【正文】 究現(xiàn)狀 盡管 隨車起重車 在我國已有近 20 年的發(fā)展歷史，但由于市場對該產(chǎn)品的認(rèn)識及廠家的重視不夠，目前在國內(nèi)它還是一個成長中的產(chǎn)業(yè)。它所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益不只是限于起重車設(shè)計制造本身，而 且還集中表現(xiàn)在汽車流通和使用的全過程中，促進了汽車運輸業(yè)及相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。 如 20xx 年國內(nèi)隨車起重車企業(yè)產(chǎn)銷量只有 1300 臺左右，而 20xx 年日本的隨車起重車產(chǎn)量達到 萬多臺。但國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識到，隨著外資企業(yè)的不斷進入，國內(nèi)市場的競爭將越來越激烈，產(chǎn)品的技術(shù)水平將成為重中之重。 最近幾年，隨車起重運輸車產(chǎn)品朝大噸位方向發(fā)展， 20xx 年 噸以上的產(chǎn)品達1380 臺左右，占整個行業(yè)總銷量的 %，其中 16 噸以上的占 20%，這一比重比 20xx年上升了 3%。在當(dāng)?shù)?，隨車起重車受青睞的原因有：首先是隨車 起重車 能吊能拉，裝卸作業(yè)方便；其次是隨著工 業(yè)化進程加快，物流業(yè)增大，原料和工具模具的增重，而且每天都要用車轉(zhuǎn)移，人工作業(yè)很難完成 在談到隨車起重車行業(yè)現(xiàn)狀時，徐工集團隨車起重車公司總經(jīng)理陳維認(rèn)為： “隨車起重車與汽車產(chǎn)業(yè)有很大的相關(guān)性， 20xx 年中國卡車銷量為 122 萬輛，隨車起重車只占 1‰而日本隨車起重車占卡車產(chǎn)量的分四之一。隨著社會的進步，技術(shù)水平的提高，汽車設(shè)計的安全越來越受人們的重視，保證駕駛員的安全成為設(shè)計人員的考慮問題，處停車、行車制動等基本安全措施外，通過配備功能齊全的監(jiān)控系統(tǒng)，防側(cè)翻系統(tǒng)，以及采用電控、液壓、機械 3 套獨立制動系統(tǒng)，大大提高了整車的安全可靠性。 (3)區(qū)域化的產(chǎn)業(yè)集中趨勢 國家鼓勵優(yōu)勢企業(yè)牽強聯(lián)合，形成有較強綜合競爭實力的規(guī)模企業(yè)發(fā)展政策，這一 政策將推動行業(yè)重新配置，有實力的企業(yè)將進一步整合行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高專用汽車產(chǎn)品行業(yè)生產(chǎn)集中度?？偝刹考恢玫淖儎樱?緊 會增加成本，而且也可能影響到整車性能。 所以 在 進行 總布置時要 從多方面綜合 考慮。 （ 4）應(yīng)避免工作裝置的布置對車架造成集 中 載荷。 因此 減少整備質(zhì)量，增大質(zhì)量利用系數(shù) ， 這 是專用汽車改裝設(shè)計過程中要追求的主要指標(biāo)之一。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 6 整車 質(zhì)量參數(shù) (1) 最大總質(zhì)量 ma 由于隨車起重運輸 車是載貨汽車二類底盤上改裝而成，因而其最大總質(zhì)量 ma 應(yīng)和載貨汽車的廠定最大總質(zhì)量相同 本次設(shè)計中 ma =4050kg (2) 裝載質(zhì)量 me 本設(shè)計多采用的東風(fēng)小霸王 EQ1032T51DJ3 型汽車額定裝載質(zhì)量 me = 1500kg (3) 整車整備質(zhì)量 m0 整車整備質(zhì)量是指專用汽車帶有全部工作裝置及底盤所有的附屬設(shè)備，加滿油和水，但未載人和載貨時整車質(zhì)量。 2． 可靠性 所選用的各總成工作應(yīng)可靠，出現(xiàn)故障的 概率小 ，零部件要有足夠的強度和壽命，同一車型各總成 零 部件的壽命應(yīng)趨于均衡。 在選用專用汽車底盤時，除 上述 因素外，還有以下兩個很重要的方面 ： 一是汽車底盤價格，它是專用汽車購置成本中 占 很大的部分，一定要考慮到用戶可以接受 ， 這也涉及到專用汽車產(chǎn)品能否很快的占有市場、企業(yè)能否增加效益等問題。該底盤裝備 YN4100QBZL 型柴 油發(fā)動機，采用無分電器電腦點火、空燃比閉環(huán)控制系統(tǒng)、裝有三元催化器、環(huán)保型 柴 油機。 表 EQ1032T51DJ3 底盤的參數(shù) 底盤型號 單位代號 EQ1032T51DJ3 空載 整備質(zhì)量 kg 2420 前軸空載質(zhì)量 kg 1339 后軸 空 載質(zhì)量 kg 1081 額定軸載質(zhì)量 允許最大總質(zhì)量 kg 4050 允許前軸最大軸載質(zhì)量 kg 1612 允許后軸最大軸載質(zhì)量 kg 2438 最高車速 Km/h 90 外形尺寸 尺寸參數(shù)（ mm） 總長 OL 5995 總寬 OW 1980 高 OH 2670 車廂尺寸 長 OL 3700 寬 OW 1880 高 OH 400 軸距 WB 3300 前懸 FOH 962 后懸 ROH 1733 輪距 前輪 N1 1780 后輪 N2 1880 車架外寬 N3 750 車架可用長度 M0 4500 前輪中心到車架上平面距離 K1 300 后輪中心到車架上平面距離 K2 310 輪胎靜力半徑 RC 326 接近角（度） α 19 離去角（度） β 15 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 8 整車 總布置 起重機的選擇 起重機由 隨車起重運輸車起重機 機架（汽車主車架和起重機的連接架）、起重臂支架、起重臂、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、液壓 傳動系統(tǒng)、液壓支腿等主 要部件組成。再通過計算，看是否符合二類底盤的使用要求。在起重臂短和幅度最小時，其最大起重量稱為標(biāo)定起重量。本次設(shè)計的隨車起重車的起升高度為 6300mm 3． 幅度 幅度是指起重臂前端吊鉤鉤環(huán)中心到立柱轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心線間的距離。對起吊小噸位貨物時，可采用較高的起升速度。 一般 設(shè)計采用的回轉(zhuǎn)速度為 。/s。此外，支腿還對起吊作業(yè)是整車的工作穩(wěn)定性有很大的影響。為保證支腿收回時不超出車輛行駛時的寬度標(biāo)準(zhǔn)，外伸時又有足夠的支撐距離，可將左右支黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 腿的水平液壓缸過開放，如圖 所示。設(shè)載荷平均分配在三個支承點上，則每個支腿上所受到的支承載荷 zF有 zF =G/3 （ ） 式中 G——整車滿載時的重力（ N） 。 如 圖 所示 。此外，因液壓泵安裝在汽車前部的發(fā)動機處，到起重機液壓缸的管道較短， 功率損失 小，液壓傳動效率比其 他 布置型式高。 起重能力在 3~10t 范圍內(nèi)，且 采用加長的大、中型 貨 車底盤 ， 這種布置型式的特點是起重臂短，軸荷分配易于滿足要求，基本可保持原車的質(zhì)心位置，適于裝卸和運輸長度整齊的管材、建筑材料、條狀物件及木材等，貨物沿車廂縱向安放。 2． 結(jié)構(gòu) 形 式的分析 （ 1）現(xiàn)決定采用起重機前置式型式。易于裝卸起重。在經(jīng)濟上不劃算。 綜合上述三點，考慮到現(xiàn)實的實際使用問題和經(jīng)濟 成本以及銷售市場等各方面的因素，決定采用起重機前置式為本次改裝設(shè)計的主體型式。因此，折疊臂式隨車起重運輸車具有質(zhì)心較低、行駛穩(wěn)定性好等優(yōu)點，有取代伸縮臂式起重機的趨勢。 懸臂 1 焊接在外殼 10 上，在活塞桿 17 的上端固連有鉸接連桿用的支架 2。折疊式起重臂常見的為三，因折疊式的起重臂起重能力較大，但本設(shè)計的起吊噸數(shù)較小，所以針對本次設(shè)計的車型，裝載質(zhì)量為黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 的隨車吊。當(dāng)左液壓缸進油，右液壓缸排油時，就推動齒條向右移動，從而帶動主臂逆時針回轉(zhuǎn)；反之，當(dāng)右液壓缸進油，左液壓缸排油時，則推動齒條向左移動，并帶動主臂順時針回轉(zhuǎn)。該車的液壓 傳動 系統(tǒng) 回路如 圖 所示 。當(dāng)隨車起重運輸車進行起吊作業(yè)時，伸出的支腿必須停止在原來支承的位置上。操縱分配閥 Ⅲ ，通過液壓 缸 4 可使上節(jié)起重臂折疊。分析液壓黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 19 千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程，可知液壓傳動是以液體作為工作介 質(zhì)來傳動的；它依靠密閉容積的變化傳遞運動，依靠液體內(nèi)部壓力（有外界負(fù)載所引起）傳遞動力。 （ 3） 液壓元件質(zhì)量輕，慣性矩小，變速性能好。 本章小結(jié) 本次設(shè)計的整車布置與方案說明、設(shè)計分析，結(jié)合了湖北程力專用汽車有限公司的 東風(fēng)小霸王 隨車起重運輸車 ， 以及網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)過論證的一些數(shù)據(jù)、方案與權(quán)威論文得出本次設(shè)計的整車布置與方案分析報告。液壓傳動系統(tǒng)一般由 五 部分組成，即： （ 1） 動力元件 —— 液壓泵。 （ 3） 控制元件 —— 對系統(tǒng)中油液的壓力、流量或流動方向進行控制或調(diào)節(jié)的裝置。 （ 5） 工作介質(zhì) —— 液壓油就是用于液壓系統(tǒng)中的工作介質(zhì)?；y在中立位置時，工作液壓油打開溢流閥，經(jīng)漏斗式濾清器流回液壓油箱。操縱分配閥的滑閥，在工作液壓油進入回轉(zhuǎn)機構(gòu)相應(yīng)的腔內(nèi)的時候，驅(qū)動隨車起重運輸車的起重臂回轉(zhuǎn)。 1. 驅(qū)動 液壓缸確定 （ 1） 液壓缸內(nèi)徑 D 的確定 根據(jù)載荷力的大小和選定的系統(tǒng)壓力來計算液 壓缸內(nèi)徑 D 計算公式： D =? 210?pF （ ） D液壓缸內(nèi)徑 F 液壓缸推力 p 根據(jù)車型 選定的工作壓力 16MPa SFSGFh ????? 1)21( （ ） 式中 G上臂自重 ,由計算為 1500N S 上臂長度，為 4300mm 1F 起重運輸車最大起吊 力，計算為 23000N h 最大起重力矩 ， 為 可得： F N24315? 所以 M P aND 1624 31 2??? ? （ ） 根據(jù) 《 機械設(shè)計手冊》給出的缸筒內(nèi)徑尺寸系 列圓整 D 成標(biāo)準(zhǔn)值，即?。? 65D mm? （ 2） 活塞桿直徑 d 的確定 根據(jù)速度比的要求來計算活塞桿直徑 ?? 1?? Dd （ ） 式中 d 活塞桿直徑 (m )。 yp 試驗壓力 (MPa )。 2． 起伏液壓缸的相關(guān)尺寸 與 上 液壓缸計算類似 (過程省略 ) 1） 液壓缸內(nèi)徑 D 取 50D mm? 2) 活塞桿直徑 d 取 26d mm? 3) 液壓缸行程 S 860S mm? 4) 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算 缸筒壁厚 mm18?? 缸體外徑 取液壓缸外徑為 86mm 。 在起重運輸車的液壓系統(tǒng)中采用齒輪泵即可滿足工作的需要。 4) 油泵功率 N WPQN t n?? （ ） 式中 P——油泵最大工作壓力， Pa； nQ ——油泵額定流量， m3 /s； t? ——油泵總效率， t? =。發(fā)動機輸出動力經(jīng)過取力器， 來驅(qū)動 齒輪 液壓泵 、真空泵、柱塞泵、輕質(zhì)油液壓泵、自吸液壓泵、水泵、空氣壓縮機等 ， 從而為自卸車、加油車、牛奶車、垃圾車、吸污車、隨車起重車、高空作業(yè)車、散裝水泥車等專用汽車的工作裝置提供動力。由于這種方式的取力器到專用裝置的距離較長，且需轉(zhuǎn)換傳動方向，若采用機械傳動，其結(jié)構(gòu)就很復(fù)雜，因此一般采用液壓傳動 （ 2）發(fā)動機后端蓋取力 發(fā)動機后端蓋取力一般是在發(fā)動機后端的飛輪處，其優(yōu)點是工作裝置不受至離合器控制，但由于改變了曲軸末端的結(jié)構(gòu)，對內(nèi)燃機平衡會有影響。這種取力方式在消防車上應(yīng)用較多。本次設(shè)計采用 右 側(cè)蓋取力。機械傳動主要采用萬向節(jié)和傳動軸等部件，結(jié)構(gòu)簡單，傳動可靠，制造和使用成本低，使用和維修方便。 對于各種形式的取力器，其傳動比應(yīng)由專用工作裝置所需的轉(zhuǎn)速、功率和發(fā)動機的外特性決定的。因此省去了計算過程，可直接選用 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 28 第 4 章 隨車起重運輸車整車穩(wěn)定性校核 軸載質(zhì)量分配 隨車起重運輸車 的軸載質(zhì)量分配，是 總體布置 時須特別注意的方面。因此，軸載質(zhì)量的分配需根據(jù)車輛行駛狀態(tài)下起重臂所處的位置來計算。 （ 2）滿載時后軸軸載質(zhì)量 m2： m2= ma m1=2438kg ma——汽車最大總質(zhì)量 ,kg 穩(wěn)定性分析 起重機在工作時受到的力是比較復(fù)雜的，由于起重機是改裝的部件，所以當(dāng)起重臂工作時，有可能對整車的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響。 圖為隨車起重運輸車 產(chǎn)生最大側(cè)翻力時 。 隨車起重運輸車 的靜態(tài)穩(wěn)定性 分析 ，首先應(yīng)計算出整車的質(zhì)心位置。重心離地高度估算為 900?h mm 。 計算時可根據(jù)已有的資料，或利用試驗結(jié)果，也可用計算方法來確定 隨車起重運輸車 各總成的質(zhì)量及其質(zhì)心位置坐標(biāo)，然后按照力矩平衡方程式，求出整車的質(zhì)心位置。 設(shè)計時應(yīng)對整車的靜態(tài)穩(wěn)定性進行計算。 隨車起重運輸車起吊時 ,支腿伸出以撐實地面 ,此時后輪和兩支腿四支點構(gòu)成傾覆線 ,由于隨車起重運輸車質(zhì)心對傾覆線的穩(wěn)定力矩相應(yīng)較小 ,當(dāng)起重裝置在整車側(cè)方起吊載荷時 ,穩(wěn)定性較差 ,并且起重機回轉(zhuǎn)中心相對于汽車縱向中心向另一側(cè)偏移一定的距離 ,故隨車起重運輸車最 大側(cè)翻力時為 起重臂中心線與傾覆線相交于 P 點 ,即兩線處于相互垂直狀態(tài)時 ,整車穩(wěn)定力矩最小 ,傾 覆力矩最大 ,整車這時傾翻的可能性最大。 圖 軸載質(zhì)量分配圖 車輛行駛時，起重臂處于駕駛室上方 1．前軸軸載質(zhì)量 （ 1）空載時，前軸軸載質(zhì)量為 m01： 2 1 1 2