液压系统汽车起重机液压系设计

1、目录引言1正文21 液压传动概述21.1 液压传动系统的特点21.2 液压传动应用于汽车起重机上的优缺点22 汽车起重机总体方案设计32.1 传动型式的选定32.2 动力装置的选定42.3 起升机构液压油路方案设计52.4 支臂控制机构液压油路方案设计62.5 回转机构液压油路方案设计82.6 支腿机构液压油路方案设计93 起重机液压系统元件的选择113.1 汽车起重机液压系统功能、组成和工作特点113.2 典型工况分析及对系统的要求134 起重机各液压回路组成原理和性能分析144.1 汽车起重机典型液压系统原理图144.2 起升回路144.3 变幅回路164.4 伸缩回路164.5 回转回路174.6 支腿回路184.7 制动回路195 起重机液压系统的常见故障及预防205.1 起重机液压系统的主要故障205.2 汽车起重机液压系统故障的预防205.3 起重机液压系统故障的排除21结论23致谢24参考文献25 / 引言汽车起重机是各种工程建筑广泛应用的起重设备,是用来对物料进行起重、运输、装卸或安装等作业的机械设备,在工业和民用建筑中作为主要施工机械而得到广泛运用。它对减轻劳动强度、

2、节省人力,降低建设成本,提高施工质量,加快建设速度,实现工程施工机械化起着十分重要的作用。汽车起重机主要包括轮胎式起重机、履带式起重机、塔式起重机、桅杆式起重机、缆索式起重机以及施工升降机等,它适用于工业建筑,民用建筑和工业设备安装等工程中的结构与设备的安装工作以及建筑材料、建筑构件的垂直运输与装卸工作。它也广泛运用于交通、农业、油田、水电和军工等部门的装卸与安装工作。目前我国是世界上使用工程起重机最大的国家之一。近年来,随着工程建设规模的扩大,起重安装工程量越来越大,吊装能力、作业半径和机动性能的更高要求促使起重机发展迅速,具有先进水平的塔式起重机和汽车起重机已成为机械化施工的主力。本次设计主要是汽车起重机液压回油路和各个工作动作的液压回油路的原理设计。通过对汽车起重机液压系统的研究和学习,熟练的掌握了液压系统的相关知识,并能在实际中实际应用,加强了对液压系统的了解,增加了液压系统方面的知识,拓宽了我的知识面,使我的知识不再局限于课本,能从实例中发现问题、解决问题、学习问题。正文1 液压传动概述1.1 液压传动系统的特点1. 液压传动系统的主要优点液压传动与机械传动、电气传动相比有以

3、下主要优点： 在同等功率情况下,液压执行元件体积小、重量轻、结构紧凑。例如同功率液压马达的重量约只有电动机的1/6左右。 液压传动的各种元件,可根据需要方便、灵活地来布置。 液压装置工作比较平稳,由于重量轻,惯性小,反应快,液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向。 操纵控制方便,可实现大围的无级调速,它还可以在运行的过程中进行调速。 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。 容易实现直线运动。 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。 液压元件实现了标准化、系列化、通用化,便于设计、制造和使用。2. 液压传动系统的主要缺点液压传动与机械传动、电气传动相比有以下主要优点：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。工作性能易受温度变化的影响,因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。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。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

4、。总的说来,液压传动的优点最突出的,它的一些缺点有的现已大为改善,有的将随着科学技术的发展而进一步得到克服。1.2 液压传动应用于汽车起重机上的优缺点1. 液压传动系统应用于汽车起重机上的主要优点 在结构和技术性能上的优点：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,增加了整机的起重性能。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。采用液压传动,在主要机构中没有剧烈的干摩擦副,减少了润滑部位,从而减少了维修和技术准备时间。 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。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。2. 液压传动系统应用于汽

5、车起重机上的主要缺点液压传动的主要缺点是漏油问题难以避免。为了防止漏油问题,元件的制造精度要求比较高。油液粘度和温度的变化会影响机构的工作性能。液压元件的制造和系统的调试需要较高的技术水平。从液压传动的优缺点来看,优点大于缺点,根据国际上起重机的发展来看,不论大小吨位都采用液压传动系统。纵观众多用户的反馈意见,液压式汽车起重机深受他们的欢迎和好评。2 汽车起重机总体方案设计2.1 传动型式的选定在现代工程起重机中,燃机液压驱动得到越来越广泛的应用,所以本次设计采用的是燃机液压驱动。其主要原因,一是由于机械能转换为液压能后,实现液压传动有许多优越性；二是由于液压技术本身发展很快使起重机液压传动技术日趋完善。燃机液压驱动的主要优点是：1减少了齿轮、轴等机械传动件,而代之以重量轻、体积小的液压元件和油管,使起重机的重量大为减轻,结构紧凑,外型尺寸小；2可以在很大围实现无级调速,而且容易变换运动方向；3传动平稳,因为作为传动介质的液压油液具有弹性,通过液压阀平稳而渐近地操作可获得平稳的柔和的工作特性；4易于防止过载；5操作简单、省力。燃机液压驱动的主要缺点是：1传动效率低,因为能量经过了两次转

6、换；2液压元件加工精度要求高,因而加工成本大,对密封要求也高,如果制造安装工艺不完善,常有运转失灵及漏油现象产生。但随着液压技术的发展和工艺水平的提高,这些缺点已逐步得到解决。1. 工作机构传动型式的选定液压传动的起升机构,有高速液压马达传动和低速大扭转矩液压马达传动两种型式。高速液压马达传动需通过减速器带动起升卷筒,具有重量轻、体积小、容积效率高、可与驱动油泵互换以及可采用批量生产的标准减速器等特点,故广泛用于中、小型起重机的起升机构中。低速大扭矩液压马达传动可直接带动起升卷筒,传动简单,零件少,起、制动性能好,对油的失纯敏感性小。但容积效率低,易影响机构转速,体积与重量也比较大。2. 底盘传动型式的选定在汽车起重机中,行驶-下车部分采用机械传动,燃机发出的动力通过离合器、变速器、主减速器、差速器驱动车轮使汽车行驶。这种驱动装置有一个独立的能源,具有较大的机动性,可满足汽车起重机流动性的要求。由于不受外界能源的牵制,所以一到达作业场地后就可随时投入工作。汽车起重机选用经改制的重型专用汽车底盘,专用的汽车底盘是按起重机的要求设计的,轴距较长,轴距较长,车架刚性好。而前悬下沉式驾驶室视野

7、良好,吊臂置于其上。因驾驶室较低,吊臂位置也不高,故起重机重心较低。在大型汽车起重机中常采用前悬下沉式的驾驶室。3. 行驶和起重工况分析汽车起重机要求通过性能良好,机动灵活,行驶速度高,可快速转移,转移到作业场后能迅速投入工作,因此特别适用于流动性大,不固定的作业场所,所以要求,进入工地后起重时首先要伸出支腿并固定, 一般采用主臂起重,副臂主要是提高起升高度,在高度达不到要求时才采用副臂,起重作业时要求整车有良好的稳定性,只能在两侧方和后方作业整车不能倾翻。2.2 动力装置的选定汽车起重机动力装置的布置有下列几种方案： 一台发动机布置在下车； 一台发动机布置在上车； 两台发动机,上、下车各布置一台。本次设计采用第一种方案,第一种方案,目前采用得比较广泛。因为：1上车起重机构广泛采用液压传动,动力传动比较方便,液压泵设在下车,高压油经回转接头送到上车驱动各个液压马达,或液压缸。2下车行走机构采用一般通用汽车的机械传动或液力机械传动,故发动机设在下车较方便。因为传动系易布置,操纵易实现。3目前汽车起重机的行驶速度高,专用底盘的行走机构的传动装置也必须设计得与汽车传动系同样复杂,故发动机设在

8、下车也是必需的。汽车起重机采用双驾驶室操纵方式,即汽车的行驶移动与起重作业分在不同的驾驶室进行。2.3 起升机构液压油路方案设计起升机构是起重机械的主要机构,用以实现重物的升降运动。起升机构通常由原动机、减速器、卷筒、制动器、离合器、钢丝绳滑轮组和吊钩等组成。起升机构简图如图2-1所示：图2-1 起升机构简图起升液压油路回路起到使重物升降的作用。起升液压油路回路主要由液压泵、换向阀、平衡阀、液压离合器、液压制动器和液压马达组成。起升液压油路回油路设计原理图如图2-2所示。图2-2 起升机构液压油路回路图起升回路是起重机液压系统的主要回路,对于大、中型汽车起重机一般都设置主、副卷扬起升系统。它们的工作方式有单独吊重、合流吊重以及共同吊重三种方式,其中对于吊大吨位且要求速度不太高时用主卷扬吊的方式,对于起吊小吨位且要求速度不太高时用副卷扬吊单独吊重的方式；对于吊大吨位且要求速度比较高时用主卷扬泵合流吊重的方式；对于吊比较长的物体时用共同吊重的方式。2.4 支臂控制机构液压油路方案设计1. 变幅机构液压油路方案设计变幅机构在起重机、挖掘机和装载机等工程机械中,用于改变臂架的位置,增主机的工作

9、围。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围,提高起重机的生产率。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。变幅回路主要由液压泵、换向阀、平衡阀和变幅液压缸组成。最常见的液压变幅机构是用双作用液压缸作液动机,也有采用液压马达和柱塞缸。因此本设计采用双作用液缸作液动机。液压油路设计原理图如图2-3所示。2. 伸缩机构液压油路方案设计吊臂伸缩机构是一种多级式伸缩起重臂伸出与缩回的机构。吊臂伸缩机构种类很多,可以从两种不同角度出发进行分类,即按驱动式不同,以及各节臂间的伸缩次序关系不同进行分类。按驱动动力形式不同可分为液压、液压机械和人力驱动三种。采用液压驱动时,执行元件选用液压油缸,利用缸体

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