太原科技大学课程设计说明书讲解

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1、太原科技大学课程设计说明 书汽车起重机液压系统设：Q2-计设计人：班级：机自111204班专业：工程机械学院：机械工程学院指导教师：李捷2014年1月21日太原科技大学课程设计任务书学院（直属系）：机械工程学院时间：2014年1月21日学生姓名指导教师李捷设计题目Q2-8汽车起重机液压系统设计主要研 究内容1. 工作装置油缸缸径及其线性尺寸的确定2. 液压马达的选定3. 主泵和多路阀组的选择4. 先导控制回路及先导阀的选用5. 其它辅件的计算和选择6. 液压缸的设计计算研究方法采用液压传动原理，对挖掘机液压系统进行设计，并对液压元件进行设 计、选型，对整个液压系统进行校核验算，保证其工作性能主

2、要技术 指标（或研 究目标）发动机功率198kw；液压系统工作压力32Mpa，先导液压回路3.9MPa,最大 牵引力264KN，变量泵最大流量2x500L/min。对液压系统工作原理进行研究， 对液压原件进行设计和选型，保证液压系统各项工作性能指标教研室意见教研室主任签字：日期：年 月 日说明：一式两份，一份装订入学生课程设计内，一份交学院。太原科技大学课程设计说明书目录第1章绪论2.1.1国内轮式起重机发展现状 2.1.2国外轮式起重机发展过程及主要机种 3.1.3轮式起重机产品的发展趋势 4.1.4主要工作5.第2章起重机技术参数的确定 6.2.1 主要性能参数6.2.2 Q2-8型汽车起

3、重机参数确定 6.第3章 各液压回路组成原理和性能分析 8.3.1支腿液压缸收放回路 9.3.2回转机构液压回路1.03.3伸缩机构液压回路1.13.4变幅机构液压回路1.23.5起升机构液压回路1.33.6液压系统的特点1.43.7汽车起重机液压系统总成 1.5第4章液压系统计算1.64.1汽车起重机液压系统主要液压元件的选择 1. 64.2主要液压辅助装置的选择 1.9总结 20.参考文献2.1.摘要本次设计的系统是为Q2-8汽车起重机液压系统，它是单作用定量泵系统，采用 多路换向阀的串联油路、手动换向阀的合流方式。本设计论文主要论述了国内外轮式起重机发展概况和发展趋势，并对Q2-8起重机

4、的 液压系统进行了设计、计算。设计的液压系统将泵、马达、液压缸和各种阀有机的组合在一起，以最大化的满 足整机的性能。关键词：汽车起重机；液压系统；设计第1章绪论1.1国内轮式起重机发展现状我国在1957年生产第一台5t机械式汽车起重机到现在己有50年历史，它的 生产大致经历了以下几个阶段：19571966年以生产5t机械式汽车起重机为主； 19671976年以生产12t以下小型液压汽车起重机为主；19771996, 1650t 中大吨位液压汽车起重机产品发展较快。自1979年开始，我国采用进口汽车底盘和关键液压件自行设计生产出了 6t、 20t液压汽车起重机之后，国内一些起重机生产厂家采用技贸

5、结合方式，分别引进日本多田 野、加藤、美国格鲁夫和德国利勃海尔、克虏伯的起重机产品技术，以合作生产的方式 相继制造出25t、35t、45t、50t、80t、125t汽车起重机和25t越野轮胎起 重机以及32t、50t、70t全路面起重机。这些企业经过多年来对引进技术的消化、 吸收、移植，使国产轮式起重机某些新产品的性能水平达到了国际80年代初的水 平，产品产量也逐年有 所提高。由于受客观条件的限制，当年的技术引进主要着重体现在技术软件的引进(如 产品、图纸、工艺等)，而没有引进全套的先进加工设备，没有与相关的配套件的引用同时 进行，因此国内长时间不能提供高质量、高性能的基础配套件(如液压元件，

6、电子 元件等)，到了 90年代我国轮式起重机的技术水平与世界先进水平相比曾一度缩 小的差距又拉大了。(1) 质量稳定性差部分产品发生早期故障多，保修期内返修率高。故障多发生在液 压系统、底盘、发动机与传动件上。液压系统渗漏问题普遍存在，其主要原因是制造、装配工艺不良和密封件质量问题。国产汽车起重机平均无故障时间仅为 93.4h，最多的为185h，最少的 为 66.6h。整机工作寿命按主要零部件寿命计算，约为2000-3000h，而国外同类产品一 般可达到12500h。(2) 产品品种单一轮式起重机是工程机械行业中的一个重要类别，其技术含量、机电液一体化程度、对使用材料的要求和制造难度不亚于其他

7、类型的工程机械。轮式起重机按技术含量划 分，全路面起重机产品最高，价格也相应高一些；越野轮胎起重机产品次之，汽车起重 机产品相对较低。当前全路面起重机产品、越野轮胎起重机产品已分别在世界三大市场太原科技大学课程设计说明书（欧洲、北美、日本）占据了主导地位。国内轮式起重机的生产主要仍以850t 汽车起重 机为主，某些企业对全路面起重机产品和越野轮胎起重机产品以及大吨位汽 车起重机开发虽有一定研究，但尚未形成商品供应市场。8t以下微型起重机基本上 是空白，而60t以上大型起重机产量有限，从而形成了一方面生产力过剩，另一方面 许多重点工程所需的大型起重机尚需进口的局面。（3）产品自动化、智能化目前，

8、国外己将自动化技术与机械传动技术相结合，将先 进的微电子技术、电力电子控制技术、液压技术、数据总线通信技术等应用到机械驱 动和控制管理系统，实现了自动化和半自动化控制，从而大大提高了起重机的安全性 和可靠性，并且降低了发动机油耗与排放值。国内产品在这方面差距较大，安全保护 方面的设备可靠性也较差。（4）材料方面国内除部分产品的某些结构采用了 HG60或HQ70钢材外，广泛采用的材料主要为 Q235、Q345、Q395等，而国外已广泛采用低合金高强钢和其它轻型材料，并且正酝酿 向超高强钢发展，所以国产轮式起重机一般显得笨重，性能也受到较大影响。1.2国外轮式起重机发展过程及主要机种轮式起重机最初

9、是以诞生于1869年的蒸汽轨道式起重机发展而来的，经历了轨 道式、实心轮胎式、充气轮胎式的发展变化过程。充气轮胎式起重机是20世纪30 年代随着汽车工业的发展而出现的。由于轮式起重机具有机动灵活、操作方便、效率高等特点，在二战后修复战争创伤 和经济建设中得到广泛应用。早期的轮式起重机大多采用机械传动的析架式臂架。随 着60年代中期液压技术的发展，液压伸缩臂轮式起重机得到迅速发展。到80年代 末，中小吨位的轮式起重机已多数采用液压伸缩式臂架，仅有一部分大吨位汽车起重 机仍采用析架 式臂架。20世纪60年代末期，特别是从70年代开始，随着大型建筑、石油化工、水电站 等大型工程的发展，对轮式起重机的

10、性能、工作效率和安全性提出了更高的要求。由 于当时液压技术、电子技术、汽车工业的发展及新型高强度钢材的不断出现，使轮式 起重机开始向大型化发展，并且在普通轮胎式起重机的基础上开发出越野轮胎起重 机，随后又 开发出全路面起重机。全路面起重机综合了汽车起重机高速行驶和越野轮 胎起重机吊重行走及高通过性的特点，在近20多年得到很大发展。目前国外轮式起重机生产国主要有日本、美国、德国、法国、意大利等。生产厂商 太原科技大学课程设计说明书有100多个，最著名的仅有10来家。世界轮式起重机市场主要划分为以日本为主的 亚洲 市场、以美国为主的北美市场、以德国为主的欧洲市场。亚洲约占世界年销售台 数的40%，

11、北美和欧洲各占20%，世界其它地区占20%。日本市场：从年总产量上讲，日本生产的轮式起重机居世界首位。在1995年4 月1998年3月间，日本轮式起重机平均年销售量为8140台，其中越野轮胎式起重机约 占日本市场的60%，其次为汽车起重机，全路面起重机占比重很小，但年销量在不断 上升。美国市场：美国是轮式起重机的生产大国，在起重机制造能力及规模上居世界首 位。在美国市场上，越野轮胎起重机占主导地位，约占市场份额的65%，其次是工业轮 胎起重机和汽车起重机，全路面起重机所占份额较小，不到10%。德国市场：德国是欧 洲最大的轮式起重机生产国，也是全路面起重机的发源地，多年来他在开发大型、特 大型轮

12、式起重机方面一直处于领先地位。1.3轮式起重机产品的发展趋势(1) 提高起重机的起重量由于现代工程项目向大型化发展，所需构件和配套设备的重量在不断增加，对超大 型起重设备的需求也越来越多。在轮式起重机向大型化发展过程中，德国始终处于遥遥 领先的地位。现在，最大吨位的轮式起重机为德国利勃海尔公司生产的LTM11000D 型，最大额定起重量为1000t，售价为550万美元。(2) 微型起重机大量涌现轮式起重机的微型化是适应现代建设工作的需要而出现的一种新的发展趋势。走在 前面的是日本的神户制钢公司，它于10多年前开发的RK70(7t)型是世界第一台装 有下俯 式臂架的“迷你”越野轮胎式起重机。目前

13、，下俯式臂架己成为“迷你”起重 机的重要标志。（3）混合型起重机在发展混合型起重机是为了特定用途而开发出来的。如利勃海尔公司生产的LTL1160型 越野轮胎起重机就是为了维修庞大的斗轮挖掘机而专门研制的。德马格双桥AC25 （25t） 全路面起重机，结构非常紧凑，车身长9m，非常适应城市狭窄地段工作，所以又被称为 城市型起重机。（4）伸缩臂结构不断改进利勃海尔公司于90年代中期推出的LTM1092/2 （90t）和LTM1160/2（160t）, 装有6节60m主臂，采用了装有“ Telematik ”单缸自动伸缩系统的椭圆形截面的主臂。这种 椭圆太原科技大学课程设计说明书形截面的主臂对静、动

14、态应力的适应性很强，有利于吊臂定心，并且抗扭曲变形能力得 以增强，对减轻重量和提高起重性能具有良好的效果。“ Telematik ”单缸仲缩系统 主要由1个双作用伸缩液压缸、1个与液压缸底座连锁的气动夹紧装置、将各节臂 互相连锁的气控臂架锁定销和电子传感系统等部件组成。（5）数据总线系统得到应用利勃海尔公司的LTM10302（30t）是世界上首台装有数据总线管理系统的高技术双桥 全路面起重机。它采用CANBUS现（场总线），进行发动机一传动系各功能块之 间的数据传输与电子控制。同时CANBUS总线以及电气、液压、臂长和风力等数据又 输入到LSB （利勃海尔系统总线）控制装置中。LSB控制装置是

15、Liccon起重机 控制系统的组成部分，可用于对整个系统的数字流程和监控特性进行编程。采用控制 总线管理系统可降低发动机油耗及排放值，大大简化布线，提高整机可靠性与维修方 便性。（6）静液压传动起重机进入市场采用静液压传动，安装的上车发动机即可以用来驱 动起重机上车各工作装置，又可以用来驱动行走装置。此外将发动机横放在上车操纵 室后面，使其起到整体式配重的作用。（7）一机多能，扩大工作范围意大利马奇蒂公司于1995年推出的MG10.28（10t）越野轮胎起重机，使用吊钩时 成为10t起重机；安装起重叉后成为2.5t级伸缩臂叉车，安装双人作业平台后成为高空作业车。1.4主要工作本次设计主要是对Q

16、2-8汽车起重机液压系统设计。主要工作是通过对液压系统 的型式及液压系统控制型式进行分析，确定Q2-8汽车起重机液压系统的设计方案， 并对液压系统进行了整体定性分析。第2章起重机技术参数的确定2.1主要性能参数汽车起重机的主要性能参数是起重机工作性能指标，也是设计的依据，主要包括 起 重量、工作幅度、起重力矩、起升高度、工作速度、自重、通过性能等（1）额定起重量汽车起重机额定起重量是在各种工况下安全作业所容许起吊重量的最大质量值， 包括取物装置重量。（2）工作幅度在额定起重量下，起重机回转中心的轴线距吊钩中心的距离。工作幅度决定起重 机的工作范围。（3）起重力矩起重机的工作幅度与相应起重量的乘

17、积为起重力矩，它是综合起重量与幅度两个 因数的参数，能比较全面和确切地反映起重机的起重能力。（4）起升高度吊钩起升到最高位置时，钩口中心到支撑地面的距离。在标定起重机性能参数时， 通常以额定起升高度表示。额定起升高度是指满载时吊钩上升到最高极限位置时从钩 口中心至支撑地面的跟离。对于动臂式起重机，当吊臂长度一定时，起升高度随幅度 的减小而增加。（5）工作速度汽车起重机的工作速度主要指起升、回转、变幅、伸缩臂机构及支腿收放的速 度。起升速度指吊钩平稳运动时，起吊物品的垂直位移速度；回转速度指起重机转 台每分钟 转数；变幅速度指变幅时，幅度从最大（最小）变到最小（最大）所用 的时间；伸缩臂速度指起

18、重臂伸缩时，其头部沿伸缩臂轴线的移动速度。（6）自重指起重机处于工作状态时起重机本身的全部质量，它是评价起重机的综合指标， 反映了起重机设计、制造和材料的技术水平。2.2 Q2-8型汽车起重机参数确定（1）主臂起重参数参考同类车型主要技术参数设计并确定技术参数基本臂最大额定起重量(t ) 8基本臂最小幅度(m) 2.5基本臂长度(m) 8.1基本臂最大起升高度(m) 7.6主臂最大起升高度(m) 10 ( 2)工作速度主卷扬单绳速度高速/常速(m/min)副卷扬单绳速度高速/常速(m/min)回转速度(r/min) 0变幅时间起/落(s)吊臂伸缩时间伸/缩(s)85/2390/(3)发动机参数

19、40最大功率(kW)9875/最大扭矩(N m)彩32百公里耗油量(kg) 32548第3章各液压回路组成原理和性能分析Q2-8型汽车起重机是一种中小型起重机，其最大起重量为8吨。这种起重机作 业操作，主要通过手动换向阀操纵来实现多缸各自动作。起重作业时一般为单个动 作，少数情况下有两个缸的复合动作，为简化结构，系统采用一个液压泵给各执行元 件串联供油方式。在轻载情况下，各串联执行元件可任意组合，使几个执行元件同时 工作，如变幅和回转，或伸缩和变幅同时进行等。汽车起重机分上车和下车两大部分，上车有起升机构、变幅机构、伸缩机构和回转 机构，下车是汽车底盘和支腿机构。上车通过回转机构驱动可相对下车

20、回转。液压系统 中液压泵也处下车，由汽车发动机通过变速箱上的取力箱驱动旋转。上下车的油路是通 过中心回转接头2联系。液压泵为高压定量齿轮泵，由于发动机的转速可以通过油门 人为调节控制，因此尽管是定排量泵，但其输出的流量可以在一定的范围内通过控制 汽车油门开度的大小来人为控制，从而实现无级调速，该泵的额定压力为21 MPa，排 量为 40cm3 / r.额定转速为1 500 r/min;液压泵通过中心回转接头2和过滤器3从 处在上 车的油箱吸油，输出的压力油经回转接头2进入上车液压回路、手动换向阀 9, 10，11和12分别控制回转液压马达13、伸缩缸14、变液压幅缸16和 起升 液压马达17运

21、行。泵压力油直接进入支腿换向阀7和8控制支腿缸4伸缩。所 有机构形成的回路是串联回路。当起重机所有机构不工作时，泵输出流量经所有换向阀中位回油箱，泵处卸荷状 态。汽车起重机液压系统一般由起升、变幅、伸缩、回转、支腿五个主回路组成。可以 看出，各个回路之间具有不同的功能、组成和工作特点。图3.1汽车起重机各回路工作状态3.1支腿液压缸收放回路具有臂架伸缩机构的起重机，不需要接臂和拆臂，缩短了辅助作业时间。臂架全部 缩回以后，起重机外形尺寸减小，提高了机动性和通过性。臂架采用液压伸缩机构，可 以实现无级伸缩和带载伸缩，扩大了汽车和轮胎起重机、铁路救援起重机在复杂使用条 件下的使用功能。伸缩回路主要

22、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。具有三节或三节以上的吊臂，各节臂 的伸缩基本有三种形式：顺序伸缩、同步伸缩和独立伸缩。顺序伸缩就是各节伸缩臂按 一定先后次序完成伸缩动作。同步伸缩是指各节伸缩臂。以相同的行程比率同时伸缩。 独立伸缩是指各节伸缩臂无关联地独立进行伸缩动作。显然，独立伸缩机构同样也可以 完成顺序伸缩或同步伸缩的动作。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。3.1. 1性能要求（1） 要求垂直支腿不泄漏，具有很强的自锁能力（不软腿）。（2）要求前后组支腿可以进行单独

23、调整。（3）要求支腿能够承载最大起重时的压力，并且有足够的防倾翻力矩。（4）起重机行走时不产生掉腿现象。3.1.2主要元件泵、益流阀、水平液压缸、竖直液压缸、液控单向阀、支腿油路控制 阀组、支腿油路转阀。3.1.3主要回路水平伸缩油路；竖直伸缩油路。3.1.4功能实现和工作原理起重机的底盘前后各有两条蛙式支腿，每一条腿有一个液压缸，缸的伸缩通过机械 机构可完成水平和垂直两个方向的移动。两条前支腿液压缸由换向阀7并联控制，两 条后支腿液压缸由换向阀8并联控制。为确保每条支腿可靠的支承，每个液压缸均设 有双向液压锁5以保证支腿被可靠地锁住，防止在起重作业时发生“软腿”现象或行 车过程中支腿自行滑落

24、。I13HT图3.2支腿液压缸收放回路3.2回转机构液压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。回转机构使重物水平移动的范围有限， 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。液压驱动的小起重量起重机，通过液压回路和换向阀的合适机能，可以使回转机构 不装制动器，同时保证回转部分在任意位置上停住，并避免冲击。高速液压马达的驱动 形式，在汽车式、轮胎式和铁路起重机上应用广泛。低速大扭矩液压马达的转速每分钟 在0-100转范围内，因此，可以直接在油马达轴上安装回转机构的小齿轮，如马达输

25、出扭矩不满足传动要求，可以加装机械减速装置。该形式在一些小吨位汽车起重机上 有所应用。可以在液压马达输出轴上加装制动器。采用低速大扭矩液压马达可以省去 或减小减速装置，因此机构很紧凑。但低速大扭矩液压马达成本高，使用可靠性不如 高速液压马达，加之可以采用结构紧凑、传动比大的行星传动或蜗轮传动，高速液压 马达在起重机的回转机构中使用广泛。综上所述，汽车起重机的回转机构设计为高速 液压马达加装制动器的回转机构。3.2. 1性能要求（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。 3.2.2主要元件泵、手动换向阀、单向阀、益流阀、马达、回转马达、制动油缸

26、。 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10太原科技大学课程设计说明书回转机构采用回转液压马达作为执行元件。回转液压马达13通过蜗轮蜗杆减速箱和一对内啮合的齿轮传动来驱动转盘回转。由于转盘转速较低，每分钟仅为1-3 转，故回转液压马达的转速也不高，因此没有必要设置液压马达制动装置。系统中用 回转换向阀9控制转盘正转、反转和锁定不动三种工况。图3.3回转机构液压回路3.3伸缩机构液压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

27、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。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（与变幅、支腿回路共用）、手动换向阀、缸、平衡 阀、单向阀组。3.3.3主要回路 液压缸伸出、缩回油路，控制油路。3.3.4功能实现和工作原理 起重机的吊臂由基本臂和一节伸缩臂组成，伸缩臂套在基 本臂之中，两者通过伸缩液压缸14连接，使用换向阀10控制伸缩液压

28、缸伸缩，以改变臂的总长度来适应作 业工况要求。为防止臂缩回时因臂自重产生超速和保证作业时的锁紧，在伸缩液压缸 大腔油11路中设有相应平衡阀15图3.4伸缩机构液压回路3.4变幅机构液压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

29、 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。3.4. 1性能要求（1）带平衡阀并设有二次液控单向阀锁住

30、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信号源。3.4.2主要元件泵、手动换向阀、平衡阀、单向阀、变幅缸。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吊臂变幅机构是用一个变幅液压缸16来改变起重臂的幅角和幅度。由变幅换11 内阀控制变幅液压缸16的伸缩以改变臂工作幅度。同样，为防止臂下降时超速 和保证作业中锁紧，在变幅液压缸16大腔油路设有相应平衡阀15。图3.5变幅机构液压回路3.5起升机构液压回路起升回路起到使重物升降的作用。起升回路的液压系

31、统能方便的实现合分流方式转 换，保证工作的高效安全。同时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。液压传动起升机构的调速，通常是采用调节发动机油门改变液压泵流量和控制换向 阀改变通道面积大小进行节流的联合调速法。此种调速法既简单又可靠，调速范围较 大，调速平稳无极，也可实现起升机构工作速度的微调。但缺点是节流的功率损失较 大，而且进一步提高升降速度受液压泵流量限制。为了提高起升机构工作速度，在多泵 定量系统中，往往采用油泵并联调速，在系统中采用液压马达串、并联供油的方法进行 调速。当液压马达串联时以高速工作，并联时获低速。在变量系统中可用变量马达调 速。此外，当起重

32、机的起升高度较大时，为了进一步提高空钩或轻载时的下降速度，在 起升机构上往往设置重力下降装置，即在起升卷筒与传动轴间装有离合器，有液压系统 保证空钩和载荷的重力下降时，打开离合器及制动器使起升卷筒与液压马达脱开自由转13动，则空钩或重物在重力作用下，以较高的速度下降。3.5. 1性能要求（1）能方便的实现合分流方式转换，保证工作的高效安全。（2）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。3.5.2主要元件 泵、马达、冷却阀、益流阀、单向可调节流阀、制动油缸、二位三通 液压先导换向阀、或、三位四通液压

33、先导换向阀。3.5.3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。3.5.4功能实现和工作原理 起升机构是汽车起重机的主要工作机构，它由一个低速大 扭矩起升液压马达17驱动卷扬机工作。液压马达的正、反转由手动换向阀12控 制。起重机起升速度的调节是通过改变汽车发动机的转速而改变液压泵的输出流量实 现的。在液压马达的下降回油路上设 有相应平衡阀15，以防止重物超速下降；为保 证起升机构的安全，设置有弹簧上闸油压松闸的常闭式制动器18,当系统不工作时， 打开制动缸的油压为零，制动缸18在弹簧作用下上闸制动，在起升马达工作时，控 制压力打开制动器，起升马达顺利运行。回路

34、中单向节流阀19可使制动器的工作较 柔和，不产生较大工作冲击。图3.6 起升机构液压回路3.6液压系统的特点（1）在调压回路中，采用溢流阀6来限制系统最高压力，防止系统过载，对起重机 实现超 重起吊的安全保护作用。(2) 在调速回路中，采用手动调节换向阀的开度大小来调整工件机构的速度，方便灵 活，充分体现以人为本，用人来直接操纵设备的思想。(3) 在锁紧回路中，采用由液控单向阀构成的双向液压锁将前后支腿锁定在一定位置 上，工作可靠，安全，确保整个起吊过程中，每条支腿都不会出现软腿的现象，即使 出现发动机熄火或液压管道破裂的情况，双向液压锁仍能正常工作，且有效时间长。(4) 在平衡回路中，采用特

35、殊结构平衡阀，以防止在起升、吊臂伸缩和变幅作业过程 中重 物超速下降，工作稳定、可靠。(5) 在多缸卸荷回路中，采用M型中位机能串联卸荷。这样可以使任何一个工作机构 单独动作，也可在轻载下使机构任意组合地同时动作；但采用6个换向阀串连连 接，会使液压泵的卸荷压力增大，系统效率降低，但由于起重机不是频繁作业机械， 这些损失对系统的影响不大。(6) 在制动回路中，采用单向节流阀和常闭式制动器，利用调整好的弹簧力进行制动，制动可靠、动作快，由于使用液压油压缩弹簧来松开刹车，因此刹车松开的动作 慢，可防止负重起重时的溜车现象发生，能够确保起吊安全，并且在汽车发动机熄火 或液压系统出现故障时，能够迅速实

36、现制动，防止被起吊的重物下落。3.7汽车起重机液压系统总成根据各回路的分析得到汽车起重机液压系统的工 作原理如图2.13所示。该系统为中压系统，动力源采用双联齿轮泵，由汽车发动机 通过底盘上的分动箱驱动。液压泵从油 箱中吸油，输出的液压油经手动阀组输送到3.7 Q2-8汽车起重机液压系统的原理图 各个执行元件。整个系 统由支腿收放、吊臂变 幅、吊臂伸 缩、转台回 太原科技大学课 程设计说明书转和吊重起升五个工作回路所组成，且各部分都具有一定的独立性。整个系统分为上下两部分， 除液压泵、过滤器、溢流阀、手动阀组及支腿部分外，其余元件全部装在可回转的上 车部分。油箱装在上车部分，兼作配重。上下两部

37、分油路通过中心回转接头连通。第4章液压系统计算4.1汽车起重机液压系统主要液压元件的选择4.1.1汽车起重机液压系统参数的初定最大起重量8吨；最高提升速度=18m/min ；Vmax吊钩滑轮组倍率为M=6,效率二0.95 ；2钢丝绳导向滑轮效率=0.95 ；起升卷筒上钢丝绳最外层直径 =400mm；Dmax起升传动比i =20、效率=0.95 ；ch参看下表4.1初选系统的工作压力为P=20MP。a表4.1各种机械常用的系统工作压力机械类型机床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机 械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力/ MPa0.82352881010182

38、0304.1.2起升马达的计算和选择作用于钢丝绳上的最大静拉力：QS(4-1)式中Smax作用于钢丝绳上的最大静拉力，N；Smax qM 2Q一起重量，Q=8000kgX9.8N/kg=78400NM一吊钩滑轮组倍率；16一吊钩滑轮组效率;2一钢丝绳导向滑轮效7840014478.3max 6 0.95 0.95n(2)起升马达所受最大扭矩2 Smax Dmax2i ch式中：一动力系数， 2V =18m/min =0.3m/s 则 =1+ 0.35 X 0.3max(4-2)1+0.35V，其中V是最高起升速度，由于2=1.105 ； Smax作用于钢丝绳上的最大静拉力，N；一起升卷筒上钢丝

39、绳最外层直径，Dmax=400mm；Dmax一起升效率，=0.95。chch1.105 14478.3 0.4168.41Nmax2 20 0.95(3)液压马达的排量2MmaxP%(4-3)式中：Mmax起升马达受到的最大扭矩，Mmax=168.41Nm； P一系统的工作压力，P=20Mpa；一液压马达机械效率，通常取=0.92 ； m2 3.14 168.4157.48cm / rQm 20 10 0.92364)液压马达转速MiV(4-4)max“maxmax式中：M一吊钩滑轮组倍率;i 一起升传动比，i =20；最高提升速度，=18 m/ min ；VmaxVm ax.起升卷筒上钢丝绳

40、最外层直径，Dmax =400mm；6 20 181720r /mmnmax3.14 0.4(5) 液压马达的选择根据马达所受到的压力、最大扭矩以及需要的转速和排量查2 表3.2-3决定采用型号为CM4型的齿轮马达，该马达的具体参数如下：额定压力为 20MPa，转速 1502000r/min ,排量 4063ml/r，输出转矩 115180 n m。4.1.3液压泵的计算与选择(1) 液压泵的工作压力11 2M max N /m2(3-5)Q n式中：液压马达的最大工作压力P1m x起升马达所受最大扭矩丁 168.41 N mQm 一起升马达排量(cm3/r)，Qm = 57.48cm3/r“

41、一起升马达机械效率，=0.922 3.14 168.41P1 18MPa57.48 0.921a查2得到液压泵的最大工作压力：Pmaxpmax p1p(3-6)式中 一从液压泵出口到液压马达入口之间总的管路损失，由于管路复杂故取p1=0.5 1.5M，。pPa则液压泵的最大工作压力p N18 + 1.5 = 19.5maxMpa(2) 查2得到确定液压泵的流量qvmaxqvmax k qvmax式中：K一系统漏油系数，一般取K=1.11.3，这里取K=1.3；vmax vmax(3-7)一包括液压马达的最大总流量，同时由于工作过程中用到节流调速所以要加 qv maxQmax上溢流阀的最小溢流量

42、.“一般取广0.5 10 4m/ s =0.0008 l /min。Qmax nmax Qm 1720 57.48 98865.6m3 /min 98.871 3/min18太原科技大学课程设计说明书液压泵的流量：=1.3 (98.87+0.0008 )=128.54 i /minqvmax(3) 液压泵的选择液压泵主要有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵三种。对于汽车起重机，其液压系统负载 大、功率大、精度要求不高。所以，一般采用齿轮泵。根据系统的要求以及压力、流 量的需要，查2表3.1-18选择了 50.3/40.6型双联齿轮泵，型号为 CBG2050/2040，最高工作压力为20MPa，额定转速为2

43、000r/min，理论排量分别为 50.3mL/r和40.6mL/r，合流最大流量为90.9mL/r。当发动机经分动箱输出 速度为1500 r/min时，流量为136.35L/min。满足以上的设计参数。所以选择的 液压泵型号为：CBG2050/2040。4.2主要液压辅助装置的选择4.2. 1液压油的选择载荷较轻，故选用机械油。查3表37.3-30液压泵用油粘度推荐值得到 所选液压油的粘度为6388mm2/s，查3表37.3-15机械油质量指标及应 用选70号机械油，代号为HJ-70。4.2.2滤油器的选择查3表37.10-2过滤精度与液压系统压力的关系得到颗粒大小V 25 m。 查3表37

44、.10-3滤油器类型及其特性选择烧结式滤油器。根据液压泵的流量 查3表37.10-18SU3型技术规格选择SU3-F150X16型烧结式滤油器。 4.2.3 压力表的选择根据系统压力查3表37.10-48选择弹簧管压力表。根据液压泵的吸油口内径 查3表37.10-49选择压力表的直径为60mm。采用径向有边形式，选择压力表的 型号为Y-60T。4.2.4阀类元件的选择(1)回路操纵阀根据工作要求查3表37.8-191滑阀机能选择4WMM型T手动换向阀。 根据工作压力及液压泵的出油口内径查3表37.8-192技术规格选择通径为 16mm。则各个回路的操纵阀(7/11/14/19/20/32 )，

45、型号为 4WMM16T50B。10总结本次课程设计使我受益匪浅，让我系统性地认识和掌握了汽车起重机液压系统的设 计过程，对汽车起重机的发展应用及前景有了初步的认识，对液压元件的使用有了切身 的体会。通过本次课程设计让我将大学期间学习的课程整体进行了复习，对资料的查阅 有了很大的提高。在课程设计的过程中让我更加明白各个学科是相互联系的，以后的工 作中要继续学习提高自己综合运用的能力。首先，寻找与设计有关的资料并且研究设计方案，进行设计的总体规划。理清设计 思路，但是在方案的具体实施中难免会出现一些错误，这就需要在设计的过程中利用所 掌握的知识认真的排查错误的原因，查阅相关资料，进行多方面的思考，

46、不断的改正自 己的设计不足之处。其次，运用所学的知识对汽车起重机的液压系统各个回路进行具体的设计，最终完 成总的液压系统设计。在设计过程中需要查阅文献确定各个设计公式及其参数，进行计 算。在这个设计阶段中完成设计思路的具体化，主要解决各个部分的匹配问题。通过本次课程设计使我认识到液压系统的应用广泛，使用方便。仍然处于不断的发 展之中，在机械设备的控制系统中仍然占有着十分重要的位置。在毕业设计的过程中不 仅巩固了我的基础理论知识，而且使我各个方面的能力有了很大提高。从一开始的无从 下手，到资料的查阅，到设计方案的拟定，到设计方案的具体实施，到液压系统图的绘 制，无疑是对我查阅资料的能力、设计报告

47、的能力、电脑绘图等能力的一次很好的锻炼， 对理论知识与实际的应用也有了很大的提高。为以后的工作积累了经验，增强了信心。20太原科技大学课程设计说明书参考文献1 蔡文彦.液压传动系统M.上海：上海交通大学出版社，1996.2 王益群，高殿荣主编液压工程师技术手册M.北京：化学工业出版社，2009.11.3 徐灏主编.机械设计手册(第5卷)M.北京：机械工业出版社，19938.4 贾文福全液压汽车起重机一原理、结构、维修M.上海：上海交大出版社，1998.5 林承桢.悬臂式液压起重机变幅机构三铰点的布置分析J.工程机械.1981，(17).6 钟安庆.汽车起重机变幅机构三铰点的合理确定J.辽宁工学院学报.2003，23 (1)： 6062 .7 于永泗，齐民主编机械工程材料M.大连：大连理工大学出版社，2007.2.8 田军营和韩建海.拓展元模型在液压系统应用的研究J.机电工程技术.2009.08.9 查晓春，李定华QY8型全液压汽车起重机液压系统分析J.机械开发.1991.03.10 黄崇斌用Excel软件进行起重机总体设计J.计算机辅助工程.2000.04.11 边耀刚.美国液压技术的发展趋势J液压工业198301.12 王明庆.汽车用起重机的发展及应用J.水利电力施工机械.1990.0313 丁雪娇；夏露汽车起重机的发展趋势J.品牌与标准化.2009.20.