【正文】 件對吊臂進行三維建模。 起重機械是用來對物料進行起重、運輸、裝卸和安裝作業(yè)的機械。起重機工作時，各機構經常是處于啟動，制動，正向，反向，等相互交替的運動狀態(tài)之中。 在公路、橋梁、水利電力等建設施工中，起重機的使用范圍更式極為廣泛，無論式裝載設備器材，吊裝廠房構件，安裝電站設備，調運澆筑混凝土，模板，開挖廢渣及其它建筑材料等均需使用起重機械，尤其式水電工程施工，不但工程規(guī)模浩大，而且地理條 件特殊，施工季節(jié)性強，工程本身又很復雜，而且吊裝搬運的設備，建筑材料量大品種多。但是總體來說，中國的汽車式起重機產業(yè)始終走著自主創(chuàng)新的道路，有著自己清晰的發(fā)展脈絡，尤其是進幾年，中國的汽車式起重機產業(yè)取得了長足的發(fā)展，雖然與國外相比還有一定的差距，但是這個差距正在逐漸的縮小。近幾年，中國汽車式起重機產業(yè)除了一家較小的公司與日本起重機品牌廠家合資以外，其余廠家一直在追趕國外先進水平的進程中，一直堅持自主的技術創(chuàng)新道路，基本上沒有整體引進國外技術的做法，也使的中國汽車式起重機產業(yè)在達到和接近國際先進水平的同時，在產品技術上有明顯的中國特質。通過先導比例手柄實現比例輸送多種負荷的無級調速，有效防止起重作業(yè)時的二次下滑現象，極大的提高了起重作業(yè)的安全性、可靠性和作業(yè)效率。 二〇一三屆機械設計制造及其自動化（工程機械）專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 5 國內汽車起重機發(fā)展趨勢 我國的汽車式起重機的生產企業(yè)要想在本領域生存與發(fā)展，需要做的事情還很多，由于市 場需求的增大，也要求生產企業(yè)不斷創(chuàng)新，在保證起重機性能的基礎上還要不斷開發(fā)出更大噸位的新產品，滿足市場的需求。 （ 2）增大起重力矩。 （ 4）全力打造自己的品牌。 （ 5）開創(chuàng)自我空間占領市場。 XXX： QY16 汽車起重機工作裝置設計 6 汽車起重機的市場主要集中在東亞、北美和歐洲。 （ 2） 大噸位產品為主，利勃海爾公司占銷售額的 70%～ 80%式 100 噸以上的產品。 （ 2） 多系列生產，中大噸位居多。而生產量則是日本的多田野和藤加最多。 1990 年，日本多田野兼并了德國法恩公司等。 國外汽車起重機發(fā)展趨勢 （ 1）設計、制造的計算機化、自動化 二〇一三屆機械設計制造及其自動化（工程機械）專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 7 近年來，隨著電子計算機的廣泛應用， 許多國外起重機制造商從應用起重機輔助設計系統（ CAD），提高 到應用計算機進行起重機的模塊設計。 3 ㎜，高于 1mm 的精度需另加定位系統。 起重機的距離檢測防撞裝置，采用無線電信號型的防撞裝置，防撞系 統由三相系統組成，用來監(jiān)控起重機前端行使距離，一般首先發(fā)出信號警示，接著將大車車速減小到 50%，最后切斷電機電源，將大車制動。 國外起重機的未來發(fā)展之路是走向專業(yè)化，標準化，和系列化，只有這樣才能最快的制造和裝配出品種多樣化的產品 XXX： QY16 汽車起重機工作裝置設計 8 AutoCAD 軟件的介紹 CAD （ Computer Aided Design ）的含義是指計算機輔助設計，是計算機技術的一個重要的應用領域。這些領域中包括建筑、機械、測繪、電子以及航空航天等。 (3)可以采用多種方式進行二次開發(fā)或用戶定制。 通過計算確定基本參數，對各節(jié)臂的尺寸進行確定，對臂的鉸點進行確定?；颈凼瞧鹬貦C的最主要的部件，它的優(yōu)劣直接關系到起重機的性能，所以加大對汽車式起重機的基本臂結構設計的研究，努力創(chuàng)新和借鑒外國經驗是當務之急 。伸縮臂、變幅和支腿油路中，均裝有平衡閥和液壓鎖，可以防止發(fā)生墜臂和由于支腿縮回而發(fā)生的翻車事故。 圖 QY16 汽車起重機外形 圖 汽車起重機液壓系統示意圖 1可調式節(jié)流閥 2主操縱閥 3制動閥 4回轉液壓馬達 5伸縮液壓缸 6平衡閥 7變幅液壓缸 8卷筒液壓馬達 9卷筒制動液壓缸 10單項阻尼閥 1 15支腿液壓缸 12穩(wěn)定器液壓缸 13旋閥 14雙向液壓鎖 16主液壓泵 17安全閥 二〇一三屆機械設計制造及其自動化（工程機械）專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 11 18支腿操縱閥 19中心回轉接頭 表 QY16 汽車起重機額定起重量 QY16 汽車起重機吊臂主要技術參數 汽車起重機的吊臂是起重機最重要的部分，起重機是利用吊臂頂端的滑輪組支承卷揚鋼絲繩懸掛重物，利用吊臂的長度和傾角的變化改變起升高度和工作半徑。隨著汽車起重機的發(fā)展，現在大部分的汽車起重機主吊臂都是箱型結構，只有少部分是桁架結構。 二、汽車起重機的吊臂伸縮原理 （一）汽車起重機的吊臂伸縮形式有以下幾種： 順序伸縮機構 伸縮臂的各節(jié)臂以一定的先后次序逐節(jié)伸縮。 （二）汽車起重機按伸縮機構的技術分，可以分為無銷全液壓伸縮機構和自動插銷式伸縮機構。 多液壓缸加一級繩排的特點是最末一節(jié)伸縮臂采用鋼絲繩伸縮，其它伸縮臂采用多級缸或多個單級缸或多級缸和單級缸套用等方式直接 用油缸伸縮。 自動插銷式伸縮機構采用單缸、互鎖的缸銷和臂銷、精確測長電子技術，其優(yōu)點是重量輕，對整機穩(wěn)定性的影響最小，伸縮速度較快、吊臂截面變化小、吊重剛度好，但技術難度大，成本較高，臂長種類少。 (1) 額定起重量 : 汽車起重機額定起重量是在各種工況下安全作業(yè)所容許起吊重量的最大質量值，包括取物裝置重量。 (4) 起升高度 : 吊鉤起升到最高位置時，鉤口中心到支撐地面的距離。 QY16 汽車起重機吊臂主要參數 最大額定起重量 (KN) : 170 最大起重量力矩 (KN ? m): 706 基本臂長度 (m) : 10 全伸臂長度 (m): 31 主臂節(jié)數 : 4 主臂最大起升高度 (m) : QY16 汽車起重機的工作級別 (1) 起重機利用等級 起重機在有效工作期間有一定總工作循環(huán)數，起重機作業(yè)的工作循環(huán)是從準備其吊物品開始到下一次起吊物品為止的過程。參見《起重機設計手冊》不同類型起重機使用壽命表，如表 所示，可知 Y=12年。 根據以上計算所得出的數據， Q= 105 (次 ) 參見《起重機設計手冊》起重機利用等級表，如表 所示，可以選擇起重機的利用等級為 5U ，起重機的 使用情況為 ，經常中等的使用。 表 起重機的載荷狀態(tài)及其名義載荷譜系數 QK 載荷狀態(tài) 名義載荷譜系數 說明 1Q — 輕 很少起升額定載荷，一般起升輕微載荷 2Q — 中 有時起升額定載荷，一般起升中等載荷 二〇一三屆機械設計制造及其自動化（工程機械）專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 15 3Q — 重 經常起升額定載荷，一般起升重載荷 4Q — 特重 頻繁的起升額定載荷 (3) 起重機工作級別的確定 劃分起重機的工作級別，是為了對起重機 金屬結構和機構設計提供合理的基礎，它能使起重機勝任它需要完成的工作任務，起重機的工作級別是根據起重機的利用等級和起重機的載荷狀態(tài)而確定，根據《起重機設計手冊》中，起重機工作級別的劃分，如表 所示，可以確定，此汽車式起重機的工作級別為 A4。 失穩(wěn)可能發(fā)生在兩個方面上，或與行駛軌跡平行，或與行駛軌跡垂直這兩種狀態(tài)下的穩(wěn)定性，我們分別稱之為縱向行駛穩(wěn)定性和橫向行駛穩(wěn)定性。主要原因是轉彎速度大、半徑小，產生較大離心力，或在橫坡或路面傾斜的道路上行駛時，速度過快所致。 （ 1）傾覆線 傾覆線是最外側支腿或輪胎的連線如果起重機發(fā)生傾翻，一般都是沿臂架所在方向的傾覆線傾翻。一般情況下，后方的穩(wěn)定性大于側方，側方的穩(wěn)定性大于前方。 。由于此次設計的 QY16 型汽車式起重機的起升高度為 米，參見表 ，選擇吊臂的節(jié)數為 4。 式中： H— 基本臂的起升高度， H=。 h— 根部鉸點離地距離，參見徐州重型的 h值，取 h=。即 39。0 m i n 0 1c o s ( ) s i n 1 0 . 8 c o s 5 6 3 1 . 7 3 ( )e l R e e m??? ? ? ? ? ? ? ? （式 ） 得出吊臂根部離鉸點的距離 e=。 將最大起升高度 1H 帶入公式得出主吊臂最大長度 maxl 。4339。2L 39。= L’ = 從而得到外伸長度 ????? aLLLL 39。il +39。39。但是，太短將搭接部分反力增大了，引起搭接部分吊臂的蓋板或側板局部失穩(wěn)，同時，也是吊臂的間隙變形增大。 ????????? iiii LLaLLLi （式 ） 因此前后兩節(jié)臂有這樣的 acll ii ??? ?0 10 關系， 由式 帶入 可得， cllall iiii ????? ?? 139。 139。下地板一般做的臂上底板后些，一方面可以使截面中性軸下移，從而減少下底板上的壓縮應力，一方面滿足下底板局部應力的需要，為了減輕自重，吊臂應盡量做成等強度式梁。吊臂下截面做成圓形或其它折線狀（即槽形和六邊形），都是為了提高下底板的抗局部失穩(wěn)的能力，和減小側板的計算寬度，這樣一來可以采用更薄的鋼板，而充分利用鋼板的強度，特別在采用高強度鋼材時。以相同起重能力為條件，以矩形截面為比較標準，將其它截面的截面面積的下降百分比數（即耗鋼量）列于表 中。吊臂截面尺寸如下圖所示， 二〇一三屆機械設計制造及其自動化（工程機械）專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 21 圖 吊臂截面尺寸示意圖 根據公式 1l = 2l + 2l ， 四節(jié)的尺寸依次為： 455660、 420600、 3855 350480 （ mm） 表 QY16 汽車起重機截面尺寸 單位（ mm） L h δ 1 δ2 基本臂端 590 670 6 7 一伸臂端 496 623 6 7 二伸臂端 454 582 5 6 三伸臂端 340 537 5 5 XXX： QY16 汽車起重機工作裝置設計 22 第四章 臂架計算 載荷的確定和組合 臂架的支撐情況 :根部與回轉平臺由水平銷軸聯接，可以在垂直平面 (變幅平面 )內自由轉動。因吊臂可伸縮，可不驗算非工作狀態(tài)下的強度。xM 、 39。1 ????? ?? 1211 2)( bZbbxb MbS ???? ??????? yyLxx WMWMAN 39。3 ????? ?? XXX： QY16 汽車起重機工作裝置設計 24 yyLxx WMWMAN 39。時取 :在吊臂仰角大于 60186。yM ＝ 39。 圖 塊上集中力對下蓋板引起的局部彎曲 )2c o s (1)2c o s (1lo g4131 2????????babapbm???????? 式中 :γ :材料泊桑比 a:導向滑塊中心離側板中心的距離 P:導向滑塊傳遞的集中力 因為是局部的，一般 a較小，故可忽略不計。下蓋板和腹板之間的支承即不是鉸接支承 (簡支 )，也不是固接支承，而是介于兩者之間的彈性嵌固支承。δ：板厚 , b：板寬 22111 )/( bKKcr ?? ???? 2b? ：剪應力單獨作用時的板局部失穩(wěn)的臨界應力。 n:安全系數，取 。 臨界應力： M P abKK crcr 5 5)1 0 0(19 211 ???? ????? ? M P abKK crcr 5 0 3)1 0 0。有可能在承載時，吊臂的某個板件喪失穩(wěn)定而發(fā)生局部翹曲變形，退出工作所以需要對翼緣板與腹板的局部穩(wěn)定性進行校核。 2K ：薄板穩(wěn)定系數： 0≤ ? 1 時： )( ?? ?K 1≤ ? 0 時： 22 ??? ??K 39。在腹板中 Ф＝σ 4/σ 1， 1Ф 0，由于壓縮應力大于拉伸應力那一側腹板比拉伸力大于壓縮應力的一側容易失穩(wěn)，所以校核壓縮應力大的一側。腹板存在拉、壓 及剪切應力 。11 ????? ??? kLL iiki ??? oxf :吊臂各節(jié)的側向間隙所造成的端部撓度 ε :每節(jié)臂搭接處的側向間隙，ε = oyf :吊臂在變幅平面內，各臂節(jié)的底部間隙所造成的端部撓度，因吊臂伸出后由于滑塊的負間隙造成吊臂上翹可消除間隙變形，故 oyf 可取 0 k:吊臂節(jié)數 k＝ 4 Li:i十 1 節(jié)臂插入 i 節(jié)臂的長度 α i:吊臂長度系數見圖 Si:截面處的剪力 截面位于吊臂各節(jié)兩端的搭接部分時 Si =H (L1+ L1+1+… + Lk )/ Li*。xM ＝ 39。4 ????? ?? hzhyh MbH ??? ??????? 22 式中 : N?? :為截面上的軸向壓力，α在吊臂仰角 45186。2 ????? ?? 2212 2)( bzbbxb MbS ???? ??????? yyLxx WMWMAN 39。則該截面上的壓、拉應力及剪應力 :