汽车起重机液压系统的设计(附件)
文章介绍了QY型汽车起重机的现状和发展趋势，对汽车起重机的基本组成和液压系统的工作原理进行了简要分析。由于液压系统中变幅液压系统的重要性，重点选择变幅液压系统进行设计。对变幅液压系统的重要参数进行设计计算。首先对变幅液压系统的变幅机构进行受力分析，从而计算出变幅液压缸的推力。然后计算变幅液压缸的缸径、负载率、活塞杆直径、活塞杆理论压力、缸筒壁厚、缸底厚度等参数。再计算其他元件的参数并选取其他元件的型号。最后对变幅液压缸的重要参数进行校核。
关键词 汽车起重机，液压系统，分析设计，参数计算，校核
目 录
1 绪论 1
1.1 汽车起重机的现状和发展趋势 1
1.2 课题研究背景和意义 2
1.3 本课题研究的主要内容 2
2 QY型汽车起重机液压系统研究分析 2
2.1 汽车起重机简介 2
2.2 汽车起重机液压系统的基本组成 4
2.3 汽车起重机液压系统的分析 5
3 QY型汽车起重机变幅液压系统的设计 7
3.1 QY型汽车起重机变幅机构受力分析 7
3.2 QY型汽车起重机变幅系统液压回路的设计 8
4 QY型汽车起重机变幅液压系统的设计计算 11
4.1 变幅液压缸推力的计算 11
4.2 变幅液压缸重要参数的选取和计算 11
4.3 其他元件的选取和重要参数计算 15
5 QY型汽车起重机变幅液压系统重要参数的校核 17
5.1 变幅液压缸活塞杆强度的校核 17
5.2 变幅液压缸活塞杆稳定性校核 18
5.3 变幅液压缸筒壁厚度的校核 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
18
结论 20
致谢 21
参考文献 22
1 绪论
1.1 汽车起重机的现状和发展趋势
1.1.1 国内汽车起重机的现状和发展趋势
我国汽车起重机的发展大抵经过了以下几个阶段：年，以制造机械式汽车起重机为主；年，以制造以下小型液压汽车起重机为主；年，的中吨位液压汽车起重机产品产量回升较快。自年以来,国内一些起重机制造厂商采取技贸联合方式，分别引进了日本加藤、多田野等起重机产品技术，经过多年来对引进技术的消化、吸收、移植，使国产起重机某些新技术的性能水平达到了国际年代初的水平，产品产量也逐年有所提高。但是由于多方面原因，目前国内汽车起重机产品与国际水平依然有较大差距，差距主要体现在以下几方面：产品质量的稳定性差；产品品种单一；采用的材料落后；产品比较笨重；产品在自动化、智能化等方面与国外差距还是比较大[1]。
1.1.2 国外汽车起重机的现状和发展趋势
当前，国外的汽车起重机的产品已经形成了多方位多体系的特点，完成了产品品种系列化、性能多元化和机电液一体化，广泛用于一般起重吊装与高空作业、设备检测及维修等行业[2]。国际上设计生产制造汽车起重机的公司有几十家，它们的产品具有多种规模型号，欧洲汽车起重机厂家制造的主要是折叠臂式产品，日本和韩国的厂家主要生产伸缩臂式产品。
汽车起重机的发展趋势大概如下：
a) 创新化设计。针对起重机工作原理、传动方式及构造方面等的理论开展创新化设计。从结构件的材料、工艺以及传动装置入手，根据不同吨位要求拟定不同的创新方案，从而优选可行的设计方案。
b) 大型化。火电发电机组的功率会不停地增多，对起重机的起重量提出了更大的要求。在某些大型工程项目当中，要求起重机具有越来越大的吨位。由此看出，起重机必然要向着大型化的方向发展。
c) 核心技术开发。起重机企业生存发展的关键在于核心技术，只有具备良好的产品技术，才能够保证企业在起重机领域占有一席之地。因此国内外公司在研发方面，始终重视开发核心技术，从而可以不断地提高产品的质量以及技术的核心竞争力。
d) 模块化生产。现代化的生产方式不断要求产品应该具备模块化生产能力，这样不但可以减少设计开发周期，而且能够有效提升产品的通用性。根据起重机各零部件的功能和用途，将具有相关性能的构件采用标准模块进行生产，可用于不同的规格和类型的起重机，这样非但可以降低制造成本，而且能进一步提高产品的通用性以及竞争力，并且能使整机的性能得到一定程度改善，从而能够满足不同类型不同需求的客户的要求[2]。
1.2 课题研究背景和意义
汽车起重机就是能实现所要求运输和起重的特殊功能的设备，但是现在我国目前使用的大部分国产汽车起重机的生产制造还是走仿效国外落后的生产制造技术的路线，在质量和功能等各方面，都无法满足快速发展的社会要求，所以我们就要设计生产更为先进的汽车起重使其实现功能全面、操纵简便、结构组成紧凑和成本低廉。
1.3 本课题研究的主要内容
本文在研究分析汽车起重机的现状和发展趋势的基础上，对汽车起重机的基本结构、工作原理和液压回路进行研究分析，由于液压系统中变幅系统的重要性，本文重点选择变幅系统进行设计。针对变幅系统重要元件的参数进行计算或选取，并对计算的内容进行校核。
2 QY型汽车起重机液压系统研究分析
2.1 汽车起重机简介
近年来，随着我国经济建设的迅速开展，各地建设的工程规模不断地加大，起重安置工程量越来越多，港口装卸码头、建筑领域、以及高层建筑的安装等工作逐年增加。从而对汽车起重机的需求量愈来愈多。
汽车起重机是装在一般汽车底盘或特别定制汽车底盘上的一种起重机，是起重机械中的一种，是一种循环、间歇运动的机械。其中一个工作循环包含：起重机构从取物地把物料提起，然后水平移送到指定的地点降下物料，紧接着进行反向运动，使取物机构返回原位，以便进行下一次循环。它的行驶驾驶室与起重操纵室进行分开装置。这种起重机具有机动性好，转移迅速，起重量的范围大等优点。缺陷是工作状态下必须支腿，不可以负荷行驶，也不适合在松软或泥泞的场地上工作。汽车起重机的底盘性能和同样整车总重的载重汽车是相同的，合乎公路车辆的技术要求，因此可在各类公路上通行无阻。此种起重机一般都装备有上、下车两个操纵室，作业时必须伸出支腿保持稳定。是产量最大，运用最普遍和广泛的起重机类型。
汽车起重机按起重臂结构的不同可以分为直臂卷扬式和折臂式。国外汽车起重机趋向于生产中大吨位折臂式起重机，是汽车起重机的发展方向和趋势。国内汽车起重机主要趋向生产传统的中小吨位直臂卷扬式产品[2]。直臂式汽车汽车起重机的起重臂不可折叠，在起升过程中使用钢丝绳卷扬机构来完成，结构简单，作业过程比较平稳，定位比较准确。折臂式产品的起重臂可进行某些程度的折叠，且收回后体积不大，其起升动作完全由液压油缸的组合动作来完成，一般用吊钩直接进行起吊。具有质心低、自重轻、功能多和作业效率高等特点，但是稳定性较差。
d) 辅助元件：包含油箱，滤油器，管路，管接头，消声器以及各种仪表等。它们能确保系统的正常工作。
e) 工作介质：它具有传递能量，润滑和散热的功能，主要是液压油。
变幅液压回路的主要元件有液压泵4、溢流阀5、换向阀3、平衡阀2和变幅液压缸7。
变幅机构液压回路中油箱中的液压油通过液压泵4泵入三位四通换向阀3中，然后通过操纵换向阀3来控制液压缸7的各种动作，操纵换向阀3使其处于左位时，系统中的液压油不断流入平衡阀2中的单向阀部分，把油液压进到液压缸7的无杆腔部分，有杆腔中的液压油随后流回到油箱，从而使液压缸7的活塞杆根据要求向外伸出，起重吊臂被撑起，变幅角度随之变大，变幅系统进行的动作是减幅动作；控制换向阀3使其居于中位时，整个液压系统维持原有的稳定状态一直不变，液压缸7静止不进行变幅工作，起重吊臂锁定在原位置不动，这时平衡阀2的作用主要是维持系统稳定，避免液压缸7因系统压力的不断增加作用从而出现自动回缩情况，导致机器在工作过程中出现不稳定；操纵换向阀3使其处于右位时，液压油通过换向阀3并流进液压缸7的有杆腔部分，无杆腔中的液压油随即流回到油箱，从而使液压缸活塞杆根据要求向内回缩，起重吊臂进行下落，变幅系统进行的动作是增幅动作。通过平衡阀2中的顺序阀部分，把系统中高压油的压力降低一部分，这样可以在一定程度上减小压力冲击作用，确保变幅系统能够平缓的进行各种作业动作，使操作过程中的舒适性得到一定的提高。
1 绪论 1
1.1 汽车起重机的现状和发展趋势 1
1.2 课题研究背景和意义 2
1.3 本课题研究的主要内容 2
2 QY型汽车起重机液压系统研究分析 2
2.1 汽车起重机简介 2
2.2 汽车起重机液压系统的基本组成 4
2.3 汽车起重机液压系统的分析 5
3 QY型汽车起重机变幅液压系统的设计 7
3.1 QY型汽车起重机变幅机构受力分析 7
3.2 QY型汽车起重机变幅系统液压回路的设计 8
4 QY型汽车起重机变幅液压系统的设计计算 11
4.1 变幅液压缸推力的计算 11
4.2 变幅液压缸重要参数的选取和计算 11
4.3 其他元件的选取和重要参数计算 15
5 QY型汽车起重机变幅液压系统重要参数的校核 17
5.1 变幅液压缸活塞杆强度的校核 17
5.2 变幅液压缸活塞杆稳定性校核 18
5.3 变幅液压缸筒壁厚度的校核 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
18
结论 20
致谢 21
参考文献 22
1 绪论
1.1 汽车起重机的现状和发展趋势
1.1.1 国内汽车起重机的现状和发展趋势
我国汽车起重机的发展大抵经过了以下几个阶段：年，以制造机械式汽车起重机为主；年，以制造以下小型液压汽车起重机为主；年，的中吨位液压汽车起重机产品产量回升较快。自年以来,国内一些起重机制造厂商采取技贸联合方式，分别引进了日本加藤、多田野等起重机产品技术，经过多年来对引进技术的消化、吸收、移植，使国产起重机某些新技术的性能水平达到了国际年代初的水平，产品产量也逐年有所提高。但是由于多方面原因，目前国内汽车起重机产品与国际水平依然有较大差距，差距主要体现在以下几方面：产品质量的稳定性差；产品品种单一；采用的材料落后；产品比较笨重；产品在自动化、智能化等方面与国外差距还是比较大[1]。
1.1.2 国外汽车起重机的现状和发展趋势
当前，国外的汽车起重机的产品已经形成了多方位多体系的特点，完成了产品品种系列化、性能多元化和机电液一体化，广泛用于一般起重吊装与高空作业、设备检测及维修等行业[2]。国际上设计生产制造汽车起重机的公司有几十家，它们的产品具有多种规模型号，欧洲汽车起重机厂家制造的主要是折叠臂式产品，日本和韩国的厂家主要生产伸缩臂式产品。
汽车起重机的发展趋势大概如下：
a) 创新化设计。针对起重机工作原理、传动方式及构造方面等的理论开展创新化设计。从结构件的材料、工艺以及传动装置入手，根据不同吨位要求拟定不同的创新方案，从而优选可行的设计方案。
b) 大型化。火电发电机组的功率会不停地增多，对起重机的起重量提出了更大的要求。在某些大型工程项目当中，要求起重机具有越来越大的吨位。由此看出，起重机必然要向着大型化的方向发展。
c) 核心技术开发。起重机企业生存发展的关键在于核心技术，只有具备良好的产品技术，才能够保证企业在起重机领域占有一席之地。因此国内外公司在研发方面，始终重视开发核心技术，从而可以不断地提高产品的质量以及技术的核心竞争力。
d) 模块化生产。现代化的生产方式不断要求产品应该具备模块化生产能力，这样不但可以减少设计开发周期，而且能够有效提升产品的通用性。根据起重机各零部件的功能和用途，将具有相关性能的构件采用标准模块进行生产，可用于不同的规格和类型的起重机，这样非但可以降低制造成本，而且能进一步提高产品的通用性以及竞争力，并且能使整机的性能得到一定程度改善，从而能够满足不同类型不同需求的客户的要求[2]。
1.2 课题研究背景和意义
汽车起重机就是能实现所要求运输和起重的特殊功能的设备，但是现在我国目前使用的大部分国产汽车起重机的生产制造还是走仿效国外落后的生产制造技术的路线，在质量和功能等各方面，都无法满足快速发展的社会要求，所以我们就要设计生产更为先进的汽车起重使其实现功能全面、操纵简便、结构组成紧凑和成本低廉。
1.3 本课题研究的主要内容
本文在研究分析汽车起重机的现状和发展趋势的基础上，对汽车起重机的基本结构、工作原理和液压回路进行研究分析，由于液压系统中变幅系统的重要性，本文重点选择变幅系统进行设计。针对变幅系统重要元件的参数进行计算或选取，并对计算的内容进行校核。
2 QY型汽车起重机液压系统研究分析
2.1 汽车起重机简介
近年来，随着我国经济建设的迅速开展，各地建设的工程规模不断地加大，起重安置工程量越来越多，港口装卸码头、建筑领域、以及高层建筑的安装等工作逐年增加。从而对汽车起重机的需求量愈来愈多。
汽车起重机是装在一般汽车底盘或特别定制汽车底盘上的一种起重机，是起重机械中的一种，是一种循环、间歇运动的机械。其中一个工作循环包含：起重机构从取物地把物料提起，然后水平移送到指定的地点降下物料，紧接着进行反向运动，使取物机构返回原位，以便进行下一次循环。它的行驶驾驶室与起重操纵室进行分开装置。这种起重机具有机动性好，转移迅速，起重量的范围大等优点。缺陷是工作状态下必须支腿，不可以负荷行驶，也不适合在松软或泥泞的场地上工作。汽车起重机的底盘性能和同样整车总重的载重汽车是相同的，合乎公路车辆的技术要求，因此可在各类公路上通行无阻。此种起重机一般都装备有上、下车两个操纵室，作业时必须伸出支腿保持稳定。是产量最大，运用最普遍和广泛的起重机类型。
汽车起重机按起重臂结构的不同可以分为直臂卷扬式和折臂式。国外汽车起重机趋向于生产中大吨位折臂式起重机，是汽车起重机的发展方向和趋势。国内汽车起重机主要趋向生产传统的中小吨位直臂卷扬式产品[2]。直臂式汽车汽车起重机的起重臂不可折叠，在起升过程中使用钢丝绳卷扬机构来完成，结构简单，作业过程比较平稳，定位比较准确。折臂式产品的起重臂可进行某些程度的折叠，且收回后体积不大，其起升动作完全由液压油缸的组合动作来完成，一般用吊钩直接进行起吊。具有质心低、自重轻、功能多和作业效率高等特点，但是稳定性较差。
d) 辅助元件：包含油箱，滤油器，管路，管接头，消声器以及各种仪表等。它们能确保系统的正常工作。
e) 工作介质：它具有传递能量，润滑和散热的功能，主要是液压油。
变幅液压回路的主要元件有液压泵4、溢流阀5、换向阀3、平衡阀2和变幅液压缸7。
变幅机构液压回路中油箱中的液压油通过液压泵4泵入三位四通换向阀3中，然后通过操纵换向阀3来控制液压缸7的各种动作，操纵换向阀3使其处于左位时，系统中的液压油不断流入平衡阀2中的单向阀部分，把油液压进到液压缸7的无杆腔部分，有杆腔中的液压油随后流回到油箱，从而使液压缸7的活塞杆根据要求向外伸出，起重吊臂被撑起，变幅角度随之变大，变幅系统进行的动作是减幅动作；控制换向阀3使其居于中位时，整个液压系统维持原有的稳定状态一直不变，液压缸7静止不进行变幅工作，起重吊臂锁定在原位置不动，这时平衡阀2的作用主要是维持系统稳定，避免液压缸7因系统压力的不断增加作用从而出现自动回缩情况，导致机器在工作过程中出现不稳定；操纵换向阀3使其处于右位时，液压油通过换向阀3并流进液压缸7的有杆腔部分，无杆腔中的液压油随即流回到油箱，从而使液压缸活塞杆根据要求向内回缩，起重吊臂进行下落，变幅系统进行的动作是增幅动作。通过平衡阀2中的顺序阀部分，把系统中高压油的压力降低一部分，这样可以在一定程度上减小压力冲击作用，确保变幅系统能够平缓的进行各种作业动作，使操作过程中的舒适性得到一定的提高。
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