汽车起重机支腿液压专业系统设计.doc

汽车起重机支腿液压系统设计摘 要本设计在分析汽车起重机功效、组成和工作特点基础上，并结合中国外汽车起重机利用现实状况和发展趋势，设计了一款中小吨位汽车起重机底盘支腿液压系统。在设计本机液压系统中，经过阅读大量中国外相关资料和调研市场上已存在产品，对中小吨位汽车起重机功效和工作原理进行了深入了解和分析，具体分析了汽车起重机液压系统功效、组成、工作特点和系统类型，总结出液压传动在汽车起重机应用中优缺点。依据汽车起重机工作特点对支腿液压系统进行经典工况分析，确定了液压系统要求；结合液压系统原理确定支腿液压系统底盘分布图、支腿液压管路图。依据汽车起重机技术参数对液压系统进行了设计计算，确定了液压系统元件；并结合支腿机构关键参数对支腿机构强度校核和稳定性分析，对支腿回路组成原理和性能进行分析；经过对系统压力损失验算和发烧校核，检验液压系统设计合理性。关键词：汽车起重机； 液压系统； 支腿液压； 设计计算Hydraulic system design of Outrigger of truck craneABSTRACTThe design analysis of truck crane on the basis of the functions, composition and characteristics of work, application situation and development trend of domestic and international truck crane, designed a hydraulic system for small and medium tonnage truck crane chassis legs. In the design of the hydraulic system, by reading a lot of relevant information already exists on the market and research products at home and abroad, for small and medium tonnage truck crane capabilities and in-depth understanding and analysis of the working principle, specific analysis of crane hydraulic system characteristics and system functions, composition, work type, summary of advantages and disadvantages in application of hydraulic truck crane. Legs according to the characteristics of truck crane hydraulic system analysis of typical conditions, determine the hydraulic system requirements; combination of hydraulic system for hydraulic system developed leg base map, the hydraulic support leg pipe. According to the technical parameters of the crane on the design and calculation of hydraulic systems, hydraulic system components were identified and combined with leg mechanism of main parameters on leg strength and stability analysis of mechanism, composition theory and performance analysis of the leg loops through to system pressure loss calculation and heat checking, inspection of hydraulic system design of rationality.KEY WORDS: Truck crane Hydraulic system, Outrigger hydraulic, Design calculations目录前言1第1章 液压系统在起重机上应用21.1汽车起重机介绍21.2 QY100K汽车起重机关键性能参数31.2.1 行驶状态下关键技术参数以下31.2.2 作业状态参数31.2.3 起重臂性能参数31.2.4支腿技术参数31.3 液压系统类型31.4 液压传动应用于汽车起重机上优缺点41.4.1 在起重机结构和技术性能上优点41.4.2 在经济上优点4第2章 下车支腿确实定、支腿液压系统设计62.2起重机支腿选择62.1.1支腿形式确实定62.1.2 H形支腿工作原理62.2支腿液压回路设计82.2.1支腿液压回路作用82.2.2支腿液压回路性能要求82.2.3 QY100K液压系统原理说明82.2.4 中小吨位汽车起重机支腿液压回路分析112.2.5 两种液压支腿回路比较12第3章 起重机支腿液压系统原件确实定143.1 系统压力确实定143.1.1 液压系统各回路计算及关键元件选择143.2 支腿压力计算143.2.1 计算工况及载荷143.2.2 按三点支撑压力计算153.3 水平支腿液压缸作用力确实定173.4 多种液压缸尺寸确实定173.4.1 垂直液压油缸尺寸确实定173.5 液压缸伸缩速度及流量计算203.5.1 垂直液压缸伸缩速度及流量计算203.5.2 水平液压缸伸缩速度及流量计算203.6 液压泵工作压力及排量确实定,液压泵选择213.6.1 液压泵额定工作压力确实定213.6.2液压泵额定流量计算233.6.3 液压泵选择23第4章 支腿液压系统附件选择244.1液压油箱设计244.1.1油箱基础功效和分类244.1.2 油箱设计关键点244.1.3油箱容积确定254.1.4油箱附件选择274.2 油管确实定304.3液压传动工作介质（液压油）324.4 液压系统能量分析和计算334.4.1 各工况下压力损失计算33结论38谢 辞39参考文件40前言 在中国，汽车起重机发展已经有五十年历史了，因为受到客观条件限制，一度发展较慢。直到进入九十年代，汽车起重机才得到快速发展。汽车起重机生产厂家也从以前几家发展到现在数十家，比如：徐州工程机械集团、三一汽车制造、长沙中联重工科技发展股份、北起多田野(北京)起重机、安徽柳工起重机、泰安工程机械总厂等。其中，徐州工程机械集团、长沙中联重工科技发展股份是行业内规模较大企业。然而，不得不认可中国汽车起重机水平和国际优异水平还相差很远。关键表现在产品质量稳定性、自动化、智能化等方面。伴随国家基础建设规模不停加大，很多生产场所全部需要对设备、产品、零件、货物等进行搬运和位移，汽车起重机在起重运输行业和野外作业发挥作用也将越来越大，市场也必将越 来越大。 QY100K全液压汽车起重机属于中型起重机，是工程建设中较常见一款汽车起重机。和国外汽车起重机行业相比，中国在大吨位汽车起重机方面处于尴尬地位。所以现在中国很多厂家还没有生产出这款起重机来，却不停向生产大型起重机前进。伴随“神州第一吊”QY300液压汽车起重机在中联浦沅成功下线，标志着中国已经有能力生产出大吨位汽车起重机。然而这是引进国外技术才生产出来，代表了中国汽车起重机制造最高水平，而不是设计最高水平。所以，研究和设计QY100K汽车起重机液压系统，填补行业技术空缺，含有重大现实意义。 液压系统设计是汽车起重机关键技术，本文力主和研究和设计出符合国家建设需要和行业发展QY100K汽车起重机液压系统。在设计过程中需要考虑汽车起重机液压液压系统应满足工作可靠、结构简单、性能好、成本低、效率高、维护使用方便等要求，本文在设计时，经过调查研究明确了多方面要求。经过参考大量中国外优异技术，并加以自主创新改善，设计出符合QY100K要求汽车起重机支腿液压系统。以下是QY100K汽车起重机支腿液压系统设计！期望依此能对中国汽车起重机行业发展做出些许贡献。第1章 液压系统在起重机上应用1.1汽车起重机介绍汽车起重机是一个将起重作业部分安装在汽车通用或专用底盘上、含有载重汽车行驶性能轮式起重机。汽车起重机是用来对物料进行起重、运输、装卸或安装等作业机械设备，含有移动方便，操作灵活，易于实现不一样位置吊装等优点，在多种工程建设有着广泛利用。依据吊臂结构可分为定长臂、接长臂和伸缩臂三种，前两种多采取桁架结构臂，后一个采取箱形结构臂。依据动力传动，又可分为机械传动、液压传动和电力传动三种。汽车起重机工作机构关键由起升、变幅、回转、吊臂伸缩和支腿机构等组成。因为液压传动技术不停发展和汽车起重机负载大等工作特点，现在汽车起重机工作机构多采取液压传动。图1.1所表示为徐工QY100K汽车起重机外形，其起升、变幅、回转、吊臂伸缩及支腿等机构，均采取液压传动。图1-1 徐工QY100K汽车起重机1.2 QY100K汽车起重机关键性能参数1.2.1 行驶状态下关键技术参数以下整机全长15230mm，宽3000mm，高3860mm，总质量65000kg最高行驶车速75km/h，最低稳定行驶车速0.5km/h，最小转弯半径1mm，比功率7.3kW/t，最小离地间隙310mm，靠近角23，离去角15，发动机额定功率324/1800kW/(r/min)，额定扭矩2100/1200 Nm/(r/min)1.2.2 作业状态参数最大额定总起重量100t，最小额定工作幅度3m，最大起重力矩:基础臂3238kNm，最长主臂1670kNm，最长主臂+副臂1127kNm；起重臂变幅时间为60s，伸缩时间（全伸/全缩）140s，最大回转速度2r/min，主起升机构起升速度110m/min，副起升机构起升速度 85m/min。1.2.3 起重臂性能参数基础臂12.8m，最长主臂48m，最长主臂+副臂48+18.1m；副臂安装角0/15/30。1.2.4支腿技术参数纵向跨距7.56m，横向跨距7.6m，水平全伸时间25s,全缩时间：15s。垂直全伸时间：45s，全缩时间25s。1.3 液压系统类型液压系统要实现其工作目标必需经过动力源控制机构机构三个步骤。其中动力源关键是液压泵；传输控制装置关键是部分输油管和多种阀连接机构；实施机构关键是液压马达和液压缸。这三种机构不一样组合就形成了不一样功效液压回路。泵液压缸回路是起重机液压系统关键回路，根据泵循环方法不一样有开式回路和闭式回路两种。开式回路中液压缸回油直接通回油箱，工作油在油箱中冷却及沉淀过滤后再由液压泵送入系统循环，这么能够预防元件磨损。但油箱体积大，空气和油液接触机会多，轻易渗透。闭式回路中液压缸回油直接和泵吸油口相连，结构紧凑，但系统结构复杂，散热条件差，需设辅助泵补充泄漏和冷却。而且要求过滤精度高，但油箱体积小，空气渗透油中机会少，工作平稳。1.4 液压传动应用于汽车起重机上优缺点1.4.1 在起重机结构和技术性能上优点1.来自汽车发动机动力经油泵转换到工作机构，其间能够取得很大传动比，省去了机械传动所需复杂而粗笨传动装置。不仅使结构紧凑，而且使整机重量大大减轻，比如同功率液压马达重量约只有电动机1/6左右。增加了整机起重性能。 2.液压传动多种元件，可依据需要方便、灵活地来部署；既易实现机器自动化，又易于实现过载保护，当采取电液联合控制甚至计算机控制后，可实现大负载、高精度、远程自动控制。3.操纵控制方便，可实现大范围无级调速(调速范围达：1)，它还能够在运行过程中进行调速；同时还很方便把旋转运动变为平移运动，易于实现起重机变幅和自动伸缩。各机构使用管路联结，能够得到紧凑合理速度，改善了发动机技术特征。便于实现自动操作，改善了司机劳动强度和条件。因为元件操纵能够微动，所以作业比较平稳，从而改善了起重机安装精度，提升了作业质量。1.4.2 在经济上优点液压传动起重机，结构上轻易实现标准化，通用化和系列化，便于大批量生产时采取优异工艺方法和设备。通常采取矿物油为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长此种起重机作业效率高，辅助时间短，所以提升了起重机总使用期间利用率，对加速实现四个现代化大有好处。1.4.2 关键缺点 ：1.液压传动不能确保严格传动比，这是因为液压油可压缩性和泄漏造成。2.工作性能易受温度改变影响，所以不宜在很高或很低温度条件下工作。3.因为流体流动阻力损失和泄漏较大，所以效率较低。假如处理不妥，泄漏不仅污染场地，而且还可能引发火灾和爆炸事故。4.为了降低泄漏，液压元件在制造精度上要求较高，所以它造价高，且对油液污染比较敏感。 比如调试时出现阀卡现象，溢流阀卡造成液压系统无压力失去动作，方向阀卡致使方向阀不能换向，某一动作丧失等多种现象。第2章 下车支腿确实定、支腿液压系统设计2.2起重机支腿选择2.1.1支腿形式确实定 为增大起重机在起重时起重能力，起重机设有支腿，支腿要求坚固可靠；伸缩方便，在起重机行驶时收回，工作时外伸撑地。现代轮式起重机支腿关键有蛙式支腿、X式支腿、辐射式支腿和H形支腿等四种形式，本文设计支腿回路为H型支腿液压回路。2.1.2 H形支腿工作原理1.H式支腿图21所表示。支腿外伸后呈H形。每个支腿由一个水平液压缸和一个垂直液压缸，完成收放动作。其特点是支腿跨距大，对地而适应性好垂支腿液压缸能够单独操纵，易于调平广泛应用在中、大型汽车起重机上。 图2-1 H式支腿 1-车架 2-水平液压缸 3-垂直液压缸2.支腿结构及工作原理：图2-2 支腿结构1. 支腿盘 2.支腿垂直油缸 3. 级活动支腿 4.支腿定位销 5. 级活动支腿 6.支腿定位销 7.固定支腿在进行支腿纵作业时，切记务必将驾驶室中驻车制动手柄拉到制动位置，请确定驻车制动起作用后再进行支腿作业。水平支腿伸出工况有两种位置：全伸和半伸。严禁支腿在其它位置作业。绳索一级支腿滑轮水平油缸 车架二级支腿 图2-3 支腿结构图2-3 级活动支腿经过两节拉索和级活动支腿相连支腿伸出时，水平液压缸伸出使第一级活动支腿伸出带动第二活动支腿伸出。支腿收缩时，水平液压缸使第一级活动支腿收缩带动第二级活动支腿收缩。2.2支腿液压回路设计2.2.1支腿液压回路作用支腿回路是用来驱动支腿，支撑整台起重机。支腿回路关键由液压泵、水平液压缸、垂直液压缸和换向阀组成。汽车起重机设置支腿能够大大提升起重机起重能力。为了使起重机在吊重过程中安全可靠，支腿要求坚固可靠，伸缩方便。在行驶时收回，工作时外伸撑地。还能够依据地面情况对各支腿进行单独调整。2.2.2支腿液压回路性能要求 （1）要求垂直支腿不泄漏，含有很强自锁能力（不软腿）。 （2）要求各支腿能够进行单独调整。 （3）要求水平支腿伸出距离足够大，能够满足最大吊重而不至于整机倾翻。 （4）要求垂直支腿能够承载最大起重时压力。 （5）起重机行走时不产生掉腿现象。2.2.3 QY100K液压系统原理说明1. 此次设计液压支腿它属于徐工工程机械集团生产大吨位汽车起重机中一个QY100K， 依据汽车起重机工况情况QY100K汽车起重机上下采取单独供油系统，所以下车支腿回路能够采取单独液压泵供油。在支腿液压系统中共有八个液压缸，即四个水平缸和四个垂直缸，这八个液压缸属于起重机下车液压系统一部分。图2-4 液压系统原理图图24所表示支腿液压系统还包含:一个从变速箱取力50号泵，一个从发动机取力63号泵，两个20号液压马达，下车多路阀，截止阀，单项次序阀，液控单向阀，截止阀，12MPa和21MPa可调溢流阀，吸油滤网，回油滤油器，两条主油路，供油路K3，回油路K2，垂直液压缸有单项次序阀和液压双向锁组成（可预防动臂自然下垂）。2. 下车液压支腿包含五个工作状态： （1）无工作、（2）水平同时伸、（3）水平同时缩、（4）垂直同时伸、（5）垂直同时缩3.五个不一样工作状态过程分析：第一个：无动作，液压油经过吸油滤网过滤被50号泵吸入下车主油路，经Y14三位四通电磁换向阀中位回到回油主油路经回油过滤后流回油箱，同时63号泵把液压油带到两个20号马达，用来冷却发动机（此动作发动机开启即发生以后不再分析）。第二种：水平同时伸，液压油经吸油滤网过滤后被50号泵吸入下车主供油路，此时电磁换向阀-Y6，-Y7，-Y8，-Y9b端带电，使换向阀右位接通，液压油经换向阀右位进入水平液压缸右侧无杆腔，实现水平伸动作，有杆腔回油经多路阀被过滤后回油箱。第三种：水平同时缩，液压油经吸油滤网过滤后被50号泵吸入下车主供油路，此时电磁换向阀-Y6，-Y7，-Y8，-Y9a端带电，使换向阀左位接通，液压油经换向阀左位进入水平液压缸左侧有杆腔，实现水平缩动作。第四种：垂直同时伸，液压油经吸油滤网过滤后被50号泵吸入下车主供油路，此时电磁换向阀Y12，-Y10，-Y13，-Y11，b端带电，使换向阀右位接通，液压油经换向阀右位经液控单向阀进入垂直液压缸上侧无杆腔，实现垂直伸动作，有杆腔回油经过单项次序阀经多路阀被过滤后回油箱（此时单项次序阀可预防动臂静止时自动下垂）。第五种：垂直同时缩，液压油经吸油滤网过滤后被50号泵吸入下车主供油路，此时电磁换向阀Y12，-Y10，-Y13，-Y11，a端带电，使换向阀左位接通，液压油经换向阀左位经单项次序阀进入垂直液压缸下侧有杆腔，实现垂直缩动作，无杆腔回油经过液控单项阀经多路阀被过滤后回油箱。（此时单项次序阀可预防动臂静态时自动下垂）。另外要说明是在液压缸实现水平同时伸缩及垂直同时伸缩时Y14三位四通阀左右位会交替带电，使系统取得足够压力，多出压力会经过溢流阀流回油箱。图2-5 中小吨位液压系统2.2.4 中小吨位汽车起重机支腿液压回路分析1. 图2-5为中小吨位汽车起重机支腿液压回路原理图，它共有八个液压缸，即四个水平缸和四个垂直缸，这八个液压缸属于起重机下车液压系统一部分支腿液压回路除了八个液压缸外，关键还包含：一个三联齿轮泵，下车多路阀，吸油滤油器，回油滤油器，两条主油路，供油路K3，回油路K2，压力表，每个液压缸全部有一个双向液压锁。2.下车液压支腿共有五个工作状态：（1）无工作（2）水平同时伸（3）水平同时缩（4）垂直同时伸（5）垂直同时缩、3. 五个不一样工作状态过程分析：第一个：无动作，液压油经过吸油滤清器过滤被32号泵吸入下车主油路，油压超出要求压力值时（液压表控制）一部分经溢流阀流回主回油路经回油滤油器回油箱，另一部分经K3进入起重机上车，循环一周后经K2回油箱。第二种：水平同时伸，液压油经吸油滤油器过滤后被32号泵吸入下车主供油路，经压力表测试，多出油液会经溢流阀流回下车主回油路，另一部分油液经手动三位四通换向阀上位（此时三位四通阀A2,B2，A3，B3，A4，B4，A5，B5采取是并联方法连接）分别进入四个水平液压缸无杆腔，实现水平缸伸长，同时有杆腔中油液聚集后经V,H手动换向阀上位进入主回油路再由回油滤油器过滤后回油箱。第三种：水平同时缩，液压油经吸油滤油器过滤后被32号泵吸入下车主供油路，经压力表测试，多出油液会经溢流阀流回下车主回油路，另一部分油液经手动三位四通换向阀下位（此时三位四通阀A2,B2，A3，B3，A4，B4，A5，B5采取是并联方法连接）分别进入四个水平液压缸有杆腔，实现水平缸缩回，同时无杆腔中油液聚集后经V,H手动换向阀下位进入主回油路再由回油滤油器过滤后回油箱。第四种：垂直同时伸，液压油经吸油滤油器过滤后被32号泵吸入下车主供油路，经压力表测试，多出油液会经溢流阀流回下车主回油路，另一部分油液经手动三位四通换向阀上位（此时三位四通阀A2,B2，A3，B3，A4，B4，A5，B5采取是并联方法连接）分别进入四个垂直液压缸无杆腔，实现水平缸伸长，此时有杆腔受液压双向锁控制可预防静态时动臂自然你那下降同时有杆腔中油液聚集后经V,H手动换向阀上位进入主回油路再由回油滤油器过滤后回油箱。第五种：垂直同时缩，液压油经吸油滤油器过滤后被32号泵吸入下车主供油路，经压力表测试，多出油液会经溢流阀流回下车主回油路，另一部分油液经手动三位四通换向阀下位（此时三位四通阀A2,B2，A3，B3，A4，B4，A5，B5采取是并联方法连接）分别进入四个垂直液压缸有杆腔，实现垂直缸收缩，此时有杆腔受液压双向锁控制可预防静态时动臂自然你那下降同时无杆腔中油液聚集后经V,H手动换向阀上位进入主回油路再由回油滤油器过滤后回油箱。2.2.5 两种液压支腿回路比较比较知大吨位和中小吨位差异在于大吨位有单独泵供油，能确保系统所需要液压力，使支腿液压系统不会因上车工况影响，换向阀由原来多路阀改为单独电磁阀，支腿操作由手动变为电路控制按钮操作，使支腿系统操作愈加简化方便，同时电磁换向阀部署在每个液压缸旁边这么能够降低液压油在传输过程中能量损失，使之腿动作时愈加立即有效，而且采取单独液压系统能够在确保支腿工作需要前提下简化下车液压结构，大大降低无须要高工作压力而造成成本浪费和能量损失。第3章 起重机支腿液压系统原件确实定3.1 系统压力确实定3.1.1 液压系统各回路计算及关键元件选择系统工作压力应按整机性能要求，考虑经济性和液压技术现有水平确定。在给定外负载下。系统工作压力越高，各液压元件及管路系统尺寸就越小。重量越轻.结构越紧凑。但由此造成对密封、制造加工精度和元件材质要越严，维护和修理也越困难。况且系统工作压力高到一定程度后，伴随高压力对壁厚和密封要求提升，系统尺寸和重量反而会增加。由起重机设计手册可知现有轮式起重机采取工作压力为: 1.中压:10MPa25MPa，用于中小型轮式起重机；2.高压:25MPa32MPa,用于大中型轮式起重机；3.超高压:32MPa以上，用于特大型或有特殊要求轮式起重机。QY100K汽车起重机属于大型汽车起重机。结合实际情况，本文在进行系统设计计算时，初选系统压力为25MPa。3.2 支腿压力计算3.2.1 计算工况及载荷1. 轮式起重机计算支腿压力或轮胎压力有多个目标，不一样目标载荷组合不一样。设计支腿载荷用于验算支腿结构强度和支腿液压缸最大闭锁压力。载荷选择最不利组合，工况是起重最大额定起重量，作正常起、制动并和回转作复合动作。吊臂位在最不利位置上。此时起升载荷为考虑动载系数最大额定起重量,水平力为，臂架位置。2. 起重机支腿压力是指支腿在起重机吊重时，所承受最大法向反作用力。在计算支腿压力前，要先分析一下车架支腿支撑面这一体系改变情况。假如车架一支腿体系刚度很大，相对变形较小，且支承面又很坚硬，相对沉陷也小，起重机正常吊重时只要总载荷力不落于支腿外，四个支腿可一直不离地面，假如车架刚度较小，则和支腿形成梁柱体系在起重机正常吊重工作时，此时支腿压力分配可按载荷协力位置距支腿远近反比分配四个支腿也不会离开地面。3. 当车架一支腿一支撑面体系不是上述情况，如车架刚度较大，而支腿或支撑面有弹性，则起重机吊重正常工作时，四个支腿常有一个支腿离地，形成三点支承。起重机是四点支承还是三点支承，要视载荷协力偏离支腿中心方向而定，也视吊臂位置而定，起重机在正常吊重情况下，常常展现三点支承，故按弹性支承假设来计算支腿压力。3.2.2 按三点支撑压力计算假设吊臂位置在离起重机纵轴线(X轴)角处，令底盘不回转部分重量为, 其重心位置在离支腿中心(坐标原点0 ) 处，起重机回转中心()，离支腿中心0距离为。上车重量G1，臂架重量Gb，转台和配重及其它重G3，计算起升载荷Pq，它们协力G0，即 G0=G1+Gb+G3+Pq.(3-0)协力距0点距离为：:.(3-1)因为回转惯性力、离心力和风力等水平力作用，在吊臂头部作用有水平力T=，则作用在吊臂平面内力矩 .(3-2) 按三点支承支腿压力计算，图3-1支腿A抬起，支腿B, C. D受力则 .(3-3).(3-4).(3-5)臂架转到工况II时，即角为钝角时，则支腿B上抬，支腿C, D. A受力则受力最大支腿D压力为: .(3-6)当臂架在工况I位置时，最大受力支腿是C支腿，令,解得角值即是C支腿压力为最大时角值，其值为。将值代入公式3-4或将代入公式9-5可求得C支腿最大支腿压力或D支腿最大支腿压力。比较其值大小，大者为计算工况。这里忽略了B和C. A和D支腿叉开实际情况(影响不大)。比较C和D公式，能够先用判别式： .(3-7)、本身带有符号， 图所表示，在O上侧为正，在下侧为负若判别式为负且大于-1，则吊臂在工况I时C支腿压力达成最大值。若判别式小于-1，则吊臂在工况II时D支腿达成最大值，若、在同侧，则无须用此判别式，显然能够判定出那个是承受最大压力支腿。由： =5KN=150KN = 222KN = 172KN =1.5m =3.7m r=0.8m h=13.5m b=2m a=3.8m b=3.78m R=3m则有式3-0 1399KN所以 大于-1，则C支腿压力达成最大值由式3-4得C=707KN。 图3-1 支腿受力分析图3.3 水平支腿液压缸作用力确实定水平支腿液压缸作用是将支腿臂在需要时候推出固定支腿，使支腿到一定跨距，其作用力较小，参考同类设计，这里假定其所受最大外负载力为=100KN。 3.4 多种液压缸尺寸确实定3.4.1 垂直液压油缸尺寸确实定 1.缸筒内径可由以下公式求得： = .（3-4-1）式中:垂直液压油缸作用力，=707KN；系统压力，=32MPa；则有=0.167m=167mm.（3-4-2）查标准，将其圆整为D=180mm，无杆腔面积为=254.26。 2. 活塞直径确实定。活塞杆直径为 。因为系统压力大于20MPa，取2所以d=127取标准值mm，=131.60活塞杆强度得验算活塞杆工作时，通常关键受轴向拉压作用力，所以活塞杆强度验算可按直杆拉压力公式计算，即.(3-4-3)式中-活塞杆内应力 F-液压缸负载-活塞杆材料须用应力，=/n，为材料抗拉强度，n为安全系数,通常取n3-5液压缸材料为45无缝钢，=440Mpa 经计算满足要求3. 垂直液压油缸缸筒壁厚计算按薄壁计算缸筒壁厚，其计算公式为： （3-4-4）式中： 最高许可压力，=MPa；缸筒内径，=180mm;缸筒材料许用应力，=MPa，其中为缸筒材料屈服强度，缸筒材料为45钢无缝钢管，故=600MPa，为安全系数，取=2。圆整为=20mm。因小于10，故为薄壁缸4. 多种液压缸尺寸确实定因为各缸工作条件相同，其它液压缸尺寸计算过程和变幅液压缸相同。由公式3-2,及公式3-3可得各液压缸尺寸。各液压尺寸如表3-1所表示：表3-1 多种液压缸尺寸 液压缸作用力（KN）缸筒内径 (mm）活塞杆直径（mm）无杆腔面积(cm2)有杆腔面积（cm2）壁厚（mm）垂直液压缸707180125 254.26 131.60 20水平液压缸1006345 31.36 15.26 75. 多种液压缸工作压力差计算假设液压缸回油压力为零，则液压缸工作压力差可由公式3-4计算得到： .(3-4）式中：液压缸作用力；液压缸无杆腔面积。由表3-1及公式3-4可得多种液压缸工作压力差，如表3-2所表示： 表3-2 液压缸工作压力差 项目垂直液压缸（KN）水平液压缸（KN）液压缸作用力（N）707100无杆腔面积254.2631.16（MPa）27.8132.093.5 液压缸伸缩速度及流量计算3.5.1 垂直液压缸伸缩速度及流量计算 1.平均伸缩速度为：=0.06m/min式中： 水平液压缸工作行程，=450mm；伸出时间，= 45s。 2.垂直液压缸流量计算： =15.26L/min式中：垂直支腿液压缸无杆腔面积，=254.26。当四个垂直支腿同时工作时流量为3.5.2 水平液压缸伸缩速度及流量计算 1.水平液压缸平均伸缩速度为： =0.0864m/s=5.18m/min 式中： 水平液压缸工作行程，=2160mm； 伸出时间，=25s。 2.水平液压缸平均输入流量为： 式中：水平支腿液压缸无杆腔面积，=31.16。当四个水平支腿同时工作时流量为：3.6 液压泵工作压力及排量确实定,液压泵选择3.6.1 液压泵额定工作压力确实定 1.液压泵工作压力可按下式求得：.(361)式中：贮备系数，通常取=1.051.4；垂直液压油缸伸腿工作时压力沿程压力损失和局部压力损失之和2.垂直支腿液压缸额定作用力计算： 垂直支腿液压缸作用是撑起起重机，因为垂直液压缸是在起吊重物前工作，当垂直支腿完全伸出后，由单项次序阀对液压缸进行锁止，此时有液压锁作用确保起重机在起吊重物时多种工况全部满足支腿压力要求，下车支腿系统液压泵只对支腿伸缩式提供动力，所以支腿系统液压泵工作压力只需满足起重机伸垂直支腿时垂直液压缸工作压力需求，为安全起见，对垂直支腿液压缸支腿反力进行以下计算，图3-2所表示。则垂直支腿液压缸作用力为： 图3-2 垂直支腿受力情况.(362)式中： 起重机整车自重，=539KN；前支腿到重心距离，由上面数据得=2.08m；后支腿到重心距离，由上面数据得=5.48m。则有 所以：=3.沿程压力损失和局部压力损失之和,通常取0.51.5MPa，取=1.5MPa。4. 液压泵工作压力由式(361)得：3.6.2液压泵额定流量计算1.液压泵额定流量由以下公式求得：式中： 系统泄漏系统,其值为1.11.3,现取= 1.1； qmax 液压系统需要最大流量 3.6.3 液压泵选择1.依据液压泵额定工作压力和额定流量计算值，可选择斜外啮合齿轮泵CB-100为支腿液压回路油泵。该泵性能参数以下：排量99.45cm3/r额定压力10 MPa最大压力12.5 MPa额定转速1450r/min最大转速 1650r/min2.液压泵实际输入流量计算在本设计中，液压泵由发动机奔驰欧姆460LA.E3A/1有在变速箱上取力器驱动，设定取力器传动比使其满足额定转速为=145000r/min，故此泵输入流量为：式中：液压泵排量，=99.45cm3/r；液压泵容积效率，=0.92。 第4章 支腿液压系统附件选择4.1液压油箱设计4.1.1油箱基础功效和分类 1.储存工作介质；2、散发系统工作中产生热量；3、分离油液中混入空气；4、沉淀污染物及杂质。油箱可分为开式油箱和闭式油箱二种。开式油箱，箱中液面和大气相通，在油箱盖上装有空气过滤器。开式油箱结构简单，安装维护方便，液压系统普遍采取这种形式。闭式油箱通常见于压力油箱，内充一定压力惰性气体，充气压力可达0.05MPa。假如按油箱形状来分，还可分为矩形油箱和圆罐形油箱。矩形油箱制造轻易，箱上易于安放液压器件，所以被广泛采取；圆罐形油箱强度高，重量轻，易于清扫，但制造较难，占地空间较大，在大型冶金设备中常常采取。4.1.2 油箱设计关键点图4-1为油箱简图。设计油箱时应考虑以下几点。