn)和工作原理：根據(jù)選定的液壓機(jī)構(gòu)初步擬定以下回路：14.4-三位六通換向閥 17-同步伸縮缸 18-平衡閥 圖 3-1 伸縮回路原理圖液壓油通過換向閥進(jìn)入同步膨脹油缸，同步油缸伸出。當(dāng)換向閥打中間位置，油路被鎖，和一個(gè)平衡閥安裝在換向閥和油缸之間的同步，和液壓缸連接垂直可以因?yàn)樽陨淼闹亓糠乐棺詣勇湎碌墓ぷ鞑考?。?dāng)閥門 4 通右下活塞向下時(shí)，回油管有一定的壓力;只要調(diào)節(jié)單級閥的液壓缸壓力就可以承受活塞和工作部件與活塞的連接，可以平穩(wěn)下降。（1）伸出進(jìn)油路：三位六通換向閥→平衡閥→同步缸13出油路：同步缸→三位六通換向閥→油箱（2）縮回進(jìn)油路：三位六通換向閥→同步缸出油路：同步缸→平衡閥→三位六通換向閥→油箱3.2 回轉(zhuǎn)回路設(shè)計(jì)性能要求：功用：回轉(zhuǎn)支承確保起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分具有一定的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，承受起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分的垂直力、水平力和傾覆力矩。當(dāng)擺力過大時(shí)，必須有緩沖裝置，并能主動補(bǔ)油。功能實(shí)現(xiàn)及工作原理：擬定液壓系統(tǒng)圖如下：11.1-梭閥 11.2-單項(xiàng)閥 11.3-溢流閥 11.4-制動液壓缸 14.2-三位六通換向閥16-回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá) 圖 3-2 回轉(zhuǎn)原理圖 根據(jù)工作條件，液壓馬達(dá)先轉(zhuǎn)動，當(dāng)三位流量閥轉(zhuǎn)向右側(cè)時(shí)，液壓油進(jìn)入液壓馬達(dá)，實(shí)現(xiàn)正旋轉(zhuǎn)。當(dāng)手動換向閥在中間時(shí)，道路被鎖定。當(dāng)手動換向閥處于左側(cè)位置時(shí)，液壓油從下方流入液壓馬達(dá)，實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)的換向。。單向閥能夠很好的控制油路方向。（1）正轉(zhuǎn)：進(jìn)油路：單向閥→三位六通換向閥→液壓馬達(dá)↓梭閥→制動液壓缸14回油路：液壓馬達(dá)→三位六通換向閥→油箱（2）反轉(zhuǎn)：進(jìn)油路：單向閥→三位六通換向閥→液壓馬達(dá)↓梭閥→制動液壓缸回油路：液壓馬達(dá)→三位六通換向閥→油箱（3）緩沖補(bǔ)油：當(dāng)液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)壓力過大時(shí)，制動必然會導(dǎo)致油側(cè)壓力增加，此時(shí)溢流閥上高壓側(cè)的液壓油進(jìn)入低壓側(cè)，使兩側(cè)壓力平衡。這可能導(dǎo)致液壓管一側(cè)出現(xiàn)真空現(xiàn)象，此時(shí)梭閥可以吸油防止真空現(xiàn)象。3.3 變幅回路設(shè)計(jì)性能要求：起落架臂是穩(wěn)定的，振幅可以可靠地鎖定在任何允許的值位置。進(jìn)行振幅調(diào)制，負(fù)載是 1 / 3 的相應(yīng)的額定負(fù)載后，吊桿伸出。對于起吊額定載荷，只允許從大幅度向小幅度調(diào)整功能實(shí)現(xiàn)及工作原理：考慮到型載荷與機(jī)構(gòu)的性能，我們使用前面的伸縮臂變幅機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)了以下液壓油路：14.5-三位六通換向閥 19-伸縮液壓缸 20-平衡閥與節(jié)流閥組合閥 15圖 3-3 變幅原理圖平衡閥作用：能夠防止垂直防止的液壓缸和與之相連的工作部件因自重而自行下落。當(dāng)閥門 4 通右下活塞向下時(shí)，回油管有一定的壓力; 只要調(diào)節(jié)單級閥的液壓缸壓力就可以承受活塞和工作部件與活塞的連接，可以平穩(wěn)下降。當(dāng)閥門 4 通右下活塞向下時(shí)，回油管有一定的壓力;只要調(diào)節(jié)單級閥的液壓缸壓力就可以承受活塞和工作部件與活塞的連接，可以平穩(wěn)下降。（1）增幅當(dāng)手動換向閥打到正確位置時(shí)，液壓油進(jìn)入平衡閥進(jìn)入液壓缸，液壓缸伸出，實(shí)現(xiàn)增加。進(jìn)油回路：單向閥→三位六通換向閥→平衡閥→液壓缸出油回路：液壓缸→換向閥→油箱（2）保持三位六通手動換向閥打中，油路鎖緊，平衡閥能有效保持壓力，保持液壓缸壓力，防止液壓缸滑動（3）減幅液壓油從單向閥進(jìn)入手動換向閥。當(dāng)手動換向閥打左位時(shí)，液壓油從下部進(jìn)入液壓缸，液壓缸縮回，實(shí)現(xiàn)阻尼電路:入口單向閥三位六通換向閥液壓缸。進(jìn)油路：單向閥→三位六通換向閥→液壓缸出油路：液壓缸→平衡閥→三位六通換向閥→油箱3.4 支腿回路設(shè)計(jì)性能要求：活動支腿是由上下蓋板、左右立板等加強(qiáng)板組成的封閉式薄壁結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，受力條件復(fù)雜，靜變化次數(shù)高，計(jì)算難度大。為了減少計(jì)算量，在傳統(tǒng)的計(jì)算方法中進(jìn)行了各種簡化和假設(shè)。因此，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況有很大的不同，很難滿足工程的需要。利用強(qiáng)大的有限元分析軟件 ANSYS 對某起重汽車活動腿的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果給出了活動腿的改進(jìn)設(shè)計(jì)。腿圈的性能要求水平液壓缸和垂直液壓缸平穩(wěn)地展開，支架穩(wěn)定，可以防止軟腿現(xiàn)象，腿可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，當(dāng)鎖死時(shí)，油箱不漏油。功能實(shí)現(xiàn)及工作原理：16根據(jù) H 型支腿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，擬定液壓系統(tǒng)圖如下：4.1、溢流閥 4.2、溢流閥 4.3、單向閥 4.4、液控單向閥 5.1、三位六通換向閥 5.2、三位四通換向閥 6、水平液壓缸 7、垂直液壓缸 8、雙向液壓鎖圖 3-4 支腿回路原理圖根據(jù)工作條件，首先，支腿橫向延伸，然后縱向延伸，所以實(shí)際操作中，我們要先打多路閥閥位控制位置，按進(jìn)油閥、油缸伸出的水平。然后將多路閥壓到垂直控制座上，按進(jìn)油閥，垂直油缸伸出。當(dāng)列車關(guān)閉時(shí)，情況正好相反。在這里，我們增加了一個(gè) 4.2作為一個(gè)安全閥，以便在 18MPa，油壓輸出和 4.1 的 5mpa 溢流閥主要是為了防止開展事故。我們把 5 做成一個(gè)整體的操作閥不僅美觀，更重要的是易于管理，現(xiàn)在大部分的設(shè)備都用到了起重機(jī)結(jié)構(gòu)。（1）支腿水平伸出當(dāng)三位六通換向閥打向下位時(shí)液壓油通過三位四通換向閥，三位四通換向閥打向下位時(shí)液壓進(jìn)入液壓缸，支腿水平伸出進(jìn)油路：三位六通換向閥→三位四通換向閥→水平液壓缸回油路：水平液壓缸→三位四通換向閥→三位六通換向閥→油箱（2）支腿垂直伸出當(dāng)水平液壓缸完全伸出，液壓油進(jìn)入垂直液壓缸進(jìn)油路：三位六通換向閥→三位四通換向閥→垂直液壓缸17出油路：垂直液壓缸→三位四通換向閥→三位六通換向閥→油箱（3）進(jìn)給保持首先三位六通換向閥打到中位油液卸荷，液壓油往上進(jìn)入回轉(zhuǎn)回路中，同時(shí)我們可以看到我們有一個(gè)雙向液壓鎖這時(shí)候可以很好的鎖死油路，防止垂直支腿回縮，還有一個(gè)液控單向閥也能防止水平油缸回縮。（4）垂直液壓缸縮回油缸回縮時(shí)原理與伸出一樣，通過三位四通閥的進(jìn)油的方向不通控制油液的流動方向，從而改變液壓缸的運(yùn)動方向。進(jìn)油路：三位六通換向閥→三位四通換向閥→垂直油缸出油路：垂直液壓缸→三位四通換向閥→液控單向閥→三位六通換向閥→油箱（5）水平液壓缸縮回回縮原理與伸出原理一樣，但是我們這里在水平油缸回縮時(shí)我們有一個(gè)液控單向閥，這個(gè)液控單向閥只有在有油壓的情況下才能導(dǎo)通回縮，一般情況下是不能回縮的，這樣做的效果是防止車輛行駛時(shí)出現(xiàn)摔褪現(xiàn)象進(jìn)油路：三位六通換向閥→三位四通換向閥→水平液壓缸回油路：水平液壓缸→三位四通換向閥→三位六通換向閥→油箱3.5 起升回路設(shè)計(jì)性能要求：卷揚(yáng)回路的作用是實(shí)現(xiàn)起重機(jī)吊起以及放下重物，是起重機(jī)主要功能的體現(xiàn)。在吊重的如果同時(shí)與變幅或者回轉(zhuǎn)同時(shí)動作，就需要單獨(dú)的泵來供油，卷揚(yáng)要有動作必須要求制動缸先有動作松開離合器。這里制動缸采用常態(tài)制動能夠很好的防止起吊重物時(shí)產(chǎn)生溜車下滑現(xiàn)象。功能實(shí)現(xiàn)及工作原理 ：液壓馬達(dá)通過五位六通手動換向閥實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)達(dá)到上揚(yáng)、下放的目的，其次最上面的兩個(gè)制動液壓缸主要起到鎖死作用，防止重物下滑（1）卷筒上揚(yáng)進(jìn)油路：五位六通手動換向閥→液壓馬達(dá)↓梭閥→離合器液壓缸回油路：液壓馬達(dá)→平衡閥→五位六通手動換向閥→油箱（2）卷筒下放進(jìn)油路：五位六通手動換向閥→平衡閥→液壓馬達(dá)↓梭閥→離合器液壓缸↓梭閥→離合器液壓缸回油路：液壓馬達(dá)→五位六通換向閥→油箱18（3）保持 我們采用的是常壓制動缸，在沒有高壓油進(jìn)入離合器制動缸時(shí)，液壓缸自動抱死離合器，防止重物下。根據(jù)起升機(jī)構(gòu)特性設(shè)計(jì)如下回路：14.6-三位六通換向 14.7-溢流閥 21-回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá) 22-平衡法 23-梭閥 24-閘缸25-聯(lián)軸器 26-單向節(jié)流閥圖 3-5 起升回路原理圖19第 4 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理圖 4-1 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)圖204.2 系統(tǒng)工況表表 4-1 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)工況表汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)工況表手動換向閥位置 系統(tǒng)工作情況閥 5.1 閥 5.2 閥 14.2 閥 14.4 閥 14.5 閥 14.6 水平支腿 垂直支腿 回轉(zhuǎn)馬達(dá) 伸縮缸 變幅缸 起升馬達(dá)下位 下位 伸出 上位 伸出 上位 下位 縮回 上位 縮回 中位 中位 不動 不動 上位 正轉(zhuǎn) 下位 反轉(zhuǎn) 中位 不動 上位 伸出 下位 縮回 中位 不動 上位 伸出 下位 縮回 中位 不動上位 上升 下位 下降 中位 不動對以上主要運(yùn)動機(jī)構(gòu)和液壓回路相結(jié)合，去掉多余東西，總結(jié)出液壓系統(tǒng)原理圖如圖 4-1 所示，系統(tǒng)工況表如圖 4-2 所示。整個(gè)液壓系統(tǒng)由一臺三聯(lián)齒輪泵供油，其中回轉(zhuǎn)與支腿回路共用一個(gè)泵，伸縮與變幅共用一個(gè)泵，起升回路單獨(dú)使用一個(gè)泵供油。4.3 支腿收放機(jī)構(gòu)計(jì)算起重機(jī)腿通常設(shè)置在前面和后面，向左和右延伸，和水平包圍區(qū)的四腿支撐點(diǎn)。支腿支撐位置的確定原則如下:(1)在各種工作條件下，對起重機(jī)傾覆穩(wěn)定性要求，必須保證。也就是說，當(dāng)?shù)醣墼谌魏握穹腿魏挝恢门e起時(shí)，起重機(jī)的垂直載重線總是在支撐21腿的區(qū)域內(nèi)。(2)保證抗傾覆穩(wěn)定性的情況下，支腿支撐座最小，從而擴(kuò)大有效工作面積。(3)當(dāng)起重機(jī)處于運(yùn)輸狀態(tài)時(shí)，臂架是平的，整機(jī)重心必須在支撐腿的支撐線之間，否則腿不能使所有的車輪離開地面。支撐點(diǎn)位置的確定方法如下圖所示。圖中 0 為起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心， 為下車自重，1G下車重心坐標(biāo) ，且 =-L， 。 為包括貨重在內(nèi)的上車總重， 距 O 點(diǎn)??1,yx11?y2G2的水平距離為 R，其坐標(biāo)為 。起重機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)， 的運(yùn)動軌跡方程為：??2,x2R?圖 4-2起重機(jī)總重 ，其作用點(diǎn)坐標(biāo) 為：21G????yx,將 、 坐標(biāo)代入 點(diǎn)運(yùn)動軌跡方程中得：??2,yxG?x,2G得到的力 g 的運(yùn)動軌跡是半徑和半徑中心的圓，稱為合成圓。如果將支腿點(diǎn)設(shè)置在合力圈外四邊的四個(gè)角上，則能滿足傾覆阻力的穩(wěn)定性。從理論上講，腿跨度是方形的，但事實(shí)上，由于整體布局要求，腿的長度一般比支腿橫向跨度。雙腿中心的中心是 O 的起源，前后兩支腿的中心為原點(diǎn) O，則回轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo)為（ 75，0）根據(jù)起重特性表我們選取幅度為 20，全伸臂 32.5 時(shí)計(jì)算?？紤]安全因素的情況下?？梢源_定支腿外伸時(shí)的坐標(biāo)為（x，y）Gyx2121????222??????????????RyLx22X=2550mm Y=2800mm整車寬度 D=2600mm則支腿外伸長度 mm1502??DYM支腿距回轉(zhuǎn)中心的水平距離為 N=X=2550mm4.4 支腿油缸的受力計(jì)算汽車、輪胎和鐵路起重機(jī)裝有伸縮支腿。支腿的作用是增加起重機(jī)的支撐座，提高起重能力。起重機(jī)通常配備四條腿，分為前，左和右。我們還使用四條腿的風(fēng)格在設(shè)計(jì)起重機(jī)時(shí)，根據(jù)施工和使用要求，起重機(jī)有三點(diǎn)支承式和四點(diǎn)支承式兩種。對三支點(diǎn)式支座反力的分布是靜定的，和反力可由靜力平衡條件計(jì)算。四支點(diǎn)支承反力的計(jì)算屬于超靜定問題。支承反力不僅與荷載有關(guān)，還取決于車架的剛度、軌道或路面的彈性和平順性等諸多因素。因此，為了方便起見，我們可以簡化求解靜定問題。我們假定框架為絕對剛體，在荷載作用下框架的四個(gè)支撐點(diǎn)始終保持在同一平面上。根據(jù)起重特性表當(dāng)起吊重量為 20 噸時(shí)，液壓缸受力最大X 為后支腿到回轉(zhuǎn)中心的距離，Q 為起吊重量， 為上車重量bQ4.5 支腿油缸主要幾何的計(jì)算4.5.1 缸筒內(nèi)徑計(jì)算主臂液壓缸定為 1 節(jié)，查閱文獻(xiàn)[1]尺寸形狀可按如下進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，當(dāng)主臂仰角為60°時(shí)，工作幅度為 3 米時(shí)，主臂吊最大載荷 Q=20T，此時(shí)伸縮缸承受最大壓力，F(xiàn)=N 4107?液壓缸在工作時(shí)能夠達(dá)到的工作壓力按 18MP 計(jì)算，根據(jù)如下公式 ??1缸筒內(nèi)徑公式： D—液壓缸的內(nèi)徑F—最大載荷PFD21057.???23P—工作壓力式中:D—液壓缸的內(nèi)徑可得出，D=96mm 取 D=125mm。4.5.2 活塞桿直徑 d 計(jì)算活塞桿直徑 d 一般按液壓缸往復(fù)運(yùn)動速度比 計(jì)算，公式如下：?（1）1D???式中：D—液壓缸直徑--往復(fù)運(yùn)動速度比，參見表 4-2，選擇 =2。??可得出：d=88.4mm ，選擇 d=90mm。表 4-2 速度比 選擇壓力 MP ≤10 12.5～20 ≥20速度比 1.33 1.46 2?4.5.3 活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算活塞桿工作時(shí)，一般主要受軸向主要拉壓作用力，因此活塞桿的強(qiáng)度驗(yàn)算，可按直桿拉壓強(qiáng)度驗(yàn)算，可按直桿拉壓公式計(jì)算， 即（2）（3） 式中： --活塞桿內(nèi)應(yīng)力。?F—液壓缸負(fù)載力。 --活塞桿材料許用應(yīng)力 ， 為材料的抗拉強(qiáng)度，材料為 45 號鋼，故 為?? b? b?600MP，n 為安全系數(shù)，一般取 n≥3～5，n 取 5。將上述值代入， 式（2）成立，所以強(qiáng)度滿足要求。4.5.4 穩(wěn)定性驗(yàn)算當(dāng)活塞桿直徑與液壓缸安裝長度之比大于 1:10 時(shí)，活塞桿容易出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，產(chǎn)生縱向彎曲失效，因此需要對活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。當(dāng)計(jì)算時(shí)，整個(gè)液壓缸被視為等于活塞桿截面的桿。采用歐拉公式計(jì)算臨界壓縮荷??24Fd????nb24載 ，再按壓桿穩(wěn)定公式計(jì)算。tF歐拉公式為： （4） 2tEJFL???式中：E—材料的彈性模數(shù)，對鋼而言，E= MP。5.10?J—活塞桿截面慣性矩， = 。46dJ62.3?L—液壓缸安裝長度，由文獻(xiàn)〔1〕可知，此處選擇為 L=1.4m 液壓缸長為 0.9 米。--長度折算系數(shù)，由文獻(xiàn)〔1〕我們采用缸體固定桿端鉸接的形式 ?可知， =0.5。計(jì)算可得 = N。tF60.?壓桿穩(wěn)定公式為：（5）tFn?式中： --安全系數(shù)，一般取 =3.5。tnt將 帶入上式，所得結(jié)果與式（3）符合。tF可以確定尺寸為 d=90mm4.5.5 缸筒壁厚的計(jì)算液壓缸壁厚 和外徑 由強(qiáng)度條件確定?1D缸筒計(jì)算分為 2 種：標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑，標(biāo)準(zhǔn)液壓缸的缸體外徑主要用在重型機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械等方面。按薄壁筒計(jì)算 按中等壁厚計(jì)算按厚壁計(jì)算液壓系統(tǒng)壓力擬定為 20MPa 故采用薄臂計(jì)算方法 當(dāng)缸筒內(nèi)徑 D 和壁厚 的比值 時(shí)，稱為薄壁缸筒。?:10D??對薄壁缸筒: ????2Dpy?1（6）式中： --液壓缸的耐壓試驗(yàn)壓力，當(dāng) P＜16MP 時(shí)， =1.5P。xP x當(dāng) P＞16MP 時(shí)， =1.25P，P 為液壓缸工作壓力為 20MP。x--缸筒材料的許用應(yīng)力， ， 為材料的抗拉強(qiáng)度，材料為 45 號鋼取?????bN??25=600MP， N 為安全系數(shù)，一般取 N=5。b?對于：45 號鋼 =600 MPa???鍛鋼 =100—120 MPa鑄鋼 =100—110 MPa鋼管 =100—110 MPa??鑄鐵 =60 MPa?D—缸筒內(nèi)徑 D=125mm。將上述數(shù)值代入式（4）可得， =12.5mm。?即所得缸筒壁厚為 25mm。4.5.6 缸筒外徑計(jì)算缸筒外徑 為 1D12???（7）所得結(jié)果為 =150mm。1D4.5.7 缸底厚度計(jì)算我們采用平行缸底當(dāng)缸底無油孔時(shí)???ypDh43.0?1h—缸底厚度 mD—液壓缸內(nèi)徑 mp —實(shí)驗(yàn)壓力 MPay—缸底材料的許用應(yīng)力 MPa???我們選用缸底材料為 45 號鋼 =600 MPa???可以得出 h=12.1mm通過計(jì)算得出液壓缸的基本參數(shù)為：缸筒內(nèi)徑：125mm 活塞桿直徑：90mm 缸筒外徑：150mm缸徑：125，桿徑：904.6 支腿液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)