Q2-8型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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鄭 州 雨 辰 技 術(shù) 學(xué) 院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目： Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 職稱： 講師 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 13340958542 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 院 (系)： 機(jī)電工程學(xué)院 答辯日期： 20 年 6 月 4 日 20 年 6 月 4 日鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)I摘要本設(shè)計(jì)著重對(duì) Q2-8 型汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)、變幅液壓缸兩個(gè)部分做了研究和設(shè)計(jì)。通過本設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)起重機(jī)液壓缸的使用要求,運(yùn)行穩(wěn)定,安全性好,維修及改造方便,對(duì)許多生產(chǎn)場(chǎng)合與起重運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。 在設(shè)計(jì)過程中，首先大致了解液壓系統(tǒng)在起重機(jī)上的應(yīng)用，就液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)及性能進(jìn)行分析，了解液壓系統(tǒng)的工作原理以及各個(gè)回路的組成，然后對(duì) Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，確定起重機(jī)的技術(shù)參數(shù)，對(duì)變幅液壓缸進(jìn)行結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)，變幅液壓缸穩(wěn)定性需要請(qǐng)咨詢學(xué)號(hào)數(shù)字企鵝的校核等工作。接著，對(duì)液壓元件進(jìn)行計(jì)算并選擇相應(yīng)的型號(hào)。最后，總體進(jìn)行系統(tǒng)分析和驗(yàn)算?？傮w設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面: Q2-8 型汽車起重機(jī)的應(yīng)用以及汽車起重機(jī)國內(nèi)外發(fā)展概況分析總體方案和總體參數(shù)的確定；Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖的確定以及原理分析；變幅液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),馬達(dá)、泵、手動(dòng)換向閥、溢流閥、等型號(hào)的選擇。 關(guān)鍵詞：車載起重機(jī) 液壓系統(tǒng) 液壓泵 變幅液壓缸 鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)IIAbstractThis paper focuses on the research and design of the hydraulic system and hydraulic cylinder of the hydraulic system of Q2-8 truck crane. Through this design can achieve the use of hydraulic cylinder crane requirements, stable operation, good safety, maintenance and transformation of convenience, for many production occasions and the heavy transport and other industries, has a strong practical significance.In the design process, the first general understanding of the hydraulic system on the application of the crane, on the characteristics of the hydraulic system and performance analysis, to know the working principle of hydraulic system and the composition of each loop, then the overall design of the hydraulic system of Q2-8 type truck crane is carried out, and the technical parameters of the crane are determined, the structure and design parameters of the hydraulic cylinder are designed, and the stability of the hydraulic cylinder is checked. Then, calculate and select the corresponding model for the hydraulic components. Finally, the overall system analysis and checking. The overall design includes the following aspects: the application of Q2-8 truck crane and the development situation of the domestic and international development of automobile crane and the determination of the overall scheme and the overall parameters ; Determination and analysis of principle diagram of hydraulic system of Q2-8 type truck crane; Variable amplitude hydraulic cylinder structure design, motor, pump, manual valve, relief valve, and other models of choice.Keywords: truck crane hydraulic system hydraulic pump Variable amplitude hydraulic cylinder鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)III目錄1 緒論 11.1 汽車起重機(jī)簡(jiǎn)介 .11.2 汽車起重機(jī)的應(yīng)用及其特點(diǎn) .21.2.1 液壓系統(tǒng)在汽車起重機(jī)上的應(yīng)用 .21.2.2 汽車起重機(jī)的特點(diǎn) .21.3 國內(nèi)外汽車起重機(jī)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 .31.3.1 國內(nèi)現(xiàn)狀 .31.3.2 國外現(xiàn)狀 .32 Q2-8 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)分析 .52.1 液壓系統(tǒng)的工作原理 .52.2 液壓系統(tǒng)的組成 .52.3 液壓系統(tǒng)回路分析 .62.4 液壓系統(tǒng)的性能特點(diǎn) 83 液壓系統(tǒng)計(jì)算 .103.1 起重機(jī)主要參數(shù)的選擇 103.2 起升馬達(dá)的計(jì)算和選擇 .103.3 液壓泵的計(jì)算和選擇 .114 液壓缸的設(shè)計(jì) .134.1 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 134.2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 164.2.1 缸筒內(nèi)徑的計(jì)算 164.2.2 活塞桿直徑的計(jì)算 164.2.3 缸筒壁厚、外徑及行程的計(jì)算 184.2.4 液壓缸行程 s 的確定 185 元件的選擇與計(jì)算 .195.1 管路 195.2 輔助元件的選擇和計(jì)算 195.3 系統(tǒng)分析 205.3.1 系統(tǒng)油液溫升驗(yàn)算 205.3.2 系統(tǒng)參數(shù)分析 21結(jié)論 .23鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)IV致謝 .24參考文獻(xiàn) .25鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)11 緒論1.1 汽車起重機(jī)簡(jiǎn)介汽車起重機(jī)是把起重機(jī)安裝安置在載重汽車底盤上的一種工程機(jī)械。是一種使用范圍大的工程機(jī)械，最近幾年來由于汽車載重功能和性能的水平不斷提高，各種各樣的特定的汽車底盤的應(yīng)運(yùn)而生，而且此機(jī)械起重機(jī)能以機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、行走方便、適應(yīng)能力強(qiáng)、能夠獨(dú)立供能、且操作簡(jiǎn)單靈活、能在不平整路面作業(yè)，所以導(dǎo)致大噸位的汽車式起機(jī)不斷的被生產(chǎn)出來 1。汽車起重機(jī)起重量的范圍很大，機(jī)動(dòng)性好，因此是產(chǎn)量最大，使用最廣泛的起重機(jī)類型。在汽車起重機(jī)上采用液壓起重技術(shù)，具有承載能力大，可在有沖擊、振動(dòng)和環(huán)境較差的條件下工作。由于系統(tǒng)執(zhí)行元件需要完成的動(dòng)作較為簡(jiǎn)單，位置精度要求較低，所以，系統(tǒng)以手動(dòng)操縱為主，對(duì)于起重機(jī)械液壓系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中確保工作可靠與安全最為重要。汽車起重機(jī)的底盤性能等同于同樣整車總重的載重汽車，符合公路車輛的技術(shù)要求，因而可在各類公路上通行無阻。此種起重機(jī)一般備有上、下車兩個(gè)操縱室，作業(yè)時(shí)必需伸出支腿保持穩(wěn)定。起重量的范圍很大，可從 8 噸1000 噸，底盤的車軸數(shù)，可從 210 根?，F(xiàn)在普遍使用的汽車起重機(jī)多為液壓伸縮臂汽車起重機(jī)，液壓伸縮臂一般有 24 節(jié)，最下(最外)一節(jié)為基本臂，吊臂內(nèi)裝有液壓伸縮機(jī)構(gòu)控制其伸縮。汽車起重機(jī)作業(yè)時(shí)必須先打支腿，以增大機(jī)械的支承面積，保證必要的穩(wěn)定性。因此，汽車起重機(jī)不能負(fù)荷行駛。汽車起重機(jī)的主要技術(shù)性能有最大起重量、整機(jī)質(zhì)量、吊臂全伸長(zhǎng)度、吊臂全縮長(zhǎng)度、最大起升高度、最小工作半徑、起升速度、最大行駛速度等。Q2-8 型汽車起需要請(qǐng)咨詢學(xué)號(hào)數(shù)字企鵝重機(jī)是產(chǎn)量最大，使用最廣泛的起重機(jī)類型 2。圖 1.1 所示為 Q2-8 型汽車起重機(jī)的外形圖，該汽車起重機(jī)由起升、變幅、回轉(zhuǎn)、吊臂伸縮相交腿機(jī)構(gòu)等組成，全為液壓傳動(dòng)。它主要是由載重汽車 1、回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng) 2、支腿 3、吊臂變幅缸 4、吊臂伸縮缸 5、起升液壓系統(tǒng) 6、基本臂 7 等部分組成 3。鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)21.2 汽車起重機(jī)的應(yīng)用及其特點(diǎn) 1.2.1 液壓系統(tǒng)在汽車起重機(jī)上的應(yīng)用液壓系統(tǒng)有動(dòng)力源、控制液壓系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)三個(gè)環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)其工作目的。由液壓泵組成的動(dòng)力源，由特制的一些輸油管和各種液壓閥的組成的液壓系統(tǒng)共同組成傳輸控制裝置，由液壓馬達(dá)和液壓缸組成的液壓系統(tǒng)。這三種液壓系統(tǒng)的不同組合就形成了不同功能的液壓回路。汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)由起升液壓系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)，變幅液壓系統(tǒng)，伸縮液壓系統(tǒng)和支腿部分等組成，全為液壓傳動(dòng) 4。由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)提供的機(jī)械能通過液壓泵轉(zhuǎn)化為液壓系統(tǒng)所需的能量，這個(gè)轉(zhuǎn)換帶來了很大的傳動(dòng)比，去除了那些笨重的傳動(dòng)裝置。這樣，不僅整個(gè)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)變得更緊湊，而且減輕了起重機(jī)本身的質(zhì)量，提高了起重機(jī)的起身效率。而且液壓系統(tǒng)還簡(jiǎn)便的把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成平移運(yùn)動(dòng)，使得起重機(jī)的各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)靈活自如。每個(gè)液壓系統(tǒng)之間利用液壓管聯(lián)結(jié)，保證了系統(tǒng)的緊湊性，穩(wěn)定了液壓系統(tǒng)的運(yùn)作，方便了汽車起重機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)作，提高工作效率的同時(shí)還減輕了勞動(dòng)力。而且液壓元件還可以微調(diào)來控制系統(tǒng)，提高了液壓系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性和安全性。采用液壓傳動(dòng)，在主要液壓系統(tǒng)中沒有劇烈的干摩擦副，減少了潤滑部位，從而減少了維修和技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間。使用液壓傳動(dòng)的起重機(jī)，整體上非常簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)了功能的易用性、整體性、和標(biāo)準(zhǔn)化，方便了在大批量制造，而且這種液壓起重機(jī)工作效率很高，液壓系統(tǒng)工作時(shí)間短。從整體上看，大大提升了起重機(jī)的使用壽命和效率，對(duì)加速實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化大有好處 5。1.2.2 汽車起重機(jī)的特點(diǎn)汽車起重機(jī)的種類很多，其分類方法也各不相同，主要有：按起重量分類：輕型汽車起重機(jī)（起重量在 5 噸以下） ，中型汽車起重機(jī)（起重量在 5-15 噸） ，重型汽車起重機(jī)（起重量在 5-50 噸） ，超重型汽車起重機(jī)（起重量圖 1.1 Q2-8 汽車起重機(jī)外形簡(jiǎn)圖鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3在 50 噸以上） 。由于使用要求，其起重量有提高的趨勢(shì)，如已生產(chǎn)出 50-1200 噸的大型汽車起重機(jī)。按支腿型式分：蛙式支腿、x 型支腿、h 型支腿。蛙式支腿跨距較 0?僅適用于較小噸位的起重機(jī)；x 型支腿容易產(chǎn)生滑移，也很少采用；h 型支腿可實(shí)現(xiàn)較大跨距，對(duì)整機(jī)的穩(wěn)定有明顯的優(yōu)越性，所以中國生產(chǎn)的液壓汽車起重機(jī)多采用 h 型支腿。按傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)方式分：機(jī)械傳動(dòng)、電傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)三類。按起重裝置在水平面可回轉(zhuǎn)范圍（即轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)范圍）分：全回轉(zhuǎn)式汽車起重機(jī)（轉(zhuǎn)臺(tái)可任意旋轉(zhuǎn) 360）和非全回轉(zhuǎn)汽車起重機(jī)（轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)角小于 270） 。按吊臂的結(jié)構(gòu)形式分：折疊式吊臂、伸縮式吊臂和桁架式吊臂汽車起重機(jī) 6。汽車起重機(jī)在應(yīng)用過程中的優(yōu)缺點(diǎn)主要有：優(yōu)點(diǎn)：機(jī)動(dòng)性好：汽車起重機(jī)的底盤性能實(shí)際可以看做是同樣整車總重的載重汽車，符合公路車輛的技術(shù)要求，因而可在各類公路上通行無阻，適用于不同場(chǎng)所的 8 噸1000 噸起重需要；轉(zhuǎn)移迅速：因?yàn)榫褪禽d重汽車，所以，速度等同于汽車。缺點(diǎn)：工作時(shí)須支腿；起重機(jī)一般備有上、下車兩個(gè)操縱室，在起重操作時(shí)必需伸出支腿保持穩(wěn)定；不能負(fù)荷行駛：如果負(fù)荷行駛，將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重事故；也不適合在松軟或泥濘的場(chǎng)地上工作，否則，支腿無法保持穩(wěn)定 7。1.3 國內(nèi)外汽車起重機(jī)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1.3.1 國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)主要的汽車起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)包括：重慶大江工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司、徐州工程機(jī)械集團(tuán)有限公司、四川長(zhǎng)江工程起重機(jī)有限責(zé)任公司、沈陽北方交通工程公司、三一汽車制造有限公司、馬尼托瓦克東岳重工有限公司、長(zhǎng)沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司、北起多田野(北京)起重機(jī)有限公司、安徽柳工起重機(jī)有限公司、泰安工程機(jī)械總廠等。其中，徐州工程機(jī)械集團(tuán)有限公司、長(zhǎng)沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司是行業(yè)內(nèi)規(guī)模較大的企業(yè)。從底盤供應(yīng)企業(yè)來看，徐州工程機(jī)械集團(tuán)有限公司、長(zhǎng)沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司基本上用本單位生產(chǎn)的底盤，其底盤涵蓋了各個(gè)噸位的產(chǎn)品，偶爾也采購部分底盤。中國第一汽車集團(tuán)公司、中國重型汽車集團(tuán)泰安五岳專用汽車有限公司、東風(fēng)汽車有限公司、東風(fēng)汽車公司、湖北三環(huán)漢陽特種汽車有限公司（漢陽特種汽車制造廠）生產(chǎn)起重機(jī)底盤。從歷年銷售情況看，汽車起重機(jī)市場(chǎng)主要集中在山東、江蘇、河北等中東部地勢(shì)平坦、礦產(chǎn)資源豐富、交通發(fā)達(dá)的地區(qū)。經(jīng)過幾年的發(fā)展，汽車起重機(jī)市場(chǎng)用戶群體發(fā)生了較大的變化，由最初的以施工單位用戶為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐詡€(gè)體用戶為主。鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)4總體來說，我國汽車起重機(jī)行業(yè)主要以 25t 及以下機(jī)型為主，19571966 年主要是生產(chǎn) 5t 機(jī)械式汽車起重機(jī)；70 年代通過引進(jìn)蘇聯(lián)技術(shù)，發(fā)展了 12t 以下液壓汽車起重機(jī)；80 年代引進(jìn)日本技術(shù)，采用進(jìn)口底盤和關(guān)鍵液壓件自行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出16t 以上大中型液壓汽車起重機(jī)，90 年代引進(jìn)德國的先進(jìn)技術(shù)相繼生產(chǎn)出重型和超重型汽車起重機(jī)和全路面起重機(jī)。中國的汽車起重機(jī)產(chǎn)業(yè)始終走著自主創(chuàng)新的道路，有著自己清晰的發(fā)展脈絡(luò)，尤其是近幾年，中國的汽車起重產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展8。1.3.2 國外現(xiàn)狀國際上，汽車起重機(jī)的底盤性能等同于同樣整車總重的載重汽車，符合公路車輛的技術(shù)要求，起重量的范圍很大，可從 8 噸到 1000 噸，底盤的車軸數(shù)可從 2 到10 根，是產(chǎn)量最大、使用最廣泛的起重機(jī)類型。全球起重機(jī)市場(chǎng)（包括叉車、工程起重機(jī)械在內(nèi)）總銷售額約為 1350 億美元左右，主要分布在北美、日本、中國、俄羅斯、西歐等幾個(gè)主要區(qū)域。近年來，中東、東南亞及其他發(fā)展中國家及新興市場(chǎng)伴隨城市化進(jìn)程，固定資產(chǎn)投資巨大，吊裝等作業(yè)總量呈現(xiàn)迅速提高的趨勢(shì)；而對(duì)路面及作業(yè)環(huán)境要求不高，使汽車起重機(jī)持續(xù)景氣。中國汽車起重機(jī)市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)較小，但由于產(chǎn)品附加值高，年總銷售額在 40 億元人民幣左右。國外起重機(jī)生產(chǎn)國主要有日本、美國、德國、法國、意大利等。世界起重機(jī)市場(chǎng)主要?jiǎng)澐譃橐匀毡緸橹鞯膩喼奘袌?chǎng)、以美國為主的北美市場(chǎng)、以德國為主的歐洲市場(chǎng)。亞洲約占世界年銷售臺(tái)數(shù)的 40%，北美和歐洲各占 20%，世界其它地區(qū)占20%。日本市場(chǎng)：從年總產(chǎn)量上講，日本生產(chǎn)的起重機(jī)居世界首位。日本起重機(jī)平均年銷售量為 8140 臺(tái)，其中汽車起重機(jī)銷量最多。美國市場(chǎng)：美國是起重機(jī)的生產(chǎn)大國，在起重機(jī)制造能力及規(guī)模上居世界首位。在美國市場(chǎng)上，汽車起重機(jī)銷量占 46%。德國市場(chǎng)：德國是歐洲最大的起重機(jī)生產(chǎn)國，也是全路面起重機(jī)的發(fā)源地，多年來他在開發(fā)大型、特大型輪式起重機(jī)方面一直處于領(lǐng)先地位。鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)52 Q2-8 汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)分析2.1 液壓系統(tǒng)的工作原理1-液壓泵 2-過濾器 3-二位三通手動(dòng)換向閥 4.12-溢流閥5.6.13.16.17.18-三位四通手動(dòng)換向閥 7.8.9.10雙向液壓鎖 11壓力表 14 .15.19-平衡閥 20-單向節(jié)流閥Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理如圖 2.1 所示 9。該系統(tǒng)為中高壓系統(tǒng)，液壓泵通過中心回轉(zhuǎn)接頭(圖中未畫出)從油箱中吸油，輸出的液壓油經(jīng)手動(dòng)閥組 A和 B 輸送到各個(gè)執(zhí)行元件。整個(gè)系統(tǒng)由支腿收放，吊臂變幅，吊臂伸縮，轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)和吊重起升五個(gè)工作回路所組成，且各部分都具有一定的獨(dú)立性。整個(gè)系統(tǒng)分為上下兩部分，除液壓泵，過濾器，溢流閥，閥組 A 及支腿部分外，其余元件全部裝在可回轉(zhuǎn)的上車部分。油箱裝在上車部分，兼做配重。上下兩部分油路通過中心回轉(zhuǎn)接頭連通。支腿收放回路和其他動(dòng)作回路采用一個(gè)二位三通手動(dòng)換向閥 3 進(jìn)行切換10。圖 2.1-1 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)62.2 液壓系統(tǒng)的組成一個(gè)完整的、能夠正常工作的液壓系統(tǒng)，應(yīng)該由以下五個(gè)主要部分來組成:(1)動(dòng)力裝置:它是供給液壓系統(tǒng)壓力油，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能的裝置。最常見的是液壓泵。:活塞桿內(nèi)應(yīng)力；F:液壓缸推力； :活塞桿材料許用應(yīng)力=,為材料的抗拉強(qiáng)度，n 為安全系數(shù)取(35)，一般取 5,45 號(hào)剛 =410(MPa)， =120(MPa)b則： = =36.23(MPa) 故活塞桿抗拉壓強(qiáng)度符合要求。(3)穩(wěn)定性驗(yàn)算當(dāng)活塞桿直徑與液壓缸安裝長(zhǎng)度之比為 1:10 以上時(shí)，活塞桿容易出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，產(chǎn)生縱向彎曲破壞，這時(shí)必須進(jìn)行受壓穩(wěn)定性計(jì)算。通常計(jì)算時(shí)把液壓缸整體看成一個(gè)和活塞桿截面相等的桿件，采用歐拉公式計(jì)算出臨界壓縮載荷 F，再代入壓桿穩(wěn)定公式進(jìn)行驗(yàn)算。Fk= (4.4)=5.57 107 (N)E:材料的彈性模數(shù)，對(duì)鋼而言 E=2.1 Mpa；510J:活塞桿橫截面慣性擠矩，J=d 4/64；L:液壓缸安裝長(zhǎng)度，取 L=1.695m:長(zhǎng)度折算系數(shù)，故根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)取=1壓桿穩(wěn)定公式為:FF k/nk （4.5）Fk/nk =1.114 NFF:液壓缸最大負(fù)載力為 1.82； :安全系數(shù)，一般取 3.55，所以 nk取 5。 kn故液壓缸穩(wěn)定。4.2.3 缸筒壁厚、外徑及行程的計(jì)算(1)缸筒壁厚的計(jì)算(4.6)=12.4(mm) 取壁厚為 12mm鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)7PN:液壓缸耐壓試驗(yàn)力，當(dāng) P16MPa，P N=1.5P，當(dāng) P16MPa ，P N=1.25P，P 為液壓缸的工作壓力；P N=1.5P=24MP。:缸筒材料的許用應(yīng)力，= /n,為材料的抗拉強(qiáng)度,材料為 35 號(hào)鋼抗拉強(qiáng)度為 530MP，n 為安全系數(shù)，一般取 5。(2)缸筒外徑的計(jì)算(4.7)=110+2 12=134(mm)故取外徑為 D1=134 (mm)。4.2.4 液壓缸行程 s 的確定液壓缸的參數(shù)如下：D 為缸筒內(nèi)徑 110mmD1為缸筒外徑 134mmd 為活塞桿直徑 80mm依據(jù)液壓缸的參數(shù)，根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)選取行程為 s=800mm。5 元件的選擇與計(jì)算5.1 管路管路在液壓系統(tǒng)中通常用來連接液壓元件以及對(duì)載能工作介質(zhì)的輸送。它的布置要求如下：(1)管路的布置一般在所連接的元件及設(shè)備布置完畢后進(jìn)行。(2)管路設(shè)計(jì)的位置應(yīng)便于拆裝、維修，且不妨礙生產(chǎn)人員通道、維修區(qū)，不妨礙液壓元件和設(shè)備部件的調(diào)整、運(yùn)轉(zhuǎn)、檢修。(4)管子外壁與相鄰管路的管件輪廓邊緣之間，應(yīng)留有一段允許最小距離。鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)8(5)機(jī)體上的管路應(yīng)盡量靠近機(jī)體，且不妨礙及其工作。(6)管子應(yīng)有充分的支撐和固定，不得在元件連接上面誘發(fā)應(yīng)力。(7)管子應(yīng)有彎曲處，彎管半徑要足夠大，但管接頭附近應(yīng)是直管。由于系統(tǒng)屬于中低壓系統(tǒng)，所以采用通徑為 20mm 壁厚 2mm 的無縫鋼管。5.2 輔助元件的選擇和計(jì)算（1）回油濾油器RFA 系列微型直回式回油過濾器適用于液壓系統(tǒng)回油精過濾，濾除系統(tǒng)中由于元件磨損產(chǎn)生的金屬顆粒和密封件的橡膠雜質(zhì)等污染物，使流回油箱的油液保持清潔。過濾器配有發(fā)訊器、旁通閥、液流擴(kuò)散器。濾油器具體的型號(hào)為:RFA-6310F-Y，公稱流量為 63L/min，過濾精度為 10m，法蘭連接，帶 CY-型發(fā)訊器，當(dāng)濾芯堵塞時(shí)將報(bào)警。(2)吸油濾油器WU 型號(hào)的過濾器適用于油泵吸油口處濾除油液中的雜質(zhì)，用以保護(hù)油泵及其他液壓元件，有效的控制液壓系統(tǒng)污染，提高液壓系統(tǒng)清潔度，具有通油能力大、阻力小管路簡(jiǎn)單、易清洗等特點(diǎn)。具體型號(hào)為: YCX-6380-LC，通徑為 70mm，公稱流量為 63L/min，過濾精度為 80m，法蘭連接。(3)空氣濾清器該系列過濾器根據(jù)國外先進(jìn)技術(shù)資料進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計(jì)，適用于液壓系統(tǒng)油箱的空氣過濾，既有體積輕巧、結(jié)構(gòu)合理、外形美觀新穎、過濾性能穩(wěn)定、安裝使用方便等特點(diǎn)。具體型號(hào)為:QUQ 2-202.5 規(guī)格 2，過濾精度 20m，空氣流量2.5 3/min。(4)測(cè)壓組件液壓系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置必要的壓力檢測(cè)和顯示裝置。主要功能是調(diào)定各有關(guān)部位的壓力和檢查各有關(guān)部位壓力是否正常。測(cè)壓組件一般安裝在液壓泵的進(jìn)出口，主要執(zhí)行元件的進(jìn)油口，壓力繼電器安裝處，液壓系統(tǒng)中與主油路壓力不同的支路及控制油路，蓄能器進(jìn)油口處。壓力表型號(hào):Y-100(5)液位計(jì)CYW-450 傳感器式液位液溫計(jì)(6)閥類元件的選擇根據(jù)系統(tǒng)的要求、工作壓力和流量，從元件產(chǎn)品樣本中選擇元件型號(hào)如下 21:三位四通手動(dòng)換向閥 DMT-03-3C6M-50二位三通手動(dòng)換向閥 DMT-03-2C*-50溢流閥 DT02H2*液控單向閥 SL10PB-30/2鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)9單向節(jié)流閥 SRCT0650平衡閥 FD12PA105.3 系統(tǒng)分析5.3.1 系統(tǒng)油液溫升驗(yàn)算為了簡(jiǎn)化計(jì)算，在一般情況下，計(jì)算發(fā)熱量時(shí)，只考慮液壓泵和溢流閥的發(fā)熱量;在計(jì)算散熱量時(shí)，只考慮油箱溫升所允許的熱量。在元件選擇合理時(shí)，其他液壓閥及管的發(fā)熱量并不大，且考慮到他們會(huì)向空氣中散熱，故可忽略不計(jì) 22。(1)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱計(jì)算液壓泵的發(fā)熱功率 HPHP=NP(1- P) (5.1)式中 HP液壓泵的發(fā)熱功率(KW)NP液壓泵的輸入功率(KW) P液壓泵的效率，由產(chǎn)品樣本查取所以 液壓執(zhí)行元件的發(fā)熱功率 HMHM=NM(1- M) (5.2)式中 HM執(zhí)行元件的發(fā)熱功率(KW)NM執(zhí)行元件的有效功率(KW) M執(zhí)行元件的效率，液壓缸取 0.95所以 閥孔發(fā)熱損失功率HV=PVQV (5.3)式中 閥孔發(fā)熱損失功率(KW)PV對(duì)溢流閥而言是其調(diào)定壓力，對(duì)其他閥而言是其壓降(MPa)QV流經(jīng)液壓閥的流量( 3/ms)根據(jù)閥類元件的要求，忽略除溢流閥和換向閥外其他閥類元件的閥孔損失熱量，得=10.92Kw綜上，系統(tǒng)發(fā)熱總功率為:4(2)系統(tǒng)的溫升范圍計(jì)算= (5.4)tA=6.66 (5.5)式中 H 系統(tǒng)的散熱功率(W)K散熱系數(shù)，根據(jù)該系統(tǒng)情況取 15W/(m2.oC)鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)10V 散熱容積積(m 3) 并初步確定油箱的尺寸為 22001500900mm3取油箱有效容積為 3.0m3,A 就為 13.85m2系統(tǒng)溫升( C)t所以 =59.3o故在溫升范圍 400700內(nèi)。5.3.2 系統(tǒng)參數(shù)分析(1)功能說明基本功能:泵的啟動(dòng)，停止;系統(tǒng)壓力、流量在允許范圍內(nèi)的任意調(diào)節(jié);吊臂變幅液壓缸在任意位置的停留;起升液壓系統(tǒng)脫鉤和掛鉤動(dòng)作。輔助功能:超壓(超載)保護(hù)，超溫、超壓或液位異常時(shí)報(bào)警;當(dāng)環(huán)境溫度過高或過低時(shí)對(duì)油液進(jìn)行加溫或降溫。(2)注意事項(xiàng)系統(tǒng)中泵的吸油口和總回油口均裝有濾油器，以防止油液中的污染顆粒進(jìn)入元件中使其損壞或影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。一旦濾油器堵塞就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，這時(shí)必須停止操作，待清洗或更換濾芯后方可繼續(xù)操作。(3)元件清單液壓泵 40/32 型雙聯(lián)齒輪泵三位四通手動(dòng)換向閥 DMT-03-3C6M-50二位三通手動(dòng)換向閥 DMT-03-2C*-50溢流閥 DT02H2*液控單向閥 SL10PB-30/2單向節(jié)流閥 SRCT0650平衡閥 FD12PA10單向閥 S10A/2液位液溫計(jì) CYW-450空氣濾清器 QUQ 2-202.5 冷卻器 FL-5回油濾油器 RFA-6310F-Y 吸油濾油器 YCX-6380-LC壓力表 Y-100回油管 22/M221.5 JB966-77(JB966.8.00)吸油管 42/M422 JB966-77(JB966.14.00)管路 無縫鋼管 普通精度等級(jí)鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)11結(jié)論本次設(shè)計(jì)通過對(duì) Q2-8 汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)幾個(gè)重要方面進(jìn)行了分析。通過對(duì)液壓原理圖的分析設(shè)計(jì)，使其液壓原理更加明朗、簡(jiǎn)便。在調(diào)速回路上，利用手動(dòng)調(diào)節(jié)換向閥的開度大小來控制液壓系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)速度，在鎖緊回路上，利用液控單向閥構(gòu)成的雙向液壓鎖可以鎖定前后支腿在一定位置，即使出現(xiàn)其他故障，雙向液壓鎖仍然能正常工作，保證安全。在平衡回路上，采用經(jīng)過改裝的液控單向閥和順序閥作為平衡閥，能夠防止因重物自重而下降。在多卸荷回路上，采用多路換向閥結(jié)構(gòu)，將油路串聯(lián)起來，使每個(gè)回路單獨(dú)工作，當(dāng)然在輕載時(shí)，這種串聯(lián)回路也可以同時(shí)工作。在制動(dòng)回路上，利用單向節(jié)流閥和單作用液壓缸組成的制動(dòng)器，可防止負(fù)重時(shí)發(fā)生溜車現(xiàn)象，防止被吊起重物下落。對(duì)于液壓缸主要采用焊接加螺栓組連接的方式，密封性良好，安裝維護(hù)方便，結(jié)構(gòu)緊湊。活塞和活塞桿主要采用卡環(huán)連接，密封裝置、緩沖裝置在本次設(shè)計(jì)中也有體現(xiàn)。變幅液壓缸的行程、內(nèi)徑、導(dǎo)向長(zhǎng)度、活塞桿直徑等均嚴(yán)格參照國家標(biāo)準(zhǔn)鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)12而設(shè)計(jì)選定，其中還進(jìn)行了穩(wěn)定性、強(qiáng)度的校核。使液壓系統(tǒng)運(yùn)行起來，更加安全、可靠、穩(wěn)定。液壓輔助元件也是嚴(yán)格參照了技術(shù)手冊(cè)進(jìn)行了選擇。通過本次設(shè)計(jì)完成了液壓缸裝配圖以及各個(gè)零件圖的繪制。致謝本次設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，首先非常感謝老師在這次設(shè)計(jì)過程中給予我的悉心的指導(dǎo)與幫助。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ?，設(shè)計(jì)量對(duì)我們本科生來說也挺大，這期間沒有老師的指導(dǎo)我們是很難單獨(dú)完成任務(wù)的。牛老師作為我的指導(dǎo)老師，在自己緊張的工作中，仍然盡量抽出時(shí)間對(duì)我們進(jìn)行指導(dǎo)，時(shí)刻關(guān)心我們的進(jìn)展?fàn)顩r，督促我們抓緊學(xué)習(xí)。從去年 12 月開始選題到今年 6 月初最終答辯歷時(shí)六個(gè)多月。跟許多同學(xué)一樣，這是我們比較正式的第一次設(shè)計(jì)。起初我們對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)毫無概念，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題的鍛煉機(jī)會(huì)。其次，要向給予此次畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助我的老師們，以在本次論文全套圖紙和論文咨詢企鵝壹叁叁肆零玖伍捌伍肆的寫作過程中得到許多同學(xué)的幫助，同時(shí)也向我提出了許多的寶貴意見，在此也表示衷心的感謝。及同學(xué)們誠摯的謝意。即將畢業(yè)的我們，在以后的工作中難免會(huì)遇到一些問題或麻煩，這時(shí)就要靠自己以前積累的經(jīng)驗(yàn)去解決它。通過本次的學(xué)習(xí)，收獲甚是豐富。不僅培養(yǎng)了對(duì)設(shè)計(jì)工程的設(shè)計(jì)能力，還為以后的工作打下基礎(chǔ)，不斷積累經(jīng)驗(yàn)和提高自身的技能。懂得了只有把從課本中學(xué)到的理論知識(shí)和中和設(shè)計(jì)資料的綜合利用，才可以在設(shè)計(jì)過程中少犯錯(cuò)誤。 我的選題是Q2-8 型汽車式起重機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ，通過老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求我也逐漸進(jìn)入了角色，這期間有迷茫、有驚喜、有無聊，但更多的是老師的諄諄教誨，在此特向老師致以最誠摯的感謝！也借機(jī)感謝評(píng)閱我設(shè)計(jì)的各位答辯組老師，謝謝你們，老師辛苦了！總之，我的設(shè)計(jì)是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，是我人生的一筆財(cái)富，大學(xué)即將結(jié)束，我們將各自踏上新的征程，我再次感謝相伴四年的老師和同學(xué)。鄭州雨辰技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 Q2-8 型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)13參考文獻(xiàn)1趙勇.汽車起重機(jī)起升液壓系統(tǒng)性能分析及實(shí)驗(yàn)研究D.吉林大學(xué),20112馬文勇.液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的特征狀態(tài)方法D.大連理工大學(xué),20093徐賢良,張立祥.液壓傳動(dòng)M.北京:國防工業(yè)出版社,20114李壯云.液壓元件與系統(tǒng)M.第三版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20115George R.Keller,Hydraulic System Analysis,78-52991,20106簡(jiǎn)桃鳳.汽車起重機(jī)變幅液壓系統(tǒng)性能研究D.湘潭大學(xué),20117徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，20118左建民.液壓與氣壓傳動(dòng)M.第 2 版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，20129陳建華.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)圖識(shí)讀方法探討J.液壓氣動(dòng)與密封,2015,02:69-7110劉延俊.液壓與氣壓傳動(dòng)M.第三版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,201211張利平.液壓控制系統(tǒng)及設(shè)計(jì)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,200912王鳳娜.八噸汽車起重機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)J. 沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2001,04:29-3113劉曉明.液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)行特性分析J.液壓氣動(dòng)與密封,2013,07:17-21.14李文新.液壓缸綜合性能檢測(cè)技術(shù)的理論研究與系統(tǒng)開發(fā)D.合肥工業(yè)大學(xué),200915張嵐,弓海霞,劉宇輝.新編實(shí)用液壓技術(shù)手冊(cè)M.北京:人民郵電出版社，201016Ronald E.glem,James E.Blinm,Mobile Hydraulic 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