【正文】 ，而且已成為生產(chǎn)流水作業(yè)生產(chǎn)線上不可缺少的重要機(jī)械設(shè)備它的發(fā)展對(duì)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起著積極的促進(jìn)作用。因此必須選用一些大型的起重機(jī)進(jìn)行諸如鍋爐及廠房設(shè)備的吊裝工作。這些專門用途的起重機(jī)一般噸位較大，如用起吊閘門的龍門起重機(jī)，和固定卷揚(yáng)起重機(jī)，起到了工程起重機(jī)的作用，起重機(jī)在未來的國家建設(shè)當(dāng)中，還將起 到更大的作用。在不久的將來，我國的汽車式起重機(jī)行業(yè)一定會(huì)發(fā)展成為一個(gè)發(fā)展穩(wěn)定，市場化程度高的成熟產(chǎn)業(yè)。可通過軟件實(shí)現(xiàn)控制性能的調(diào)整，大幅度簡化控制系統(tǒng)，減少液壓元件，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具備了實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)診斷，遠(yuǎn)程控制的能力。 在走向國際市場的過程中，我國汽車式起重機(jī)產(chǎn)業(yè)近幾年品 質(zhì)水平的快速提高，也得到了國際擁護(hù)的高度肯定，由于產(chǎn)品使用規(guī)范， 用戶的專業(yè)素質(zhì)較高，出口產(chǎn)品的質(zhì)量反饋比在過內(nèi)有了明顯的減少，產(chǎn)品反映較好。 主要的發(fā)展趨勢應(yīng)該有以下幾點(diǎn)： （ 1） 擴(kuò)大產(chǎn)品的品種 。 （ 3） 增加起重機(jī)功能 。未來經(jīng)濟(jì)的 全球化以及由此引發(fā)的一系列問題，使得競爭手段從傳統(tǒng)的產(chǎn)品，價(jià)格等層次轉(zhuǎn)嫁到品牌的競爭上來。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 國外 汽車起重機(jī)發(fā)展概況 及發(fā)展趨勢 國外 汽車起重機(jī)發(fā)展概況 目前世界上約有百余家企業(yè)生產(chǎn)汽車起重機(jī)，但著名的也就右十余家，如美國的格魯夫、德國的利勃海爾 、徳馬克、日本加藤、多田野等。國外汽車起重機(jī)發(fā)展的主要特點(diǎn)可以歸納為：多品種生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高和一機(jī)多用。 （ 4） 專用配套件多，這以為歐洲發(fā)展汽車起重機(jī)的得天獨(dú)厚的條件。在保證產(chǎn)品性能和功能的前提下，大量采用通用配套件，而不強(qiáng)調(diào)追趕新技術(shù)，故產(chǎn)品可靠性較好。如 1984年，美國格魯夫公司收購了英國老牌企業(yè)科爾斯公司。目前國外的起重機(jī)企業(yè)主要是生產(chǎn)大噸位的起重機(jī)，而且有完善的設(shè)計(jì)體系，和一批先進(jìn)的研發(fā)人員，沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 不斷的進(jìn)行創(chuàng)新和完善。對(duì)起重機(jī)的改進(jìn)，只需更改幾個(gè)模塊；設(shè)計(jì)新的起重機(jī)只需新的不同模塊進(jìn)行組合，提高了通用化程度，可使單件小批量的產(chǎn)品，改成相對(duì)批量的模塊生產(chǎn)，能使較少的模塊形式，組合成不同規(guī)格的起重機(jī)，滿足市場的需求，增強(qiáng)了競爭 力。 遙控系統(tǒng)用于汽車式起重機(jī)及其他移動(dòng)式起重機(jī)械，這種系統(tǒng)包括在控制者身上的控制器，和安裝在起重機(jī)上的接收器 ，控制器具有電磁輻射發(fā)生器，接收器與作用在起重機(jī)傳動(dòng)裝置的操縱機(jī)械的轉(zhuǎn)換部 分相連。 由于鋼鐵工業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，剛才質(zhì)量得以提高，在設(shè)計(jì)起重機(jī)主梁強(qiáng)度時(shí)，可使用較高的許用應(yīng)力，而不需要較高的安全系數(shù)，以便減少起重機(jī)材料用量，從而降低設(shè)備的重量和價(jià)格，起重機(jī)配套的零部件 的制造也得益于新材料的不斷產(chǎn)生，使得起重機(jī)向更輕，更好的方向發(fā)展。為了開發(fā)世界空白的基于微機(jī)平臺(tái)的三維 CAD系統(tǒng)， 1993年P(guān)TC 公司的技術(shù)副總裁與 CV 公司的副總裁成立 SolidWorks 公司，并于 1995 年成功推出了SolidWorks 軟件，引起世界相關(guān)領(lǐng)域的一片贊嘆。公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以原來一千三百萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。 主臂運(yùn)動(dòng)方案的確定，大臂采用形式，伸縮方式以及鋼絲繩繞線方式等。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 2 50 噸汽車式起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)和工作級(jí)別 50 噸汽車式起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 起重機(jī)的技術(shù)參數(shù)表征起重機(jī)的作業(yè)能力，汽車式起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)包括 起重量、起升高度、幅度、起重力矩 等。所謂額定起重量是指起重機(jī)在各種工況下安全作業(yè)所容許的起吊重物的最大質(zhì)量的值，它是隨著 幅度的加大而減小的。起重機(jī)吊重行使時(shí)，起重臂必須前置。 （ 2） 起升高度 起升高度是指從地面或軌道頂面至取物裝置最高起生位置的鉛垂距離（吊鉤取取鉤環(huán)中心），單位為米。汽車式起重機(jī)起升高度的選擇按作業(yè)要求而定。 圖 起重機(jī)起升高度圖。 汽車式起重機(jī)有效幅度通常是指使用支腿工作，臂架位于側(cè)向最小幅度時(shí)，取物裝置中心鉛垂線至該側(cè)兩支腿中心連線的水平距離，它表示汽車式起重機(jī)在最小幅度時(shí)工作的可能性。 R，起重力矩一般用 t178。 3=150t178。 m。 工作循環(huán)次數(shù)除了可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，還可根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算： 53 6 0 0 B 3 6 0 0 1 3 ( ) 3 0 0Q = 3 . 7 4 1 0300YHT? ? ? ? ? ?? ? ?年 （ 天 ） 8 （ 小 時(shí) ） （ 次 ）（ 秒 ） （ ） 式中 : Y— 起重機(jī)的使用壽命以年計(jì)算，與起重機(jī)的類型、用途、環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)因素有關(guān)。 T— 起重機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間，設(shè)定為 T=300秒。 此次設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況 及汽車式起重機(jī)實(shí)際的使用情況，可根據(jù)表 QK =，即很少吊起額定載荷，一般起吊輕載荷。 表 起重機(jī)吊臂節(jié)數(shù) 最大起升高度 H(m) 10～ 15 16～ 19 20～ 29 30～ 40 吊臂節(jié)數(shù) K 3 2～ 3 3～ 4 4～ 5 吊臂跟部鉸點(diǎn)位置的確定 吊臂根部鉸點(diǎn)的位置與吊臂長度，起升高度和幅度有關(guān)。 b— 吊頭距滑輪組的最短距離， b=。 ? — 吊臂仰角，其值小于最大仰角 max? =80176。? =56176。所以取距離 e=。 ? ?01m a x ( ) ( ) s in ( 3 2 1 . 5 ) 2 . 4 3 7 . 5c o s s in 5 6H b h e elm?? ?? ? ? ??? ? ? （ ） 式中： H1— 最長主臂作業(yè)長度， H1=32m。 39。2l ﹑ 39。l 。 0l =01l + 0a =1l + 0a 而 0a = 2a + 3a + 4a + 5a =（ K1） a 將上式帶入式 （ ） 可得 maxl =0l （ K1） a +（ K1） l =01l +（ K1） 39。l =（ m）。 在第 i節(jié)臂退回后，除外露部分長度 a外，在前節(jié)（ i1）節(jié)臂中的長度 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(cè)板局部失穩(wěn)，同時(shí)，也是吊臂的間隙變形增大。il +39。 39。1il? +1il? +c 已知， 39。39。（ ca） =（ m） 03l =+2179。（ ca） =（ m） 01l =+4179。（ +） +（ 51）179。 采用雙作用液壓缸，其鉸點(diǎn)離回轉(zhuǎn)中心的距離 f 取沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 決于雙缸間的距離 B,可通過下式算得： 2222DBf ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? （ ） 由于回轉(zhuǎn)支撐裝置 D 和吊臂寬度 B 都與 起重能力有關(guān)，一般取 D=(～ )B。因?yàn)殂q點(diǎn)離滾道面的距離式構(gòu)造所定 ， 一般取 h? =。12OOO? 。 從而可以得出： ? =176。 39。12OO ，并帶入上述 2式并消去 12OO 、 39。 將上述值帶入式 ()得出 ： ? =0時(shí)， 2OO = ， ? =50時(shí)， 2OO = ， ? =40時(shí)， 2OO = ， 在 ? =40 時(shí)，比較接近中點(diǎn)值， 所以鉸點(diǎn)位置確定為： ? =40 時(shí)， 2OO = 或 ，在2OO =，根部鉸點(diǎn) 1O 的位置落在前方軌道上， 2OO =，根部鉸點(diǎn)落在后方軌道上 。有的為了減輕重量也可在側(cè)板上開大孔，并卷邊加強(qiáng)。梯形截面的橫向抗彎剛度 和抗扭剛度比矩形好， 正 梯形側(cè)板的上半部拉應(yīng)力較大，提高了側(cè)板的穩(wěn)定系數(shù) ：倒梯形的下底板載，可以避免下地板的局部失穩(wěn) 。 在經(jīng)過研究計(jì)算結(jié)果和實(shí)際生產(chǎn)表明，吊臂截面上半部分采用矩形，下半部分采用外凸折板形 （即槽形） 最好 。 參見徐工 50 噸汽車起重機(jī)主臂設(shè)計(jì)尺寸，確定基本臂尺寸為 780179。采用液壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，執(zhí)行元 件選用液壓油缸，利用缸體和活塞桿的相對(duì)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)，推動(dòng)下節(jié)臂的伸縮 ， 在設(shè)計(jì)三節(jié)臂伸縮機(jī)構(gòu)時(shí)，為了減 輕重量，還可以利用吊臂之間的伸縮比例，采用鋼絲繩和滑輪組實(shí)現(xiàn)第三節(jié)臂的伸縮，以實(shí)現(xiàn)第三節(jié)臂的伸縮，這就形成了液壓機(jī)械驅(qū)動(dòng)。 （ 1） 順序伸縮：指吊臂在伸縮過程中，各節(jié)伸縮臂必須按一定先后順序，完成伸縮動(dòng)作。 在現(xiàn)實(shí)中，三節(jié)伸縮臂或三節(jié)以上的伸縮機(jī)構(gòu)，往往式上述幾種伸縮機(jī)構(gòu)的中和，而很少單獨(dú)采用某一種伸縮機(jī)構(gòu)。即，用兩個(gè)液壓缸加兩個(gè)滑輪組的伸縮方式。上述過程綜合在一起是一個(gè)聯(lián)動(dòng)的過程，彼此相連，同時(shí)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到了同步伸縮的目的。 表 41 缸桶內(nèi)徑選擇表 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 活塞桿直徑 （ 1） 計(jì)算 活塞桿直徑 d一般按液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度比 ? 計(jì)算，公式如下： 1dD???? （ ） 式中： D— 液壓缸直徑 ? 往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度比，參見表 ，選擇 ? =2。 ??? 活塞桿材料許用應(yīng)力 ， ? ? bn?? ?， b? 為材料的抗拉強(qiáng)度， 材料為 45號(hào)鋼，故 b? 為 600MPa， n為安全系數(shù)，一般取 n≥ 3～ 5， n取 5。 歐拉公式為： 222t EJF L??? () 式中： E— 材料的彈性模數(shù)，對(duì)鋼而言， E= 10? MPa。 計(jì)算可得 tF = 10? N。 將上述值代入式 （ ） 進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算 ，式 （ ） 成立，即滿足強(qiáng)度要求。 對(duì)薄 壁缸筒 ? ?2xPD? ?? () 式 中： xP 液壓缸的耐壓試驗(yàn)壓力，當(dāng) P＜ 16MPa時(shí)， xP =。 將上述數(shù)值代入式 （ ） 可得， ? =25mm。 （ 2） 缸筒外徑計(jì)算 缸筒外徑 1D 為 1 2DD??? （ ） 所得結(jié)果為 1D =180mm。本機(jī)構(gòu)所需鋼絲繩為繞經(jīng)滑輪和卷筒，故選擇線接觸鋼絲繩。 4 bnCkw ? ?? ?? （ ） 式中： n— 安全系數(shù)， 由文獻(xiàn)〔 1〕可知 ， n=5 k— 鋼絲繩捻制拆減系數(shù)，一般選取 k=. w 鋼絲繩充滿系數(shù)，由下式確定， w ? 全 部 鋼 絲 斷 面 積 總 和鋼 絲 繩 斷 面 毛 面 積。 最大靜拉力 S的確定 采用單 連滑輪組最大工作靜拉力 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 QS m?? ? （ ） 式中： Q — 起升載荷， Q = 0Q +q ， 0Q 為額定起升載荷， q 為取物裝置的重力， 由文獻(xiàn)〔 1〕可知 ， q = 0Q ，即 Q = 410? 。 將式 （ ） 和式 （ ） 所得數(shù)值代入式 （ ） 可得出 鋼絲繩直徑 d=。參見 文獻(xiàn)〔 1〕可知 ， ，選擇鋼絲繩直徑為 d=13mm，公稱抗拉強(qiáng)度為 1700 N/ 2mm ，最小破斷拉力為 113KN。承受大載荷的滑輪，為了減輕重量，多做成筋板帶孔的結(jié)構(gòu)，用強(qiáng)度不低于鑄鐵 HT200、球鐵 QT4017 和鑄鋼 ZG230450 等材料 制造。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 鋼絲繩出入鋼絲繩繩槽的偏角過大時(shí)（＞ 5176。鑄鐵滑輪適用于工作級(jí)別M4以下 的機(jī)構(gòu)，鋼制滑輪用于工作級(jí)別 M4以上的機(jī)構(gòu)。 滑輪及滑輪組的選擇 滑輪用以支撐鋼絲繩，并能改變鋼絲繩的走向，平衡鋼絲繩分支的拉力，組成滑輪組達(dá)到 省力或增速的目的。 主臂伸縮用鋼絲繩的計(jì)算選用 當(dāng)滿載時(shí)，大臂仰角為 56176。 ? 滑輪組效率， 由文獻(xiàn)〔 1〕可知 ， ? =。 b? 鋼絲繩的公稱抗拉強(qiáng)度， 由文獻(xiàn)〔 1〕可知， b? =1850N/ 2mm 。 S— 鋼絲繩最大工作靜拉力。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 5 零部件的選擇 鋼絲繩的計(jì)算和選擇 鋼絲繩的選擇主要包括鋼絲繩結(jié)構(gòu)形式的選用和鋼絲繩直徑的確定。 對(duì)厚壁缸筒 ? ?? ? 12 xxPDP????????????? （ ） 通過上式求得 ? =，取整為 ? =10mm。 ??? 缸筒材料的許用應(yīng)力， ? ? bN?? ? , b? 為材料的抗拉強(qiáng)度，材料為 45 號(hào)鋼取b? =600MPa， N為安全系數(shù)，一般取 N=5。將上述數(shù)值再次代