液压汽车起重机以它的机动灵活、动作平稳、操作简便、安全可靠和效率高等特点而广泛应用于国防、工矿、林业、港口等行业和部门。液压汽车起重机的性能取决于它的液压传动系统的设计。这里以研究设计实例来说明汽车起重机的设计要点和设计的实现。 

1 构造和设计要点

8吨液压汽车起重机除行走部分外,其它重要组成部分有:¹起升机构;º变幅机构;»回转机构;¼伸缩机及支腿机构。另外联接和驱动各机构的还有液压传动系统。 这此机构应能完成重物的提升和下降,改变作业的高度和方位及作业半径等其本作业运动外,即其必须完成的动作外,在设计中还必须保证:

(1)在提升和下放改变方位负载时,应防止由于负载和落臂自重而导致失速降落;

(2)各方位都应有良好的微动性能,防止重物就位时发生冲击碰撞;

(3)支腿在起重和汽车起重机行进中,不得因重物负载而自行伸缩。

2 液压系统的设计 该汽车起重机液压系统原理图如图1所示。该系统为开式双原定量双回路系统。由一台双联齿轮泵1供油。两泵的分组如下: A泵y起升液压马达; B泵y支腿y回转y伸缩y变幅y升液压
马达。

动作频繁的起升回路由A泵单独供油。为获得快速起升要求,A、B两泵可合流向起升回路供油。支腿、回转、伸缩、变幅组成串联回路。

2.1 支腿回路 该回路由B泵供油,通过操纵阀组I操纵控制。支腿由水平油缸和垂直油缸组成H型支腿机构。水平和垂直油缸均由换向阀1-1和转阀1-2共同操纵。4个垂上油缸可同时伸缩。根据地面状况,车体调平需单独调整某一垂直支腿高度时,可将转阀1-2旋转到相应支腿工作位置,使该垂直支腿单独动作。各垂直油缸都有双向液压锁。可长时间保持垂直油缸活塞处于某一确定位置,不会因载荷和自重而改变。 2.2 回转回路 回转回路由B泵供油,驱动回转马达15旋转。回转方向由上车操纵阀组2中的换向阀2-1操纵。 虽然回转机构的双向回转静载荷都不大,但其回转惯性载荷较大,在制动时易产生液压冲击。制动的平稳性由带梭阀的单向节流阀14保证。制动时由于节流阀的作用,使制动器缓慢关闭,避免了液压冲击。

2.3 伸缩回路 该起重机有三节主臂。其中两节为活动臂,由两个双作用液压缸推动伸缩。如原理图所示,伸缩回路中,由换向阀2-2改变工作位置来控制活动臂的伸缩。 当液压缸活塞下降时,由于载荷及自重的作用,会使活塞加速下降,当下腔压力因此下降时,致使平衡阀活塞向关闭的方向运动,增大回油阻力,减少下降速度。由平衡阀本身的阻尼作用,使阀芯动作平稳,因而控制液压缸活塞不会时而增大,时而减小。

2.4 变幅回路 虽然变幅液压缸的结构与伸缩液压缸的结构不同,但变幅回路与伸缩回路是相同的,使两个相同的液压回路实现两种不同的功能。

2.5 起升回路 该起升回路有3种调速方式:

(1)A泵供油,A泵B泵合流供油,实现有级调速;

(2)改变发动机转速,从而改变液压泵的排油量;

(3)通过改变换向阀2~4开口的大小进行节流调速。 这3种调速方法的协调应用,可实现无级调速。该回路中,各主要元件的作用是: 电磁阀9通过限位开关接通电磁阀9,高压油换向,防止吊钩与吊臂头部相撞。 平衡阀19 限制重物下降适度或使重物在空中停留。

单向阻尼阀

21 其作用是使制动器制动迅速,开启缓慢。致使下降的重物能够立即准确地停止在空中或使停留在空中重物再次提升时不出现瞬时下降的现象。 3 主要液压元件的选择 8吨液压汽车起重机的液压元件较多,计算比较复杂,选择时应尽量选用标准元件,只有在特殊情况下,才考虑设计专用元件。下面仅以起升马达和液压泵为例。

3.1 8吨液压汽车起重机的主要技术参数 最大起重量8吨; 最高提升速度Vmax=15m/min; 起升减速传动比i=21.04、效率Gch=0.92;起升卷筒上钢丝绳最外层直径Dmax=361mm; 吊钩滑轮组倍率为m=6,效率G2=0.95; 钢丝绳导向滑轮效率GA=0.96; 液压系统额定压力初定为vP=18Mpa=18@106N/m2 以上参数在下述计算中不另标出。

3.2 起升马达的计算和选择