【正文】 1 1 12 ( ) 2 0 .0 1 ( 0 .5 3 4 0 .4 9 6 ) 7 8 5 0 1 6 1 .7c an m id m id sm H B k g??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 31 1 1( ) ( 16 1. 7 24 .5 4 16 .0 3 ) 9. 4 1. 93 10c a n c pm m m m l k g?? ? ? ? ? ? ? ? ? 351 1 2 41 2 1 3 2 1 4 3 2 1 5 4 3 2 1 2 13 2 1 4 3 2 1 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5( ) ( ) ( ) ( )2 2 2 2 2( ) ( ) ( ) ( ) ( )19 30 9. 8 9. 4 810 30 9. 8 9. 422cylc y l c y l c y l e ndllm gl l lM m g l m g l l m g l l l m g l l l l m glm g l l m g l l l m g l l l l m g F l l l l l?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?牽（ ）68880 0. 05 9. 8 ( 8 9. 4) 76 3. 92 9. 8 8 8 9. 422741 1. 46 9. 8 ( 8 8 8 9. 4) 93 6 9. 8 9. 4 40 3 9. 8 ( 8 9. 4) 20 2. 5 9. 8 8 8 9. 4210 0 9. 8 ( 8 8 8 9. 4) ( 12 3. 62 9. 8 50 0) ( 7 8 8 8 9. 4)1. 05 10 Nm? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?（ ）（ ） 臂架的抗彎強(qiáng)度初步計(jì)算： 2 526H mm? ； 2 496B mm? 33 33 42 2 2 22 0 . 5 2 6 0 . 4 9 6 0 . 5 0 6 0 . 4 7 6 8 . 0 1 1 01 2 1 2x B H b hI ?? ? ? ?? ? ? ? 33 4 311 1 1 11 12 2 8 . 0 1 1 0 3 1 06 0 . 5 2 6xx IB H b 。由于臂架三的抗扭合格，因此臂架二的抗扭不用再加以校核。 2 2 22 ( ) 2 07 ( 70 12) 785 0 85. 94c an m id m id sm H B k g??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 32 2 2( ) ( 85 .9 4 24 .5 4 16 .0 3 ) 8 1. 03 10c a n c pm m m m l k g?? ? ? ? ? ? ? ? ? 352 2 42 3 2 4 3 2 5 4 3 2 3 24 3 2 5 4 3 2 2 3 4 5( ) ( ) ( )2 2 2 2( ) ( ) ( ) ( )1030 8 8 8 ( 8 ) 8 82 2 27 ( 8 8 8 ) 403 92cylc y l c y l e ndllm gl lM m g l m g l l m g l l l m glm g l l m g l l l m g F l l l l???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?牽（ ）5.8 8 8 8100 ( 8 8 8 ) ( 500) ( 7 8 8 8 ) 10 Nm? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?（ ） 圖 臂架二受力圖 1 900L mm? ； 2 756L mm? 。 3 292L mm? 5 532 3 2 .7 3 1 0 9 .3 5 1 00 .2 9 2MFNL ?? ? ? ? 5 5221 1 9 .3 5 1 0 5 8 2 7 .1 6 1 0760FLL ??? ? ? ? 由裕量和動(dòng)載，所以取液壓缸型號(hào)為 75t 臂架間鉸接處 用柱銷(xiāo) 柱銷(xiāo)尺寸按以下材料性能計(jì)算：取材料為 SiMn 鋼，安全系數(shù)取 ? 橫向力 F作用時(shí)， 464 4 3 . 5 7 1 . 6 1 0 7 7 . 5 05 3 1 1 0nFd m m? ? ?? ? ?? ? ??? 因此，柱銷(xiāo)尺寸定為 80d mm? 臂架的抗彎強(qiáng)度初步計(jì)算： 3 380H mm? ； 3 338B mm? 33 33 43 3 3 33 0 . 3 3 8 0 . 3 8 0 . 3 2 6 0 . 3 6 8 1 . 9 2 1 01 2 1 2x B H b hI ?? ? ? ?? ? ? ? 33 4 33 3 3 3 332 2 1 . 9 2 1 0 1 . 0 1 06 0 . 3 8xx B H b h IW HH ? ?? ??? ? ? ? ? 臂架三的鉸接端最大拉應(yīng)力計(jì)算： 53m a x 33 2 .7 3 1 0 2731 .0 1 0M M P aW? ??? ? ?? 采用鋼板的抗拉強(qiáng)度為 960MPa? ? 滿(mǎn)足抗彎強(qiáng)度，抗扭強(qiáng)度的計(jì)算如下： 34 5 4 54()28 0 0 .0 5( 7 6 3 .9 2 4 1 1 .4 6 2 0 2 .5 1 0 0 1 2 3 .6 2 ) 9 .8 0 .5 3 5 0 0 0 . 5 3 1 .0 7 1 02c y l c y l e n dmT m m m m m g d F dNm??? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?牽 抗扭截面系數(shù)計(jì)算公式如下： 112 ( ) ( ) 2 06 ( 8 06) ( 38 06) 015tW a b? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 41 .0 6 6 1 0 7 .10 .0 0 1 5T M P aW? ?? ? ? 滿(mǎn)足抗扭強(qiáng)度要求。 初定臂架三長(zhǎng)度為 3 8000l mm? ，鋼板厚度為 6mm?? 臂架三的箱型截面 3 356midH mm? ? ， 3 338midB mm? ? ，受力情況如圖 。 圖 臂架三 由臂架折疊時(shí)空間上避免干涉，故第三節(jié)臂架設(shè)計(jì)為折彎式。 3 255L mm? 5 542 3 1 .0 2 8 1 0 4 .0 3 1 00 .2 5 5MFNL ?? ? ? ? 5 5221 1 4 .0 3 1 0 5 7 2 3 .1 3 1 0735FLL ??? ? ? ? 由動(dòng)載荷及油缸裕量，選取臂架四油缸為 35t 的型號(hào) 臂架間鉸接處 用柱銷(xiāo) 柱銷(xiāo)尺寸按以下材料性能計(jì)算：取材料為 SiMn 鋼，抗拉強(qiáng)度σ b≥ 885MPa 屈服點(diǎn)σ s≥ 735 MPa，斷后伸長(zhǎng)率δ 5≥ 15%，鋼材退火或高溫回火供應(yīng)狀態(tài)布氏硬度 HBS≤ 229 ? ? 20 .6 0 .6 8 8 5 5 3 1 /b N m m??? ? ? ? 安全系數(shù)取 ? 橫向力 F 作用時(shí)， 464 4 3 . 5 3 1 . 3 1 0 5 1 . 3 05 3 1 1 0nFd m m? ? ?? ? ?? ? ??? 因此，柱銷(xiāo)尺寸定為 60d mm? 臂架的抗 彎強(qiáng)度初步計(jì)算： 鉸接點(diǎn)附近的箱型： 4 375H mm? ； 33 33 444 0 . 2 4 0 . 3 7 5 0 . 2 2 8 0 . 3 6 3 1 . 4 6 1 01 2 1 2x B H b hI ?? ? ? ?? ? ? ? 3 3 4 42 2 1 . 1 8 1 0 7 . 7 8 1 06 0 . 3 7 5xx IB H b hW HH? ?? ? ?? ? ? ? ? 臂架五的鉸接端最大拉應(yīng)力計(jì)算： 5m a xm a x 41 . 0 2 8 1 0 1 3 2 . 1 07 . 7 8 1 0M M P aW? ??? ? ?? 滿(mǎn)足鋼板抗拉強(qiáng)度要求。 臂架四的受力 如圖 所示 ： 圖 臂架四受力圖 設(shè)計(jì)計(jì)算方法如同臂架五的設(shè)計(jì)。 臂架 鉸接處 用柱銷(xiāo) ， 尺寸按以下材料性能計(jì)算：取材料為 SiMn 鋼，抗拉強(qiáng)度855b MPa? ? ， 屈服點(diǎn) 735s MPa? ? ，斷后伸長(zhǎng)率 5 15%? ? ，鋼材退火或高溫回火供應(yīng)狀態(tài)布氏硬度 229HBS? ， ? ? 20 .6 0 .6 8 8 5 5 3 1 /b N m m??? ? ? ?， 安全系數(shù)取 ? 。按工程車(chē)輛液壓缸的標(biāo)準(zhǔn)選型即可。此時(shí)臂架的重心離鉸接點(diǎn)最遠(yuǎn)，油缸的支撐力也是最大。 圖 薄壁箱型 由于臂架五的縱向截面非規(guī)則形狀。 圖 臂架五設(shè)計(jì)流程圖 人對(duì)末端軟管的拽引力折合為 500FN? 初步取臂架五的鋼板厚度為 4mm?? ,由于其為薄壁箱型結(jié)構(gòu)，為懸臂梁。 輸送管路所用鋼管密度 37850 /s kg m? ? 輸送管路的單位長(zhǎng)度重量： ? ? ? ?2 2 2 2 30 . 1 3 5 0 . 1 2 5 7 . 8 5 1 0 1 6 . 0 344p Ddm k g?? ?? ? ?? ? ? ? ? 普通混凝土表觀密度 31 9 5 0 2 5 0 0 /c kg m? ? 。只有在 設(shè)計(jì)規(guī)則有特殊說(shuō)明時(shí)，方進(jìn)行焊后熱處理。 （ 4） 焊后熱處理。 （ 3） 焊后消氫處理。 （ 2） 減少 構(gòu)件 內(nèi)應(yīng)力。產(chǎn)生冷裂紋的主要原因時(shí)有應(yīng)力存在的焊縫金屬中有氫的存在。 避免裂紋出現(xiàn)的方法有：焊前預(yù)熱母體材料：確保焊接面的清潔與干燥；選擇含氫量小的焊料；通過(guò)良好的焊接順序與工作的合理匹配減少收縮內(nèi)應(yīng)力。對(duì)于重要的焊縫，在焊縫兩端應(yīng)設(shè)置尺寸合適的引 弧 板和引出板時(shí)，應(yīng)注意防止在引弧和收弧處產(chǎn)生焊接缺陷。 預(yù)處理 所有焊縫焊前必須保證焊道干燥、清潔，除掉其中表面的油、水、銹和防銹漆，預(yù)熱后必須用鋼刷清理焊縫區(qū)域以清除積碳。焊接過(guò)程中和焊接后的溫度越高，則氫氣越容易溢出；鋼板越厚，預(yù)熱的必 要性越大，以補(bǔ)償厚板更快的冷卻速度，而且厚板的碳當(dāng)量值更高；對(duì)被剛性固定的工件焊接時(shí)，預(yù)熱也是必要的；對(duì)于不同鋼種的鋼焊接在一起時(shí)或焊接材料的碳當(dāng)量比母材高，預(yù)熱溫度由碳當(dāng)量最高的母材或焊接材料決定。因此，在特殊情況下，對(duì)焊縫金屬?gòu)?qiáng)度要求可低于母材，或剛度很大的焊接結(jié)構(gòu)，為了減少焊接冷裂紋傾向，可選擇比母材強(qiáng)度低一些的焊接材料。對(duì)于焊縫強(qiáng)度的選擇 問(wèn)題，長(zhǎng)期以來(lái)其高強(qiáng)鋼的焊接大多采用“等強(qiáng) 度匹配”，但對(duì)于諸如 WELDOX 系列鋼板， 800baMP? ? 高強(qiáng)鋼，除考慮強(qiáng)度外，還必須考慮焊接區(qū)的韌性和裂紋敏感性。產(chǎn)生裂紋出現(xiàn)的主要原因是在有應(yīng)力出現(xiàn)的焊口有氫氣存在。 國(guó)際焊接學(xué)會(huì)推薦的碳當(dāng)量公 式 為： ( ) / 6 ( ) / 15 ( ) / 5n u i r oC E I I W C M C N C M V? ? ? ? ? ? ? 隨著碳當(dāng)量的增加， 鋼材 的焊接性能會(huì)變差，當(dāng) CE 值大于 % % 時(shí)，冷裂紋的敏感性將增大，焊接時(shí)需采取預(yù)熱、后熱等系列工藝措施。 WELDOX 高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板的合金含量低，碳當(dāng)量低，從而可用任何普通的電弧焊方法，就可將其焊在普通結(jié)構(gòu)鋼板上。重量的減輕 ， 減少了產(chǎn)品的總重量。 圖 臂架箱型結(jié)構(gòu) 臂架鋼板及焊接性能 泵車(chē)臂架鋼板采用瑞典 SSAB 公司的 WELDOX960 鋼板 WELDOX 系列鋼板是瑞典 SSAB 鋼鐵公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的超高強(qiáng)度鋼，集高強(qiáng)度與可焊性、長(zhǎng)壽命于一身， WELDOX960 作為新一代低合金高強(qiáng)鋼，具有細(xì)晶粒超潔凈度、高均勻性、高強(qiáng)度、高韌性和良好綜合性能的新材料。于其它截面相比，矩形截面的制造工藝簡(jiǎn)單，具有較好的抗彎能力和抗扭強(qiáng)度 。可采用高強(qiáng)度材料，合理選擇 截面形狀，使臂架自重減小，充分利用材料，正確的設(shè)計(jì)計(jì)算方法往往帶來(lái)事半功倍的效果。否則輸送管上可能出現(xiàn)應(yīng)力，造成管支架和臂架損壞，在泵送作業(yè)時(shí)，末端軟管甚至可能劇烈晃動(dòng)、脫出。由于輸送管的重量是臂架載荷的一 部分，輸送管不允許增加壁厚和外徑，否則會(huì)降低臂架的使用壽命，也影響泵車(chē)的穩(wěn)定性。因此，各輸送管應(yīng)采用不同的耐磨措施，盡量使整套輸送管壽命趨于一致。 圖 輸送管連接示意圖 由于各管安裝位置不同，各輸送管受到的沖擊和磨損也不同，一般彎管比直管磨損大，越往臂末端走輸送管磨損越小。本設(shè)計(jì)采用了圖 所示 的方案。第一種布管雖然支撐件的設(shè)計(jì)比較麻煩，但可以有效減小第三節(jié)彎臂對(duì)一二臂中性面的偏心扭矩，改善臂架整體受力狀況。兩管之間可相互旋轉(zhuǎn)，兩節(jié)相連臂架端 頭的 90 彎管繞兩臂架鉸接軸軸線旋轉(zhuǎn)，即可實(shí)現(xiàn)輸送管隨臂架