行走式小型液压起重机设计
2012届毕业设计说明书
行走式小型液压起重机设计(机架和小车设计)
系、部：机械工程系
学生姓名
指导教师：杨国辉职称教授
专业：机械设计制造及其自动化
班级：机专0904班
完成时间：2012.5
摘要
本课题的目的就是设计一行走式起重机来代替人力实现重物的搬运。行走式小型液压起重机主要有行走系统，电气控制系统和液压控制系统三部分组成。该起重机的工作原理是：将小车底盘作为工作台，电动机，液压系统和吊臂都安装在上面，由遥控装置来控制电动机，通过电动机对液压泵的控制，从而控制液压马达的转速和液压缸的活塞速度，以实现规定的动作。
通过任务书中的条件参数，设计计算相关的数据，选择钢丝绳的种类和型号，进而计算出卷筒和滑轮的直径，确定一些其它的标准零部件。在此基础上进行传动装置的设计和计算，完成其进行结构设计，工作主要包括完成了轴的设计、确定了带轮的结构、齿轮的结构、卷筒的结构、滑轮的结构、伸臂杆和支撑杆的结构，绘制了绘制了起重机的总装配图、制动轮装置和卷筒装置的结构图，完成部分零件工作图的设计。
关键词：简易起重机；设计计算；结构设计
ABSTRACT
The purpose of this paper is to design a walking type crane to replace manpower to realize lifting.Walking type mainly small hydraulic crane operating system, electrical control system and hydraulic control system is composed of three parts.The crane's working principle is: as a car chassis will be working station, motor, hydraulic system and are installed on the crane above, by a remote control device to control motor, the hydraulic pump through the motor control, in order to control the speed of hydraulic motors and hydraulic cylinder piston speed, to achieve the required action.
Conditions through the parameters of the task book, design and calculation of relevant data, select the type and model of wire rope, and then calculated the diameter of the drum and pulley, to identify a number of other parts of the standards. Carried out on the basis of gear design and calculation, to complete its structural design, primarily include the completion of the design of the shaft to determine the structure of the pulley, the gear structure of the drum structure, block structure, under and the supporting bar of the structure, rendering a total mapping of the crane assembly, brake drum round of devices and device structure, the completion of the work of some parts of the design plans.
Keyword: simple cable car ;calculation ;structural design
目录
绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．03
1 起重机国内外的研究现状
2.起重机的发展趋势
设计计算部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．07 1．系统工作原理及方案的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．07 2．转运行机构的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．08
1)确定机构运行方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．08
2)车轮与轨道并验算其强度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．08
3)运行阻力计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．09
4)选电动机．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
5)验算电动机发热条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
6)选择减速器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
7)验算运行速度和实际所需功率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
8)验算起动时间．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
9)按起动工况校核减速器功率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
10)验算起动不打滑条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
11)选择制动器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
12)选择高速轴联轴器及制动轮．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
13)选低速轴联轴器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
14)浮动轴设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 3．运行机构的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
1)确定回转机构的总体方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
2)轨道直径计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
3)中心枢轴计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
4)选工业车轮．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 4．轮传动设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
1)选定齿轮类型、精度等级及齿数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
2)按接触强度设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
3)按齿根弯曲强度设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
4)几何尺寸计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
5)验算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 总结及鸣谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
绪论
起重机是在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，又称起重机。它主要用来吊运成件物品，配备适当吊具后也可吊运散状物料和液态物料。起重机的工作特点是作间歇性运动，即在一个工作循环中取料、运移、卸载等动作的相应机构是交替工作的。各机构经常处于起动、制动和正反方向运转的工作状态。起重机通常按结构分为臂架型起重机和桥架型起重机。臂架型起重机包括塔式起重机、门座起重机、浮游起重机、自行式起重机、由桅杆和臂架组成的桅杆起重机、沿墙壁运行的壁行起重机和装在船舶甲板上的甲板起重机等；桥架型起重机包括桥式起重机、龙门起重机、运载桥和缆索起重机等。随着我国机械化的发展，中、大型机械设备越来越多的运用于各行各业。由于人力资源有限以及人力的局限性，在很多人力无法完成搬运的时候，我们更多的会想起用一种机器代替人力，起重设备就孕育而出。起重机作为起重设备的一种，它具有操作简单、易于移动、使用灵活方便、适应性强等优点，简易起重机由电动机经带传动和一对开式齿轮传动，将运动和动力传给卷筒，再通过钢丝绳和滑轮组提升重物。但如何发展大起重量的起重机、提高电气设备的可靠性和使用寿命逐步成为研究热点。
1.1 起重机的历史
中国古代灌溉农田用的桔槔是臂架型起重机的雏形；14世纪，西欧出现人力和畜力驱动的转动臂架型起重机；19世纪前期，出现了桥式起重机；起重机的重要磨损件如轴、齿轮和吊具等开始采用金属材料制造，并开始采用水力驱动；到了19世纪后期，蒸汽驱动的起重机逐渐取代了水力驱动的起重机；20世
纪20年代开始，由于电气工业和内燃机工业的迅速发展，以电动机或内燃机为动力装置的各种起重机基本形成。到如今，起重机的种类、外形和结构越来越多样化，用途越来越细化，已经形成了一个单独的产业。
1.2 起重机国内外的研究现状
目前，在工程起重机械领域，欧洲、美国和日本处于领先地位。
欧洲作为工程起重机的发源地，轮式起重机生产技术水平最高。该地区的工程起重机械业主要生产全地面起重机、履带式起重机和紧凑型轮胎起重机，也生产少量汽车起重机。其中，全路面起重机、履带起重机以中大吨位为主；紧凑型轮胎起重机则以小吨位为主；汽车起重机一般为通用底盘组装全地面上车，即以改装为主。其产品技术先进、性能高、可靠性高，产品销往全球。
美国工程起重机行业的技术水平相对落后于欧洲。不过近年来，美国工程起重机械业通过收购和合并手段，得以蓬勃发展。目前该地区主要生产轮胎起重机、履带式起重机、全路面起重机和汽车起重机。主要生产企业为马尼托瓦克公司，特点是技术较先进、性能较高、可靠性能高，其中汽车底盘技术和全路面技术领先于欧洲，产品主要销往美洲地区和亚太地区。
日本作为二战后崛起的经济强国，轮式起重机开发生产虽然起步较晚（起步于20世纪70年代），但是发展速度很快，很受亚太市场欢迎。此外，日本还通过收购手段更新生产技术。如日本多田野通过收购德国法恩底盘公司，发展全路面技术。日本工程起重机械业主要生产汽车起重机、履带起重机、越野轮胎起重机和全路面起重机。其中，越野轮胎起重机的产量最大，汽车起重机的产量次之，呈减少趋势，全路面起重机的产量最少，呈上升趋势。主要生产企业包括多田野、
加藤、神钢、日立和小松等。产品特点是技术水平和性能较高，但可靠性落后于欧美。
我国随车起重机行业从70年代到今天，有了长足的发展和壮大，取得了令国人为之振奋的成绩。但目前在发展过程中所体现的共性是生产规模小、生产不规范，产品中所体现的共性问题是生产规模小、生产不规范和产品质量不稳定等。同时，由于市场竞争的不规范又形成了价格大战，一些企业为了蝇头小利，采用低配置的办法“以小充大，以次充好”，既损害了消费都的权益又扰乱了正常的市场竞争。
1.3 起重机的发展趋势
随着科技化进程的逐步推进，高科技的运用越来越多，大型设备、高精度、高要求的机器的需求量也逐步上升。以前的起重机也已经满足不了工厂和社会的要求了，为此，起重机业的改革和技术创新势在必行。
起重机创新设计的理论、方法与工具是基于现代设计理论和方法，应用微电子、信息、管理等现代科学技术，以提高产品质量、用户满意的价格和造型、提高产品的功能、缩短产品开发周期为目的而进行的相应工作。起重机创新理论、方法与技术研究的宗旨是从起重机作为特种设备所要求的安全性和可靠性的工作目标出发，在特定技术性、经济性约束条件下，创造性地完成起重机的创新设计，使其在满足用户交货期和性能要求的前提下做到技术性与经济性最佳搭配。
起重机运输（物料搬运）机械随着国际市场竞争加剧的驱动，其科技含量明显提高，近年来主要工业国家的发展趋势如下：
（1）采用新理论、新技术和新手段。进一步开展物料搬运机械的载荷变化规律、动态特性、疲劳特性和可靠性的试验研究；推广采用优化设计、可靠性概率设计、极限状态设计、虚拟样机设计、CAD/CAE设计等现代设计方法。
（2）向自动、智能和信息化，向成套、系统和规模化发展。将各种物料搬运机械单机组合为成套系统，使生产设备与物料搬运机械有机结合，即通过计算机对物料搬运系统进行动态模拟仿真，寻求最佳匹配组合，并将这类自动、智能的设备纳入到系统的多级计算机信息控制与管理网络，并配有自监测、自诊断维护装置。
中国的起重机设计的发展经历了一个曲折的过程。以前多是以模仿原苏联的设计为主，凭借设计者的经验，产品设计的局限性很大。从60年代起，开始了新产品、新部件的开发设计与实验研究工作，从而使设计从仿制和经验设计逐渐走向实验研究和计算分析阶段。到了80年代，随着宝钢等一些超大型企业对国外起重机的引进及与国外进行联合设计、国内制造等形式的采用，开始在国内引入了一些国际上的先进技术与设计方法。同时将计算机应用技术引入设计领域，对起重机设计工作的发展起了很大的推动作用。
但是，中国起重机设计领域仍存在不少问题，主要是大多中小企业对设计研究分析不够，资金投入少，人员培训工作跟不上发展的需要，一直没形成开发新产品或更新老产品的设计和应变能力，对引进的先进技术和产品，没有从设计的角度进行消化，更没有能力进行再创新工作。没有形成合理的设计人员梯队，产品仍然是几十年不变样，目前仍以照抄照搬为生存方式，没有自己的知识产权，只是在应付低价拿来的合同。为数不多的几个大型企业则在创新设计中快速发展，使得国内起重机设计能力和水平逐步与国外的先进设计缩短了距离。这些企业已大量采用新的计算机新技术，二维CAD早已普及，三维设计已推广。电气设计采用ED等先进设计手段，引入定子调压和变频调速，PLC参与系统控制，采用了大量高新传感元器件，实现了定位准确，操控方便，其安全可靠性也逐步提高。通过专家系统的应用，极大地推进了创新设计的进程，并且利用系统论和
信息论等现代计算机应用技术研究成果，使得起重机的创新设计开始向智能化方
向发展。
设计计算部分
1．系统工作原理及方案的确定
起重机械的基本参数有：起重量、起升高度、跨度、各机构的工作速度及各
机构的工作级别。有些起重机械的生产率、外形尺寸、幅度、起重力矩等也是重
要参数。这些参数说明起重机械的工作性能和技术经济指标，是设计起重机械的
技术依据，也是生产使用中选择起重机械技术性能的依据。
起重机械的工作级别也是起重机械的一个非常重要的参数。设计起重机械
时，必须考虑使用条件。因此，把起重机械划分为若干工作级别，其目的是提供
合理的结构和建立机械设计基础的方法。作为制造的技术依据，选择满足使用要
求的特定起重机。
行走式小型液压起重机主要有行走系统，电气控制系统和液压控制系统三部
分组成。将小车底盘作为工作台，电动机，液压系统和吊臂都安装在上面，由遥
控装置来控制电动机，通过电动机对液压泵的控制，从而控制液压马达的转速和
液压缸的活塞速度，以实现规定的动作。液压泵驱动四个液压马达和两个液压缸
以实现前轮的转动，卷筒的转动，转盘的转动，吊臂的伸缩和吊臂的升降，由于
这几个机构不是同时工作，泵的最大流量由这几个机构中流量最大的机构所决
定。由于电动机和泵的连接不一定在同一轴线上，所以在电动机与泵之间装上一
个弹性联轴器，以消除抖动。
设计内容计算与说明结果
1)确定机构运行方案
2)车轮与轨道并验算其强度
2．有轨小车运行机构计算
经比较后，确定采用如图一所示的传动方案
图一：小车运行机构传动简图
车轮最大轮压：小车质量估计为G=1200布：kg。
假定轮压均
N
kg
Q
G
P18000
1800
)
1200
6000
(
4
1
)
(
4
1
max
=
=
+
=
+
=
车轮最小轮压：
N
kg
G
P3000
300
1200
*
4
1
4
1
min
=
=
=
=
初选项车轮：由【1】附表达17可知，当运行速度v<60m/min
时，6.1
5
1200
6000
>
=
=
G
Q
，根据GB4628—84规定，工作级别为轻
级时，初选车轮直径D=350mm，后校核其强度。
强度验算：按车轮与轨道为线接触及点接触两种情况验算接
触强度。车轮踏面疲劳计算载荷：（由【2】式5—1）
N
P
P
Pc13000
3
3000
18000
*
2
3
2
min
max=
+
=
+
=
车轮材料，取ZG340—640，
s
σ=340Mpa，
b
σ=640Mpa。
线接触局部挤压强度：（由【2】式5—2）
N
P
P
P
c
13000
3
3000
18000
*
2
3
2
min
max
'=
+
=
+
=
式中：
1
k——许用线接触应力常数（N/mm）,由【2】表5—2查得
k =6。
1
C——转速系数，由【2】表5—3，车轮转速
rpm
D
v
n
c
2.
18
35
.0
*
20
=
∏
=
∏
=时，
1
C=1.09。
车轮直径：
D=350mm
材料：ZG340
—60
轨道：P24
设计内容计算与说明结果
3)运行阻力计算
l——车轮与轨道有效接触强度，由【1】附表22，取l=b=26.13。
2
C——工作级别系数，由【2】表5—4，当为
5
M时
2
C=1
因为PC’>Pc，故满足要求。
点接触局部挤压强度：（由【2】式5—3）
N
C
C
m
R
k
Pc72340
1*
09
.1*
47
.0
300
*
132
.0
''
3
2
2
1
3
2
2
=
=
=
式中：
2
k——许用点接触应力强度，由【2】表5—2查得
2
k=0.132 R——曲率半径，车轮与轨道曲北半径中的大值，车轮
mm
D
r175
2/
350
2/
2
=
=
=，轨道曲率半径
300
2
=
r mm(由【1】附表2查得)，故取R=300mm。
m——由
R
r
比值（r为
1
r、
2
r中的小值）所确定的系数，
R
r=
300
175=0.58，由【2】表5—5查得m=0.47。
''
Pc>
c
P，故满足要求。
根据以上计算结果，按规定直径D=350的轮缘车轮，标记为：
车轮DYL—350 GB 4628—84
摩擦阻力矩：（由【2】式7—1）
β
μ)
2
)(
(
m
d
k
G
Q
M+
+
=
由【1】附表19，由D=350mm的车轮组的轴承型号为7518，
据此选车轮组轴承为7518，轴承内径和外径的平均值
2
160
90+
=
d=140mm，由【2】表7—1~7—3查得滚动摩擦系数
k=0.0005，轴承摩擦系数μ=0.02，附加阻力系数β=2.0，代入上
式得满载时运行阻力矩：
2
*)
2
125
.0
02
.0
0005
.0
)(
1200
6000
(
m
+
+
=
M=25.2kg.m=252N
运行摩擦阻力：
2/
35
.0
252
2/
m=
=
D
M
P
m
=1440N
=
m
P1440N
设计内容计算与说明结果
4)选电动机
5)验算电动机发热条件
6)选择减速器
当无载荷时：
2
*)
2
125
.0
02
.0
0005
.0(*)
1200
)
2
(
m0
+
=
+
=β
μ
d
k
G
M
=2.1kg.m=21N.m
2/
35
.0
21
2/
mo
m0
=
=
D
M
P=120N
电动机静功率：（由【2】式7—9）
kw
m
v
P
N52
.0
1*
9.0
*
60
*
1000
2.
18
*
1400
60
*
1000
*
c
j
j
=
=
=
η
式中：
j
P——满载时静阻力，
j
P=
m
P=1440N，
η——机构传动效率，取η=0.9。
m——驱动电机台数，取m=1。
初选电动机功率：（由【2】式7—10）
j
*N
k
N
d
==1.2*0.51=0.62kW
式中：
d
k——电机功率增大系数，由【2】中表7—6查得，
d
k=1.2。
由【1】附表30选用电动机YZR—112M，
e
N=1.6kW，1
n=845r/min，()d
GD2=0.11kg. 2
m，电动机质量
d
G=74kg。
等效功率：（由【2】式6—20）
x
N=
25
k r
r
N=0.75*1.25*0.52=4.78
式中：
25
k——工作级别系数，由【2】表6—4查得
25
k=0.75。
r ——考虑起动及工作时间对发热的影响系数，由【2】表6
—5查得
g
q
t
t/=0.2，查图6—6得r=1.25。
x
N<
e
N，故所选电动机满足发热条件。
车轮转速：
n=
D
v
∏
=
35
.0
*
20
∏
=18.2r/min
=
m0
P120N
选用电动机
YZR—112M
e
N=1.6kW
1
n=845r/min
电动机满足
发热条件
设计内容计算与说明结果
7)验算运行速度和实际所需功率
8)验算起动时间
机构传动比：
2
1
n
n
i==
2.
18
845
=46.43
查附表40选用ZSC—400—IV减速器：i=49.86，
[]
轻级
N=2.5kW，
x
N<[]轻级
N。
实际运行速度：
v’=v
'
i
i
=20*
86
.
49
43
.
46
=18.63m/min
误差：
ε=
v
v
v'
-
*100%=15%
9.1%
100%
*
20
63
.
18
20
<
=
-
。故合适。
实际所需电机等效功率：
x'
N=x
N
v
v'
=0.478*
20
63
.
18
=0.445kW<
e
N
起动时间：（【2】式7—13）
?
?
?
?
?
?
?
?+
+
-
=
η2'
2
2
1
)
(
)
(
)
(2.
38i
D
G
Q
GD
mc
M
mM
n
t
j
q
q
式中：
q
M=1.5
e
M=1.5×9550×
1
%)
25
JC
(e
n
N
=1.5×9550×
845
6.1
=27.12N·
满载运行时折算到电机轴上的运行静阻力矩：
62
.5
9.0
*
86
.
49
252
i
M
M
'
m
j
=
=
η
=N·m
空载运行时折算到电机轴上的运行静阻力矩：
468
.0
9.0
*
86
.
49
21
i
M
M
'
m
0j
=
=
η
=N·m
初步估算制动轮和联轴器的飞轴矩：
l
2
z
2)
GD
(
)
GD
(+=0.26kg·m
机构总飞轮矩：
[]
z
2
1
2
d
2
1
2)
GD
(
)
GD
(
)
GD
(
C
)
GD
(C+
+
=
=1.15(0.11+0.26)=0.426kg·2
m
'v及'
e
N均
在许用范围
以内
设计内容计算与说明结果
9)按起动工况校核减速器功率
10)验算起动不打滑条件
满载起动时间：
s
99
.0
9.0
*
86
.
49
35
.0
*)
1200
6000
(
426
.0
*
)1.6
12
.
27
*
1(2.
38
845
t
2
2
q
=
?
?
?
?
?
?+
+
-
=
空载起动时间：
s
54
.0
9.0
*
86
.
49
35
.0
*
1200
426
.0
*
)1.6
12
.
27
*
1(2.
38
845
t
2
2
q
=
?
?
?
?
?
?
+
-
=
由【2】表7—6相得，当v=20m/min=0.33m/s时t q推荐值为3s。
t q 起动状况减速器传递的功率： kW 27 .1 1* 9.0 * 60 * 1000 26 . 21 * 3945 m 60 * 1000 v P N ' ' d= = η = 式中： d P——计算载荷， q ' j g j d t 60 v * g G Q P P P P + + = + = N 3698 99 .0 * 60 63 . 21 * 10 1200 6000 1440= + + = ' m——运行机构中同一级传动的减速器个数，'m=1 所选减速器的N轻级=2.5>N。 不计风阻及坡度阻力矩，只验算空载及满载起动两种工况。 空载起动时，主车轮与轨道接触处的圆周切向力：（【2】式7—20） 2/ ) 2 ( 60 '1 2 0D k P d k P t v g G T q + + + ? = β μ = 2/ 35 .0 0005 .0 * 600 2 *) 2 125 .0 * 02 .0 0005 .0( 600 52 .0 * 60 63 . 18 10 1200 + + + ? =79.36kg=793.6N 式中： 1 P——主动轮压 2 P——从动轮压 车轮与轨道的粘着力：（【2】式7—12） f P F 1 ==600*0.12=72kg=720N< T 选电动机满 足快速起动 要求 设计内容计算与说明结果 11)选择制 动器12)选择高 速轴联轴器及制动轮式中：f——粘着系数，对室外工作的起重机，取f=0.12。 由于F0 电阻，延长起动时间。 满载起动时，主动车轮与轨道接触处的圆周切向力： 2/ D k P ) 2 d k( P t 60 'v g ) G Q ( T 1 2 q + β μ + + ? + = = 2/ 35 .0 0005 .0* 600 2*) 2 125 .0 * 02 .0 0005 .0( 600 99 .0* 60 63 . 18 g ) 1200 6000 ( + + + ? + =233.9kg=2339N 车轮与轨道的粘着力： f P F 1 ==12 .0 * 2 1200 6000+ =432kg=4320N>T 故满足起动不会打滑，所选电动机适合。 由【2】查得，对于小车运行机构制动时间t z≤3~4s。取t z=4s。 因此，所需制动器转矩（【2】式7—16） ? ? ? ? ? ?η? - ? ? ? ? ? ? η + + + = 2' m 2' 2 1 2 z 1 ' j i M i D ) G Q ( ) GD ( mc t2. 38 n M m 1 Mz = ? ? ? ? ? ?? - ? ? ? ? ? ?+ + 2 2 2 86 . 49 9.0 252 9.0* 86 . 49 35 .0*) 1200 6000 ( 426 .0*1 4*2. 38 845 1 1 =1.85N.m 由【4】附表6—4—28选用TJ2A制动器，其制动转矩 m N 112 M ez ? =。 高速轴联轴器计算转矩：（【2】式6—26） e c M n M 8 ? ==1.35*1.8*18.1=44N.m 式中： e M——为电动机额定转矩， 1 e(JC25%) n 9550 N M e == 845 6.1 * 9550=18.1N.m n——联轴器的安全系数，运行机构n=1.35。 8 ?——机构刚性动载系数， 8 ?=1.2~2.0，取 8 ?=1.8 。 满足起动不 会打滑，所 选电动机适 合 TJ2A制动 器 设计内容计算与说明结果 13)选低速轴联轴器 由【1】附表31查得电动机YZR—112M两端伸出轴各为圆 柱形d=32mm，l=80mm。 由【1】附表37相ZSC—400减速器高速轴轴端为圆柱形1 d=30mm， 1 L=55mm。 故从【1】附表41选GICL1鼓形齿式联由器，主动端A型 槽 1 L=32mm，L=80，从支端A型键槽 2 d=30mm，L=55mm，标记 为： GICL1联轴器 55 * 30 80 * 32 ZBJ19013—89 其公称转矩 n T=630N.m> c M，飞轮矩 l GD) (2=0.009kg. 2 m， 质量G=5.9kg。 高速轴制动轮：根据制动器已选定为TJ2A。由【1】附表 16选制动轮直径D=100mm，圆柱形轴d=32mm，L=80mm,标记为： 制动轮100Y—32 JB/ZQ4389—86。 其飞轮矩 l GD) (2=0.2kg. 2 m，质量 z G=10kg。 上联轴器与制动轮飞轮矩之和： l GD) (2+ z GD) (2=2.09 与原估计0.26kg. 2 m基本相符，估上计算不需修改。 低速轴联轴器计算转矩： c M= ' 2 1 i M c = 2 1 *44*49.86*0.9=987.2N.m 由【1】附表37查得ZSC—400减速器低速轴端为圆柱形 d=65mm，L=85mm，取浮动轴装联轴器轴径d=60mm，L=85mm， 同【1】附表42选用两个GICL3鼓形齿式联轴器。其主动端：Y 型轴孔A型键槽， 1 d=65mm，L=85mm，标记为： DICLZ3联轴器 85 * 60 85 * 65 ZBJ19014—89 由前面已按规定车轮直径D=350mm，由【1】附表19取车轮 轴 GICL1联轴 器 制动轮 100Y—32 DICLZ3联 轴器 设计内容计算与说明结果 14)浮动轴设计 2 d=60mm，L=85mm，标记为： GICLZ3联轴器 85 * 65 85 * 60 ZBJ19014—89 浮动轴径： 1 d=d+(5~10)=60+5~10=60~70mm 取 1 d=70mm。 经验算，浮动轴满足强度要求。 浮动轴构造如图四所示： 图二浮动轴 GICLZ3联 轴器 设计内容计算与说明结果 1)确定回转机构的总体方案 2)轨道直径计算 3)中心枢轴计算 3．回转运行机构的计算 经比较后，决定采用图五所示方案。 图三回转机构转动方案 轨道直径的大小，一般应保证不需要中心枢轴参心加工作条件下，回转部分在工作状态最大作用下不致倾翻，由【3】式9—17： m V M b y76 .0 65000 45000 1.1 = ? = ? ≥ ε 式中：V——总垂直力，设上机构的质量为500kg。 故取V=5000+60000=65000N ε——超重机回转部分的稳定系数，取ε=1.1。 y M——各垂直力及水平对y轴力矩和，假设管的中心最 多偏离支承中心1.5m，则： m N L Q M y ? = = ? =45000 6 * 60000 * 8 1 8 1 由【3】式9—18，则最小轨道半径为： m b b D5.1 75 .0 * 2 * 2 22 min = = = = 取D=2m 中枢轴工作时的水平力，由[]3可得： N V b M P y5909 65000 76 .0 45000 = - = - = 轴的截面尺寸：（由【1】式7—2） 设计内容计算与说明结果 4)选定工业车轮 [] 3 1.0 wn wn M d σ ≥ 式中： wn M——最大的弯矩，m N L P M wn ? = = ? =2067 35 .0 * 5909 [] wn σ——许用弯曲应力，由【1】表7—16查得[]wn σ=160Mpa 把以上数据代入上式可得： mm cm d50 5 160 *1.0 2076 3= = ≥ 取d=60mm 中心枢由的结构简图如下所示： 图四中心枢轴结构简图 初定选用8个滚轮，假设上车架的重量为G’=700kg， 滚轮的轮压： ()N Q G P8375 7000 60000 8 1 ) ' ( 8 1 max = + = + = 由【4】表9—1—31选用工业脚轮200 φ。 中心枢轴 d=60mm 设计内容计算与说明结果 1)选定齿轮类型、精度等级及齿数 2)按接触强度设计 4．齿轮传动设计 考虑此减速器的功率不大，故大、小齿轮孝选用硬齿面。由【5】表10—1选得大、小齿轮的材料均为45，并经淬火，齿面硬度为48~55HRC。精度等级为7级。 由传动比： 10 1 10 n n 2 1= = 选取小齿轮齿数为24，大齿轮齿数为240。 由设计计算公式：（【5】式10—9a） []mm Z u 1 u T k 32 .2 d3 2 H E d 1 t t1? ? ? ? ? ? σ ? + ? φ ? = 式中： t k——载荷系数，取 t k=1.2 。 1 T——小齿轮传递的转矩 m N 10 * 01 .4 10 42 .0 * 10 * 5. 95 T5 5 1 ? = = E Z——材料的弹性影响系数。由【5】表10—6查得E Z=189.8Mpa。 d φ——齿宽系数，由【5】表10—7，取 d φ=0.6。 [] H σ——小齿轮接触疲劳强度极限，由【5】式10—21e相得 MPa 1030 2 lim H 1 lim H = σ = σ u——齿数比，u=10 把上述数据代入上式可得： mm 72 1030 8. 189 10 11 6.0 10 * 01 .4 * 2.1 * 32 .2 d3 2 5 t1 = ? ? ? ? ? ? = 设计内容计算与说明结果 3)按齿根弯曲强度设计 由圆周速度s/ m 038 .0 1000 * 60 10 72 1000 * 60 n d v1 1= ? ? ∏ = ? ? ∏ = 齿宽为：mm 2. 43 72 * 6.0 d b 1 d = = ? φ = 模数：mm . 3 24 72 z d m 1 t 1= = = 齿高：h=2.25*m=2.25*3=6.75mm b/h=43.2/6.75=6.4 根据v=0.033m/s，7级精度，由【5】图10—8查得动载系数v K=1.03。 直齿轮，假设mm / N 100 b F K t A≥ ?，由【5】表10—3查得 1.1 K K F H = = α α 由【5】表10—2查得使用系数 A K=1。 由【5】表10—4得256 .1 K H = β 。 由【5】图10—13查得 β F K=1.08。（由b/h=5.3，256 .1 K H = β 查 取）。 故载荷系数：（【5】式10—2） 42 .1 256 .1 * 1.1 * 03 .1 * 1 K K K K K H v A = = = β α 按实际的栽花系数校正所算得的分度圆直径由【5】式10—10a 得： mm 76 2.1/ 42 .1 72 K / K d d3 3 t t1 1 = ? = ? = 则mm 16 .3 24 / 76 z/ d m 1 1 = = = 由【5】式10—5： [] 3 F s a F a 2 1 d 1 t Y Y z T k 2 m?? ? ? ? ? σ ? φ ? ≥ 式中：K——载荷系数，22 .1 08 .1 * 1.1 * 03 .1 * 1 K K K K K F v A = = = β α Fa Y——齿形系数，由【5】式10—5查得 1 Fa Y=2.65， 2 Fa Y＝2.06 齿高： h6.75mm m=3.16mm 设计内容计算与说明结果 攀枝花学院 学生课程设计（论文） 题目：小型液压机的液压系统 学生姓名： vvvvvv 学号：vvvvvvvv 所在院(系)：机械工程学院 专业： 班级： 指导教师：vvvvvv 职称：vvvv 2014 年06 月15 日 攀枝花学院教务处制 攀枝花学院本科学生课程设计任务书 目录 前言 (5) 一设计题目 (6) 二技术参数和设计要求 (6) 三工况分析 (6) 四拟定液压系统原理 (7) 1.确定供油方式 (7) 2.调速方式的选择 (7) 3.液压系统的计算和选择液压元件 (8) 4.液压阀的选择 (10) 5.确定管道尺寸 (10) 6.液压油箱容积的确定 (11) 7.液压缸的壁厚和外径的计算 (11) 8.液压缸工作行程的确定 (11) 9.缸盖厚度的确定 (11) 10.最小寻向长度的确定 (11) 11.缸体长度的确定 (12) 五液压系统的验算 (13) 1 压力损失的验算 (13) 2 系统温升的验算 (15) 3 螺栓校核 (16) 总结 (17) 参考文献................................................................................................. 错误！未定义书签。 前言 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途﹑特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。 前言 (2) 一工况分析 (3) 二．负载循环图和速度循环图的绘制 (4) 三．拟定液压系统原理图 (4) 1. 确定供油方式 (5) 2. 调速方式的选择 (5) 4. 液压阀的选择 (8) 5. 确定管道尺寸 (9) 6. 液压油箱容积的确定 (9) 7. 液压缸的壁厚和外径的计算 (9) 8. 液压缸工作行程的确定 (9) 9. 缸盖厚度的确定 (9) 10. ................................................................................................................. 最小寻向长度的确定.. (10) 11. ................................................................................................................. 缸体长度的确定 (10) 四．液压系统的验算 (10) 1．压力损失的验算 (10) 2. ................................................................................................................... 系统温升的验算 (12) 3. ................................................................................................................... 螺栓校核 (13) 设计及说明结果一、25吨汽车起重机伸缩臂架的设计 箱型吊臂连接尺寸的确定包含下列的容：1）吊臂根部铰点位置 的确定；2）吊臂各节尺寸的确定；3）变幅油缸铰点的确定。 1、吊臂根部铰点位置的确定 基本臂工作长度和吊臂最大工作长度的确定： 由图2.1可知，设为工作长度，则有 图2.1 三铰点有关尺寸图 式中：H—基本臂的起升高度，。 b—吊钩滑轮组最短距离，取。 、—根部铰点和头部滑轮轴心离吊臂基本截面中心线的距离，并带有符号。由于此项数值较小，所 以计算时可以忽略不计。 —吊臂仰角，取。 h—根部铰接点离地距离，取。 吊臂根部离铰点的距离e —最小工作幅度，取。 吊臂根部铰点离回转平面的高度 —回转支承装置的高度， —起重机汽车底盘的高度， 主吊臂最大长度 —最长主臂起升高度， a，r，b，h同上。 2、吊臂各节尺寸的确定 主吊臂的最长长度是由基本臂结构长度和外伸长度所组成。 、、—各节臂的伸缩长度，在设计中伸缩长度往往取 同一数值，即。外伸长度。 、、—为二、三、四节臂缩回后外漏部分的长度，在 计算时取同一数值（a=0.25m） 若假设为臂头滑轮中心离基本臂端面的距离，则基本臂结构长度加上即为基本臂的工作长度。 所以有 从中可以求出 k—吊臂的节数。 —主臂最大长度，初取35m。 —主臂最小长度，初取11m。 通常搭接长度应该短些，以减轻吊臂重量。但是，太短将搭接部分反力增大了，引起搭接部分吊臂的盖板或侧板局部失稳，同时，也使吊臂的间隙变形增大。因此搭接部分要根据实际经验和优化设计而定，一般为伸缩臂外伸长度的1/4—1/5（吊臂较长者取后者，较短者取前者，同步伸缩者可取后者）。 从而搭接长度为 在第i节臂退回后，除外露部分长度a外，在前节（i-1）节臂中的长度加上伸出后仍在前节臂中的那部分搭接长度。第i节臂插在前节臂的长度为（），设第i节臂的结构长度为，则 前言 液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一，自19世纪问世以来发展很快，液压机在工作中的广泛适应性，使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。由于液压机的液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，目前国外液压机的发展不仅体现在控制系统方面，也主要表现在高速化、高效化、低能耗；机电液一体化，以充分合理利用机械和电子的先进技术促进整个液压系统的完善；自动化、智能化，实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理功能；液压元件集成化、标准化，以有效防止泄露和污染等四个方面。 作为液压机两大组成部分的主机和液压系统，由于技术发展趋于成熟，国外机型无较大差距，主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面，有较明显改善。在油路结构设计方面，国外液压机都趋向于集成化、封闭式设计，插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到较广泛的应用。特别是集成块可以进行专业化的生产，其质量好、性能可靠而且设计的周期也比较短。 近年来在集成块基础上发展起来的新型液压元件组成的回路也有其独特的优点，它不需要另外的连接件其结构更为紧凑，体积也相对更小，重量也更轻无需管件连接，从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和噪声。逻辑插装阀具有体积小、重量轻、密封性能好、功率损失小、动作速度快、易于集成的特点，从70年代初期开始出现，至今已得到了很快的发展。我国从1970年开始对这种阀进行研究和生产，并已将其广泛的应用于冶金、锻压等设备上，显示了很大的优越性。 液压机工艺用途广泛，适用于弯曲、翻边、拉伸、成型和冷挤压等冲压工艺，压力机是一种用静压来加工产品。适用于金属粉末制品的压制成型工艺和非金属材料，如塑料、玻璃钢、绝缘材料和磨料制品的压制成型工艺，也可适用于校正和压装等工艺。 由于需要进行多种工艺，液压机具有如下的特点： （1）工作台较大，滑块行程较长，以满足多种工艺的要求； （2）有顶出装置，以便于顶出工件； （3）液压机具有点动、手动和半自动等工作方式，操作方便； （4）液压机具有保压、延时和自动回程的功能，并能进行定压成型和定程成型的操作，特别适合于金属粉末和非金属粉末的压制； （5）液压机的工作压力、压制速度和行程围可随意调节，灵活性大。 2.6 履带式起重机 作业部分装设在履带底盘上 , 行走依靠履带装置的起重机称为履带式起重机。如图2.7。 图2.7履带式起重机 履带式起重机与轮胎式起重机相比,因履带与地面接触面积大,故对地面的平均压力小,约为0.05～0.25MPa,可在松软、泥泞地面作业。它牵引系数高,约为轮胎式的1.5倍,爬坡度大,可在崎岖不平的场地上行驶。由于履带式起重机支承面宽大,故稳定性好,一般不需要像轮胎式起重机那样设置支腿装置。对于大型履带式起重机,为了提高作业时的稳定性,履带装置设计成可横向伸展,以扩大支承宽度。但履带式起重机行驶速度慢(1～ 5km/h),而且行驶过程要损坏路面,因此转移作业时需要通过铁路运输或用平板拖车装运,机动性差。此外,履带底盘笨重,用钢量大(一台同功率的履带式起重机比轮胎式重50%～100%),制造成本高。 3履带式起重机的组成 3.1履带式起重机概况 履带式起重机是在行走的履带式底盘上装有行走装置、起重装置、变幅装置、回转装置的起重机。履带式起重机有一个独立的能源,结构紧凑、外形尺寸相对较小,机动性好,可满足工程起重机流动性的要求,比较适合建筑施工的需要,达到作业现场就可随时技入工作。 3.2履带式起重机的组成部分 如下图3.1所示,履带式起重机主要由下列几部分组成。 图3.1 履带式起重机 3.2.1取物装置 履带式起重机的取物装置主要是吊钩(抓斗、电磁吸盘等作为附属装置)。 3.2.2吊臂 用来支承起升钢丝绳、滑轮组的钢结构,它可以俯仰以改变工作半径。它直 接装在上部回转平台上。吊臂可以根据施工需要在基本吊臂基础上接长。在必要时,还可在主吊臂的顶端装一吊臂,扩大作业范围,这种吊臂称副臂。 3.2.3上车回转部分 它是在起重作业时可以回转的部分包括装在回转平台上除吊臂、配重、吊钩等以外的全部机构和装置。 3.2. 4.行走部分 它是履带式起重机的下部行走部分,是履带式起重机的底盘,同时也是上车回转部分的基础。主要有履带、驱动轮、导向轮、支重轮、上托轮、行走马达、行走减速箱、履带张紧装置、履带伸缩油缸等组成。 3.2.5回转支承部分 它是安装在下车底盘上用来支承上车回转部分的,包括回转支承装置的全部回转、滚动和不动的零部件和用来固定回转支承装置的机架等(不包括四转小齿轮)。 3.2.6 配重 配重是安装在起重机回转平台尾部的具有一定形状的铁块,目的是确保起重机能稳定地工作。在必要时,这些铁块可以卸下后单独搬运。 3.2.7动力装置 动力装置即为动力源。在履带式起重机上,大部分动力装置为四冲程柴油发动机。在履带式起重机上,它把内燃机的机械能经液压油泵转变为液压能,经液压油管和各种控制阀将液压能传给液压马达和液压油缸,液压马达和液压油缸再将液压能转变为机械能驱动各工作机构。 3.2.8机械传动部分 它把内燃机的动力传递给液压油泵,再把液压马达、液压油缸的液压能变成机械能,带动各工作机构。机械传动部分主要由分动箱、减速箱、离合器、卷筒、轴、轴承、滑轮等部分组成。 3.2.9液压传动部分 主要由液压泵、液压马达、液压油缸、控制阀、液压油管、液压油箱等组成。液压油泵把内燃机的机械能转变为液压能,液压马达把液压能转化为机械能驱动各工作机构。由于液压传动调速方便,传动平稳,操纵轻便,元件体积小,重量轻,具有限速、自锁功能、总体布置合理等优点,在履带式起重机上被广泛应用。 $ 攀枝花学院 学生课程设计（论文） 题目：小型液压机的液压系统 学生姓名： vvvvvv 学号： vvvvvvvv < 所在院(系)：机械工程学院 专业： 班级： 指导教师： vvvvvv 职称： vvvv # 2014 年 06 月 15 日 攀枝花学院教务处制 ） 》 攀枝花学院本科学生课程设计任务书 目录 前言 (1) 一设计题目 (2) 二技术参数和设计要求 (2) 三工况分析 (2) 四拟定液压系统原理 (3) . 1.确定供油方式 (3) 2.调速方式的选择 (3) 3.液压系统的计算和选择液压元件 (4) 4.液压阀的选择 (6) 5.确定管道尺寸 (6) 6.液压油箱容积的确定 (7) 7.液压缸的壁厚和外径的计算 (7) 8.液压缸工作行程的确定 (7) [ 9.缸盖厚度的确定 (7) 10.最小寻向长度的确定 (7) 11.缸体长度的确定 (8) 五液压系统的验算 (9) 1 压力损失的验算 (9) 2 系统温升的验算 (11) 3 螺栓校核 (11) 总结 (13) ： 参考文献 (14) 前言 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途﹑特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。 题目： 姓名：学号： 院系： 专业：指导老师：时间： 前言 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途﹑特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。 一设计题目 小型液压机液压系统设计 二技术参数和设计要求； 液压机的工作循环分别由快速空程下行、减速下行、压制、保压、快速回程、停止的工作循环，快速往返速度为 3.5m/min，加压速度为50~250mm/min，压制力为200000N，运动部件总重量为20000N，行程300mm。 三工况分析 首先根据已知条件绘制运动部件的速度循环图。 履带式起重机构造、原理 摘要：履带起重机是广泛应用于国民经济各领域的一种起重设备，国内在大吨位产品的自主开发方面还是个空白，目前仅有两个厂家引进国外70年代末的技术有少量的生产，大部分市场还是由国外产品占领。履带起重机接地面积大，通过性好，适应性强，可带载行走，可进行挖土、夯土、打桩等多种作业。机动灵活，不象固定式起重机那样需要安装和调试。但因行走速度缓慢，转移工地需要其他车辆搬运。本文概述述了起重机的分类，简要说明了履带起重机的各个部分及其工作原理，详细介绍了履带起重机的回转，卷扬（提升），行走液压系统工作原理。 关键词：履带吊回转卷扬行走液压系统 The Principle Of Hydraulic System Of Crawler Crane Abstract：In china there’s a blank in the development of the large crawler crane, which is a important device widely used in different fields. At present, only two companies which introduce foreign technology of the end of 1970 product some crawler cranes and the most part of the market is in the hands of other countries. The crawler crane take a large area with ground, has a strong adaptability, can be widely used,and can go with a lifting , in addition,it can ekcacate,tamp,pile and so on. It’s more flexible, not need to be installed and adjusted. But it goes slowly, no wander it needs a car to help with it to go. This paper simply show you the categories of crane, the principle of different parts of the crawler crane. And it is detailed in the hydraulic systems of gyration, lifting, going. Key words: crawler crane 、gyration、 lifting、 going、 hydraulic system 小型液压机的液压系统课程设计 学生课程设计（论文） 题目：小型液压机的液压系统 学生姓名： vvvvvv 学号：vvvvvvvv 所在院(系)：机械工程学院 专业： 班级： 指导教师：vvvvvv 职称：vvvv 2014 年06 月15 日 课程设计任务书 题 小型液压机的液压系统设计 目 1、课程设计的目的 液压系统的设计和计算是机床设计的一部分。设计的任务是根据机床的功用、运动循环和性能等要求，设计出合理的液压系统图，再经过必要的计算，确定液压系统的主要参数，然后根据计算所得的参数，来选用液压元件和进行系统的结构设计。 使学生在完成液压回路设计的过程中，强化对液压元器件性能的掌握，理解不同回路在系统中的各自作用。能够对学生起到加深液压传动理论的掌握和强化实际运用能力的锻炼。 2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等） 要求学生在完成液压传动课程学习的基础上，运用所学的液压基本知识，根据液压元件、各种液压回路的基本原理，独立完成液压回路设计任务。 设计一台小型液压机的液压系统，要求实现的工作循环：快速空程下行——慢速加压——保压——快速回程——停止。快速往返速度为4m/min，加压速度为40-250mm/min，压制力为300000N，运动部件总重量为20000N。。设计结束后提交：①5000字的课程设计论文；②液缸CAD图纸2号一张；③三号系统图纸一张。 3、主要参考文献 [1]左健民.液压与气压传动.第 2 版.北京机械工业出版社2004. [2]章宏甲.液压与气压传动.第 2 版.北京机械工业出版社2001. [3]许福玲. 液压与气压传动. 武汉华中科技大学出版社2001. [4]张世伟.《液压传动系统的计算与结构设计》.宁夏人民出版社.1987. [5]液压传动手册. 北京机械工业出版社2004. 液压系统设计项目 汽车起重机液压系统设计 项目目标：1能够理解单向阀的类型、结构工作原理。 2、理解单向阀的用途 3、能进行锁紧回路的油路分析 4、应用液压仿真软件模拟运行动作 实训步骤：1、采用仿真软件机床液压系统原理图 2、手动控制模拟吊车液压系统工作状态 3、分析动作液压回路的工作情况，如；压力、流量等。 项目要求： 在吊装机液压系统中，要求执行元件在停止运动时不受外界影响而发生漂移或窜动，也就是要求液压缸或活塞杆能可靠地停留在行程的任意位置上。应选用何种液压元件来实现这一功能呢?在实际应用中常用单向阀或液控单向阀来实现这个动作要求 项目分析： 通过学习，我们知道液压传动系统中执行机构(液压缸或活塞杆)的运动是依靠换向阀来控制的，而换向阀的阀芯和阀体间总是存在着间隙，这就造成了换向阀内部的泄漏。若要求执行机构在停止运动时不受外界的影响，仅依靠换向阀是不能保证的，这时就要利用单向阀来控制液压油的流动，从而可靠地使控制执行元件能停在某处而不受外界影响。 该任务中，吊装机液压系统对执行机构的来回运动过程中停止位置要求较高，其本质就是对执行机构进行锁紧，使之不动，这种起锁紧作用的回路称为锁紧回路。图所示便是采用液控单向阀的锁紧回路。换向阀左位工作时，压力油经左液控单向阀进入液压缸左腔，同时将右液控单向阀打开，使液压缸右腔油液能流回油箱，液压缸活塞向右运动；反之，当换向阀右位工作时，压力油进入液压缸右腔并将左液控单向阀立即关闭，活塞停止运动。为了保证中位锁紧可靠换向阀宜采用H型或Y型。由于液控单向阀的密封性能很好，从而能使执行元件长期 锁紧。这种锁紧回路主要用于汽车起重机的支腿油路和矿山机械中液压支架的油路。 液压系统图 图1为汽车液压吊车支腿液压系统原理图 图2为汽车液压吊车起重液压系统原理图 100t履带起重机回转液压系统设计及改进探究 摘要：履带起重机是现代建设生产中的重要设备，随着我国建筑行业不断发展，社会对履带起重机需求不断增加。回转液压系统是履带起重机核心系统，其性能直接影响起重机整体功率输出。本文以100t履带起重机为例，对其回转液压系统设计与改进方法进行简单分析。 关键词：履带起重机；回转液压系统 中图分类号：TH213.7 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014）24-0000-01 履带式起重机在港口、石化工业等均有广泛应用，是现阶段一种常见的社会生产设备。回转液体系统是起重机核心，影响起重机整体工作性能。在回转液压系统设计过程中，在考虑系统选型静态特点的同时，还要考虑系统动态性能，判断其是否满足实际生产的需要，在保证系统功能的同时，也要体现系统设计、改进的经济性。 一、回转液压系统设计 （一）液压驱动回转功能概简述 液压驱动回转功能在履带式起重机整体功能输出中占 据着突出位置。常规生产设备的回转机构运行在整个工作周期中占据重要比例，例如，液压挖掘机回转动作约占工作周期的63.2%。履带式起重机的回转时间较少，在整个工作周 期中所占的比例不明显，但由于履带式起重机整体功率输出高，导致回转过程具有运动冲击力强、回转惯量大等特点[1]。根据履带式起重机实际功率总输出合理设计回转液压系统，在提高起重机工作能力、减少能源消耗、提高工作效率中发挥着重要意义。 （二）履带起重机回转液压机构 1.基本原理。现阶段液压履带起重机均为回转液压马达驱动式，驱动装置通过高转液压马达实现与大传动减速机的配合，为小齿轮添加驱动力，实现机台运行。该驱动方式具有“微小操作”式优点，在减少能源消耗的同时快速根据回转进行工作范围定位。100t履带起重机因上车机体体积大，通常选用外啮合方式[2]。 2.系统设计。本次讨论中，回转液压系统采用双泵Asvol07泵控液压系统。双主泵属于斜轴式变量泵，带有两组轴向锥形旋转组件，其最大排量107mL/r，并带有驱动齿轮泵与轴向泵。 该系统通过将不同的恒定功率液压泵连接起来，为整个系统进行功率供给，在常规生产条件下，单个泵额定输出功率约是发动机总功率的38.7%。当两个液压泵的实际输出功率在而定范围内，其功率输出才能被吸收。 在本次研究中，双液压泵各具有相互独立的变量调节装置，通过联系两个调节装置，实现液压泵联动。从运行过程 题目1： 一卧式钻镗组合机床动力头要完成快进－工进－快退－原位停止的工作循环；最大切削力为F L=11500N,动力头自重F G=19500N；工作进给要求能在0.02～1.2m/min范围内无级调速，快进、快退速度为6m/min；工进行程为100mm，快进行程为300mm；导轨型式式平导轨，其摩擦系数取fs＝0.2，fd＝0.1；往复运动的加减速时间要求不大于0.5s。 设计要求： （1）确定执行元件（液压缸）的主要结构尺寸（D、d等） （2）确定系统的主要参数； （3）选择各类元件及辅件的形式和规格，列出元件明细表； （4）绘制正式液压系统图（A3手绘） （5）进行必要的性能估算（系统发热计算和效率计算）。 题目1： 一台专用双面铣床，最大的切削力为9000N，工作台、夹具和行程的总重量4000N，工件的总重量为1800N，工作台最大行程为600mm，其中工进行程为350mm。工作台的快进速度为4.5m/min，工进速度在50～100mm/min范围内无级调速。工作台往复运动的启制（加速减速时间）为0.05s，工作台快退速度等于快进速度，滑台采用平面导轨。静摩擦系数为0.2s，动摩擦系数为0.1。（夹紧力大于等于最大静摩擦力） 机床的工作循环为：工作定位－工件夹紧－工作台快进－工作台工进－加工到位后停留－快退－原位停止－工件松开－定位销拔出。 要求系统采用电液结合实现自动化循环，速度换接无冲击，且速度要平稳，能承受一定量的反向负载。 试完成： （1）按机床要求设计液压系统，绘制液压系统图；（A3手绘） （2）确定夹紧缸、主工作液压缸的结构参数； （3）计算系统各参数，选择液压元件型号，列出元件明细表； （4）列出设计系统中的电磁铁动作顺序表。 目录 1、压力机液压系统设计要求 (4) 2、压力机液压系统工况分析 (5) 2.1液压缸工作过程运动分析 (5) 2.2液压缸工作过程负载分析 (6) 3、液压缸的设计 (10) 3.1初选液压缸的工作压力 (10) 3.2计算液压缸的尺寸 (10) 3.3计算液压缸的有效面积 (10) 3.4液压缸各工作阶段的压力、流量、功率计算 (11) 3.5液压缸的壁厚和外径的计算 (12) 4、液压缸缸盖厚度的确定 (13) 5、液压缸缸盖螺栓计算和选择 (13) 6、液压系统图的拟定 (14) 6.1供油方式的拟定 (14) 6.2调速回路的选择 (14) 6.3速度连接回路的选择 (14) 6.4保压回路的选择 (14) 6.5泄压换向方法的选择 (15) 6.6平衡及锁紧回路的选择 (16) 6.7系统的工作过程分析 (16) 7、确定液压泵的型号及电动机的型号 (17) 7.1泵工作压力的确定 (17) 7.2泵的流量确定 (18) 7.3选择液压泵的规格 (18) 7.4电动机的选定 (18) 8、阀类元件及附件的选择 (19) 9、确定管道尺寸 (19) 10、液压油箱容积的确定 (20) 11、液压油的选择 (20) 12、液压系统性能的验算 (20) 12.1 压力损失的验算 (20) 12.2 油液温升的计算 (22) 12.3 散热量的计算 (23) 结论 (25) 参考文献 (26) 液压机是一种用静压来加工金属、塑料、橡胶、粉末制品的机械，在许多工业部门得到了广泛的应用。液压传动系统的设计在现代机械的设计工作中占有重要的地位。液体传动是以液体为工作介质进行能量传递和控制的一种传动系统。本文利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压传动系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格。确保其实现快速下行、慢速加压、保压、快速回程、停止的工作循环。 关键词：液压机、课程设计、液压传动系统设计 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。本文根据液压系统的技术指标对该系统进行整体方案设计，对其功能和工作原理进行分析，初步确定了系统各回路的基本结构及主要元件，按照所给机构性能参数和液压性能参数进行元件的选择计算，通过对系统性能的验算和发热校核，以满足该起重机所要达到的要求。 本文还针对当前汽车起重机所采用的一项先进技术——电液比例控制技术，从原理、控制部件、回路控制、控制措施以及对汽车起重机的影响等进行专题研究。由此对电液比例控制技术在汽车起重机中的运用给以充分的肯定，对汽车起重机的发展前景有了很大的希望。 关键字: 汽车起重机液压系统高效节能性能参数电液比例 Abstract Model QY40 automobile crane hydraulic pressure systematic design this type hoist the most key one of the design process.This text analyses , demand to carry on the scheme to work out on this performance systematic in hydraulic pressure. Prove to its function and operation principle Have confirmed the basic structure of system every return circuit and main component tentatively According to giving the organization performance parameters and choice of carrying on the component of performance parameter of hydraulic pressure to calculate Through to the checking computations and generating heat to check of systematic function, in order to respond to the request that this hoist should reach This text, still to an advanced technology that the automobile crane adopts at present —Control technology of proportion of the electric liquid .Carry on the case study from principle , controlling part , return circuit controlling , control measure and impact on automobile crane ,etc. Therefore give the abundant affirmation to the application of the proportion of the electric liquid in the automobile crane of control technology The development prospect has very great hopes. key words:Crane truck Hydraulic pressure system Energy-efficient Performance parameter Proportion of the electric liquid 液压与气压传动课程 设计 计算说明书 设计题目 专业 班级 姓名 学号 指导教师 ＿＿＿＿年＿＿月＿＿日 机械电子工程系 目录 第一章绪论 ......................................................................................................................... - 3 -第二章工作状况分析 ......................................................................................................... - 4 -2.1 绘制并分析运动部件的速度循环图。 .................................................................... - 4 -2.2 分析并绘制部件负载图 ............................................................................................ - 4 -第三章液压系统原理图的拟定 ......................................................................................... - 7 -3.1 液压缸主要参数的确定 ............................................................................................ - 7 -3.1.1 工作压力P的确定................................................................................................. - 7 - 3.1.2 计算液压缸内径D和活塞杆直径d .............................................................. - 7 - 3.1.3 计算在各工作阶段液压缸所需的流量 ......................................................... - 7 -3.2液压系统图分析 ......................................................................................................... - 9 -3.3液压系统原理图 ......................................................................................................... - 9 -第四章液压元件的计算与选择 ....................................................................................... - 11 - 4.1液压泵的选择 ........................................................................................................... - 11 -4. 2阀类元件及辅助元件 .............................................................................................. - 11 - 4.2.1油箱的容积计算 ............................................................................................ - 12 -第五章液压系统性能的运算 ........................................................................................... - 13 - 5.1压力损失和调定压力的确定 ................................................................................... - 13 - 5.1.1进油管中的压力损失 .................................................................................... - 13 - 5.1.3局部压力损失 ................................................................................................ - 13 -5.2油液温升的计算 ....................................................................................................... - 14 - 5.2.1快进时液压系统的发热量 ............................................................................ - 14 - 5.2.2快退时液压缸的发热量 ................................................................................ - 15 - 5.2.3压制时液压缸的发热量 ................................................................................ - 15 -5.3散热量的计算 ........................................................................................................... - 16 -第六章结论 ....................................................................................................................... - 17 - 履带式起重机的组成及工作原理 一、履带式起重机概况 履带式起重机是在行走的履带式底盘上装有行走装置、起重装置、变幅装置、回转装置的起重机。履带式起重机有一个独立的能源,结构紧凑、外形尺寸相对较小,机动性好,可满足工程起重机流动性的要求,比较适合建筑施工的需要,达到作业现场就可随时技入工作。 履带式起重机按传动方式不同,可分为机械式、液压式和电动式三种。其中,机械式又分为内燃机一机械驱动和电动一机械驱动两种。 目前,工程起重机通常采用以下复合驱动方式: 内燃机一电力驱动内燃机一电力驱动与外接电源的电力驱动的主要区别是动力源不同,前者采用独立的内燃机作动力源,后者外接电网电源。内燃机一电力驱动通常是由柴油机驱动发电机发电,把内燃机的机械能转化为电能,传送到工作机构的电动机上,再变为机械能带动工作机构运转。 内燃机一液压驱动内燃机一液压驱动在现代工程起重机中得到了越来越广泛的应用,主要原因一是柴油发动机机械能转化为液压能后,实现液压传动有许多优越性,二是由于液压技术发展很快,使起重机液压传动技术日趋完美。 二、履带式起重机的组成部分 如下图所示,履带式起重机主要由下列几部分组成。 1. 取物装置 履带式起重机的取物装置主要是吊钩(抓斗、电磁吸盘等作为附属装置)。 2. 吊臂 用来支承起升钢丝绳、滑轮组的钢结构,它可以俯仰以改变工作半径。它直接装在上部回转平台上。吊臂可以根据施工需要在基本吊臂基础上接长。在必要时,还可在主吊臂的顶端装一吊臂,扩大作业范围,这种吊臂称副臂。 3. 上车回转部分 它是在起重作业时可以回转的部分包括装在回转平台上除吊臂、配重、吊钩等以外的全部机构和装置。 4. 行走部分 它是履带式起重机的下部行走部分,是履带式起重机的底盘,同时也是上车回转部分的基础。主要有履带、驱动轮、导向轮、支重轮、上托轮、行走马达、行走减速箱、履带张紧装置、履带伸缩油缸等组成。 5. 回转支承部分 它是安装在下车底盘上用来支承上车回转部分的,包括回转支承装置的全部回转、滚动和不动的零部件和用来固定回转支承装置的机架等(不包括四转小齿轮)。 6. 配重 配重是安装在起重机回转平台尾部的具有一定形状的铁块,目的是确保起重机能稳定地工作。在必要时,这些铁块可以卸下后单独搬运。 7. 动力装置 动力装置即为动力源。在履带式起重机上,大部分动力装置为四冲程柴油发动机。在履带式起重机上,它把内燃机的机械能经液压油泵转变为液压能,经液压油管和各种控制阀将液压能传给液压马达和液压油缸,液压马达和液压油缸再将液压能转变为机械能驱动各工作机构。 8. 机械传动部分 它把内燃机的动力传递给液压油泵,再把液压马达、液压油缸的液压能变成机械能,带动各工作机构。机械传动部分主要由分动箱、减速箱、离合器、卷筒、轴、轴承、滑轮等部分组成。 9. 液压传动部分 主要由液压泵、液压马达、液压油缸、控制阀、液压油管、液压油箱等组成。液压油泵把内燃机的机械能转变为液压能,液压马达把液压能转化为机械能驱动各工作机构。由于液压传动小型液压机液压系统课程设计
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