图5.1变幅液压缸的工作示意图

全液压汽车起重机的变幅机构使用液压缸来驱动动臂变幅。液压缸的布置形式有三种，分别是前倾式、后倾式和后拉式。前倾式如图4.1所示。因液压缸前倾，其对动臂作用力臂较长，变幅缸的推力可以较小些，故缸径较小。因臂的悬臂长度较短，对臂受力有利。大多数全液压汽车起重机都采用此布置形式[4]。

图5.2变幅液压缸的几何示意图

变幅机构三铰点的几何关系简化成ΔABC （见图4.2）。AB为油缸，A、B点为变幅油缸在转台和吊臂上的铰点OO1为起重机的回转中心线。当在工作幅度R吊起载荷Q时，对吊臂后铰点C的平衡方程式为：

FPh?Q(R?a)?GBlBcos??SeFPh?Qlcos??GBlBcos??Se式中：FP—变幅油缸推力；

Q—工作负载的重量；

h—变幅油缸推力对吊臂铰点C的力臂；

(5-1) ?—吊臂的仰角；

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l—吊臂的长度；

GB—吊臂的重量；

lB—吊臂的重心距C点的距离；

S—起升绳的拉力；

e—随?角变的起升绳到铰点C的距离。 因为Se <

FPh?Qlcos??GBlBcos?

式（5-2）表明，当起重机的额定载荷Q确定后，油缸的推力FP是仰角α和力臂h的函数。仰角?和力臂h是由变幅机构三铰点的几何形装决定的，即ΔABC的形状决定油缸推力FP。

(5-2)

2变幅机构三铰点合理几何形状的分析

图4.3变幅机构的铰点三角形

前支式变幅机构的铰点ΔABC中，令液压缸全缩时长l0，全伸时长l，即有

l??l0，其中?为变幅液压缸的伸缩比，液压缸全缩时，吊臂仰角为0°，液压缸

全伸时，吊臂仰角为?，?max=80°。

设铰点C与A的距离为p，?为油缸与铰接点AC间的夹角，则在变幅过程中，油缸推力FP对C点的力臂h有：

h?psin?

(5-3) 当??900时，在△ABC中h=p。取

K?h p则有K?sin?

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因为sin?≤1，则K≤1。用作图法可得到随吊臂仰角?变化的??h、??K、

??M、曲线，它反应变幅过程中油缸的推力变化情况。

设变幅油缸全缩时为单位长，即l0?1，则一般全伸时l???1.8，吊臂仰角?由0°变到80°，能满足此变幅油缸的铰点A布置可有轨迹ad（见图5.4），例如取三种状态：

取p=0.7时铰点三角形为△A1B1C 取p=0.62时铰点三角形为△A2B2C 取p=0.62时铰点三角形为△A3B3C

图5.4铰接点A的运动轨迹

图5.5、图5.6是按三个不同的三角形用作图法得到的??h、??K曲线。

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图5.5??h图

图5.6??K图

这三个三角形的比较如下表5.1。

表5.1不同变幅铰点比较

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