汽车起重机液压系统的设计.doc

摘 要本课题意在依据现在汽车起重机液压系统发展现实状况，结合中国外研究现实状况和发展趋势，设计一套起重量为25吨汽车起重机液压系统。本设计说明书首先介绍了汽车起重机液压系统工作原理及基础组成，和汽车起重机液压系统研究现实状况及发展趋势。然后对QY25型汽车起重机液压系统进行了具体设计。具体包含QY25型汽车起重机液压系统总体方案设计，基础回路组成设计和对应液压元件和辅助装置设计和选择。设计过程中，依据设计要求起重量、起重速度等具体设计参数，设计了液压系统中实施装置液压缸和液压马达。然后，依据液压系统流量和工作压力等参数选择了液压系统动力装置液压泵。最终选择了辅助装置，如油箱、油管、管接头、过滤器等。关键字：汽车起重机；液压系统；液压元件；应用；液压缸ABSTRACTThe purpose of this theme is to design the hydraulic system of the 25-tons automobile crane, based on the developing situation and researching actuality.Above all, the illuminate paper of the design introduce the working theory and composing of the auto crane ,the direction the hydraulic system of the auto crane. And then ,designing the hydraulic system of the 25-tons automobile crane in details. Including the design of the project of the hydraulic system of the 25-tons automobile crane in the whole, composing of the hydraulic loop and the design or choose of the assistant organ. In the course of the designing of the hydraulic system of the 25-tons automobile crane, design the performing equipmenthydraulic cylinder and hydromotor bsed on the the lifting caoacity of the crane and the speed of the lifting that the designing demands. And choose the dynamical equipmenthydraulic pump based on the flux and the hydraulic pressure.In the end , choosing the oil box、vittas、tube tie-in and the filter. Key words： Autocrane;hydraulic systems;Hydraulic components;Applicati;Cylinder目 录摘要Abstract第1章 绪论11.1选题目标及意义11.2本课题研究现实状况及发展趋势11.2.1近十年来中国外汽车起重机发展史11.2.2中国汽车起重机存在问题21.2.3汽车起重机液压系统发展趋势3第2章 QY25型汽车起重机液压系统方案设计42.1液压系统总体方案设计42.2支腿收放液压回路功效要求及设计42.2.1水平缸动作52.2.2垂直缸动作52.3回转机构液压回路功效要求及设计62.3.1回转机构液压回路功效要求62.3.2回转机构液压回路设计62.4臂架变幅液压回路功效要求及设计72.5伸缩臂液压回路功效要求及设计82.6吊重起升液压回路功效要求及设计92.7本章小结11第3章 QY25型汽车起重机液压系统实施装置设计123.1液压系统已知参数123.2支腿收放实施原件设计123.2.1支腿收缩缸设计123.2.2支腿水平缸设计153.2.3变幅缸设计163.3缸体联接及材料193.4液压缸关键零件结构、材料及技术要求193.4.1活塞193.4.2活塞杆导向、密封和防尘213.4.3液压缸排气装置223.4.4液压缸安装联接部分型式及尺寸223.4.5计算液压缸关键结构尺寸223.5本章小结24第4章 QY25型汽车起重机动力元件及辅件选择254.1齿轮泵254.1.1齿轮泵参数选择254.2液压阀274.3油箱容量及管道尺寸确实定284.4本章小结29结论30参考文件31致谢33第1章 绪 论1.1 选题目标及意义专用汽车品种繁多，是汽车工业关键组成部分，有着宽广发展前景。在中国汽车工业产业政策中，专用车列为货车类唯一发展关键产品。按国家发展计划要求，到二十一世纪初和二十一世纪中，中国专用汽车品种将发展到近3000余种，专用汽车年产量占载货汽车产量将提升到55%左右。汽车起重机为专业汽车当中一个。现在中国起重机行业展现出四大特点：第一个特点是汽车起重机是流动式起重机中主导产品，其销量占各类流动式起重机总和80%以上，并以中、下吨位为主。第二个特点是中国汽车起重机生产集中度较高。第三个特点中国履带起重机增加幅度大。因为石化、石油、化工、能源、大型市政建设快速发展，极大地刺激了大型履带起重机市场。近两年来，中国生产企业主动开发履带起重机产品，新近开发较大吨位新产品技术含量高，一些性能已达成世界同类产品优异水平，并含有多项自主知识产权，国产品牌逐步被广大用户接收。国产起重机在中、小吨位领域和国外品牌有一定竞争力。第四个特点是起重机出口剧增，进口锐减。伴随经济发展和技术进步，和对提升作业效率要求日益增高，作为汽车大家族中一个分支汽车起重机，陆续出现了多个多样型式；北京奥运会和上海世博会全部将拉动对汽车起重机需求，而且大、重吨位自卸车所占百分比也将深入增大。本文简单介绍了多年来中国外相关汽车起重机应用情况以其发展历程，并大致列举了部分研制成功且投入使用车型和新近设计车型。另外，对现在拥有汽车起重机液压系统进行了具体设计。1.2 本课题研究现实状况及发展趋势1.2.1 近十年来中国汽车起重机发展史改革开放以来，汽车工业作为国家支柱产业取得了迅猛发展。尤其是加入WTO后，中国稳定政治和经济环境，宽广市场和丰富廉价人力资源，使中国正成为世界优异技术和资本关键汇聚地。和此同时，国外各大汽车巨头纷纷以合资合作、技贸合作、输出优异总成部件及管理经验等方法进入中国汽车工业，极大地促进了中国起重汽车工业发展。伴随中国城市建设、公路建设及道路运输业快速发展，汽车更是日新月异，市场逐年增加，并出现了专业化、多元化、重型化、多功效化、智能化等发展趋势。汽车起重机作为生产资料，因多种用途需要，形成了上百种结构和数千个品种，需求量也是千差万别。为适应专用汽车品种多、批量小、开发周期短生产特点，绝大多数汽车起重机企业采取了以销定产灵活供货方法，库存极少。多数企业采取了柔性化生产（一条生产线上可组装多个品种）、有企业则采取了专业化生产（一条生产线只组装单个品种或少数近似品种）。有企业只生产单一或少数近似品种，有则生产很多品种（如10个以上）。多品种经营即使能够多方位适应市场需求，增加生存适应能力，但因为产品线过宽不利于组织专业化和规模化生产（至于多少辆算规模化生产，应视多个原因，如所占市场份额、市场总需求量、在本企业总产量中比重等判定），而给生产、经营带来很多不利；反之，将有利于实现专业化和规模化生产，把有限优势和精力集中投入到少数优势品种上去。1.2.2 中国汽车起重机存在问题中国现在汽车起重机发展即使取得了部分成绩，但和世界优异国家汽车起重机发展水平还有一定距离。现在中国汽车起重机行业存在问题关键有：（）盲目扩大投资且低水平反复建设严重。近一个时期以来，因为国民经济稳步增加，汽车起重机行业取得了空前发展，企业效益普遍很好；另外，因为国家对新增企业准入门槛设置较低等原因，首先，原有企业在原始资本积累后，主动扩大厂房设备和产能，其次，非汽车行业资本大量向汽车行业转移，这使得中国汽车起重机企业厂房面积、规模及工艺装备水平得到空前发展，整个行业积聚了大量产能。不过，中国企业在产品研发、市场开拓、企业管理水平等方面投入相对较少，造成低水平反复建设严重。在未来一个时期内，中国市场竞争将愈加猛烈；另外，中国汽车起重机生产企业普遍存在做大而不是做强思想，造成企业大而不强、产品多而不精局面，综合竞争实力较差。（）高技术、高附加值产品发展缓慢。部分企业过分依靠国外技术，自主开发能力微弱。中国现有起重机企业中，约70%企业产品雷同，基础上，产品附加值低。部分高技术、高附加值起重机车因为企业在产品研发和市场开发方面投入有限，仍摆脱不了进口局面。（）中国汽车起重机开发生产不能适应发展需要。一直以来，中国起重汽车尤其是作业类汽车大多在汽车二类底盘基础上改装生产，很多起重汽车系统匹配性能差，专用功效不能完全发挥。因为作业类专用汽车品种多、批量小，主机厂不愿意每十二个月为几十辆甚至几辆份底盘投入过多资金研发生产，通常企业也没有条件和实力进行研发生产，而国外同类产品只要满足安全、环境保护要求，依据需要能够对底盘进行范围较大改动。这种差异在一定程度上制约了中国起重汽车向更高水平发展，要从根本上处理这个问题，除了国家政策引导外，还需全行业共同努力。（）行业管理、标准法规不尽完善。现在汽车行业管理正处于转型期，现行汽车产品管理制度不尽完善。如国家发改委公告管理制度、国家认监委强制性产品认证制度、国家及地方环境保护目录制度、车辆上牌管理制度等，多重管理制度给专用汽车生产企业发展带来了很多制约；另外，标准法规制修订跟不上产品开发进度，且行业标准法规体系混乱，实施有很大随意性，缺乏科学管理，企业不好好实施和把握，严重制约了专用汽车行业发展。1.2.3 汽车起重机液压系统发展趋势对汽车起重机来说，起升动作是最频繁动作。现在最常见起升液压系统为定量泵、定量或变量马达开式液压系统，然而，现代施工对起升机系统提出了新要求：节能、高效、可靠及微动性、平稳性好。为了适应这些新要求，以前定量泵将逐步被优异可靠含有负载反馈和压力切断恒功率变量泵所替换，先前定量马达或液控变量马达也将被电控变量马达所替换。这种系统将能有效达成轻载高速、重载低速和节能效果。变幅液压系统发展趋势也表现为节能高效，现在最优异为变幅下降是充足利用吊臂和重物重力势能，实现重力下放，下放速度由先导手柄来无机级控制，变幅平稳没有冲击。对于含有五节以下伸缩臂伸缩液压系统，中国通常采取同时或次序加同时伸缩方法，当采取两级油缸时，上下两油缸实现内部沟通，通常采取插装式平衡阀；对于含有五节以上伸缩液压系统，采取单缸插销伸缩机构，这种伸缩机构自重轻，能大幅提升起重机起重性能，能有效控制整机重量，经过采取多油口和多平衡阀油路来提升伸缩效率。回转也是起重机使用频繁动作，但相对而言，回转所须功率最少，所以回转系统最高要求是：回转平稳，起重作业无侧载；回转系统发展趋势为经过小马达、大传动比来实现操作平稳，经过设置回转缓冲阀和自由滑转机来实现吊重自动对中功效，从而有效预防侧载产生。机械式操纵是汽车起重机最简单、最广泛使用一个操纵方法，然而最有前途还是电百分比操纵系统，借助于计算机技术和可编程技术，汽车起重机将向智能化发展。第2章 QY25型汽车起重机液压系统方案设计2.1 液压系统总体方案设计液压系统作用一是经过动力元件将机械能转换成液压能；二是将液压能经过实施元件将液压能转换成机械能，一部机器通常由三部分组成，即原动机传动机工作机。原动及作用是把多种形态能量转换为机械能，是机器动力源；工作机是利用机械能对外做功；传动装置设在原动机和工作机之间，起传输动力和进行控制作用。而本设计起重机液压系统就为传动装置。要求系统随动作用快，换向速度高，自动化程度高，安全可靠，寿命长，质量小，结构紧凑，噪声低，成本低。初步确定设计方案为缸体设计，动力装置选择，控制装置选择，液压原理图绘制。综合以上原因考虑，液压系统方案设计以下：（1）选择常流式液压循环系统；（2）动力及元件选择为可逆定量泵/马达；（3）液压回路方向控制选择电磁换向阀；（4）自行设计单杆双作用液压缸；（5）对泵、马达及液压阀体进行选择。汽车起重机要完成设计所要求工作过程，必需含有以下基础液压回路：支腿收放液压回路、回转机构液压回路、伸缩臂伸缩液压回路、伸缩臂变幅回路和吊重起升回路。下面依据QY25型汽车起重机工作要求，对液压系统基础回路进行初步设计。2.2 支腿收放液压回路功效要求及设计汽车起重机作业时，因轮胎是弹性，如直接承受过大压力则会带来很大安全隐患，所以必需首先放下支腿。支腿是汽车起重机必备工作装置，目标是提升稳定性和安全性，有车辆自带水平仪，可把车体调整到水平状态，以适应不平地面。支腿为H型，前后共4组，即每组支腿各有一个水平推力液压缸，一个垂直支承液压缸，工作时支腿外伸后成H形，这种形式支腿很轻易调平，对地面适应性好，在支反力改变过程中不会爬移。其动力元件为齿轮泵，控制装置为阀体，因为次机构结构和动作复杂，所以，一个阀体极难完成次结构控制装置，初步选定为组合阀体，其中包含选择阀和换向阀。为了能够满足以上功效要求设计支腿收放液压回路结构图2.1。2.2.1 水平缸动作在图2.1所表示支腿收放液压回路中，当选择阀2被置于上位时，泵排出油经管路，阀3至支腿水平缸7（共4个，并联）。当水平缸换向阀3置于上位时，压力油进入缸7无杆腔，四个并联水平缸伸出；反之，水平缸缩回。1-溢流阀；2-选择阀；3-水平缸换向阀；4-垂直缸换向阀；5-转阀；6-支腿垂直缸；7支腿水平缸；8-齿轮泵；9-滤油器图2.1 支腿液压回路2.2.2 垂直缸动作在图2.1所表示支腿收放液压回路中，当垂直缸换向阀4置于上位时，压力油经转阀5、液压锁，分别进入四个支腿垂直缸6无杆腔，支腿伸出；反之，压力油经阀4、管路、液压锁，分别进入四个垂直缸6有杆腔，支腿缩回。转阀5为两位开关转阀，共四个而且相互独立。设置转阀目标是调平车架，当需要调整单独一个垂直缸6伸出长度时，将对应开关阀置于“通”位，再扳动阀4即可，其它三个阀关闭，另三个缸不工作，这么可依据水平仪将机体调水平。垂直缸上直接安装有液压锁，以预防起重作业时活塞杆也不会忽然缩回（掉腿），这么就预防了重大翻车事故发生。液压锁还能够预防当行驶或停放时支腿在重力作用下自动下沉。为了确保起重机稳定，通常要求对后支腿实施先放后收操作，收放次序可有操作者来控制，也可依据需要同时操纵前、后支腿动作。汽车起重机还安装了稳定器。稳定器液压缸和后支腿液压缸油路并联，当放后支腿时，稳定器液压缸活塞杆会因负载阻力小而先于后支腿液压缸伸出，推进档块将汽车和后桥刚性地连接起来，预防因为钢板弹簧下垂造成后轮胎不能离开地面弊病，从而改善作业稳定性。在收支腿时，因为车重作用，支腿液压缸活塞杆先收回，然后稳定器液压缸活塞杆才收回，这么可使轮胎平稳着地。2.3 回转机构液压回路功效要求及设计支腿放下将汽车起重机支稳后，就可将上车回转对应角度，将起重吊钩对准作业点，这么工作机构可在更大范围内作业。2.3.1 回转机构液压回路功效要求对回转机构要求，能在整车稳定后，上车能在固定水平面上做360度回转，回转机构不管是在空载或是满载状态下，存在着一定惯性，这个惯性力要靠一定装置来取消，因为汽车起重机活动灵活可适合多种路面，包含倾斜路面，这么要求回转机构不管是在空载或是满载状态下不至于滑动而倒是重大翻车事件，所以要求此机构要有锁止装置。另外，起重机操纵机构要求简单方便，能狗用最简单操纵方法来完成复杂而繁重工作过程，要求对控制装置阀体进行仔细分析和选择，阀选择将在第四章进行介绍，动力装置选择泵体，实施原件选择液压马达，这么可可完成预想工作步骤。2.3.2 回转机构液压回路设计依据机构功效要求，设计回转机构液压回路图2.2所表示。将选择阀4置于下位时，泵排出油经管路、阀、管路、中心回转接头通至上车。回路中设有外控制次序阀，其调压范围是59Mpa。管路液压压力小于5Mpa时，次序阀关闭，液压油只能经管路、组合阀向蓄能器充液。若蓄能器压力达成9Mpa（达成工作油要求），则次序阀打开，液压供给回转机构。多路换向阀中阀4为三位六通换向阀，当其阀心处于中位时，从泵流出油经回油管和过滤器2回到油箱1，此时处于停止位。当将阀心置于下位时，液压油驱动轴向柱塞马达12顺时针或逆时针回转，再经过小齿轮和大齿轮啮合，驱动作业架回转，作业架回转速度13r/min。回转时上下平台液压元件连接靠中心回转接头7连接，可不受相对转动影响。整个作业架转动惯量尤其大，看成业架需停留在某一位置时不能滑动，所以在回路中设有一单向阀和回转回路溢流阀3（调定压力为17.5Mpa）.其做用是当动力原件泵体连续泵入油液时候，流入马达液压油及压力也就对应增大，当油量达成某一极限时可能将链接动力原件于实施原件油路涨破，而造成系统瘫痪，而溢流阀作用就是当泵体泵出油压力过大时，而且达成某一极限时，我们要求为17.5MPa溢流阀自动打开，将高压油泄入油箱当中，起到保护系统作用。 1-泵体；2-单项阀；3-单向溢流阀；4-换向阀；5-柱塞马达；6-滤油器图2.2 回转机构液压回路2.4 臂架变幅液压回路功效要求及设计当回转停止后，操作者估量吊钩和重物角度，此时需将变幅回路进行调整，变幅回路作用是改变臂架起落位置，使之和车体形成一定角度，增加起重机工作范围，臂架变幅关键分为两个工作过程，第一是起重机空载时调整起重臂高度，将起重臂至于要起重物体之上，这个过程称之为微调。第二是起重机满载状态下来调整起重臂高度，这就要求起重臂能在两种压力下工作，而且在两种工况下能狗达成保压状态，从而来完成预定工作。经过分析臂架变幅液压回路工作情况能够到结论是控制原件为阀体较为合理，既能起到控制作用有能确保回路中压力，这里，选择控制阀体为三位六通阀，既能确保控制灵活稳定同时又能确保通路中液体一直保持流动状态，为了满足锁止装置作用，这里选择将平衡阀放在通路中来确保回路压力。平衡阀关键是有一个单向阀和一个溢流阀同时组成组合阀，为了满足以上设计要求，设计图2.3所表示臂架变幅液压回路。其工作过程，对准作业点后操纵伸缩臂回路，使吊钩处于重物正上方。是伸缩臂是一个举升和下放重物机构，由伸缩臂缸驱动。伸缩臂回路液压油来自于齿轮泵5，泵排出压力油经中心回转接头、管路进行伸缩臂换向阀3。1-变幅缸；2-组合阀；3-控制阀；4-单向阀；5-齿轮泵；6-滤油器 图2.3 臂架变幅液压回路伸缩臂换向阀3置于下位时，压力油经平衡阀中单向阀进入缸14无杆腔，使活塞上移，吊臂伸出，吊起重物；阀3置于上位时，液压油进入缸1有杆腔，同时，液压油经控制油路将平衡阀次序阀推开，该缸无杆腔回油使活塞下移，吊臂缩回，放下重物。假如吊臂在外负载做用下，缩回速度超出供油速度时，管路中压力随之降低，平衡阀次序阀开度变小，液压缸缩回速度即被有效控制。伸缩臂回路中溢流阀调定压力为17Mpa。阀3置于中位时，液压缸有杆腔快速卸载，平衡阀快速关闭，活塞既停止下降，并被锁定在该位置，此时，齿轮泵油通至变幅换向阀3。在阀体3和缸1之间装有一个在重物下降时限制下降速度平衡阀28，形成平衡回路。2.5 伸缩臂液压回路功效要求及设计目前面一切工作准备就绪后，进入是关键工作状态，即重物起升，对准作业点后操纵伸缩臂回路，使吊钩处于重物正上方。是伸缩臂是一个举升和下放重物机构，伸缩机构必需确保缸体含有一定长度，使之能够满足将重物在原有基础上提升到一定高度，通常这个高度依据不一样吨位起重机而定。在将重物起升一定高度同时，还要确保重物能够在操作着控制下确保足够时间，不至于掉下来，这就是起重机中所说锁止装置。另外此系统为长流式液压起重系统，所以要保正伸缩臂缸不能因为液体积累是缸体破裂，所以要求有一定保护装置，这种装置要求在重物静止时，确保重物不能因为重力作用而下沉，这里选择平衡阀来控制这个液压回路。对伸缩臂回路设计图2.4所表示。 1-齿轮泵；2、3-单向溢流阀；4-组合阀；5-伸缩缸；6-单向阀；7-三位六通换向阀；8-滤油器图2.4伸缩臂液压回路伸缩臂缸工作情况，伸缩臂回路液压油来自于齿轮泵1，齿轮泵1排出压力油经管路进入伸缩臂换向阀7。伸缩臂换向阀7置于下位时，压力油经平衡阀中单向阀进入缸5无杆腔，使活塞上移，吊臂伸出，吊起重物；阀7置于上位时，液压油进入缸5有杆腔，同时，液压油经控制油路将平衡阀次序阀推开，该缸无杆腔回油使活塞下移，吊臂缩回，放下重物。假如吊臂在外负载做用下，缩回速度超出供油速度时，管路中压力随之降低，平衡阀次序阀开度变小，液压缸缩回速度即被有效控制。伸缩臂回路中溢流阀调定压力为17Mpa。阀7置于中位时，液压缸有杆腔快速卸载，平衡阀快速关闭，活塞既停止下降，并被锁定在该位置，此时，齿轮泵1油通至变幅换向阀7。在阀7和缸5之间装有一个在重物下降时限制下降速度平衡阀2，形成平衡回路。这就是伸缩臂液压回路工作情况，既能完成大符合工作，又能实现简单操作因为伸缩缸有多节，从而确保了起升高度高，占地面积小，便于安排机构。2.6 吊重起升液压回路功效要求及设计吊重起升液压回路其关键功效是实现垂直起升和放下重物，当将起重机定位，调整好臂架位置，以后工作便是起升重物，而起升重物时，起重机要依据操作者要求来改变本身速度，这么不能只一个速度上升，要求分有快档和满档两种档位供操作者选择，一样下降时也应有两档工作，来适合不一样工作情况。从而使得工作能够更有效率。另外，还要求重物能够在不一样高度停止，上升和下降。这么就必需对回路要求有一定控制和和锁止装置。来起到保压工作状态，对此回路设计图2.5所表示。1-液压马达；2-平衡阀；3-梭阀；4-溢流阀；5-五位六通换向阀；6-单向阀；7-齿轮泵；8-滤油器 图2.5 吊重起升液压回路下面介绍吊重起升液压回路工作情况，将这个工作过程分为四个部分，分为慢档上升、快档上升、慢档下降和快档下降四个部分，进行一一分析。1、慢档上升操作者将阀5置于向上第一挡时，泵7排出液压油经中心回转接头、管路、阀7和平衡阀中单向阀进入起升马达1油口A（起升马达18驱动减速器和卷筒提升重物，实现举重上升），马达1以低转速工作，使重物慢速起升。泵7排出油经阀5中位排出后，经管路回油箱。2、快档上升操纵者将阀5置于向上第二挡时，泵7从阀5中位排出液压油后，经单向阀6和另外泵液压油合流进入马达1油口A，此时进入A口流量增大，起升马达1以高转速工作，重物快速起升。B口出来油经阀5、管路回油箱。3、慢档下降操作者将阀5置于向下第一挡时，泵7液压油进入马达1油口B，同时控制油推开平衡阀次序阀，马达1以低转速工作，重物慢速下降。泵7排出油经阀5回油箱。4、快档下降操作者将阀5置于向下第二挡时，泵7和另外泵液压油合流进入马达1油口B，起升马达1以高转速工作，重物快速下降。阀3为平衡阀，当负载减小及重物自重欲使马达超速旋转时会发挥作用，这时马达1油口B压力低于油口A压力，平衡阀次序阀开度减小，马达转速受限制，以预防负载超速下降；另一作用是当平衡阀2和阀3之间管路破裂时，可预防负载忽然下落。总而言之，在起重机伸缩、变幅和起升等回路中，分别设置了平衡饭，确保了起重机操作安全、工作可靠和运动平稳。在起升回路中安装溢流阀4起安全作用，其调定压力值设定位1Mpa。2.7 本章小结本章关键是对QY25型汽车起重机液压系统方案设计，经过给出工况要求来设计各液压回路，从而来实现预定工作要求，另外对所设计液压系统进行工作原理分析。具体说明此系统是怎样工作。怎样将机械能转换成液压能在转换成机械能工作过程，经过各个支路设计及分析，来确定整个液压系统原理及绘图。为以后原理图绘制奠定了基础。第3章 QY25型汽车起重机液压系统实施装置设计 汽车起重机液压系统实施原件关键有液压缸和液压马达两种装置，本章关键是对液压回路实施原件进行设计，关键是缸体设计。3.1 液压系统已知参数 表3.1 液压系统已知参数起升速度 左右幅度 伸缩缸行程 支腿缸行程 变幅缸行程 支腿回路最大工作压力 齿轮泵1.1转速 齿轮泵1.2转速 齿轮泵1.3转速 起重机本身重量 变幅缸工作压力 全部液压缸工作效率 起重总重量 齿轮泵流量 3.2 支腿收放实施元件设计3.2.1 支腿收缩缸设计 依据支腿缸工作情况，所处环境和承受重量。对此收缩缸进行参数选择，和额定参数确实定。工作压力：工作效率：起重机本身重量12t，起重重量25t，因为支腿有四个相同液压缸进行分配所以有：支承重量：；即平均每个支腿承受重量为7吨。1、液压缸有效工作面积 （3.1）式中 液压缸有效工作面积；液压缸负载；液压缸机械效率；液压缸工作压力。在本设计中，；。带入式（3.1）中，得由，得：查设计手册选支腿缸内径：；面积比：，即：式中 无活塞杆腔面积； 有杆腔面积；流入无活塞杆腔油液速度； 流入有杆活塞杆腔油液速度。由，液压缸活塞杆直径2、液压缸最大行程依据起重机支腿和底盘离地高度确定： 3、最小导向长度 4、液压缸外径壁厚 参考新编机械设计手册缸筒标准：选则壁厚为：12.5；缸外径：取105。5、活塞宽度：6、查机械手册1 7、单杆活塞式液压缸外伸时输出速度（1） (3.2)式中 液压缸有效工作面积； 流入液压缸流量。代人式（3.2）中，得： （2）单杆活塞式液压缸活塞输入时输出速度即：（3）液压缸作用时间： （3.3）式中 V液压缸面积；A液压缸作用面积；S液压缸行程；Q进入（或流出）液压缸流量。带入公式3.3中，得：t=200s3.2.2 支腿水平缸设计依据已知参数及系统工作压力和环境，能够确定：工作压力：MPa；工作效率：；支承重量：t。1、液压缸工作面积：由公式（3.1）得：mmm查新编机械设计手册取缸径为mm。面积即：mm查机械手册水平液压缸活塞直径mm。2、液压缸最大行程：依据液压缸伸缩长度取：mm。3、最小导向长度： mm。4、液压缸外径壁厚： 查新编机械设计手册2 选则缸筒厚度：d=12.5mm；缸筒外径：D=75mm。5、活塞宽度：依据公式： (3.4)式中 液压缸内径； 活塞导向产度。本设计中D=50。代入公式3.4中，得： =0.850=40mm6、查机械手册 mm mm mm mm mm mm3.2.3 变幅缸设计依据变幅工作情况和工作环境确定：工作压力：；工作效率：；起重质量：。1、液压缸有效工作面积确实定= =所以：D=，依据标准即变幅缸内径尺寸：D=140 面积比： 即：mm。往返速度比：。2、活塞杆直径确实定：依据公式： （3.5） 查机械手册知道取活塞杆直径，即：mm3、液压缸最大行程查机械手册得14、最小导向长度确实定依据公式： （3.6）式中 液压缸行程； 液压缸内径； 导向长度。代入公式（3.5）中，得：5、查机械手册液压缸外径1 6、活塞宽度依据公式 （3.7） 7、查机械手册3 mm mm mm mm 8、流速确实定依据公式（3.2）得： 式中 Q进入液压缸流量（）；A液压缸内腔作用面积（）。（1）单杆活塞式液压缸缩入时输出速度 （2）液压缸储油量 A液压缸作用面积；S液压缸行程。3.3 缸体联接及材料1、缸体端部联接模式采取简单焊接形式，其特点：结构简单，尺寸小，重量轻，使用广泛。缸体焊接后可能变形，且内径不易加工。所以在加工时应小心注意。关键用于柱塞式液压缸。2、缸体材料（45号钢）液压缸缸体常见材料为20、35、45号无缝钢管。因20号钢机械性能略低，且不能调质，应用较少。当缸筒和缸底、缸头、管接头或耳轴等件需要焊接时，则应采取焊接性能比较号35号钢，粗加工后调质。通常情况下，均采取45号钢，调质到250HB。缸体毛坯也可采取锻钢、铸钢或铸铁件。铸钢可采取ZG35B等材料，铸铁可采取HT200HT350之间多个牌号或球墨铸铁。特殊情况可采取铝合金等材料。3、缸体技术要求（1）缸体内径采取H8配合。表面粗糙度：Ra为0.3，且需衍磨。（2）缸体内径D圆度公差值可按10级精度选择，圆柱度公差值按8级精度选择。（3）缸体端面T垂直度公差可按7级精度选择。（4）当缸体和缸头采取螺纹联接时，螺纹应取为6级精度公制螺纹。（5）当缸体带有耳环或销轴时，孔径或轴径中心线对缸体内孔轴线垂直公差值应按9级精度选择。（6）为了预防腐蚀和提升寿命，缸体内表面应镀以厚度为3040铬层，镀后进行衍磨或抛光。3.4 液压缸关键零件结构、材料及技术要求3.4.1 活塞1、活塞和活塞杆联接形式活塞和活塞杆联接型式见表3.1表3.1 活塞和活塞杆联接型式联接方法备注说明整体联接用于工作压力较大而活塞直径又较小情况 螺纹联接常见联接方法半环联接用于工作压力、机械振动较大情况下经过对缸体设计及工作要求分析，确定活塞和活塞杆联接形式有表3.1选择为螺纹联接。2、密封元件选择活塞和缸体密封结构，随工作压力、环境温度、介质等条件不一样而不一样。常见密封结构见表3.2。表3.2 活塞和缸体密封形式密封形式备注说明间隙密封用于低压系统中液压缸活塞密封活塞环密封适适用于温度改变范围大，要求摩擦力小、寿命长活塞密封1O型密封圈密封密封性能好，摩擦系数小；安装空间小，广泛用于固定密封和运动密封Y型密封圈密封用在20MPa下、往复运动速度较高液压缸密封结合本设计所需要求，采取O型密封圈密封比较适宜。3、活塞材料液压缸常见活塞材料为耐磨铸铁、灰铸铁（HT300、HT350）、钢及铝合金等，这里采取耐磨铸铁。4、活塞技术要求（1）活塞外径D对内孔径向跳动公差值，按8级精度选择；（2）端面T对内孔轴线垂直度公差值，按7级精度选择；（3）外径D圆柱度公差值，按10级精度选择。5、活塞杆端部结构活塞杆端部结构分为外螺纹、内螺纹、单耳环、双耳环、球头、柱销等多个形式。依据本设计结构，为了便于拆卸维护，可选择内螺纹结构外接单耳环。（1）端部尺寸采取内螺纹联接。查表37-7-4，根据本设计要求，选择直径螺距-螺纹长=。（2）活塞杆结构活塞杆有实心和空心两种。实心活塞杆材料为35、45号钢；空心活塞杆材料为35、45号无缝钢管。本设计采取实心活塞杆，选择45号钢。6、活塞杆技术要求（1）活塞杆热处理：粗加工后调质到硬度为229285HB，必需时，再经过高频淬火，硬度达HRC455