QY40汽车起重机液压系统设计.doc

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1、 （论文）QY40汽车起重机液压系统设计摘 要QY40型汽车起重机液压系统的设计是该型起重机设计过程中最关键的一步。为了设计出符合汽车起重机性能要求的液压系统，主要做了以下四项工作。第一，通过阅读大量国内外相关资料和调研市场上已存在产品，本文对QY40T型汽车起重机的功能和工作原理进行了深入的了解和分析；具体分析了汽车起重机液压系统的功能、组成、工作特点以及系统类型；总结出液压传动在汽车起重机应用中的优缺点。第二，根据QY40T型汽车起重机的工作特点，确定了系统的起升回路、回转回路、变幅回路、伸缩回路和支腿回路的基本结构，并针对各单元回路的特点进行了具体的分析，进而对液压系统进行了整体设计。第

2、三，根据汽车起重机的技术参数对液压系统进行了设计计算，并确定了液压系统元件；通过对系统压力损失的验算和发热校核，检验液压系统设计的合理性。第四，根据汽车起重机的工作特点，确定了液压装置的形式，并进行了集成块的设计。在设计过程中，本文参考一些同类产品的液压系统设计。结合工程实际，最终设计出了功能完善、性能良好，适合我国生产制造的汽车起重机液压系统。关 键 词：汽车起重机，液压系统，性能参数，集成块THE DESIGN OF QY40 TYPE AUTOMOBILECRANE HYDRAULIC SYSTEMABSTRACTThe design of the QY40 type automobil

3、e crane hydraulic system is the most critical step of the type crane designing process. In order to scheme out the hydraulic system that meets the performance requirements of automobile crane, this article mainly do the following four tasks. First, through reading a large number of domestic and fore

4、ign information and researching about existing products on the market, this article makes in-depth understanding and analysis of the functions and working principle of the QY40 type automobile crane; having concretely analyzed the automobile crane hydraulic system of its function, composition, work

5、characteristics and the type of system; summarized the advantages and disadvantages of hydraulic transmission in automobile crane applications. Second, according to the working characteristics of the QY40 type automobile crane, determines the basic structure of the hoisting loop, rotary loop, luffin

6、g loop, telescopic loop and leg loop, and in the light of the characteristics of each unit circuit, make a concrete analysis. And then makes overall design for the hydraulic system. Third, according to the technical parameters of automobile crane, the calculation on design of the hydraulic system is

7、 made to determine the hydraulic system components. By calculating of system pressure loss and heat checking, tests the rationality of the design of hydraulic system. Fourth, according to the working characteristics of automobile crane, determines the form of hydraulic equipment, and makes the desig

8、n of integrated block. In the design process, This article references some similar products hydraulic system design. Combined with the engineering practice, the final. Eventually, The automobile crane hydraulic system is designed as perfect function, performance good, and suitable for Chinas manufac

9、turing.KEY WORDS: Automobile crane, Hydraulic system, Performance parameter, integrated block 河南科技大学毕业设计（论文）目 录前 言1第1章 绪 论21.1 汽车起重机简介21.2 汽车起重机液压系统功能、组成和工作特点21.3 液压系统的类型41.4 液压传动应用于汽车起重机上的优缺点51.4.1 优点51.4.2 缺点5第2章 液压系统组成原理和性能分析62. 1 典型工况分析及对系统要求62.1.1 典型工况分析62.1.2 对液压系统的要求72.2 液压系统类型的拟定82.2.1 本机液压系

10、统分析82.2.2 各机构动作组合、分配及控制92.3 各液压回路设计原理及性能分析102.3.1 起升回路102.3.2 回转回路132.3.3 变幅回路142.3.4 伸缩回路152.3.5 支腿回路162.4 QY40T汽车起重机液压系统工作原理总成17第3章 液压系统设计计算183.1 液压系统各回路计算及主要元件的选择183.1.1 系统压力的确定183.1.2 起升回路计算及主要元件选择193.1.3 回转回路计算及主要元件选择253.1.4 变幅、伸缩、支腿回路计算及主要元件选择293.2 液压元件的选择373.2.1 专用元件的设计373.2.2 蓄能器的选择393.2.3 油

11、箱容积的确定393.2.4 油管的确定393.2.5 液压系统元件的选择413.3 系统压力损失的验算413.3.1 各工况下压力损失的计算413.3.2 溢流阀调定压力的确定443.4 液压系统的发热验算453.4.1 工序时间的确定453.4.2 系统发热功率的计算453.4.3 油箱散热功率473.4.4 冷却器的选择47第四章 液压装置的结构设计484.1 液压装置的结构形式484.2 集成块48结 论50参考文献51致谢52附 录53II前 言在我国，汽车起重机的发展已有五十年的历史了，由于受到客观条件的的限制，一度发展较慢。直到进入九十年代，汽车起重机才得到快速发展。汽车起重机生产

12、厂家也从以前的几家发展到现在的数十家，例如：徐州工程机械集团有限公司、三一汽车制造有限公司、长沙中联重工科技发展股份有限公司、北起多田野(北京)起重机有限公司、安徽柳工起重机有限公司、泰安工程机械总厂等。其中，徐州工程机械集团有限公司、长沙中联重工科技发展股份有限公司是行业内规模较大的企业。然而，不得不承认我国汽车起重机水平与国际先进水平还相差很远。主要表现在产品质量的稳定性、自动化、智能化等方面。随着国家基础建设的规模不断加大，许多生产场合都需要对设备、产品、零件、货物等进行搬运和位移，汽车起重机在起重运输行业和野外作业发挥的作用也将越来越大，市场也必将越来越大。QY40全液压汽车起重机属于

13、中型起重机，是工程建设中较常用的一款汽车起重机。与国外汽车起重机行业相比，我国在大吨位汽车起重机方面处于尴尬的地位。因此现在国内很多厂家还没有生产出这款起重机来，却不断的向生产大型起重机迈进。随着“神州第一吊”的QY300液压汽车起重机2004年在中联浦沅成功下线，标志着我国已有能力生产出大吨位汽车起重机。然而这是引进国外技术才生产出来的，代表了中国汽车起重机制造的最高水平，而不是设计的最高水平。因此，研究和设计QY40汽车起重机液压系统，弥补行业技术空缺，具有重大的现实意义。液压系统设计是汽车起重机的核心技术，本文力主与研究和设计出符合国家建设需要和行业发展的QY40汽车起重机液压系统。在设

14、计的过程中需要考虑汽车起重机液压液压系统应满足工作可靠、结构简单、性能好、成本低、效率高、维护使用方便等要求，本文在设计时，通过调查研究明确了多方面的要求。通过参考大量国内外的先进技术，并加以自主创新改进，设计出符合要求的QY40汽车起重机液压系统。以下是QY40汽车起重机液压系统的设计！希望依此能对我国汽车起重机行业的发展做出些许贡献。第1章 绪 论1.1 汽车起重机简介汽车起重机是一种将起重作业部分安装在汽车通用或专用底盘上、具有载重汽车行驶性能的轮式起重机。汽车起重机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，具有移动方便，操作灵活，易于实现不同位置的吊装等优点，在各种工程建

15、设有着广泛的运用。根据吊臂结构可分为定长臂、接长臂和伸缩臂三种，前两种多采用桁架结构臂，后一种采用箱形结构臂。根据动力传动，又可分为机械传动、液压传动和电力传动三种。汽车起重机的工作机构主要由起升、变幅、回转、吊臂伸缩和支腿机构等组成。由于液压传动技术的不断发展以及汽车起重机的负载大等工作特点，目前汽车起重机的工作机构多采用液压传动。图1.1所示为徐工QY40K汽车起重机的外形，其起升、变幅、回转、吊臂伸缩及支腿等机构，均采用液压传动。图1-1 徐工QY40K汽车起重机汽车起重机的主要技术性能有最大起重量、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

16、等。1.2 汽车起重机液压系统功能、组成和工作特点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1-2可以看出，各个回路之间具有不同的功能、组成和工作特点：一、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、液压制动器及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泵合流吊的方式；对于吊

17、比较长的物体时用共同吊重方式。图1-2 汽车起重机各回路工作状态图二、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。回转回路主要由液压泵、换向阀、平衡阀、液压制动器和液压马达组成。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。 三、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。工程起重机变幅按其工作性质可

18、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。四、伸缩回路伸缩

19、回路可以改变吊臂的长度，从而改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。五、支腿回路支腿回路是用来驱动支腿，支撑整台起重机的。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

20、时收回，工作时外伸撑地。还可以根据地面情况对各支腿进行单独调节。1.3 液压系统的类型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

21、统结构复杂，散热条件差，需设辅助泵补充泄漏和冷却。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。1.4 液压传动应用于汽车起重机上的优缺点1.4.1 优点1、在起重机的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

22、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。2、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。1.4.2 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

23、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。第2章 液压系统组成原理和性能分析2.1 典型工况分析及对系统要求2.1.1 典型工况分析根据各机构的实际作业情况，起重机试验规范，以及很多操作者的实际经验，可确定表2-1的五种工况，作为大中型汽车起重机的典型工况。设计液压系统时要求各系统的动作能够满足这些工况要求。表2-1 汽车起重机典型工况表序号工况一次循环内容特点1基本臂；额定起重量的80；相应的工作幅度；吊重起升回转下降起升回转下降（中间制动一次）起重吨位大，动作单一，很少与回转等机构组合动作2基本臂；额定起重量的80；相应的工作

24、幅度；（主+副）卷扬起升回转（主副）卷扬下降（主副）卷扬起升回转（主副）卷扬下降（中间制动一次）主、副卷扬组合动作主要用于平吊安装或空中翻转。3中长臂；中长臂最大额定起重量的1/2；相应的工作幅度；（起升回转）变幅下降（起升回转）下降（中间制动一次）起重机在额定起重量的（5060）的作业工况最多。表2-1（续）序号工况一次循环内容特点4中长臂；中长臂最大额定起重量的1/2；相应的工作幅度；（主+副）卷扬起升回转变幅（主副）卷扬下降（主副）卷扬起升回转（主副）卷扬下降 （中间制动一次）中长臂，中等起重量工况出现机率大，此时的台装作业或空中翻转作业也很常用5最长臂；最长臂最大额定起重量的1/2；相

25、应的工作幅度；（主副）卷扬起升回转变幅（主+副）卷扬下降（主副）卷扬下降（中间制动一次）很多工况并不是利用汽车起重机起吊吨位大的特点，而是利用它臂长特点进行高空作业。2.1.2 对液压系统的要求根据汽车起重机的典型工作状况对系统的要求主要反映在对以下几个液压回路的要求上。1、起升回路（1）主、副卷扬既能单动，又能同时动作，要求高速动作时能实现合流。（2）要求卷扬机构微动性好，起、制动平稳，重物停在空中任意位置能可靠制动，即二次下滑问题，以及二次下降时的重物或空钩下滑问题，即二次下降问题。2、回转回路（1）具有独立工作能力。 （2）回转制动应兼有常闭制动和常开制动（可以自由滑转对中），两种情况。

26、3、变幅回路（1）带平衡阀保护装置。（2）要求起落臂平稳，微动性好，变幅在任意允许幅值位置能可靠锁死。（3）要求在有载荷情况下能微动。（4）平衡阀应备有下腔压力传感器接口，作为力矩限制器检测星号源。4、伸缩回路本机伸缩机构采用三节臂（含有两个液压缸），本机采用液压缸和钢丝绳相结合的方式实现同步伸缩，使伸缩机构具有较好的工作特性。5、支腿回路 （1）要求垂直支腿不泄漏，具有很强的自锁能力（不软腿）。 （2）要求各支腿可以进行单独调整。 （3）要求水平支腿伸出距离足够大，能够满足最大吊重而不至于整机倾翻。 （4）要求垂直支腿能够承载最大起重时的压力。 （5）起重机行走时不产生掉腿现象。2.2 液压

27、系统类型的拟定2.2.1 本机液压系统分析根据开式和闭式系统的优缺点、典型工况，结合国内外同类产品的具体情况，液压系统决定选用多泵多回路系统。为了使液压系统更加易于检修和使结构更简单明了，在起升、回转、伸缩、变幅、支腿五个液压回路中全部采用开式油路。起升回路设置主、副两套卷扬机构，且由同一液压马达驱动。两套卷扬机构可单独工作，也可共同工作。回路中设置了平衡阀可防止吊物无控制下降。在卷扬机构的控制回路中设置了重力下降装置。该回路能实现向液压马达合流供油。起升回路工作频繁，因此采用单独液压泵供油。由于本机属于中型起重机，回转比较频繁，所以回转回路采用定量马达来实现回转动作，回转回路有单独的定量泵供

28、油。伸缩回路有两节伸缩臂和两个液压缸，液压缸与钢绳组合实现同时伸缩。起重机的变幅机构，采用了单缸回路。支腿回路采用H式支腿，此支腿外伸距离大，每一支腿有两个液压缸，一个水平的，一个垂直的，支腿外伸后成H形。支腿回路的各油缸回路上均有一个两位两通电磁换向阀，与总回路上的三位四通电液换向阀配合来实现对各支腿进行单独调节和共同伸缩，液控单向阀可以防止支腿软腿现象。根据汽车起重机的工况，支腿回路、伸缩回路和变幅回路通常单独工作，所以可以采用同一个液压泵串联组合供油。2.2.2 各机构动作组合、分配及控制1、各机构组合情况各机构组合情况如图2-1所示：图2-1 各机构动作组合情况支腿机构在起升过程中不能

29、动作，但是支腿回路不工作时其他的回路均不能工作，起升与变幅，伸缩、回转回路要有组合动作功能，回转、伸缩、变幅回路之间不需要组合动作。但本机型工作负载较大，且在组合动作时对操作者要求较高，因此在实际工作中，不提倡采用组合动作。2、动力分配情况 根据设计要求、工作情况、起重量等，本机的动力分配如图2-2所示。动力元件：两个定量齿轮泵，1个轴向柱塞泵。图2-2 动力分配情况3、各机构控制情况对于起升回路、回转回路、变幅回路、伸缩回路、支腿回路都采用了电磁控制方式，用手动操作手柄做操纵工具，其搭配情况如图2-3所示。组合动作由45联动完成（支腿电液换向阀单独控制，它与支腿油路电磁换向阀一起安装在底盘上

30、；卷扬机构有手动操纵阀控制。）图2-3 操作手柄的工作位置搭配情况2.3 各液压回路设计原理及性能分析2.3.1 起升回路汽车起重机起升机构的作用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。本文所设计的液压传动式起升机构通常由液压马达、平衡阀、减速器、卷筒、制动器、离合器、滑轮组和吊钩等组成。起升回路的原理图如图2-4所示：图2-4 起升回路原理图为了扩大起重机起重机的应用范围，起升机构设置了主、副卷扬两套装置。起升机构由一个液压马达通过机械减速器驱动。主、副卷筒支承在同一根传动轴上，但并不和传动轴固定连接，而是通过两套常开式离合器分别与传动

31、轴联系起来。两卷筒上各有一套常闭式制动器。当打开制动器，合上离合器时，液压马达才能带动卷简转动。若同时松开制动器和离合器，卷筒便可在支承轴上自由转动，进行重力下降。卷扬机构如图2-5所示。这种型式结构紧凑，有利于整个机构的布置。图2-5双卷筒式起升机构1-液压马达 2-减速器 3-主卷扬离合器 4-主卷扬制动器 5-主卷筒 6-副卷筒 7-副卷扬制动器 8-副卷扬离合器本文起升回路的工作原理如下：如图2-4所示，开机后，液压泵7首先通过液动阀34-2及单向阀35向蓄能器30供油。当蓄能器压力达到设定值后，液动阀34-1左位工作，使顺序阀33打开，液压泵7可以向起升马达供油，同时也使液动阀34-

32、2处于左位，切断液压泵向蓄能器供油。操作电液换向阀3可控制起升马达的转向，使重物起升或下降。操纵制动器和离合器操纵阀28使处于右位，则制动器液压缸和离合器液压缸均与控制油路压力油相通，离合器接合，制动器松开，卷筒在起升液压马达驱动下转动。阀28处于左位时，卷筒与离合器分开，同时制动器夹紧，卷筒不工作。控制油路的压力油由蓄能器提供。起升回路的主、副卷扬机构可单独工作，也可同时工作。通过两个制动器和离合器操纵阀可进行工作形式的控制。设计起升回路时，在满足起升回路功能的前提下，主要针对以下问题进行设计的。1、关于限速油路问题起重机的起升机构作带载下降运动时，如果无控制，必然在重力作用下加快运动速度，

33、产生超速下降，造成事故。因此，必须设置限速油路。目前主要有两种方法，用平衡阀限速及用单向节流阀和液控单向阀限速。两种方法均是将阀串联在重物下降时的回油路。使用平衡阀方法特点是工作平稳，安全可靠，但能量损失较大，会使系统油温升高。使用单向节流阀和液控单向阀方法的特点是，元件简单，体积小，安全可靠，但稳定性较差。考虑到汽车起重机起升回路的重要性，本文采用平衡阀进行限速。2、关于重力下降问题起重机为了提高作业效率，缩短工序间的准备时间，要求空钩或带载25%的情况下，进行重力下降，因此一般都设置重力下降装置。重力下降的方法有很多。主要方法有，使用机械离合器脱开的方法、使用蓄能器控制油路的方法、使用脚踏

34、泵控制重力下降的方法、使用控制油路液压泵来控制重力下降的方法等等。经过综合考虑，结合起升回路特点，本文采用脚踏泵来控制重力下降。该方法能够控制重物的下降速度，可保证重力下降时的安全可靠。也可实现点动下降，或者完全重力下降。3、关于合流问题起重机向起升回路合流供油，可提高起升速度，扩大调速范围。本文采用阀内合流的方式进行设计。如图2-4中，当需要合流时，电磁阀42-10处于右位，切断溢流阀远控口。液压泵7与液压泵9合流。当不合流时，电磁阀42-10处于左位，使溢流阀远控口通油箱，液压泵9卸荷。单向阀4的作用是防止液压泵7倒流。4、关于制动器、离合器的控制油路问题 起升回路中制动器与离合器的控制油

35、路比较复杂，本文采用了两个特制的专用操纵阀进行油路控制，这样简化了回路。回路的压力油由蓄能器提供，蓄能器具有压力稳定，不受液压泵影响，使执行元件动作稳定，安全可靠。此外，起升回路还设置了行程限制装置。当重物上升到极限位置是，电磁阀42-9通电，溢流阀24的远控口与与回油路相通，变成卸荷阀，于是主油路形成短路，停止起升。回路中还设置了单向补油阀13-3，当液压马达制动时，可向其补油。本文起升液压回路的特点是由一个液压马达驱动的主、副起升回路，由带蓄能器的控制油路对制动器和离合器进行控制。由脚踏泵静压控制重力下降，并且可以双泵阀内合流。2.3.2 回转回路液压系统中，回转机构的起动和制动比较频繁，

36、发热量较大。因此，对回转回路的设计及其性能有较高的要求。图2-6所示的为本文回转回路的原理图。为了提高工作效率和整机的机动性，汽车起重机一般都有回转机构，本文所 设计的回转机构为全回转式回转机构，即可进行多圈回转运动的回转机构。回 图2-6 回转回路原理图转机构采用低速大扭矩液压马达通过减速比较小的减速装置来驱动，这种传动方式结构简单， 便于布置，同时也可实现正反转。因回转回路的功率较其他回路较小，故回转回路采用单泵供油的开式回路，可实现功率较好匹配。并且开式回路具有较好的散热性。本文回转回路的工作原理如下：开机后，当需要回转机构工作时，可通过操纵三位四通电磁换向阀2控制液压马达动作。当不工作

37、时，阀2处于中位，液压泵8通过阀2的M型中位机能构成的卸荷回路经单向阀41卸荷，将低能量损失。回转机构负载惯性较大，起、制动频繁。因此，如何制动显得格外重要。由于回转机构采用液压马达驱动，由制动引起的缓冲补油问题也同样需要注意。在满足回转回路功能的前提下，同时针对这两个问题了进行设计的。1、制动问题回转机构制动的方法有两种，即液压制动和机械制动。液压制动是利用液压换向阀如M型和O型的中位机能进行制动的。液压制动的形式结构简单，瞬时制动能力大，且可靠，但定位精度不高。由于液压马达的内漏是不可避免的，液压制动形式不能长时间进行制动。机械制动是利用制动器进行制动的。这种形式制动精度较高，但操作较费力

38、。本文采用了液压制动和机械制动相结合的方式进行制动，这样就克服两者之短，发挥两者之长。如图2-6所示，电磁换向阀2的M型中位机能形成液压制动。制动液压缸16、脚踏泵17及油箱44构成了机械制动装置。2、缓冲补油问题由于制动过程时间较短，会产生很大冲击，制动非常猛烈。故需要设置缓冲装置，已解决冲击问题。液压马达在制动时，有一腔会产生真空，因此需要进行补油。如图2-6所示：单向阀13及溢流阀14 组成了缓冲补油装置。这种形式的组合可实现双向缓冲，利用单向阀可以实现完全补油。单向阀41为补油单向阀13提供补油压力。该回转回路工作安全可靠，具有良好的制动性能，同时设置了缓冲和补油装置，保证了回路的制动

39、性能。2.3.3 变幅回路为适应工作的需要，要求汽车起重机工作臂的位置(主要是幅角和幅度)能任意改变，都设有变幅机构。本文采用的是液压传动的变幅机构。液压传动的变幅机构具有工作平稳、结构轻便、造型优美和易于布置等优点。本文设计的变幅回路的原理图如2-7所示。变幅回路采用了液压缸完成变幅动作，按前倾式变幅机构布置（如图2-8所示）。因液压缸前倾，其对臂作用力臂较长，变幅缸推力可小些，故臂的悬臂长度较短，对臂受力有利。为了便于布置，采用了单缸变幅的形式。 图2-7 变幅回路原理图 图2-8 前倾式变幅机构 1-臂 2-液压缸 3-机架 本文变幅回路的工作原理如下：开机后，当电液换向阀1-3处于右位

40、时，油液经过平衡阀进入变幅缸的无杆腔，液压缸伸出。同理，当电液换向阀1-3处于左位时，液压缸缩回。汽车起重机的变幅机构在吊臂作业时，其液压缸常处于闭锁状态，受负载较大，要求不能无控制自动缩回。但变幅缸的内漏和外漏会使工作幅度变大而造成重大事故。另外，变幅机构落臂时，因载荷的重力作用，会产生重力超速现象，需有限速措施。本文在回路中设置了平衡阀20-2，平衡阀可以保证臂架准确可靠地停留在某一位置。在变幅缸缩回时，油液需经平衡阀20-2回油箱，此时阀20-2又起到限速的作用。因此，利用平衡阀20-2可以很好的解决停留和限速的问题。为保证工作臂下放到支架上，不致因缸有杆腔受力过大，使臂拉弯。在变幅缸有

41、杆腔回路上，安装低压溢流阀6-3。其调定压力低于泵的工作压力，但略高于缩回阻力。以保证工作臂和支架接触时，臂架和支架受力不致过大。溢流阀6-3还有一个作用。在下降时，若平衡阀20-2的过流能力不足，而使有杆腔压力升高，溢流阀6-3还可限制其压力值，避免功率过大的浪费。本文设计的变幅回路可使工作臂可靠地停留在某一位置，并且防止了超速下降的现象。因此变幅回路工作可靠，安全。2.3.4 伸缩回路为了机动性和获得更好工作性能，提高汽车起重机的工作臂应该可根据工作要求自行调节。本文为此设计了工作臂的伸缩回路，其回路原理图如图2-9所示：本文设计的工作臂为三节臂，利用两个相同液压缸实现工作臂的伸缩。伸缩机

42、构液压回路的形式有很多，大致归 图2-9 伸缩回路原理图为顺序伸缩液压回路和同步伸缩回路大类。本文采用同步伸缩回路的形式，其结构如图2-10所示。从图可知，两液压缸是并联的。若通入高压油使其伸出或缩回时，由于各受阻力不等，会产生序混乱，破坏臂的受力状态，对伸缩机构工作极为不利。为了解决这个间题，使用上、下两组钢绳和滑轮组，来保证并联液压缸的同步动作。因钢绳补偿两缸的阻力差，所以钢绳受力不大。主要负载仍然有液压缸来承受。与顺序伸缩回路相比，采用同步伸缩回路，在相同工况下，各臂重量较轻些。同时还可提高中等幅度的起重量，因而，采用同步伸缩回路具有很大优越性。图2-10 使用钢绳保证并联液压缸同步的伸

43、缩机构1、2、3-基本臂 4、7-钢绳滑轮组 5、6-液压缸本文伸缩回路的工作原理如下：开机后，当电液换向阀1-2处于右位时，油液经过平衡阀20-1同时向两个并联的液压缸供油，使液压缸同步伸出。当电液换向阀1-3处于左位时，压力油同时向液压缸的有杆腔供油，无杆腔油液经平衡阀20-1回油箱，使液压缸同步缩回。同样为了使工作臂伸出后能可靠地停留在某一位置，并防止在工作臂缩回时出现超速下降的现象。在伸缩回路中设置了平衡阀20-1。由于本文采用同步伸缩机构，使得工作臂具有很好的工作特性。回路中设置了平衡阀，可使回路工作安全可靠。2.3.5 支腿回路汽车起重机设置支腿可提高其工作性能，增加稳定性。汽车起

44、重机一般设置四个支腿，要求支腿坚固可靠，操纵方便，在行驶时收回，工作时外伸撑地。支腿回路必须有良好的闭锁能力。本文支腿回路原理图如图2-11所示。本文设计的支腿回路为H型支腿的液压回路。H式支腿如图2-12所示。支腿外伸后呈H形。每个支腿由一个水平液压缸和一个垂直液压缸，完成收放动作。其特点是支腿跨距大，对地而适应性好，垂直支腿液压缸可以单独操纵，易于调平。广泛应用在中、大型汽车起重机上。 图2-11 支腿回路原理图图2-12 H式支腿1-车架 2-水平液压缸 3-垂直液压缸支腿回路的工作原理如下：如图2-11所示为二位二通电磁阀42操纵的支腿液压回路。每个支腿液压缸的二位二通电磁阀，只起液压

45、油路的接通或切断的作用，不起换向作用。而水平支腿液压缸的伸缩或垂直支腿液压缸的升降，均由三位四通电液换向阀1-1进行控制，与电磁阀42配合动作，实现支腿液压缸的同时动作或单独动作。在进行支腿调平时需手动调平。配合使用微调计量装置，可提高调平精度。支腿回路需要解决垂直支腿液压缸在工作时的“软腿”现象及在行驶时的“掉腿”现象。如图2-11所示，在垂直支腿液压缸的无杆腔(即起重作业时的闭锁腔)安装单向液压锁(即液控单向阀43)，可防止发生“软腿”现象，以确保安全。在液压缸的有杆腔总油路安装一个液控单向阀10，可防止起重机行驶时发生“掉腿”现象。由于在回路中设置了液控单向阀，可使垂直液压缸不会发生“软

46、腿”和“掉腿”现象。该支腿回路均使用电磁阀，可由电路控制系统进行操作，从而减轻操作人员的负担。2.4 QY40汽车起重机液压系统工作原理总成根据对各回路的分析和设计，经过综合考虑，完成了QY40汽车起重机液压系统原理图，如图2-13所示。该系统为高压系统，动力源采用两个定量齿轮泵和一个轴向柱塞定量泵，由汽车发动机通过底盘上的分动箱驱动。整个系统由起升、回转、变幅、伸缩、支腿等五个工作回路组成。起升回路及回转回路均有独立泵源供油，其余回路公用一个液压泵。液压系统，增加滤油器、冷却器、压力表开关、压力继电器等辅助元件。图2-13 QY40汽车起重机液压系统原理图第3章 液压系统设计计算3.1 液压系统各回路计算及主要元件的选择3.1.1 系统压力的确定系统工作压力应按整机性能要求，考虑经济性和液压技术现有水平确定。在给定外负载下。系统的工作压力越高，各液压元件及管路系统的尺寸就越小。重量越轻.结构越紧凑。但由此导致对密封、制造加工精度和元件材质的要越严，维护和修理也越困难。况且系