汽車(chē)起重機(jī)支腿液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、汽車(chē)起重機(jī)支腿液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)在分析汽車(chē)起重機(jī)的功能、組成和工作特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外汽車(chē)起重機(jī)的運(yùn)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)計(jì)了一款中小噸位汽車(chē)起重機(jī)底盤(pán)支腿液壓系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)本機(jī)液壓系統(tǒng)中，通過(guò)閱讀大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料和調(diào)研市場(chǎng)上已存在產(chǎn)品，對(duì)中小噸位汽車(chē)起重機(jī)的功能和工作原理進(jìn)行了深入的了解和分析，具體分析了汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)的功能、組成、工作特點(diǎn)以及系統(tǒng)類型，總結(jié)出液壓傳動(dòng)在汽車(chē)起重機(jī)應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)汽車(chē)起重機(jī)的工作特點(diǎn)對(duì)支腿液壓系統(tǒng)進(jìn)行典型工況分析，確定了液壓系統(tǒng)要求；結(jié)合液壓系統(tǒng)原理擬定支腿液壓系統(tǒng)底盤(pán)分布圖、支腿液壓管路圖。根據(jù)汽車(chē)起重機(jī)的技術(shù)參數(shù)對(duì)液壓系統(tǒng)

2、進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，確定了液壓系統(tǒng)元件；并結(jié)合支腿機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)對(duì)支腿機(jī)構(gòu)強(qiáng)度校核與穩(wěn)定性分析，對(duì)支腿回路的組成原理和性能進(jìn)行分析；通過(guò)對(duì)系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算和發(fā)熱校核，檢驗(yàn)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。 關(guān)鍵詞：汽車(chē)起重機(jī)； 液壓系統(tǒng)； 支腿液壓； 設(shè)計(jì)計(jì)算 Hydraulic system design of Outrigger of truck crane ABSTRACT The design analysis of truck crane on the basis of the functions, composition

3、 and characteristics of work, application situation 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 th

4、e market and research products at home and abroad, 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 a

5、nd disadvantages in application of hydraulic truck 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 supp

6、ort leg pipe. According to the technical parameters 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

7、analysis of the leg loops through to system pressure loss calculation and heat checking, inspection of hydraulic system design of rationality. KEY WORDS: Truck crane Hydraulic system, Outrigger hydraulic, Design calculations 目　錄 前　言 1 第1章 液壓系統(tǒng)在起重機(jī)上的應(yīng)用 2 1.1汽車(chē)起重機(jī)簡(jiǎn)介 2 1.2 QY100

8、K汽車(chē)起重機(jī)主要性能參數(shù) 3 1.2.1 行駛狀態(tài)下的主要技術(shù)參數(shù)如下 3 1.2.2 作業(yè)狀態(tài)參數(shù) 3 1.2.3 起重臂性能參數(shù) 3 1.2.4支腿技術(shù)參數(shù) 3 1.3 液壓系統(tǒng)的類型 3 1.4 液壓傳動(dòng)應(yīng)用于汽車(chē)起重機(jī)上的優(yōu)缺點(diǎn) 4 1.4.1 在起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能上的優(yōu)點(diǎn) 4 1.4.2 在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn) 4 第2章 下車(chē)支腿的確定、支腿液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6 2.2起重機(jī)支腿的選擇 6 2.1.1支腿形式的確定 6 2.1.2 H形支腿的工作原理 6 2.2支腿液壓回路的設(shè)計(jì) 8 2.2.1支腿液壓回路的作用 8 2.2.2支腿液壓回路的性能要求 8

9、 2.2.3 QY100K液壓系統(tǒng)原理說(shuō)明 8 2.2.4 中小噸位汽車(chē)起重機(jī)支腿液壓回路分析 11 2.2.5 兩種液壓支腿回路的比較 12 第3章 起重機(jī)支腿液壓系統(tǒng)原件的確定 14 3.1 系統(tǒng)壓力的確定 14 3.1.1 液壓系統(tǒng)各回路計(jì)算及主要元件的選擇 14 3.2 支腿壓力計(jì)算 14 3.2.1 計(jì)算工況及載荷 14 3.2.2 按三點(diǎn)支撐的壓力計(jì)算 15 3.3 水平支腿液壓缸作用力的確定 17 3.4 各種液壓缸尺寸的確定 17 3.4.1 垂直液壓油缸尺寸的確定 17 3.5 液壓缸伸縮速度及流量的計(jì)算 20 3.5.1 垂直液壓缸伸縮速度及

10、流量的計(jì)算 20 3.5.2 水平液壓缸伸縮速度及流量的計(jì)算 20 3.6 液壓泵的工作壓力及排量的確定,液壓泵的選擇 21 3.6.1 液壓泵額定工作壓力的確定 21 3.6.2液壓泵額定流量的計(jì)算 23 3.6.3 液壓泵的選擇 23 第4章 支腿液壓系統(tǒng)附件的選用 24 4.1液壓油箱的設(shè)計(jì) 24 4.1.1油箱的基本功能和分類 24 4.1.2 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 24 4.1.3油箱容積確定 25 4.1.4油箱附件的選取 27 4.2 油管的確定 30 4.3液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)（液壓油） 32 4.4 液壓系統(tǒng)能量的分析與計(jì)算 33 4.4.1 各工況

11、下壓力損失的計(jì)算 33 結(jié)　論 38 謝 辭 39 參考文獻(xiàn) 40 前　言 在我國(guó)，汽車(chē)起重機(jī)的發(fā)展已有五十年的歷史了，由于受到客觀條件的的限制，一度發(fā)展較慢。直到進(jìn)入九十年代，汽車(chē)起重機(jī)才得到快速發(fā)展。汽車(chē)起重機(jī)生產(chǎn)廠家也從以前的幾家發(fā)展到現(xiàn)在的數(shù)十家，例如：徐州工程機(jī)械集團(tuán)有限公司、三一汽車(chē)制造有限公司、長(zhǎng)沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司、北起多田野(北京)起重機(jī)有限公司、安徽柳工起重機(jī)有限公司、泰安工程機(jī)械總廠等。其中，徐州工程機(jī)械集團(tuán)有限公司、長(zhǎng)沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司是行業(yè)內(nèi)規(guī)模較大的企業(yè)。然而，不得不承認(rèn)我國(guó)汽車(chē)起重機(jī)水平與國(guó)際先進(jìn)水平還相差很遠(yuǎn)。主要表

12、現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性、自動(dòng)化、智能化等方面。隨著國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)的規(guī)模不斷加大，許多生產(chǎn)場(chǎng)合都需要對(duì)設(shè)備、產(chǎn)品、零件、貨物等進(jìn)行搬運(yùn)和位移，汽車(chē)起重機(jī)在起重運(yùn)輸行業(yè)和野外作業(yè)發(fā)揮的作用也將越來(lái)越大，市場(chǎng)也必將越 來(lái)越大。 QY100K全液壓汽車(chē)起重機(jī)屬于中型起重機(jī)，是工程建設(shè)中較常用的一款汽車(chē)起重機(jī)。與國(guó)外汽車(chē)起重機(jī)行業(yè)相比，我國(guó)在大噸位汽車(chē)起重機(jī)方面處于尷尬的地位。因此現(xiàn)在國(guó)內(nèi)很多廠家還沒(méi)有生產(chǎn)出這款起重機(jī)來(lái)，卻不斷的向生產(chǎn)大型起重機(jī)邁進(jìn)。隨著“神州第一吊”的QY300液壓汽車(chē)起重機(jī)2004年在中聯(lián)浦沅成功下線，標(biāo)志著我國(guó)已有能力生產(chǎn)出大噸位汽車(chē)起重機(jī)。然而這是引進(jìn)國(guó)外技術(shù)才生產(chǎn)出來(lái)的，代

13、表了中國(guó)汽車(chē)起重機(jī)制造的最高水平，而不是設(shè)計(jì)的最高水平。因此，研究和設(shè)計(jì)QY100K汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)，彌補(bǔ)行業(yè)技術(shù)空缺，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)是汽車(chē)起重機(jī)的核心技術(shù)，本文力主與研究和設(shè)計(jì)出符合國(guó)家建設(shè)需要和行業(yè)發(fā)展的QY100K汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要考慮汽車(chē)起重機(jī)液壓液壓系統(tǒng)應(yīng)滿足工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能好、成本低、效率高、維護(hù)使用方便等要求，本文在設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)調(diào)查研究明確了多方面的要求。通過(guò)參考大量國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，并加以自主創(chuàng)新改進(jìn)，設(shè)計(jì)出符合QY100K要求的汽車(chē)起重機(jī)支腿液壓系統(tǒng)。以下是QY100K汽車(chē)起重機(jī)支腿液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)！希望依此能對(duì)我國(guó)汽車(chē)起

14、重機(jī)行業(yè)的發(fā)展做出些許貢獻(xiàn)。 第1章 液壓系統(tǒng)在起重機(jī)上的應(yīng)用 1.1汽車(chē)起重機(jī)簡(jiǎn)介 汽車(chē)起重機(jī)是一種將起重作業(yè)部分安裝在汽車(chē)通用或?qū)Ｓ玫妆P(pán)上、具有載重汽車(chē)行駛性能的輪式起重機(jī)。汽車(chē)起重機(jī)是用來(lái)對(duì)物料進(jìn)行起重、運(yùn)輸、裝卸或安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，具有移動(dòng)方便，操作靈活，易于實(shí)現(xiàn)不同位置的吊裝等優(yōu)點(diǎn)，在各種工程建設(shè)有著廣泛的運(yùn)用。根據(jù)吊臂結(jié)構(gòu)可分為定長(zhǎng)臂、接長(zhǎng)臂和伸縮臂三種，前兩種多采用桁架結(jié)構(gòu)臂，后一種采用箱形結(jié)構(gòu)臂。根據(jù)動(dòng)力傳動(dòng)，又可分為機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和電力傳動(dòng)三種。汽車(chē)起重機(jī)的工作機(jī)構(gòu)主要由起升、變幅、回轉(zhuǎn)、吊臂伸縮和支腿機(jī)構(gòu)等組成。 由于液壓傳動(dòng)技術(shù)的不斷發(fā)展以及汽車(chē)起重

15、機(jī)的負(fù)載大等工作特點(diǎn)，目前汽車(chē)起重機(jī)的工作機(jī)構(gòu)多采用液壓傳動(dòng)。圖1.1所示為徐工QY100K汽車(chē)起重機(jī)的外形，其起升、變幅、回轉(zhuǎn)、吊臂伸縮及支腿等機(jī)構(gòu)，均采用液壓傳動(dòng)。 圖1-1 徐工QY100K汽車(chē)起重機(jī) 1.2 QY100K汽車(chē)起重機(jī)主要性能參數(shù) 1.2.1 行駛狀態(tài)下的主要技術(shù)參數(shù)如下 整機(jī)全長(zhǎng)15230mm，寬3000mm，高3860mm，總質(zhì)量65000kg 最高行駛車(chē)速75km/h，最低穩(wěn)定行駛車(chē)速0.5km/h， 最小轉(zhuǎn)彎半徑12000mm，比功率7.3kW/t，最小離地間隙310mm， 接近角23，離去角15，發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率324/1800kW/(r/m

16、in)， 額定扭矩2100/1200 Nm/(r/min) 1.2.2 作業(yè)狀態(tài)參數(shù) 最大額定總起重量100t，最小額定工作幅度3m， 最大起重力矩:基本臂3238kNm，最長(zhǎng)主臂1670kNm，最長(zhǎng)主臂+副臂1127kNm；起重臂變幅時(shí)間為60s，伸縮時(shí)間（全伸/全縮）140s， 最大回轉(zhuǎn)速度2r/min，主起升機(jī)構(gòu)起升速度110m/min，副起升機(jī)構(gòu)起升速度 85m/min。 1.2.3 起重臂性能參數(shù) 基本臂12.8m，最長(zhǎng)主臂48m，最長(zhǎng)主臂+副臂48+18.1m；副臂安裝角0/15/30。 1.2.4支腿技術(shù)參數(shù) 縱向跨距7.56m，橫向跨距7.6m，

17、水平全伸時(shí)間25s,全縮時(shí)間：15s。 垂直全伸時(shí)間：45s，全縮時(shí)間25s。 1.3 液壓系統(tǒng)的類型 液壓系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其工作目的必須經(jīng)過(guò)動(dòng)力源——控制機(jī)構(gòu)——機(jī)構(gòu)三個(gè)環(huán)節(jié)。其中動(dòng)力源主要是液壓泵；傳輸控制裝置主要是一些輸油管和各種閥的連接機(jī)構(gòu)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是液壓馬達(dá)和液壓缸。這三種機(jī)構(gòu)的不同組合就形成了不同功能的液壓回路。 泵—液壓缸回路是起重機(jī)液壓系統(tǒng)的主要回路，按照泵循環(huán)方式的不同有開(kāi)式回路和閉式回路兩種。 開(kāi)式回路中液壓缸的回油直接通回油箱，工作油在油箱中冷卻及沉淀過(guò)濾后再由液壓泵送入系統(tǒng)循環(huán)，這樣可以防止元件的磨損。但油箱的體積大，空氣和油液的接觸機(jī)會(huì)多，容易滲入。

18、閉式回路中液壓缸的回油直接與泵的吸油口相連，結(jié)構(gòu)緊湊，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，散熱條件差，需設(shè)輔助泵補(bǔ)充泄漏和冷卻。而且要求過(guò)濾精度高，但油箱體積小，空氣滲入油中的機(jī)會(huì)少，工作平穩(wěn)。 1.4 液壓傳動(dòng)應(yīng)用于汽車(chē)起重機(jī)上的優(yōu)缺點(diǎn) 1.4.1 在起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能上的優(yōu)點(diǎn) 1.來(lái)自汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)油泵轉(zhuǎn)換到工作機(jī)構(gòu)，其間可以獲得很大的傳動(dòng)比，省去了機(jī)械傳動(dòng)所需的復(fù)雜而笨重的傳動(dòng)裝置。不但使結(jié)構(gòu)緊湊，而且使整機(jī)重量大大的減輕，例如同功率液壓馬達(dá)的重量約只有電動(dòng)機(jī)的1/6左右。增加了整機(jī)的起重性能。 2.液壓傳動(dòng)的各種元件，可根據(jù)需要方便、靈活地來(lái)布置；既易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化，又易于

19、實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制甚至計(jì)算機(jī)控制后，可實(shí)現(xiàn)大負(fù)載、高精度、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。 3.操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速(調(diào)速范圍達(dá)2000：1)，它還可以在運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行調(diào)速；同時(shí)還很方便的把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)槠揭七\(yùn)動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的變幅和自動(dòng)伸縮。各機(jī)構(gòu)使用管路聯(lián)結(jié)，能夠得到緊湊合理的速度，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)特性。便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，改善了司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度和條件。由于元件操縱可以微動(dòng)，所以作業(yè)比較平穩(wěn)，從而改善了起重機(jī)的安裝精度，提高了作業(yè)質(zhì)量。 1.4.2 在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn) 液壓傳動(dòng)的起重機(jī)，結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，通用化和系列化，便于大批量生產(chǎn)時(shí)采用先進(jìn)的工藝方法和設(shè)備。一般采

20、用礦物油為工作介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面可自行潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)此種起重機(jī)作業(yè)效率高，輔助時(shí)間短，因而提高了起重機(jī)總使用期間的利用率，對(duì)加速實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化大有好處。 1.4.2 主要缺點(diǎn) ： 1.液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比，這是由于液壓油的可壓縮性和 泄漏造成的。 2.工作性能易受溫度變化的影響，因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。 3.由于流體流動(dòng)的阻力損失和泄漏較大，所以效率較低。如果處理不當(dāng)，泄漏不僅污染場(chǎng)地，而且還可能引起火災(zāi)和爆炸事故。 4.為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上要求較高，因此它的造價(jià)高，且對(duì)油液的污染比較敏感。 例如調(diào)試時(shí)出現(xiàn)閥卡現(xiàn)象，溢流閥卡造成液壓系統(tǒng)無(wú)壓力

21、失去動(dòng)作，方向閥卡致使方向閥不能換向，某一動(dòng)作喪失等各種現(xiàn)象。 第2章 下車(chē)支腿的確定、支腿液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.2起重機(jī)支腿的選擇 2.1.1支腿形式的確定 為增大起重機(jī)在起重時(shí)的起重能力，起重機(jī)設(shè)有支腿，支腿要求堅(jiān)固可靠；伸縮方便，在起重機(jī)行駛時(shí)收回，工作時(shí)外伸撐地。現(xiàn)代輪式起重機(jī)支腿主要有蛙式支腿、X式支腿、輻射式支腿和H形支腿等四種形式，本文設(shè)計(jì)的支腿回路為H型支腿的液壓回路。 2.1.2 H形支腿的工作原理 1.H式支腿如圖2—1所示。支腿外伸后呈H形。每個(gè)支腿由一個(gè)水平液壓缸和一個(gè)垂直液壓缸，完成收

22、放動(dòng)作。其特點(diǎn)是支腿跨距大，對(duì)地而適應(yīng)性好垂支腿液壓缸可以單獨(dú)操縱，易于調(diào)平廣泛應(yīng)用在中、大型汽車(chē)起重機(jī)上。 圖2-1 H式支腿 1-車(chē)架 2-水平液壓缸 3-垂直液壓缸 2.支腿構(gòu)造及工作原理： 圖2-2 支腿構(gòu)造 1. 支腿盤(pán) 2.支腿垂直油缸 3. Ⅱ級(jí)活動(dòng)支腿 4.支腿定位銷 5. Ⅰ級(jí)活動(dòng)支腿 6.支腿定位銷 7.固定支腿 在進(jìn)行支腿縱作業(yè)時(shí)，切記務(wù)必將駕駛室中駐車(chē)制動(dòng)手柄拉到制動(dòng)位置，請(qǐng)確認(rèn)駐車(chē)制動(dòng)起作用后再進(jìn)行支腿作業(yè)。 水平支腿伸出工況有兩種位置：全伸和半伸。嚴(yán)禁支腿

23、在其他位置作業(yè)。 繩索 一級(jí)支腿 滑輪 水平油缸 車(chē)架 二級(jí)支腿 圖2-3 支腿構(gòu)造 如圖2-3 Ⅰ級(jí)活動(dòng)支腿通過(guò)兩節(jié)拉索與Ⅱ級(jí)活動(dòng)支腿相連 支腿伸出時(shí)，水平液壓缸伸出使第一級(jí)活動(dòng)支腿伸出帶動(dòng)第二活動(dòng)支腿伸出。 支腿收縮時(shí)，水平液壓缸使第一級(jí)活動(dòng)支腿收縮帶動(dòng)第二級(jí)活動(dòng)支腿收縮。 2.2支腿液壓回路的設(shè)計(jì) 2.2.1支腿液壓回路的作用 支腿回路是用來(lái)驅(qū)動(dòng)支腿，支撐整臺(tái)起重機(jī)的。 支腿回路主要由液壓泵、水平液壓缸、垂直液壓缸和換向閥組成。 汽車(chē)起重機(jī)設(shè)置支腿可以大大提高起重機(jī)的起重能力。為了使起重機(jī)在吊重

24、過(guò)程中安全可靠，支腿要求堅(jiān)固可靠，伸縮方便。在行駛時(shí)收回，工作時(shí)外伸撐地。還可以根據(jù)地面情況對(duì)各支腿進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。 2.2.2支腿液壓回路的性能要求 （1）要求垂直支腿不泄漏，具有很強(qiáng)的自鎖能力（不軟腿）。 （2）要求各支腿可以進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整。 （3）要求水平支腿伸出距離足夠大，能夠滿足最大吊重而不至于整機(jī)傾翻。 （4）要求垂直支腿能夠承載最大起重時(shí)的壓力。 （5）起重機(jī)行走時(shí)不產(chǎn)生掉腿現(xiàn)象。 2.2.3 QY100K液壓系統(tǒng)原理說(shuō)明 1. 本次設(shè)計(jì)的液壓支腿它屬于徐工工程機(jī)械集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的大噸位汽車(chē)起重機(jī)中的一種QY100K， 根據(jù)汽車(chē)

25、起重機(jī)的工況情況QY100K汽車(chē)起重機(jī)上下采用單獨(dú)的供油系統(tǒng)，所以下車(chē)支腿回路可以采用單獨(dú)液壓泵供油。在支腿液壓系統(tǒng)中共有八個(gè)液壓缸，即四個(gè)水平缸和四個(gè)垂直缸，這八個(gè)液壓缸屬于起重機(jī)下車(chē)液壓系統(tǒng)的一部分。 圖2-4 液壓系統(tǒng)原理圖 如圖2—4所示支腿液壓系統(tǒng)還包括:一個(gè)從變速箱取力的50號(hào)泵，一個(gè)從發(fā)動(dòng)機(jī)取力的63號(hào)泵，兩個(gè)20號(hào)液壓馬達(dá)，下車(chē)多路閥，截止閥，單項(xiàng)順序閥，液控單向閥，截止閥，12MPa和21MPa的可調(diào)溢流閥，吸油濾網(wǎng)，回油濾油器，兩條主油路，供油路K3，回油路K2，垂直液壓缸有單項(xiàng)順序閥和液壓雙向鎖組成（可防止動(dòng)臂自然下垂）。 2. 下車(chē)液壓支腿包括

26、五個(gè)工作狀態(tài)： （1）無(wú)工作、（2）水平同步伸、（3）水平同步縮、（4）垂直同步伸、（5）垂直同步縮 3.五個(gè)不同的工作狀態(tài)的過(guò)程分析： 第一種：無(wú)動(dòng)作，液壓油經(jīng)過(guò)吸油濾網(wǎng)過(guò)濾被50號(hào)泵吸入下車(chē)主油路，經(jīng)—Y14三位四通電磁換向閥的中位回到回油主油路經(jīng)回油過(guò)濾后流回油箱，同時(shí)63號(hào)泵把液壓油帶到兩個(gè)20號(hào)馬達(dá)，用來(lái)冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)（此動(dòng)作發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)即發(fā)生以后不再分析）。 第二種：水平同步伸，液壓油經(jīng)吸油濾網(wǎng)過(guò)濾后被50號(hào)泵吸入下車(chē)主供油路，此時(shí)電磁換向閥--Y6，--Y7，--Y8，--Y9的b端帶電，使換向閥右位接通，液壓油經(jīng)換向閥右位進(jìn)入水平液壓缸右側(cè)的無(wú)桿腔，實(shí)現(xiàn)水平伸的動(dòng)作

27、，有桿腔的回油經(jīng)多路閥被過(guò)濾后回油箱。 第三種：水平同步縮，液壓油經(jīng)吸油濾網(wǎng)過(guò)濾后被50號(hào)泵吸入下車(chē)主供油路，此時(shí)電磁換向閥--Y6，--Y7，--Y8，--Y9的a端帶電，使換向閥左位接通，液壓油經(jīng)換向閥左位進(jìn)入水平液壓缸左側(cè)的有桿腔，實(shí)現(xiàn)水平縮的動(dòng)作。 第四種：垂直同步伸，液壓油經(jīng)吸油濾網(wǎng)過(guò)濾后被50號(hào)泵吸入下車(chē)主供油路，此時(shí)電磁換向閥—Y12，--Y10，--Y13，--Y11，的b端帶電，使換向閥右位接通，液壓油經(jīng)換向閥右位經(jīng)液控單向閥進(jìn)入垂直液壓缸上側(cè)的無(wú)桿腔，實(shí)現(xiàn)垂直伸的動(dòng)作，有桿腔的回油經(jīng)過(guò)單項(xiàng)順序閥經(jīng)多路閥被過(guò)濾后回油箱（此時(shí)單項(xiàng)順序閥可防止動(dòng)臂靜止時(shí)自動(dòng)下垂）。 第五種

28、：垂直同步縮，液壓油經(jīng)吸油濾網(wǎng)過(guò)濾后被50號(hào)泵吸入下車(chē)主供油路，此時(shí)電磁換向閥—Y12，--Y10，--Y13，--Y11，的a端帶電，使換向閥左位接通，液壓油經(jīng)換向閥左位經(jīng)單項(xiàng)順序閥進(jìn)入垂直液壓缸下側(cè)的有桿腔，實(shí)現(xiàn)垂直縮的動(dòng)作，無(wú)桿腔的回油經(jīng)過(guò)液控單項(xiàng)閥經(jīng)多路閥被過(guò)濾后回油箱。（此時(shí)單項(xiàng)順序閥可防止動(dòng)臂靜態(tài)時(shí)自動(dòng)下垂）。另外要說(shuō)明的是在液壓缸實(shí)現(xiàn)水平同步伸縮及垂直同步伸縮時(shí)—Y14三位四通閥的左右位會(huì)交替的帶電，使系統(tǒng)獲得足夠的壓力，多余的壓力會(huì)經(jīng)過(guò)溢流閥流回油箱。 圖2-5 中小噸位液壓系統(tǒng) 2.2.4 中小噸位汽車(chē)起重機(jī)支腿液壓回路分析 1. 圖2-5為中小噸位汽車(chē)起重機(jī)支

29、腿液壓回路原理圖，它共有八個(gè)液壓缸，即四個(gè)水平缸和四個(gè)垂直缸，這八個(gè)液壓缸屬于起重機(jī)下車(chē)液壓系統(tǒng)的一部分支腿液壓回路除了八個(gè)液壓缸外，主要還包括：一個(gè)三聯(lián)齒輪泵，下車(chē)多路閥，吸油濾油器，回油濾油器，兩條主油路，供油路K3，回油路K2，壓力表，每個(gè)液壓缸都有一個(gè)雙向液壓鎖。 2.下車(chē)液壓支腿共有五個(gè)工作狀態(tài)：（1）無(wú)工作（2）水平同步伸（3）水平同步縮（4）垂直同步伸（5）垂直同步縮、 3. 五個(gè)不同的工作狀態(tài)的過(guò)程分析： 第一種：無(wú)動(dòng)作，液壓油經(jīng)過(guò)吸油濾清器過(guò)濾被32號(hào)泵吸入下車(chē)主油路，油壓超過(guò)規(guī)定的壓力值時(shí)（液壓表控制）一部分經(jīng)溢流閥流回主回油路經(jīng)回油濾油器回油箱，另一部分經(jīng)K3進(jìn)入起

30、重機(jī)上車(chē)，循環(huán)一周后經(jīng)K2回油箱。 第二種：水平同步伸，液壓油經(jīng)吸油濾油器過(guò)濾后被32號(hào)泵吸入下車(chē)主供油路，經(jīng)壓力表測(cè)試，多余的油液會(huì)經(jīng)溢流閥流回下車(chē)主回油路，另一部分油液經(jīng)手動(dòng)三位四通換向閥的上位（此時(shí)三位四通閥A2,B2，A3，B3，A4，B4，A5，B5采用的是并聯(lián)的方式連接）分別進(jìn)入四個(gè)水平液壓缸的無(wú)桿腔，實(shí)現(xiàn)水平缸伸長(zhǎng)，同時(shí)有桿腔中的油液匯集后經(jīng)V,H手動(dòng)換向閥的上位進(jìn)入主回油路再由回油濾油器過(guò)濾后回油箱。 第三種：水平同步縮，液壓油經(jīng)吸油濾油器過(guò)濾后被32號(hào)泵吸入下車(chē)主供油路，經(jīng)壓力表測(cè)試，多余的油液會(huì)經(jīng)溢流閥流回下車(chē)主回油路，另一部分油液經(jīng)手動(dòng)三位四通換向閥的下位（此時(shí)三位四

31、通閥A2,B2，A3，B3，A4，B4，A5，B5采用的是并聯(lián)的方式連接）分別進(jìn)入四個(gè)水平液壓缸的有桿腔，實(shí)現(xiàn)水平缸縮回，同時(shí)無(wú)桿腔中的油液匯集后經(jīng)V,H手動(dòng)換向閥的下位進(jìn)入主回油路再由回油濾油器過(guò)濾后回油箱。 第四種：垂直同步伸，液壓油經(jīng)吸油濾油器過(guò)濾后被32號(hào)泵吸入下車(chē)主供油路，經(jīng)壓力表測(cè)試，多余的油液會(huì)經(jīng)溢流閥流回下車(chē)主回油路，另一部分油液經(jīng)手動(dòng)三位四通換向閥的上位（此時(shí)三位四通閥A2,B2，A3，B3，A4，B4，A5，B5采用的是并聯(lián)的方式連接）分別進(jìn)入四個(gè)垂直液壓缸的無(wú)桿腔，實(shí)現(xiàn)水平缸伸長(zhǎng)，此時(shí)有桿腔受液壓雙向鎖控制可防止靜態(tài)時(shí)動(dòng)臂自然你那下降同時(shí)有桿腔中的油液匯集后經(jīng)V,H手動(dòng)

32、換向閥的上位進(jìn)入主回油路再由回油濾油器過(guò)濾后回油箱。 第五種：垂直同步縮，液壓油經(jīng)吸油濾油器過(guò)濾后被32號(hào)泵吸入下車(chē)主供油路，經(jīng)壓力表測(cè)試，多余的油液會(huì)經(jīng)溢流閥流回下車(chē)主回油路，另一部分油液經(jīng)手動(dòng)三位四通換向閥的下位（此時(shí)三位四通閥A2,B2，A3，B3，A4，B4，A5，B5采用的是并聯(lián)的方式連接）分別進(jìn)入四個(gè)垂直液壓缸的有桿腔，實(shí)現(xiàn)垂直缸收縮，此時(shí)有桿腔受液壓雙向鎖控制可防止靜態(tài)時(shí)動(dòng)臂自然你那下降同時(shí)無(wú)桿腔中的油液匯集后經(jīng)V,H手動(dòng)換向閥的上位進(jìn)入主回油路再由回油濾油器過(guò)濾后回油箱。 2.2.5 兩種液壓支腿回路的比較 比較知大噸位和中小噸位的差別在于大噸位有單獨(dú)的泵供油，能保證

33、系統(tǒng)所需要的液壓力，使支腿液壓系統(tǒng)不會(huì)因上車(chē)工況的影響，換向閥由原來(lái)的多路閥改為單獨(dú)的電磁閥，支腿的操作由手動(dòng)變?yōu)殡娐房刂频陌粹o操作，使支腿系統(tǒng)的操作更加簡(jiǎn)化方便，同時(shí)電磁換向閥布置在每個(gè)液壓缸的旁邊這樣可以減少液壓油在傳輸過(guò)程中的能量損失，使之腿動(dòng)作時(shí)更加及時(shí)有效，而且采用單獨(dú)的液壓系統(tǒng)可以在保證支腿工作需要的前提下簡(jiǎn)化下車(chē)液壓構(gòu)造，大大減少不必要的高工作壓力而造成的成本浪費(fèi)和能量的損失。 第3章 起重機(jī)支腿液壓系統(tǒng)原件的確定 3.1 系統(tǒng)壓力的確定 3.1.1 液壓系統(tǒng)各回路計(jì)算及主要元件的選擇 系統(tǒng)工

34、作壓力應(yīng)按整機(jī)性能要求，考慮經(jīng)濟(jì)性和液壓技術(shù)現(xiàn)有水平確定。在給定外負(fù)載下。系統(tǒng)的工作壓力越高，各液壓元件及管路系統(tǒng)的尺寸就越小。重量越輕.結(jié)構(gòu)越緊湊。但由此導(dǎo)致對(duì)密封、制造加工精度和元件材質(zhì)的要越嚴(yán)，維護(hù)和修理也越困難。況且系統(tǒng)工作壓力高到一定程度后，隨著高壓力對(duì)壁厚和密封要求的提高，系統(tǒng)的尺寸和重量反而會(huì)增加。由《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知現(xiàn)有輪式起重機(jī)采用的工作壓力為: 1.中壓:10MPa~25MPa，用于中小型輪式起重機(jī)； 2.高壓:25MPa~32MPa,用于大中型輪式起重機(jī)； 3.超高壓:32MPa以上，用于特大型或有特殊要求的輪式起重機(jī)。 QY100K汽車(chē)起重機(jī)屬于大型汽車(chē)

35、起重機(jī)。結(jié)合實(shí)際情況，本文在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，初選系統(tǒng)壓力為25MPa。 3.2 支腿壓力計(jì)算 3.2.1 計(jì)算工況及載荷 1. 輪式起重機(jī)計(jì)算支腿壓力或輪胎壓力有幾種目的，不同目的載荷組合不同。設(shè)計(jì)支腿載荷用于驗(yàn)算支腿結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和支腿液壓缸的最大閉鎖壓力。載荷選擇最不利組合，工況是起重最大額定起重量，作正常的起、制動(dòng)并與回轉(zhuǎn)作復(fù)合動(dòng)作。吊臂位在最不利位置上。此時(shí)起升載荷為考慮動(dòng)載系數(shù)的最大額定起重量,水平力為，臂架位置。 2. 起重機(jī)支腿壓力是指支腿在起重機(jī)吊重時(shí)，所承受的最大法向反作用力。 在計(jì)算支腿壓力前，要先分析一下車(chē)架——支腿——支撐面這一體系的變化情況。假如車(chē)架一支腿體系

36、的剛度很大，相對(duì)變形較小，且支承面又很堅(jiān)硬，相對(duì)沉陷也小，起重機(jī)正常吊重時(shí)只要總載荷力不落于支腿外，四個(gè)支腿可始終不離地面，假如車(chē)架剛度較小，則與支腿形成的梁柱體系在起重機(jī)正常吊重工作時(shí)，此時(shí)支腿壓力分配可按載荷合力位置距支腿的遠(yuǎn)近反比分配四個(gè)支腿也不會(huì)離開(kāi)地面。 3. 當(dāng)車(chē)架一支腿一支撐面體系不是上述情況，如車(chē)架剛度較大，而支腿或支撐面有彈性，則起重機(jī)吊重正常工作時(shí)，四個(gè)支腿常有一個(gè)支腿離地，形成三點(diǎn)支承。起重機(jī)是四點(diǎn)支承還是三點(diǎn)支承，要視載荷合力偏離支腿中心的方向而定，也視吊臂位置而定，起重機(jī)在正常吊重情況下，經(jīng)常呈現(xiàn)三點(diǎn)支承，故按彈性支承的假設(shè)來(lái)計(jì)算支腿的壓力。 3.2.2 按三

37、點(diǎn)支撐的壓力計(jì)算 假設(shè)吊臂位置在離起重機(jī)縱軸線(X軸)角處，令底盤(pán)不回轉(zhuǎn)部分重量為, 其重心位置在離支腿中心(坐標(biāo)原點(diǎn)0 ) 處，起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心()，離支腿中心0的距離為。上車(chē)重量G1，臂架重量Gb，轉(zhuǎn)臺(tái)與配重及其它重G3，計(jì)算起升載荷Pq，它們的合力G0，即 G0=G1+Gb+G3+Pq..................................................(3-0) 合力距0點(diǎn)的距離為： :..........................................(3-1) 由于回轉(zhuǎn)慣性力、離心力和風(fēng)力等水

38、平力作用，在吊臂頭部作用有水平力T=，則作用在吊臂平面內(nèi)的力矩 ....................................................................(3-2) 按三點(diǎn)支承的支腿壓力計(jì)算，如圖3-1支腿A抬起，支腿B, C. D受力則 ............................................................(3-3) ...................(3-4)............................(3-5)臂架轉(zhuǎn)到工況II時(shí)，即角為鈍角時(shí)，則支腿B上

39、抬，支腿C, D. A受力 則受力最大的支腿D的壓力為: ...............(3-6) 當(dāng)臂架位于工況I位置時(shí)，最大受力支腿是C支腿，令,解得角值即是C支腿壓力為最大時(shí)的角值，其值為。將值代入公式3-4或?qū)⒋牍?--5可求得C支腿的最大支腿壓力或D支腿最大支腿壓力。 比較其值大小，大者為計(jì)算工況。這里忽略了B與C. A與D支腿叉開(kāi)的實(shí)際情況(影響不大)。 比較C和D的公式，可以先用判別式： ..........................................................

40、.............(3-7) 、本身帶有符號(hào)， 如圖所示，在O上側(cè)為正，在下側(cè)為負(fù)若判別式為負(fù)且大于-1，則吊臂在工況I時(shí)C支腿壓力達(dá)到最大值。若判別式小于-1，則吊臂在工況II時(shí)D支腿達(dá)到最大值，若、在同側(cè)，則不必用此判別式，顯然可以判斷出那個(gè)是承受最大壓力的支腿。 由： =5KN=150KN = 222KN = 172KN =1.5m =3.7m r=0.8m h=13.5m b=2m a=3.8m b=3.78m R=3m 則有式3--0 1399KN所以 大于-1，則C支腿壓力達(dá)到最大值 由式3-4得C=707KN。

41、 圖3-1 支腿受力分析圖 3.3 水平支腿液壓缸作用力的確定 水平支腿液壓缸的作用是將支腿臂在需要的時(shí)候推出固定支腿，使支腿的到一定的跨距，其作用力較小，參考同類設(shè)計(jì)，這里假定其所受的最大外負(fù)載力為=100KN。 3.4 各種液壓缸尺寸的確定 3.4.1 垂直液壓油缸尺寸的確定 1.缸筒內(nèi)徑可由以下公式求得： = ........................................（3-4-1） 式中: ——垂直液壓油缸的作用力，=707KN； ——系統(tǒng)壓力，=32MPa； 則有 =0.

42、167m=167mm............................................（3-4-2） 查標(biāo)準(zhǔn)，將其圓整為D=180mm，無(wú)桿腔面積為=254.26。 2. 活塞直徑的確定。 活塞桿直徑為 。由于系統(tǒng)壓力大于20MPa，取2所以d=127取標(biāo)準(zhǔn)值mm，=131.60 活塞桿強(qiáng)度得驗(yàn)算 活塞桿工作時(shí)，一般主要受軸向拉壓作用力，因此活塞桿的強(qiáng)度驗(yàn)算可按直桿拉壓力公式計(jì)算，即 .............................................................................(3-4-3)

43、式中--活塞桿內(nèi)應(yīng)力 F--液壓缸負(fù)載 --活塞桿材料須用應(yīng)力，=/n，為材料的抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù),一般取n3--5 液壓缸材料為45無(wú)縫鋼，=440Mpa 經(jīng)計(jì)算滿足要求 3. 垂直液壓油缸缸筒壁厚的計(jì)算 按薄壁計(jì)算缸筒壁厚，其計(jì)算公式為： （3-4-4） 式中： ——最高允許壓力，=MPa； ——缸筒內(nèi)徑，=180mm; ——缸筒材料的許用應(yīng)力，=MPa，其中為缸筒材料的屈服強(qiáng)度，缸筒材料為45鋼無(wú)縫鋼管，故=600MPa，為安全系數(shù)，取=2。 圓整為=20mm。因小于10，

44、故為薄壁缸 4. 各種液壓缸尺寸的確定 因?yàn)楦鞲坠ぷ鳁l件相同，其余液壓缸尺寸的計(jì)算過(guò)程與變幅液壓缸的相同。由公式3-2,及公式3-3可得各液壓缸尺寸。各液壓尺寸如表3-1所示： 表3-1 各種液壓缸的尺寸 液壓缸 作用力（KN） 缸筒內(nèi)徑 (mm） 活塞桿直徑（mm） 無(wú)桿腔面積(cm2) 有桿腔面積（cm2） 壁厚 （mm） 垂直液壓缸 707 180 125 254.26 131.60 20 水平液壓缸 100 63 45 31.36 15.26 7 5. 各種液壓缸工作壓力差的計(jì)算 假設(shè)液壓缸回油壓力為零，則液壓缸

45、的工作壓力差可由公式3-4計(jì)算得到： ............................................(3-4） 式中： ——液壓缸作用力； ——液壓缸無(wú)桿腔的面積。 由表3-1及公式3-4可得各種液壓缸的工作壓力差， 如表3-2所示： 表3-2 液壓缸工作壓力差 項(xiàng)目 垂直液壓缸（KN） 水平液壓缸（KN） 液壓缸作用力（N） 707 100 無(wú)桿腔面積 254.26 31.16 （MPa） 27.81 32.09 3.5 液壓缸伸縮速度及流

46、量的計(jì)算 3.5.1 垂直液壓缸伸縮速度及流量的計(jì)算 1.平均伸縮速度為： =0.06m/min 式中： ——水平液壓缸的工作行程，=450mm； ——伸出時(shí)間，= 45s。 2.垂直液壓缸流量的計(jì)算： =15.26L/min 式中： ——垂直支腿液壓缸無(wú)桿腔面積，=254.26。 當(dāng)四個(gè)垂直支腿同時(shí)工作時(shí)的流量為 3.5.2 水平液壓缸伸縮速度及流量的計(jì)算 1.水平液壓缸平均伸縮速度為： =0.0864m/s=5.18m/min 式中： ——水平液壓缸的工作行程，=2160mm； ——伸出時(shí)

47、間，=25s。 2.水平液壓缸的平均輸入流量為： 式中： ——水平支腿液壓缸無(wú)桿腔面積，=31.16。 當(dāng)四個(gè)水平支腿同時(shí)工作時(shí)的流量為： 3.6 液壓泵的工作壓力及排量的確定,液壓泵的選擇 3.6.1 液壓泵額定工作壓力的確定 1.液壓泵的工作壓力可按下式求得： .....................................(3—6—1) 式中： ——儲(chǔ)備系數(shù)，一般取=1.05～1.4； ——垂直液壓油缸伸腿工作時(shí)的壓力 ——沿程壓力損失和局部壓力損失之和 2.垂直支腿液壓缸額定作用力的計(jì)算： 垂直支腿液壓缸的作

48、用是撐起起重機(jī)，因?yàn)榇怪币簤焊资窃谄鸬踔匚锴肮ぷ?，?dāng)垂直支腿完全伸出后，由單項(xiàng)順序閥對(duì)液壓缸進(jìn)行鎖止，此時(shí)有液壓鎖的作用保證起重機(jī)在起吊重物時(shí)各種工況都滿足支腿壓力的要求，下車(chē)支腿系統(tǒng)液壓泵只對(duì)支腿伸縮式提供動(dòng)力，因此支腿系統(tǒng)的液壓泵工作壓力只需滿足起重機(jī)伸垂直支腿時(shí)垂直液壓缸工作壓力的需求，為安全起見(jiàn)，對(duì)垂直支腿液壓缸支腿反力 進(jìn)行如下計(jì)算，如圖3-2所示。則垂直支腿液壓缸的作用力為： 圖3-2 垂直支腿受力情況 .....................................(3—6—2) 式中： ——起重機(jī)整車(chē)自重，=539KN； ——前支腿到重

49、心的距離，由上面數(shù)據(jù)得=2.08m； ——后支腿到重心的距離，由上面數(shù)據(jù)得=5.48m。 則有 所以： = 3.——沿程壓力損失和局部壓力損失之和,一般取0.5～1.5MPa，取=1.5MPa。 4. 液壓泵的工作壓力 由式(3—6—1) 得： 3.6.2液壓泵額定流量的計(jì)算 1.液壓泵額定流量由以下公式求得： 式中： ——系統(tǒng)泄漏系統(tǒng),其值為1.1～1.3,現(xiàn)取= 1.1； qmax —— 液壓系統(tǒng)需要的最大流量 3.6.3 液壓泵的選擇 1.根據(jù)液壓泵的額定工作壓力和額定流量的計(jì)算值，可選

50、擇斜外嚙合齒輪泵CB-100為支腿液壓回路油泵。該泵性能參數(shù)如下： 排量 99.45cm3/r 額定壓力 10 MPa 最大壓力 12.5 MPa 額定轉(zhuǎn)速 1450r/min 最大轉(zhuǎn)速 1650r/min 2.液壓泵實(shí)際輸入流量的計(jì)算 在本設(shè)計(jì)中，液壓泵由發(fā)動(dòng)機(jī)奔馳歐姆460LA.E3A/1有在變速箱上的取力器驅(qū)動(dòng)，設(shè)定取力器的傳動(dòng)比使其滿足額定轉(zhuǎn)速為=145000r/min，故此泵輸入流量為： 式中： ——液壓泵的排量，=99.45cm3/r； ——液壓泵的容積效率，=0.92。 第4章 支腿液壓系統(tǒng)附件的選用 4.1液壓油箱

51、的設(shè)計(jì) 4.1.1油箱的基本功能和分類 1.儲(chǔ)存工作介質(zhì)；2、散發(fā)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的熱量；3、分離油液中混入的空氣；4、沉淀污染物及雜質(zhì)。 油箱可分為開(kāi)式油箱和閉式油箱二種。開(kāi)式油箱，箱中液面與大氣相通，在油箱蓋上裝有空氣過(guò)濾器。開(kāi)式油箱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便，液壓系統(tǒng)普遍采用這種形式。閉式油箱一般用于壓力油箱，內(nèi)充一定壓力的惰性氣體，充氣壓力可達(dá)0.05MPa。如果按油箱的形狀來(lái)分，還可分為矩形油箱和圓罐形油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安放液壓器件，所以被廣泛采用；圓罐形油箱強(qiáng)度高，重量輕，易于清掃，但制造較難，占地空間較大，在大型冶金設(shè)備中經(jīng)常采用。 4.1.2 油

52、箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 圖4-1為油箱簡(jiǎn)圖。設(shè)計(jì)油箱時(shí)應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)。 圖4-1 油箱 1—液位計(jì)；2—吸油管；3—空氣過(guò)濾器；4—回油管；5—側(cè)板；6—入孔蓋；7—放油塞；8—地腳；9—隔板；10—底板；11—吸油過(guò)濾器；12—蓋板； （1）油箱必須有足夠大的容積。一方面盡可能地滿足散熱的要求，另一方面在液壓系統(tǒng)停止工作時(shí)應(yīng)能容納系統(tǒng)中的所有工作介質(zhì)；而工作時(shí)又能保持適當(dāng)?shù)囊何弧? （2）吸油管及回油管應(yīng)插入最低液面以下，以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。管口與箱底、箱壁距離一般不小于管徑的3倍。吸油管可安裝100μm左右的網(wǎng)式或線隙式過(guò)濾器，安裝位置要便于裝卸和清洗過(guò)濾器。

53、回油管口要斜切45角并面向箱壁，以防止回油沖擊油箱底部的沉積物，同時(shí)也有利于散熱。 （3）吸油管和回油管之間的距離要盡可能地遠(yuǎn)些，之間應(yīng)設(shè)置隔板，以加大液流循環(huán)的途徑，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。隔板高度為液面高度的2/3～3/4。 （4）為了保持油液清潔，油箱應(yīng)有周邊密封的蓋板，蓋板上裝有空氣過(guò)濾器，注油及通氣一般都由一個(gè)空氣過(guò)濾器來(lái)完成。為便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低處設(shè)置放油閥。對(duì)于不易開(kāi)蓋的油箱，要設(shè)置清洗孔，以便于油箱內(nèi)部的清理。 （5）油箱底部應(yīng)距地面150mm以上，以便于搬運(yùn)、放油和散熱。在油箱的適當(dāng)位置要設(shè)吊耳，以便吊運(yùn)，還要設(shè)置液位

54、計(jì)，以監(jiān)視液位。 （6）對(duì)油箱內(nèi)表面的防腐處理要給予充分的注意。常用的方法有： ① 酸洗后磷化。適用于所有介質(zhì)，但受酸洗磷化槽限制，油箱不能太大。 ② 噴丸后直接涂防銹油。適用于一般礦物油和合成液壓油，不適合含水液壓液。因不受處理?xiàng)l件限制，大型油箱較多采用此方法。 ③ 噴砂后熱噴涂氧化鋁。適用于除水-乙二醇外的所有介質(zhì)。 ④ 噴砂后進(jìn)行噴塑。適用于所有介質(zhì)。但受烘干設(shè)備限制，油箱不能過(guò)大。 考慮油箱內(nèi)表面的防腐處理時(shí)，不但要顧及與介質(zhì)的相容性，還要考慮處理后的可加工性、制造到投入使用之間的時(shí)間間隔以及經(jīng)濟(jì)性，條件允許時(shí)采用不銹鋼制油箱無(wú)疑是最理想的選擇。 4.1.3油箱容積確

55、定 油箱容量與系統(tǒng)的流量有關(guān)，一般容量可取最大流量的3～5倍。油箱中油液溫度一般推薦在30～50℃，最高不應(yīng)超過(guò)75℃。歸于工具及其他固定裝置，工作溫度可允許在40～55℃；對(duì)于行走機(jī)械，如裝載車(chē)輛、工程機(jī)械的油箱，最高溫度允許到75℃，在特殊情況下允許達(dá)到85℃；對(duì)于高壓系統(tǒng)，為減少泄漏，工作溫度不應(yīng)超過(guò)50℃，建議當(dāng)油溫超過(guò)65℃時(shí)，就應(yīng)采用冷卻裝置對(duì)油液進(jìn)行冷卻。另外，油箱容量大小可從散熱角度去設(shè)計(jì)。計(jì)算出系統(tǒng)發(fā)熱量與散熱量，再考慮冷卻器散熱后，從熱平衡角度計(jì)算出油箱容量。 1.容量的計(jì)算 油箱的容積一般為泵每分鐘流量的2-4倍，當(dāng)系統(tǒng)采用定量泵時(shí)油箱的容量不能小于泵每分鐘

56、流量的2倍。此系統(tǒng)中泵流量為141.68L/min，則油箱容積L。油箱的具體尺寸需根據(jù)汽車(chē)起重機(jī)上車(chē)系統(tǒng)實(shí)際布置情況確定。 2.總上油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為 (1)油箱一般為長(zhǎng)六面體，其長(zhǎng)、寬、高之比可依主機(jī)總體布置決定，約在1：1：1～1：2：3之間；所以選擇油箱的尺寸為750、590、670 。 （2）由于是大型油箱須先用角鋼焊成骨架，然后再焊上鋼板制成，壁板的厚度應(yīng)考慮油箱容積的大小及實(shí)際工況，在條件允許的情況下，盡量選薄些，以減輕油箱重量；則選定厚度為4mm (3)油箱底腳的高度一般在150 mm以上，以便散熱、搬移和放油，其壁厚應(yīng)為箱體壁厚的2～3倍。氣相通。通氣孔處應(yīng)設(shè)置空氣濾

57、清器，它既能過(guò)濾空氣，又可利用其下部的濾油網(wǎng)作加油時(shí)的過(guò)濾裝置。 (4)油箱的底面適當(dāng)傾斜，并在其最低位置處設(shè)置放油閥或放油塞。在箱壁的易見(jiàn)部位應(yīng)設(shè)置油面高度指示器。在油箱的側(cè)壁應(yīng)開(kāi)設(shè)用于安裝清洗、維護(hù)的窗口，平時(shí)可用密封墊及蓋板封死，需要時(shí)打開(kāi)。 (5)泵的吸油管口所裝濾油器底面與油箱底面應(yīng)保持一定距離，其側(cè)面離箱壁應(yīng)有3倍管徑的距離，以使油液能從濾油器的四周和上、下面進(jìn)入濾油器內(nèi)?；赜凸芸趹?yīng)插入最低油面以下，離箱底距離大于管徑的2～3倍，避免飛濺起泡?；赜凸芸趹?yīng)切成45。斜口，以增大出油面積，其斜口應(yīng)面向箱壁以利于散熱、減緩流速和雜質(zhì)沉淀。閥的泄漏油管應(yīng)在液面以上(不宜插入油中)，以免

58、增加漏油腔的背壓。各進(jìn)、回油管通過(guò)頂蓋的孑L均需裝密封圈，以防止油液污染。油箱的內(nèi)壁也必須進(jìn)行加工處理。 （6）新油箱須經(jīng)噴丸、酸洗和表面清洗，其內(nèi)壁可涂一層與工作液相容的塑料薄膜或耐油涂料。 4.1.4油箱附件的選取 一般根據(jù)液壓系統(tǒng)的具體要求配置油箱附件。合理選用附件，可使油箱充分發(fā)揮作用。油箱附件主要包括空氣濾清器、吸油濾清器、回油濾清器、泄露回油口、液位液溫計(jì)組成其位置分布如下圖。 圖4-1 油箱部件分布圖 1.對(duì)于開(kāi)式油箱，空氣濾清器是必備的。它通常兼作注油口，其容量一般按泵最大流量的1．5～2倍選配，即使系

59、統(tǒng)在峰值液面迅速變化時(shí)，也能使油箱保持足夠大的氣壓?？諝鉃V清器常置于油箱頂部，對(duì)于行走機(jī)械，要考慮油箱安裝位置，保證車(chē)輛行駛在上坡或下坡時(shí)油液不溢出。 圖4—2 空氣濾清器 表4—1 型號(hào) PAF2-※-※-※F 單向閥開(kāi)啟壓力／MPa 0.2、0.35、0.7 空氣流量／(m^3/min) 0.45、0.55、0.75 過(guò)濾精度／μm 10、20、40 油過(guò)濾網(wǎng)孔／mm 0.5(

60、可據(jù)用戶要求) 適應(yīng)溫度／℃ -20～100 聯(lián)接方式 法蘭(6只M416) 重量／kg 0.28 2. 吸油濾清器 吸油濾清器一般作為保護(hù)型過(guò)濾器，用于保護(hù)液壓泵不被較大顆粒的污染物損壞，常安裝在液壓油箱內(nèi)。眾所周知，在泵口安裝過(guò)濾器會(huì)增加吸油阻力。對(duì)于某些變量泵，其吸油口的真空度都有嚴(yán)格的要求。為了達(dá)到泵所需的真空度要求，可以不裝吸油濾清器，但系統(tǒng)必須安裝回油濾清器，以保證液壓油箱油液有較高的清潔度，使液壓泵不受大顆粒

61、的污染物的損害。設(shè)有吸油濾清器的系統(tǒng)，為了達(dá)到泵吸油所需的真空度要求，特別在需冷起動(dòng)的情況下，選配吸油濾清器須考慮： (1)選配的吸油濾清器過(guò)濾能力要適當(dāng)增大； (2)吸油管盡可能短、直； (3)盡量將油箱安裝在泵吸油口以上，以增加泵的吸油真空度； (4)吸油濾清器的過(guò)濾精度一般選擇40～125m ； (5)在滿足液壓系統(tǒng)要求下，盡量選擇較小的液壓油箱，以短期內(nèi)達(dá)到操作所需的溫度和粘度； (6)選擇帶濾芯和濾殼的濾清器，不僅具有自封能力而且?guī)в姓婵毡怼? 3.回油濾清器 回油濾清器一般作為工作型過(guò)濾器，常選用精濾器，要獲得最佳過(guò)濾能力，必須滿足2個(gè)條件： (1)Q d>Q h。

62、實(shí)際Q h流量不僅要考慮泵的 最大流量，而且要考慮不等面積液壓缸、系統(tǒng)的蓄能器等因素。 (2)回油濾清器在潔凈狀態(tài)下，一般自身總壓差△P ≤0．05 MPa，以保證濾油器在實(shí)際的使用中達(dá)到流量及壽命的最佳化?！鱌 為濾殼的壓差 APlk和濾芯壓差△Jpl 之和，如果Ap ≤0．05 MPa，表明所選的濾油器規(guī)格合適。否則，要選擇一個(gè)更大規(guī)格的濾油器重新計(jì)算，直到滿足上述條件為止?；赜蜑V清器過(guò)濾精度一般按液壓設(shè)備對(duì)油清潔度要求最高的液壓元件來(lái)選擇確定。回油濾清器可安裝在油箱的側(cè)面或頂部，但需保證油液的出口始終在液面以下，以防產(chǎn)生氣泡。 4.液位液溫計(jì) 油箱液位計(jì)的最高刻度線對(duì)應(yīng)油液最高

63、位置，最低刻度線對(duì)應(yīng)油液最低允許油位(為了確保液壓泵不被吸空，最低允許油位一般設(shè)置在泵吸油口以上75 IIlln左右)。大型油箱，在最低允許油位處設(shè)置小液位計(jì)或液位傳感器。當(dāng)液位達(dá)到最低允許油位時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒操作者加油。液位計(jì)一般安裝在易觀察的地方。對(duì)于要求比較高的特殊油箱還設(shè)有加熱器、冷卻器和油溫測(cè)量裝置等，可根據(jù)實(shí)際要求選擇配 4.2 油管的確定 表4—1 油管流速表 推薦各種情況管道中油液的流速 各種管路 吸油管 壓力管 回油管 短管及局部收縮處 流速V（m/s） 0.5-1.5 2-6 1.5-2.5 ≤10 注：對(duì)于壓力管：當(dāng)壓力高

64、、流量大、管路短時(shí)取大值，反之取小值。當(dāng)系統(tǒng)壓力P＜25（bar）時(shí)，取v=2（m/s），P=25～100（bar）時(shí)，取v=3～5（m/s），P＞100（bar）時(shí)，取v=5~7（m/s）。 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)的流量及壓力較大，故油管內(nèi)的允許流速應(yīng)取大值，對(duì)吸油管取1.5m/s；對(duì)回油管可取2.5m/s；對(duì)壓力油管，取6m/s。 油管的內(nèi)徑由下面的公式確定： 膠管： cm （4—1） 式中： ——流經(jīng)管路的流量(L/min) ——油管內(nèi)的允許流速。(m/s) 鋼管： ——流經(jīng)管路的流量(/S) ——

65、油管內(nèi)的允許流速。(m/s) 根據(jù)3.5中計(jì)算所得液壓系統(tǒng)各泵及執(zhí)行元件流量及各類油管允許流速。經(jīng)公式（4—1）計(jì)算可得系統(tǒng)油管的內(nèi)徑，如表4—2所示： 表4—2 油管內(nèi)徑 項(xiàng)目 液壓泵工作油管 支腿缸油管（膠管） 總回油管（膠管） 支路回油管（鋼管） 吸油管（膠管） 壓油管（鋼管） 通過(guò)流量L/min 132.7 132.7 15.6 132.7 62.4 允許流速（m/s） 1.5 6 6 2.5 2.5 計(jì)管徑算值（mm） 13.7 21.6 2.3 13.7 23.1 管子

66、內(nèi)徑（mm） 16 25 5 16 25 管子外徑 （mm） 29.6 34 15.7 29.6 34 注： 1.為管件統(tǒng)一支路壓油管與支路回油管相同 2.支腿液壓缸工作油管相同，按垂直液壓缸的工作油管取值； 4.3液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)（液壓油） 正確的選用液壓油對(duì)起重機(jī)液壓系統(tǒng)適應(yīng)各種環(huán)境條件和工作狀況的能力、延長(zhǎng)系統(tǒng)和元件的壽命、提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性、防止事故發(fā)生等方面都有重要影響。液壓工作介質(zhì)一般稱為液壓油，液壓介質(zhì)的性能對(duì)液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)有很大影響 ，主要有石油基液壓油和難燃液壓液兩大類。 下表給出幾種不同牌號(hào)的液壓油及其適用條件。 表4—3液壓油性能表 4.4 液壓系統(tǒng)能量的分析與計(jì)算 4.4.1 各工況下壓力損失的計(jì)算 1.系統(tǒng)的壓力損失包括沿程壓力損失和局部壓力損失，由于系統(tǒng)管路布置的沿程壓力損失和彎管處、管接頭等局部壓力損失無(wú)法估算，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，這部分損失定為=0.5MPa。回油路上濾油器，其壓力損失之和=0.1 MPa。以下計(jì)算中，及意義相同。液壓閥處的壓力損失可有以下公式得到：