1、摘 要随着科技的发展，越来越多的机械设备都向自动化、集成化、综合性的方向发展。汽车起重机也是一种科技的集合，它具有机动性强、灵活、能够适应不同环境的特点。特别是一些临时应用的地方和应急的应用其特点更加突出。基于此，汽车起重机的应用越来越广泛，其技术也不断的发展。本次毕业设计就是在这种背景下，针对汽车起重机的液压传动系统进行设计。在设计中，首先介绍了汽车起重机的基本构造和优点。然后对整个液压系统进行了研究和设计，同时对起重机的支腿部件进行了设计。由于汽车起重机的支腿动作、悬臂动作和回转机构等都是通过液压控制的。所以这是本次毕业设计的重点。关键词：汽车起重机；支腿 ；液压系统目 录1 绪论11.1
2、绪论11.2汽车起重机发展水平和趋势12 汽车起重机的技术参数32.1主要性能参数32.2参数确定43 支腿型式选择与计算53.1支腿型式分类及选择53.2 支腿跨距确定63.3支腿受力分析73.4活动支腿危险截面计算84 液压系统原理设计及原件选择84. 1液压系统型式84.1.1开式和闭式系统84.1.2单泵和多泵94. 2液压系统的控制104.2.1定量节流控制系统104.2.2变量系统104.3液压系统设计114.4液压缸的选择144.4.1缸体与缸盖连接结构144.4.2活塞与活塞杆连接结构144.4.3活塞杆头部结构154.4.4导向套结构154.4.5密封与防尘结构154.4.6
3、缓冲结构154.4.7垂直液压缸的选择154.4.8水平液压缸的选择174.4.9液压缸主要零部件材料及技术要求174.5其他液压元件的选择174.6液压系统性能验算18结论21致谢22参考文献23 22 1 绪 论1.1概论汽车起重机是一个应用范围比较广的机械装备，它不但具有速度灵活、适应范围广、自给动力等特点，还能够在一些比较复杂的场所如野外等进行工作。所以在土建、运输等多方面应用。汽车起重机由于采用了液压技术，所以具有非常大载荷能力，并且整个操作系统比较集中、方便、快捷，并且以手工操作为主，这些特点都决定其具有广阔的应用范围和其重要性。汽车起重机的构造一般是以类似汽车底盘为基础，通过对底
4、盘进行改造，加装回转装置、支腿、悬臂等而成。液压传动系统是起重机最重要的部分，它的全部动作包括支腿的伸缩、悬臂的伸缩以及工作台的回转和重物的起降等都是通过液压传动系统完成的。所以说液压传动系统就是整个汽车起重机的灵魂所在【2】。1.2汽车起重机发展水平和趋势现今，在世界上有大约百十家比较大的起重机生产厂商，但是技术比较先进、实力比较雄厚的也就十来家，比如美国的格鲁夫、德国的德马克等。目前现有的汽车起重机的型号类别有百十几中，各种吨位的都有。汽车起重机的市场分布和地理环境、市场特点以及工业发展水平密切相关，目前主要集中在较为发达的欧美国家，在东亚地区的一些新兴经济体也占有一定量的市场比例。国外研
5、究生产的起重机品种较多，但都严格执行标准，互换性较高。以工业较为发达的德国为例，这个国家的汽车起重机在市场中占有主导地位，能够达到整个市场的百分之八十五左右。由于德国的制造工业非常先进，所以市场中吨位大的起重机也比较多，几乎能够达到八成。众所周知的，欧洲具有全世界最先进的机械加工技术，所以在起重机上能够广泛的应用，并且欧洲各国在生产制造过程中执行了统一的标准【5】。这就确保了所有产品的互换性。目前世界上起重机尖端技术主要由德国和美国持有，而市场占有量最大的公司却在日本。目前国际市场上竞争激烈，不断通过兼并重组等提高自己的市场占有率。在整个起重机械行业里，由于国外掌握并垄断者高精尖技术，所以整体
6、发展相对较快，并且创新能力强，在科技的应用方面比较熟练。目前整个国际范围内由于发展中国家大力发展国家基建建设，起重机械的需要旺盛，从而促使大的厂商不断研究制造适应各种地形地貌和工作环境的起重机械，进一步完善了起重机械的种类项目。在积累了丰富的技术的基础上，也培养了一批优秀的人才。从而形成了一个良性循环。使得国外的其中机械不论是在市场占有还是技术发展等都占有比较大的优势。近二十年来，随着计算机模拟技术的快速发展，国外的生产研究厂商开始考虑利用计算机的辅助进行优化起重机系统，通过计算机技术进行模块设计，利用模块单元，不但进行设计方法和技术的改革，还对整个起重机行业的创新、加工以及售后等改革速度大幅
7、的加快。通过模块化的改革，进一步提高了技术设备的通用性，能够生产批量的模块化配件，组件不同的设备，满足不同的市场需求。国内的汽车起重机起步较晚，发展较慢，在发展中有过几次比较明显的突飞猛进，并始终坚持着自我创新研发，在技术规划上有着自己的清晰方向【10】。特别是近几年来，我国的汽车起重机不论是在技术创新突破还是市场开拓上都取得了一定的成句，然后和国际大品牌相比有一定的不足之处，但随着发展这种不足正越来越小。目前国内的各吨位起重机都能够满足市场想需要。目前，国内高速发展的市场是我国起重机机械行业不断进行创新的基础和动力。一些比较有影响力的公司开始与国外知名品牌进行技术合资，通过部分引进、部分创新
8、的方法，使得中国的其中机械得到快速发展。在新技术的应用方面，我国的其中机械已经大量使用了计算机集成技术，设计有外接接口的阀块、控制马达、动力油泵等，实现了液压和计算器联合统一的目的。能够通过计算机实现精准调控、远程控制以及自诊断能力【12】。我国的汽车起重机械在未来市场中还需要不断的完善自己。由于未来国内和国际的市场需求都非常大，企业需要面对更多优秀企业的竞争，就需要生产公司在不断创新的基础上，不断提高设备的功能性、稳定性以及可靠性。满足市场多样的需求。未来国内的汽车起重机应当不断扩大自己的生产品种，建立完善的研发体系，不断扩大规模同时生产大吨位、大力矩的机械装备。在提高自身产品质量的同时注重
9、打造自己的一张品牌。有目的有规划的进行技术研究和开发。2 汽车起重机的技术参数2.1主要性能参数汽车起重机参数包括重量、工作幅度、起重力矩、起升高度等。这些参数性能是衡量一个起重机特性的基础，也是日常工作中选择合适的起重机械的标准，更是本次毕业设计的根据。主要的技术参数如下：1. 额定起重量起重机的额定起重量是它最基本的一个参数。它的数值代表着起重机在允许的工作条件下，能够起吊物体的最大重量值。它与幅度呈反比，幅度越大，额定起重量就越小。所以额定起重量也可以指，当悬臂处于最小的幅度值时所能够吊起的物体最大重量。在我国为了适应整体行业的发展以及提高产品的利用率及互换性，额定起重量的数值已经进行了
10、标准化的处理。2. 工作幅度工作幅度是其中几种体现工作能力的一个重要参数。起重机的幅度参数的数值一般是在额定起重量的的条件下测定计算的。它表示起重机的中心点到悬臂吊钩的水平间的距离。所以在工作时当悬臂处于与水平面呈一个角度的时候，这个值也就相应的确定了。3. 起重力矩起重力矩是一个体现综合性能的参数，因为在数值上它是工作幅度和在这种工作幅度下所能吊起的最大起重量的相乘所得到的。所以它能够全方位、准确的体现计算机的综合性能。4. 起升高度起升高度是日常工作中应用最广泛的参数，它是指吊钩的中心道地平面的尺寸。以米为单位。在国家标准中，对起重机性能的标定就是以起升高度为准，称之为额定起升高度，它是指
11、起重机在满负荷时能够上升的最大的距离。这个参数是根据工作环境要求以及自身的结构设计而确定的。特别的是对于旋转移动式的起重机，当悬臂的长度不变时，起升高度的数值会与幅度呈为了反比。5. 工作速度工作速度是对起重机工作过程中所能体现取具体性能的一组参数，它包括幅度变化、旋转变动以及运行速度效率等。对于汽车起重机还包括悬臂收缩和外伸的效率以及支腿动作的速度。在实际的工作中，起升速度是一个非常重要的选择参数，因为它的选择是否合理正确，直接关系到能够很好的进行工作应用，它们有直接的应用关系。举个例子，当被其中的物体质量确定时，所选择的工作速度越大，则工作过程的效率就越高，但同时也会产生一些对其他参数影响
12、的因素，比如会导致惯性矩的扩大，会引起动力功率和起重机本身的构造强度等变大。所以需要综合考虑、6. 自重起重机的自重不单单是指它本身的重量，还包括在工作的时候所起吊物体的重量。这个参数能够反映起重机内部的构造、加工、力学的综合技术能力。现在随着科技的发展以及现在高分子材料的应用，起重机的自重会不断的变小。7. 通过性能通过性能是汽车起重机独有的技术参数，是指起重机在运动时类似一般车辆的性能指标。这个指标主要体现汽车的机动性能。2.2参数确定本次毕业设计的主要内容是有关液压方面的设计，所以对其他参数主要根据类似的起重机的参数进行选择。如下：最大额定起重量(吨) : 6.3最大起重量力矩(kNm)
13、: 12.6基本臂长度(m) : 4全伸臂长度(m) : 9主臂节数: 3最大工作幅度(m) : 8.2最大起升高度(m) : 11回转速度(r/min): 02. 5支腿跨距(m): 2.255.123 支腿型式选择与计算3.1支腿型式分类及选择汽车起重机的支腿从目前市场可以见到的分类来看，主要分成四种结构，分别使蛙式支腿、H式支腿、X式支腿和辐射式支腿。下面将对这几种结构进行分别介绍。1、 蛙式支腿蛙式支腿的结构特点是支腿上设计有一定的滑槽，当支腿接触到地面之后，活塞的外部沿着滑槽进行滑动，能够在一定程度上使支腿的力臂增大，从而提高了起升重量。这种结构的特点就是在支腿接地后，能够有所控制的
14、增大力臂，克服了支腿接地后移动不方便的问题。 2. H式支腿H式支腿具有水平和垂直两个功能的液压缸，所以在工作时呈现H形，因此得名。支腿在工作时伸出的距离比较长，所以为了保证有充足的空间，支腿之间叉开以保持空间。这种支腿的特点就是适应范围广，调节能力强。目前在大中型机械上应用广发。但是这种构造的支腿由于支腿太长，所以需要设计衡量进行加固，以保证整个系统的稳定性。3. X式支腿X式支腿的外伸部分能够直接接触地面，所以能够保证整个设备更加稳固。但是它在水平方面有时候也会有位移，所以很多时候在使用形式上是和H型支腿进行协助共同使用，能够达到一个综合性的效果。4. 辐射式支腿辐射式支腿在大型的其中机械
15、式应用较多，这主要是为了保证大型机械在其中过程中能够承受较大的起重力，较多的辐射形的支腿能够稳固整体起重车结构，减少整车的质量，能够将大部分力都直接传导到只腿上，能够减轻回转支撑部位的受力。通过对以上四种支腿的对比可以发现，受力均匀的顺序依次是辐射式支腿、H支腿、X支腿和蛙式支腿，而结构最简单的就是H支腿、X支腿、蛙式支腿和辐射式支腿。从结构设计上来看H式支腿是构造设计最合理、受力相对均匀等综合性能最高的一个样式，并且这种形式的支腿在市场的应用范围最广，具有很好的参照性。所以本次设计决定选用目前应用最为广泛的H型支腿。其具体结构形式如下图3-1.1-底筋板；2-侧筋板；3-顶盖板；4-底板；5-侧盖板；6-连接板；7-端板3-1 H型支腿的单边结构简图3.2 支腿跨距确定汽车起重机的工作方向一般
