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北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文
前言
起重機(jī)械是用來(lái)對(duì)物料進(jìn)行起重，運(yùn)輸，裝卸和安裝作業(yè)的機(jī)械。它可以完成靠人力無(wú)法完成的物料搬運(yùn)工作，減輕人們的體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，在工廠、礦山、車(chē)站、港口、建筑工地、倉(cāng)庫(kù)，水電站等多個(gè)領(lǐng)域和部門(mén)中得到廣泛的應(yīng)用。隨著生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，特別是現(xiàn)代化，專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)的要求，各種專(zhuān)門(mén)用途的起重機(jī)相繼產(chǎn)生，在許多重要的部門(mén)中，它不僅是生產(chǎn)過(guò)程中的輔助機(jī)械，而且已成為生產(chǎn)流水作業(yè)線上不可缺少的重要機(jī)械設(shè)備，它的發(fā)展對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起著積極的促進(jìn)作用。
世界市場(chǎng)對(duì)起重機(jī)的需求量正在不斷增加。由于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大以及產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用比例不斷增加，迫使企業(yè)大量采用起重機(jī)械。德國(guó)是目前世界上最大的起重機(jī)生產(chǎn)國(guó)之一，美國(guó)、日本、法國(guó)和俄羅斯也是生產(chǎn)起重機(jī)的大國(guó)。
我國(guó)海域遼闊、河流縱橫、岸長(zhǎng)水深，具有發(fā)展水運(yùn)事業(yè)的優(yōu)越條件。目前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)外貿(mào)易活動(dòng)的增加，港口的地位越來(lái)越突出，是對(duì)外交流重要渠道之一。同時(shí)，港口建設(shè)的發(fā)展，港口裝卸機(jī)械化程度也相應(yīng)地日益提高。然而目前國(guó)內(nèi)起重機(jī)的設(shè)計(jì)在參數(shù)取值與安全系數(shù)選取上均與實(shí)際情況有較大出入，采用的設(shè)計(jì)理論比較落后。要使產(chǎn)品性能有根本性變化，還須從設(shè)計(jì)抓起。近年來(lái)，港口起重機(jī)械制造單位已著手對(duì)起重機(jī)零部件的研究，主要包括重要零件材料的采用及結(jié)構(gòu)形式的改進(jìn)。
由于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大以及產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用比例不斷增加，迫使企業(yè)大量采用起重機(jī)械。然而，目前起重機(jī)的設(shè)計(jì)在參數(shù)取值與安全系數(shù)選取上均與實(shí)際情況有較大出入，近年來(lái)，起重機(jī)制造單位已著手對(duì)起重機(jī)零部件的研究，主要包括重要零件材料的采用及結(jié)構(gòu)形式的改進(jìn)。卷筒是起重機(jī)上一個(gè)重要的零部件，在起升結(jié)構(gòu)中，卷筒用來(lái)卷繞，收存鋼絲繩，把原動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)殇摻z繩的直線運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)，把原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳遞給鋼絲繩。
在汽車(chē)或汽車(chē)專(zhuān)用底盤(pán)上裝置起重設(shè)備，完成裝卸貨物和建筑構(gòu)件吊裝任務(wù)的汽車(chē)稱(chēng)為汽車(chē)起重機(jī)。如圖1所示。它是一種行走式起重機(jī)械，所以也稱(chēng)為起重汽車(chē)或汽車(chē)吊車(chē)。汽車(chē)起重機(jī)廣泛用于交通運(yùn)輸、建筑工程、油田、礦山、碼頭和國(guó)防部門(mén)，特別適用于貨物分散、場(chǎng)地狹窄、貨物起落高度大的施工現(xiàn)場(chǎng)。
在汽車(chē)或汽車(chē)專(zhuān)用底盤(pán)上裝置起重設(shè)備，完成裝卸貨物和建筑構(gòu)件吊裝任務(wù)的汽車(chē)稱(chēng)為汽車(chē)起重機(jī)。如圖1所示。它是一種行走式起重機(jī)械，所以也稱(chēng)為起重汽車(chē)或汽車(chē)吊車(chē)。汽車(chē)起重機(jī)廣泛用于交通運(yùn)輸、建筑工程、油田、礦山、碼頭和國(guó)防部門(mén)，特別適用于貨物分散、場(chǎng)地狹窄、貨物起落高度大的施工現(xiàn)場(chǎng)。
20世紀(jì)中期，由于裝配式建筑物的出現(xiàn)，使汽車(chē)起重機(jī)有了發(fā)展，當(dāng)時(shí)就出現(xiàn)主臂長(zhǎng)61m，副臂長(zhǎng)15.2m，用于裝配24層樓房的汽車(chē)起重機(jī)。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，又出現(xiàn)了臂長(zhǎng)137m，起重質(zhì)量250t的重型汽車(chē)起重機(jī)。
1 汽車(chē)起重機(jī)的類(lèi)型與結(jié)構(gòu)
1.1 汽車(chē)起重機(jī)的分類(lèi)
（1）按起重質(zhì)量分類(lèi)
分為輕型、中型、重型和超重型等四類(lèi)。我國(guó)規(guī)定各類(lèi)輕型起重汽車(chē)起重質(zhì)量在5t以下；中型為5~15t；重型為15~50t；超重型為50t以上。
（2）按傳動(dòng)形式分類(lèi)
分為機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)三種。機(jī)械傳動(dòng)起重汽車(chē)，由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)汽車(chē)變速器、分動(dòng)箱、傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)齒輪等機(jī)構(gòu)，再帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，驅(qū)動(dòng)起重絞車(chē)。電力傳動(dòng)起重汽車(chē)，由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，供電給轉(zhuǎn)臺(tái)、起重絞車(chē)和吊臂絞車(chē)所用的電動(dòng)機(jī)，完成起重作業(yè)。液壓傳動(dòng)起重汽車(chē)，由汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)變速器驅(qū)動(dòng)液壓泵，用液體傳遞能量，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)和油缸，再帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)、絞車(chē)和臂桿等，完成貨物的空間位移。
（3）按汽車(chē)起重裝置在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍分類(lèi)
可分為全回轉(zhuǎn)式和非全回轉(zhuǎn)式兩種，前者的轉(zhuǎn)臺(tái)可在360內(nèi)任意轉(zhuǎn)動(dòng)，而后者轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)角小于270。
（4）按吊臂結(jié)構(gòu)型式分類(lèi)
分為折疊式、伸縮式和桁架式三種。折疊式汽車(chē)起重機(jī)的吊臂分為幾段，各段彼此鉸接聯(lián)結(jié)，不工作時(shí)各段可以疊合在一起，主要用于輕型汽車(chē)起重機(jī)，如隨車(chē)吊。伸縮式汽車(chē)起重機(jī)的吊臂由幾節(jié)伸縮臂互相套裝而成，伸縮臂在主臂或上一節(jié)伸縮臂內(nèi)可以伸縮，用以改變臂桿的工作長(zhǎng)度。中型和重型汽車(chē)起重機(jī)，幾乎都采用液壓伸縮式吊臂，采用液壓伸縮式吊臂的超重型汽車(chē)起重機(jī)也與日俱增。桁架式吊臂組裝成整體式全金屬桁架結(jié)構(gòu)，主要用于重型或超重型汽車(chē)起重機(jī)。
1.2 汽車(chē)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)及舉升裝置的特點(diǎn)
汽車(chē)起重機(jī)完成重工作時(shí)，其作業(yè)循環(huán)通常是起吊——回轉(zhuǎn)——卸貨——返回，有時(shí)還需要間歇短距離的行駛。汽車(chē)起重機(jī)的主要組成部分如下：
（1）起升裝置
完成貨物的提升和降落作業(yè)，包括提取裝置（如抓斗、吊鉤等）、鋼絲繩、滑輪組、起重絞車(chē)、吊臂、吊臂伸縮和變幅的驅(qū)動(dòng)裝置等。
起升機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)貨載升、降運(yùn)動(dòng)，是每臺(tái)起重機(jī)必備的機(jī)構(gòu)。它由驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置和工作裝置四個(gè)部分組成。驅(qū)動(dòng)方式采用液壓驅(qū)動(dòng)，由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵，將工作油液輸入執(zhí)行構(gòu)件使機(jī)構(gòu)動(dòng)作，通過(guò)控制輸入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液體流量實(shí)現(xiàn)調(diào)速。液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)比大，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作方便，過(guò)載保護(hù)性能好。缺點(diǎn)是液壓傳動(dòng)元件的制造精度要求高，液體容易泄露；傳動(dòng)裝置按機(jī)構(gòu)布置需要，采用各種減速裝置，用來(lái)完成轉(zhuǎn)速與力矩轉(zhuǎn)換的最佳匹配，使電動(dòng)機(jī)在滿(mǎn)足工作裝置要求的情況下處于高效最佳工作狀態(tài)；工作裝置由卷筒、鋼絲繩、滑輪組和取物裝置組成，當(dāng)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)鋼絲繩、滑輪組變?yōu)槿∥镅b置的垂直上下運(yùn)動(dòng)；制動(dòng)裝置可控制吊裝物品的下降速度或使其停止在空中某一位置，不允許在重力作用下下落。由于重力始終作用在被懸吊的物品上，所以起升機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)必須選用制動(dòng)力矩在制動(dòng)器不松閘時(shí)始終作用在制動(dòng)輪上的常閉式制動(dòng)器，以策安全。大型起重機(jī)往往備有兩套起升機(jī)構(gòu)，吊大重量的稱(chēng)為主起升機(jī)構(gòu)或主鉤，吊小重量的稱(chēng)為副起升機(jī)構(gòu)或者副鉤。起升機(jī)構(gòu)載荷的特點(diǎn)是：
1. 物品起升和下降時(shí)，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中鋼絲繩拉力產(chǎn)生的扭矩方向不變。
2. 物品懸掛系統(tǒng)由撓性鋼絲繩組成，物品慣性引起的附加轉(zhuǎn)矩一般不超過(guò)靜扭矩的10%，對(duì)機(jī)構(gòu)影響不大。
3. 機(jī)構(gòu)起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)，只有電動(dòng)機(jī)輸出軸到制動(dòng)器之間的零件承受較大的動(dòng)載荷，齒輪傳動(dòng)和其他低速軸零件所受的動(dòng)載荷不大。
起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算主要包括：根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，確定起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)布置方案，如圖2所示；按給定的整機(jī)主要系數(shù)（最大額定起重量、起升高度、起升速度等）確定起升機(jī)構(gòu)參數(shù)，選擇確定機(jī)構(gòu)各起重零部件的結(jié)構(gòu)和尺寸；進(jìn)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力裝置的選擇計(jì)算等。起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)在保證滿(mǎn)足起重機(jī)主要工作性能的同時(shí)，盡可能地使起升機(jī)構(gòu)工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自重輕和維修保養(yǎng)方便。
（2）回轉(zhuǎn)裝置
回轉(zhuǎn)裝置用以完成吊臂的轉(zhuǎn)動(dòng)作業(yè)，包括轉(zhuǎn)臺(tái)（其上裝有吊臂、起重絞車(chē)和起重操作室等）、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)裝置。
（3）傳動(dòng)裝置
指動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)到起重裝置和回轉(zhuǎn)裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
（4）行走裝置
包括裝置通常都安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上，稱(chēng)為上車(chē)；轉(zhuǎn)臺(tái)以下的運(yùn)載車(chē)部分稱(chēng)為下車(chē)。
1.3 汽車(chē)起重機(jī)液壓系統(tǒng)的構(gòu)成形式
汽車(chē)(輪胎)一般分為底盤(pán)(簡(jiǎn)稱(chēng)下車(chē))和起升工作裝置(簡(jiǎn)稱(chēng)上車(chē))兩大部分，底盤(pán)的作用在于轉(zhuǎn)移起重工作裝置的作業(yè)場(chǎng)所，在起重機(jī)作業(yè)時(shí)用于支承上車(chē)保持整機(jī)的穩(wěn)定。起升工作裝置主要由起升、變幅、吊臀伸縮和回轉(zhuǎn)等機(jī)構(gòu)組成，這些機(jī)構(gòu)都靠液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)要求。
輪式起重機(jī)的液壓系統(tǒng)一般由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)取力裝置或直接驅(qū)動(dòng)液壓泵，液壓油從液壓油箱進(jìn)入液壓泵產(chǎn)生壓力，按作業(yè)需要由控制閥將壓力油分配給相應(yīng)的機(jī)構(gòu)，或在待命狀態(tài)時(shí)使壓力油直接流回液壓油箱，減少功率消耗。
由于大中型輪式起重機(jī)下車(chē)的走行功率較上車(chē)的起重作業(yè)所需功率大得多，而且液壓系統(tǒng)的流量較大．因此，在上車(chē)專(zhuān)設(shè)較小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)作為液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源。對(duì)于下車(chē)的支腿、穩(wěn)定器等液壓油從上車(chē)經(jīng)中心回轉(zhuǎn)接頭送至下車(chē)。
輪式起重機(jī)的液壓系統(tǒng)一般為開(kāi)式系統(tǒng)，其構(gòu)成簡(jiǎn)單、散熱和濾油條件好．但要求液壓泵有一定的自吸能力。為滿(mǎn)足各機(jī)構(gòu)的多種作業(yè)速度需要，常采用雙泵或多泵的液壓泵組供油。小型的輪式起重機(jī)多采用單泵或雙泵的定量系統(tǒng)，靠調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或閥控裝置節(jié)流調(diào)速，后者的功率損耗較大、傳動(dòng)效率低，但它構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低、操縱方便切維護(hù)容易。
輪式起重機(jī)的液壓系統(tǒng)一般由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)取力裝置或直接驅(qū)動(dòng)液壓泵，液壓油從液壓油箱進(jìn)入液壓泵建立壓力，按作業(yè)需要由控制閥組將壓力油分配給相應(yīng)的機(jī)構(gòu)，或在待命狀態(tài)時(shí)使壓力油直接流回液壓郵箱，減少功率損耗。
中小型輪式起重機(jī)為了簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)和減輕自重，常以底盤(pán)的發(fā)動(dòng)機(jī)作液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源。液壓泵和液壓油箱布置在下車(chē)上，壓力油經(jīng)中心回轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入上車(chē)。中小型輪式起重機(jī)上車(chē)和下車(chē)的主要構(gòu)成如圖1所示。
圖1 中小型輪式起重機(jī)上車(chē)和下車(chē)的主要構(gòu)成
1—底盤(pán)及下車(chē)司機(jī)室； 2—轉(zhuǎn)臺(tái)及配重 ； 3—起升卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu) ； 4—回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) ；
5—上車(chē)司機(jī)室； 6—吊臂伸縮液壓缸 ； 7—基本臂 ；8—伸縮臂；
9—變幅液壓缸 ； 10—支腿水平伸縮液壓缸 ； 11—支腿垂直提放液壓缸
1.4 汽車(chē)起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r
自有人類(lèi)文明以來(lái)，物料搬運(yùn)便成了要類(lèi)活動(dòng)的重要組成部分，距今已有五千多年的發(fā)展歷史。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，自動(dòng)化程度的提高，作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣，作用愈來(lái)愈大，對(duì)起重機(jī)的要求也越來(lái)越高，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造能力的提高，激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越依賴(lài)于技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。這些都促使起重機(jī)的技術(shù)性能進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段，起重機(jī)正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革?，F(xiàn)根據(jù)起重機(jī)的新理論、新技術(shù)和新動(dòng)向，結(jié)合實(shí)例，簡(jiǎn)要論述國(guó)外先進(jìn)起重機(jī)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。
由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長(zhǎng)，起重量越來(lái)越大，工作速度越來(lái)越高，并對(duì)能耗和可靠性提出更高的要求。起重機(jī)已成為自動(dòng)化生產(chǎn)流程中的重要環(huán)節(jié)。起重機(jī)不但要容易操作，容易維護(hù)，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有優(yōu)異的耐久性、無(wú)故障性、維修性和使用經(jīng)濟(jì)性。目前世界上最大的履帶起重機(jī)起重量3000t，最大的橋式起重機(jī)起生日一1200t，集裝箱岸連裝卸橋小車(chē)的最大運(yùn)行速度已達(dá)350m/min，堆垛起重機(jī)級(jí)最大運(yùn)行速度240m/min，垃圾處理用起重機(jī)的起升速度達(dá)100m/min。
用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，將起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過(guò)不同模塊的相互組合，形成不同類(lèi)型和規(guī)格的起重機(jī)。對(duì)起重機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，只需針對(duì)某幾個(gè)模塊。設(shè)計(jì)新型起重機(jī)，只需選用不同模塊重新進(jìn)行組合?？墒箚渭∨可a(chǎn)的起重機(jī)改換成具有相當(dāng)批量的模塊生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高效率的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，企業(yè)的生產(chǎn)組織也可由產(chǎn)品管理變?yōu)槟K管理。達(dá)到改善整機(jī)性能，降低制造成本，提高通用化程度，用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產(chǎn)品，充分滿(mǎn)足用戶(hù)需求。目前，德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、美國(guó)和日本的著名起重機(jī)公司都已采用起重機(jī)模塊化設(shè)計(jì)，并取得了顯著的效益。德國(guó)德馬格公司的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列改用模塊化設(shè)計(jì)后，比單件設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)費(fèi)用下降12％，生產(chǎn)成本下降45％，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。德國(guó)德馬格公司還開(kāi)發(fā)了一種KBK柔性組合式懸掛起重機(jī)，起重機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)由冷軋型軌組合而成，起重機(jī)運(yùn)行線路可沿生產(chǎn)工藝流程任意布置，可有叉道、轉(zhuǎn)彎、過(guò)跨、變軌距。所有部件都可實(shí)現(xiàn)大扎遏生產(chǎn)，再根據(jù)用戶(hù)的不同需求和具體物料搬運(yùn)路線在短時(shí)間內(nèi)將各種部件組合搭配即成。這種起重機(jī)組合性非常好，操作方便，能充分利用空間，運(yùn)行成本低。有手動(dòng)、自動(dòng)多種形式，還能組成懸掛系統(tǒng)、單梁懸掛起重機(jī)、雙梁懸掛起重機(jī)、懸臂起重機(jī)、輕型門(mén)式起重機(jī)及手動(dòng)堆垛起重機(jī)，甚至能組成大型自動(dòng)化物料搬運(yùn)系統(tǒng)。
2 汽車(chē)起重機(jī)舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 確定舉升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案
選用傳動(dòng)方案為高速液壓馬達(dá)與普通圓柱齒輪減速器和卷筒等構(gòu)成的單聯(lián)滑輪組起升機(jī)構(gòu)，液壓馬達(dá)和卷筒并列布置。根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表7-2可以選擇倍率m = 4。
圖2 起升機(jī)構(gòu)方案簡(jiǎn)圖
1—液壓馬達(dá) ； 2—聯(lián)軸器 ； 3—卷筒 ； 4—減速器 ；5 —制動(dòng)器
2.2 舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
舉升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)最基本的工作機(jī)構(gòu)，大多由吊掛系統(tǒng)和絞車(chē)組成，也有通過(guò)液壓系統(tǒng)升降重物的。吊掛系統(tǒng)一般由鋼絲繩、滑輪組和吊具組成，吊鉤是最常見(jiàn)的吊具。絞車(chē)可安置在起重小車(chē)上，也可安置在起重機(jī)金 屬結(jié)構(gòu)上或附近的地基上，通過(guò)收放鋼絲繩而升降重物，有時(shí)可用電動(dòng)葫蘆或手動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)。有些起重機(jī)還配有副起升機(jī)構(gòu)，用以吊運(yùn)較輕的物品或進(jìn)行輔助作業(yè)。
汽車(chē)起重機(jī)的舉升機(jī)構(gòu)有定量馬達(dá)，減速器，制動(dòng)器，聯(lián)軸器及卷筒組成。
2.2.1鋼絲繩的選擇
吊鉤的質(zhì)量：
t
式中：—起重量=8t
所以起升載荷:
Pq=（+）g
=（8+0.16）×10×10
=81600N
單聯(lián)卷筒鋼絲繩最大靜拉力為：
= Pq /mη (1)
=81600÷4÷0.93
=21935N
式中：η—升降滑輪組的效率由于該起重機(jī)構(gòu)為中級(jí)工作制，查得η=0.93。
m—滑輪組倍率。
Pq—起升載荷。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]可知鋼絲繩直徑的選擇公式：
(2)
根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表5-2可知n=4.5
代入數(shù)據(jù)：
N
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表2-2選擇鋼絲繩的直徑d=14mm,
選用型號(hào)為6×19W型鋼絲繩
鋼絲繩主要參數(shù)為：
公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度1570 MPa
破斷拉力換算系數(shù)
鋼絲繩破斷拉力總和為[F]=138000N
取定鋼絲繩；
標(biāo)記為：14NAT 6×19W+IWR1570ZZ98GB8707
驗(yàn)算拉力：
F= (3)
=116129N
故F< [F],驗(yàn)算符合要求。
2.2.2 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算
卷筒的直徑計(jì)算：
=e (4)
據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表3—3—3選得：e =16
可以得到最小直徑：
D =(e-1)×d
= 15×14
= 210mm
卷筒計(jì)算直徑：
取直徑D=250mm
卷筒長(zhǎng)度的計(jì)算：
(5)
式中：Z—每層的卷繞圈數(shù)
N—卷繞層數(shù)
所以，
t=1.1d
綜上所述，
mm
取L=350mm
確定其制造方法為鑄造
材料為HT 30
抗壓強(qiáng)度為1000MPa
抗拉強(qiáng)度為 450MPa
[]=450MPa
[]=1000MPa
確定卷筒壁厚：
= 0.02D+（6～10）
= 0.02×250+（6～10）
=11～15mm
取=13mm
卷筒強(qiáng)度的計(jì)算：
因?yàn)?，所以只要?jì)算壓應(yīng)力
= = (6)
=
=115.1MPa
式中：——壓應(yīng)力。
——系數(shù)，由卷筒繞的繩層數(shù)有關(guān)=1.4
——是應(yīng)力減小系數(shù) ，考慮繩繞入對(duì)卷筒的應(yīng)力有減小作用，常取0.75。
[]=10006=166.67MPa
<[]，故卷筒抗壓強(qiáng)度足夠。
卷筒抗壓穩(wěn)定性的驗(yàn)算：
因?yàn)?，且mm所以不需要進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。
參考文獻(xiàn)[3]卷筒的轉(zhuǎn)速計(jì)算：
初步確定軸的直徑：
軸受到的彎矩和扭矩已知，軸主要受到扭力作用，所以用扭矩來(lái)確定軸的直。
由參考文獻(xiàn)[5]公式：
(7)
式中：n——卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速。
P——軸傳遞的功率。
——系數(shù)，軸的材料選用45號(hào)鋼，查由參考文獻(xiàn)[5]表15-3可知取110。
代人數(shù)據(jù)
mm
取軸的直徑為85mm。
軸的最小值應(yīng)該在安裝軸承的地方，所以根據(jù)軸的直徑選軸承。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[9]表10-2
選用角接觸球軸承。
型號(hào)：7017C型，成對(duì)使用。
主要參數(shù)為：
d=85mm；D=130mm； B=22mm
基本額定動(dòng)載荷62.0kN
極限轉(zhuǎn)速為4300r/min
卷筒與軸選用銷(xiāo)連接，連接部分軸直徑取90mm
根據(jù)參考文獻(xiàn)[9]表9-25
選擇鍵的公稱(chēng)尺寸為，選用四個(gè)，其中長(zhǎng)度由卷筒的結(jié)構(gòu)決定，根據(jù)鍵的長(zhǎng)度系數(shù)選用80mm。
確定繩子與卷筒的連接方式：
鋼絲繩在楔形塊上連接再打入卷筒，
楔行塊的斜度在1：4就可以滿(mǎn)足自鎖條件。示意圖3為：
圖3 繩子與卷筒的連接方式
2.2.3 滑輪的選用
滑輪是用來(lái)改變撓性件運(yùn)動(dòng)方向并平衡撓性件分支拉力的承載零件。其作用是：用來(lái)導(dǎo)向和支承，以改變鋼絲繩的走向；組成滑輪組，達(dá)到省力或者增速的目的?；喴话憧煞譃槎ɑ啞?dòng)滑輪、滑輪組、導(dǎo)向滑輪等?；喌闹饕叽缡腔喼睆紻、輪轂寬度和繩槽尺寸。起重機(jī)常用鑄造滑輪，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化(ZBJ 80006.1—87)，軋制滑輪在我國(guó)也有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JT 5028—90)。滑輪結(jié)構(gòu)尺寸可以按鋼絲繩的直徑進(jìn)行選定。
滑輪的使用安全要求為
第一, 保證滑輪直徑與鋼絲繩直徑的比值不應(yīng)小于《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定值。
第二，滑輪不應(yīng)有缺損和裂紋，滑輪槽應(yīng)光潔平整，不得有損傷鋼絲繩的缺陷。
第三，滑輪應(yīng)配置防止鋼絲繩跳出繩槽的裝置。
金屬鑄造的滑輪，出現(xiàn)下述情況之一時(shí)應(yīng)報(bào)廢：
①裂紋；
②輪槽不均勻磨損達(dá)3mm；
③輪槽壁厚磨損達(dá)原壁厚的20％；
④因磨損使輪槽底部直徑減小量達(dá)鋼絲繩直徑的50％；
⑤滑輪軸磨損量達(dá)原直徑的3％；
⑥其他損害鋼絲繩的缺陷。
滑輪的名義直徑的大小直接影響鋼絲繩的使用壽命，因起必須合理的選用滑輪。一般按照下面公式來(lái)計(jì)算滑輪的名義直徑。
(8)
式中：—按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪（或卷筒）的最小卷繞直徑(mm)
e—輪繩的直徑系數(shù)，e=16
d —鋼絲繩直徑（mm）。
14×16
=224 mm
按9005.3-1999標(biāo)準(zhǔn)，選用B型滑輪，帶滾動(dòng)軸承，無(wú)內(nèi)軸套
標(biāo)記為：9005.3-1999
查參考文獻(xiàn)[2]表8.1-65得B型滑輪滾動(dòng)軸承的型號(hào)為型6224，寬度52mm。
主要參數(shù)為：
B=125mm； =190mm；
=150mm E=185mm
滑輪簡(jiǎn)圖如圖4所示：
圖4 滑輪簡(jiǎn)圖
根據(jù)鋼絲繩直徑d查閱參考文獻(xiàn)[2]表8.1-63
可以得到滑輪的斷面參數(shù)。
mm; mm; mm; mm
mm; mm; ; mm
mm; ; 。
驗(yàn)算接入連軸器的鍵的強(qiáng)度：
鍵的失效形式主要是工作面被壓潰，因此只要進(jìn)行工作面上的壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核。
假定載荷在花鍵的工作面上均勻分布，則普通平鍵的強(qiáng)度條件必須滿(mǎn)足：
=[] (9)
式中：D——鍵與輪轂的接觸高度;
L——銷(xiāo)的工作長(zhǎng)度 mm;
D——軸的直徑 mm。
[]—鍵、軸、輪轂中最弱材料的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。因?yàn)檩S和卷筒的連接是靜連接，
鍵是鋼，卷筒是鑄鐵，根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表6-2可以得到[]=80 MPa。
==76.69 MPa
驗(yàn)算結(jié)果：<[]，符合要求。
2.2.4吊鉤的選用
根據(jù)起重機(jī)的額定起重量8T，可以根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表8-93選用強(qiáng)度等
級(jí)為M（屈服強(qiáng)度=235）材料為吊鉤專(zhuān)用材料DG20Mn，鉤號(hào)為5號(hào)。
標(biāo)記：LYD005-M 10051.5-1988
吊鉤組選用短型吊鉤組，采用長(zhǎng)型吊鉤，動(dòng)滑輪直接裝在吊鉤橫梁上，由于省取一根單獨(dú)的滑輪軸，所以調(diào)整高度較小，相應(yīng)地增大了有效起升高度，短型吊鉤組適合用于起重量較小的起重機(jī)。
圖5 直柄單鉤
圖中參數(shù)：；；
=580mm; 38.5mm;
y=130mm； 或=103mm。
單鉤的鉤口直徑：
(10)
取D=92mm
鉤口尺寸：
S=0.75D
=68mm
2.2.5 液壓馬達(dá)的選擇
起重機(jī)常用的液壓馬達(dá)分為高速液壓馬達(dá)和低速液壓馬達(dá)。高速液壓馬達(dá)的主要性能特點(diǎn)是負(fù)載度低、體積緊湊、重量輕，但在機(jī)構(gòu)傳動(dòng)中需與相應(yīng)的減速器配套使用。低速液壓馬達(dá)負(fù)載大、轉(zhuǎn)速較低、平穩(wěn)件較好，可滿(mǎn)足機(jī)構(gòu)工作的低速重載要求。可直接或只需一級(jí)減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，但體積大且較重。內(nèi)曲線徑向柱塞或球塞馬達(dá)，軸向球塞式馬達(dá)是較常見(jiàn)的型式。
液壓馬達(dá)在使用中并非完全是泵的逆運(yùn)轉(zhuǎn)，它的效率較高，轉(zhuǎn)速范圍更大，可反向運(yùn)轉(zhuǎn)，能長(zhǎng)期承受頻繁沖擊，有時(shí)還承受較大徑向負(fù)載。因此。應(yīng)根據(jù)液壓馬達(dá)的負(fù)載扭炬、速度、工作條件等選擇液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)型式、規(guī)格等。
本次設(shè)計(jì)選用高速液壓馬達(dá)
滿(mǎn)載起升時(shí)液壓馬達(dá)輸出功率
（11）
=14.72 kW
式中:——起升載荷動(dòng)載系數(shù)，因液壓馬達(dá)不具有電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，而馬達(dá)工作壓力又受系統(tǒng)壓力限制，一般取=1.15~1.3，取1.2；
——額定起升載荷，N；
——物品起升速度，m/s；
——機(jī)構(gòu)總效率，初步計(jì)算時(shí)，取=0.8~0.85。
計(jì)算滿(mǎn)載起升時(shí)液壓馬達(dá)輸出扭矩
（12）
=15643N·m
式中; ——減速器傳動(dòng)比；
其余符號(hào)同上所述。
根據(jù)系統(tǒng)工作壓力，確定液壓馬達(dá)工作油壓
（13）
=19 MPa
式中; ——液壓泵輸出壓力，MPa；
——從液壓泵至液壓馬達(dá)的油路壓力損失，包括閥的局部損失和管路沿程損失，取=1 MPa。
確定液壓馬達(dá)排量
（14）
=0.85
式中; ——液壓馬達(dá)輸出扭矩，N·m；
——液壓馬達(dá)機(jī)械效率；
——液壓馬達(dá)工作壓力差，為液壓馬達(dá)背壓，=0.5Mpa；
計(jì)算液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速和輸入油量
減速器選定后，其實(shí)際傳動(dòng)比與要求值不可能一致，要保證額定起升速度，必須使液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速滿(mǎn)足下式要求：
（15）
=16.3r/s
由此得到滿(mǎn)足起升速度要求的液壓馬達(dá)輸入油量：
（16）
=0.231
2.2.6 液壓泵的選擇
根據(jù)液壓系統(tǒng)的型式、調(diào)速方式和工作條件、液壓泵的額定工作壓力和排量、流量，以及液壓泵的驅(qū)動(dòng)布置和吸油條件等選擇液壓泵的型式，規(guī)格和數(shù)量，單個(gè)或多聯(lián)高壓齒輪泵和軸向校塞泵較為常用，若需要變量，可選用恒功率或但壓力控制的變量液壓泵。
齒輪泵的成本低，自吸性好，易維護(hù)，體積小，重量輕，但平穩(wěn)性較差，聲較大。為節(jié)省功率相臺(tái)理使用，可采用多聯(lián)泵實(shí)現(xiàn)多種液壓源，使液壓泵流量與所需的流量匹配，口及采用串級(jí)泵宋達(dá)到所需要的壓力。釉向柱塞泵的壓力高(5T達(dá)40 M內(nèi))，排旦較大(可達(dá)500 M1／r)19速高(可達(dá)4000 r／Mh＞，噪聲?。矢?，具有既能作泵也可作馬達(dá)的可逆性，易實(shí)現(xiàn)單向或雙向變量，體積和重量較小，但對(duì)油的污染度很敏感，通常液壓油過(guò)濾精度小于等于25M,自吸性較差．成本高，維修要求較高。為保證納向位塞泵的使用壽命，按壓系統(tǒng)的正常工作壓力應(yīng)為所選泵額定壓力的60％一80％．選擇泵的參數(shù)時(shí)，應(yīng)使常用工作參數(shù)處在泵效率曲線的高效處。軸向柱塞泵比齒輪泵貴，坦性能相壽命則大大優(yōu)干齒輪泵，在保證性能和壽命均滿(mǎn)足主機(jī)要求的條件下盡量選取低價(jià)的液壓泵。
確定液壓泵最大工作壓力
（17）
=17.918 MPa
式中; ——液壓馬達(dá)輸出扭矩，N·m；
——液壓馬達(dá)排量，；
——液壓馬達(dá)機(jī)械效率；
——液壓馬達(dá)背壓，=0.5 MPa；
——從液壓泵至液壓馬達(dá)區(qū)間的壓力損失。
確定液壓泵流量
（18）
=0.256
式中; ——液壓馬達(dá)輸入油量，；
——液壓泵至液壓馬達(dá)之間的容積效率。
液壓泵所需功率
（19）
=0.0054kW
式中; ——液壓泵的總效率，軸向柱塞泵取0.85；
根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]選用SAUER DANFFBS DA2K2N 90系列軸向柱塞液壓原件，據(jù)所給的軸向柱塞原技術(shù)文獻(xiàn)和軸向柱塞馬達(dá)技術(shù)文獻(xiàn)選用500ml軸向柱塞定量泵和700ml軸向柱塞定量馬達(dá)。
馬達(dá)的主要參數(shù)：
V—馬達(dá)的排量710ml；
d—輸出軸直徑67.5mm；
n—馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速n=1000
泵的主要參數(shù)：
V—泵的排量500ml
—泵的最小輸入軸速500
—泵的最大輸入軸速2850
2.2.7 減速器的選擇
根據(jù)液壓馬達(dá)輸出功率和卷筒轉(zhuǎn)速：
KW ；n查參考文獻(xiàn)[3]從減速器承載能力表中找出合適的傳動(dòng)比和高速軸的轉(zhuǎn)速分別為i=28; =1000。
減速器許用功率：
（20）
K——選用系數(shù)，K=1.25
kW
查參考文獻(xiàn)[3]選定ZSY-200-28-I型變速器主要參數(shù)：
傳動(dòng)比i=28
輸入轉(zhuǎn)速1500r/min
許用輸入功率 86 kW
許用輸出轉(zhuǎn)矩 51.63 KN·m
主要尺寸：
輸入軸直徑35mm
輸入軸長(zhǎng)度282mm
輸出軸直徑60mm
輸出軸長(zhǎng)度152mm
中心高度200mm
驗(yàn)算貨物實(shí)際速度：
v = （21）
=
= 7.24m/min
輸出軸強(qiáng)度校核：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]公式
（22）
=53522N
減速器輸出軸最大徑向力許用值150000 N
F〈[F ]
滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。
輸入最大扭矩：
T =（0.7～0.8）Ti （23）
式中：—電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)；
I—減速器的傳動(dòng)比；
—減速器的效率。
T =（0.7～0.8）Ti
= （0.7～0.8）×2×9550×64.33×0.95
=15116.12～17275.57N·m
減速器許用輸入扭矩：[T ] = 23500 N·m
T〈[T ]，所以驗(yàn)算符合要求。
2.2.8制動(dòng)器的選擇
制動(dòng)器是保證起重機(jī)安全的重要部件，起升機(jī)構(gòu)的沒(méi)一套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置至少要裝設(shè)一個(gè)支持制動(dòng)器，吊運(yùn)液態(tài)金屬及其他危險(xiǎn)物品的起升機(jī)構(gòu)，每套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置至少應(yīng)有兩個(gè)支持制動(dòng)器。支持制動(dòng)器應(yīng)是常閉式的，制動(dòng)輪必須裝在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)剛性聯(lián)接的軸上。起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的轉(zhuǎn)矩必須大于貨物產(chǎn)生的靜轉(zhuǎn)矩，在貨物處于懸吊狀態(tài)時(shí)具有足夠的安全裕度，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿(mǎn)足下式要求：
（N?m） （24）
式中：——制動(dòng)器轉(zhuǎn)矩；
——制動(dòng)安全系數(shù)，查表得=1.5；
——額定起升載荷；
——卷筒卷繞直徑；
——機(jī)構(gòu)總效率；
——滑輪組倍率；
——傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比。
根據(jù)物體下降時(shí)的扭矩
（25）
×0.95
137.05N·m
查參考文獻(xiàn)[2]可得直流電磁鐵塊式制動(dòng)器。型號(hào)YWZ-200/45
主要參數(shù)：
額定轉(zhuǎn)矩 315 N·m
制動(dòng)直徑315 mm
驗(yàn)算啟動(dòng)時(shí)間：
t= （26）
式中：[J]—起升時(shí)換算到馬達(dá)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
—馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)速
—馬達(dá)平均轉(zhuǎn)矩，查表得=1.5
—馬達(dá)的阻力矩
J—高速軸上旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
[J]=1.15J+ （27）
=1.15×0.682＋
=0.8305kg·m2
J= 0.25[（GD）+ （GD） + （GD）]
=0.25（1.683+0.286+0.76）
=0.682kg.m
=1.5×9550=310 N·m
==
=112.4N·m
t= （28）
=
=1.45s
一般中小起重機(jī)（3t～80t），啟動(dòng)時(shí)間為t=1s～2s，上述起動(dòng)時(shí)間符合電動(dòng)機(jī)起動(dòng)要求
驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間：t=
式中：——下降時(shí)換算到馬達(dá)軸上的機(jī)構(gòu)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
——制動(dòng)器制動(dòng)力矩
——滿(mǎn)載下降時(shí)制動(dòng)軸靜轉(zhuǎn)矩
——滿(mǎn)載下降時(shí)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速通常取=1.1n。
同理求得：
[J]=1.814kg·m2
n=1.1n = =1067r/min
t= 1.76s
驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間符合要求。
2.2.9 聯(lián)軸器的選擇
根據(jù)馬達(dá)輸出軸的直徑和變速器的輸入直徑選用聯(lián)軸器CL1（Q/ZB104.1.00）型齒輪聯(lián)軸器和CL2（Q/ZB104.2.00）型齒輪聯(lián)軸器。
CL2主要參數(shù)：Z型軸孔，允許最大轉(zhuǎn)矩1400N·m，允許最大轉(zhuǎn)速3000r/min，內(nèi)齒圈連接螺栓數(shù)6，模數(shù)2.5，齒數(shù)38，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量2.1N·m2 。
CL8 主要參數(shù)：Z型軸孔，允許最大轉(zhuǎn)矩2360 N·m，允許最大轉(zhuǎn)速1140r/min內(nèi)齒圈連接螺栓數(shù)10，模數(shù)4，齒數(shù)62，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量8.3 N·m2。
3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1 液壓系統(tǒng)主要組成
按構(gòu)成起重機(jī)主要工作機(jī)構(gòu)的液壓回路可分為：起升卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、吊臂伸縮機(jī)構(gòu)和支腿收放等五部分。此外，還有穩(wěn)定器、平穩(wěn)重、液壓助力器、轉(zhuǎn)向器、散熱器等液壓回路。
液壓系統(tǒng)原理圖如圖6所示：
圖6 液壓系統(tǒng)原理圖
1—三聯(lián)齒輪泵 2—中心回轉(zhuǎn)接頭 3—油箱 4—支腿控制閥 5—轉(zhuǎn)閥 6—支腿水平缸 7—支腿垂直缸 8—液壓鎖 9—回油過(guò)濾器 10—順序閥 11—組合閥 12—蓄能器 13—操縱閥 14—多路換向閥 15—溢流閥 16—回轉(zhuǎn)馬達(dá) 17—伸縮臂液壓缸 18、20、22—平衡閥 19—變幅液壓缸 21—起升馬達(dá) 23—梭閥 24—制動(dòng)器液壓缸 25—離合器液壓缸 26—單向節(jié)流閥
按構(gòu)成液壓系統(tǒng)元件的類(lèi)型可分為動(dòng)力元件、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件等。
動(dòng)力元件是指液壓泵類(lèi)的元件，常有的有：齒輪泵和柱塞泵，定量供油系統(tǒng)可酌情選其一種。
控制元件包括流量、壓力、方向和順序等液壓控制閥，常用的有：手動(dòng)、液動(dòng)、電磁、電液換向閥，多路換向閥，溢流閥，平衡閥，節(jié)流閥，單向閥，順序閥，壓力選擇閥和緩沖補(bǔ)油閥等。
執(zhí)行元件為直接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的液壓元件，常用的有：液壓馬達(dá)和液壓缸。
輔助元件主要有：液壓油箱，濾油器，壓力表，蓄能器，油溫與油量指示器，壓力繼電器，液壓油箱空氣過(guò)濾器，加熱器，散熱器，油管，管接頭和中心回轉(zhuǎn)接頭等。
3.2 舉升機(jī)構(gòu)的液壓回路
采用定量系統(tǒng)開(kāi)式回路的定量泵與定量單馬達(dá)回路如圖7所示，換向閥3置于右位時(shí)，壓力油經(jīng)梭閥4、單向節(jié)流閥5進(jìn)入制動(dòng)器液壓缸6，制動(dòng)器松開(kāi)。壓力油同時(shí)經(jīng)平衡閥7中的單向閥進(jìn)入起升機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)8，驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，使吊重上升?？繂蜗蚬?jié)流聞5的節(jié)流作用．制動(dòng)器松開(kāi)，起升機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)滯后．避免吊重在起升驅(qū)動(dòng)時(shí)溜鉤。
換向閥3置于左位時(shí)壓力油直接進(jìn)入起機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)的另一腔，同時(shí)經(jīng)梭閥4、單向節(jié)流閥5進(jìn)入制動(dòng)器液壓缸6，松開(kāi)制動(dòng)器，液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)吊重下放。此時(shí)，平衡閥7的遠(yuǎn)控口受到壓力油6的作用、推動(dòng)平衡閥的閥芯。調(diào)節(jié)其開(kāi)度，使吊重平穩(wěn)下落。
換向閥3處在中位時(shí)，整個(gè)回路卸荷，制動(dòng)器液壓缸6在自身彈簧和單向節(jié)流閥5的作用下迅速剎住液壓馬達(dá)。這樣，即使液壓馬達(dá)有內(nèi)泄漏也能保證吊重被迅速制動(dòng)住，實(shí)現(xiàn)空中可靠懸停。
圖7 定量泵與定量馬達(dá)開(kāi)式回路
1—液壓泵；2—發(fā)動(dòng)機(jī)；3—換向閥；4—梭閥；
5—單向節(jié)流閥；6—制動(dòng)器液壓缸；
7—平衡閥；8—起升機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)
3.3變幅機(jī)構(gòu)液壓回路
采用單液壓缸或雙液壓缸變幅。定長(zhǎng)臂式起里機(jī)采用鋼絲絹滑輪組變幅，變幅機(jī)
構(gòu)由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)．其液壓回路與起升機(jī)構(gòu)相同。 圖8為雙作用液壓缸的雙缸變幅回路，
雙液壓缸共用同一平衡閥，平衡閥的滲漏相交幅缸的制造誤差不會(huì)影響液壓缸間的同步，但需用較大流量規(guī)格的平衡閥。
圖8 雙缸變幅回路
1—變幅液壓缸 2—換向閥 3—平衡閥
3.4 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓回路
全液壓汽車(chē)起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)支承和驅(qū)動(dòng)裝置。
回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的液壓回路較簡(jiǎn)單，小型輪式起重機(jī)受到的負(fù)載慣性小，有時(shí)就用M型機(jī)能的換向閥并設(shè)制動(dòng)器。其液壓回路如圖9所示。
圖9 回轉(zhuǎn)液壓回路
1— 制動(dòng)器；2—制動(dòng)閥；3—單向閥組
由回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)帶動(dòng)減速機(jī)構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置，固定在上車(chē)轉(zhuǎn)臺(tái)上，其下部的輸出軸上安裝驅(qū)動(dòng)齒輪。回轉(zhuǎn)支承似一盤(pán)大滾動(dòng)軸承，內(nèi)座圈為不動(dòng)圈，內(nèi)圓柱面上制成齒圈，固定在下車(chē)的車(chē)架上；外座圈為轉(zhuǎn)動(dòng)圈，通過(guò)滾珠相對(duì)內(nèi)座圈可以轉(zhuǎn)動(dòng)，固定在轉(zhuǎn)臺(tái)的底部。當(dāng)驅(qū)動(dòng)齒輪與內(nèi)座圈的齒圈嚙合時(shí)，帶動(dòng)外座圈和轉(zhuǎn)臺(tái)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)吊機(jī)在固定的下車(chē)上回轉(zhuǎn)。
3.5 吊臂伸縮機(jī)構(gòu)液壓回路
本設(shè)計(jì)采用單級(jí)伸縮液壓缸回路吊臂伸縮液壓缸一般倒置供油．以縮短其受壓段長(zhǎng)度，提高承裁能力。平衡閥的作用與它在起升機(jī)構(gòu)中的相仿，它保證用吊臂液壓缸能在任一位置鎖定及干穩(wěn)回縮。
圖10 單級(jí)伸縮液壓缸回路
1— 換向閥；2—平衡閥；3—單級(jí)伸縮液壓缸
臂架伸縮方式的介紹：
圖11 臂架伸縮方式
1—基本臂 2—二節(jié)臂（第一伸縮臂） 3—三節(jié)臂（第二伸縮臂）
汽車(chē)起重機(jī)通常利用伸縮式箱型臂桿，幾節(jié)臂桿套裝在一起，利用臂桿伸縮來(lái)改變臂桿的長(zhǎng)短。具有三節(jié)或三節(jié)以上的吊臂，各節(jié)臂的伸縮，基本有三種方式：順序伸縮、同步伸縮和獨(dú)立伸縮。此設(shè)計(jì)采用順序伸縮方式。
順序伸縮是指各節(jié)伸縮臂按一定先后次序完成伸縮動(dòng)作。為了使各節(jié)伸縮臂伸出后的起重能力與起重機(jī)的伸縮特性相適應(yīng)，伸縮順序一般為先2后3，如圖11所示，即先外后里?？s臂順序與伸臂順序相反，先3后2，即先里后外。
3.6 支腿液壓回路
中小型輪式起重機(jī)多采用轉(zhuǎn)閥或手動(dòng)換向閥的支腿液壓回路，配以雙向液壓鎖(一對(duì)液控單向閥）：構(gòu)成具有調(diào)平起重機(jī)底架和鎖住支腿功能的支腿油壓回路。
為了增加汽車(chē)起重機(jī)的穩(wěn)定性，減輕輪胎負(fù)擔(dān)，吊裝作業(yè)時(shí)，將液壓支腿伸出，把車(chē)輛支承于平整、堅(jiān)固的地面上，加大承載面跨距。作業(yè)完畢，將支腿收回，車(chē)輛便可行駛。
支腿類(lèi)型有以下幾種：蛙式支腿、H型支腿、X型支腿、輻射式支腿、鉸接式支腿。此設(shè)計(jì)采用H型支腿。
H型支腿每一支腿有兩個(gè)液壓缸：水平外伸液壓缸和垂直外伸液壓缸。為保證足夠的外伸距離，左右支腿的固定梁前后錯(cuò)開(kāi)。H型支腿外伸距離大，每個(gè)支腿可以單獨(dú)調(diào)節(jié)，對(duì)作業(yè)場(chǎng)地和地面的適應(yīng)性好，廣泛用于中、大型起重機(jī)上。缺點(diǎn)是重量大，支腿高度大，影響作業(yè)空間。
H型支腿液壓回路圖如圖12所示。
圖12 H型支腿液壓回路
1—選擇閥 2、3—換向閥 4—兩位兩通轉(zhuǎn)閥 5—雙向液壓鎖
6—支腿垂直液壓缸 7—支腿水平液壓缸
4 總 結(jié)
經(jīng)過(guò)將近幾個(gè)月的設(shè)計(jì)，從毫無(wú)頭緒到設(shè)計(jì)的完成，讓我對(duì)自己，對(duì)設(shè)計(jì)有了更新的認(rèn)識(shí)，更加了解設(shè)計(jì)要做到細(xì)心，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，了解了設(shè)計(jì)人員的困難與艱辛。設(shè)計(jì)產(chǎn)品，這一個(gè)從無(wú)到有的過(guò)程，需要參考許多的文獻(xiàn)和大量的計(jì)算，你要學(xué)會(huì)不煩其量之多，才能得到來(lái)之不易的結(jié)果。
本文是在許文娟老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在整個(gè)設(shè)計(jì)工作中，許老師都給予了全面、認(rèn)真的指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)工作即將完成之際，向關(guān)心、教育我的導(dǎo)師表示衷心的感謝！幾年來(lái)的耳濡目染，導(dǎo)師高尚的品格、淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和勤奮求實(shí)的工作作風(fēng)給本人留下了深刻的印象，使本人受到了深刻的教育和啟迪，并將成為本人終生受益的寶貴財(cái)富。
經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程的計(jì)算和繪圖，最終我看到了自己的成果，心情非常愉悅，畢竟這是我認(rèn)真思考，認(rèn)真吸取各參考文獻(xiàn)的起重機(jī)方面知識(shí)所設(shè)計(jì)出來(lái)的東西啊，雖然我的設(shè)計(jì)會(huì)有一定的紕漏，還好有老師的細(xì)心查看和耐心指導(dǎo)。我的指導(dǎo)老師就是這樣一位細(xì)心、耐心、博學(xué)的老師。
在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，困難不可避免的，比如在選擇方案時(shí)，如何選擇一個(gè)即符合設(shè)計(jì)要求的，有經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的類(lèi)型，確實(shí)耗費(fèi)了我不少時(shí)間。以及確定方案后在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中由遇到種種難題，在老師的指導(dǎo)下和自己的學(xué)習(xí)和近兩個(gè)星期查資料后，一個(gè)個(gè)的攻破各個(gè)難題。總而言之，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅使我學(xué)到了新知識(shí)，而且對(duì)我解決實(shí)際問(wèn)題的能力有極大的幫助，這對(duì)我以后走上工作崗位是一個(gè)非常好的鍛煉機(jī)會(huì)。
總的來(lái)說(shuō)，雖然我的本次設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)的任務(wù)要求，但還有很多不足的地方有待在以后的改正。
致謝
在本次設(shè)計(jì)中，得到了徐文娟老師莫大的幫助和鼓舞，才使得畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠按時(shí)完成。老師們淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開(kāi)拓進(jìn)取的科研精神使我終生難忘。
同時(shí)，設(shè)計(jì)中同學(xué)相互團(tuán)結(jié)合作的精神使我深受感動(dòng)，在需要幫助的時(shí)候，他們能夠及時(shí)的完成各自的分工任務(wù)之余，相互之間給了好多的建議與啟發(fā)，使許多困難迎刃而解，在此表示由衷的感謝。
通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我收獲的最大的一點(diǎn)就是通過(guò)自己的積極努力地查找資料和修正，終于做出了一份令自己滿(mǎn)意的畢業(yè)設(shè)計(jì)，并通過(guò)綜合所學(xué)東西，譬如將材料力學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用，在此即感到欣慰，又感到自己理論知識(shí)的缺乏和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足。
通過(guò)此次的設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多知識(shí)，跨越了傳統(tǒng)方式下的教與學(xué)的體制束縛，在設(shè)計(jì)的計(jì)算過(guò)程中，通過(guò)查資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn)，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動(dòng)手能力。并且由原先的被動(dòng)的接受知識(shí)轉(zhuǎn)換為主動(dòng)的尋求知識(shí)，這可以說(shuō)是學(xué)習(xí)方法上的一個(gè)很大的突破。在以往的傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式下，我們可能會(huì)記住很多的書(shū)本知識(shí)，但是通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們學(xué)會(huì)了如何將學(xué)到的知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己的東西，學(xué)會(huì)了怎么更好的處理知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合的問(wèn)題。
在設(shè)計(jì)的計(jì)算過(guò)程中也學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先做學(xué)問(wèn)要一絲不茍，對(duì)于發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的任何問(wèn)題和偏差都不要輕視，要通過(guò)正確的途徑去解決，在做事情的過(guò)程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅(jiān)持下去就可以找到思路去解決問(wèn)題的。而且要學(xué)會(huì)與人合作，這樣做起事情來(lái)就可以事半功倍。
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