【文章內(nèi)容簡介】 的數(shù)字式隨車起重機已順利通過先期 試驗。該機采用電子和液壓雙重控制的裝卸起重機械、高科技兵器快速安裝定位和軍用橋梁拼裝架設(shè)的綜合能力。該機技術(shù)先進，開發(fā)難度較大，無論是在起重量、工作速度、整機自重等基本指標上，還是在可靠性、操作舒適性等方面都代表了隨車起重機的先進水平。 一 .主要結(jié)構(gòu) ：在設(shè)計中，多選底盤為斯太爾越野型，為 48? 驅(qū)動，承載能力大，發(fā)動機功率高，操縱、行駛性能優(yōu)良，整機可靠性高，通過性能好，機動性強。底盤上裝有長為 6m的標準式車廂，可轉(zhuǎn)載 25t 貨物，可減少工作車輛數(shù)量，提高伴隨保 障能力。 ：起重機主臂采用薄壁低合金高強度鋼材制成箱型斷面。根據(jù)性能要求，主臂采用二節(jié)折疊式臂架，伸縮臂采用 6 節(jié)、 6 邊形截面。吊臂頭部裝有起升用的滑輪組，還可以在伸縮臂的端頭另附裝副臂。 ：為便于折疊臂架的布置，采用立柱時轉(zhuǎn)柱、偏心式裝。轉(zhuǎn)臺置于車架后端，徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 質(zhì)量可靠。 、回轉(zhuǎn)、變幅機構(gòu)：主副起升采用定量馬達驅(qū)動，回轉(zhuǎn)機構(gòu)為定量行星減速器輸出軸上的小齒輪，使之繞固定在車架上的內(nèi)嚙合回轉(zhuǎn)支撐轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)回轉(zhuǎn)。 ：一個獨立的發(fā)動機驅(qū)動雙變量實現(xiàn)動力的輸出，液壓支腿通過底 盤取得驅(qū)動齒輪泵實現(xiàn)動力輸出 。 。所有關(guān)鍵元件，主泵、主操縱閥、先導(dǎo)控制單元等均為進口件。 。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 2 隨車起重機的技術(shù)參數(shù) 主要性能參數(shù) 隨車起重機的主要性能參數(shù)是起重機工作性能指標，也是設(shè)計的依據(jù)，主要包括起重量、工作幅度、起重力矩、起升高度、工作速度、自重、通過性能等。 表 21參數(shù)表 :汽車起重機額定起重量是在各種工況下安全作業(yè)所容許起吊重量的最大質(zhì)量值，包括取物裝置重量。 :在額定起 重量下，起重機回轉(zhuǎn)中心的軸線距吊鉤中心的距離。工作幅度決定起重機的工作范圍。 :起重機的工作幅度與相應(yīng)起重量的乘積為起重力矩，它是綜合起重量與幅度兩個因數(shù)的參數(shù)，能比較全面和確切地反映起重機的起重能力。 :吊鉤起升到最高位置時，鉤口中心到支撐地面的距離。在標定起重機性能參數(shù)時，通常以額定起升高度表示。額定起升高度是指滿載時吊鉤上升到最高極限位置時從鉤口中心至支撐地面的跟離。對于動臂式起重機，當(dāng)?shù)醣坶L度一定時，起升高度隨幅度的減小而增加。 :汽車起重機的工作速度主要指起升、 回轉(zhuǎn)、變幅、伸縮臂機構(gòu)及支腿收放的速度。起升速度指吊鉤平穩(wěn)運動時，起吊物品的垂直位移速度 ?；剞D(zhuǎn)速度指起重機轉(zhuǎn)臺每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) 。變幅速度指變幅時，幅度從最大 (最小 )變到最小 (最大 )所用的時間 。伸縮臂速度指起重臂伸縮時，其頭部沿伸縮臂軸線的移動速度。 :指起重機處于工作狀態(tài)時起重機本身的全部質(zhì)量，它是評價起重機的綜合指標，反映了起重機設(shè)計、制造和材料的技術(shù)水平。 :是汽車起重機正常行使通過各種道路的能力。汽車起重機通過性能接近一般公路車輛。接近角、離去角、離地間隙越大，最小轉(zhuǎn)彎直徑越小，說明整機 通過性能越好。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 參數(shù)確定 參考同噸位產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)及所選底盤的參數(shù)情況初定主要技術(shù)參數(shù)為 : 最大額定起重量 (噸 ) : 最大起重量力矩 (kN m): 基本臂長度 (m) : 4 全伸臂長度 (m) : 9 主臂節(jié)數(shù) : 3 最大工作幅度 (m) : 最大起升高度 (m) : 11 回轉(zhuǎn)速度 (r/min): 0～ 2. 5 支腿跨 距 (m): ～ 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 6 3 支腿型式選擇與計算 支腿型式分類及選擇 隨車起重機支腿從結(jié)構(gòu)特點上可分為四類： ：在支腿搖臂上開有滑槽，當(dāng)支腿支腳著地后，油缸活塞頭部沿槽外滑，使力臂增大。因此滑槽式的蛙式支腿改善了在接地后水平位移的缺點，減小了油缸中閉鎖壓力。 2. H 式支腿：此支腿外伸距離大，每一支腿有兩個液壓缸，即水平伸縮（或略帶傾斜的）和垂直支承液壓缸，支腿呈 H 形。為保證有足夠距離，左右支腿相互叉開。 H式支腿對地面適應(yīng) 性好，易于調(diào)平，廣泛采用在中、大型起重機上。但 H式支腿高度高，影響作業(yè)空間。同時，支腿必須與橫梁固接，以保證支腿結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定。 3. X 式支腿： X 式支腿的垂直支承液壓缸作用在活動支腿的中間，活動支腿外伸端直接支承在地面上，使支承更加穩(wěn)定。但 X 式支腿離地間隙小，在支腿向下運動時端部有水平位移。它與 H 型支腿?；旌蠎?yīng)用在起重機上。 ：此結(jié)構(gòu)適合大型輪胎起重機上，由于大型輪胎起重機支腿反力非常大，所以車架結(jié)構(gòu)的高度大。為了減輕車架重量，減少車架變形，將支腿做成輻射式，使回轉(zhuǎn)支承裝置承受的全部力和力 矩直接作用在支腿結(jié)構(gòu)上，這樣處理可減輕整個底盤重量 510%。而對回轉(zhuǎn)支撐裝置處的變形可比通常的形式減輕一半左右。 綜上選擇常用的支腿結(jié)構(gòu)型式 H 型支腿。 支腿跨距確定 由于隨車起重機主要在側(cè)方工作，國家系列中又規(guī)定了幅度的最小值，所以某一噸位起重機的支腿橫向跨距不得超過某規(guī)定數(shù)值以滿足有效幅度要求。但跨距取大了，雖然在起重機工作時穩(wěn)定性好，但過大的穩(wěn)定性也是不必要的，有時甚至是有害的；因為當(dāng)超載時，過大的穩(wěn)定性使起重機司機不感到超載的危險，當(dāng)無自動報警裝置時，而有使吊臂損壞的可能。因此支腿橫向跨距選 取要適當(dāng)，原則上是起重機在吊臂強度允許的起重量時，其穩(wěn)定性達到規(guī)定的要求即可。 支腿橫向外伸跨距的最小值應(yīng)使保證最大起重量和其它各重力對該側(cè)支腿中心線作用的傾覆力矩和穩(wěn)定力矩處于平衡狀態(tài) .見圖 41。起重機在圖示位置工作時，有可能造成右側(cè)支腿略微翹起。按 ZBT5900187 隨車起重運輸汽車技術(shù)條件》要求兩支腿支撐時，與臂架方位相反一側(cè)的支腿離地數(shù)據(jù)，最外緣的上翹量不大于 60m m ，故此時地面對整車作用力 F與 ma、 Q 及 mk的總和相等。對支腿中心取力矩可求出 a值。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 圖 31支腿跨距 a=[(L+L1)m4+(r+L1)QK]/(mk+m4+QK) 式 （ ） 式中 a— 支腿與車架中心的距離 L— 起重臂質(zhì)心至立柱中心的距離 r— 起重裝置的工作幅度 m4— 起重臂質(zhì)量 Q— 起重質(zhì)量 mk— 不包括起重臂質(zhì)量的整車整備質(zhì)量 K— 動載系數(shù) ,取 K= 1. 2 注：動載系數(shù)是考慮風(fēng)載荷、慣性力等對載荷 Q 產(chǎn)生的內(nèi)部附加動載荷影響系數(shù) ,查文獻 ,取 K=。 當(dāng) r=9m,Q=1400kg,L=4m,L1=, m4=600kg, mk=7600kg,代入上式得： a=[(4+)? 600+(9+)? 1400? ] /(7600+600+1400? ) = 由上分析可知，跨距的選擇要大于 2a 即可滿足起重機設(shè)計要求。 選取最大跨距為 。 支腿受力分析 起重機支腿壓力是指支腿在起重機吊重時所承受 的最大法向反作用力。 按最危險工況汽車大部分輪胎被支承油缸頂起，整車處三點支承狀態(tài)。若每個支腿上的壓力按均布載荷考慮，則： F= G/3 式 () 式中 F— 單個支腿所承受的載荷 G— 整車滿載時的重力 G=144000N,則 F=144000/3=48000(N) 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 8 活動支腿危險截面計算 活動支腿危險截面為固定支腿與活動支腿的搭接處，對其強度和腹板的穩(wěn)定性需要進行校核計算。截面尺寸及其余條件如 下： 支腿最大反力： RD =48KN 支腿反力到危險截面的距離： LD= 危險截面對于 X 軸上部抗彎模量： WS=? ???? m3 腹板的高度： H0= 危險截面對于 X 軸下部抗彎模量： WX=? ???? m3 腹板的厚度： ? = 許用應(yīng)力 (材料選用 HG60)： ??? =322Mpa 由于：m a x XXM 4 8 0 0 0= 3 1 9 ( )WW DDRL M P a??? ?? ?? ? ?? ? ? ?? ?? ? ?? ? m i n M 4 8 0 0 0= 3 0 0 ( )W s W sDDRL M P a??? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ?? ? ? ? ? max[]??，所以強度滿足設(shè)計要求。 截面腹板局部穩(wěn)定性驗算： 由于 m a x m i n0 m a x 3 1 9 ( 3 0 0 )a = 1 . 9 4319?? ????? 查表得： 210?? MPa 0m a x0 . 3 2 5 1 0 0 1 0 00 . 0 1 2h ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?=81 所以截面局部不失穩(wěn)。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 4 底盤類型與選擇 在進行起重機的設(shè)計前，要先選擇合適的底盤，確定基本的承載力，確保起重機的安全性能和使用壽命。 汽車起重機底盤分類 汽車起重機底盤按總體性能可分為通用汽車底盤、專用汽車底盤二種。通用汽車底盤 (圖 41 a)指通用汽車的二類底盤。由于原汽車車架的強度和剛度滿足不了起重機在起重作業(yè)時的要求，故需要在原汽車底盤上增設(shè)帶有固定支腿和回轉(zhuǎn)支撐連接的副車架以實現(xiàn)對上車的支撐，所以整個起重機的重心較高，重量也較大，從而導(dǎo)致整機性能下降。但由于通用底盤 的價格較低，在中小噸位的汽車起重機上比較常用。 專用的汽車底盤是按起重機要求專門設(shè)計制造的。專用底盤軸距較長，車架剛性好，其駕駛室的布置有三種形式，一是正置駕駛室 (與通用汽車一樣 )，如圖 4 la，二是側(cè)置的偏頭式駕駛室 (圖 4lb)，三是前懸下沉式駕駛室 (圖 4lc)。正置平頭駕駛室的汽車起重機行駛狀態(tài)，臂架放置在駕駛室上面，所以整車重心較高 :側(cè)置偏頭式駕駛室的汽車起重機，其臂架位于駕駛室側(cè)方，行駛狀態(tài)整機重心大大降低，但駕駛室視野不良 。前懸下沉式駕駛室的汽車起重機，盡管臂架置于駕駛室上方，但臂架位置不高 ，故起重機重心低，其駕駛室懸掛在前橋前面，使車身較長，適合使用較長臂架，且乘坐舒適、視野開闊 。不足之處在于駕駛室懸掛在前橋前，故前橋軸荷大，同時使車身增長，接近角減小，通過性稍差。 圖 41底盤類型圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 10 底盤選擇和承載力計算 底盤選擇 隨車起重機選用通用底盤時，要根據(jù)通用載重汽車的承載能力和最大總質(zhì)量來選擇。中、小型汽車起重機總質(zhì)量分別約為 120%和 140%的起重量，即將汽車滿載后的總重量乘上 0. 70～ 0. 83 得到的數(shù)值為改裝后的起重機最大額定起重量。為了保持原車軸荷 的合理分配，在總布置時可通過改變上車三鉸點位置及配重的重量和距回轉(zhuǎn)中心的位置來調(diào)整。 當(dāng)選用專用底盤時，按起重機總質(zhì)量和底盤的橋荷來確定橋數(shù)，按發(fā)動機取力器扭矩來選擇傳動系各總成。專用底盤的變速箱、傳動軸、主傳動和橋箱一般都選用現(xiàn)有的通用汽車底盤部件。汽車起重機的橋荷受到道路、橋梁標準的限制。在一般雙橋起重機底盤中，若前后橋都是單胎，則前、后橋荷各為總重的 50%。若后橋為雙胎，則后橋為70%的總重。在三橋汽車底盤中，雙胎后雙橋總載荷為 2X40%的總重，這主要是按輪胎數(shù)目來確定。 由于本起重機要達到較高的起升 高度需要較長主臂，故選用前懸下沉式駕駛室底盤?？疾靽鴥?nèi)底盤情況選用 EQ1141G7D1 底盤，技術(shù)參數(shù)為 : 底盤型號 EQ1141G7D1 驅(qū)動形式 4? 2 起重能力 (kN m) 126 軸距 (mm) 5600 車輛 (長 ? 寬 ? 高 ) (mm) 9650 2490 3250 底盤整備質(zhì)量 (kg)(含固定支腿箱 ) 8205 廠定最大總質(zhì)量 (kg) 14400 橋荷分配 :前軸 (kg) 520 后橋 (kg) 740 接近角 /離去角 34176。 /19176。 最高車速 (km/h) 85 最小轉(zhuǎn)彎直徑 (m) 20