毕业论文_液压绞车设计.doc

第一章绪论1・1液压传动系统概论1.1.1传动类型及液压传动的定义一部完备的机器都是由原动机、传动装置和工作机组成原动机（电动机或内 燃机）是机器的动力源；工作机是机器直接对外做功的部分；而传动装置则是设置在 原动机和工作机之间的部分，用于实现动力（或能量）的传递、转换与控制，以满足 工作机对力（或力矩）、工作速度及位置的要求按照传动件（或转速）的不同，有机械传动、电器传动、流体传动（液体传动 和气体传动）及复合传动等的要求液体传动又包括液力传动和液压传动是以动能进行工作的液体传动液压传动 则是以受压液体作为工作介质进行动力（或能量）的转换、传递、控制与分配的液体 传动由于其独特的技术优势，以成为现代机械设备与装置实现传动及控制的重要技 术手段之一1.1.2液压系统的组成部分液压传动与控制的机械设备或装置中，其液压系统大部分使用具有连续流动性 的液压油等工作介质，通过液压泵将驱动泵的原动机的机械能转换成液体的压力能， 经过压力、流量、方向等各种控制阀，送至执行机器（液压缸、液压马达或摆动液压 马达）中，转换为机械能去驱动负载这样的液压系统一般都是由动力源、执行器、 控制阀、液压附件几液压工作介质的几部分所组成。

一般而言，能够实现某种特定功能的液压元件的组合，称为液压回路为了实 现对某一机器或装置的工作要求，将若干特定的基本回路连接或复合而成的总体称为 液压系统1.1.3液压系统的类型液压系统可以按多种方式进行分类，见表1・11.1.4液压技术的特点与其它传动控制方式相比较，液压传动与控制技术的特点如2（1）优点1） 、单位功率的重量轻2） 、布局灵活方便表IT液压系统的分类「按亦和分类臨蠶L液压传动系统—按工作特征分类 忙液坯制系统液压系统「阀控系统 慕$系统L执行测控系统按主换向阀在中位时厂中开式系统_ 的工储态I宁晦统严田、“米r固定站用絮统 丄按用途分六-L行走设备用系统3） 、调速范围大4） 、工作平稳、快速性好5） 、易于操纵控制并实现过载保护6） 、易于自动化和机电一体化7） 、易于操纵控制并实现过载保护8） 、液压系统设计、制造和使用维护方便2）缺点1）、不能保证定比传动此论文为参考论文，需要完整版联系6395204492） 、传动效率低3） 、工作稳定性易受温度影响4） 、造价较高5） 、故障诊断困难1.2绞车的简介在起重机械中，用以提升或下降货物的机构称为起升机构，一般采用卷扬式，而 这样的机器叫做卷扬机又叫绞车。

卷扬机的卷扬机构一般由驱动装置、钢丝绳卷绕系统、取物装置和安全保护装置 等组成驱动装置包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等部件钢丝绳卷绕 系统包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮取物装置有吊钩、吊坏、抓斗、电磁吸盘、 吊具挂梁等多种形式安全保护装置有超负载限制器、起升高度限位器、下降深度限 位器、超速保护开关等，根据实际需要配用卷扬机的駆动方式有三种，分别为内燃机駆动、电动机駆动和液压駆动内燃机駆动的起升机构，其动力由内燃机经机械传动装置集中传给包括起升机构 在内的各个工作机构，这种駅动方式的优点是具有自身独立的能源，机动灵活，适用 于流动作业为保证各机构的独立运动，整机的传动系统复杂笨重由于内燃机不能 逆转，不能帯载起动，需依靠传动环节的离合实现起动和换向，这种驱动方式调速困 此论文为参考论文，需要完整版联系639520449难，操纵麻烦，属于淘汰类型廿前只有少数地方应用屯动机驱动是卷扬机的主要驱动方式直流屯动机的机械特性适合起升机构的工 作要求，调速性能好，但获得直流电源较为困难在大型的卷扬机中，常采用内燃机 和直流发屯机实现直流传动交流屯动机驱动能直接从屯网取得屯能，操纵简单，维 护容易，机组重量轻，工作可靠，在屯动卷扬机中应用广泛。

液压驱动的卷扬机，由原动机带动液压泵，将工作油液输入执行构件（液压缸或 液压马达）使机构动作，通过控制输入执行构件的液体流量实现调速液圧驱动的优 点是传动比大，可以实现大范围的无级调速，结构紧凑，运转平稳，操作方便，过载 保护性能好缺点是液压传动元件的制造精度要求高，液体容易泄漏口前液圧驱动 在建筑卷扬机中获得H益广泛的应用1・3拟定绞车液压系统图系统的工作原理及其特点简要说明如下：（见图1.1）液压马达9的排量切换由二位四通电磁换向阀5实现，控制压力由液压马达9 自身捉供，为了防止下放时因超越负载作用而失速，在马达回油路上设置了外控式平 衡阀4另外，为了提高系统工作可靠性，以防污染和过热造成的故障，在回油路上设 置了回油过滤器7及冷却器8三位四通电磁换向阀9的中位机能为K型，所以，绞 车停止待命吋，液压泵可以中位低压卸荷，有利丁节能表1.2绞车液压系统电磁铁动作顺序1:况电磁铁1YA2YA3YA满载卷扬上升—+——空包下放+——停止——+由表1.2可知：当电磁铁2YA通电时，三位四通电磁换向阀5切换至右位，液压油经过单向阀进入液压马达2,驱动滚筒卷扬方向旋转当电磁铁1YA通电时，负载 由平衡阀支撑的同时快速下放，当需要制动时，电磁铁3YA通电，制动器制动。

5、三位四通电磁换向阀7、回汕过滤器8冷却器9、液压马达10、油箱第二章卷扬机构的方案设计卷扬机方案设计的主要依据：机构的驱动方式；安装位置的限制条件和机型种类 与参数匹配等2.1常见卷扬机构结构方案及分析2.1.1非液压式卷扬机构方案比较根据卷扬机构原动机和卷筒组安装相对位置不同，卷扬机构结构布置方案的基本 型有并轴式和同轴式两种而这两种基本型中乂有单卷筒和双卷筒之分下面介绍儿 种常见的卷扬机构结构方案a) (b)图此论文为参考论文，需要完整版联系639520449卷扬机构图2」所示为并轴式单卷筒卷扬机构，他们的卷筒轴与原动机轴线并列平行布置, 结构简单、紧凑为了提高取物装置在空载或轻载时的下降速度，有的卷扬机构设置了重力下降装 置(图2.1b)o在卷筒上装有带式制动器和内涨式摩擦离合器当离合器分离时，驱 动卷筒的动力源被切断，卷筒处于浮动状态，这时可利用装在卷筒上的带式制动器控 制取物装置以重力快速下降卷扬机构方案设计中一个重耍问题是卷筒轴与减速器输出轴的连接方式图2.1(a)、(b)所示方案，它们是把卷筒安装在减速器输出轴的延长部分上，从力学观点 看，属于三支点的超静定轴，减小了轴承受的弯矩。

但是，这种结构对安装精度要求 很高，而冃使的卷筒组和减速器的装配很不方便，减速器也不能独立进行装配和试运 转，更换轴承也较困难然而，它的外形尺寸小，结构简单，适用于中小型建筑机械 的卷扬机构图2.1 (c)、(d)所示方案，卷筒组与减速器输出端均采用了补偿式连接图2.1(c) 减速器的输出轴利用齿轮连轴节与卷筒连接，冃直接把动力传递给卷筒图2.1(d) 是釆用十字滑块联轴节将卷筒和减速器输出轴连成一体，卷筒轴的右端仲入到 减速器输岀轴上的联轴节半休中心孔内，构成了轴的一个支点，输出轴和卷筒轴均为 筒支结构，构造紧凑，制造、安装均有良好的分组性并轴布置双卷筒卷扬机构(图2.2),由一台液压马达通过二级齿轮减速器分别驱 动装在两根平行轴上的主、副卷筒在这两个卷筒上分别装有离合器和制动器通过 液压操纵系统的控制可使主、副卷筒独立动作，并能实现重力下降1 O图2. 2并轴布置双卷筒卷扬机构 双卷筒集中驱动，可减少一套液压马达及传动装置2.1.2卷筒轴与减速器输出轴连接方式设计的基本原则此论文为参考论文，需要完整版联系639520449 式设计的基木原则是：1. 尽量避免采用多支点的超静定轴因为多支承点受力复朵且轴安装精度 不易保证。

2. 优先采用减速器输出端直接驱动卷筒的连接方式，使卷筒轴不传递扭距， 尽可能避免卷筒轴收弯曲和扭转的复合作用，以减少轴的直径3. 使机构有良好的总成分组行，以利制造、安装、调试和维修4. 结构紧凑、构造简单，工作安全可靠5. 卷筒组与减速器输出轴优先采用补偿式连接，这样，在安装吋允许总成 间有小量的轴向、径向和角度位移，以补偿安装位置误差和机件的变形2.1.3液压卷扬机构的分类近年来普遍采用了行星齿轮传动的多速卷扬机构，利用控制多泵合流和液压马达 的串并联或采用变量液压马达实现卷扬机构的多种工作速度，从而实现轻载高速、重 载低速，提高工作效率，以满足各种使用要求液压传动的起升机构可分为下列儿种形式：由于选用的液压马达的形式不同，液压起升机构可分为高速液压马达传动和低速 大扭矩马达传动两种形式高速液压马达传动需要通过减速器带动起升卷筒减速器可采用批量生产的标准 减速器，通常有圆柱齿轮式，蜗轮蜗杆式和行星齿轮式减速器这种传动形式的特点 是液压马达本身重量轻、体积小，容积效率高，生产成本较低但整个液压起升机构 重量较重，体积较大低速大扭矩马达传动可直接或通过一级开式圆柱齿轮带动起升卷筒虽然低速马 达本身休积和重量较大，但不用减速器，使整个液压起升机构重量减轻，休积减小。

并使传动简单、零件少，起动性能和制动性能好，对液压油的污染敏感性小壳转的 内曲线径向柱塞式低速大扭矩马达，可以装在卷筒内部，由马达壳体直接带动卷筒转 动，结构简单紧凑，便于布置图2. 3液压卷扬机构布置方案（一）2.1.4液压式行星齿轮传动卷扬机构布置方案液压多速卷扬机构冇多种布置方案，如：1、 液压马达、制动器和行星减速器分别布置在卷筒的两侧，即对称布置（图2.3）2、 液压马达和制动器分别布置在此论文为参考论文，需要完整版联系 639520449器装在卷筒内部（图2.4）图2. 4液压卷扬机构布證方案（二）77777777图2. 5液压卷扬机构布置方案（三）3、 液压马此论文为参考论文，需要完整版联系639520449装在卷筒内（图2.5）4、 液压马达、制动器和行星减速器均装入卷筒内部（图2.6）/////IJII--V图2. 6液压卷扬机构布置方案（四）二三方案属于同-•类型，由于行星减速器装在卷筒内，所以体积小，结构较紧凑,但由于卷筒内的空间位置受到限制，要求安装精度高，零件加工工艺复杂，轴承的选择较困难，维修不方便它们的不同处是制动器的安装位置，方案二显得对称性好方案四显然较方案二、方案三的外形尺寸更小，结构更加紧凑。

但是它除了有二、三方案中的问题外，述存在制动器和液压马达的散热性极差，检修调试也很不方便/〃〃〃/图2. 7液压卷扬机构布置方案（五）二、三、四方案均属同轴式布置，即使液压马达和卷筒轴在同一中心线上，总 成组装时要保证规定的同心度5.液压马达、制动器和行星减速器都布置在卷筒的同一侧（图2.7）这种布置形 式，机构的轴向尺寸较大，维修不太方便，同吋也会给总体布置带来一定困难但它 易于加工和装配，总成分组性较好2.2本设计所采用的方案本设计给出的马达的排量为520ml/r,工作压力为16.5MP,因此选用低速大扭矩马达, 采用低速方案，不选用减速器传动方案根据比较选用如（图2.8）所示，多片盘式2. 3卷扬机构方案设计注意事宜卷扬机构的方案的设计除认真考虑以上问题外，还要酌情处理好以下事宜1、 分配机构总传动比时，级差不宜过大，一般可采取从原动机至卷筒逐级降低 。