汽车起重机支腿液压系统设计

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的功能、组成和工作特点的基础上，并结合国内外汽车起重机的运用现状和发展趋势，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，通过阅读大量国内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的功能和工作原理进行了深入的了解和分析，具体分析了汽车起重机液压系统的功能、组成、工作特点以及系统类型，总结出液压传动在汽车起重机应用中的优缺点。

根据汽车起重机的工作特点对支腿液压系统进行典型工况分析，确定了液压系统要求；结合液压系统原理拟定支腿液压系统底盘分布图、支腿液压管路图。

根据汽车起重机的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；并结合支腿机构的主要参数对支腿机构强度校核与稳定性分析，对支腿回路的组成原理和性能进行分析；通过对系统压力损失的验算和发热校核，检验液压系统设计的合理性。

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的应用 (2)1.1汽车起重机简介 (2)1.2 QY100K汽车起重机主要性能参数 (3)1.2.1 行驶状态下的主要技术参数如下 (3)1.2.2 作业状态参数 (3)1.2.3 起重臂性能参数 (3)1.2.4支腿技术参数 (3)1.3 液压系统的类型 (3)1.4 液压传动应用于汽车起重机上的优缺点 (4)1.4.1 在起重机的结构和技术性能上的优点 (4)1.4.2 在经济上的优点 (4)第2章下车支腿的确定、支腿液压系统的设计 (6)2.2起重机支腿的选择 (6)2.1.1支腿形式的确定 (6)2.1.2 H形支腿的工作原理 (6)2.2支腿液压回路的设计 (8)2.2.1支腿液压回路的作用 (8)2.2.2支腿液压回路的性能要求 (8)2.2.3 QY100K液压系统原理说明 (8)2.2.4 中小吨位汽车起重机支腿液压回路分析 (11)2.2.5 两种液压支腿回路的比较 (12)第3章起重机支腿液压系统原件的确定 (14)3.1 系统压力的确定 (14)3.1.1 液压系统各回路计算及主要元件的选择 (14)3.2 支腿压力计算 (14)3.2.1 计算工况及载荷 (14)3.2.2 按三点支撑的压力计算 (15)3.3 水平支腿液压缸作用力的确定 (17)3.4 各种液压缸尺寸的确定 (17)3.4.1 垂直液压油缸尺寸的确定 (17)3.5 液压缸伸缩速度及流量的计算 (20)3.5.1 垂直液压缸伸缩速度及流量的计算 (20)3.5.2 水平液压缸伸缩速度及流量的计算 (20)3.6 液压泵的工作压力及排量的确定,液压泵的选择 (21)3.6.1 液压泵额定工作压力的确定 (21)3.6.2液压泵额定流量的计算 (23)3.6.3 液压泵的选择 (23)第4章支腿液压系统附件的选用 (23)4.1液压油箱的设计 (24)4.1.1油箱的基本功能和分类 (24)4.1.2 油箱的设计要点 (24)4.1.3油箱容积确定 (25)4.1.4油箱附件的选取 (27)4.2 油管的确定 (30)4.3液压传动的工作介质（液压油） (32)4.4 液压系统能量的分析与计算 (33)4.4.1 各工况下压力损失的计算 (33)结论 (38)谢辞........................................................................... 错误！未定义书签。

液压系统设计项目汽车起重机液压系统设计项目目标：1能够理解单向阀的类型、结构工作原理。

2、理解单向阀的用途3、能进行锁紧回路的油路分析4、应用液压仿真软件模拟运行动作实训步骤：1、采用仿真软件机床液压系统原理图2、手动控制模拟吊车液压系统工作状态3、分析动作液压回路的工作情况，如；压力、流量等。

项目要求：在吊装机液压系统中，要求执行元件在停止运动时不受外界影响而发生漂移或窜动，也就是要求液压缸或活塞杆能可靠地停留在行程的任意位置上。

应选用何种液压元件来实现这一功能呢?在实际应用中常用单向阀或液控单向阀来实现这个动作要求项目分析：通过学习，我们知道液压传动系统中执行机构(液压缸或活塞杆)的运动是依靠换向阀来控制的，而换向阀的阀芯和阀体间总是存在着间隙，这就造成了换向阀内部的泄漏。

若要求执行机构在停止运动时不受外界的影响，仅依靠换向阀是不能保证的，这时就要利用单向阀来控制液压油的流动，从而可靠地使控制执行元件能停在某处而不受外界影响。

该任务中，吊装机液压系统对执行机构的来回运动过程中停止位置要求较高，其本质就是对执行机构进行锁紧，使之不动，这种起锁紧作用的回路称为锁紧回路。

图所示便是采用液控单向阀的锁紧回路。

换向阀左位工作时，压力油经左液控单向阀进入液压缸左腔，同时将右液控单向阀打开，使液压缸右腔油液能流回油箱，液压缸活塞向右运动；反之，当换向阀右位工作时，压力油进入液压缸右腔并将左液控单向阀立即关闭，活塞停止运动。

为了保证中位锁紧可靠换向阀宜采用H型或Y型。

由于液控单向阀的密封性能很好，从而能使执行元件长期锁紧。

这种锁紧回路主要用于汽车起重机的支腿油路和矿山机械中液压支架的油路。

液压系统图图1为汽车液压吊车支腿液压系统原理图图2为汽车液压吊车起重液压系统原理图手动阀操作系统工作情况A B C D E F 前肢腿液压缸后肢腿液压缸回转液压马达升缩液压缸变幅液压缸起升液压缸制动液压缸左中中中中中放下不动不动不动不动不动制动右收起中左不动放下右收起中左不动正转右反转中左不动缩回右升出中左不动减幅右增幅中左不动正转松开右反转液压系统工作原理Q2—8型汽车起重机的液压系统属中高系统，用一个轴向柱塞泵做动力源，由汽车发动机通过传动机构驱动工作。

汽车起重机支腿液压系统设计引言汽车起重机是一种能够进行货物起升、搬运的重型机械设备。

为了确保其安全运行和稳定性，起重机上配备了支腿系统，用于支撑整个机身，使机身保持平衡和稳定。

支腿液压系统是起重机支腿的重要组成部分，本文将介绍汽车起重机支腿液压系统的设计。

液压系统工作原理液压系统采用液体的流动来传递信号和能量，主要由液压泵、液压缸、液压阀和液压油箱等组成。

在汽车起重机支腿液压系统中，液压泵通过驱动液压油流动，产生压力，将能量传递给液压缸，从而实现支腿的伸缩和支撑。

液压系统设计要点1.液压泵选择为了满足起重机支腿液压系统的工作需求，需要选择合适的液压泵。

液压泵的选择应根据液压系统的工作流量和工作压力来确定。

工作流量与液压缸的活塞面积和速度相关，工作压力与液压系统的负荷和阻力相关。

2.液压缸设计液压缸是起重机支腿液压系统的核心部件，主要用于驱动支腿的伸缩和支撑。

液压缸的设计应考虑到起重机的用途和工作条件。

液压缸的活塞直径和行程决定了液压缸的工作力和位移，需要根据起重机的负荷和高度来选择合适的液压缸。

3.液压阀选择液压阀是液压系统中的控制元件，主要用于调节液压系统的压力和流量，实现液压缸的伸缩和支撑等功能。

液压阀的选择应根据液压系统的需求来确定，常见的液压阀有溢流阀、比例阀和换向阀等。

4.液压油选用液压油是液压系统中的工作介质，负责传递能量和冷却液压系统。

液压油的选用应考虑到起重机的工作环境和温度，一般应选择具有良好的抗氧化性、抗磨性和粘温性的液压油。

5.液压系统的安全措施为了确保起重机支腿液压系统的安全运行，需要在设计中考虑相应的安全措施。

例如，在液压系统中加装过载保护装置，当超负荷时能够自动停止液压泵的运行，避免对起重机和人员的伤害。

此外，还需要在液压系统中设置液压缸行程限位开关，防止液压缸过度伸缩或缩回，影响起重机的工作效果和安全性。

总结汽车起重机支腿液压系统是重要的功能性系统，能够实现起重机的支撑和平衡。

汽车起重机支腿结构液压支腿的几种形式
1.单支腿结构：单支腿结构是最简单的液压支腿形式，它由一个液压
支柱和一个支腿组成。

支柱通过液压系统控制，可以实现液压缸的伸缩，
从而调整支腿的高度。

这种结构形式适用于吊臂较短、起重能力较小的小
型汽车起重机。

2.两支腿结构：两支腿结构是常见的汽车起重机液压支腿形式，它由
两个液压支柱和两个支腿组成。

两个支柱可以独立控制，分别调整两个支
腿的高度，以保证机身的平衡和稳定性。

这种结构形式适用于起重能力较
大的中型汽车起重机。

3.四支腿结构：四支腿结构是用于大型汽车起重机的常见液压支腿形式。

它由四个液压支柱和四个支腿组成，每个支柱可以独立控制，以调整
相应支腿的高度。

四支腿结构能够提供更好的平衡和稳定性，确保起重机
在起重时不会倾斜或晃动。

4.可伸缩支腿结构：可伸缩支腿结构是一种特殊的液压支腿形式，它
可以根据工作环境的需要调整支腿的长度。

这种结构通常由多段组合而成，每段的长度可以通过液压系统的控制实现伸缩。

可伸缩支腿结构适用于在
不同地形、不同高度的工作环境中使用的汽车起重机。

总的来说，液压支腿的结构形式多样，不同形式适用于不同类型和规
格的汽车起重机。

通过液压系统的控制，可以灵活调整支腿的高度和长度，以提供更好的支撑和稳定性，保证起重机的安全和效率。

汽车起重机液压系统在吊车将物体调起回升工作过程中发挥关键性的作用。

为了保证汽车起重机液压系统的工作的稳定性，吊车司机在实际操作中要做到液压系统的分流方式之间转换的流畅。

只有保证这个的前提下，才能保证汽车起重机在工作全程中的安全性。

汽车起重机液压系统的稳定型设计液压系统的启动升起的过程，是根据调整液压油泵和换向按键来实现调速的；这样既能确保液压机的正常工作又不容易发生意外情况。

这种设计既简易又安全可靠，也可保持起吊机构工作速度的细调。

为了稳定操作过程中液压传动系统，有效的开展吊装工作，往往在传送过程中对液压设备的马达供油系统进行调整。

当吊车起重操作系统的升起力度较大时，还要应用到马达降速作用来开展适度的调整，具体的实际操作中还会应用到作用力降低设。

液压系统一般情况下，吊车厂家的液压传动由起升机构，回转机构，变幅机构，伸缩机构和支腿部分等构成。

液压传动系统中的执行机构是根据阀门来完成控制的，换向阀的阀芯和阀体之间会存在这一些缝隙，这会造成换向阀门內部出现泄漏，只是依靠换向阀门是不可能让执行机构在处在不工作状况之下而不受外界影响的，因而还要运用单向阀来操纵液压油的流动，进而安全可靠地使操纵执行元件能停在某处而没受外界影响。

液压汽车起重机的回路设计汽车起重机回转回路的过程中的工作主要是由液压泵、换向阀、平衡阀、液压离合器和液压马达组成。

在这些过程中，回转回路可以充当是吊臂平移物体的功效。

但是在这操作过程中物体移动范围有限。

在采用低速大扭矩液压马达可以省去或减小减速装置，因此机构很紧凑。

但低速大扭矩液压马达成本高，使用可靠性不如高速液压马达，加之可以采用结构紧凑、传动比大的蜗轮传动，高速液压马达在起重机的回转机构中使用非常广泛。

所以总的来说，汽车起重机的回转机构设计为高速液压马达加装制动器的回转。

依据各起重机厂家回路的分析和试验总结，动力源采用双联齿轮泵，是由起重机发动机通过底盘上的分动箱驱动所造成的。

液压泵从油箱中吸油，输出的液压油经手动阀组输送到各个执行元件。

一：汽车起重机的工况分析根据起重机试验规范，以及很多操作者的实际经验，可确定表的三种工况，作为轻型汽车起重机的典型工况。

设计液压系统时要求各系统的动作能够满足这些工况要求。

二:汽车起重机对液压系统的要求根据汽车起重机的典型工作状况对系统的要求主要反映在对以下几个液压回路的要求上。

1. 起升回路（1）能方便的实现合分流方式转换，保证工作的高效安全。

（2）要求卷扬机构微动性好，起、制动平稳，重物停在空中任意位置能可靠制动，即二次下滑问题，以及二次下降时的重物或空钩下滑问题，即二次下降问题。

2. 回转回路（1）具有独立工作能力。

（2）回转制动应兼有常闭制动和常开制动（可以自由滑转对中），两种情况。

3. 变幅回路（1）带平衡阀并设有二次液控单向阀锁住保护装置。

（2）要求起落臂平稳，微动性好，变幅在任意允许幅值位置能可靠锁死。

（3）要求在有载荷情况下能微动。

（4）平衡阀应备有下腔压力传感器接口，作为力矩限制器检测星号源。

4. 伸缩回路本机伸缩机构采用三节臂（含有两个液压缸），由于本机为轻型起重机为了使本机运用广泛，实现各节臂顺序伸缩。

各节臂能按顺序伸缩，但不能实现同步伸缩。

5. 控制回路（1）为了使操纵方便总体要求操纵手柄限制为两个。

（2）操纵元件必须具有45°方向操纵两个机构联动能力。

6. 支腿回路（1）要求垂直支腿不泄漏，具有很强的自锁能力（不软腿）。

（2）要求前后组支腿可以进行单独调整。

（3）要求支腿能够承载最大起重时的压力，并且有足够的防倾翻力矩。

（4）起重机行走时不产生掉腿现象。

三：汽车起重机液压系统的工作原理总成1支腿收放回路由于汽车轮胎支撑能力有限，且为弹性变形体，作业时很不安全，故在起重作业前必须放下前、后支腿，用支腿承重使汽车轮胎架空。

在行驶时又必须将支腿收起，轮胎着地。

为此，在汽车的前、后两端各设置两条支腿，每条支腿均配置有液压缸。

如图前支腿两个液压缸同时用一个三位四通手动换向阀7控制其收、放动作，而后支腿两个液压缸则用另一个三位四通手动换向阀11控制其收、放动作。

优秀论文审核通过未经允许切勿外传目录引言............................................................................................................................................正文............................................................................................................................................1.1 液压传动系统的特点.........................................................................................1.2 液压传动应用于汽车起重机上的优缺点 ........................................................2 汽车起重机总体方案设计 ...........................................................................................2.1 传动型式的选定.................................................................................................2.2 动力装置的选定.................................................................................................2.3 起升机构液压油路方案设计 ............................................................................2.4 支臂控制机构液压油路方案设计 ....................................................................2.5 回转机构液压油路方案设计 ............................................................................2.6 支腿机构液压油路方案设计 ............................................................................3 起重机液压系统元件的选择 ......................................................................................3.1汽车起重机液压系统功能、组成和工作特点 ...............................................3.2 典型工况分析及对系统的要求 (1)4 起重机各液压回路组成原理和性能分析 (1)4.1 汽车起重机典型液压系统原理图 (1)4.2 起升回路 (1)4.3 变幅回路 (1)4.4 伸缩回路 (1)4.5 回转回路 (1)4.6 支腿回路 (1)4.7 制动回路 (1)5 起重机液压系统的常见故障及预防 (2)5.1 起重机液压系统的主要故障 (2)5.2 汽车起重机液压系统故障的预防 (2)5.3 起重机液压系统故障的排除 (2)结论 (2)致谢 (2)参考文献 (2)引言汽车起重机是各种工程建筑广泛应用的起重设备,是用来对物料进行起重、运输、装卸或安装等作业的机械设备，在工业和民用建筑中作为主要施工机械而得到广泛运用。

图是Q2-8 型汽车起重机外形简图。

它由汽车1 , 回转机构2 , 前、后支腿3 , 吊臂变幅液压缸4 , 吊臂伸缩液压缸5 , 起升机构6 和基本臂7 组成。

它能以较高速度行走, 机动性好;又能用于起重。

它在起重时, 动作顺序为: 放下后支腿→放下前支腿→调整吊臂长度→调整吊臂起落角度→起吊→回转→落下载重→收起前支腿→收起后支腿→ 起吊作业结束。

最大起重力80kN ( 幅度3m) , 最大起重高度11 .5m。

汽车起重机的工作特点是各执行元件动作简单、位置精度不高, 但动作互不影响。

它作为起重用, 常工作在有冲击、振动, 温度变化大和环境差的条件下, 所以要求液压系统工作压力为中、高压, 安全性要好。

Q2-8 型汽车起重机液压系统如所示。

它主要由支腿收放、回转机构、吊臂伸缩、吊臂变幅和起升机构5 个局部油路组成。

液压泵由汽车发动机通过装在汽车底盘变速箱上的取力箱驱动。

液压泵、滤油器11、安全阀3、开关10、多路换向阀1 和支腿液压缸都装在回转机构以下(下车部分)。

其他液压元件和油箱都装在回转机构以上(上车部分) , 兼作配重。

上车和下车油路通过中心回转接头9 连通。

阀组1 和2 都是M 型中位机能的串联多路换向阀。

系统所有执行元件都不工作时, 液压泵输出的压力油经各换向阀中位回油箱卸载。

系统有1个以上执行元件工作时, 液压泵输出的压力油依次流经前支腿、后支腿、回转机构、伸缩缸、变幅缸和起升机构回路的执行元件或换向阀中位(该回路不工作时) 回油箱。

此时, 液压泵不卸载, 操作者可操作一个换向阀, 使单个执行元件动作; 也可同时操作几个换向阀, 使几个执行元件在不满载的条件下同时动作。

1 .支腿收放在起重作业时, 必须放下支腿, 使汽车轮胎架空, 以免受重负载。

在汽车行驶时, 必须收起支腿。

汽车后轮的前、后各备有一对支腿, 每个支腿靠一个液压缸驱动收放, 靠一对液控单向阀(也叫双向液压锁) 保压维持其收放位置, 防止起重作业过程中由于液压缸上腔泄漏而发生“软腿”现象; 也防止汽车行走过程中由于液压缸下腔泄漏而造成支腿自行下落。

起重机液压支腿回路工作过程起重机液压支腿回路是起重机的重要组成部分，它通过液压系统来实现支腿的升降、稳定和固定等功能。

下面将详细介绍起重机液压支腿回路的工作过程。

1. 回路结构起重机液压支腿回路由液压泵、液压缸、液压阀、液压油箱等组成。

液压泵负责提供动力，将液压油从油箱中抽吸并加压送入液压缸，液压阀则控制液压油的流向和压力，以实现支腿的升降和稳定功能。

2. 支腿升降过程当需要升起支腿时，操作人员通过操纵控制台上的按钮，使液压泵启动。

液压泵开始工作后，将液压油从油箱中抽吸并加压，然后通过液压阀控制进入液压缸。

液压缸受到液压油的推动，活塞向上运动，从而使支腿升起。

当支腿抬至所需高度时，操作人员停止液压泵的工作，液压油停止进入液压缸，支腿保持在升起的状态。

3. 支腿稳定过程支腿升起后，为了保证支腿的稳定性和支撑能力，液压支腿回路还需要进行稳定处理。

在升起过程中，液压缸内的液压油通过液压阀的调节，使液压油在液压缸两侧产生一定的压力差，从而使支腿保持稳定。

液压阀还可以根据需要调节液压油的流量，以控制支腿的升降速度。

4. 支腿固定过程当支腿达到所需高度且稳定后，需要将支腿固定在地面上，以保证起重机的安全运行。

液压支腿回路通过液压阀的控制，将液压油的流向改变，使液压缸两侧的液压油互相封锁，从而固定支腿。

此时，即使液压泵停止工作，支腿仍然能够保持在固定的状态。

5. 故障保护在液压支腿回路中，液压阀起到了重要的保护作用。

当液压支腿回路发生故障或工作异常时，液压阀会自动切断液压油的流向，以避免进一步的损坏或事故发生。

此外，液压支腿回路还配备了压力传感器和温度传感器等装置，用于监测液压系统的压力和温度，以确保系统的安全运行。

总结起来，起重机液压支腿回路通过液压泵、液压缸、液压阀等组成，实现了支腿的升降、稳定和固定等功能。

它通过液压油的流动和压力控制，使支腿能够按照需要升降、保持稳定，并能够固定在地面上。

液压支腿回路还具有故障保护功能，能够及时切断液压油的流向，以确保系统的安全运行。