液压起重机设计.pdf

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1、编号：本科毕业设计（论文）题目：（中文）液压起重机设计 （英文）the design of hydraulic truck crane 分 院 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 完成日期 2 摘要 随着我国国民经济的不断发展，各类型起重机械在国民经济建设中发挥着重大的作用，然而，尽管我国液压起重机的发展和应用已有近五十年，但是发展速度仍然较为缓慢，改革开放以来，我国装备制造业得到了快速发展，但与国际先进水平差距还较大，我国生产的各类型液压起重机的稳定性、自动化和智能化水平还较低。本文通过参阅国内外大量文献资料，选定车载式液压起重机作为研究对象，设计了一套液压起重机的机械结构，对起升机构

2、、伸缩机构、变幅机构、回转机构进行了详细的设计计算和论述，并对这些典型结构零部件的稳定性进行了校核和计算。液压起重机的设计关键是液压系统的设计。本文根据液压系统的基本设计原理和思想，参照了液压起重机的各项主要技术指标，对液压系统进行了整体方案设计，对液压系统中所使用的各个标准液压元件进行了选型设计，并对系统性能进行了相关理论验算和校核，结果表明，该液压系统的设计既能满足液压起重机所预期的设计要求，又是一套结构较为简单，操作方便的液压系统。关键词：液压起重机；伸缩机构；液压系统；稳定性。3 ABTRACT With the continuous development of our nation

3、al economy,all kinds of hoisting machinery plays an important role in national economic construction,however,despite the development and application of existing hydraulic crane in recent fifty years in China,but the development speed is still relatively slow,since the reform and opening up,Chinas eq

4、uipment manufacturing industry has been rapid development,but with the the international advanced level there is still a large gap between,various types of hydraulic crane in China production stability,automation and intelligent level is still relatively low.In this paper,through a large number of l

5、iterature at home and abroad,the selected vehicle mounted hydraulic crane as the research object,the design of the mechanical structure of a hydraulic crane,were designed and calculated and discussed detailed mechanism,the telescopic mechanism,luffing,slewing mechanism rise on,and the stability of t

6、hese typical structural parts are checked and calculated.Key to the design of hydraulic crane is the design of hydraulic system.According to the basic principle of design and the idea of hydraulic system,according to the main technical indicators of the hydraulic crane,the hydraulic system for the o

7、verall design,hydraulic components of each standard used in hydraulic system of type design,and the system performance in the relevant theoretical checking and verification,results show that,the design of the the hydraulic system can meet the design requirements of the hydraulic crane expected,is a

8、set of simple structure,convenient operation of the hydraulic system.Keyword:Truck Crane;The telescopic mechanism;Hydraulic circuit;Stability.4 目录 摘要.2 ABTRACT.3 目录.4 1 绪论.5 1.1 起重机概述.5 1.2 国内外研究与发展.5 1.3 车载式起重机液压系统的发展趋势.7 1.4 起重机设计研究方向.8 1.5 液压系统在车载式起重机中的应用.8 2 设计任务分析.10 2.1 本文研究内容.10 2.2 确定设计技术指标.

9、10 2.3 车载式起重机底盘类型.11 2.4 车载式起重机液压系统的组成.11 3 起升机构设计.14 3.1 起升机构总体设计.14 3.2 起升机构的有关参数的确定.14 3.3 选择起升液压马达.15 3.4 选择液压泵.16 3.5 设计卷筒和减速器.17 3.6 制动器的选择.17 3.7 联轴器选择.18 3.8 设计吊钩组.18 3.9 选择钢丝绳.19 4 伸缩机构设计.20 4.1 伸缩机构总体设计.20 4.2 伸缩机构的结构设计.21 4.3 伸缩机构强度校核.22 4.4 设计伸缩液压缸.27 5 变幅机构设计.31 5.1 确定变幅机构液压缸铰点.31 5.2 确

10、定变幅机构参数.32 6 回转支承机构设计.34 6.1 回转支承机构总体设计.34 6.2 回转支承机构强度校核.35 7 起重机的稳定性分析.38 8 结束语.40 参考文献.41 致谢.42 5 1 绪论 1.1 起重机概述 起重机械广泛应用于国民经济建设中的方方面面，完成人力所不能完成的对物料进行起重、运输、装卸和安装作业等工作，提高了国民经济机械自动化水平，提高了劳动生产率。随着社会化大生产的规模日益扩大，全球经济一体化的发展趋势，各种类型的起重机械都得到了广泛的应用和发展，积极促进了国民经济建设的发展1。在各种工程建设项目中广泛使用的工程起重机对实现工程施工机械自动化具有十分重要的

11、意义，大幅度节省了人力资源，降低了建设成本。改革开放以来，我国已成为运用工程起重机数量最多的国家之一。随着社会的发展，工程建设对所需要的起重机械设备的吊装能力、作业半径和机动性能提出了更高的要求。塔式起重机和车载式起重机由于其灵活性因而成为机械化施工建设的主导力量。车载式起重机具有移动方便、操作灵活，易于实现不同位置的吊装等优点，已成为国内外研究学者重点研究的方向。现代液压传动控制技术不断发展，对车载式起重机的驱动和控制的液压系统也不断得到改进和发展。车载式起重机是将起重机构部分安装在普通汽车或特制汽车底盘上的一种起重机，其驾驶室与起重操纵室分开设置。车载式起重机在工程实际应用中具有非常突出的

12、优点，如机动性能好、适用性强、能在野外作业、操作简便灵活、转移迅速等，但在起重作业时必须依靠支腿确保稳定性，汽车在行驶过程中不能负荷，在一些松软或泥泞的场地上无法实施作业。根据车载式起重机的起升重量，可将其分为轻型（15t 以下）、中型（15-25t）、重型（25-50t）、超重型起重机（50t 以上）。车载式起重机传动装置的动力源有机械传动、电力传动、液压传动三类。车载式起重机吊臂的结构形式有折迭式吊臂、伸缩式吊臂和桁架式吊臂三类。衡量车载式起重机的主要技术性能指标有：最大起重量、整机质量、吊臂全伸长度、吊臂全缩长度、最大起升高度、最小工作半径、起升速度、最大行驶速度等。1.2 国内外研究与

13、发展 1957年，我国自主研制生产的第一台5t机械式车载式起重机下线并得应用，我国车载式起重机得到了迅速的发展和应用。经过近五十年的发展壮大，我国车载式起重机已逐步摆脱了单一的机械式结构形式，进而发展大吨位车载式液压起重机，如今 50t 以上的大吨位车载式液压起重机也已得到了普遍的应用。改革开放以来，我国先后引进欧美发达国家先进起重机产品技术，采用合资6 合作生产经营方式，采用进口汽车底盘，并自行设计生产关键液压系统，生产了一系列重型液压车载式起重机。通过引进日本多田野、加藤、美国格鲁夫和德国利勃海尔、克虏伯等国际大型起重机企业的先进技术，50t、80t、125t 等车载式起重机和 25t 越

14、野轮胎起重机以及 32t、50t、70t 全路面起重机得到了迅速的发展和应用。当前，国内轮式起重机厂自行设计的产品技术水平仍然较为落后，仅有少数产品在吸收国外先进技术基础上，经过更新换代达到了 80 年代初的水平。随着国家经济建设的蓬勃发展，国家重点工程项目建设规划的实施，汽车液压起重机在品种和产量上得到了快速地发展特别是大吨位级液压起重机发展非常迅速。现已研制成功有3、5、8、12、20、65、80、125 等吨级的伸缩臂式液压起重机。100t级以上大型桁架臂式车载式起重机也开始采用液压传动。2与此同时，国外新型车载式起重机和二手设备因此大量进入中国市场，使国内用户对国外起重机性能、作业可靠

15、性、效率等方面有了较深入得了解，从而也认识到国产起重机无论在制造质量、外观造型方面，更主要的是在技术性能（可靠性与安全性、工作效率以及操作方便性、舒适性等）方面与国外车载式起重机差距较大。国内不少用户为了达到作业高效率以保证工期按时完成，宁可花较多的钱购买进口起重机或购买国外二手起重机。在这种形势下，国产车载式起重机当然面临很大的冲击和压力。2 目前国内车载式起重机产品与国际先进水平的差距主要存在以下几个方面3：1、国产车载式起重机部分产品产生故障较多，保修期内返修率较高，质量稳定性较差。国产车载式起重机故障多发的根本原因是制造、装配工艺不良和密封件质量等问题。2、车载式起重机的生产制造对材料

16、和工艺的要求较高，国内生产制造的车载式起重机的主导产品仍然是 8100t 车载式起重机为主，而对 8t 以下的微型起重机和 100t 以上大型起重机的生产技术能力仍然是一片空白，产品品种较为单一。3、当前，新兴的微电子技术、电力电子控制技术、数据总线通信技术等已融合在国外最先进的车载式起重机产品中，使车载式起重机产品的自动化和智能化水平大大提高，而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、国内车载式起重机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，而国外一广泛采用低合金高强度钢和其他轻型材料，并且现在已

17、有用超高强钢了，所以国内产品的性能会受到较7 大影响。车载式起重机是 20 世纪 30 年代随着汽车工业的发展而出现的。由于其具有机动灵活、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。随着 60 年代中期液压技术的发展，液压伸缩车载式起重机得到迅速发展。20 世纪 60 年代末期，特别是 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，对车载式起重机的性能、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，使车载式起重机开始向大型化发展。4 当前，车载式起重机正朝着更大起升重量、更微型化、更智能化和自动化等方

18、面发展。1.3 车载式起重机液压系统的发展趋势 液压起重机的发展必然离不开车载式起重机液压系统的发展。现代施工项目对车载式起重机的要求也越来越高，高、深、尖液压技术在车载式起重机上的应用也越来越广泛，车载式起重机液压系统展示了强大的发展趋势。车载式起重机液压系统一般由起升、变幅、伸缩、回转、控制五个主回路组成，通过对五个主回路现状的分析来探讨其发展趋势。1、起升液压系统，对起重机来说，起升动作是最频繁的动作。目前最常用的起升液压系统为定量泵、定量或变量马达开式液压系统，然而，现代施工对起升系统提出了新的要求：节能、高效、可靠以及微动性、平稳性好。为了适应这些新的要求，以前的定量泵将逐步被先进可

19、靠的具有负载反馈和压力切断的恒功率变量泵所取代，先前的定量马达或液控变量马达也将被电控变量马达所取代。这种系统将能有效的达到轻载高速、重载低速和节能的效果。2、变幅液压系统，变幅液压系统的发展趋势也体现为节能高效，目前最先进的为变幅下降时充分利用吊臂和重物的重力势能，实现重力下放，下放的速度由先导手柄来无级控制，变幅平稳没有冲击。3、伸缩液压系统，对于具有五节以下伸缩臂的伸缩液压系统，国内一般采用同步或顺序加同步的伸缩方式，当采用两级油缸时，上下两油缸实现内部沟通，一般采用插装式平衡阀；对于具有五节以上伸缩臂的液压系统，采用单缸插销伸缩机构，这种伸缩机构自重轻，能大幅提高起重机的起重性能，能有

20、效的控制整机的重量，通过采用多油口和多平衡阀的油路来提高伸缩的效率。4、回转液压系统，回转也是起重机使用频繁的动作，但相对而言，回转所需功率最少，因而回转系统的最高要求是：回转平稳，起重作业无侧载；回转系统的发展趋势为通过小马达、大传动比来实现操作平稳，通过设立回转缓冲阀和自由滑转机能来实现吊重的自动对中功能，从而有效防止侧载的产生。5.广泛使用高度集成的、模块化阀组，能简化8 管路，有效的减少液组，提高效率，同时易于维护。6向计算机技术领域的纵深渗透，车载式起重机将向无线遥控技术、远程诊断服务技术、黑匣子自我保护技术等方向发展，为了实现整机的功能，液压技术将同计算机技术相互渗透，共同发展。6

21、 1.4 起重机设计研究方向 随着计算机技术的广泛应用和系统工程、优化工程、价值工程、人机工程等现代设计理论的不断发展，促使许多跨学科的现代设计方法出现，使起车载式起重机设计进入高质量、高效率的阶段。1.计算机辅助设计（CAD）计算机辅助设计是随着计算机及其外围设备发展而迅速形成的一门新兴的现代设计方法。它的发展与应用，对提高设计质量和效率提高产品的市场生存和竞争力发挥十分明显的作用。2模块化设计 模块化设计是跟据模块化原则，设计一些基本的模块单元，通过不同的组合形成不同的产品，以满足用户的多种需要。起重机模块化设计以功能分析为基础，将起重机上同一功能的基本部件、元件、零件设计成具有不同用途、

22、不同功能的模块，这些模块具有相同的连接要素，可以互换，选用不同的模块进行组合可形成不同类型和规格的产品。3.有限元设计 有限元设计是根据变分原理求解数学、物理问题的一种数值计算方法。它能整体、全面、多功能随意组合、进行静力、动力、电场、磁场等分析。对完成结构复杂的系统分析十分有效，现已在起重机结构计算中应用。4.优化设计 优化设计方法可根据产品要求，合理的确定和计算各种参数，以期达到最佳的设计目的。5.动态仿真设计 国外今年来在起重机设计中采用了动态仿真设计新方法，即用计算机对结构与结构在各种工况下承受载荷进行运行状态随时间变化过程的仿真模拟，得到仿真输出参数和结果，以此来估计和推断实际运行的

23、各种数据，并在对起重机进行动态分析计算时采用。7 1.5 液压系统在车载式起重机中的应用 采用液压系统的车载式起重机，可将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。9 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

24、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。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。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。所以 QY4

25、0 型汽车起重机决定采用液压传动的形式。液压系统要实现其工作目的必须经过动力源控制机构机构三个环节。其中动力源主要是液压泵；传输控制装置主要是一些输油管和各种阀的连接机构；执行机构主要是液压马达和液压缸。这三种机构的不同组合就形成了不同功能的液压回路。泵马达回路是起重机液压系统的主要回路，按照泵循环方式的不同有开式回路和闭式回路两种。开式回路中马达的回油直接通回油箱，工作油在油箱中冷却及沉淀过滤后再由液压泵送入系统循环，这样可以防止元件的磨损。但油箱的体积大，空气和油液的接触机会多，容易渗入。闭式回路中马达的回油直接与泵的吸油口相连，结构紧凑，但系统结构复杂，散热条件差，需设辅助泵补充泄漏和冷

26、却。而且要求过滤精度高，但油箱体积小，空气渗入油中的机会少，工作平稳。10 2 设计任务分析 2.1 本文研究内容 国内车载式起重机在经历了 1993 年的巅峰之后，从 19941996 年连续三年产销下滑，企业的订货量和销售收入严重滑坡。19971998 年下滑势头停止，并出现了缓慢回升迹象。1999 年以来，在国家扩大内需政策的指导和拉动下，车载式起重机行业出现了较快的增长势头。19992001 年销售收入增长了 22%，产量增长了 18%，到 2005 年国内需求量达到了5000 多台。通过对行业的了解和市场调研并参照国外起重机产品的发展历程，我们认为，根据市场的需求，开发适销对路的新产

27、品才是正确举措，这些产品可在小吨位车载式起重机的基础上，通过添加必要的工作装置以及对相关系统进行改造而成。这些产品如：双动力车载式起重机，高空作业车载式起重机，清障车载式起重机等。本课题旨在完成小型汽车液压起重机主体的设计，具体包含有：1.起重机液压系统设计；2.起重机起升机构的设计，伸缩机构的设计，回转机构的设计及变幅机构的设计；3.起重机稳定性的计算。2.2 确定设计技术指标 车载式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：车载式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

28、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机的乘积为起重力矩，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距离。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：车载式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

29、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，幅度从最小变到最大所11 用时间；伸缩速度指起重臂伸缩时，其头部沿伸缩臂轴线的移动速度。参考同吨位产品技术参数，初定本文所设计的液压起重机主要技术参数是：最大额定起重量：8t 起升速度 v：14.13m/s 起升高度：7.5m 工作半径 3m 吊臂全伸时长度：17m 全缩时臂长：7m 最大提升高度 17m 变幅角度范围：2。78。2.3 车载式起重机底盘类型 车载式起重机底盘按总体性能可分为通用汽车底盘、专用汽车底盘两种。通用汽车底盘（图 3-1a）指通用汽车的二类底盘。由于原汽车车架的强度和刚度

30、满足不了起重机在起重作业时的要求，故需要在原汽车底盘上增设带有固定支腿和回转支撑连接的副车架以实现对上车的支腿，所以整个起重机的重心较高，重量也较大，从而导致整机性能下降。但由于通用底盘的价格较低，在中小吨位的车载式起重机上比较常用。专用的汽车底盘是按起重机要求专门设计制造的。专用底盘轴距较长，车架刚性好，其驾驶室（与通用汽车一样）如图（3-1a），二是侧置的偏头式驾驶室（图 3-1b）。三是前悬下沉式驾驶室（图 3-1c）3-1 底盘类型图 2.4 车载式起重机液压系统的组成 汽车起重机液压系统一般由起升、变幅、伸缩、回转、支腿和控制六个主回路组成。从图 1-1 可以看出，各个回路之间具有不

31、同的功能、组成和工作特点：12 1、起升回路 起升回路起到使重物升降的作用。起升回路主要由液压泵、换向阀、平衡阀、液压离合器和液压马达组成。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、合流吊重以及单独共同吊重三种方式，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，对于吊小吨位且要求速度不太高时用副卷扬吊的方式；对于吊大吨位且要求速度比较高时用主副卷扬泵合流吊的方式；对于吊比较长的物体时用单独共同吊重方式。图 1-1 汽车起重机各回路工作状态图 2回转回路 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

32、压泵、换向阀、平衡阀、液压离合器和液压马达组成，由于回转力比较小所以其结构没有起升回路复杂。回转机构使重物水平移动的范围有限，但所需功率小，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。3变幅回路 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。13 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，

33、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。4伸缩回路 伸缩回路可以改变吊臂的长度，从而改

34、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。5支腿回路 支腿回路是用来驱动支腿，支呈整台起重机的。支腿回路主要由液压泵、水平液压缸、垂直液压缸和换向阀组成。汽车起重机设置支腿可以大大提高起重机的起重能力。为了使起重机在吊重过程中安全可靠，支腿要求坚固可靠，伸缩方便。在行驶时收回，工作时外伸撑地。还可以

35、根据地面情况对各支腿进行单独调节。14 3 起升机构设计 3.1 起升机构总体设计 起升机构是实现重物的升降运动，控制重物的升降速度，并可使重物停止在空中某一位置，以便进行装卸和安装作业。由于液压传动具有出力大、体积小、重量轻、结构简单、传动平稳、操纵省力、易实现无级变速和自动控制等优点，所以此处采用液压传动方式。又由于不设置副起升机构，所以采用单卷筒起升机构。综上所述，起升机构采用液压单卷筒起升机构。对起升机构的设计要求主要有：11 1、液压马达有足够的输出力矩；2、液压马达要有足够的输出转数；3、有良好的调速性能；4、要有平衡阀限速，以防止 重物超速下降；5、设置重力下降装置或快速动力下降

36、装置；6、要有卸荷油路；7、制动器的控制油路问题：此处制动器和离合器的控制油路都用常闭式，控制油路需要设置储能器。使制动器的动作平稳。起升液压回路设计示意图如下：减速器液压马达卷筒吊钩制动器 4-1 起升机构示意图 3.2 起升机构的有关参数的确定 1.起升重量 Qg=8t 2.工作速度 V=14.13m/s 15 3.起升机构的载荷：（1）吊具重量 qg=90kg（2）最大额定起重量 8000kg 4正常起动时的惯性载荷（1）吊具及吊具做直线运动的惯性力 Fi 9.8(800090)0.235526480.10.5ggitQqFvNg V-吊钩额定起升速度，定为 V=14.13m/s t-起

37、动时间 0.5s（2）摩擦阻力（一）在实际设计中，是用动载荷系数来考虑惯性载荷的作用。两项载荷：1.1(800090)9.886832.9ggWQqNN -动载荷系数，取 1.1。（二）作用于钢丝绳上的最大静拉力 max8000 9.8143286 0.95 0.96gzdQSNNa 式中：a滑轮组倍率为 6。z-吊钩滑轮效率取 0.95。3.3 选择起升液压马达 1起升液压马达所受最大负载力矩 起升机构在起动阶段，起升液压马达的负载力矩最大。在起动时，其阻力距包括静阻力距和惯性阻力距。我们以动载荷系数来考虑惯性载荷作用。则起升液压马达负载力矩：max()1.1(800090)9.8 0.36

38、1134.95.22 6 20 0.92ggQqDgMN mai Dmax卷筒最大直径，此处取 0.361m。2.起升功率计算 在起重机各机构中，起升功率最大。max()(800090)9.8 0.235523.30.80gvQqVNkw 起升机构传动总效率（包括液压马达效率），取 0.80 Vmax最大起升速度。取 0.2355m/s。3起升液压马达角度计算 maxmax22 6 20 0.2355/156.6/0.361aiVrad srad sD 即转速 n=60/2=1496r/s 16 4.液压马达的排量 3533max66.286.28 134.95/5.21 10/52.1/16

39、.4 100.92mMmrmrcmrPq 其中m-液压马达的机械效率，通常取m=0.92 P-马达进出口压力差，初取 16.4mpa 5、起升马达输入流量 Q 的计算 53335.21 102156.6/42.46 10/0.9vqmsmsQ 6、液压马达的选择 经过上述的计算，根据起升马达的工作压力和排量，进行选型。齿轮式和叶片式输出扭矩较小，且不适于低速传动，因此，一般情况下均采用柱塞式液压马达。柱塞式液压马达可分为径向柱塞式和轴向柱塞式两种，轴向柱塞式液压马达除具有转速范围宽、扭矩大的优点外，还具有结构紧凑、径向尺寸小、转动惯量小等优点，所以选用轴向柱塞式液压马达。根据对比，最终选择上海

40、电气液压气动有限公司液压泵厂生产的斜轴式定量马达，型号为 A2F56R(L)6.1P5。其具体参数为：输入排量为 56.1cm3/r，最高转速为 2000r/min，最大输入流量 131L/min，额定转速 1800r/min，最高压力 40mpa，额定压力 21mpa，最大功率 78kw，最大输出扭矩 312N.m。3.4 选择液压泵（1）液压泵的工作压力 max11PPP 式中 P1-液压马达的最大工作压力。2max116.28/mlMPMN mq 式中：maxM-起升马达所受最大扭矩取 137.3N.m。1q-起升马达排量，取 56.1 cm3/r。ml-起升马达机械效率，取0.92。则

41、：16.28 134.9516.456.1 0.92PMPa 1P-沿程压力损失和局部压力损失之和，一般取 1.01.5Mpa。则液压泵17 的最大工作压力max16.41.517.9PMpa(2)液压泵的流量 maxPQKQ 式中:K-系统泄漏系数,取值为 1.11.3.现取 k=1.3.maxQ_液压马达所需最大流量.maxmax1QNq 式中:maxN-液压马达最高转速,maxN=2000r/min max200056.1112.2/minQL 则:1.3 112.2145.8/minPQL(3)液压泵的选择 因为车载式起重机液压系统负载大、功率大，精度要求不高，所以采用齿轮泵。根据上述

42、计算选择 40/32 型双联齿轮泵，其最高工作压力 25Mpa，最高转速2500r/min,两泵的理论排量分别为40cm3/r，32cm3/r。3.5 设计卷筒和减速器（1）卷筒转速的计算 卷筒选择单层绕卷筒，故：060(/min)tavnrD a-滑轮组倍率，a=6.D0-卷筒卷绕直径，取 0.3m。606 0.2355(/min)90(/min)0.3tnrr （2）已知选用的液压马达额定转速为 n=1800r/min，所以减速比 018002090tnin（3）根据液压马达输出功率 pm=78kw 以及传动比 i0=20，查1表 21-2 得：选定减速器型号 ZQH 系列减速器。又 55

43、195.5 1095.5 107882771340 9.81313290pTNmNmn 综上，故选取 ZQH40 型号的减速器。3.6 制动器的选择（1）制动力矩及制动安全系数：制动器之制动力矩需满足下面条件：M制K制M制静（N.M）K制-制动安全系数，取 1.25 18 M制静-满载时制动轴上之静力矩。M制静8000909.8 0.300.879.3022 6 20Q DgNmai 0-机构总效率，取 0.8 所以，M制1.2579.3 N.M=99.1 N.M 根据计算所得的制动转矩选择制动器，故选择 YWZ200/25 型号的制动器，液压推动器型号为 YT1-25。3.7 联轴器选择 联

44、轴器应满足：13maxTK K TT maxT-按第类载荷计算的传动轴的最大扭矩。对高速轴maxT=（0.70.8）MTn；在此M为电动机转矩允许过载倍数，而液压马达过载倍数为 1。Tn为液压马达额定转矩，9550nnpTNmn，np为液压马 达 额 定 功 率 78kw。n 为 液 压 马 达 的 额 定 转 速 1800r/min。即：789550413.81800nTNmNm。maxT=0.81413.8 N.m=331.0 N.m。对低速轴，maxT=2T,其中，2为起升载荷动载系数，取 1.1；T 为钢丝绳最大静拉力作用于卷筒的扭矩，且 max0.3143282149.222dTSN

45、m 所以：max1.1 2149.22364.12TNm T-联轴器许用扭矩（N.m）K1-联轴器重要程度系数。对起升机构，K=1.8 K3-角度偏差系数，因都采用齿轮联轴器，故 K3=1.25 所以高速轴：T=1.81.25331.0=744.75 N.m。根据计算查表得：选用 GICL1 型齿式联轴器。3.8 设计吊钩组（1）吊钩组是起重机上应用最普遍的取物装置，它由吊钩、吊钩螺母、推力轴承、吊钩横梁、滑轮轴以及拉板等零件组成。（2）吊钩材料 锻造吊钩采用 20 号钢（3）计算载荷 按静强度进行计算，其计算载荷为：Q计=Q额 查13表 3-4 得：=1.1，Q计=1.180009.8=86

46、240N 19 (4)吊钩主要尺寸 按以下经验公式初步确定：钩孔直径：D=（33.9）Q额=3.89811.0cm=110mm；比值：h/D=1.01.2；其他尺寸：S=0.75D=1.3 查13表 15-15 得：单钩（梯形截面）尺寸如下：D=110mm，S=85mm，b=65mm，h=100mm，d=68mm，d1=60mm，d0=M56，L=500mm，L1=80mm，L2=55mm，R=13mm，R1=140mm，R2=34mm，总吊钩组重 90Kg。3.9 选择钢丝绳（1）所选钢丝绳的破断拉力应满足下面条件：S绳/Smaxn绳 S绳钢丝绳破断拉力（Kg）Smax钢丝绳工作时承受之最大

47、静拉力 n绳钢丝绳安全系数，查13表 12-2 得 n绳=5.0。因为 Smax=14328/9.8=1462Kg，所以 S绳14625.0=7310Kg（2）根据钢丝绳用在起升机构上和多层卷绕的使用场合，查13表 12-1 得：选用钢丝绳型号为 6W（19）金属芯，钢丝绳长 L=50m（3）对于 77 金属绳芯的钢丝绳 2SS绳丝 2钢丝绳破断拉力换算系数，根据 6W（19）型号，2=0.92 2S7310S7945.6Kg0.92绳丝 查13表 12-10 得：选用直径 d=11.0mm 的 6W（19）金属绳芯的钢丝绳。20 4 伸缩机构设计 4.1 伸缩机构总体设计 伸缩机构可以提高机

48、械的机动性和获得更好工作性能。伸缩机构在工作中要承受很大负载，而且要求工作中不能无控制的缩回。伸缩机构按工作原理可分为液压缸驱动和手动组合的伸缩机构、全液压伸缩机构和机械部件组合的伸缩机构。而液压缸驱动和手动组合的伸缩机构动作次序较多、快速性欠佳。第三种类型的伸缩机构需要多布置钢绳滑轮组，给布置带来麻烦，而且它的第二节和第三节是同步伸缩的，笨重不灵活。所以选用选用全液压伸缩机构，而且是顺序伸缩机构。基于上述的分析，我选用了多级伸缩缸。伸缩缸的前一级缸的活塞式后一级缸的缸套，活塞伸出的顺序是从大到小，空载缩回的顺序是从小活塞到大活塞。具体结构形式如下：第一节臂第二节臂第三节臂 5-1伸缩机构图

49、这种伸缩机构是各节臂按一定顺序一节一节地伸出或缩回。有三种方式的路，分别为：一，使用电磁阀控制的顺序伸缩机构；二，用液压缸面积差的顺序伸缩机构。用液压缸面积差的方式又有两种，其一是用多级缸，其二是如下图：21 D5-2 液压缸面积差的顺序伸缩机构液压图 在此，我们选用传统的多级缸作为伸缩机构的液压缸。4.2 伸缩机构的结构设计 参考国内外同行业车载式起重机产品的设计经验可以确定伸缩臂的基本尺寸如下：BH 5-3 伸缩臂的横截面图 B/mm H/mm/mm/mm 第一节臂 496 577 6 8 第二节臂 346 535 5 6 第三节臂 318 490 4 4 第一节基本臂长 6.5m，第二节

50、臂长为 6m，第三节臂长为 5.5m，全伸臂长为17m。第一节臂截面积 A1=0.4960.577（0.49620.006）（0.57720.008）=0.01467m2；第二节臂截面积 A2=0.3460.535(0.34620.0050.53520.006=9.38210-3m2；22 第三节臂截面积 A3=0.3180.4900.31820.0040.49020.004=6.410-3m2。据此计算出各节臂的自重为：331110.014677.85 106.5 9.87.34 10GAl gN 32220.009387.85 106 9.84329.6GAl gN 33330.00647