三位四通阀.docx

安徽理工大学
课 程 设 计

题 目

QY-20B型汽车起重机液压系统及三位四通换向阀的设计
学 院
机械工程学院
专 业
机械设计制造及其自动化
班 级
机设09级6班
姓 名

指导教师
赵连春

2013
年
1
月

日

课程设计任务书

学生姓名： 专业班级： 机设09级6班
指导教师： 赵连春 学号： 2009302277
题 目: QY20B汽车起重机液压系统及齿轮泵的设计
要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
(1)进行工况分析
（2） 确定液压系统的主要参数
（3） 制定基本方案和绘制液压系统图
（4） 液压元件的选择和齿轮泵的设计
（5） 液压系统性能验算
（6） 参考文献（不少于5篇）

指导教师签名： 2013 年 1 月 日
系主任（或责任教师）签名： 2013 年 1 月 日

摘要
液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动压力油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。完成各种设备不同的动作需要。液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到愈来愈广泛的应用，从而愈新进的设备，其应用的液压系统的部分就愈多，所以进行一个液压系统的设计是很有必要，设计的过程能复习以前学过的专业知识，且能发现以前未发现的问题。

目录
1.概论 - 4 -
2.QY-20B液压系统分析与设计 - 5 -
2.1 QY-20B的工况分析 - 5 -
2.2 QY20B汽车起重机液压系统各分支回路拟定 - 6 -
2.2.1液压控制部分结构及功能分析 - 6 -
2.2.2液压系统各回路功能要求分析及拟定 - 7 -
2.3 QY20B汽车起重机液压系统原理总成 - 11 -
3液压系统设计及计算 - 14 -
3.1工作机构参数和液压系统参数 - 15 -
3.2液压元件的设计计算与选择 - 15 -
3.2.1液压执行元件的选择计算 - 15 -
3.2.2液压泵的选择计算 - 17 -
3.2.2泵1.1的型号计算与选择 - 18 -

3.2.2泵1.2的型号计算与选择 - 19 -
3.2.2泵1.3的型号计算与选择 - 20 -
3.2.3液压控制阀的选择 - 21 -
3.2.4液压辅助元件的选择 - 21 -
3.2.5系统主要性能验算 - 22 -
4变幅液压缸设计及计算 - 23 -
4.1变幅缸的选型及其主要尺寸参数的确定 - 23 -
4.2活塞和活塞杆组件 - 24 -
5泵站设计及计算 - 24 -
5.1液压泵站的组成及类型选择 - 25 -
5.2液压油箱设计 - 26 -
6齿轮泵1.3的设计 - 30 -
6.1齿轮泵的主要技术参数 - 30 -
6.2设计计算的内容 30 -
6.3齿轮校核 - 31 -
6.4卸荷槽的计算 - 35 -
6.5泵体的校核 - 35 -
6.6滑动轴承的计算 - 36 -
6.7联轴器的选择及计算校核 - 39 -
6.8轴的强度计算 - 39 -
6.9连接螺栓的选择及校核计算 - 41 -
6.10齿轮泵进出口大小的计算 - 41 -
6.11齿轮泵的密封 - 41 -
6.12法兰的选择 - 42 -
6.13键的选择 - 42 -
7总结 - 42 -
8参考文献 - 45 -

1 .概论
1.1 汽车起重机简介
汽车起重机是将起重机构部分安装在普通汽车或特制汽车底盘上的一种起重机，其驾驶室与起重操纵室分开设置。这种起重机优点是局域机动性好、适用性强、能在野外作业、操作简便灵活、转移迅速，广泛应用于交通运输、城市建设、消防救援、材料搬运等领域。缺点是起重作业时须支腿，以保证必要的稳定性。不能负荷行驶，也不适合在松软或泥泞的场地上工作。
汽车起重机种类繁多，按起重量分类：有轻型（15t以下）、中型（15-25t）、重型（25-50t）、超重型起重机（50t以上）。按传动装置的动力源分类：有机械传动、电力传动、液压传动三类。 按吊臂的结构形式分类：有折迭式吊臂、伸缩式吊臂和桁架式吊臂汽车起重机三类。
汽车起重机的主要性能参数有最大起重量、整机质量、吊臂全伸长度、吊臂全缩长度、最大起升高度、最小工作半径、起升速度、最大行驶速度等。
1.2 汽车起重机液压系统简介
汽车起重机主要由起升、变幅、回转、起重臂及汽车底盘组成。随着液压技术，电子工业，高强度钢材和汽车工业的迅猛发展，传统式的自重大，机械传动方式工作准备时间长的起重机逐渐被液压式汽车起重机所代替。液压汽车起重机的液压系统采用液压泵、定量或变量马达实现起重机起升回转、变幅、起重臂伸缩及支腿伸缩，可单独或组合动作。
汽车起重机的主要动力源是液压泵，能量通过油管和液压阀等传输控制装置输送到执行机构液压马达或液压缸。这三种机构通过改变组合形式，构成了不同功能的液压回路，从而实现不同的动作要求，例如汽车起重机的起升回路、变幅回路、回转回路等。汽车起重机的液压系统是起重机中能量转换的重要环节，它负担着驱动及控制起重机个机构动作的功能，对起重机的新能及安全可靠性有着很大的影响。

1.3 液压传动用于汽车起重机上的优缺点
汽车起重机由传统的机械式向液压式的转变具有以下优点：
（1） 液压传动式是用液体作为介质来传递能量的，容易获得较大的力或力矩，利用液压泵可以获得较高的压力，从而使得汽车起重机不用采用复杂的机构来实现起重吨位的增加。使得结构紧凑，整机重量减轻，增加了整机的起重性能。
（2） 通过控制动力油的流量可方便地实现无级变速，可以获得很大的传动比，省去了机械传动所需的复杂而笨重的传动装置。从而使得结构紧凑，整机重量减轻，增加了整机的起重性能。
（3） 采用液压传动，可以实现自动润滑，在主要机构中没有剧烈的干摩擦副，元件寿命较长，从而减少了维修和技术准备时间。
（4） 液压传动中可方便的控制压力阀来控制系统压力，通过压力计很容易了解各处的工作情况和负载大小，从而容易防止过载事故的发生。
汽车起重机采用液压传动方式的缺点：
（1）液压系统的油压力较高，漏油问题难以避免。为了防止漏油问题，元件的制造精度要求比较高。
（2）油液粘度随温度变化会影响机构的工作的稳定性能。

2. QY-20B液压系统分析与设计
2.1 QY20B汽车起重机工况简述
QY20B汽车起重机属于中型起重机，其需要完成的作业动作比较复杂，根据起重机试验规范，以及很多操作者的实际经验，确定了表2-1中五个作业工况。液压系统的设计必须满足这些工况作业循环的要求。

表2-1 QY20B汽车起重机典型工况表
工况
一次工作循环
工作效果
一级臂长；
80%额定起重量；
相应的工作幅度；
吊重起升 一 回转 一 下降 一 起升 一 回转 一 下降
（中间一次制动）

起重吨位大，动作单一，很少与回转等机构组合动作
一级臂长；
80%额定起重量；
相应的工作幅度；
（主+副）卷扬起升 一 回转 一 （主+副）卷扬下降 一 主+副）卷扬起升 一 回转 一 （主+副）卷扬下降
（中间一次制动）

主、副卷扬组合动作，组要用于平吊安装或空中翻转作业
二级臂长；
50%额定起重量；
相应的工作幅度；
（起升+回转）一 变幅 一 下降 一 （起升+回转） 一 下降
（中间一次制动）

主要负责额定起重量的（50%~60%）工况作业
二级臂长；
50%额定起重量；
相应的工作幅度；
（主+副）卷扬起升 一 回转 一 变幅 一 （主+副）卷扬下降 一 （主+副）卷扬起升 一 回转 一 （主+副）卷扬下降
（中间一次制动）

中等起重量作业，也常用于台装或空中翻转作业
三级臂长；
50%额定起重量；
相应的工作幅度；
（主+副）卷扬起升 一 回转 一 变幅 一 （主+副）卷扬下降 一 （主+副）卷扬起升 一 回转 一 （主+副）卷扬下降
（中间一次制动）
臂伸最长，主要用于高空作业

2.2 QY20B汽车起重机液压系统各分支回路拟定

2.2.1 QY20B汽车起重机液压控制部分结构及功能分析

图2-1所示为动臂式全回转的QY20B液压汽车起重机。其结构组成及动作如下所述。

图2-1 QY20B汽车起重机示意图
1—变幅液压缸 2—伸缩臂机构 3—起省机构 4—回转机构 5—支腿

（1）支腿5为H型支腿，用于起重作业时承受整车负载，使得轮胎不与地面接触， 从而避免了弹性支承。
（2）回转机构4由轴向柱塞马达驱动，能使吊臂回转。
（3）伸缩臂机构2由三级伸缩臂组成，通过一级液压缸、一级钢丝绳实现同步伸缩。用以改变吊臂长度，以满足不同作业要求。
（4）单变幅缸1为腹置式，可改变吊臂仰角，以实现不同工作半径要求。
（5）起升机构3由斜轴式轴向柱塞马达驱动主、副两个卷扬卷筒。同时设有液压控制的常闭式制动器、常开式离合器，配合操作能实现主、副卷扬单独动作或者同时动作，用于升降重物。

2.2.2 QY20B汽车起重机液压系统各回路功能要求分析及拟定
QY20B汽车起重机主要通过控制支腿回路、回转回路、伸缩回路、变幅回路、起升回路这五个回路来完成各种作业需要。以下是对个回路的初步拟定：
（1）支腿回路：
起重机设置支腿机构，目的是用于在作业时承受整机的自重和吊重，要求在作业时能独立调整单个支腿，以调整整车平衡。同时必须设有液压锁以保证在负载作用下以及油管破裂时不会缩回，从而避免翻车事故。还有在行驶或停放时，支腿不会在重力作用下自动下降。
由以上要求可知，支腿回路由液压泵、水平液压缸、垂直液压缸、换向阀、溢流阀、液压锁和转阀等组成。 同时可以初步确定其油路如图2-2和图2-3

图2-2 垂直支腿油路图

图2-3 水平支腿回路油路图

（2）回转回路
回转回路通过液压马达驱动吊臂回转，实现重物的水平移动。重物水平移动的范围有限，所以QY20B汽车起重机设计成全回转式的，即可在任意方向进行回转。
汽车起重机回转机构所需要的功率比较小，所以QY20B汽车起重机采用轴向柱塞马达作为回转回路的执行原件，同时，轴向柱塞马达结构经凑，径向尺寸小，转动惯量小，转速较高负载大，有变速要求，负载转矩小，低速平稳性高。
回转回路动作比较简单，结合以上条件可知，回转回路由液压泵、液压马达、换向阀和溢流阀等组成。初步确定油路图2-4。

图2-4 回转回路油路图
（3）伸缩回路
汽车起重机具有臂架伸缩机构的，不需要接臂和拆臂，缩短了辅助作业时间。臂架全部缩回以后，起重机外形尺寸减小，提高了机动性和通过性。臂架采用液压伸缩机构，可以实现无级伸缩和带载伸缩。
汽车起重机伸缩回路是直线运动，所以液压执行原件为液压缸。QY20B汽车起重机采用三级伸缩主臂，由一级液压缸、一级钢丝绳实现同步伸缩。
在设计此回路时应保证伸缩臂缸以相应于供油泵的供油速度缩回，所以设置了平衡阀来防止此液压缸在外负载作用下超速缩回，同时还防止在油管破裂时伸缩臂突然缩回。此外，为了保证整个回路的压力在允许值范围内，可以添设溢流阀。
由以上条件可知伸缩回路主要由液压泵、换向阀、液压缸、溢流阀和平衡阀等组成组成。初步确定其油路图如图2-5。
图2-5 伸缩回路油路图
图2-6 变幅回路油路图

（4）变幅回路
汽车起重机为了满足重物装、卸工作位置的要求，充分利用其起吊能力（幅度减小能提高起重量），需要经常改变幅度。变幅回路则是实现改变伸缩臂工作幅度的液压回路，此回路采用液压缸作为液压执行原件，通过变幅液压缸的伸缩来控制伸缩臂的幅值变化，扩大了起重机的工作范围，提高起重机的工作效率。
汽车起重机在装载重物时改变起重机的幅度作业情况频繁，所以常采用较高的变幅速度以提高工作效率。负载作业时变幅驱动功率较大，因此要求设置限速和防止超载的安全装置。为了满足这一要求，在变幅回路中应当设置平衡阀。同时为了保证真个油路的油压处于一个安全值以内，还应当设置溢流阀。
通过以上述说可以确定，变幅回路主要由液压泵、换向阀、溢流阀、平衡阀和变幅液压缸等组成。图2-6即变幅回路油路图。
（5）起升回路
起升回路是汽车起重机液压系统的主要工作回路。QY20B汽车起重机的吊重起升和下降作业由一个大转矩液压马达驱动主、副卷扬工作来完成。通过操控换向阀来控制控制液压马达的正反转，而完成重物的升降。重物的起升和下降有快慢两档速度，QY20B汽车起重机液压系统通过改变两个供油泵的分流与合流方式来实现马达转速的调节。
汽车起重机基本处于负载作业情况之下，因此为了防止重物因自重而下滑，回路中应设有平衡阀。同时为了控制整个起升回路的油压值稳定，在回路中应设有溢流阀。
主、副卷扬的制动与离合通过一个换向阀来控制，制动器采用常闭式，离合器采用常开式。在制动器油路中应该设置单向阻尼阀，通过调节该节流阀开口的大小，能使制动器延时张开，迅速紧闭，从而有效的避免了卷筒在启动或停止产生溜车下滑现象。
由以上信息可知，起升回路主要由液压泵、液压马达、换向阀、平衡阀、溢流阀、阻尼阀以及主、副卷扬制动和离合器等组成下图2-7是起升回路油路图。

图2-7 起升回路油路图

2.3 QY20B汽车起重机液压系统原理总成

2.3.1 QY20B汽车起重机液压动力分配及系统原理图总成
（1）液压动力分配情况
根据设计要求、工作情况、起重量等条件，对QY20B汽车起重机的液压动力分配做如图2-8所示安排。

伸缩回路回路
变幅回路
起升回路回路
离合器缸
回转回路
支腿回路构

泵2

泵3
泵1

分动箱

图2-8上车动力分配情况

（2）液压系统原理图总设计
QY20B汽车起重机液压系统的工作原理如图2-9所示。
该系统动力源采用三联齿轮泵，由汽车发动机通过底盘上的分动箱驱动。液压泵从油箱中吸油，输出的液压油经手动阀组4和14输送到各个执行元件。整个系统分为上下两部分，除液压泵、过滤器、溢流阀、阀组4及支腿部分外，其余元件基本装在可回转的上车部分。油箱装在上车部分，兼作配重。上下两部分油路由中心回转接头连通。

图2-9 QY20B汽车起重机液压系统原理图

1-三联齿轮泵 2-中心回转接头 3-油箱 4-支腿操纵阀 5-转阀 6-支腿水平缸 7-支腿垂直缸
8-液压锁 9-会有精滤器 10-顺序阀 11-组合阀 12-蓄能器 13-操纵阀 14-多路换向阀 15-溢流阀
16-回转马达 17-伸缩臂缸 18、20、22-平衡阀 19变幅缸 20-起升马达 23-梭阀

24-制动器缸 25-离合器缸 26-单向阻尼阀 27~34-管道

2.3.2 QY20B汽车起重机各液压回路工作原理分析
（1）支腿回路
垂直支腿伸出
进油路：泵1.1→支腿控制阀4.2（中位）→支腿操纵阀4.4（上位）→转阀5→液压锁8→支腿垂直缸7（无杆腔）；
回油路：支腿垂直缸7（有杆腔)→液压锁8→支腿操纵阀4.4（上位）→油箱；
垂直支腿收回
进油路：泵1.1→支腿控制阀4.2（中位）→支腿操纵阀4.4（下位）→转阀5→液压锁8→支腿垂直缸7（有杆腔）；
回油路：支腿垂直缸7（无杆腔)→液压锁8→转阀5→支腿操纵阀4.4（下位）→油箱；
水平支腿伸出
进油路：泵1.1→支腿控制阀4.2（上位）→阀4.3（上位）→支腿水平缸6（无杆腔）；
回油路：支腿水平缸6（有杆腔）→阀4.3（上位）→支腿操纵阀4.4（中位）→油箱
水平支腿收回
进油路：泵1.1→支腿控制阀4.2（上位）→阀4.3（下位）→支腿水平缸6（有杆腔）；
回油路：支腿水平缸6（无杆腔）→阀4.3（下位）→支腿操纵阀4.4（中位）→油箱；
整个支腿液压回路的压力由溢流阀4.1控制，其调定压力为16MPa。
（2）回转回路
进油路：泵1.1→阀4.2（下位）→中心回转接头2→顺序阀10→换向阀14.2（上位/下位）→回转马达16；
回油路：回转马达16→换向阀14.2→回转中心接头→油箱；
整个回转回路由顺序阀10和溢流阀14.1共同作用将油压控制在9-17.5MPa。
（3）伸缩回路
进油路：泵1.3→中心回转接头2→换向阀14.4（上位/下位）→平衡阀18→伸缩臂缸17（有/无杆腔）；
回油路：伸缩臂缸（无/有杆腔）→平衡阀18→换向阀14.4（上/下位）→油箱；
溢流阀15将整个伸缩回路油压控制在17MPa内。
（4）变幅回路
进油路：泵1.3→中心回转接头2→换向阀14.5（上/下位）→平衡阀20→变幅缸（无/有杆腔）；
回油路：变幅缸（有/无杆腔）→平衡阀20→换向阀14.5（上/下位）→油箱；
溢流阀14.3是伸缩回路和变幅回路共同的液压阀，其调定压值为20MPa。
（5）起升回路
进油路：泵1.2→中心回转接头2→换向阀14.6（上/下位一档）→平衡阀22→起升马达（慢速）；
泵1.2→中心回转接头2
泵1.3→中心回转接头2→换向阀14.4（中位） →换向阀14.6（上/下位二档）→平衡阀22→起升马达（快速）；

3 液压系统设计及计算
3.1 QY20B汽车起重机工作机构参数和液压系统参数
工作结构主要参数
支腿机构
垂直支腿：
吊重时支腿油缸最大反力 650 KN.m
行程 335mm
速比 2.78
水平支腿：
水平支腿伸出最大反力 170 KN.m
行程 1915mm
速比 2.04
回转机构
回转速度 3 r/min
回转阻力矩 110 KN.m
减速器速比 950.5
变幅机构
最大行程 2000mm
变幅油缸最大轴向阻力 650 KN
变幅时间 75 Sec
伸缩机构
伸缩臂有五节，四节为伸缩臂，采用两套油缸和钢丝绳进行驱动。
第一级缸
行程 3200mm
油缸最大轴向阻力 900 KN
速比 2.5
第二级缸
行程 3200mm
油缸最大轴向阻力 650 KN
速比 2.5
伸出时间 95 Sec
第三级缸
行程 3200mm
速比 2.5
油缸最大轴向阻力 450 KN
起升机构
主卷扬：
单绳最大速度(空载) 100 m/min
单绳最大拉力(满载) 35 KN
卷筒直径 500mm
钢丝绳直径 18mm
钢丝绳层数 4
减速器速比 35.5
副卷扬：
单绳最大速度(空载) 70 m/min
单绳最大拉力(满载) 29 KN
卷筒直径 340mm
钢丝绳直径 14mm
钢丝绳层数 3
减速器速比 47.4

液压系统参数
液压系统参数
主卷扬:
工作压力 9.5 MPa
副卷扬:
工作压力 9.5 MPa
回转回路:
工作压力 25.5 MPa
液压泵转速 2500 rpm
变幅回路:
工作压力 28 MPa
液压泵转速 2500 rpm
伸缩回路：
工作压力 25MPa
液压泵转速 2500 rpm
支腿回路：
工作压力 20MPa
起升回路：
工作压力 28MPa

3.2 液压元件的设计计算与选择
3.2.1液压执行元件的选择计算
（1）回转马达的选择
回转马达阻力矩：

式中：—回转总扭矩，=110KN.M；
i—回转减速器速比，i=950.5；
η—回转机械传动效率，η=0.90
回转马达的排量：

式中：—回转马达工作压差，=25.5MPa
—回转马达机械效率，=0.95
回转马达的型号：
查《液压传动设计指南》表，选取定量轴向柱塞马达A2FE31.5
马达性能参数为：排量 31.5
额定压力 35MPa
最大压力 40MPa
允许转速 3750r/min
输出转矩 350
额定容积效率 93%
(2) 变幅缸的选择
无杆腔作用面积：

式中：—变幅油缸最大轴向阻力，=650KN;
—变幅油缸最大工作压力，=28MPa；
无杆腔缸径：
D=
查《液压传动设计指南》表7-13得：D=160mm；按杆径比Φ=d/D=0.7，查得活塞杆径d=110mm。
(3)伸缩油缸的选择
无杆腔缸径选择
=
=
=
式中：—第一、二、三级油缸的最大轴向反力，；
P—各级油缸工作压力，均选P=25MPa；
查《液压传动设计指南》表7-13得：=200mm；=180mm；=160mm；按杆径比Φ=d/D=0.7，查得活塞杆径=140mm；=125mm；=110mm。
（4）支腿油缸的选择
无杆腔缸径：
垂直支腿
式中：—吊重时支腿油缸最大轴向阻力，=650KN；
P—吊重时支腿油缸最大工作压力，P=20MPa；

水平支腿
式中：—伸出时支腿油缸最大轴向阻力，=170KN；
P—伸出时支腿油缸最大工作压力，P=16MPa；
查《液压传动设计指南》表7-13得：=200mm；=100mm。按杆径比Φ=d/D=0.7，查得活塞杆径=140mm；=70mm。
（5）起升马达的选择
主、副起升卷筒扭矩

式中：—主卷扬单绳最大拉力，；
—钢丝绳卷绕时的卷筒直径

—钢丝绳直径，
—卷筒机械效率，由查《起重机设计手册》
表8-7得
=0.99

起升马达的扭矩：

式中：—主副卷扬减速器速比，；
—马达至减速器输出端机械效率，；

起升马达排量：

式中：—起升马达最大工作压差，；
—马达机械效率，；

起升马达的型号：
查《液压传动设计指南》表8-20，选取德国博世-力士乐公司生产的定量轴向柱塞马达A2FE112，其性能参数为：
排量 112 ； 额定压力 35MPa
最大压力 40MPa ； 允许转速 3750r/min
容积效率

3.2.2 液压泵的选择计算
（1）液压泵1.1的选择计算
泵1.1主要给回转回路和支腿回路供油，而回转马达明显比支腿单独工作时泵所需的输出流量大，因此主要由回转马达决定。
回转马达流量计算：
马达最大转速
式中：—回转速度，，取
回转马达流量：

式中：—回转马达容积效率，
所需油泵排量：

式中：—油泵1.1给回转马达时所需输出流量，不计管路泄露时;
—油泵工作转速，；
—油泵容积效率，
泵1.1的型号选择：
查《液压传动设计指南》表8-1，选取外啮合齿轮泵CBZ240，可组成三联泵，适用于起重运输。
性能参数：排量 40ml/r 额定压力 25MPa
最高压力 31.5MPa 允许转速 2500r/min
（2）油泵1.2的选择计算
油泵1.2负责给起升回路供油，因此通过起升马达选择油泵。
主、副起升卷扬的转速：

式中：—主副卷扬起升最大速度，；
起升马达所需转速：

所以
起升马达输入流量：

式中：—起升马达容积效率，
泵1.2的排量：

式中：—泵1.2输出流量，不计管路泄露时;
—泵1.2工作转速，；
—泵1.2容积效率，
泵1.2的型号选择
查《液压传动设计指南》表8-1，选取外啮合齿轮泵JHP140;
性能参数为:最大排量 140 ml/r 额定压力 25MPa
最大压力 40MPa 允许转速 2500r/min
（3）泵1.3的选择计算
泵1.3负责给伸缩回路和变幅回路供油，泵1.3的最大排量需满足伸缩回路和变幅回路同时工作。
伸缩油缸所需输入流量计算：
伸缩缸平均伸出速度

式中：—一、二、三缸工作行程，均为3200mm；
t—全程伸出时间，t=95s；
伸缩缸平均输入流量
伸缩油缸无杆腔油压作用面积：

式中：—第一、二、三级油缸的最大轴向反力，;
P—各级油缸工作压力，均选25MPa；
一、二、三缸输入流量分别为：

式中：—油缸容积效率，；
平均输入流量：

变幅油缸所需输入流量计算：
变幅油缸平均伸缩速度

式中：S—变幅油缸工作行程，S=2000mm；
t—伸臂变幅时间，t=75s；
变幅油缸平均输入流量

液压泵1.3输出流量：

液压泵1.3的排量：

式中：—油泵1.3工作转速，；
—油泵容积效率，取值0.95；
液压泵1.3的型号：
查《液压传动设计指南》表8-1，选用外啮合齿轮泵CBZ290；可组成三联泵，适用于起重运输。性能参数：最大排量 90ml/r 额定压力 25MPa
最大压力 31.5MPa 许用转速 2500r/min

3.2.3 液压控制阀的选择
（1）支腿操纵阀的选择
溢流阀4.1：选用DBD型直动式溢流阀，型号DBDSG10NG25，通径25mm，S是指带保护罩的调节螺栓。
二位三通手动换向阀4.2：选用WMM型手动换向阀，型号3WMM10B/F,通径10mm，最高工作压力31.5MPa，流量100L/min，F是指带定位装置。
三位四通手动换向阀4.3和4.4:选用WMM型手动换向阀，型号3WMM10B，弹簧复位，最高工作压力31.5MPa，流量100L/min。
（2）顺序阀10：选用H型顺序阀，型号HT10C322，通径10mm，C是指压力范围7~14MPa，控制方式为外部先导，外部泄油。设计号22。
（3）溢流阀14.1、14.3、14.7和15：选用DBD型直动式溢流阀，型号DBDS25G10NG25.
（4）三位六通手动换向阀14.2、14.4和14.5：选用Z系列多路阀，型号ZFS-L25C-YTO通径25，流量130L/min，额定压力10.5MPa。
（5）多路手动换向阀14.6：选用Z型多路换向阀，通径25mm，压力32MPa，流量160L/min。五位钢球定位，手动控制。
（6）平衡阀18、20、22：选用FD型平衡阀，型号FD12PA10，通径12mm。最大控制压力31.5MPa。

3.2.4 液压辅助元件的选择
（1）油箱容量的确定
从吊重安全角度考虑QY20B汽车起重机吊重作业动作可拆分为：回转运动、吊臂伸长和变幅联动、吊重起升三大部分。因此通过比较分析这三大动作所需最大流量，可以确定油箱所需预备的油量，从而确定油箱容积。

式中：V—油箱的有效容积，L；
—液压泵的总额定流量,,

—与主机类型及系统压力有关的经验系数：。
查《液压传动设计指南》表7-21，油箱容量为400L。
（2）过滤器的选择
查《液压传动设计指南》表8-30可得：
回油精滤器9：选用CHL型自封式磁性回油过滤器，额定压力1.2-1.6MPa，流量25-1600L/min，过滤精度3-40um，温州远东液压配件厂制造。
（3）蓄能器的选择
查《液压传动设计指南》表8-29可得：
蓄能器12：选用NXQ型气囊式蓄能器，压力10MPa，容积0.63-150L。
（4）油管和接头的确定
油管中的允许流速如下：
吸油管允许流速=0.5-1.5m/s;
高压管允许流速=2.5-5m/s;
回油管允许流速=1.5-2.5m/s；
回转、支腿工管路：

查《液压传动设计指南》表7-22可得，管外径为25mm。
起升回路工作管路：

查《液压传动设计指南》表7-22可得，管外径为50mm。
伸缩、变幅回路工作管路；

查《液压传动设计指南》表7-22可得，管外径为38mm。

3.2.5 系统主要性能验算
（1）液压系统压力损失验算
液压系统压力损失验算主要在于了解执行原件能否得到所需的工作压力。系统进油路上的压力损失由管道的沿程压力损失、局部压力损失、阀类元件的局部压力损失三部分组成，即
++
阀类原件的局部压力损失在总压力损失中所占比例较大，而且QY20B汽车起重机液压系统进油路上基本由换向阀控制，所以可以估算，其余压力损失+=0.1MPa，所以总压力损失0.5MPa。
（2）液压系统效率的估算
液压系统效率主要由液压泵的总效率、液压执行原件的总效率及液压回路的效率三个部分决定，可按如下公式计算：

其中液压泵和液压马达的总效率可有算选产品样本查得：
三个液压泵效率都取值
起升马达效率
回转马达效率
变幅缸及伸缩缸总效率
液压回路效率

式中：—各执行器的负载压力和负载流量乘积的总和；
—各个液压泵供油压力和输出流量乘积的总和。
回转回路效率
回转回路系统效率
起升回路效率
起升回路系统效率
伸缩回路和变幅回路效率

伸缩回路和变幅回路系统效率
所有回路流量损失取值2L/min。

4 变幅液压缸设计及计算
4.1 变幅缸的选型及其主要尺寸参数的确定
（1）液压缸类型及安装连接方式的选择
液压缸的类型繁多，按工作特点可分为单作用缸、双作用缸与组合式缸三大类，各类液压缸的特性及使用场合各有所不同。查《液压传动设计手册》第113页表4-1