【正文】 機產(chǎn)業(yè)各個廠商有利的技術(shù)創(chuàng)新基礎(chǔ)和環(huán)境。 中國汽車式起重機已經(jīng)大量使用 PLC 可編程集成控制技術(shù)，帶有總線接口的液壓閥塊、液壓馬達、油泵等控制和執(zhí)行元件已較為成熟，液壓和電器已實現(xiàn)了緊密的結(jié)合。 當(dāng)前中國新一代汽車起重機產(chǎn)品，起重作業(yè)的操作方式，大面積應(yīng)用先導(dǎo)比例控制，具有良好的微調(diào)性能和精控性能，操作力小，不易疲勞。 部分大型汽車式起重機還在伸縮臂上使用了單缸插銷的伸縮技術(shù)，通過液壓銷作用，以單個液壓油缸可完成多節(jié)伸臂的運動，并達到各種工況的程度控制和自動伸縮，改變了以往能不油缸加內(nèi)部繩排的作業(yè)方式，使起重機相對更輕，拓展了起重機向更高工作高度發(fā)展的空間。這都為中國汽車式起重機行業(yè)的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。這種 起重機的優(yōu)點是機動性好，轉(zhuǎn)移迅速。 汽車起重機 在生活和經(jīng)濟的作用 起重機械式用來對物料進行起重、運輸、裝卸和安裝作業(yè)的機械。 起重機式一種循環(huán)的，間歇運動的，短程搬運物料的機械，一個工作循環(huán)，一般包括上料，運送，卸料及回到原位的過程，即取物裝置從取物地點，由起升機構(gòu)吧物料提起，由運行回轉(zhuǎn)或變幅機構(gòu)把物料移位，然后物料在指定的地點下放，接著進行相反的動作，使取物裝置回到原位，以便進行下一步的工作循環(huán)，在兩個工作循環(huán)之間一般由短暫的停歇。 在高層建筑，冶金，化工，電站等大型項目 的建設(shè)中，需要吊裝和搬運的工程量日益增多，其中不少組合件的吊裝和搬運重量達到幾百噸。通常采用的大型起重機有龍門起重機，門座式起重機，塔式起重機，履帶起重機，輪式起重機以及廠房內(nèi)裝置的橋式起重機等。除了上面介紹的起重機外，在水電工程中還采用一些其它的大型設(shè)備，如纜索起重機，浮式起重機等，在電站廠房及建筑物上安裝各種類型的起重機，供檢修機組，啟閉閘門，及起吊攔污欄之用，這些起重機由大型龍門起重機，固定卷揚起重機以及弧形閘門起重機等。 汽車起重機的發(fā)展趨勢 國內(nèi)汽車起重機的發(fā)展趨勢 我國的 汽車式起重機的生產(chǎn)企業(yè)要想在本領(lǐng)域生存與發(fā)展，需要做的事情還很多，由于市場需求的增大，也要求生產(chǎn)企業(yè)不斷創(chuàng)新，在保證起重機性能的基礎(chǔ)上還要不斷開發(fā)出更大噸位的新產(chǎn)品，滿足市場的需求。 主要的發(fā)展趨勢應(yīng)該有以下幾點： （ 1） 擴大產(chǎn)品的品種。 （ 2） 增大起重力矩。 （ 3） 增加起重機功能。 （ 4） 全力打造自己的品牌。未來經(jīng)濟的 全球化以及由此引發(fā)的一系列問題，使得競爭手段從傳統(tǒng)的產(chǎn)品，價格等層次轉(zhuǎn)嫁到品牌的競爭上來。 （ 5） 開創(chuàng)自我空間占領(lǐng)市場。 國外汽車起重機的發(fā)展趨勢 目前世界上約有百余家企業(yè)生產(chǎn)汽車起重機，但著名的也就右十余家，如美國的格魯夫、德國的利勃海爾、徳馬克、日本加藤、多田野等。 汽車起重機的市場主要集中在東亞、北美和歐洲。國外汽車起重機發(fā)展的主要特點可以歸納為：多品種生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高和一機多用。 （ 2） 大噸位產(chǎn)品為主，利勃海爾公司占銷售額的 70%～ 80%式 100 噸以上的產(chǎn)品。 （ 4） 專用配套件多，這以為歐洲發(fā)展汽車起重機的得天獨厚的條件。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 （ 2） 多系列生產(chǎn)，中大噸位居多。在保證產(chǎn)品性能和功能的前提下，大量采用通用配套件，而不強調(diào)追趕新技術(shù)，故產(chǎn)品可靠性較好。而生產(chǎn)量則是日 本的多田野和藤加最多。如 1984 年，美國格魯夫公司收購了英國老牌企業(yè)科爾斯公司。 1990 年，日本多田野兼并了德國法恩公司等。目前國外的起重機企業(yè)主要是生產(chǎn)大噸位的起重機，而且有完善的設(shè)計體系，和一批先進的研發(fā)人員，不斷的進行創(chuàng)新和完善。 主要的 趨勢 有如下幾點： 、制造的計算機化、自動化 近年來，隨著電 子計算機的廣泛應(yīng)用， 許多國外起重機制造商從應(yīng)用起重機輔助設(shè)計系統(tǒng)（ CAD），提高到應(yīng)用計算機進行起重機的模塊設(shè)計。對起重機的改進，只需更改幾個模塊；設(shè)計新的起重機只需新的不同模塊進行組合，提高了通用化程度，可使單件小批量的產(chǎn)品，改成相對批量的模塊生產(chǎn)，能12T汽車起重機設(shè)計 及性能分析 6 使較少的模塊形式，組合成不同規(guī)格的起重機，滿足市場的需求，增強了競爭力。 3 ㎜，高于 1mm的精度需另加定位系統(tǒng)。 遙控系統(tǒng)用于汽車式起重機及其他移動式起重機械，這種系統(tǒng)包括在控制者身上的控制器，和安裝在起重機上的接收器 ，控制器具有電磁輻射發(fā)生器，接收器與作用在起重機傳動裝置的操縱機械的轉(zhuǎn)換部分相連。 起重機的距離檢測防撞裝置，采用無線電信號型的防撞裝置，防撞系統(tǒng)由三相系統(tǒng)組成，用來監(jiān)控起重機前端行使距離，一般首先發(fā)出信號警示，接著將大車車速減小到 50%，最后切斷電機電源，將大車制動。 在機加工方面，大量采用少切削的精密鑄件 ，尤其是鋁合金鑄件見多，加工設(shè)備大量采用高精度，高效的加工中心，數(shù)控自動機床等，及保證了質(zhì)量，又提高了勞動生產(chǎn)率，降低了成本，同時在機械線使用機械代替人工操作如焊接機械手和配用機械手等。下車部分（行走部分 .液壓泵及支腿）等構(gòu)成。 起重臂的伸縮方式一種是順序伸縮，另一種是同步伸縮。操縱部分采用兩個司機室，結(jié)構(gòu)分布合理，操作環(huán)境舒適，適用于在較長距離的工作場地之間移動和作業(yè)。該車具有良好的通過性能，機動靈活，行駛速度高，可實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移到作業(yè)場地后又能快速投入到工作中去。 該車各工作機構(gòu)均采用液壓傳動和操縱。在工作時候可以實現(xiàn)無級調(diào)速，工作平穩(wěn)，安全可靠，適用于各種安裝和裝卸作業(yè)。易于布置等優(yōu)點。臂架懸臂部分短，對臂架受力有利，可明顯改善吊臂受力狀況，但臂架下方有效空間小，不易于小幅度吊起大體積重物等特點。起升機構(gòu)采用的減速器為兩級圓柱齒輪減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，重量輕，功率范圍大等特點。提升機構(gòu)采用液壓傳動的單卷筒單軸式起升機構(gòu)，機構(gòu)緊湊，有利于整個機構(gòu)的布置，可提高生產(chǎn)率或進行輔助工作，并且維修和調(diào)整均較方便。 起重臂： 該機起重臂才用箱型三節(jié)式，其中有兩節(jié)是套裝的伸縮臂，這兩節(jié)臂的伸 縮均靠裝在一節(jié)臂中的一個單級伸縮油缸完成的，起重臂的伸縮是在作業(yè)前完沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 成的，在工作過程中起重臂不能隨意伸縮。這種伸縮形式可整體提高起重性能，且搭接處的支反力較小。由于同步伸縮的摩擦力是愈來愈大的，在接近全伸時摩擦力明顯升高，所以有采用滾動摩擦的要求。 回轉(zhuǎn)機構(gòu)： 回轉(zhuǎn)機構(gòu)的驅(qū)動裝置采用低速大扭矩馬達，這樣就省去了減速裝置，使得結(jié)構(gòu)邊的緊湊。這種支承裝置的回轉(zhuǎn)摩擦阻力距小，承載能力大，高度低，可以降低整車重心，從而增大起重機的穩(wěn)定性能。液壓油控制各支腿水平缸和垂直缸的動作，并且采用自動調(diào)平裝置，適合于不同路面作業(yè)。 設(shè)計要求 1. 采用專用汽車底盤。 3. 吊臂截面為箱型結(jié)構(gòu)，且三節(jié)臂實現(xiàn)同步伸縮。 5. 變幅機構(gòu)采用單缸前置式。 7. 回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用低速大扭矩馬達直接驅(qū)動小齒輪。 起重機的主要性能參數(shù) 1. 最大起重量：額定起重量 12 t(r=3m) 2. 最大起升高度：全伸臂 12m. 半伸臂 10 m. 全縮臂 m. 12T汽車起重機設(shè)計 及性能分析 10 3. 支腿跨距： m 4. 起重力矩：全伸臂 24 t*m. 全縮臂 36 t*m 5. 速度參數(shù)：吊鉤起升速度 m/s(m=6) ： r/min 總體計算 吊臂幾何尺寸的確定 在已知參數(shù) Rmin= m 時起升高度為 m （全縮臂）和 Rmin= m 起升高度為 12 m(全伸臂 ) 的條件下，通過幾何作圖確定三鉸點的位置，通過作圖得出動臂的相關(guān)尺寸如下： 圖 11 上圖中各尺寸如下： e1=390mm. e2=240mm e3=420mm e0=390mm e=854mm. b=1500mm H1=9000mm. h=2235mm hh0=1470mm Rmin =3000mm(全縮臂 ) 4000(半伸臂 ) 5000（全伸臂）。 圖 12 12T汽車起重機設(shè)計 及性能分析 12 ∵ 基本臂工作長度 l 0100 al ?? mmaaa 600400202020 ????? ∴基本臂結(jié)構(gòu)長度 mmall 7 1 9 56 0 07 7 9 50010 ????? 在圖 13 中： ∵ 039。l 為 。l + 2a =2450+200=2650mm 第三節(jié)臂外伸長度 3l 為 3l = 。 由整機和工廠的工藝要求以及變幅油缸的工作壓力決定三鉸點最佳位置如下圖所示： 圖 14 a3=ctg1 h0/l’ =ctg1 765/1575 = a2=tg1 (e3e0)/lo =tg1( 420390)/4350 = a1=900 a2a3 =90 0000 51 ??? 變幅油缸的長度 l5= 122 c os2 aadda ?? 其中 a= 20239。 由 l5值重新確定角度 a1. a1 =cos1( a )2/()2522 adld ?? =cos1( ) 3 5 0*9 5 7 5 0*2/()2 8 7 3 5 0 222 ?? = 油缸全伸時的長度 l5’為 l5’= )c o s (2 1m a x22 auadda ??? )4 7 o s (* 3 5 0*9 5 7 5 0* 3 5 09 5 7 5 0 022 ???? = mm 取整后得 l 39。5 l? =49702870=2100 mm 變幅油缸的伸縮比 c=l 539。此時， Q .*160 KN?? 吊具自重為 G *%*160 ?? .起重臂自重為 G=。 起升機構(gòu)計算 起升機構(gòu)是起重機械的主要機構(gòu)，用以實現(xiàn)重物的升降運動。 ： 選取單聯(lián)卷筒滑輪組倍率 m=3~6,取 m=6,x=1(多層卷繞 )， ?d? ，?? 。 所以 d=. 取 d=15mm,(線接觸鋼絲繩 6*37 股 )。（查機械設(shè)計手冊） 該吊鉤截面為梯形，材料為 20 鋼。 因是多層卷繞，鋼絲繩卷繞箍緊對卷筒產(chǎn)生的壓應(yīng)力][/)*16/(2 1 5 6 0*4*** 221 yy mmNtsAA ??? ???? ，強度合格。],[/ 9 2* 5 3/ 2 lmmN ?? ???? ： 第一層 mmdDD 3 1 5153 0 01 ????? 第二層 mmdDD 3 4 53*153 0 032 ????? 第三層 mmdDD 3 7 55*153 0 053 ????? 第四層 mmdDD 4 0 57*153 0 074 ????? ： 選取二級臥式減速器傳動比 i=40,減速箱為 ZQH 型標(biāo)準(zhǔn)減速箱。 (1),滿載起升時需要油馬達輸出的力矩 ?? ajdnDGQM 2/])1*2()[00 ???? （馬 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 =（ +） [300+（ 2*41） *15]/（ 2*6*40*） =*m (2).油馬達工作壓力 .*63/ 6 7*2/2 M paqMP ??? ）（機）馬（馬馬 ??? 選取MCY141B 型油馬達， q 馬 =63ml/r （ 3） .根據(jù)起升速度確定油馬達軸轉(zhuǎn)速 1m i 1 7 0])12([/60 ????? dDa ivn ??馬 （ 4） .油馬達進出口流量 .m i n/ 4 7 0 5 * 1 7 0/ mlqnQ ??? 容馬馬馬 ? (5).各卷繞層起升速度的確定： 第一層 .m i n/ 0 0 0*40*6/ 1 7 0*3 1 5*??? ）（馬? 同理， 第二層 min/ mV ? 第三層 min/ mV ? 第四層 min/ mV ? 起升速度： .m i n/2 2 i n ,/ i n ,/ m a xm i n mVVmVmV ???? 名義平均 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)計算 此次設(shè)計的 12t 全液壓起重機采用的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的驅(qū)動裝置為低速大扭矩馬達來代替高速馬達配減速裝置的機構(gòu)。低速大扭矩馬達直接驅(qū)動小齒輪旋轉(zhuǎn) ，從而通過旋轉(zhuǎn)支承裝置實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運動，采用低速大扭矩馬達使得結(jié)構(gòu)顯得緊湊，工作平穩(wěn)，并可實現(xiàn)多周旋轉(zhuǎn)，但低速大扭矩馬達成本高。這種支承裝置的回轉(zhuǎn)摩擦阻力距小，承載能力大，高度低，可以降低整車重心，從而增大起重機的穩(wěn)定性能。 12T汽車起重機設(shè)計 及性能分析 18 布置形式是將驅(qū)動機構(gòu)放在起重機回轉(zhuǎn)部分上，大齒輪固定在起重機非 旋轉(zhuǎn)部分上，不運動，與其嚙合的小齒輪既自轉(zhuǎn)也圍繞大齒輪公轉(zhuǎn)。 ： 交叉滾柱式選擇支承裝置： 36,1 4 0 0,1 2 5 0 00 ??? dmmDmmD .（查起重機設(shè)計手冊）。 所以 mNM f *1 6 3 4 710*)4 5 6 0*63 0 0 0*10(1 5 0** 3 ??? ? 傾斜阻力矩 ,s ins in ??? ??? ? 取RPlPM Gp 其中 .3000,。 滑輪計算