【文章內容簡介】 重機的軸距直接影響起重機轉彎半徑。最小轉彎半徑與軸距的關系如下： （）式中外前輪的最大轉角； C—主銷中心至外前輪中心的距離。為使轉彎半徑小，從機動性出發(fā)，軸距要取得小些為好。一般中小型汽車起重機和后橋往往是復軸式的多橋，則前橋和后橋之間的軸距就比較大，常在5米以下。本次設計的輪胎式起重機的底盤是EQ1092F型底盤，主要性能參數(shù)：驅動形式：42 軸距：最大車速：70公里／小時 最小轉彎半徑：不大于8米爬坡度：不小于28% 發(fā)動機：6135Q型缸徑沖程：100115mm 最大功率：120馬力／1800轉／分最大扭矩：70公斤米／12001400轉／分底盤重量：7020公斤輪胎式起重機動力裝置的布置有以下幾種方案：一．一臺電機布置在下車；二．一臺發(fā)電機布置在上車；三．兩臺發(fā)電機上、下車各布置一臺。第一種方案，目前采用得比較廣泛，這是因為：⑴ 上車起重機構采用液壓傳動，動力傳遞比較方便，液壓泵設在下車，高壓油經回轉街頭送到上車驅動各個液壓馬達或液壓缸。⑵ 下車行走機構采用一般通用汽車的機械傳動或液力機械傳動，下車行走機構采用一般通用汽車的機械傳動或液力機械傳動，故發(fā)動機設在下車較方便，因此傳動系易布置，操作易實現(xiàn)。⑶ 目前，輪胎式起重機的行駛速度高，專用底盤的行走機構的傳動裝置也必須設計得與汽車傳動系同樣復雜，故發(fā)動機設在下車也是必須的。在設計汽車起重機時，有時往往不是選擇發(fā)動機，而是選擇整個通用的汽車底盤，要根據(jù)起重機最大額定起重機重量去選擇相應載重量的汽車底盤。第二種方案在機械傳動和電力傳動的慢速行駛的輪胎起重機中普遍采用的。這種方案，發(fā)動機主要是上車起重機構。下車行走機構的動力由上車經回轉中心下傳而來，由于行走速度低于20KM/H，故對傳動系統(tǒng)的要求比較簡單。第三種方案在大型的汽車起重機中采用得比較廣泛。因為此時行走用的下車發(fā)動機功率很大，發(fā)動機也較昂貴，起重用的功率為其1/3以下，故起重時使用行駛發(fā)動機在功率利用上很不合理。分析以上三種方案，結合本次設計，輪胎式起重機的動力裝置選用汽車通用底盤。上車其中和下車行走機構共用汽車發(fā)動機，上車起重機構在汽車傳動箱中得到動力，即可以節(jié)省一臺發(fā)動機，又減輕重量。起重機的整體造型主要是根據(jù)其用途和作業(yè)場合。本次設計的起重機可用于野外起重、搶險、倉庫、車站、碼頭及狹窄工作場合作業(yè)，需要良好的機動性能，固有輪胎式和履帶式兩種設計方案可供選擇。根據(jù)現(xiàn)有方案的優(yōu)缺點，小組人員的研究分析，本著機動靈活、操作方便、實用可靠的原則，以提高工作作業(yè)效率，我們選用小型汽車起重機做為設計對象。本方案有以下幾個特點：⑴ 采用EQ1092F通用底盤，具有馬力大，動力性好，速度高，牽引力大，爬坡度大的特點。⑵ 起重機作業(yè)部分采用能夠液壓傳動，因此結構緊湊，既提高了作業(yè)效率，又擴大了作業(yè)范圍。⑶ 采用三 級伸縮臂，可按需要在規(guī)定范圍內任意伸縮，動作平穩(wěn)，微動性好，輕便靈活。⑷ 用前后H型支腿，四個支腿可以分別調平，并在現(xiàn)有12噸汽車起重機的基礎上，適當加大支腿的跨距，提高了整機穩(wěn)定性。⑸ 采用動力裝置，將汽車發(fā)動機的動力傳于動力油泵，提高了汽車動力的利用率，同時也不再為起重機另配動力原件。⑹ 行星齒輪減速器直接裝在起升卷筒內，從而獲得非常緊湊的結構，使起升機構能直接布置吊臂尾部。 輪胎式起重機有兩種穩(wěn)定性：一是轉移時的行駛穩(wěn)定性；二是工作狀態(tài)下的起重機穩(wěn)定性。起重機在行駛過程中，由于某種原因（如上坡）其前輪（轉向輪）對地面的發(fā)向作用力為零時，則起重機 前輪的偏轉，不能確定起重機的行駛方向。此時，可以認為車輛已失去穩(wěn)定，無法控制其行駛方向。當后輪對地面的法向作用力所引起的牽引力為零時，車輛失去行駛能力，也破壞了行駛穩(wěn)定性。圖21為起重機上坡行駛圖。此時，可能失穩(wěn)。地面的反作用力=G=0，由于上坡，行駛速度低，不能加速運動，故可忽略一切慣性力和風阻力。其作用力在以后輪與地面接觸點O為中心的力矩平衡式表達如下：圖21上坡行駛圖 （）式中G—機械總重量； L2—重心離后軸距離當Z1=0，則因此可能失去操縱穩(wěn)定的根據(jù)坡度為： （）另外，當車輛下滑力接近于驅動輪上的附著力時，車輛就不能上坡，驅動輪開始打滑。即 全輪驅動時）從圖21上得，則后輪為驅動輪時的打滑極限坡度角為： （）當全輪驅動時： （）式中為附著系數(shù)，～。為了行駛安全起見，設計車輛時將使，即寧可上不去坡，而不要失去轉向控制。綜合以上公式，得到后輪驅動與全輪驅動車輛行駛的穩(wěn)定條件: （）本機為，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與機械總重量G來改善輪胎起重機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，提高了輪胎起重機縱向行駛穩(wěn)定性，但隨著L的增大，起重機整體長度加長，重量加大，生產成本提高，對起重機整體的靈活性也有一定影響。 橫向行駛穩(wěn)定性起重機在彎道上或直邊上行駛時受側向力，諸如離心力、橫向風力等。起重機在側向力作用下有時克服了車輪附著力，從而產生側滑移，或將車輛橫向傾翻。 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。再分析車輛引起側移的情況，此時側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，應使側滑發(fā)生在翻轉前，故應使即 （）所以橫向行駛穩(wěn)定。（汽車起重機輪距在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。一般起重機重心離左右輪的距離相同，故在總體布置時已考慮到盡可能對稱布置，故一般不在計算hg=。適當增加輪距，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。對輪胎式起重機的底盤選取也有一定影響。 輪胎式起重機起重 輪胎式起重機的失穩(wěn)輪胎式起重機在起重作業(yè)時，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力等原因，起重機往往突然喪失穩(wěn)定甚至傾翻肇事。因為輪胎式起重機的穩(wěn)定安全由機械自重來維持，故有一定限度。往往在起重機的結構件和其零件強度還足夠能承受外來載荷時，起重機由于自重不夠而失去穩(wěn)定。但有時起重機穩(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，起重機在設計要選取適當?shù)姆€(wěn)定性。起重機在失穩(wěn)時的傾翻線，由起重機的支腿尺寸或輪胎尺寸確定。最危險的傾翻線是在該工況下整個重量的重心離該傾翻線垂直距離最短的那一邊。顯然，最危險的失穩(wěn)工況是吊臂位在垂直于側方傾翻線的位置上。所以，在考慮起重機穩(wěn)定時，以吊臂位在正側方的工況為基準，在這個工況下起重機必須保證最低的穩(wěn)定性。起重機在吊臨界起重量時（如圖23），起重機處于穩(wěn)定的臨界狀態(tài)，即在傾翻線內、外側的靜力矩互相平衡，即。而表示起重機穩(wěn)定性的穩(wěn)定安全系數(shù)是位在傾翻線內側的穩(wěn)定力矩和為在外側的穩(wěn)定力矩之比： （）圖23吊臨界起重量當K=1時，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：—起重機的穩(wěn)定力矩。 —吊臂自重，=17750Kg —起重機的重心距回轉中心的距離，r=； —為上車其它部分重量和其重心到回轉中心距離，取米； —起重機底盤不回轉部分重量，=7020kg； —配重及其垂心到回轉中心距離，=1181kg，=； —支腿橫向距離， =則 所以起重機穩(wěn)定。令K=1，則此時起重量為臨界起重量 （）由于上公式中沒有考慮到起重機在運動時引起的慣性力以及風力和傾斜的影響，故求得的穩(wěn)定系數(shù)稱為靜穩(wěn)定系數(shù)。在計算起重機動態(tài)穩(wěn)定系數(shù)時，把起重機的傾斜、回轉離心力、起升慣性力和風力考慮進去，動態(tài)起重穩(wěn)定系數(shù)為（圖24）：圖24動態(tài)起重穩(wěn)定系數(shù) 式中—自重的重心高度；—起重機的傾斜角度，在用支腿時肉眼找平，一般控制在左右，不用支腿時為；（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時間；—重物加速度；和—作用在起重機上和重物上的風力合力；—風力作用點的高度；—回轉速度。在實際計算中，中小型輪胎式起重機可以只計算靜穩(wěn)定系數(shù)，所以本次設計中，不必計算動穩(wěn)定系數(shù)。在考慮到傾斜的影響和非工作時風力作用，自身的穩(wěn)定系數(shù)也可以由下式求得： （）式中—自重合力G回轉中心距離，L=；—合力G的重心高度，h=；—傾斜角度（?。弧饔迷跈C本身上的風力（以九級風計算）；—風力作用點高度，2米；；—標準風壓值，表31為10；—風載體型系數(shù)，；—吊重有效迎風面積， 查[1]為6；—起重機各部分有效迎風面積，A=；—起重機金屬結構的充滿系數(shù)，即結構的凈面積與結構輪廓面積之比：=；將各數(shù)代入=所以起重機自身穩(wěn)定。第3章 起重機液壓系統(tǒng)設計 液壓系統(tǒng)總體設計起重機液壓系統(tǒng)是用來控制起重機的起升機構、變幅機構（在起重機中，用來改變臂架的位置，增加主機的工作范圍。）、回轉機構、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、吊臂的變幅和支腿的收放等部分。本設計中輪胎式起重機得便最大重量為8噸（幅度為3米時）具有三節(jié)伸縮臂，（），，平臺回轉速度為最大3轉/分。工作幅度：指起重機回轉中心軸線至吊鉤中心的距離。該起重機行走部分采用EQ1092型通用汽車底盤，起重部分要求全液壓傳動。 確定對起重機液壓系統(tǒng)的工作要求： 系統(tǒng)構成根據(jù)主機設計需要，對吊臂的伸縮、變幅、起升，回轉機構采用液壓傳動。同時，起重機支腿的收放亦采用液壓傳動，以縮短作業(yè)前的準備時間，在滿足機器要求和使用要求條件的要求的前提下，系統(tǒng)構成的先進性主要表現(xiàn)在系統(tǒng)簡單、結構緊湊，元件選擇合理，三化（標準化、系列化、通用化）程度高，便于安裝、調試、使用、維護、工作安全可靠，應急能力強的方面。要達到這些要求，僅有良好的元件是不夠的，還必須有良好的系統(tǒng)設計方案。 經濟性 經濟性指標包括系統(tǒng)的造價和使用費，系統(tǒng)傳動效率和功率利用等。這幾項指標不是相互獨立的，需做綜合分析。 技術性能技術性能包括調速范圍、微動性能、啟動、制動及換向動作靈敏性，傳動平穩(wěn)性，限速性能，緩沖、鎖緊、補油、限壓、缸荷等完善的功能及振動、噪聲和外泄大小等。根據(jù)以上三點，設計液壓系統(tǒng)具體應滿足以下幾點要求：a: 能夠調速。當空鉤或輕載時，吊鉤可以快速升降；當滿載就位時，應滿足緩慢升降。b :可以微動，微動是為了在工作機構起動或停止時，不至于引起吊重的振動與沖擊，以保證起重機作業(yè)的安全。c :當?shù)踔卦诳罩型Ｖ箷r，不得產生下滑現(xiàn)象。這對吊裝作業(yè)，以及使吊重長時間停留在空中都是必要的。d :能同時對幾個動作聯(lián)合操作。起重機的主要動作為起升、回轉、變幅、吊臂伸縮、要求這四種動作可以單獨或前一種與后三種任意一種組合進行，以提高作業(yè)效率。在聯(lián)合操作中，希望各機構的工作速度一定。e :液壓系統(tǒng)應結構緊湊，安全可靠，使用維修方便。 擬定起重機的