【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 作的可能性。，此次汽車式起重機(jī)的幅度R=3m。（4）起重力矩起重力矩是臂架類起重機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它等于額定起重量Q和其相對(duì)應(yīng)的工作幅度R的乘積，即M=QR，起重力矩一般用tm為單位。參見(jiàn)表1，Q=50t，R=3m,此次設(shè)計(jì)的汽車式起重機(jī)的起重力矩為M=QR=503=150tm。同時(shí)參見(jiàn)表1可知，基本臂起重力矩為150 tm，最長(zhǎng)主臂的起重力矩為85 tm。 50噸汽車起重機(jī)的工作級(jí)別（1） 起重機(jī)利用等級(jí) 起重機(jī)在有效工作期間有一定總工作循環(huán)數(shù)，起重機(jī)作業(yè)的工作循環(huán)是從準(zhǔn)備其吊物品開(kāi)始到下一次其吊物品為止的過(guò)程。工作循環(huán)次數(shù)表征起重機(jī)的利用程度，是起重機(jī)分級(jí)的基本參數(shù)之一。確定適當(dāng)?shù)氖褂脡勖鼤r(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)，技術(shù)和環(huán)境等因素，同時(shí)還要考慮設(shè)備老化的影響。 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：（）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)。 由于本設(shè)計(jì)為50噸，參見(jiàn)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》不同類型起重機(jī)使用壽命表，可知Y=13年。 B—起重機(jī)一年中的工作天數(shù)，取B=300天。 H—起重機(jī)每天工作小時(shí)數(shù)，取H=8小時(shí)。 T—起重機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間，設(shè)定為T=300秒。根據(jù)以上計(jì)算所得出的數(shù)據(jù)，(次) 參見(jiàn)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》起重機(jī)利用等級(jí)表，可以選擇起重機(jī)的利用等級(jí)為，起重機(jī)的 使用情況為 ，經(jīng)常中等的使用。 起重機(jī)利用等級(jí)利用等級(jí)總的工作循環(huán)次數(shù)N起重機(jī)使用情況利用等級(jí)總的工作循環(huán)次數(shù)N起重機(jī)使用情況5經(jīng)常中等的使用1不經(jīng)常繁忙使用不經(jīng)常使用24繁忙的使用經(jīng)常清閑的使用4 幾種不同類型的起重機(jī)的使用等級(jí)起重機(jī)類型使用壽命（年）汽車起重機(jī)（通用汽車底盤）10輪胎起重機(jī)和汽車起重機(jī)（專用底盤）起重量（t）小于161116～4012＞40～10013大于10015塔式起重機(jī)小于1010等于和大于1016橋式和門式起重機(jī)工作級(jí)別、220履帶起重機(jī)10門座和鐵路起重機(jī)25(2) 起重機(jī)的載荷狀態(tài)載荷狀態(tài)是起重機(jī)分級(jí)的另一個(gè)基本參數(shù)，它表明起重機(jī)的主要機(jī)構(gòu)—起升機(jī)構(gòu)受載的輕重程度。載荷狀態(tài)與兩個(gè)因素有關(guān)：一個(gè)是實(shí)際起升載荷，與額定起升載荷之比，令一個(gè)是實(shí)際起升載荷的作用次數(shù)N1，與工作循環(huán)次數(shù)N之比。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，=，即很少吊起額定載荷，一般起吊輕載荷。 起重機(jī)的載荷狀態(tài)及其名義載荷譜系數(shù)載荷狀態(tài)名義載荷譜系數(shù)說(shuō)明—輕很少起升額定載荷，一般起升輕微載荷—中有時(shí)起升額定載荷，一般起升中等載荷—重經(jīng)常起升額定載荷，一般起升重載荷—特重頻繁的起升額定載荷(3) 起重機(jī)工作級(jí)別的確定劃分起重機(jī)的工作級(jí)別，示為了對(duì)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了合理的基礎(chǔ)，它能使起重機(jī)勝任它需要完成的工作任務(wù)，起重機(jī)的工作級(jí)別使根據(jù)起重機(jī)的利用等級(jí)和起重機(jī)的載荷狀態(tài)而確定，根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中，起重機(jī)工作級(jí)別的劃分，可以確定，此汽車式起重機(jī)的工作級(jí)別為A4。 起重機(jī)工作級(jí)別的劃分載荷狀態(tài)名義載荷譜系數(shù)利用等級(jí)—輕—中—重—特重3 50噸汽車起重機(jī)主臂尺寸的確定主臂尺寸的的確定包含以下的的內(nèi)容：一、 吊臂根部鉸點(diǎn)位置的確定，二、吊臂各節(jié)尺寸的確定，三、變幅液壓缸鉸點(diǎn)的確定，四、截面的選擇及截面尺寸的確定。由于此次設(shè)計(jì)的50噸汽車式起重機(jī)的起升高度為32米，選擇吊臂的節(jié)數(shù)為5。 起重機(jī)吊臂節(jié)數(shù)最大起升高度H(m)10～1516～1920～2930～40吊臂節(jié)數(shù)K32～33～44～5 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(zhǎng)度，起升高度和幅度有關(guān)。設(shè)吊臂的工作長(zhǎng)度為lw。即： （）從而得出=。式中：H—基本臂的起升高度，H=。b—吊頭距滑輪組的最短距離，b=。、 —根部鉸點(diǎn)和頭部滑輪軸心離吊臂基本截面軸心的距離，并帶有正負(fù)號(hào)，在中心線以下者為正，以上為負(fù)。由于此項(xiàng)數(shù)值較小，所以在計(jì)算時(shí)可以不計(jì)。h—根部鉸點(diǎn)離地距離，參見(jiàn)徐州重型的h值，取h=?！醣垩鼋?，其值小于最大仰角=80176。，即=。即=56176。吊臂根部離鉸點(diǎn)的距離e （）得出吊臂根部離鉸點(diǎn)的距離e=。所以取距離e=。吊臂根部鉸點(diǎn)離回轉(zhuǎn)平面的高度為==式中：——為回轉(zhuǎn)支承裝置的高度，= 。 ——為起重機(jī)汽車底盤的高度，=。將最大起升高度H1帶入公式得出主吊臂最大長(zhǎng)度。 （）式中：H1—最長(zhǎng)主臂作業(yè)長(zhǎng)度，H1=32m。a，5， b，h同上。 吊臂各節(jié)尺寸的確定 主吊臂的最長(zhǎng)長(zhǎng)度是由基本臂結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和外伸長(zhǎng)度所組成。即 （） 式中﹑﹑﹑﹑為各節(jié)伸縮臂的伸縮長(zhǎng)度，在設(shè)計(jì)當(dāng)中，伸縮長(zhǎng)度往往取同一數(shù)值，即。則外伸長(zhǎng)度， ﹑﹑﹑為二，三，四，五節(jié)臂縮回后外漏部分的長(zhǎng)度，在計(jì)算時(shí)取同一數(shù)值（a=）。若假設(shè)為臂頭滑輪中心離基本臂端面的距離，則基本臂結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度加上即為基本臂的工作長(zhǎng)度。 =+=+而=+++=（K1）將上式帶入式（）可得=（K1）+（K1） =+（K1）+（K1）=+（K1） （）即 =+（51）從中可以得出=（m）。式中：K為吊臂的節(jié)數(shù)。 從而得出外伸長(zhǎng)度為=（m）。 在第i節(jié)臂退回后，除外露部分長(zhǎng)度a外，在前節(jié)（i1）節(jié)臂中的長(zhǎng)度加上伸出后仍在前節(jié)臂中的那部分搭接長(zhǎng)度，第i節(jié)臂插在前節(jié)臂內(nèi)的長(zhǎng)度為（+），假設(shè)第i節(jié)臂的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為，則=++a =+ （） 搭接長(zhǎng)度應(yīng)該短些，以減輕吊臂重量。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。因此，搭接部分要根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)而定，一般為伸縮臂外伸長(zhǎng)度的1/4—1/5。 各節(jié)伸縮臂插入前一節(jié)都留有一段距離c，這是結(jié)構(gòu)上的需要，在此距離內(nèi)要設(shè)置伸縮油缸的鉸支座和其它的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其大小視情況而定，在此次設(shè)計(jì)中選擇c=。 因此前后兩節(jié)臂由這樣的關(guān)系 =+ca （）從式36可知，=++a =++a 將上述兩式代入式（），可得。++a=++c已知，==，==，從上式可知，后一節(jié)的搭接長(zhǎng)度，臂前一節(jié)的搭接長(zhǎng)度小一些，因?yàn)橐话闱闆r下結(jié)構(gòu)空間c臂外露空間a大一些，得出 =+（ca） （） 此次設(shè)計(jì)共有5節(jié)臂，其最后一節(jié)的搭接長(zhǎng)度為使其等于1/5的外伸長(zhǎng)度，現(xiàn)在和已經(jīng)得出，則根據(jù)式（），吊臂的各節(jié)搭接長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度分別為，===（m） ===（m）=+（ca）=（m） =+（ca）=（m）=+2（ca）=（m） =+2（ca）=（m）=+3（ca）=（m） =+3（ca）=（m）=+4（ca）=（m） =+4（ca）=（m）各節(jié)臂長(zhǎng)度尺寸的驗(yàn)算 計(jì)算的基本臂工作長(zhǎng)度必須滿足下面的式子，所計(jì)算的各節(jié)臂的長(zhǎng)度值才能滿足需要， =+（K1）≥+（K1）c=（+）+（K1）c （）式中：=+（51）=（m） （+）+（K1）c=（+）+（51）=（m） 即式（）成立，所計(jì)算各節(jié)臂的長(zhǎng)度滿足要求。上述為所計(jì)算出的各節(jié)臂的長(zhǎng)度尺寸，參考徐州重型50噸汽車起重機(jī)設(shè)計(jì)各節(jié)臂尺寸的確定，最終確定長(zhǎng)度為:=（m）、=（m）、 =（m）、 =（m）、 =（m）。 變幅液壓缸鉸點(diǎn)的確定，變幅液壓缸根部鉸點(diǎn)（）的位置，一般使其落在回轉(zhuǎn)支撐裝置的滾道上，從而改變了平臺(tái)的受力情況。采用雙作用液壓缸，其鉸點(diǎn)離回轉(zhuǎn)中心的距離f取決于雙缸間的距離B,可通過(guò)下式算得： （）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。則從式310得出， m式中：D起重機(jī)底盤直徑，D=2m。從而可以得出鉸點(diǎn)已經(jīng)確定。鉸點(diǎn)在求得和已經(jīng)確定即=，e=，所以認(rèn)定鉸點(diǎn)已經(jīng)確定。因?yàn)殂q點(diǎn)離滾道面的距離式構(gòu)造所定，一般取=。，只有在基本臂上固定的鉸點(diǎn)尚未確定。鉸點(diǎn)的取得要滿足下述條件，在變幅缸縮回時(shí)， 吊臂位在行駛狀態(tài)，變幅液壓缸長(zhǎng)度為最短長(zhǎng)度；而當(dāng)全伸時(shí)吊臂位在最大仰角狀態(tài)，液壓缸長(zhǎng)度達(dá)到最大長(zhǎng)度。連接吊臂鉸點(diǎn)（），變幅缸鉸點(diǎn)（）和（），形成或。在中，在中，.面角是與水平線的夾角，它可由下式求得： （） 式中：=，=，=，=。從而可以得出：=176。 在和確定后，用三角公式求得的位置，在中，其邊角關(guān)系為： 在中， 已知，=（～），并帶入上述2式并消去、可得的二次方程式， （）式中：=，=80176。，=176。 的值是根據(jù)實(shí)際的情況而定，在設(shè)計(jì)中，大體是所設(shè)計(jì)的鉸點(diǎn)應(yīng)位于基本臂工作長(zhǎng)度的中點(diǎn)處，由利于起重機(jī)的受力分布，使支點(diǎn)能夠達(dá)到最大的作用效果。將上述值帶入式()得出：=0時(shí)，=， =50時(shí)，=， =40時(shí)，=， 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)，=，在=，根部鉸點(diǎn)的位置落在前方軌道上，=，根部鉸點(diǎn)落在后方軌道上。 根據(jù)上述計(jì)算，汽車起重機(jī)鉸點(diǎn)的位置已經(jīng)確定。 吊臂截面的選擇及截面尺寸確定伸縮吊臂的截面形狀由很多種，主要包括：矩形、正梯形、倒梯形、六邊形、槽形、角鋼組合式等。其在總體設(shè)計(jì)中，～，側(cè)板一般選用薄鋼板，～10范圍內(nèi)，側(cè)板薄一些對(duì)減輕吊臂重量極為有效，但必須考慮其局部失穩(wěn)的問(wèn)題，有的在鋼板上格一段距離扎一條橫向筋，或者在側(cè)板受壓區(qū)設(shè)置縱向筋，以增加其抗屈曲能力。有的為了減輕重量也可在側(cè)板上開(kāi)大孔，并卷邊加強(qiáng)。下地板一般做的臂上底板后些，一方面可以使截面中性軸下移，從而減少下底板上的壓縮應(yīng)力，一方面滿足下底板局部應(yīng)力的需要，為了減輕自重，吊臂應(yīng)盡量做成等強(qiáng)度式梁。整個(gè)箱形吊臂也可做成頭稍細(xì)，根稍粗的棱錐體狀，但大多采用貼加強(qiáng)板的方法來(lái)改變截面的面積特性，在局部高應(yīng)力處采用局部加強(qiáng)板局部加強(qiáng)。矩形的箱形截面的最危險(xiǎn)處為四角焊縫處，該處應(yīng)力最大，也是最容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的地方，為了改善應(yīng)力狀況最號(hào)選用其它形式。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)。吊臂下截面做成圓形或其它折線狀（即槽形和六邊形），都是為了提高下底板的抗局部失穩(wěn)的能力，和減小側(cè)板的計(jì)算寬度，這樣一來(lái)可以采用更薄的鋼板，而充分利用鋼板的強(qiáng)度，特別在采用高強(qiáng)度鋼材時(shí)。因?yàn)楦邚?qiáng)度鋼板的抗局部失穩(wěn)的能力并不比普通鋼板的能力號(hào)，所以，改變局部失穩(wěn)在此顯得更為重要。角鋼組合式截面正像桁架臂炫桿那樣，將材料集中在四各受力最大的角上，同時(shí)將焊縫移至中部，大大改善了應(yīng)力集中現(xiàn)象，該截面工藝復(fù)雜，制造成本高。在經(jīng)過(guò)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。以相同起重能力為條件，以矩形截面為比較標(biāo)準(zhǔn)，