25吨位起重机伸缩机构液压系统设计说明

设计及说明 一、25吨汽车起重机伸缩臂架的设计 箱型吊臂连接尺寸的确定包含下列的容：1）吊臂根部铰点位置的确定；2）吊臂各节尺寸的确定；3）变幅油缸铰点的确定。 1、吊臂根部铰点位置的确定 基本臂工作长度和吊臂最大工作长度由图2.1可知，设为工作长度，则有 的确定： 结果 图2.1 三铰点有关尺寸图 式中：H—基本臂的起升高度，。 b—吊钩滑轮组最短距离，取。 、—根部铰点和头部滑轮轴心离吊臂基本截面中心线的距 离，并带有符号。由于此项数值较小，所 以计算时可以忽略不计。 —吊臂仰角，取。 h—根部铰接点离地距离，取吊臂根部离铰点的距离e —最小工作幅度，取 。 。 吊臂根部铰点离回转平面的高度 —回转支承装置的高度， —起重机汽车底盘的高度， 主吊臂最大长度 —最长主臂起升高度， a，r，b，h同上。 2、吊臂各节尺寸的确定 主吊臂的最长长度是由基本臂结构长度和外伸长度所组 成。 、、—各节臂的伸缩长度，在设计中伸缩长度往往取 、、 同一数值，即。外伸长度。 —为二、三、四节臂缩回后外漏部分的长度，在 计算时取同一数值（a=0.25m） 若假设度加上为臂头滑轮中心离基本臂端面的距离，则基本臂结构长即为基本臂的工作长度。 所以有 从中可以求出 k—吊臂的节数。 —主臂最大长度，初取35m。 —主臂最小长度，初取11m。 通常搭接长度应该短些，以减轻吊臂重量。但是，太短将搭接部 分反力增大了，引起搭接部分吊臂的盖板或侧板局部失稳，同时，也使吊臂的间隙变形增大。因此搭接部分要根据实际经验和优化设计而定，一般为伸缩臂外伸长度的1/4—1/5（吊臂较长者取后者，较短者取前者，同步伸缩者可取后者）。 从而搭接长度为 在第i节臂退回后，除外露部分长度a外，在前节（i-1）节臂中的长度加上伸出后仍在前节臂中的那部分搭接长度。第i节臂插在前节臂的长度为（），设第i节臂的结构长度为，则 各节伸缩臂插入前一节都留有一段距离c，这是结构的需要，在 此距离要设置伸缩油缸的铰支座和其他的结构构件，其大小视情 况而定，在此次设计中选择c=0.35m。 因此前后两节臂有这样的关系， 从而得到 已知，， ，从上式可知，后一节的搭接 长度比前一节的搭接长度小一些，因为一般情况下结构空间c比外露空间a大一些，得出。 此次设计共有4节臂，其最后一节的搭接长度为使其等于1/5 的外伸长度，现在和已经得出，则吊臂的各节搭接长度和 结构长度分别为， 计算的基本臂工作长度必须满足下面的式子，所计算的各 节臂的长度值才能满足需要， 不等式左边为10.95m，右边为10.95m，长度满足要求。 各节臂长度尺寸的验算 最终求得，。 以上所用尺寸如下图所示 图2.2 结构尺寸图 3、变幅液压缸铰点的确定 变幅液压缸的铰点如图3.1所示。 变幅液压缸根部铰点（） 的位置，一般使其落在回转支撑装置的滚道上，从而改变了平台 的受力情况。采用双作用液压缸，其铰点离回转中心的距离f取 决于双缸间的距离B，可通过下式算得： e=2.35m D—起重机底盘直径，D=2m。 B—吊臂宽度，由于回转支撑装置D和吊臂宽度B都与起重 能力有关，一般取，这里取D=2.3B。 铰点O在求得和e时已经确定即 ，e=2.35m， 所以认定铰点O已经确定。因为铰点离滚道面的距离是构造所 定，一般取。 图3.1 主臂铰点位置图 在图3.1中可以看出，只有在基本臂上固定的铰点定。铰点尚未确 的确定要满足下述条件，在变幅缸缩回时，吊臂位在行驶状态，液压缸长度为最短长度；而当全伸时吊臂位在最大仰角状态，液压缸长度达到最大长度。在，在中中。而角是OB和水平线的夹角，它可由下式求得： 式中：，e=2.35m，，的位置， 。 在O和确定后，用三角公式求得已知，消去、，可得，的二次方程式： ，并带入上述两式并 式中： ， 的值是根据实际情况而定，在设计中，大体是所设计的铰点应位于基本臂工作长度的中点处，有利于起重机的受力分布，使支点能够达到最大的作用效果。 根据上几式得出： 在时，前方轨道上，时，时，时，或1.25， 或1.93， 或1.54， 时，比较接近中点值，所以铰点位置确定为：或1.93，在时，根部铰点的位置落在时，根部铰点落在后方轨道上。 根据上述计算，汽车起重机的铰点位置已经确定。 4、吊臂截面的选择及截面尺寸确定 吊臂截面上半部分采用矩形，下半部分采用外凸折板形最好。参见徐工25吨汽车起重机主臂设计尺寸，确定基本尺寸为780650。其余各节臂尺寸，如下图所示。 图4.1 各节臂截面尺寸的确定 二、变幅机构液压回路设计 采用液压缸驱动刚性变幅机构，其液压回路和受力简图如下两图所示。 对臂转动铰点A取矩，，则变幅液压缸推力为 L—工作臂的长度；取 —铰点A到臂重心的距离；取—铰点A到活塞杆和臂铰点的距离；取 h—起升钢丝绳到铰点A的垂线距离；取h=1.5m —工作臂和水平线夹角（幅角）； —变幅缸的轴线和水平线夹角； Q—工作负载，包括吊具重量(N)； G—臂架自重，包括伸缩机构的重量； 、—分别作用在负载上和臂架上的风负载；均设为零。 S—起升钢丝绳拉力；S=32.343KN 假设当相关数据如上取值时得到变幅缸所需最大推力，并 以此作为计算马达排量和变幅缸的缸径的依据。 刚性变幅机构液压缸缸径D由下式确定： p—变幅液压缸入口压力（Pa），取为20 MPa —回油压力（Pa） d — 缸活塞杆直径。 令回油为0，则上式可简化为 取为350mm 液压泵输出流量可由下式确定： —缸活塞缸伸出速度，取0.05m/s