【導(dǎo)讀】置設(shè)計(jì)分析、工作裝置設(shè)計(jì)分析進(jìn)行整車穩(wěn)定性校核。要求，確定升降機(jī)的結(jié)構(gòu)方案，然后確定汽車底盤(pán)及車輛的總體布置和控制系統(tǒng)。高空作業(yè)車設(shè)計(jì)時(shí)按4單元展開(kāi)，所有的設(shè)計(jì)工作都是圍繞這4個(gè)單元展。①選用合適平臺(tái)②動(dòng)力傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)③工作裝置設(shè)計(jì)④整車穩(wěn)定性校核

　　

【正文】 轉(zhuǎn)盤(pán)式，其中轉(zhuǎn)盤(pán)式是一種較常用的形式。 轉(zhuǎn)盤(pán)式回轉(zhuǎn)支撐裝置又可分為兩種：支撐滾輪式和滾動(dòng)軸承式。支撐滾輪式回轉(zhuǎn)支撐裝置增大了轉(zhuǎn)盤(pán)回轉(zhuǎn)裝置的高度，且質(zhì)量增加，成本增大；滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置是目前應(yīng)用最多的一種，它是在普通滾動(dòng)軸承的基 礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于放大了的滾動(dòng)軸承。其優(yōu)點(diǎn)是回轉(zhuǎn)摩擦阻力矩小，承載能力大，高度低。由于回轉(zhuǎn)支撐裝置的高度降低，可以降低整車的質(zhì)心，從而增大了汽車的穩(wěn)定性 [6] [7]。 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)按結(jié)構(gòu)可分為以下幾種： 單排滾球式轉(zhuǎn)盤(pán) 如圖 所示，單排球轉(zhuǎn)盤(pán)多數(shù)是由內(nèi)外座圈組合成一個(gè)整體的滾道，其滾道是圓弧形曲面，是最簡(jiǎn)單的一種回轉(zhuǎn)支撐裝置，球和導(dǎo)向體從內(nèi)圈或外圈的圓孔中裝進(jìn)滾道里，然后將裝配孔堵塞。這種回轉(zhuǎn)支撐裝置的優(yōu)點(diǎn)是：質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、成本較低，但其承載能力小，故應(yīng)用不多。 雙 排滾球式轉(zhuǎn)盤(pán) 如圖 所示，主要由上、下雙排球體、內(nèi)、外座圈、間隔體和潤(rùn)滑密封裝置等組成。上、下球體均排列在一整體的內(nèi)（或外）座圈內(nèi)。雙排球轉(zhuǎn)盤(pán)回轉(zhuǎn)支撐裝置比同樣大小和相同數(shù)目的單排球轉(zhuǎn)盤(pán)回轉(zhuǎn)支撐裝置的承載能力要大得多。 交叉滾柱式轉(zhuǎn)盤(pán) 如圖 所示，滾子的接觸角一般為 45176。，相鄰的滾子軸線交叉排列，即相鄰的兩圓柱滾子軸線成 90176。交叉。這不但使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能承受軸向和徑向載荷，而且還能承受翻傾力矩。此外，和滾球轉(zhuǎn)盤(pán)相比，這種滾道是平面，加工工藝比較簡(jiǎn)單，容易達(dá)到加工要求。 高承載能力轉(zhuǎn)盤(pán) 在一些大型的起重舉升專用汽車中，可用雙排、多排的滾球或滾柱式回轉(zhuǎn)支撐裝 17 置。 (a) 外齒式 (b) 內(nèi)齒式 圖 單排球轉(zhuǎn)盤(pán)結(jié)構(gòu) (a) 外齒式 (b) 內(nèi)齒式 圖 雙排球轉(zhuǎn)盤(pán)結(jié)構(gòu) (a) 外 齒 式 (b) 內(nèi)齒 式 圖 交叉圓柱滾子轉(zhuǎn)盤(pán)結(jié)構(gòu) 以上通過(guò)對(duì)各 種回轉(zhuǎn)支撐裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、承載能力、加工性能以及應(yīng)用情況等的分析，最后確定 高空作業(yè)車 回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)選擇交叉滾柱式。 作業(yè)平臺(tái)及調(diào)平機(jī)構(gòu) 舉升機(jī)構(gòu)的端部連接作業(yè)平臺(tái)，它是用于載人或器材的基本構(gòu)件。為了保證作業(yè)人員安全工作和防止器材掉落，各國(guó)對(duì)作業(yè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)和性能提出了明確的要求。如平臺(tái)的護(hù)欄高度、平臺(tái)寬度、平臺(tái)的防滑表面、平臺(tái)上的安全帶及短索的結(jié)點(diǎn)等 [7]。 為了使作業(yè)平臺(tái)的底平面在作業(yè)過(guò)程中始終保持水平， 高空作業(yè)車 上裝有式作業(yè)平臺(tái)保持水平的自動(dòng)調(diào)平機(jī)構(gòu)，主要有以下四種： 重力（自重）式調(diào)平機(jī)構(gòu) 如圖 （ a）所示。其原理是將作業(yè)臂的頂端與作業(yè)平臺(tái)質(zhì)心鉛垂線上的一點(diǎn)鉸接，這樣使工作臂無(wú)論作什么運(yùn)動(dòng)、作業(yè)平臺(tái)始終處于鉛錘狀態(tài)，其底平面能保持水平位置。但是這種機(jī)構(gòu)在舉升過(guò)程中由于慣性力的作用及作業(yè)人員的質(zhì)心不能與作業(yè) 18 平臺(tái)的質(zhì)心完全重合。使作業(yè)平臺(tái)出現(xiàn)偏移和偏擺，減少了安全感，這種機(jī)構(gòu)已很少采用。 平行四桿調(diào)平機(jī)構(gòu) 如圖 （ b）所示，是常采用的機(jī)械式結(jié)構(gòu)。其原理是 當(dāng)上、下折臂同時(shí)或分別作起伏運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩套四桿機(jī)構(gòu)中的連桿 ab 、 cd 、 ef 始終保持平行，使與連桿 ef相鉸接的作業(yè)平臺(tái)的底面在舉升過(guò)程中總處于水平。這種調(diào)平機(jī)構(gòu)用于折疊式動(dòng)臂。其平衡精確，制造簡(jiǎn)單，工作可靠，使用非常廣泛。 機(jī)液組合式等容積液壓缸調(diào)平機(jī)構(gòu) 如圖 （ c）所示。其原理是主調(diào)液壓缸 5 與副調(diào)液壓缸 2 的結(jié)構(gòu)、大小、容積完全相同，在作業(yè)前兩液壓缸充滿壓力油，且兩液壓缸的有桿腔和無(wú)桿腔分別相連，使兩缸形成一個(gè)封閉回路。當(dāng)作業(yè)臂受變幅液壓缸作用時(shí)，會(huì)帶動(dòng)主調(diào)液壓缸 5 的活塞桿伸縮，與此同時(shí)，和液壓缸 5 形成封閉回路 的液壓缸 2 的活塞桿則產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滿足 ad 和 bf、 ad 和 ae、 bf和 bg始終相等時(shí)，無(wú)論作業(yè)臂處于何種狀態(tài)，都能保持作業(yè)平臺(tái)底面處在水平位置。這種機(jī)構(gòu)一般用于伸縮式動(dòng)臂。 電 — 液伺服調(diào)平機(jī)構(gòu) 它 的工作原理是在作業(yè)臂的頂端與作業(yè)平臺(tái)之間，通過(guò)重力元件獲得信號(hào)，再由電磁閥根據(jù)電信號(hào)控制液壓油缸工作，使作業(yè)平臺(tái)自動(dòng)保持平衡。圖 為一種電 —液伺服調(diào)平系統(tǒng)原理圖。 綜上所述，重力式調(diào)平機(jī)構(gòu)安全性能太差，不宜應(yīng)用；等容積液壓缸調(diào)平機(jī)構(gòu)一般只應(yīng)用于伸縮式舉升機(jī)構(gòu)；電 — 液伺服調(diào)平機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。由于 以上原因作業(yè)平臺(tái)及調(diào)平機(jī)構(gòu)選定為平行四桿調(diào)平機(jī)構(gòu)，如圖 (b)所示。 操作及安全防護(hù)裝置 為了使舉升機(jī)構(gòu)能停在任意位置，并防止工作平臺(tái)自由或超速下落，必須在液壓系統(tǒng)中安裝平衡閥。 為使支腿垂直液壓缸在移動(dòng)的過(guò)程中能在任意位置上停止，并防止停止后在外力的作用下發(fā)生位移，導(dǎo)致事故發(fā)生，應(yīng)在支腿液壓缸的進(jìn)回油路上設(shè)有雙向液壓鎖。 高空作業(yè)車 應(yīng)配備緊急停止裝置，并安裝在操作者的應(yīng)急位置。發(fā)生錯(cuò)誤操作時(shí)，該裝置應(yīng)能有效的排除由此產(chǎn)生的故障和危險(xiǎn)，保護(hù) 高空作業(yè)車 和各機(jī)構(gòu)的安全 [8]。 在公路上進(jìn)行作業(yè)的 高 空作業(yè)車 ，若車上的動(dòng)力傳動(dòng)裝置出現(xiàn)故障，而工作人員又困在高空作業(yè)平臺(tái)上，無(wú)法排除故障，可能發(fā)生阻礙道路交通的事故。因此， 高空作業(yè)車 必須設(shè)置輔助下降裝置，中小型 高空作業(yè)車 采用手動(dòng)泵人工輔助下降。 折疊式 高空作業(yè)車 為防止作業(yè)平臺(tái)翻轉(zhuǎn)，則規(guī)定下臂處于接近水平狀態(tài)時(shí)，上臂 19 與水平面的夾角不允許超過(guò) 78176。為此，在 高空作業(yè)車 上設(shè)置了限位行程開(kāi)關(guān)，只要發(fā)生超過(guò)上述規(guī)定的情況，行程立即斷電，液壓油卸荷，阻止上臂與水平面的夾角超過(guò)規(guī)定值。同時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，提醒操作人員注意，防止事故發(fā)生。 (a) 重力（自重）式調(diào)平機(jī)構(gòu) (b) 四桿調(diào)平機(jī)構(gòu) (c) 等容積液壓缸調(diào)平機(jī)構(gòu) 圖 作業(yè)斗的平衡機(jī)構(gòu) 動(dòng)力傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與分析 設(shè)計(jì)要求 動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括 高空作業(yè)車 各工作裝置的動(dòng)力傳動(dòng)部分，其設(shè)計(jì)要求如下： 對(duì)作業(yè)功能，在規(guī)定的載荷范圍內(nèi)，不論載荷大小，要求動(dòng)力傳動(dòng)裝置具有穩(wěn)定的工作轉(zhuǎn)速。 在同一工作循環(huán)內(nèi)，工作裝置的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)等是正向和逆向運(yùn)動(dòng)交替 20 進(jìn)行的。因此要求能適應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向的不斷改變。 在工作過(guò)程中，各工作裝置的工作速度應(yīng)能隨作業(yè)進(jìn)度及時(shí)調(diào)整，且調(diào)速 范圍大，如舉升機(jī)構(gòu)需要有很低的微動(dòng)速度。 動(dòng)力傳動(dòng)裝置類型 內(nèi)燃機(jī) ——機(jī)械傳動(dòng) 這種傳動(dòng)方式僅在用途單一的 高空作業(yè)車 上使用，如用于電力設(shè)施維修的垂直升降式 高空作業(yè)車 多采用這種形式。動(dòng)力源為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力經(jīng)變速器傳出后，還要經(jīng)分動(dòng)器、離合器、減速器、卷?yè)P(yáng)機(jī)、滑輪以及鋼絲繩等傳遞到工作裝置，傳動(dòng)路線長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 [5]。 電力 ——機(jī)械傳動(dòng) 這種傳動(dòng)方式是利用外接電源或車載電源（蓄電池），通過(guò)電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)裝置將動(dòng)力傳遞到各工作裝置。由于電動(dòng)機(jī)具有逆轉(zhuǎn)性和在較大轉(zhuǎn)速范圍 內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速等特點(diǎn)，并且各機(jī)構(gòu)可由獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)化了傳動(dòng)和操縱機(jī)構(gòu)，而且噪聲小、污染少，適用在外接電源方便或流動(dòng)性不大的場(chǎng)地作業(yè)。 內(nèi)燃機(jī) ——電力傳動(dòng) 這種傳動(dòng)方式的路線是汽車發(fā)動(dòng)機(jī) → 發(fā)電機(jī) → 電動(dòng)機(jī)，然后帶動(dòng)各工作裝置運(yùn)轉(zhuǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是利用直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)良工作特性，使 高空作業(yè)車 獲得好的作業(yè)性能。但這些傳動(dòng)裝置質(zhì)量較大，價(jià)格昂貴。 內(nèi)燃機(jī) ——液壓傳動(dòng) 大部分 高空作業(yè)車 都采用這種工作方式，它可充分利用液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，簡(jiǎn)化傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，并且易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速和運(yùn)動(dòng)方向的變換，傳動(dòng)平穩(wěn)、操作簡(jiǎn)單、方便、 省力、能防止過(guò)載。 綜上所述，通過(guò)以上各種動(dòng)力傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)性、適用范圍以及操作性能等多方面性能的分析，將動(dòng)力傳動(dòng)裝置選定為內(nèi)燃機(jī) ——液壓傳動(dòng)這種形式。 本章小結(jié) 本章主要對(duì) 所要設(shè)計(jì)的高空作業(yè)車 的支腿機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及其它附屬裝置的形式進(jìn)行了方案的比較分析 。由于高空作業(yè)車的各個(gè)工作裝置結(jié)構(gòu)形式有很多種，且每種形式各有其優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)分析后選擇了最適合的方案。 最后確定了 高空作業(yè)車 各工作裝置的類型。 其中：舉升機(jī)構(gòu)選擇折臂式；支腿機(jī)構(gòu)選擇 H 式支腿；動(dòng)力傳動(dòng)裝置選定為內(nèi)燃機(jī) —— 液壓傳動(dòng)形式；作業(yè) 平臺(tái)選擇平行四桿調(diào)平機(jī)構(gòu)； 回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)選擇交叉滾柱式 ?？刂葡到y(tǒng)采用機(jī)電液控制系統(tǒng)。 21 第 4 章 工作裝置設(shè)計(jì)計(jì)算 舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)步驟 初步確定機(jī)架的形狀和尺寸。 根據(jù)機(jī)架的制造數(shù)量，結(jié)構(gòu)型式和尺寸大小，初定制造工藝。 分析載荷情況，載荷包括機(jī)架的設(shè)備重量，機(jī)架本身的重量，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)載荷等，對(duì)于高架結(jié)構(gòu)，還要考慮風(fēng)載，雪載等載荷。 確定結(jié)構(gòu)型式。 畫(huà)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 參照類似的有關(guān)規(guī)范，規(guī)程，確定機(jī)架結(jié)構(gòu)所允許的應(yīng)力。 進(jìn)行計(jì)算確定尺寸。 舉升機(jī) 構(gòu)運(yùn)動(dòng)范圍的確定 本設(shè)計(jì)中所設(shè)計(jì)的舉升機(jī)構(gòu)包括上臂和下臂兩個(gè)動(dòng)臂。下臂下端鉸接在回轉(zhuǎn)臺(tái)上，由下臂油缸驅(qū)動(dòng)；上臂下端與上臂下端鉸接，由撐臂液壓缸和平行四桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)；作業(yè)斗與上臂尾部鉸接，由外露式平行四桿機(jī)構(gòu)是作業(yè)斗保持水平 [12]。上臂和下臂在鉛錘面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)范圍為： 中 臂相對(duì)于回轉(zhuǎn)臺(tái)： 0~75176。； 上臂相對(duì)于下臂： 0~150176。 工作臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要尺寸確定 工作臂金屬材料的選擇 金屬結(jié)構(gòu)是指由扎制的型鋼和鋼板作為基本元件，按照一定的結(jié)構(gòu)組成規(guī)則用栓接、鉚接或焊接的方法連接起來(lái)，用于承受一 定的載荷。為保證高空作業(yè)車能在工作環(huán)境惡劣、載荷變化復(fù)雜、不允許產(chǎn)生塑性變形和人為的不文明操作等因素下能安全、可靠地工作對(duì)其金屬結(jié)構(gòu)規(guī)定如下計(jì)算原則： 結(jié)構(gòu)工作級(jí)別按結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)力狀態(tài)（名義應(yīng)力譜系數(shù)）和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（應(yīng)力循環(huán)等級(jí)）分為 A1—A8八級(jí)。 結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)采用許用應(yīng)力法。 結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算，并滿足其規(guī)定的要求。 結(jié)構(gòu)應(yīng)按三類載荷情況進(jìn)行疲勞強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算。 22 對(duì)三類載荷情況分別規(guī)定了不同的許用應(yīng)力 [8] 。 第 I類 按正常工作時(shí)的等效載荷進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算。對(duì) A6—A8工作級(jí)別的起重結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算，對(duì) A1—A5工作級(jí)別的起重機(jī)結(jié)構(gòu)，一般可不進(jìn)行此項(xiàng)計(jì)算。 第 II類 按工作時(shí)的最大的載荷進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。 第 Ш類 按非工作時(shí)的最大載荷或工作時(shí)的特殊載荷進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性的驗(yàn)算。 根據(jù)選材原則及規(guī)定： 主要選用 Q345 鋼板 ， 其主要特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度、韌性和塑性，以及加工等綜合方面的性能好。 如表 表 許用應(yīng)力計(jì)算公式 載荷組合種類 安全系數(shù) 拉伸、壓縮、彎曲、 許用應(yīng)力 剪切許用應(yīng)力 組合 I nI= [σ]Ι= 3?[ ] =[σ]?? 組合 II nII= [σ]Ι?= 3?[ ] =[σ]?I?I 組合 III nIII= [σ]Ι??= 3?[ ] =[σ]?II?II 注：表中屈服點(diǎn) ?s 應(yīng)按選取的鋼材厚度 取不同的值 由此確定作業(yè)臂的材料 [17] ： 根據(jù)選材原則及規(guī)定：主要選用 Q345鋼板， 其主要特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度、韌性和塑性，以 及加工等綜合方面的性能好，價(jià)格較低。 鋼板的厚度 t=6mm。其屈服強(qiáng)度是 :σ? =345Mpa. 根據(jù)工作時(shí)的最大的 載荷進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算 結(jié)構(gòu)應(yīng)按第二類載荷情況進(jìn)行疲勞強(qiáng)度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。 工作臂尺寸確定 經(jīng)過(guò)驗(yàn)證計(jì)算確定上下臂的尺寸如下： 如圖 所示作業(yè)臂的仰角是指 上臂與水平線之間的夾角用字母 θ來(lái)表示，它可從0186。到 80186。，作業(yè)臂實(shí)際作業(yè)時(shí)通常在 30186?！?75186。范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)時(shí)仰角取 75186。，在圖 075ABH??， 075HBC??，起升高度 AC=15m。 上臂 +下臂 ： L1=AB 23 下臂： L2=BC 則由三角關(guān)系有： ABsin75186。+BCsin75186。=15 即 : (L1+L2) sin75186。=15 L1+L2=15/sin75186。 L1+L2= （ ） 由于上臂的頭部有工作臺(tái)，所以在上臂頭部應(yīng)留有一定的余量裝工作平臺(tái)， 故上臂長(zhǎng)必須大于下臂長(zhǎng)即： L1L2 （ ） 由 ()式和 ()式可以取上臂 +中臂 L1=8m,取上臂為 m，中臂 m， 下臂L2=。 圖 中 下臂舉升至最高位置簡(jiǎn)圖 確定油缸鉸點(diǎn)的位置 24 圖 確定 上 臂油缸鉸點(diǎn)的位置 取 IK=50 mm IJ=70 mm 確定 中 臂油缸鉸點(diǎn)的位置 取 BE=1800mm BF=700mm 則由三角關(guān)系可得 : 2 2 2 02 c o s 1 5 0E F B E B F B E B F??? （ ） 。15 0c os18 0070 0270 018 00 222 ??????EF ?EF 確定 下 臂油缸鉸點(diǎn)的位置 取 HC=650mm， CG=1300mm， 075HCG?? 由三角關(guān)系可得 : 25 。75c os630130026501300 222 ?????HG = （ ） ?HG EF是 中 臂油缸， GH是下臂油缸。 如圖 上臂截面尺寸的確定 上 臂的強(qiáng)度計(jì)算 圖 上 臂的受力圖 對(duì) 上 臂進(jìn)行受力分析如圖 26 圖 上 臂的彎距圖 2. 46K N, ?? FIFI 即力 FB′與力 FB大小相等方向相反。 0?KM? 40100 ??? FIFA 10040*?FA = () 0F?? ???FG KN 如圖 :則可得最大彎矩是： 27 ???M A XM KNM 查表可得抗彎截面模數(shù) 3100mmW ? ? ?M m a x K dm a x 1 2 7 M PaW? ? ? ? ?= 230取 Kd= 將 3100mmW ? 代入 mmWh 100106 34m a x ?? ???? ??? 如圖所示： 0? =6mm 則： h1=h2? =10012=88mm 按整體穩(wěn)定性條件： b h31? 按局部穩(wěn)定條件： Q345 鋼 b ?60? mmbmm 66010031 ???? mmbmm 36033 ?? 則 b＝ 70 ㎜ 。 mmbb 82127021 ????? ? 對(duì)上臂進(jìn)行正應(yīng)力校核 28 臂梁的尺寸確定后應(yīng)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度 ,剛度和整體穩(wěn)定性校核，不滿足時(shí)應(yīng)進(jìn)行修改。 （ 1） 正應(yīng)力校核 靜強(qiáng)度校核公式：正應(yīng)力 ][?? ?? AF 式（ 42） F梁所受的力 N A截面積 ( 2m ） 切應(yīng)力 ][82 ??? ??ZSIF 式（ 43） SF 梁所受的力（ N） ? 鋼板厚度 (m) zI 梁對(duì) Z軸的慣性矩（ 4m ） 上 臂的強(qiáng)度計(jì)算 在截面 CG的正應(yīng)力是： ][11 ?? ?? AF 梁的截面積是： A=hb1h1b=**= 2m 則： ][ 0 2 0 9 8 41 ?? ?MPAFA ??? 在截面 AD受的正應(yīng)力是： ][2 ?? ?? AF 則： ][ 0 2 0 2 4 6 039。2 ?? ???? MPAIF 在截面 BD受的切應(yīng)力是： ][8211 ??? ?? Zs IF 計(jì)算 Z軸慣性矩 zI ： 29 如圖建立坐標(biāo)系： 矩形對(duì) Z軸的慣性矩是： 123hbIz ? 則慣性矩 ： zI = zI zI 所以慣性矩為： 463311 1008212 mhbI z ?????? 4631312 888212 mhbI z ?????? zI = 1zI 2zI m??? (2)把 KNFS ? 和 1zI 2zI m??? 切應(yīng)力校核公式： ?1SF cF 則：切應(yīng)力是 ][ 0 723211 ??? ???? ???? ? MPIF Zs 在截面 AD受的切應(yīng)力是： ][8222 ??? ?? Zs IF 30 ?2SF zI m??? ][8 222 ??? ?? Zs IF ][0 0 7 23222 ??? ???? ???? ? MPIF Zs 所以上臂的正應(yīng)力和切應(yīng)力符合要求。 (3)對(duì)上臂進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 箱型組合梁通常剛度很大，若梁的高寬比 h/b 3? ,則梁的整體穩(wěn)定性不需驗(yàn)算。 因?yàn)?h/b=100/70=，整體穩(wěn)定性就不需驗(yàn)算。 從以上對(duì)上臂的驗(yàn)算可知上臂的尺寸選擇符合要求。 中 臂截面尺寸的確定 （ 1） 中 臂梁高 h的確定 按強(qiáng)度條件： 動(dòng)臂截面高度 h 可按經(jīng)濟(jì)條件（結(jié)構(gòu) 質(zhì)量最?。┯?jì)算確定，有： ? ? )0( ??? ?? Mh （ 41） 式中 ： M——?jiǎng)颖鄢惺艿淖畲蠛铣蓮澗兀ㄒ宰鳂I(yè)斗的額定載荷處在最大臂幅時(shí)計(jì)算）， ]/[?MW? 為所需的截面系數(shù) ，為 W=283mm3 ； 31 [? ]——所用鋼材的許用應(yīng)力； 0??， ——鋼板的厚度， 設(shè)計(jì)時(shí)鋼板的厚度 0??， 相等為 6mm； 可得 中 臂高 ? ?)0( ??? ?? Mh= ? ???Mh ?=206mm （ 1） 中 臂梁高 h的確定 如圖所示： 0? =6mm 則： h1=h2? =20612=194mm 按整體穩(wěn)定性條件： b h31? 按局部穩(wěn)定條件： Q345 鋼 b ?60? mmbmm 6602 0 631 ???? mmbmm 36069 ?? 則 b＝ 120 ㎜ 。 mmbb 1321212021 ????? ? 基本載荷，是指始終和經(jīng)常作用在機(jī)架結(jié)構(gòu)上的載荷，包括自重及設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載荷，一般計(jì)算中計(jì)算動(dòng)載荷為基本載荷與動(dòng)力系數(shù) Kd的乘積。 如表 32 中臂的 強(qiáng)度計(jì)算 表 動(dòng)載系數(shù) 根據(jù)機(jī)架設(shè)計(jì)的載荷分類，基本載荷是指始終作用在機(jī)架結(jié)構(gòu)上的載荷，包括重力及設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載荷。如圖 臂梁的尺寸確定