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1、辽宁工程技术大学毕业设计计算书指导教师：张兰娣设计题目：QY10汽车起重机总体及支腿机构设计 设计人：江超计算项目计算与说明结果第一章绪论引言分类方法第一章 概述1.1引言汽车由于机动性能好而一直在工程施工和城市建设中担负着重要角色。在国内市场上随着国家扩大内需政策的推动、投资的提高、个体和私营用户的壮大，2002年以来汽车起重机市场总量大幅上升，可以说市场巨大。汽车起重机是轮式起重机的一种。通常习惯把装在通用或专用载重汽车底盘上的起重机称为汽车起重机。由于汽车起重机底盘为通用或专用汽车底盘，故汽车起重机具有载重汽车的性能。1.汽车起重机具有如下优点：1）行动自由。在它的起重能力及外形尺寸容许
2、条件下，能够在整个工厂内或货场内承担绝大部分的起重工作。2）除了作为一台起重机使用之外，可以在臂架上配装各种拉铲抓斗、挖沟器和铲子进行其它工作。3）不需要架空轨道等固定结构，因此可使基建投资、生产成本或维修费用降低。4）本身具有独立的动力装置，不需要装设馈电电缆或接触导电装置。5）它可以把载荷放在地面上，地面下或比汽车起重机更高的地方。2.分类方法主要有：1）按起重量分类：轻型汽车起重机（起重量在5吨以下），中型汽车起重机（起重量在5-15吨），重型汽车起重机（起重量在15-50吨）。超重型汽车起重机（起重量在50吨以上）。近年来，其起重量有提高的趋势，如今已生产出50-100吨的大型汽车起重
3、机。2）按支腿形式分：计算项目计算与说明结果主要检验项目及性能指标蛙式支腿、X式支腿、H型支腿。蛙式支腿跨距较小仅适合于较小吨位的起重机。X式支腿容易产生滑移，也很少采用；H型支腿可实现较大跨距，对整机的稳定有明显的优越性，所以我国目前生产的液压汽车起重机多采用H型支腿。3）按传动装置的传动方式分：机械传动、电传动、液压传动三类。4）按起重装置在水平面可回转范围（即转台的回转范围）分：全回转式汽车起重机（转台可任意旋转360）和非全回转式汽车起重机。5）按吊臂的结构形式分：折叠式吊臂、伸缩式吊臂和桁架式吊臂汽车起重机。3.主要检验项目及性能指标1）汽车起重机的强度、刚度、稳定性，各构件在腐蚀性
4、工作环境下的最小尺寸，抗倾覆稳定性应符合GB3811-83起重机设计规范的规定。2）汽车起重机的基本参数应符合JBT1375-92汽车起重机和轮胎起重机基本参数的规定。3）汽车起重机的安全性能应符合GB6067-85起重机械安全规程的规定。4）汽车起重机的结构、机构、电气等的设计按GB3811-83起重机设计规范的规定。5）汽车起重机整机稳定性应符合GB6068.3-85汽车起重机和轮胎起重机试验规范稳定性的确定的规定。6）额定起重量表，起升高度曲线和性能参数标牌的要求及表示方法应符合GB4031-85汽车起重机和轮胎起重机标牌的规定。7）起重机安全装置的设置和调试按zbj80002-86汽车
5、起重机和轮胎起重机安全规程的规定进行。8）汽车起重机性能指标应符合zbj80003-87汽车起计算项目计算与说明结果国外外轮式起重机发展现状重机和轮胎起重机技术要求的规定。9）汽车起重机检验方法：按JB/SQ1-87汽车起重机和轮胎起重机产品质量分等，JB4030.3-85汽车起重机和轮胎起重机设计规范，GB6068.1-85汽车起重机和轮胎起重机设计规范一般要求，GB6068.2-85汽车起重机和轮胎起重机设计规范合格实验等规则进行。产品定型试验按GB4030.1-85汽车起重机和轮胎起重机规范作业可靠性试验，JB4030.2-85汽车起重机和轮胎起重机试验规范行驶可靠性试验，GB6068.
6、4-85汽车起重机和轮胎起重机试验规范结构试验等标准进行。1.2国内外汽车起重机的发展趋势1.2.1国外轮式起重机的发展状况及主要机种轮式起重机最初是以诞生于1867年的蒸汽轨道式起重机发展而来的，经历了轨道式、实心轮胎式、充气轮胎式的发展变化过程。充气式轮胎起重机是20世纪30年代随着汽车工业的发展而出现的。由于轮式起重机具有机动灵活、操作方便、效率高等特点，早期的轮式起重机大多采用机械传动的桁架式臂架。随着60年代中期液压技术的发展，液压伸缩臂轮式起重机得到迅速的发展。到了80年代末，中小吨位的轮式起重机已大多采用液压伸缩式臂架，仅有一部分大吨位汽车起重机仍采用桁架式臂架。现在国外已将自动
7、化技术与机械传动技术相结合，将先进的微电子技术。电力电子控制技术、液压技术、数据总线通信技术等应用到机械驱动和控制管理系统，实现了自动化和半自动化控制，从而大大提高了起重机的安全性和可靠性，并且降低了发动机的油耗金和排放值。20世纪60年代末期，特别是从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计算项目计算与说明结果对轮式起重机的性能、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、汽车工业的发展新型高强度钢材的不断出现，使轮式起重机开始向大型化发展，并且在普通轮胎式起重机的基础上开发出越野轮胎式起重机，随后又开发出全路面式起重机。全路面式起重机综合了汽车起重机
8、高速行驶和越野轮胎式起重机吊重行走及高通过性的特点，在近20多年得到很大的发展。目前国外轮式起重机生产国主要有日本、美国、德国、法国、意大利等。生产厂商有100多个，最著名的仅有10来家。世界轮式起重机市场主要划分为以日本为主的亚洲市场、以美国为主的北美市场、以德国为主的欧洲市场。亚洲约占世界年销售台数的40%，北美和欧洲各占20%，世界其他地区占20%。日本市场：从年产量上讲，日本生产的轮式起重机居世界首位。在1995年4月到1998年3月间，日本轮式起重机平均年销售量为8140台，其中越野轮胎式起重机约占日本市场的60%，其次是工业轮胎式起重机和汽车起重机。德国市场：德国是欧洲最大的轮式起
9、重机生产国，也是全路面起重机的发源地，多年来他在开发大型、特大型、特大型轮式起重机方面一直处于领先地位。2007年4月23-29日，第28届国际工程机械、建材机械、采矿机械、工程车辆及建筑设备展览会上，最引人注目的新型轮式起重机利勃海尔LTM11200-9.1，其起重量为1200t，主臂全伸长度创纪录地达到了100m。主臂和副臂组合能使起升高度达到170m。在这次展会上特雷克斯展出了一台新型TC40L汽车起重机。这台最大起重量为40t的起重机采用PPMAC35L全地面起重机的吊臂技术和PPM汽车起重机的底盘技术，具有结构紧凑、操作简单和维修方便的特点。整计算项目计算与说明结果国内轮式起重机发展
10、现状机全长10.679m、高3.378m，吊臂头部外侧的最小转弯半径只有9.673m；37.4m的5节主臂采用双缸、双索伸缩机构，8m副臂；前支腿为摆动伸缩腿，后支腿为H型支腿，可以全周吊重；前桥采用385/65R22.5单胎，后桥采用13R22.5双胎；携带全部装备(8.6t配重、8m副臂、25t吊钩和一个备胎)的行驶重量为31.9t，最高行驶速度为90km/h，是一款性能相当不错的汽车起重机。美国市场：美国是轮式起重机的生产大国，在起重机制造能力及规模上居世界首位。在美国市场上，越野轮胎式起重机占主导地位，约占市场份额的65%，其次是工业轮胎式起重机和汽车起重机，全路面式起重机所占份额较小
11、，不到10%。1.2.2国内汽车起重机发展现状我国在1957年生产第一台5t机械式汽车起重机到现在已有50多年历史了,它的生产大致经历了以下几个阶段:1957-1966年以生产5t机械式汽车起重机为主；1967-1976年以生产12t以下小型液压汽车起重机为主；1977-1996年以来16-50t中大吨位液压汽车起重机产品发展较快。自1979年开始，我国采用进口汽车底盘和关键液压件自行生产出了16t，20t液压汽车起重机之后，国内一些起重机生产厂家采用技贸结合方式，分别引进日本多田野、加藤、美国格鲁夫和德国利勃海尔、克虏伯的起重机产品技术，以合作生产的方式相继制造出25t、35t、45t、50
12、t、80t、125t汽车起重机。由于受客观条件的限制，当年的技术引进主要着重体现在技术软件的引进（如产品、图纸、工艺等），而没有引进全套的先进加工设备，没有与相关的配套件的引用同时进行，因此国内长时间不能提供高质量高性能的基础配套件（如液压元件、电子元件等），到计算项目计算与说明结果国内汽车起重机的差距表现。了90年代我国汽车起重机的技术水平与世界先进水平相比曾经一度缩小的差距又拉大了。当前国内汽车起重机厂自行设计的产品技术水平大多还相当于国际70年代初期、中期水平，只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，国家重点工程建设项目纷纷上
13、马，一些大型关键工程一般都采用国际公开招标方式采购机械设备。国外新型汽车起重机和二手设备大量进入中国市场，使国产汽车起重机面临很大的冲击和压力。国内轮式起重机产品差距主要表现在以下几个方面：1.质量稳定性差部分产品发生早期故障多，保修期内返修率高。故障多发生在液压系统、底盘、发动机于传动件上。液压系统渗漏问题普遍存在，其主要原因是制造、装配工艺不良和密封件质量问题。国内汽车起重机平均无故障时间仅为93.4h。整机工作寿命按主要零件寿命计算，约为20003000h，而国外同类产品一般可达到12500h。2.产品品种单一轮式起重机是工程机械行业中的一个重要的类别，其技术含量、机电一体化程度、对使用
14、材料的要求和制造难度不亚于其他类型的工程机械。国内轮式起重机的生产主要仍以8-50t汽车起重机为主，某些企业对全路面起重机产品和越野轮胎起重机产品以及大吨位汽车起重机开发虽有一定的研究，但是尚未形成商品供应市场。8t以下微型起重机基本空白，而60t以上大型起重机产量有限，从而形成了一方面形成了生产力过剩，另一方面许多重点工程所需的大型起重机尚需进口。计算项目计算与说明结果汽车起重机的发展趋势3.产品自动化、智能化方面目前，国外已将自动化技术与机械传动技术相结合，将先进的微电子技术、电力电子控制技术、液压技术、数据总线通信技术等应用到机械驱动和控制管理系统，实现了自动化和半自动化控制，从而大大提
15、高了起重机的安全性和可靠性，并且降低了发动机的油耗与排放值。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.材料方面国内除部分产品的某些结构采用了HG60或HQ70刚才外，主要采用的材料为Q235、Q345、Q395等，而国外已广泛采用低合金钢和其它轻型材料，并且正酝酿向超高强度钢发展，所以国产轮式起重机一般显得笨重，性能也受到较大影响。1. 4汽车起重机产品的发展趋势1.提高起重机的起重量由于现代工程项目想大型化发展，所需设备和配套构件的重量在不断增加，对超大型起重设备的需求也越来越多。2.微型起重机大量涌现汽车起重机的微型化是适应现代建设工作的需要而出现的一种新的发展趋势。走
16、在前面的是日本的神户制钢公司，它于10多年前开发的RK70(7吨)型是世界第一台装有下俯式臂架的“迷你”越野汽车式起重机。目前，下俯式臂架已成为“迷你”起重机的重要标志。3.混合性起重机在发展混合型起重机是为了特定用途而开发出来的。如利勃海尔公司生产的LTL1160型越野汽车起重机就是为了维修庞大的斗轮挖掘机而专门研制的。德马格双桥AC25（250全路面起重机，结构非常紧凑，车身长计算项目计算与说明结果新型汽车起重机的特点9m，非常适应城市狭窄地段工作，所以又称为城市型起重机。4.伸缩臂结构不断改进利勃海尔公司于90年代中期推出的LTM1092/2（90t）和LTM1160/2(160t),装
17、有6节60米主臂,采用了装有“Telematik”单缸自动伸缩系统的椭圆形截面的主臂。5.数据总线系统得到应用利勃海尔公司的LTM10302(30t)是世界上首台装有数据总线管理系统的高技术双桥全路面起重机。它采用CANBUS（现场总线），进行发动机传动系各功能块之间的数据传输与电子控制。它可大大简化布线，提高整机式配重的作用。6.静液压传动起重机进入市场采用静液压传动安装的上车发动机既可以用来驱动起重机上车各个工作装置，又可以用来驱动行走装置。此外将发动机横放在上车操纵室后面，使其起到整体式配重的作用。7.一机多能，扩大工作范围意大利马奇蒂公司于1995年推出的MG10.28越野汽车起重机，
18、使用吊钩时成为10t起重机；安装起重叉后成为2.5t级伸缩臂叉车；安装双人作业平台后成为高空作业车。1.4.1新型汽车起重机的特点1.吊臂采用易于定心、对腹板抗失稳能力、抗扭曲变形能力强的大圆角六边形截面；2.转台采用立板加筋结构，这种结构在满足强度要求的同时减轻了重量，提高起重性能，使材料的机械性能得到进一步利用；3采用前悬下沉全景驾驶室专用汽车底盘。这种底盘车身长，适合较长吊臂的布置（吊臂的增长使整机的计算项目计算与说明结果主要的性能参数起升高度增加），且乘坐舒适，视野开阔；4液压系统增设回转制动阀、液压先到控制阀液控操纵回路，使回转抗冲击能力增强、操纵更加方便；5液压辅件采用新型锥面密封
19、与O型圈相结合的双重密封，提高管路密封寿命；6.利用现代化设计和手段开发、编制相关的计算机软件，提高设计质量和效率。第二章 总体设计2.1总体参数的确定2.1.1主要性能参数汽车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:汽车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量的乘积为起重力矩，它是综合起重量与幅度两个因数
20、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:汽车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，计算项目计算与说明结果参数的确定底盘的选择幅度从最大(最小)变到最小(最大)所用的时间；伸缩臂速度指起重臂伸缩时，其头
21、部沿伸缩臂轴线的移动速度。6.自重:指起重机处于工作状态时起重机本身的全部质量，它是评价起重机的综合指标，反映了起重机设计、制造和材料的技术水平。7.通过性能:是汽车起重机正常行使通过各种道路的能力。汽车起重机通过性能接近一般公路车辆。接近角、离去角、离地间隙越大，最小转弯直径越小，说明整机通过性能越好。2.1.2 QY10型汽车起重机参数设定及所选底盘的参数情况初定主要技术参数为:最大额定起重量(kN): 100最大起重量力矩(kNm): 300基本臂长度(m): 7.5全伸缩臂长度(m): 18.7主臂最大起升高度（m）： 19.9基本臂最大起升高度（m）： 10.0最大回转速度(r/mi
22、n): 3.0最大到最小幅度变幅时间(s):35支腿跨距(纵X横)(m): 3.84.1主臂节数： 32.2汽车起重机底盘类型的选择2.2.1底盘的选择汽车起重机底盘按总体性能可分为通用汽车底盘、专用汽车底盘二种。通用汽车底盘指通用汽车的二类底盘。由于原汽车车架的强度和刚度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计算项目计算与说明结果车的支撑，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，在中小吨位的汽车起重机上比较常用。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
23、，其驾驶室的布置有三种形式，一是正置驾驶室(与通用汽车一样)，如图2-l-1，二是侧置的偏头式驾驶室(图2-l-2)，三是前悬下沉式驾驶室(图2-l-3)。正置平头驾驶室的汽车起重机行驶状态时，臂架放置在驾驶室上面，所以整车重心较高；侧置偏头式驾驶室的汽车起重机，其臂架位于驾驶室侧方，行驶状态整机重心大大降低，但驾驶室视野不良；前悬下沉式驾驶室的汽车起重机，尽管臂架置于驾驶室上方，但臂架位置不高，故起重机重心低，其驾驶室悬挂在前桥前面，使车身较长，适合使用较长臂架，且乘坐舒适、视野开阔；不足之处在于驾驶室悬挂在前桥前，故前桥轴荷大，同时使车身增长，接近角减小，通过性稍差。综上所述，我在设计中将
24、优先考虑第一种底盘。汽车起重机选用通用底盘时，要根据通用载重汽车的承载能力和最大总质量来选择。中、小型汽车起计算项目计算与说明结果QY10汽车起重机的参数重机总质量分别约为120%和140%的起重量，即将汽车满载后的总重量乘上0.70-0.83得到的数值为改装后的起重机最大额定起重量。为了保持原车轴荷的合理分配，在总布置时可通过改变上车三铰点位置及配重的重量和距回转中心的位置来调整。当选用专用底盘时，按起重机总质量和底盘的桥荷来确定桥数，按发动机取力器扭矩来选择传动系各总成。专用底盘的变速箱、传动轴、主传动和桥箱一般都选用现有的通用汽车底盘部件。汽车起重机的桥荷受到道路、桥梁标准的限制。在一般
25、双桥起重机底盘中，若前后桥都是单胎，则前、后桥荷各为总重的50%:若后桥为双胎，则后桥为70%的总重。在三桥汽车底盘中，双胎后双桥总载荷为240%的总重，这主要是按轮胎数目来确定。由于本起重机的额定起重量是10t，属于较小吨位汽车起重机。汽车起重机满载时总重为10120%10140%t 即：12t14t工作半径：2m-4m最大移动速度74km/h根据以上数据初选通用底盘型号为柳工生产的QY10汽车起重机底盘，型号为CA5115JQZ： 驱动形式： 42-1+（1）公路型满载总重（t）： 11.14轴距L(mm)： 4400桥荷（t）分配 前桥/后桥:3.48/7.85最高车速(km/h)： 7
26、4最小转弯半径(m)： 8计算项目计算与说明结果底盘参数设备组成及其功能分析发动机型号： CA4DE2-16发动机额定功率（KW/rpm）： 117/2400 最大扭矩(Nm/RPM)： 580/1600专用底盘型号： CA5115JQZ驱动形式： 42起重能力： 12t3轴距L(mm)： 4400车辆外型尺寸(长X宽X高)(mm)：956924003240轮距前/后(mm)： 2010/1823底盘整体质量（kg）： 6600最高车速(km/h): 74最小转弯半径(m)： 8 最大爬坡度： 30%发动机型号： CA4DE2-16发动机最大功率（kw）：117 （r/min）：2400最大扭
27、矩(Nm)： 580（r/min）：1600车桥载荷（kg）： 3483/7852驾驶室位置： 左侧2.3设备组成及其功能分析汽车起重机的金属结构以回转平台为界，分为上车和下车两部分。上车部分由起重臂架、人字架、配重、回转平台和起重司机室组成；下车部分由车架、汽车司机室和支腿组成。上车部分可以相对下车部分旋转。起重机的金属结构将起重机连接成一个整体，承受起重机的自重以及作业时的各种外载荷。它是多个结构件的组合，包括吊臂、转台、底架、支腿等结构件，以及回转、变幅、伸缩、起升等机构。在作业计算项目计算与说明结果过程中，吊臂相对于转台可以变幅与伸缩。而吊臂与转台的组合结构可绕回转中心360度转动。因
28、此，对整机系统的分析不仅需要将所有的结构件及机构加以考虑，而且需要将作业过程中的不同载荷工况加以考虑。为了控制整机分析的规模，模型的建立既要尽量理想化、简单化、典型化，又要较客观的反映出整机（特别是结构件连接部位）的应力分布、变形及失效等问题。汽车起重机最危险的工况是起重作业工况。它的传力路线是：重物-吊臂-变幅油缸支撑-转台-回转支撑-底架-支腿-垂直油缸-地面。汽车起重机主要由支腿装置、回转机构、伸缩机构、变幅机构、起升机构组成，如图1所示：（1）支腿装置 起重作业时使汽车轮胎离开地面，架起整车，不使载荷压在轮胎上，并可调节整车的水平度，一般为四腿结构。计算项目计算与说明结果纵向行驶稳定性
29、（2）回转机构 使吊臂实现360度任意回转，在任何位置能够锁定停止。（3）伸缩机构 使吊臂在一定尺寸范围内可调，并能够定位，用以改变吊臂的工作长度。一般为2节或3节套筒。 （4）変副机构 使吊臂在150800之间角度任意可调，用以改变吊臂倾角。 （5）起降机构 使重物在起吊范围内任意升降，并在任意位置负重停止，起吊和下降速度在一定范围内无级可调。2.4汽车起重机移动性能分析2.4.1移动性能分析2.4.1.1纵向行驶稳定性汽车起重机在行驶过程中，由于某种原因（如上坡）使其前轮（转向轮）对地面的法向作用力为零时，则起重机前轮的偏转不能确定起重机的行驶方向。此时，可以认为车辆已失去稳定性，无法控制
30、其行驶方向。当后轮（驱动轮）对地面的法向作用力所引起的牵引力为零时（被下滑力抵消），车辆失去了形式能力，也破坏了行驶稳定性。计算项目计算与说明结果横向行驶稳定性图11-1为起重机上坡行驶图。此时可能失稳，地面的反作用力Z1=G1=0，由于上大坡，行驶速度低，不能做加速运动，故可以忽视一切惯性力和风阻力。其各作用在后轮与地面接触点O2为中心的力矩平衡如下： Z1L+Ghgsina-GLcosa=0式中，G为机械总重量，L2为重心离后轴的距离。当Z1=0时，则Ghgsina-GL2cosa=0.因此可能失去操纵稳定的极限坡度为a0=arctanL2/hg另外，当车辆下滑力接近于驱动轮上的附着力时，
31、车辆就不能上坡，驱动轮就开始打滑，即Gsina=Z2（当后轮为驱动轮时）Gsina=（Z1+Z2）=（Gcosa）（当全轮驱动时）综上所知，a=arctan式中，为附着系数，此处可用0.70.8代入。将上式综合可得，汽车起重机行驶的稳定条件为：L2/hg一般汽车起重机重心较低，均能满足上述条件。2.4.1.2横向行驶稳定性汽车起重机在弯道上或直线上转向时常受到侧向力，如离心力、横向风力等。起重机在侧风力作用下有时克服了车轮的附着力。从而产生侧滑移，或将车辆横向倾覆。图11-2为起重机在横向坡上等速转向行驶受力图在车辆重心上作用有两个力，起重机自重力G和；离心力Pjy=GV2/gR，若Zr=0，
32、则车向左倾覆的极限条件为Tan0=（V2/gR）hg-B/2/hg+V2/gR（B/2）计算项目计算与说明结果牵引计算从动轮受力分析就是说横向坡度角不得小于0。若在水平路面上（0=0），则当转弯半径为R时，车辆转向所允许的最大速度为Vmax= 若在水平路面上（0=0），当转弯半径为R时车辆不致侧滑的允许最大速度为 为了行驶安全，应使侧滑发生在翻车前，故应使，这就是横向行驶稳定性的基本条件。式中，B是轮距，一般硬路面的取0.70.8.因此一般汽车起重机均能满足此公式。2.5对整机进行牵引计算1.对从动轮进行受力分析式中：从动轮上的滚动阻力；从动轮上的轴荷；按照底盘上所给的前桥轴荷计算，；计算项目
33、计算与说明结果主动轮受力分析液压系统型式从动轮滚动摩擦系数；查工程起重机结构与设计P224表9-1，选轮胎型号：B-d/in 12.00-20，起重机桥负荷大，通常采用高压轮胎。查起重机设计手册P363表3-8-17，断面宽度280mm，外直径1073mm，充气压力0.32Mpa。查工程起重机械底盘构造与设计P116表2-1-1，选择密实非粘性土质，通过插入法可查得从动轮滚动摩擦系数黏着系数则2.对主动轮进行受力分析 式中切线牵引力；牵引力；主动轮上的滚动摩擦力；主动轮上的轴荷，按底盘上给的最大轴荷计算主动轮上滚动摩擦系数，则对整机进行受力分析：式中：工作阻力，对于汽车起重。故： 粘着力第三章
34、 液压系统的设计3.1液压系统型式3.1.1开式、闭式系统 按油液循环方式不同，液压系统可分为开式系统和闭式系统。T计算项目计算与说明结果开式系统是指液压泵从油箱吸油，把压力油输给执行元件，执行元件排出的油则直接流回油箱(图3-la)。开式系统结构简单，液压油能够得到较好的冷却，油液中杂质易沉淀，但油箱尺寸较大，空气、脏物容易进入系统中去，会导致工作机构运动的不平稳。在实际应用中多用于发热较多的液压系统，如具有节流调速回路的系统。闭式系统是指液压泵的排油腔直接与执行元件的进油管相连，执行元件的回油管直接与液压泵的吸油管相连，油液在系统的管路中进行封闭循环(图3-lb)。闭式系统油箱尺寸小、结构
35、紧凑、执行元件回油管和液压泵吸油腔直接连通，减少了空气及脏物进入系统的机会，但油液的冷却条件差，需要辅助泵进行换油冷却和补偿漏油，结构比较复杂。一般情况下，闭式系统中的执行元件若采用双作用单活塞杆液压缸时，由于两腔流量不等，在工作中会使功率利用下降。所以闭式系统的执行元件一般为马达。 选用定量单泵开式系统计算项目计算与说明结果单泵多泵系统节流控制系统3.1.2单泵、多泵系统按系统中的液压泵数量，液压系统可分为单泵系统和多泵系统。单泵系统是指由一个液压泵向一个或一组执行元件供油的液压系统单泵系统适合于不需要进行多种复合动作的工程机械，如推土机等铲土运输机械的液压系统。多泵系统是多个单泵系统的组合
36、。每台泵可以分别向各自回路中的执行元件供油。每台泵的功率是根据各自回路中的功率而定。例如:当系统中只需要进行单个动作而又要充分利用发动机功率时，可采用合流供油方式，即几个液压泵流量同时供给一个执行元件，这样可使工作机构的运动速度加快。3.2液压系统的控制3.2.1定量节流控制系统定量系统是指采用定量泵的液压系统。定量系统所用的液压泵为齿轮泵、叶片泵或柱塞泵。由于定量泵，当发动机转速一定时，流量也一定。而压力是根据工作循环中需要克服的最大阻力确定的，因此液压系统工作时，液压泵功率是随工作阻力变化而变化的。在一个工作循环中液压泵达到满功率的情况是很少的，这就造成了发动机的功率损耗。在定量系统中，执
37、行元件的速度是由控制元件以节流方式控制的，如图3-la，泵输出的流量一定，进入油缸的油液流量大小由换向阀控制，当需要控制液压缸的速度时，操纵换向阀使阀芯与阀体之间的流油通道变小，从而减少计算项目计算与说明结果变量系统各机构油路组成及其特点流入液压缸的油量，减少的部分通过溢流阀流回油箱，从而不可避免的造成能量损耗。定量节流控制系统特点：结构简单、控制方便、价格便宜、发动机的功率有一定的损耗。3.2.2变量系统变量系统是指采用变量泵的液压系统。如变量系统中用到的恒功率控制的轴向柱塞泵。柱塞泵的功率调节器中控制活塞右面有压力油作用，控制活塞左面有弹簧力作用，当泵的出口压力低于弹簧装置的预紧压力时，弹
38、簧装置未被压缩，液压泵摆角处于最大摆角位置，此时泵的排量最大。随着液压泵出口压力的增高，弹簧被压缩，液压泵的摆角也就随之减小，排量也随之减少。当液压泵出口压力大于起调压力时，由于调节器中弹簧压缩力与其行程有近似双曲线的变化关系，因而在转数恒定的情况下，液压泵与流量也呈近似双曲线关系，这样液压泵在调节范围之内始终保持恒功率特性。由于液压泵工作压力随外载荷大小而变化，因此，可使工作机构的速度随外载荷的增大而变小，或随外载荷的减小而增大，使发动机功率在液压泵调定范围内得到充分的利用。其缺点是结构和制造工艺复杂、成本高。3.3液压系统设计(一)各机构油路组成及其特点 QY10型汽车起重机工作机构包括起
39、升机构、臂架变幅机构、臂架伸缩机构、回转机构、液压支腿等。各工作机构油路组成及特点如下：计算项目计算与说明结果1.起升油路：用以提升和放下重物。应具有：(1)一定的提升能力和提升速度。通常单绳速度在48-160m/min，卷筒的力矩应能从零逐步增加到最大值。(2)工作平稳，尤其重物下降时，应防止由于载荷的自重作用导致超速降落。(3)微动性能好，防止载荷就位时发生冲击，微动速度不大于0.25-0.4m/min。(4)调速方便，能够实现重载低速、轻载高速的起升、下落功能。为满足上述要求，起升油路应具有下列特点：(1)在重物下降时有限速措施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
40、速。平衡阀限速特点是工作平稳，安全可靠，但能量损失大，并转换成热能使液压系统油温升高。单向节流阀和液控单向阀限速特点是元件简单，体积小，安全可靠，能量损失低；但起闭动作较快，使工作平稳性较差。现国内主要采用平衡阀限速。(2)速度可调节调速方法有三种：一、调节发动机油门改变转速，控制液压泵输出流量和控制换向阀节流开度的联合调速。二、利用变量液压马达调速。三、通过多泵有级调速。(3)起升机构用液压马达驱动起升机构的液压马达有高速和低速马达之分，两者各有利弊。目前国内多采用前一种，因为其工艺性好、性能稳定、工作寿命长、制动器尺寸小、价格较低。低速马达因历史较短、工艺性较差、国内制造经验不足、容积效率较低、价格较高等原因使用的较少，但它可直接驱动卷筒，使起升机构大为简化。2.变幅油路：变幅机构用以改变作业幅度和作业高度。要求能带负载变幅，变幅动作要平稳可靠，变幅速度在1.082.5rad/min左右。由于落臂时与负载运动方向一致，有自动增速的趋势，要采取限速措施。变幅液压缸有单缸、双缸之分，单缸使用一个平衡阀，容易调整，结构简单；双缸采用两个平衡阀不易调整一致，很难保证
