汽车起重机液压系统

摘要本次毕业设计是针对专用汽车起重机回转机构所作的具体到吨位级别的设计。随着我国制造业的开展，专用汽车越来越多的应用到工业生产当中，它能提高运输效率、降低运输本钱，能保持货物的品质和使用价值，以及能完成在某些特定条件下的运输作业等任务，对国民经济的开展起到重要的作用。在我国汽车工业产业政策中，已明确规定“专用汽车”是货车类唯一开展的重要产品。起重举升汽车正是利用专用汽车的底盘开展起来的特殊用途的车辆。但是我国现在应用的各大汽车起重机还是仿造国外落后技术制造出来的，而且已经在重工业应用了多年，无论在质量上还是在功能上，都满足不了日益增长的社会需求。如何设计使其本钱最低、化布置合理化、功能现代化是我们研究的课题。此次设计完成了QY8型汽车起重机回转机构的设计，其中主要的设计内容是围绕回转机构来进行的。同时也包含主要参数、车架、底盘、支腿、液压起重等一系列参数的选取、计算。关键词：起重机；回转；起升；吨位目录TOC\o"1-4"\h\u12276摘要 I8901ABSTRACTII2468目录III5631第1章绪论1289861.1概论 1217831.2国内外轮式起重机开展概况和开展趋势 196011.2.1国内轮式起重机开展现状 1271821.2.2国外轮式起重机开展过程及主要机种 3155111.2.3轮式起重机产品的开展趋势 4239321.3轮式起重机现代设计方法概述 515621.4起重举升汽车的要求 6121081.5起重机的种类 6153011.6起重机的根本构造 7272911.6.1起重臂 7235641.6.2回转平台 7240151.6.3支腿 798431.6.3.1液压式支腿的平安装置 812847第2章技术参数确实定10122082.1主要性能参数 1081882.1.1额定起重量 10296632.1.2工作幅度 10113472.1.3起重力矩 10162062.1.4起升高度 1018702.1.5工作速度 10191112.1.6自重 1151162.1.7通过性能 1134692.2汽车起重机参数确定 11125712.3回转装置 1289252.3.1回转装置的组成及种类 12206792.3.2回转装置的工作原理 1213358第3章起升机构1377973.1平衡阀 13200573.2阻尼阀 13117653.3吸入阀 1320218第4章液压系统14172314.1液压系统压力选择 14233794.2液压的优缺点 146914.3液压马达 1548574.3.1齿轮马达分类 1543204.3.2齿轮马达工作原理 1513294.4控制阀 16121914.4.1方向控制阀 16260854.4.2流量控制阀 16325894.4.3压力控制阀 1710141第5章直齿圆柱齿轮的设计计算1855135.1齿轮传动 1825265.2齿轮传动的主要特点 18231705.3齿轮传动的失效形式及设计准那么 18265875.3.1失效形式 18269985.3.1.1齿轮折断 18126395.3.1.2齿面磨损 19221125.3.1.3齿面点蚀 1921375.3.1.4齿面胶合 1925395.3.1.5塑性变形 1939535.3.2设计准那么 20118065.3.3齿轮的材料及其选择原那么 2067925.4齿轮设计计算 2014696结论2614367致谢2721225参考文献28第1章绪论1.1概论轮式起重机式工程机械产品中重要组成局部，它由于机动性好而被广泛应用于矿山、建筑、港口、油田等领域。轮式起重机主要有3种根本类型：汽车起重机、轮胎起重机、全路面起重机。在国内市场上，随着国家扩大内需政策的推动，投资的提高，个体和私营用火的壮大，2001年产品销量达5208台，销售收入为20.85亿元，2002年产品销量达8000台，销售收入接近30亿元；在国际市场上，仅北美、欧洲市场年销售额就达54亿美元，可以说市场巨大。1.2国内外轮式起重机开展概况和开展趋势我国在1957年生产第一台5t机械式汽车起重机到现在已有50年历史，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；1977~1996,16~50t中大吨位液压汽车起重机产品开展较快。1.2.1国内轮式起重机开展现状自1979年开始，我国采用进口汽车底盘和关键液压件自行设计生产出了6t、20t液压汽车起重机之后，国内一些起重机生产厂家采用集贸结合方式，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机制造出25t、35t、45t、50t、80t、125t汽车起重机和25t越野轮胎起重机以及32t、50t、70t全路面起重机。这些企业经过多年来对引进技术的消化、吸收、移植，使国产轮式起重机某些新产品的性能水平到达了国际80年代初的水平，产品产量也逐年有所提高。由于受客观条件的限制，当年的技术引进主要着重表达在技术软件的引进〔如产品、图纸、工艺等〕，而没有引进全套的现金加工设备，没有与相关的配套件的引进同时进行，因此国内长时间不能提供高质量、高性能的根底配套件〔如液压元件〔如液压元件，电子元件等〕，到了90年代我国轮式起重机的技术水平与世界先进水平相比曾一度缩小的差距又拉大了。当前，国内轮式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、中期水平，只有少数产品在吸收国外先进技术根底上，经过更新换代到达了80年代初的水平。随着国家经济建设的蓬勃开展，国家重点工程工程建设等纷纷上马，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。国外新型轮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，作业可靠性、效率等方面有了较深入的了解，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〔可靠性与平安性、工作效率以及操作方便性、舒适性等〕方面与国外轮式起重机差距较大。国内不少用户为了到达作业高效率以确保工期按时完成，宁可花较多的钱购置进口起重机或购置国外二手起重机。这种形式下，国产轮式起重机当然面临很大的冲击和压力。目前国内轮式起重机产品差距主要表现在以下几个方面：1质量稳定性差局部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、发动机与传动件上。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。国产汽车起重机平均无故障时间仅为93.4h，最多的为185h最少的为66.6h。整机工作寿命按主要零部件寿命计算，约为2000~3000h而国外同类产品一般可到达12500h。2产品品种单一轮式起重机式工程机械行业中的一个重要类别，其技术含量、机电液一体化程度，对使用材料的要求和制造难度不亚于其它类型的工程机械。轮式起重机按技术含量划分，全路面起重机产品最高，价格也相应高一些；越野轮胎起重机产品次之，汽车起重机产品相对较低。当前全路面起重机产品、越野轮胎起重机产品已分别在世界三大市场〔欧洲、北美、日本〕占据了主导地位。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量有限，从而形成了一方面生产力过剩，另一方面许多重点工程所需的大型起重机尚需进口的局面。3.产品自动化、智能化目前，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，从而大大提高了起重机的平安性和可靠性，并且降低了发动机油耗与排放值。国内产品在这方面差距较大，平安保护方面的设备可靠性也较差。4.材料方面国内除局部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，而国外已广泛采用低合金高强钢和其它轻型材料，并且正酝酿向超高强钢开展，所以国产轮式起重机一般显得笨重，性能也手打较大影响。1.2.2国外轮式起重机开展过程及主要机种轮式起重机最初是以诞生于1869年的蒸汽轨道式起重机开展而来的，经历了轨道式、实心轮胎式、充气轮胎式的开展变化过程。充气轮胎式起重机是20世纪30年代随着汽车工业的开展而出现的。由于轮式起重机具有机动灵活、操作方便、效率高等特点，在二战后修复战争创伤和经济建设中得到广泛应用。早期的轮式起重机大多采用机械传动的臂架。随着60年代中期液压技术的开展，液压伸缩臂轮式起重机得到迅速开展。到80年代末，中小吨位的轮式起重机已多数采用液压伸缩臂架，仅有一局部大吨位汽车起重机人采用臂架。20世纪60年代末期，特别是从70年代开始，随着大型建筑、是由化工、水电站等大型工程的开展，对轮式起重机的性能、工作效率和平安性提出了更高的要求。由于当时液压技术、电子技术、汽车工业的开展及新型高强度钢材的不断出现，使轮式起重机开始想大型化暗战，并且在普通轮胎式起重机的根底上开发出越野轮胎起重机，随后又开发出全路面起重机。全路面起重机综合了汽车起重机高速行驶和越野轮胎起重机吊重行走及高通过性的特点，再近20多年得到很大开展。目前国外轮式起重机生产国主要由日本、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%，时间诶其它地区占20%。日本市场：从年总产量上讲，日本生产的轮式起重机居世界首位。在1995年4月~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%，其次为汽车起重机，全路面起重机占比重很小，但年销量不断上升。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，越野轮胎起重机占主导地位，约占市场份额的65%，其次是工业轮胎起重机和汽车起重机，全路面起重机所占份额很小，不到10%。德国市场：德国是欧洲最大的轮式起重机生产国，也是全路面起重机的发源地，多年来他在开发大型、特大型轮式起重机方面一直处于领先地位。1.2.3轮式起重机产品的开展趋势1.提高起重机的起重量由于现代工程工程向大型化开展，所需构件和配套设备的重量在不断增加，对超大型起重设备的需求也越来越多。在轮式起重机向大型化开展过程中，德国始终处于遥遥领先的地位，现在，最大吨位的轮式起重机为德国利勃海尔公司生产的LTM11000D型，最大额定起重量为1000t，售价为550万美元。2微型起重机大量涌现轮式起重机的微型化是适应现代化建设工作的需要而出现的一种新的开展趋势。走在前面的是日本的神户制钢公司，它于10多年前开发的RK70〔7t)型是世界第一台装有下俯式臂架的“迷你”越野轮胎式起重机。目前，下浮式臂架已成为“迷你”起重机的重要标志。3混合型起重机在开展混合型起重机时为了特定用途而开发出来的。如利勃海尔公司生产的LTL1160型越野轮胎起重机就是为了维护庞大的斗轮挖掘机而专门研制的。德马格双桥AC25〔25t〕全路面起重机，结构非常紧凑，车身长9m，非常适应城市狭窄地段工作，所以又被称为城市型起重机。4.伸缩臂结构不断改良利勃海尔公司于90年代中期推出的LTM1092/2/(90t〕和LTM1160/2(160t)，装有6节60m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。这种椭圆形截面的主臂对静、动态应力的适应性很强，有利于吊臂定心，并且抗扭曲变形能力得以增强，对减轻重量和提高骑重型能力具有良好的效果。“telematik”担纲伸缩体总主要由1个双作用伸缩液压缸、1个与液压缸底座连锁的气动夹紧装置、将各节臂互相连锁的气控臂架锁定销和电子传感系统等部件组成。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总线以及电气、液压、臂长和风力等数据又输入到LSB控制装置中。LSB控制装置式Liccon起重机控制系统的组成局部，可用于对整个系统的数字流程和监控特性进行编程。采用控制总线管理系统可降低发动机油耗及排放值，大大简化布线，提高整机可靠性与维护方便性。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。7.一机多用，扩大工作范围意大利马奇帝公司于1995年推出的MG10.28〔10t〕越野轮胎起重机，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。1.3轮式起重机现代设计方法概述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开展，促使许多跨学科的现代设计方法出现，使起重机设计进入高质量、高效率的阶段。1.计算机辅助设计计算机辅助设计是随着计算机及外围设备开展而迅速形成的一门新兴的现代设计方法。它的开展与应用，对提高设计质量和效率、提高产品的市场存在和竞争力发挥十清楚显的作用。电子技术和计算机技术的开展使计算机辅助设计硬件设备性能得以提高，各种硬件设备不仅已形成了产品，而且也成为CAD的一般配置。目前，计算机辅助设计方法已成为工程技术人员进行创造性设计活动不可缺少的手段。2.模块化设计模块化设计是根据模块化原那么，设计一些根本的模块单元，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根底，将起重机上同一功能的根本部件、元件、零件设计成具有不同用途、不同功能的模块，这些模块具有相同的链接要素，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。对完成结构复杂的紫铜分析十分有效，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，合理确实定和计算各种参数，以期待到最正确的设计目的。5.动态仿真设计国外近年来在起重机设计中采用了动态仿真设计的新方法，即用计算机对机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，以此来估计和推断世纪运行的各种数据，并在对起重机进行动态分析计算是采用。1.4起重举升汽车的要求对于随车起重运输车，要求装备有臂架式起重机，其额定起重量、起重臂伸长长度、变幅角度、回转角度等均能满足工作要求。对于高空作业车，其工作装置主要由支撑机构、回转机构和举升机构三大总成组成，一般要求：1.整车回转局部，包括举升机构作业斗，均支撑在回转装置上。2.支撑回转装置采用转盘式，可实现360°的全回转。举升机构可由液压或机械装置实现。1.5起重机的种类汽车起重机的种类很多，其分类方法也各不相同，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5-50吨)，超重型汽车起重机(起重量在50吨以上)。近年来，由于使用要求，其起重量有提高的趋势，如已生产出50-100吨的大型汽车起重机。(2)按支腿型式分：蛙式支腿、X型支腿、H型支腿。蛙式支腿跨距较0?仅适用于较小吨位的起重机；X型支腿容易产生滑移，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°)和非全回转汽车起重机(转台回转角小于270°)。(5)按吊臂的结构形式分：折迭式吊臂、伸缩式吊臂和桁架式吊臂汽车起重机。1.6起重机的根本构造汽车起重机主要由起升、变幅、回转、起重臂和汽车底盘组成，起重机的金属结构以回转平台为界，分为上车和下车两局部。上车局部由起重臂架、人字架、配重、回转平台和起重司机室组成；下车局部由车架、汽车司机室和支腿组成。上车局部可以相对下车局部旋转。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。由于液压技术，电子工业，高强度钢材和汽车工业的开展，促进了汽车起重机的开展。自重大，工作准备时间长的机械传动式汽车起重机已被液压式汽车起重机所代替。1.6.1起重臂起重臂有桁架式和箱型伸缩式两种。后者采用多节套装在一起的箱形结构，满足了起重机运行时臂架缩叠体积小，起重时臂架伸展幅度大的不同要求，成为现代流动式液压起重机的首选臂架形式。伸缩臂架结构由根本臂、伸缩臂和附加臂组成，借助认字架铰支在回转平台上，通过变幅液压油缸的活塞运动调整臂架幅度。起重作业时，在臂架平面和垂直臂架平面这两个平面上承受压、弯联合作用。起重臂必须满足强度、刚度和稳定性要求，是起重机最主要的承载构件。1.6.2回转平台回转平台是上车各组成局部的支承连接平台，提供臂架的铰接点和上车各机构的运动约束，承受起升载荷和上车局部的自重，并通过旋转支承装置传递到下车局部。配重设置在与臂架悬伸相反的方向上，起平衡稳定作用。1.6.3支腿支腿安装在车架上，支腿在起重机运行时收回，起重作业时伸出并支承在坚实的根底上，将重启轮胎架空，构成刚性支撑，为起重作业提供较大的支撑面积，提高稳定性。除此之外，汽车起重机装有幅度指示器和高度限位器，防止超载或超伸距，卷筒和滑轮设有防钢丝绳跳槽的装置。对于16T以下的起重机要求设置起重显示器，16T及16T以上的起重机设置力矩限制器，且有报警装置。液压汽车起重机的起重臂由多节臂段组成，可以根据对起升高度的不同要求设计。起重臂的伸缩方式一种是顺序伸缩，另一种是同步伸缩。大吨位的起重机为了提高起重能力大多数都采用同步伸缩。各臂段的伸缩由油压控制，伸缩自如。带副臂的起重机，在行驶状态时，副臂一般安置于主臂的侧方或下方。起重臂的变幅，由单只或双只液压油缸通过油液控制完成。起重机构由油液控制变量或定量马达通过减速机驱动卷筒。由于采用液力变矩器，起重机各机构的运动能无级变速，可使载荷在微动速度下由动力控制下降。为了防止过卷，设有钢丝绳三圈保护装置及报警装置。中、大吨位的汽车起重机可根据市场需要配置副起升机构，以供双钩作业。1.6.3.1液压式支腿的平安装置为确保液压支腿工作可靠，该系统一般设置有支腿锁定阀〔液压阀〕和稳定器等平安装置。双向液压锁是设置在液压支腿上的平安装置，它可以使支腿保持在某一固定位置不动。如在起重举升时是靠四个支腿来支撑整车以及工作装置负荷的，而支腿又靠支腿缸来支撑。假设液压系统发生泄漏，缸活塞就要缓慢缩回，这种现象称作“软腿”。发生软腿后，整车将失去平衡。此外，支腿缸是靠油管供油的，假设工作中油管破裂，支腿会完全失去工作能力，可能造成整车倾翻。为了防止这类事故发生，在液压支腿缸上均设置有液压锁。一般起重举升汽车上采用双向液压锁，其结构如图所示，这种液压锁既可以保证起重举升装置在工作过程中的平安，又可防止起重举升车辆在路途行驶或转移过程中支腿自行下落。双向液压锁的工作原理。当液压支腿处在停止动作状态时，也就是不操纵支腿换向阀时，口终止了进油〔或出油〕，而阀内左右两端的进出油道被阀芯锁死，保证了支腿位置固定不动。当操纵支腿分配阀使其处在放支腿位置时，压力油自进油口进入油腔推开右端阀芯后进入支腿液压缸无杆腔，推动活塞，从而使支腿放下，与此同时，油腔压力油通过活塞翻开双向液压锁左端阀芯，使液压缸有杆腔的油液在活塞的推动下，经双向液压锁，由油腔经出油口流回油箱。操纵支腿分配阀收回支腿的动作。在工作中假设发现双向液压锁失灵，漏油或锁不住时，首先检查转阀是否指向全闭位置，如在全闭位置，那就有可能是液压锁中有异物或阀芯锥面有伤痕。此时应将液压锁拆下，进行清洗并检查阀芯锥面是否有伤痕，假设属锥面伤痕，那么须研磨修复或更换阀芯。但需特别注意，拆卸时每副液压锁的零件应保持原套，不能错换。假设油封损伤，那么需更新。稳定器的组成及工作原理普通中重型载货汽车底盘的前后桥和车架之间都是采用钢板弹簧悬架连接，而当以这种底盘改装成的专用起重举升汽车在作业时，需以四个主推支撑整车而使轮胎离地，此时前后桥将卸载，钢板弹簧的负荷减小，但板簧的弯曲程度加大，因此车轮很难完全离地。假设使车轮完全离地，必须加大支腿液压缸的行程，而且会使整车的质心提高，为改变这种工况，可在原车底盘的后桥两侧车架上安装稳定器，其组成如图所示。它是以一根拉桥的钢丝绳拉住车桥，钢丝绳的两端固结在车架上。在起重举升汽车行驶过程中，钢丝绳与车桥轴间有100-110mm的距离，这样不会影响车辆行驶时钢板弹簧应起的减震缓冲作用；而在起重作业时，伸出后支腿使车架抬起100-110mm，钢丝绳就能拉住车桥，急需伸长支腿，车轮便可离地。在使用中注意使拉桥钢丝绳与车桥之间经常保持所规定的间隙尺寸。第2章技术参数确实定2.1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。2.1.1额定起重量汽车起重机额定起重量是在各种工况下平安作业所容许起吊重量的最大质量值，包括取物装置重量。2.1.2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。2.1.3起重力矩起重机的工作幅度与相应起重量的成绩为起重力矩，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。2.1.4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。2.1.5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，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，其头部沿伸缩臂轴线的移动速度。2.1.6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。2.1.7通过性能是汽车起重机正常行驶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。2.2汽车起重机参数确定所以参照同吨位产品技术参数及所选底盘参数的情况初步选定主要技术参数为：2.1底盘选定技术参数最大额定起重量〔吨〕8最大起重力矩〔吨—米〕24〔8吨*3.00米〕主臂最大起升高度〔米〕13.8副臂最大起升高度〔米〕19.2吊臂长度〔米〕7.3—12.9—12.9+6支腿形式蛙式支腿跨距〔纵向*横向〕〔米〕3.775*3.900满载时最大起升速度〔米/分〕78〔单绳〕空载回转速度〔转/分〕0~5带载回转速度〔转/分〕0~2外形尺寸〔长*宽*高〕〔米〕9.4*2.40*3.16底盘型号EQ140轴距〔米〕3.950总重〔吨〕9.400接近角〔度〕33离去角〔度〕18最小转弯半径〔米〕〔按转向外轮迹计〕8最高车速〔公里/小时〕90最大爬坡度28%发动机型号功率×转速〔马达×转/分〕扭矩×转速〔公斤、米×转/分〕Q6100—I135×300036×1200~14002.3回转装置2.3.1回转装置的组成及种类如下图，为某种汽车起重机的回转装置。它包括1〔其上装有吊臂、绞车甚至起重驾驶室等〕、回转支撑2、驱动装置3等。驱动装置3固定在转台1上，其下端装有驱动齿轮5。回转支撑2由不动圈6及动圈7组成，不动圈6及车架4〔或副车架〕连接固定，动圈7固定在转台的底部。当驱动装置转动时，经齿轮5与不动圈座圈的内齿啮合，因齿圈不动，齿轮5延齿圈滚动时，便带动转台转动。在动圈7与不动圈6之间装有滚珠或滚柱，以减少转台转动阻力。2.3.2回转装置的工作原理如下图，该回转装置是由液压马达驱动，通过齿轮减速，来使转台回转的；而换向是由换向阀改变液流的方向，从而改变液压马达的转向来实现的。假设按箭头方向操纵回转装置换向阀手柄5，由F口来的压力油经中心回转接头的H口到组合阀的N口，再到换向阀5的k口，沿箭头方向进入液压马达3的k口，驱动液压马达回转。通过齿轮——涡轮减速器2使转台左转。而液压马达的回油从1`口排出，并沿箭头方向经1口进入阀内，从O口再经中心回转接头P口，由E口流回油箱。假设箭头相反的方向操纵回转装置的换向阀手柄，那么会使转台右转。第3章起升机构起升机构是起重机工作机构的根本机构，用来实现重物的升降运动。卷扬式起重机构通常由原动机、减速器、卷筒、制动器、离合器、钢丝绳滑轮组和吊钩等组成。3.1平衡阀在汽车起重机的起升、变幅及起重臂伸缩装置中，分别装有结构、原理和作用都相同的平衡阀。平衡阀主要起限制的作用，防止重物自由或超速下降，爷爷那个使重物或起重臂保持在空间某一位置。在停止操纵时，它能起到闭锁的作用，所以平衡阀也称限速液压锁。3.2阻尼阀假设在起升机构的油路系统中不设置单向阻尼阀，重物停在半空再升起时，由于压力油没有任何阻尼作用直接进入制动器缸，制动器将迅速放松〔可能在液压马达启动回转之前〕，重物产生滑降。为了防止这种现象，应在制动器缸的油路中装置单向阻尼阀，以保证制动器的放松稍滞后于液压马达的启动回转。其工作原理是：当重物停在半空再升起时，自换向阀通向制动器的压力油从A口到单向阀1经阻尼孔C进入制动器缸，由于阻尼的作用，制动器缓慢放松。从而防止了因制动器松放过早，导致在重物作用下液压马达反转而产生的滑降。假设液压马达停止转动时，那么制动器缸的油路与油箱接通，制动器缸内的活塞在弹簧张力的推动下，将下腔中的油排出，翻开单向阀1，油便不受阻尼作用流回油箱，制动器迅速制动。3.3吸入阀在液压马达的进油路上还装有吸入阀，是起平安控制作用的。当重物处在空中停止状态时，假设制动器失灵重物会快速落下，并有带动液压马达反转的趋势，在液压马达反转时的回油路上有平衡阀，此时因起升换向阀处于中位，无压力油进入液压马达，一般情况下平衡阀不能翻开，所以液压马达不能反转，但由于液压马达本身有泄漏，泄漏的油通过泄漏油管回到油箱，于是液压马达在重物作用下就开始反转。假设液压马达的进油口无油液补充，待液压马达内腔的油液排空后，液压马达便成了一个自由轮，这样重物就以自由落体状态下落而越来越快，容易发生事故。装置吸入阀后，假设制动器失灵，重物带动液压马达反转时，进油路形成一定负压，油箱中的油液可通过中心回转接头，翻开吸入阀进入液压马达，补充泄漏的油，使液压马达不能成为自由轮。这样可控制重物只能微微下落，而不致造成严重事故。第4章液压系统QY8型汽车起重机工作机构包括：起升机构、臂架变幅机构、臂架伸缩机构、回转机构、液压支腿等，其中回转装置的油路组成及特点：回转机构用以改变工作方位。考虑到载荷的摆动会造成倾翻的危险，对微动性和平稳性要求较高。液压驱动的回转机构有高速方案和低速方案之分。高速方案采用高速液压马达，通过减速装置降速，增大扭矩，以驱动回转机构的回转；低速方案采用低速液压马达以驱动回转机构的回转。起重举升汽车的回转装置是使整车上装回转的一种工作装置，它起着“轴承”的作用，是起重举升汽车在起吊时，将货物或人从一个地方安放到另一个地方所不可缺少的部件。其中转台的最大回转角度和回转角速度是回转装置的主要设计指标。4.1液压系统压力选择在进行设计过程中我们首先要了解汽车起重机是具备专业设备用于承当重型起重任务的特殊车辆，而往往所其起重的重物都是很重的，远远超出了人的能力，进而，大多数的汽车起重机都采用了液压装置，这装置的使用使重型机械的效率大大提高，汽车起重机液压系统有向高压开展的趋势，但液压元件在克服漏油、软管爆破方面存在一定的困难，特别是大直径的软管困难更大，同时考虑齿轮泵的额定压力在22MPa左右，现多采用系统压力为21MPa。液压汽车起重机的液压系统采用液压泵、定量或变量马达实现起重机起升回转、变幅、起重臂伸缩及支腿伸缩并可单独或组合动作。马达采用过热保护，并有防止错误操作的平安装置。大吨位的液压汽车起重机选用多联齿轮泵，合流时还可实现上述各动作的加速。在液压系统中设有自动超负荷平安阀、缓冲阀及液压锁等，以防止起重机作业时过载或失速及油管突然破裂引起的意外事故发生。4.2液压的优缺点液压的优点：1、在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在这里指工作压力。2、液压装置容易做到对速度的无级调节，而且调速范围大，对速度的调节还可以在工作过程中进行。3、液压装置工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。4、液压装置易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。5、液压装置易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作。6、液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。液压的缺点：1、由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格的传动比。2、液压传动有较多的能量损失〔泄漏损失、压力损失等〕，因此，传动效率相对低。3、液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在较高或较低的温度下工作。4、液压传动当出现故障时不易找出原因。4.3液压马达液压马达通常用于无级调速，速度的变化范围要求很大，而所需空间又要求特别紧凑之处。液压马达的输出能量是转矩和转速，其大小取决于液压马达的工作容积、压力和流量。工作容积越大，压力越高，那么转矩越大；工作容积越小，输入油量越多，那么转速越高。液压马达与液压泵一样，有齿轮马达，叶片马达，柱塞马达等。4.3.1齿轮马达分类齿轮马达有外啮合马达和内啮合摆线齿轮马达。齿轮马达一般功率和转矩较小，适用于小功率、高转速传动，最低转速在150~400r/min之间，不能用于低转速是其缺点。4.3.2齿轮马达工作原理如图，齿轮马达的工作原理，M为啮合点。设齿高为h，啮合点M到两齿轮齿根的距离分别为和。当压力油进入到进油腔A后，油压力p面都受到p作用，受力平衡；另一些齿轮的两侧受p作用的齿面不等，受力不能平衡。在齿轮上受到的不平衡油压力，使齿轮作逆时针方向旋转；在齿轮上受到的不平衡油压力，使齿轮作顺时针方向旋转。式中B为齿宽。在力和作用下，通过齿轮〔或齿轮〕的轴拖动外载做功。随着压力油的不断进入进油腔，齿轮连续转动，输出转矩，油液被带到出游腔B排出。齿轮马达的输出转速与输入流量成正比，输出转矩随外载而变化。4.4控制阀为了使液压系统能平安可靠地工作，在系统中除有液压泵、液压缸、或液压马达外，还必须配有控制油流方向、流量、压力元件，这种原价统称为控制阀。4.4.1方向控制阀方向控制阀用来控制液压系统中油液流动方向，如单向阀、多路阀、换向阀、电液比例方向流量阀等。1.单向阀：单向阀在管路中只允许油液向一个方向流通，方向那么被截止。2.换向阀：换向阀时利用阀芯与阀体的相对移动来改变油路通或断，从而改变油液流动方向。假设阀芯与阀体作相对轴向移动的，那么为滑阀。4.4.2流量控制阀流量控制阀用来控制液压系统中的油液流量。如节流阀、调速阀、流量分流阀、电液比例流量阀等。节流阀：节流阀式一种最简单最根本得流量控制装置，它以调节节流口得大小从而改变流量。分流阀：分流阀又称同步阀。假设用一个液压泵向几个负载不同的液压缸或液压马达同时供油时，能使各供油量相同或成一定比例的控制元件，称为分流阀。4.4.3压力控制阀压力控制阀是用来控制液压系统中油液的压力，或通过油压力的作用控制某油路的通与不通，如溢流阀、减压阀、平衡阀、顺序阀、压力继电器等。1.溢流阀：溢流阀由两种作用，一是平安作用，如系统压力超过调定值时，阀开启，将油溢回油箱，从而限制系统的最大压力，对液压元件也起了过载保护作用；二是溢流定压作用，在定量泵调速系统中，通常与节流阀并联一个溢流阀，在调节油缸或马达的运动速度时，将多余的油溢回油箱，并使系统压力根本不变。溢流阀按结构形式可分为直动型和先导型两种。直动型的使用压力较低，一般低于2.5MPa；先导型使用压力可达32MPa。2.顺序阀：顺序阀式利用系统的油液压力来控制几个液压缸或液压马达先后动作的控制元件。顺序阀也分直动型和先导型两种。直动型只用于较低的工作压力。按阀的控制方式又有内控式和外控式之别。第5章直齿圆柱齿轮的设计计算5.1齿轮传动齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，形式很多，应用广泛，传递的功率可达数十万千瓦，圆周速度可达200m/s。5.2齿轮传动的主要特点1.效率高在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率为最高。如一级圆柱齿轮传动的效率可达99%。这对大功率传动十分重要，因为即使效率只提高1%，也有很大的经济意义。2.结构紧凑在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸一般较小。3.工作可靠、寿命长设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可长达一、二十年。这也是其他机械传动所不能比较的。这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。4.传动比稳定传动比稳定往往是对传动性能的根本要求。齿轮传动获得广泛应用，也就是由于具有这一特点。5.3齿轮传动的失效形式及设计准那么5.3.1失效形式一般来说，齿轮传动的失效主要是齿轮的失效，而齿轮的失效形式又是多种多样的，较为常见的齿轮折断和工作面磨损、点蚀、胶合及塑性变形等5.3.1.1齿轮折断齿轮折断有多种形式，在正常工况下，主要是齿根弯曲疲劳折断，因为在齿轮受载时，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡局部的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断。此外，在轮齿受到突然过载时，也可能出现过载折断或剪断；在轮齿经过严重磨损厚过分减薄时，也会在正常载荷作用下发生折断。为了提高轮齿的抗折断能力，可采用以下措施：用增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕的方法来减小齿根应力集中；增大轴及支承的刚性，使齿轮接触线上受载较为均匀；采用适宜的热处理方法使齿芯材料具有足够的韧性；采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。5.3.1.2齿面磨损在齿轮传动中，齿面随着工作条件的不同会出现多种不同形式的磨损。例如当啮合齿面间脱落磨料性物质〔如沙粒、铁屑等〕时，齿面即被逐渐磨损而致报废。这种磨损称为磨粒磨损。它是开式齿轮传动的主要失效形式之一。改用闭式齿轮传动是防止磨粒磨损最有效的方法。5.3.1.3齿面点蚀点蚀是齿面疲劳损伤的现象之一。在润滑良好的闭式齿轮传动中，常见的齿面失效形式多为点蚀。所谓点蚀就是齿面材料在变化着得接触应力的作用下，由于疲劳而产生的麻点状损伤现象。齿面上最初出现的点蚀仅为针尖大小的麻点，如工作条件未加改善，麻点就会逐渐扩大，甚至数点连成一片，最后形成了明显的齿面磨伤。5.3.1.4齿面胶合对于高速重载的齿轮传动，齿面间的压力大，瞬间温度高，润滑效果差，当瞬间温度过高时，相啮合的两齿面就会发生粘在一起的现象，由于此时两齿面又在作相对滑动，相粘结的部位即被撕破，于是在齿面上沿相对滑动的方向形成伤痕，称为胶合。传动时的齿面瞬时温度愈高，相对滑动速度愈大的地方，愈易发生胶合。5.3.1.5塑性变形塑性变形属于轮齿永久变形一大类的失效形式，它是由于在过大的应力作用下，轮齿材料处于屈服状态而产生的齿面或齿体塑性流动所形成的。塑性变形一般发生在硬度低的齿轮上；但在重载作用下，硬度高的齿轮上也会出现。5.3.2设计准那么设计的齿轮传动在具体的工作情况下，必须具有足够的、相应的工作能力，以保证在整个工作寿命期间不致失效。所以目前设计一般使用的齿轮传动时，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准那么进行计算。5.3.3齿轮的材料及其选择原那么由齿轮的失效形式可知，设计齿轮传动时，应使齿面具有较高的抗磨损、抗点蚀、抗胶合及抗塑性变形的能力，而齿根要有较高的抗折断能力。因此，对齿轮材料性能的根本要求为齿面要硬、齿芯要韧。齿轮材料的种类很多，在选择时应考虑的因素也很多，下述几点可供选择材料时参考：此轮材料必须满足工作条件的要求；应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成形方法及热处理和制造工艺；正火碳钢，不管毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮，不能承受大的冲击载荷；调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮；合金钢常用语制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮；飞行器中的齿轮传动，要求齿轮尺寸尽可能小，应采用外表硬化处理的高强度合金钢；金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面得硬度差应保持为30-50HBS或更多。5.4齿轮设计计算1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数选用直齿圆柱齿轮起重机为一般工作机器，速度不高，应选用7级精度材料选择。由表1选择小齿轮材料为铸钢，硬度为250HBS，大齿轮材料为灰铸铁，硬度为210HBS，二者材料硬度差为40HBS。选小齿轮齿数为=24，大齿轮齿数为=96，齿数比u=4，转速=960r/min，模数m=13，工作寿命15年(设每年工作300天〕，两班制。按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即〔1〕确定公式内各计算数值试选载荷系数=1.3计算小齿轮传递的转矩=9.948选