【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 企業(yè)在履帶起重機(jī)技術(shù)上取得了一些突破，但由于起步較晚，與國(guó)外相比，產(chǎn)品可靠性還有待進(jìn)一步完善提高。目前在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，立足國(guó)際化配套，性能和可靠性得到了很大提高。４．國(guó)外市場(chǎng)拓展今年上半年，國(guó)內(nèi)履帶起重機(jī)進(jìn)口２２８臺(tái)，國(guó)內(nèi)企業(yè)履帶起重機(jī)出口僅為１２臺(tái)，貿(mào)易逆差甚巨。國(guó)產(chǎn)履帶起重機(jī)首先應(yīng)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟，在短期內(nèi)，加大對(duì)于進(jìn)入門檻不高的發(fā)展中國(guó)家市場(chǎng)的拓展，也是擴(kuò)大企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)履帶起重行業(yè)快速成長(zhǎng)的良策。由國(guó)內(nèi)外履帶起重機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，可以看到履帶起重機(jī)發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)特點(diǎn)： １．為適應(yīng)大型工程項(xiàng)目的需求，起重機(jī)正在迅速向超大噸位發(fā)展。由于各種工程建設(shè)的大型化，所需的配套設(shè)備構(gòu)件等的重量也不斷增加，對(duì)超大型起重設(shè)備的需求也愈來(lái)愈多，為了實(shí)現(xiàn)起吊大的重物，在原有起重機(jī)的基礎(chǔ)上增加超起裝置，不僅擴(kuò)大了履帶起重機(jī)的工作范圍，而且提高了履帶起重機(jī)的利用率。目前履帶起重機(jī)最大噸位已超過(guò)１０００噸，例如德馬格的ＣＣｌ２６００型起重量為１６００ｔ，利勃海爾的ＬＲｌ１２００型起重量為１２００ｔ。隨著超起裝置的不斷完善，更大噸位履帶起重機(jī)的開(kāi)發(fā)已成為現(xiàn)實(shí)。２．核心技術(shù)化各大知名企業(yè)均具有其獨(dú)特的核心技術(shù)，并不斷創(chuàng)新，努力保持在同行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。現(xiàn)在各大公司均下大力氣研究開(kāi)發(fā)自己的核心技術(shù)，以不斷提升自己的產(chǎn)品檔次和競(jìng)爭(zhēng)能力。 ３．操作控制系統(tǒng)的智能化隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的不斷發(fā)展，逐步完善的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和集成傳感技術(shù)在履帶起重機(jī)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，先進(jìn)的電子控制和電腦操作系統(tǒng)的配置已非常普便，德國(guó)利勃海爾公司在特大型履帶起重機(jī)上還配備有全球衛(wèi)星定位通訊系統(tǒng)。各種電子監(jiān)控系統(tǒng)、運(yùn)行作業(yè)時(shí)的在線故障檢測(cè)和診斷、智能化總體控制等是今后履帶起重機(jī)不斷向智能化方向發(fā)展的重要研究領(lǐng)域。４．充分運(yùn)用新技術(shù)、新材料、新工藝、新的設(shè)計(jì)方法，使整機(jī)性能大大提高充分利用新技術(shù)、新工藝來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量，并不斷開(kāi)發(fā)新材料、新結(jié)構(gòu)、新功能提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。例如１０００ＭＰａ抗拉強(qiáng)度的臂架材料已被廣泛采用，從而大幅度地降低了臂架自重，提高了產(chǎn)品起重性能。整機(jī)的結(jié)構(gòu)也逐漸采用高強(qiáng)材料，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)顯著減輕整機(jī)重量，同時(shí)為保證整機(jī)穩(wěn)定性，增加了必要的車身壓重，這些都使得大噸位產(chǎn)品能夠具有較高的性能和良好的經(jīng)濟(jì)性。５．自行拆裝系統(tǒng)拆卸、組裝性能是履帶起重機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)，由于履帶起重機(jī)在公路上無(wú)法自由行走，且體大笨重，必須拆卸才可運(yùn)輸，到達(dá)工作地點(diǎn)，再進(jìn)行組裝，需要輔助吊車。為減少或不用輔助吊車，節(jié)省施工費(fèi)用，因此研制自行拆裝系統(tǒng)勢(shì)在必行。目前中噸位履帶起重機(jī)的自拆裝系統(tǒng)已比較完善，大噸位的自拆裝系統(tǒng)仍是難題。６．模塊化、系列化 工業(yè)生產(chǎn)方式和用戶需求的多樣性，使專用起重機(jī)的市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，為了降低制造成本、提高通用化程度，采用模塊組合的方式，形成不同類型和規(guī)格的起重機(jī)，以特有的功能滿足特殊的需要，發(fā)揮出最佳的效用。例如履帶起重機(jī)加裝連續(xù)墻裝置后即可實(shí)現(xiàn)成墻功能；履帶起重機(jī)長(zhǎng)主臂時(shí)上部采用塔式副臂的臂節(jié)，組合成輕型臂，優(yōu)化了臂架組合，拓展了吊臂的使用性能，節(jié)約了材料。目前，國(guó)外履帶起重機(jī)的系列已較完善，國(guó)內(nèi)也在不斷完善起重機(jī)系列。７．一機(jī)多用，擴(kuò)大工作范圍　　為拓寬履帶起重機(jī)的使用范圍，國(guó)外履帶起重機(jī)分為兩個(gè)系列，一個(gè)是專業(yè)吊裝履帶起重機(jī)，一個(gè)是多功能履帶起重機(jī)。多功能履帶起重機(jī)除具備吊裝功能外，還可以配置抓斗、打夯、打樁、鉆機(jī)、電磁吸盤、連續(xù)墻挖掘等裝置，進(jìn)行其他作業(yè)。８．重視產(chǎn)品變型和升級(jí)?！　?guó)際知名企業(yè)由于產(chǎn)品系列已較為完善，為了加快新產(chǎn)品推出的速度，不斷地在行業(yè)內(nèi)鞏固自己的地位，均十分重視產(chǎn)品的變型和升級(jí)，這樣也具有良好的經(jīng)濟(jì)性。９．人機(jī)工程化　　按照人機(jī)工程原理，對(duì)駕駛室的舒適性、操作性、布局合理性、視野及安全更加考究，產(chǎn)品處處體現(xiàn)以人為本的理念，從操作方便性、舒適性、視野等無(wú)不符合人機(jī)工程學(xué)，甚至于一個(gè)扶手、一個(gè)梯子、走臺(tái)板的布置、防滑措施等，另外，為了減輕維修保養(yǎng)的勞動(dòng)強(qiáng)度，大型履帶起重機(jī)上普遍采用了集中潤(rùn)滑系統(tǒng)履帶起重機(jī)臂架主體結(jié)構(gòu)一般采用空間桁架結(jié)構(gòu)，桁架結(jié)構(gòu)與板梁結(jié)構(gòu)相比具有重量輕、用料省剛度大、迎風(fēng)面積小等優(yōu)點(diǎn)。履帶起重機(jī)的臂架組合方式有單主臂、主臂帶固定副臂、主臂帶塔式副臂,如圖1所示。有時(shí)還采用超起裝置、超短副臂、輕型臂等特殊組合方式。固定副臂工況是副臂與主臂的相對(duì)角度不變，通過(guò)改變主臂的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)變幅。塔式工況是主臂相對(duì)不動(dòng)，通過(guò)改變塔臂角度來(lái)實(shí)現(xiàn)變幅。從主臂變幅方式來(lái)看，有只帶人字架的、只帶桅桿的及人字架加桅桿的方式。這些方式可以任意組合，形成不同的方案。 (a) (b) (c)圖1. 臂架組合方式 (a) 主臂 (b) 塔式副臂 (c) 固定副臂 (a) (b) (c)圖2. 主臂變幅方式(a) 桅桿；(b) 人字架；(c)人字架加桅桿 個(gè)人工作重點(diǎn)——臂架系統(tǒng)設(shè)計(jì)臂架是履帶式起重機(jī)的重要構(gòu)件之一，通過(guò)臂架能夠?qū)⒇浳锾嵘揭欢ǖ母叨龋淖儽奂軆A角可以達(dá)到變幅的目的，以增大作業(yè)范圍。對(duì)于履帶起重機(jī)，臂架設(shè)計(jì)得是否合理，直接影響著起重機(jī)的起升能力、整機(jī)穩(wěn)定性。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就是合理地設(shè)計(jì)臂架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性進(jìn)行第2章 臂架的結(jié)構(gòu)形式最大起重量幅度：35噸 主臂，固定副臂長(zhǎng)：12～42米，9～15米安裝固定副臂的主臂長(zhǎng)：24～36米副臂安裝角：10,30度主副起升機(jī)構(gòu)速度：0~110米/分變幅機(jī)構(gòu)速度：0~35米/分回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)速度：行走機(jī)構(gòu)速度：爬坡能力：30%桁架式臂架可以制成軸線為直線形或折線形的機(jī)構(gòu)型式。其中，直線形臂架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、受力情況好。其缺點(diǎn)是不能很好地利用臂下空間，特別是當(dāng)起吊龐大貨物時(shí)，降低了起重機(jī)的有效起升高度（）。折線形臂架可以避免上述缺點(diǎn)，能夠更有效地利用臂下空間，但折線形臂架的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受力情況不好。在橫向水平力的作用下，臂架受扭[1]。目前比較常用的是直線形臂架，如果想要增大臂下的空間，擴(kuò)大起重機(jī)的作業(yè)范圍，也可以在直線形主臂的端部安裝直線形副臂（），同樣也可以達(dá)到提高起升高度的目的。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是采用這種結(jié)構(gòu)的。桁架式臂架的截面一般為矩形，空間的桿系分為弦桿和腹桿，均由型鋼制成，它們可以使用無(wú)縫鋼管、角鋼等。本次設(shè)計(jì)的臂架采用無(wú)縫鋼管。由受力特點(diǎn)決定，臂架在變幅平面內(nèi)相當(dāng)于兩端簡(jiǎn)支，所以兩片桁架通常制成中間為等截面的平行弦桿，兩端為梯形。對(duì)于回轉(zhuǎn)平面內(nèi)相當(dāng)于根部固定，端部自由的懸臂梁，通常制成根部尺寸大、端部尺寸小的的型式。為了能夠拼成不同長(zhǎng)度的臂架組合，臂架的中間部分可以制成幾段規(guī)格相同的等截面臂節(jié)。各臂節(jié)間采用銷軸連接，通過(guò)改變臂節(jié)的數(shù)量來(lái)改變臂架的長(zhǎng)度。對(duì)于桁架式臂架的結(jié)構(gòu)要特別注意臂架的端部、根部與拼接區(qū)這三處的構(gòu)造，臂架端部應(yīng)設(shè)計(jì)得很剛強(qiáng)，通常在端部用鋼板來(lái)加強(qiáng)腹桿體系。在靠近根部一段長(zhǎng)度內(nèi)的變幅平面桁架用鋼板加強(qiáng)，這樣能更好的將力傳到轉(zhuǎn)臺(tái)上去。此外，為了保證桁架式吊臂根部的水平剛度，旋轉(zhuǎn)平面的桁架應(yīng)設(shè)置較強(qiáng)的綴板，并使綴板盡量靠近支承鉸點(diǎn)。近年來(lái)，桁架式吊臂多數(shù)采用鋼管制成中間等截面、兩端變截面的四弦桿空間桁架。現(xiàn)代的桁架式吊臂主要采用圓管制造，應(yīng)為圓管桿件抵抗屈曲的能力強(qiáng)，風(fēng)阻力小，桿件接頭處力的傳遞好，價(jià)格便宜。 直線形與折線形桁架式臂架1—直線形臂架；2—折線形臂架；3—直線形主臂；4—直線形副臂 桁架式吊臂的局部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（a） 端部；（b）根部。隨著國(guó)內(nèi)大型工程的不斷建設(shè)，對(duì)于履帶起重機(jī)的需求量也不斷增加，但是目前還是國(guó)外的廠家占據(jù)著我國(guó)這個(gè)大市場(chǎng)的絕大部分。基于這樣的實(shí)際情況，我們要設(shè)計(jì)自己的產(chǎn)品，增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，逐漸以自主產(chǎn)品取代國(guó)外產(chǎn)品，并努力爭(zhēng)取開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)。雖然現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)技術(shù)相比國(guó)外來(lái)說(shuō)還有一定的差距，但是我們也應(yīng)該看到自己的進(jìn)步，相信這個(gè)差距會(huì)隨著我們的努力而逐漸減小。為了增強(qiáng)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品同國(guó)外及國(guó)內(nèi)同噸位的其他產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，經(jīng)濟(jì)性也是本次設(shè)計(jì)過(guò)程中所要考慮的重要因素之一。比如在選擇臂架形式的時(shí)候選擇自重較輕的桁架式而不選箱形臂架，是因?yàn)殍旒苁阶灾剌^輕，一方面能夠提高起升能力，另一方面可以節(jié)省鋼材，減小成本。還有就是在選擇臂架的材料的時(shí)候，由于這次設(shè)計(jì)的屬于小噸位，普通的低合金結(jié)構(gòu)鋼即可滿足性能要求，所以就沒(méi)有選擇性能更高的高強(qiáng)鋼。這樣做一方面可以充分發(fā)揮材料的性能，避免浪費(fèi)