【正文】 載荷乘以大于1的起升載荷動(dòng)載系數(shù)考慮。起升高度小于時(shí)起升鋼絲繩的質(zhì)量可以忽略不計(jì)。故自重載荷施加到吊臂上的力為：。（1）吊臂在變幅平面承受的載荷（a）自重載荷自重載荷是指在起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、動(dòng)力或電氣裝備，以及裝在起重機(jī)上的料倉(cāng)、連續(xù)輸送機(jī)及相應(yīng)的物料等質(zhì)量的重力（起升質(zhì)量的重力除外），最常用的估算方法是參考相近或相似的現(xiàn)有起重機(jī)或利用統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式和圖表，最后加以修正。第4章 起重機(jī)吊臂力學(xué)模型建立和求解 起重機(jī)計(jì)算載荷的確定為了保證起重機(jī)安全正常工作，起重機(jī)本身應(yīng)具備三個(gè)基本條件：（a）金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)械零部件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和抗屈曲能力：（b）整機(jī)具有必要的抗顛覆穩(wěn)定性；（c）原動(dòng)機(jī)具有滿(mǎn)足作業(yè)性能要求的功率，制動(dòng)裝置提供必需的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。圖33 滑輪組配置簡(jiǎn)圖 本章小結(jié)本章主要介紹了汽車(chē)起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)和工作級(jí)別的確定，通過(guò)調(diào)研資料和《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》來(lái)確定起重機(jī)吊臂的各節(jié)參數(shù)；又通過(guò)起重機(jī)在最大起重量下的載荷狀態(tài)，來(lái)選定液壓缸、鋼絲繩、和滑輪及滑輪組。滑輪組的倍率和滑輪組的效率在前面已經(jīng)選取，分別為m=3，=。按照構(gòu)造特點(diǎn)分為單聯(lián)滑輪組和多聯(lián)滑輪組，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的汽車(chē)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的滑輪組為雙聯(lián)滑輪組。主臂伸縮用滑輪的設(shè)計(jì)與起升用滑輪一致，故按式（36）及式（37）確定，滑輪由于受空間的制約在此選擇e=12，滑輪軸徑=30mm，主臂伸縮用滑輪的規(guī)格為：=198mm，B=45mm。（3）滑輪繩槽尺寸由于選用滑輪為鑄造滑輪，參考《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》可選用，表面粗糙度為2級(jí)的繩槽斷面。表39 輪繩直徑比系數(shù) 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別e～1618202528注：①采用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩時(shí)，e值應(yīng)該比機(jī)構(gòu)工作級(jí)別高一級(jí)的值選取。（b）輪轂寬度B一般情況下，B=（～） （37）式中：—滑輪軸徑，此處設(shè)計(jì)為30mm。參見(jiàn)下表39，由于機(jī)構(gòu)工作級(jí)別為M4，于是選得輪繩直徑比系數(shù)為18。 d—鋼絲繩直徑。（2）滑輪尺寸的確定及選用滑輪的主要尺寸是滑輪直徑D，輪轂寬度B和繩槽尺寸，滑輪結(jié)構(gòu)尺寸可按鋼絲繩直徑進(jìn)行選定。），繩槽側(cè)壁將受到很大橫向力的作用，容易使槽口損壞，使鋼絲繩脫槽，為了減小鋼絲繩的磨損，在滑輪繩槽中可用鋁或聚酰胺作為墊襯材料，這使滑輪構(gòu)造復(fù)雜，只有當(dāng)鋼絲繩很長(zhǎng)，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上要求較高時(shí)，才推薦使用。滑輪大多裝在滾動(dòng)軸承上，用尼龍和其它材料做成的滑動(dòng)軸承，也開(kāi)始在起重機(jī)的滑輪上使用。大型滑輪（直徑D800mm）由輪緣及帶筋板的輪輻和輪轂焊接而成，單件生產(chǎn)時(shí)也易選擇焊接滑輪。（1）構(gòu)造和材料的選用承受負(fù)載不大的滑輪，結(jié)構(gòu)尺寸較?。ㄖ睆紻350mm），通常做成實(shí)體結(jié)構(gòu)，用強(qiáng)度不低于鑄鐵HT200的材料制造。選擇鋼絲繩公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度為1850N/，經(jīng)計(jì)算，取整得即型號(hào)為：6T（25）141850I光右交GB110274。（3）伸縮用鋼絲繩的設(shè)計(jì)計(jì)算當(dāng)滿(mǎn)載時(shí)，176。將式（34）和式（35）所得數(shù)值代入式（33）可得出鋼絲繩直徑d=，取整得d=16mm?；喗M效率，有資料可知，=。本項(xiàng)目采用雙聯(lián)滑輪組，其最大工作靜拉力S為 （35）式中：即。鋼絲繩的公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度，經(jīng)查閱資料可知，=1850N/。選擇系數(shù)C的確定與機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別由關(guān)，可通過(guò)下式確定。本機(jī)構(gòu)所需鋼絲繩為繞經(jīng)滑輪和卷筒，故選擇線(xiàn)接觸鋼絲繩。即所得缸筒壁厚為17mm。此時(shí)，不滿(mǎn)足式，所以所求液壓缸不是薄壁缸筒，為厚壁缸筒。D—缸筒內(nèi)徑D=63mm。對(duì)薄壁缸筒： （32）式中：液壓缸的耐壓試驗(yàn)壓力，當(dāng)P＜16MPa時(shí)，=；當(dāng)P＞16MPa時(shí)，=，P為液壓缸工作壓力為35MPa?？傻贸觯篸=；參見(jiàn)表38，選擇d=45mm。參見(jiàn)表36，取D=63mm。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)。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)。（3）吊臂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。由=6900mm，=400mm，==200mm，==400mm，得出：。在此，暫取搭接長(zhǎng)度均為1000mm。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。得出=6900mm。﹑為二、三節(jié)臂縮回后外漏部分的長(zhǎng)度，在計(jì)算時(shí)取==200mm，==400mm。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。參見(jiàn)表35 ，選擇吊臂的節(jié)數(shù)為3。主臂尺寸的的確定包含以下的的內(nèi)容：；；。綜合力學(xué)性能良好，抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度，低溫性能亦可，塑性和焊接性良好，用做中低壓容器、油罐、車(chē)輛、起重機(jī)、礦山機(jī)械、電站、橋梁等承受動(dòng)荷的結(jié)構(gòu)、機(jī)械零件、建筑結(jié)構(gòu)、一般金屬結(jié)構(gòu)件，熱軋或正火狀態(tài)使用，可用于40℃以下寒冷地區(qū)的各種結(jié)構(gòu)。表34 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 汽車(chē)起重機(jī)主臂尺寸的確定經(jīng)調(diào)研，得知起重機(jī)吊臂的材料大部分采用高強(qiáng)度合金鋼，主要為16Mn。此次設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況及汽車(chē)式起重機(jī)實(shí)際的使用情況，可根據(jù)表33 選擇=，即有時(shí)起升額定載荷，一般起升中等載荷。表31 幾種不同類(lèi)型的起重機(jī)的使用等級(jí)起重機(jī)類(lèi)型使用壽命（年）汽車(chē)起重機(jī)（通用汽車(chē)底盤(pán)）10輪胎起重機(jī)和汽車(chē)起重機(jī)（專(zhuān)用底盤(pán)）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(mén)式起重機(jī)工作級(jí)別、220履帶起重機(jī)10門(mén)座和鐵路起重機(jī)25表32 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（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。T—起重機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間，設(shè)定為T(mén)=300秒。B—起重機(jī)一年中的工作天數(shù)，取B=300天。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(lèi)型、用途、環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)因素有關(guān)。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。劃分起重機(jī)的工作級(jí)別是為了對(duì)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供合理的基礎(chǔ)，也為用戶(hù)和制造廠(chǎng)家進(jìn)行協(xié)商時(shí)提供一個(gè)參考范圍，它能使起重機(jī)勝任它需要完成的工作任務(wù)。（d）起重鉤的額定起升(下降)速度：額定鋼絲繩單繩速度除以起升滑輪組倍率得到的值。（b）額定鋼絲繩單繩速度：起吊最大額定總起重量，卷筒處到最大轉(zhuǎn)速時(shí)，第一層鋼絲繩的速度。（7）起升速度在平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，起吊物品的垂直位移速度[9]。（5）微動(dòng)性能起重機(jī)各工作機(jī)構(gòu)能以穩(wěn)定的最低速度運(yùn)動(dòng)的性能。（d）基本臂起升高度：基本臂處于允許的最大仰角時(shí)，起重鉤升到最高位置，從鉤口中心到支承地面的距離。（b）下放深度：起重鉤下放到支承地面以下，支承地面到起重鉤鉤口中心的距離。（4）起升范圍取物裝置向上、向下的垂直移動(dòng)距離，如圖31所示。（e）最小額定幅度：最大額定總起重量時(shí)的工作幅度。（c）最小工作幅度：起重臂處于允許的最大仰角時(shí)的工作幅度。（2）幅度（a）幅度：起重鉤空鉤時(shí)，回轉(zhuǎn)中心垂線(xiàn)到起重鉤中心垂線(xiàn)的水平距離。（d）最大額定總起重量：起重機(jī)用基本臂處于最小額定幅度，用支腿進(jìn)行起吊的額定總起重量，以此作為起重機(jī)的名義起重量。（b）總起重量：起吊物品重量與取物裝置重量之和。圖22 三節(jié)伸縮臂原理圖 本章小結(jié)本章內(nèi)容主要講述了汽車(chē)起重機(jī)的分類(lèi)方法，包括按起重量大小、臂架形式、底盤(pán)的特點(diǎn)和傳動(dòng)裝置的形式；其結(jié)構(gòu)組成為起重裝置、回轉(zhuǎn)裝置、傳動(dòng)裝置和行走裝置；詳細(xì)闡述了起重機(jī)吊臂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和吊臂的伸縮原理，為汽車(chē)起重機(jī)吊臂的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。液壓缸相對(duì)于活塞桿伸出時(shí)，帶動(dòng)第二節(jié)吊臂伸出；伸臂鋼絲繩一端通過(guò)銷(xiāo)軸與基本臂左端相接，繞過(guò)伸臂滑輪，另一端通過(guò)銷(xiāo)軸與第三節(jié)吊臂左端相接，液壓缸在伸出的過(guò)程中，直接帶動(dòng)第二節(jié)吊臂向前運(yùn)動(dòng)，這時(shí)由于伸臂鋼絲繩的長(zhǎng)度是不變的，導(dǎo)致鋼絲繩上端變長(zhǎng)，另一端也得隨之運(yùn)動(dòng)，故通過(guò)伸臂滑輪帶動(dòng)第三節(jié)吊臂向前運(yùn)動(dòng)。實(shí)際上，三節(jié)和三節(jié)以上的伸縮機(jī)構(gòu)，往往是上述幾種伸縮機(jī)構(gòu)的綜合，三節(jié)伸縮時(shí)，往往采用一個(gè)液壓缸加上滑輪組系統(tǒng)的同步伸縮機(jī)構(gòu)，超過(guò)三節(jié)伸縮臂時(shí)，常用兩個(gè)液壓缸加上滑輪系統(tǒng)的伸縮機(jī)構(gòu)，或采用三個(gè)液壓缸的伸縮機(jī)構(gòu)[6]。（b）同步伸縮 同步伸縮是指吊臂在伸縮過(guò)程中，各節(jié)伸縮臂同時(shí)以相同的行程比率進(jìn)行伸縮?？煞譃橐簤骸⒂蛪簷C(jī)械和人力驅(qū)動(dòng)三種。箱形吊臂伸縮機(jī)構(gòu)種類(lèi)很多?；A(chǔ)吊臂下端用軸鉸接在轉(zhuǎn)臺(tái)架上，而吊臂中后部由變幅液壓缸鉸接，變幅液壓缸下端用軸也支承在轉(zhuǎn)臺(tái)架上。一般額定起重量越大，起升高度相應(yīng)也越高，吊臂的節(jié)數(shù)也越多。吊臂的伸縮是利用伸縮液壓缸和鋼絲繩聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的。圖21 汽車(chē)起重機(jī)的主要結(jié)構(gòu) 汽車(chē)起重機(jī)吊臂的結(jié)構(gòu)與工作原理 汽車(chē)起重機(jī)吊臂的結(jié)構(gòu)汽車(chē)起重機(jī)通常利用伸縮式箱形吊臂，幾節(jié)吊臂套裝在一起，利用吊臂伸縮來(lái)改變吊臂的長(zhǎng)短。（4）行走裝置包括汽車(chē)的底盤(pán)、汽車(chē)駕駛室和支腿裝置等。（2）回轉(zhuǎn)裝置回轉(zhuǎn)裝置用以完成吊臂的轉(zhuǎn)動(dòng)作業(yè)，包括轉(zhuǎn)臺(tái)(其上裝有吊臂、起重絞車(chē)和起重操作室等)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)裝置。 汽車(chē)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)組成起重汽車(chē)完成起重工作時(shí)，其作業(yè)循環(huán)通常是起吊—回轉(zhuǎn)—卸貨—返回，有時(shí)還需作間歇短距離的行駛。（3）按底盤(pán)的特點(diǎn)分類(lèi)按底盤(pán)的特點(diǎn)可分為汽車(chē)式起重和輪胎式起重機(jī)，兩者在結(jié)構(gòu)、性能和用途方面有很多相同之處，汽車(chē)式起重機(jī)采用通用載重汽車(chē)底盤(pán)或?qū)Ｓ闷?chē)底盤(pán)，輪胎式起重機(jī)則采用特制的輪胎底盤(pán)。 汽車(chē)起重機(jī)的分類(lèi)（1）按起重量大小分類(lèi)起重量312t為小型；1650t為中型；65125t為大型；125t以上為特大型。汽車(chē)起重機(jī)的規(guī)格、性能和系列化程度都較高，發(fā)展也很快，它的機(jī)動(dòng)性好，可迅速轉(zhuǎn)移作業(yè)場(chǎng)地。