【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 重機(jī)的軸距直接影響起重機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑。最小轉(zhuǎn)彎半徑與軸距的關(guān)系如下： （）式中外前輪的最大轉(zhuǎn)角； C—主銷中心至外前輪中心的距離。為使轉(zhuǎn)彎半徑小，從機(jī)動(dòng)性出發(fā)，軸距要取得小些為好。一般中小型汽車起重機(jī)和后橋往往是復(fù)軸式的多橋，則前橋和后橋之間的軸距就比較大，常在5米以下。本次設(shè)計(jì)的輪胎式起重機(jī)的底盤是EQ1092F型底盤，主要性能參數(shù)：驅(qū)動(dòng)形式：42 軸距：最大車速：70公里／小時(shí) 最小轉(zhuǎn)彎半徑：不大于8米爬坡度：不小于28% 發(fā)動(dòng)機(jī)：6135Q型缸徑?jīng)_程：100115mm 最大功率：120馬力／1800轉(zhuǎn)／分最大扭矩：70公斤米／12001400轉(zhuǎn)／分底盤重量：7020公斤輪胎式起重機(jī)動(dòng)力裝置的布置有以下幾種方案：一．一臺(tái)電機(jī)布置在下車；二．一臺(tái)發(fā)電機(jī)布置在上車；三．兩臺(tái)發(fā)電機(jī)上、下車各布置一臺(tái)。第一種方案，目前采用得比較廣泛，這是因?yàn)椋孩?上車起重機(jī)構(gòu)采用液壓傳動(dòng)，動(dòng)力傳遞比較方便，液壓泵設(shè)在下車，高壓油經(jīng)回轉(zhuǎn)街頭送到上車驅(qū)動(dòng)各個(gè)液壓馬達(dá)或液壓缸。⑵ 下車行走機(jī)構(gòu)采用一般通用汽車的機(jī)械傳動(dòng)或液力機(jī)械傳動(dòng)，下車行走機(jī)構(gòu)采用一般通用汽車的機(jī)械傳動(dòng)或液力機(jī)械傳動(dòng)，故發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)在下車較方便，因此傳動(dòng)系易布置，操作易實(shí)現(xiàn)。⑶ 目前，輪胎式起重機(jī)的行駛速度高，專用底盤的行走機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置也必須設(shè)計(jì)得與汽車傳動(dòng)系同樣復(fù)雜，故發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)在下車也是必須的。在設(shè)計(jì)汽車起重機(jī)時(shí)，有時(shí)往往不是選擇發(fā)動(dòng)機(jī)，而是選擇整個(gè)通用的汽車底盤，要根據(jù)起重機(jī)最大額定起重機(jī)重量去選擇相應(yīng)載重量的汽車底盤。第二種方案在機(jī)械傳動(dòng)和電力傳動(dòng)的慢速行駛的輪胎起重機(jī)中普遍采用的。這種方案，發(fā)動(dòng)機(jī)主要是上車起重機(jī)構(gòu)。下車行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)力由上車經(jīng)回轉(zhuǎn)中心下傳而來(lái)，由于行走速度低于20KM/H，故對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求比較簡(jiǎn)單。第三種方案在大型的汽車起重機(jī)中采用得比較廣泛。因?yàn)榇藭r(shí)行走用的下車發(fā)動(dòng)機(jī)功率很大，發(fā)動(dòng)機(jī)也較昂貴，起重用的功率為其1/3以下，故起重時(shí)使用行駛發(fā)動(dòng)機(jī)在功率利用上很不合理。分析以上三種方案，結(jié)合本次設(shè)計(jì)，輪胎式起重機(jī)的動(dòng)力裝置選用汽車通用底盤。上車其中和下車行走機(jī)構(gòu)共用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，上車起重機(jī)構(gòu)在汽車傳動(dòng)箱中得到動(dòng)力，即可以節(jié)省一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，又減輕重量。起重機(jī)的整體造型主要是根據(jù)其用途和作業(yè)場(chǎng)合。本次設(shè)計(jì)的起重機(jī)可用于野外起重、搶險(xiǎn)、倉(cāng)庫(kù)、車站、碼頭及狹窄工作場(chǎng)合作業(yè)，需要良好的機(jī)動(dòng)性能，固有輪胎式和履帶式兩種設(shè)計(jì)方案可供選擇。根據(jù)現(xiàn)有方案的優(yōu)缺點(diǎn)，小組人員的研究分析，本著機(jī)動(dòng)靈活、操作方便、實(shí)用可靠的原則，以提高工作作業(yè)效率，我們選用小型汽車起重機(jī)做為設(shè)計(jì)對(duì)象。本方案有以下幾個(gè)特點(diǎn)：⑴ 采用EQ1092F通用底盤，具有馬力大，動(dòng)力性好，速度高，牽引力大，爬坡度大的特點(diǎn)。⑵ 起重機(jī)作業(yè)部分采用能夠液壓傳動(dòng)，因此結(jié)構(gòu)緊湊，既提高了作業(yè)效率，又?jǐn)U大了作業(yè)范圍。⑶ 采用三 級(jí)伸縮臂，可按需要在規(guī)定范圍內(nèi)任意伸縮，動(dòng)作平穩(wěn)，微動(dòng)性好，輕便靈活。⑷ 用前后H型支腿，四個(gè)支腿可以分別調(diào)平，并在現(xiàn)有12噸汽車起重機(jī)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)加大支腿的跨距，提高了整機(jī)穩(wěn)定性。⑸ 采用動(dòng)力裝置，將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳于動(dòng)力油泵，提高了汽車動(dòng)力的利用率，同時(shí)也不再為起重機(jī)另配動(dòng)力原件。⑹ 行星齒輪減速器直接裝在起升卷筒內(nèi)，從而獲得非常緊湊的結(jié)構(gòu)，使起升機(jī)構(gòu)能直接布置吊臂尾部。 輪胎式起重機(jī)有兩種穩(wěn)定性：一是轉(zhuǎn)移時(shí)的行駛穩(wěn)定性；二是工作狀態(tài)下的起重機(jī)穩(wěn)定性。起重機(jī)在行駛過程中，由于某種原因（如上坡）其前輪（轉(zhuǎn)向輪）對(duì)地面的發(fā)向作用力為零時(shí)，則起重機(jī) 前輪的偏轉(zhuǎn)，不能確定起重機(jī)的行駛方向。此時(shí)，可以認(rèn)為車輛已失去穩(wěn)定，無(wú)法控制其行駛方向。當(dāng)后輪對(duì)地面的法向作用力所引起的牽引力為零時(shí)，車輛失去行駛能力，也破壞了行駛穩(wěn)定性。圖21為起重機(jī)上坡行駛圖。此時(shí)，可能失穩(wěn)。地面的反作用力=G=0，由于上坡，行駛速度低，不能加速運(yùn)動(dòng)，故可忽略一切慣性力和風(fēng)阻力。其作用力在以后輪與地面接觸點(diǎn)O為中心的力矩平衡式表達(dá)如下：圖21上坡行駛圖 （）式中G—機(jī)械總重量； L2—重心離后軸距離當(dāng)Z1=0，則因此可能失去操縱穩(wěn)定的根據(jù)坡度為： （）另外，當(dāng)車輛下滑力接近于驅(qū)動(dòng)輪上的附著力時(shí)，車輛就不能上坡，驅(qū)動(dòng)輪開始打滑。即 全輪驅(qū)動(dòng)時(shí)）從圖21上得，則后輪為驅(qū)動(dòng)輪時(shí)的打滑極限坡度角為： （）當(dāng)全輪驅(qū)動(dòng)時(shí)： （）式中為附著系數(shù)，～。為了行駛安全起見，設(shè)計(jì)車輛時(shí)將使，即寧可上不去坡，而不要失去轉(zhuǎn)向控制。綜合以上公式，得到后輪驅(qū)動(dòng)與全輪驅(qū)動(dòng)車輛行駛的穩(wěn)定條件: （）本機(jī)為，所以縱向行駛穩(wěn)定（）。觀察上式，能否改變重心離后軸距離L與機(jī)械總重量G來(lái)改善輪胎起重機(jī)的爬坡性能及行駛的穩(wěn)定性。假如增大重心離后軸距離L，提高了輪胎起重機(jī)縱向行駛穩(wěn)定性，但隨著L的增大，起重機(jī)整體長(zhǎng)度加長(zhǎng)，重量加大，生產(chǎn)成本提高，對(duì)起重機(jī)整體的靈活性也有一定影響。 橫向行駛穩(wěn)定性起重機(jī)在彎道上或直邊上行駛時(shí)受側(cè)向力，諸如離心力、橫向風(fēng)力等。起重機(jī)在側(cè)向力作用下有時(shí)克服了車輪附著力，從而產(chǎn)生側(cè)滑移，或?qū)④囕v橫向傾翻。 圖22行駛穩(wěn)定性在車輛重心下作用有二力，起重機(jī)重力G和離心力，若,則車向左傾翻的極限條件為（圖22）： （）則就是說橫向坡度角不得小于。再分析車輛引起側(cè)移的情況，此時(shí)側(cè)向力大于或等于橫向附著力，即 （）則其極限條件為： （）則為行駛安全起見，應(yīng)使側(cè)滑發(fā)生在翻轉(zhuǎn)前，故應(yīng)使即 （）所以橫向行駛穩(wěn)定。（汽車起重機(jī)輪距在2米左右，取2米）這就是橫向行駛穩(wěn)定性的基本條件，式中B是輪距。一般起重機(jī)重心離左右輪的距離相同，故在總體布置時(shí)已考慮到盡可能對(duì)稱布置，故一般不在計(jì)算hg=。適當(dāng)增加輪距，可以提高橫行行駛穩(wěn)定性，但增加了車體外形尺寸，不宜取。對(duì)輪胎式起重機(jī)的底盤選取也有一定影響。 輪胎式起重機(jī)起重 輪胎式起重機(jī)的失穩(wěn)輪胎式起重機(jī)在起重作業(yè)時(shí)，由于起吊過重的重物，操縱失誤引起的過大慣性、支承面的沉陷或過大風(fēng)力等原因，起重機(jī)往往突然喪失穩(wěn)定甚至傾翻肇事。因?yàn)檩喬ナ狡鹬貦C(jī)的穩(wěn)定安全由機(jī)械自重來(lái)維持，故有一定限度。往往在起重機(jī)的結(jié)構(gòu)件和其零件強(qiáng)度還足夠能承受外來(lái)載荷時(shí)，起重機(jī)由于自重不夠而失去穩(wěn)定。但有時(shí)起重機(jī)穩(wěn)定性過大，在沒有起重量指示器的情況下，吊臂也可以由于超載過大而損壞。因此，起重機(jī)在設(shè)計(jì)要選取適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性。起重機(jī)在失穩(wěn)時(shí)的傾翻線，由起重機(jī)的支腿尺寸或輪胎尺寸確定。最危險(xiǎn)的傾翻線是在該工況下整個(gè)重量的重心離該傾翻線垂直距離最短的那一邊。顯然，最危險(xiǎn)的失穩(wěn)工況是吊臂位在垂直于側(cè)方傾翻線的位置上。所以，在考慮起重機(jī)穩(wěn)定時(shí)，以吊臂位在正側(cè)方的工況為基準(zhǔn)，在這個(gè)工況下起重機(jī)必須保證最低的穩(wěn)定性。起重機(jī)在吊臨界起重量時(shí)（如圖23），起重機(jī)處于穩(wěn)定的臨界狀態(tài)，即在傾翻線內(nèi)、外側(cè)的靜力矩互相平衡，即。而表示起重機(jī)穩(wěn)定性的穩(wěn)定安全系數(shù)是位在傾翻線內(nèi)側(cè)的穩(wěn)定力矩和為在外側(cè)的穩(wěn)定力矩之比： （）圖23吊臨界起重量當(dāng)K=1時(shí)，即為臨界狀態(tài)。顯然，即： （）而傾翻力矩僅是起重物和吊具所引起的，即圖（23）： （）圖24則穩(wěn)定系數(shù)K可由下式求得 （）式中：—起重機(jī)的穩(wěn)定力矩。 —吊臂自重，=17750Kg —起重機(jī)的重心距回轉(zhuǎn)中心的距離，r=； —為上車其它部分重量和其重心到回轉(zhuǎn)中心距離，取米； —起重機(jī)底盤不回轉(zhuǎn)部分重量，=7020kg； —配重及其垂心到回轉(zhuǎn)中心距離，=1181kg，=； —支腿橫向距離， =則 所以起重機(jī)穩(wěn)定。令K=1，則此時(shí)起重量為臨界起重量 （）由于上公式中沒有考慮到起重機(jī)在運(yùn)動(dòng)時(shí)引起的慣性力以及風(fēng)力和傾斜的影響，故求得的穩(wěn)定系數(shù)稱為靜穩(wěn)定系數(shù)。在計(jì)算起重機(jī)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定系數(shù)時(shí)，把起重機(jī)的傾斜、回轉(zhuǎn)離心力、起升慣性力和風(fēng)力考慮進(jìn)去，動(dòng)態(tài)起重穩(wěn)定系數(shù)為（圖24）：圖24動(dòng)態(tài)起重穩(wěn)定系數(shù) 式中—自重的重心高度；—起重機(jī)的傾斜角度，在用支腿時(shí)肉眼找平，一般控制在左右，不用支腿時(shí)為；（H+b）—吊臂頭部離地高度；；—重物離地高度；和—重物吊升速度和起動(dòng)時(shí)間；—重物加速度；和—作用在起重機(jī)上和重物上的風(fēng)力合力；—風(fēng)力作用點(diǎn)的高度；—回轉(zhuǎn)速度。在實(shí)際計(jì)算中，中小型輪胎式起重機(jī)可以只計(jì)算靜穩(wěn)定系數(shù)，所以本次設(shè)計(jì)中，不必計(jì)算動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)。在考慮到傾斜的影響和非工作時(shí)風(fēng)力作用，自身的穩(wěn)定系數(shù)也可以由下式求得： （）式中—自重合力G回轉(zhuǎn)中心距離，L=；—合力G的重心高度，h=；—傾斜角度（取）；—作用在機(jī)本身上的風(fēng)力（以九級(jí)風(fēng)計(jì)算）；—風(fēng)力作用點(diǎn)高度，2米；；—標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓值，表31為10；—風(fēng)載體型系數(shù)，；—吊重有效迎風(fēng)面積， 查[1]為6；—起重機(jī)各部分有效迎風(fēng)面積，A=；—起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的充滿系數(shù)，即結(jié)構(gòu)的凈面積與結(jié)構(gòu)輪廓面積之比：=；將各數(shù)代入=所以起重機(jī)自身穩(wěn)定。第3章 起重機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)起重機(jī)液壓系統(tǒng)是用來(lái)控制起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)（在起重機(jī)中，用來(lái)改變臂架的位置，增加主機(jī)的工作范圍。）、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、伸縮的系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)包括吊臂的伸縮、重物的起升、上車的回轉(zhuǎn)、吊臂的變幅和支腿的收放等部分。本設(shè)計(jì)中輪胎式起重機(jī)得便最大重量為8噸（幅度為3米時(shí)）具有三節(jié)伸縮臂，（），，平臺(tái)回轉(zhuǎn)速度為最大3轉(zhuǎn)/分。工作幅度：指起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心軸線至吊鉤中心的距離。該起重機(jī)行走部分采用EQ1092型通用汽車底盤，起重部分要求全液壓傳動(dòng)。 確定對(duì)起重機(jī)液壓系統(tǒng)的工作要求： 系統(tǒng)構(gòu)成根據(jù)主機(jī)設(shè)計(jì)需要，對(duì)吊臂的伸縮、變幅、起升，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用液壓傳動(dòng)。同時(shí)，起重機(jī)支腿的收放亦采用液壓傳動(dòng)，以縮短作業(yè)前的準(zhǔn)備時(shí)間，在滿足機(jī)器要求和使用要求條件的要求的前提下，系統(tǒng)構(gòu)成的先進(jìn)性主要表現(xiàn)在系統(tǒng)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊，元件選擇合理，三化（標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化）程度高，便于安裝、調(diào)試、使用、維護(hù)、工作安全可靠，應(yīng)急能力強(qiáng)的方面。要達(dá)到這些要求，僅有良好的元件是不夠的，還必須有良好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。 經(jīng)濟(jì)性 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)包括系統(tǒng)的造價(jià)和使用費(fèi)，系統(tǒng)傳動(dòng)效率和功率利用等。這幾項(xiàng)指標(biāo)不是相互獨(dú)立的，需做綜合分析。 技術(shù)性能技術(shù)性能包括調(diào)速范圍、微動(dòng)性能、啟動(dòng)、制動(dòng)及換向動(dòng)作靈敏性，傳動(dòng)平穩(wěn)性，限速性能，緩沖、鎖緊、補(bǔ)油、限壓、缸荷等完善的功能及振動(dòng)、噪聲和外泄大小等。根據(jù)以上三點(diǎn)，設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)具體應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：a: 能夠調(diào)速。當(dāng)空鉤或輕載時(shí)，吊鉤可以快速升降；當(dāng)滿載就位時(shí)，應(yīng)滿足緩慢升降。b :可以微動(dòng)，微動(dòng)是為了在工作機(jī)構(gòu)起動(dòng)或停止時(shí)，不至于引起吊重的振動(dòng)與沖擊，以保證起重機(jī)作業(yè)的安全。c :當(dāng)?shù)踔卦诳罩型Ｖ箷r(shí)，不得產(chǎn)生下滑現(xiàn)象。這對(duì)吊裝作業(yè)，以及使吊重長(zhǎng)時(shí)間停留在空中都是必要的。d :能同時(shí)對(duì)幾個(gè)動(dòng)作聯(lián)合操作。起重機(jī)的主要?jiǎng)幼鳛槠鹕?、回轉(zhuǎn)、變幅、吊臂伸縮、要求這四種動(dòng)作可以單獨(dú)或前一種與后三種任意一種組合進(jìn)行，以提高作業(yè)效率。在聯(lián)合操作中，希望各機(jī)構(gòu)的工作速度一定。e :液壓系統(tǒng)應(yīng)結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠，使用維修方便。 擬定起重機(jī)的