履带式起重机液压系统总体设计.zip

I 摘要摘要 履带起重机是一种广泛应用于港口、水电、铁路及石油化工等大型工程项 目中的移动式起重机械，主要由行走驱动系统、起升系统、回转系统以及变幅 等系统组成。履带式起重机因存在机动性差的缺点，在小吨位起重机市场上已 逐步被汽车起重机所取代，但履带式起重机相对于汽车起重机具有后者所无法 替代的臂长、起重力矩、带载行驶能力及适应恶劣地面的能力等优势，且近年 来随着履带式起重机的自拆装功能越来越完善，其工作效率得到大幅度的提高， 因此在大吨位的起重机市场中，履带式起重机得到广泛的发展与应用。 起重机的液压系统作为履带起重机的重要组成部分，也随着履带起重机技 术和液压技术的的发展而不断进步。 关键词：关键词：履带起重机；变幅；驱动系统 II Abstract Crawler crane is a widely used in ports, utilities, railways and petrochemical and other large projects in the mobile crane, mainly by driving systems, lift systems, Rotary, and the percentage changes and other system components. Track type crane due to exists mobility poor of shortcomings, in small tonnage crane market shng has gradually was car crane by replaced, but track type crane relative y car crane has which by cannot alternative of arm long, and lifting torque, and with contains driving capacity and the adapted bad ground of capacity, advantage, and in recent years with track type crane of since disassembly function increasingly perfect, its efficiency get substantially of improve, so in big tonnage of crane market in the, track type crane get widely of development and application. Crane hydraulic crawler cranes as an important component of the system, also with the development of crawler crane and hydraulic technology and continuous improvement. Keywords: crawler crane; change; driving system III 目录目录 第一章 绪论.1 1.1 引言.1 1.2 履带式起重机概述.2 1.2.1 履带式起重机的分类.2 1.2.2 液压履带起重机的发展概况.2 第二章 履带起重机的液压系统的总体设计.6 2.1 技术要求.6 2.2 履带式起重机的组成.6 2.3 履带式起重机液压系统的概述.9 2.3.1 起升液压系统.9 2.3.2 行走液压系统.10 2.3.3 回转液压系统.12 第三章 履带起重机的液压系统的回路设计.15 3.1 起升液压系统的设计.15 3.1.1 起升液压系统的设计及工作原理.15 3.1.2 起升液压系统的设计计算.16 3.2 行走液压系统的设计.19 3.2.1 行走液压系统的设计.19 3.3 回转液压系统的设计.21 3.3.1 回转液压系统的设计.21 3.3.2 回转液压回路的设计计算.22 3.4 变幅液压系统的设计.24 3.4.1 变幅液压系统的设计.24 3.4.2 变幅伸缩回路的设计计算.25 3.5 液压阀的选择.28 3.6 液压辅助元件选择.29 第四章 系统各回路性能计算.32 IV 4.1 系统各回路功率计算.32 4.2 液压系统的发热验算.32 4.2.1 工作循环周期 T .32 4.2.2 油泵损失所产生的热能 H.33 4.2.3 油箱散热量.34 致 谢.36 参考文献.37 0 第一章第一章 绪论绪论 1.1 引言引言 履带起重机是一种广泛应用于港口、水电、铁路及石油化工等大型工程项 目中的移动式起重机械，主要由行走驱动系统、起升系统、回转系统以及变幅 等系统组成。履带式起重机因存在机动性差的缺点，在小吨位起重机市场上已 逐步被汽车起重机所取代，但履带式起重机相对于汽车起重机具有后者所无法 替代的臂长、起重力矩、带载行驶能力及适应恶劣地面的能力等优势，且近年 来随着履带式起重机的自拆装功能越来越完善，其工作效率得到大幅度的提高， 因此在大吨位的起重机市场中，履带式起重机得到广泛的发展与应用。 履带起重机是将起重作业部分装在履带底盘上、行走依靠履带装置的流动 式起重机，可以进行物料起重、运输、装卸和安装等作业。履带起重机具有接 地比压小、转弯半径小、可适应恶劣地面、爬坡能力大、起重性能好、吊重作 业不需打支腿、可带载行驶等优点，并可借助更换吊具或增加特种装置成为抓 斗起重机、电磁起重机或打桩机等，实现一机多用，进行桩工、土石方作业， 在电力建设、市政建设、桥梁施工、石油化工、水利水电等行业应用广泛。履 带起重机的带载行驶、臂长组合多、起重性能好、作业高度和幅度大是其独有 的无与伦比的优势，具有其他起重设备无法替代的地位。随着我国经济的高速 发展，国家基本建设的规模越来越大，需要吊运的物品的质量、体积和起升高 度都越来越大，履带起重机愈来愈显示其优越性，市场容量迅速上升，引起了 国际知名厂商的关注，国内起重机行业也兴起了履带起重机开发热潮。 自 20 世纪 40 年代液压技术已较普遍地用于起重机、机床及工程机械。由 于液压传动具有功率密度高，易于实现直线运动、速度刚性大、便于冷却散热、 动作实现较为容易等突出的优点，在工程机械中得到了广泛的应用, 使工程机 械的作业精度及发动机的功率利用率有了显著提高。 起重机的液压系统作为履带起重机的重要组成部分，也随着履带起重机技 术和液压技术的的发展而不断进步。 1.2 液压履带起重机概述液压履带起重机概述 1.2.1 履带式起重机的分类履带式起重机的分类 履带式起重机是一种依靠履带装置行走的移动式起重机械,在港口、水电、 1 石油化工等行业有着广泛的应用。液压履带起重机主要由臂杆部分、机台、行 走、起升和回转部分等组成。由于履带式起重机具有起重能力相对较大、而接 地比压小,转弯半径小,可带载行走以及工况组合高度可自由更换等优点,在各种 起重作业中被广泛应用。 一般情况下,可将履带式起重机分为:全开式液压履带起重机、全闭式液压履 带起重机和开闭式混合液压履带起重机三类。以上几种液压系统的应用范围各 不相同：一般在中小吨位的起重机中,由于开式系统具有安全性好、可拓展 节能性较好、成本低等优势而得到了广泛的应用;闭式液压系统具有电气控制性 能好、结构简单、易于布置等优点,但由于其安全性能受电控系统可靠性的限制 且应用成本较高,该类系统仅在国外一些企业的大吨位产品中应用较广；目前在 国内外的大多数履带式起重机生产商中,大吨位的履带起重机多采用开闭式混合 的液压系统,即回转等子系统采用闭式,而较为关键的起升系统绝大多数都采用开 式液压系统。 图 1-1 履带式起重机 1.2.2 液压履带起重机的发展概况液压履带起重机的发展概况 我国的履带式起重机研制工作起于 20 世纪 80 年代,虽然发展历程还不足 30 年,但却有着极高的发展速度。2008 年,国内起重机行业的总销量超过 30000 台, 其中履带式起重机的总销量达到 1500 台,同比增长高达 111%之多。近年来,随着 中国城镇化进程的加速以及能源、风力、高铁等重大工程项目的纷纷上马,强劲 的市场需求必将引导着中国的起重机行业朝着大型化的方向发展。尽管国内起 重机行业有着良好的发展前景,但由于液压元件和电气设计软件等关键技术的缺 失以及创新能力的不足,己使不少业内人士察觉到了潜藏在起重机行业内的危机。 2 以履带式起重机为例,不足 30 年的飞速发展历程,在造就国内一批知名企业的同 时,也形成了十几家低水平制造企业。国内履带式起重机产品不仅科技含量低于 国外知名企业,同质化问题也较为严重。 除以上内部因素之外,起重机行业外部因素的变化所带来的影响也不容忽视。 随着国内市场的开放,该行业内的众多国际知名企业,如美国特雷克斯、德国利勃 海尔、美国马尼托瓦克的产品纷纷登陆中国市场,使原本己很激烈的市场竞争变 得更加残酷。这些公司的产品已形成系列化,不仅科技水平含量高于国内产品,更 是取得了较高的市场占有率。 以上诸多内外因素己给我国传统起重机行业的发展带来了巨大的挑战。鉴 于行业形势的紧迫性与严峻性,为了设计、生产出具有中国特色的高科技含量的 产品,提高产品在国内甚至国际市场的竞争力,国内相关履带式起重机企业纷纷加 大技术研发投入的比重,进行多种技术路线的突破性尝试,力争提高产品科技含量,摆 脱以往产品的低价位、低水平、功能满足型的低端形象。近年来,国内履带式起 重机行业在中小吨位产品上实现了突破,国产品牌的市场占有率较高,更有部分企 业的产品己经可以实现批量出口。然而,由于国内相当一部分企业在新技术应用 上的准备不足,特别是液压泵阀等上游产业工艺质量水平的限制,在大吨位产品的 市场上,国产产品仍未能实现真正意义上的突破。为此,在新技术工艺的应用、产 品性能的提高以及零部件系列等方面取得实质性的突破,己成为国内企业发展的 首要任务。 1.3 液压履带起重机液压技术现状及发展趋势液压履带起重机液压技术现状及发展趋势 随着国家工业经济建设的发展,特别是建筑和安装施工行业的发展,作为主要 施工设备的工程机械在国家建设中发挥着越来越重要的作用。由于液压传动具 有功率密度高,易于实现直线运动、速度刚性大、便于冷却散热、动作实现容易 等突出优点,因而在工程机械中得到了广泛的应用。据统计,目前 95%以上的工程 机械都采用了液压技术,工程机械液压产品在整个液压工业销售总额中占 40%以 上,现在采用液压技术的程度己成为衡量一个国家工业水平的重要指标。最初,为 了解决机械司机在回转转向时遇到阻力大,速度慢等问题,从而引入了液压系统。 液压技术发展大致经历了以下几个时期: (l)初期发展时期 20 世纪 40-50 年代是工程机械液压技术发展的初期阶段。 3 在这一时期,人们只是将简单的液压元件和液压系统应用到工程机械上,来解决其 它方式比较难以实现的问题(如执行器的直线运动等)。这一时期,由于各种条件 都不成熟,设备性能不高,所以整个系统的工作压力比较低,一般在 2-7MPa。 (2)高速发展时期 工程机械液压技术的应用在 20 世纪 60 年代进入了高速 发展时期。这一时期液压系统的主要特点是高速、高压化(系统压力提高到 20MPa)。系统压力的提高使得液压传动功率密度大幅度增加(如液压泵功率重量 比由 50 年代的 1/3kw/kg 提高到了 2kw/kg),液压元件的重量明显下降。液压技 术的应用逐渐由工程机械工作装置扩展到转向系、行走系、传动系和制动系。 在这一时期,人们研制出了全液压挖掘机和叉车等工程机械。液压技术趋于成熟。 (3)重视环境时期由于泵的工作体积与吸、压腔的转换会导致容腔压力急剧 变化,而这个变化传给泵体就形成噪声。因此,高速、高压的结果必然导致噪声。 试验证明:液压泵压力或排量每增加一倍,其