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畢業(yè)設(shè)計(jì) 隨車(chē)起重機(jī)伸縮臂架的優(yōu)化設(shè)計(jì)
目 錄
摘 要---------------------------------------------------------------------------------------------1
前 言---------------------------------------------------------------------------------------------2
1. 概述------------------------------------------------------------------------------------------6
1.1 隨車(chē)起重機(jī)用途和特點(diǎn)--------------------------------------------------------------6
1.2 型號(hào)意義--------------------------------------------------------------------------------6
1.3 術(shù)語(yǔ)解釋--------------------------------------------------------------------------------6
1.4 結(jié)構(gòu)原理--------------------------------------------------------------------------------6
2. 伸縮臂架的計(jì)算----------------------------------------------------------------------------7
2.1 伸縮臂架的作用載荷及分析---------------------------------------------------------7
2.2 伸縮臂架的臨界力的計(jì)算------------------------------------------------------------9
2.3 伸縮臂架的剛度校核------------------------------------------------------------------9
2.4 伸縮臂架的強(qiáng)度校核-----------------------------------------------------------------13
2.5 伸縮臂局部穩(wěn)定性校核--------------------------------------------------------------17
2.6 伸縮臂的整體穩(wěn)定性校核-----------------------------------------------------------19
3. 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的選型---------------------------------------------------------------------------21
3.1 回轉(zhuǎn)支承的受載情況-----------------------------------------------------------------21
3.2 回轉(zhuǎn)支承選型所需技術(shù)參數(shù)--------------------------------------------------------21
4. 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算---------------------------------------------------------------------26
4.1概述---------------------------------------------------------------------------------------26
4.2工作原理---------------------------------------------------------------------------------26
4.3 性能分析--------------------------------------------------------------------------------29
4.4 液壓缸主要尺寸的確定--------------------------------------------------------------29
4.5 液壓泵的選擇--------------------------------------------------------------------------31
4.6 油箱的選擇-----------------------------------------------------------------------------32
4.7 管件--------------------------------------------------------------------------------------33
5. 結(jié)論與展望---------------------------------------------------------------------------------35
5.1 結(jié)論--------------------------------------------------------------------------------------35
5.2 隨車(chē)起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)--------------------------------------------------------------36
6. 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)------------------------------------------------------------------------------38
7. 致謝------------------------------------------------------------------------------------------39
8. 參考文獻(xiàn)------------------------------------------------------------------------------------40
摘 要
本文概述了國(guó)內(nèi)外伸縮式隨車(chē)起重機(jī)的現(xiàn)狀，并就有關(guān)型號(hào)的國(guó)內(nèi)外隨車(chē)起重機(jī)進(jìn)行了比較。介紹了我國(guó)伸縮式隨車(chē)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及各部分的工作原理。著重對(duì)4噸兩節(jié)伸縮式隨車(chē)起重機(jī)的伸縮臂架和液壓系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。運(yùn)用金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法驗(yàn)證了金屬結(jié)構(gòu)部分主要是兩節(jié)伸縮臂架的計(jì)算原理；另外，對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)也作了選型和設(shè)計(jì)。最后對(duì)隨車(chē)起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)作了簡(jiǎn)單分析。
關(guān)鍵詞：伸縮式， 隨車(chē)起重機(jī)， 臂架， 優(yōu)化，液壓系統(tǒng)， 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
Abstract
This paper presents an overview of extendable crane-drivers, and a comparison with the concern home-made cranes. It introduces the structural characteristics and some of the principles of extendable crane-style cars. Focuses on two sections telescopic booms and hydraulic crane systems design. Use metal structure design methodology certification is a major part of the metal structure of two sections telescopic booms calculation principles; In addition, the rotation mechanism design also is made. Finally it shows the development trend of a simple crane driver analysis.
Keywords : telescopic type, assigned crane, booms, hydraulic system, Turnaround mechanism
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畢業(yè)設(shè)計(jì) 隨車(chē)起重機(jī)伸縮臂架的優(yōu)化設(shè)計(jì)
目 錄
摘 要---------------------------------------------------------------------------------------------1
前 言---------------------------------------------------------------------------------------------2
1. 概述------------------------------------------------------------------------------------------6
1.1 隨車(chē)起重機(jī)用途和特點(diǎn)--------------------------------------------------------------6
1.2 型號(hào)意義--------------------------------------------------------------------------------6
1.3 術(shù)語(yǔ)解釋--------------------------------------------------------------------------------6
1.4 結(jié)構(gòu)原理--------------------------------------------------------------------------------6
2. 伸縮臂架的計(jì)算----------------------------------------------------------------------------7
2.1 伸縮臂架的作用載荷及分析---------------------------------------------------------7
2.2 伸縮臂架的臨界力的計(jì)算------------------------------------------------------------9
2.3 伸縮臂架的剛度校核------------------------------------------------------------------9
2.4 伸縮臂架的強(qiáng)度校核-----------------------------------------------------------------13
2.5 伸縮臂局部穩(wěn)定性校核--------------------------------------------------------------17
2.6 伸縮臂的整體穩(wěn)定性校核-----------------------------------------------------------19
3. 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的選型---------------------------------------------------------------------------21
3.1 回轉(zhuǎn)支承的受載情況-----------------------------------------------------------------21
3.2 回轉(zhuǎn)支承選型所需技術(shù)參數(shù)--------------------------------------------------------21
4. 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算---------------------------------------------------------------------26
4.1概述---------------------------------------------------------------------------------------26
4.2工作原理---------------------------------------------------------------------------------26
4.3 性能分析--------------------------------------------------------------------------------29
4.4 液壓缸主要尺寸的確定--------------------------------------------------------------29
4.5 液壓泵的選擇--------------------------------------------------------------------------31
4.6 油箱的選擇-----------------------------------------------------------------------------32
4.7 管件--------------------------------------------------------------------------------------33
5. 結(jié)論與展望---------------------------------------------------------------------------------35
5.1 結(jié)論--------------------------------------------------------------------------------------35
5.2 隨車(chē)起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)--------------------------------------------------------------36
6. 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)------------------------------------------------------------------------------38
7. 致謝------------------------------------------------------------------------------------------39
8. 參考文獻(xiàn)------------------------------------------------------------------------------------40
摘 要
本文概述了國(guó)內(nèi)外伸縮式隨車(chē)起重機(jī)的現(xiàn)狀，并就有關(guān)型號(hào)的國(guó)內(nèi)外隨車(chē)起重機(jī)進(jìn)行了比較。介紹了我國(guó)伸縮式隨車(chē)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及各部分的工作原理。著重對(duì)4噸兩節(jié)伸縮式隨車(chē)起重機(jī)的伸縮臂架和液壓系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。運(yùn)用金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法驗(yàn)證了金屬結(jié)構(gòu)部分主要是兩節(jié)伸縮臂架的計(jì)算原理；另外，對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)也作了選型和設(shè)計(jì)。最后對(duì)隨車(chē)起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)作了簡(jiǎn)單分析。
關(guān)鍵詞：伸縮式， 隨車(chē)起重機(jī)， 臂架， 優(yōu)化，液壓系統(tǒng)， 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
Abstract
This paper presents an overview of extendable crane-drivers, and a comparison with the concern home-made cranes. It introduces the structural characteristics and some of the principles of extendable crane-style cars. Focuses on two sections telescopic booms and hydraulic crane systems design. Use metal structure design methodology certification is a major part of the metal structure of two sections telescopic booms calculation principles; In addition, the rotation mechanism design also is made. Finally it shows the development trend of a simple crane driver analysis.
Keywords : telescopic type, assigned crane, booms, hydraulic system, Turnaround mechanism
緒論
隨車(chē)起重機(jī)是將起重作業(yè)部分裝在載重貨車(chē)上的一種起重機(jī)。隨車(chē)起重機(jī)由于具備既能起重、又能載貨、機(jī)動(dòng)靈活這一獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，而廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、土木建筑業(yè)（包括建筑工程、公路橋梁工程、市政修建工程、機(jī)械化基礎(chǔ)工程等）電業(yè)、野外作業(yè)、石材業(yè)、碼頭的貨物裝卸及遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)移貨物，加裝附加裝置后，還可用于橋梁維修、高空架線及檢測(cè)等作業(yè)中。隨著國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)的規(guī)模不斷加大，隨車(chē)起重機(jī)在起重運(yùn)輸行業(yè)和野外作業(yè)發(fā)揮的作用也將越來(lái)越大。????
一、國(guó)外隨車(chē)起重機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
目前，國(guó)際上有瑞典、意大利、奧地利、德國(guó)、美國(guó)、日本、加拿大等國(guó)家的十幾家公司生產(chǎn)的幾十種規(guī)模型號(hào)的隨車(chē)起重機(jī)，主要以歐洲為主。歐洲從20世紀(jì)40－50年代開(kāi)始生產(chǎn)隨車(chē)起重機(jī)，主要廠商有HIAB（瑞典）、FASSI（意大利）、FERRARI（意大利）、PALFINGER（奧地利）、TIRRE（德國(guó)）、HEILA（意?大利）等；亞洲生產(chǎn)隨車(chē)起重機(jī)廠商主要有加藤（日本）、多田野（日本）、由尼克（日本）；美洲生產(chǎn)隨車(chē)起重機(jī)廠商主要有GROVE等。這些都是世界知名的生產(chǎn)隨車(chē)起重機(jī)的公司，各公司都形成了功能多元化、品種系列化、機(jī)電液控制一體化的產(chǎn)品體系，最大起?重量已超過(guò)60ｔ，吊臂長(zhǎng)度已超過(guò)30ｍ，最大起重力矩已超過(guò)1000ｋＮｍ。下面就幾家著名的隨車(chē)起重機(jī)廠家的產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行具體分析。
????1.瑞典——世界上較早生產(chǎn)隨車(chē)起重機(jī)的國(guó)家
??? 位于瑞典HUDIKSUALI城的希亞伯（HIAB）公司，是近五十年來(lái)世界上居?領(lǐng)先地位的、最富有創(chuàng)造力的隨車(chē)起重機(jī)制造公司，早在1947年就生產(chǎn)了第一臺(tái)起重?機(jī)。該公司在丹麥、荷蘭、西班牙設(shè)有分廠，并在60多個(gè)國(guó)家建立了完備的銷(xiāo)售和服務(wù)網(wǎng)。HIAB公司生產(chǎn)的一般用途折臂式隨車(chē)起重機(jī)，設(shè)計(jì)十分緊湊，行駛狀態(tài)時(shí)的外形尺寸較小。?除生產(chǎn)一般用途的隨車(chē)起重機(jī)外，HIAB公司還生產(chǎn)伐木隨車(chē)起重機(jī)、船用起重機(jī)、鐵路軌道車(chē)隨車(chē)起重機(jī)。此外HIAB公司還配備了多種附加裝置如抓斗、吊籃、鉆頭、特殊板叉、裝輪胎機(jī)械手等，使隨車(chē)起重機(jī)除起重作業(yè)外還可完成散裝物料裝卸、鉆孔、高空作業(yè)、成堆建筑板料裝卸以及大型輪胎拆裝等項(xiàng)工作，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用。
????2.意大利——世界上隨車(chē)起重機(jī)生產(chǎn)廠家最多的國(guó)家
????意大利隨車(chē)起重機(jī)年產(chǎn)量達(dá)萬(wàn)臺(tái)，而且50％供出口。該國(guó)的生產(chǎn)特點(diǎn)是：工廠小、產(chǎn)量大、品種全、出口多。共有FERRARI、PESCI、CORMACH、HEILA ?等十多家生產(chǎn)廠，規(guī)模從幾十人到一百多人，但每個(gè)工廠的年產(chǎn)量都在千臺(tái)以上，且各廠均有自己較完善的系列產(chǎn)品。
3.日本——建立了對(duì)隨車(chē)起重機(jī)綜合評(píng)價(jià)的新概念
????維修業(yè)與建筑業(yè)的繁榮，致使日本國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)隨車(chē)起重機(jī)的需求量大增，加藤、多田野、由尼克三家公司，是日本隨車(chē)起重機(jī)的主要生產(chǎn)廠，它們的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相似，因此只重點(diǎn)介紹一下多田野株式會(huì)社的產(chǎn)品。
????多田野生產(chǎn)直臂式、折臂式兩種隨車(chē)起重機(jī)，以直臂式為主。直臂式產(chǎn)品的特點(diǎn)是：吊臂為五邊形斷面，采用全動(dòng)力伸縮，轉(zhuǎn)臺(tái)以3支點(diǎn)方式固定在車(chē)架上，此種支撐方式，能分散起重機(jī)在不平路面上行駛時(shí)產(chǎn)生在車(chē)架上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，還配備了高起動(dòng)力矩軸向柱塞馬達(dá)的起升機(jī)構(gòu)，能保證順利起吊易于損壞的貨物，其支腿可全伸或半伸，這樣就使在狹窄工地上作業(yè)成為可能。此外備有幅度指示器、重量顯示、過(guò)卷報(bào)警、吊鉤安全止動(dòng)銷(xiāo)等多種安全裝置。日本人根據(jù)當(dāng)今的市場(chǎng)需求，建立了對(duì)隨車(chē)起重機(jī)產(chǎn)品特征綜合評(píng)價(jià)的新概念，即美觀、安全、舒適、簡(jiǎn)單。
???4.美國(guó)——大公司同樣重視隨車(chē)起重機(jī)的生產(chǎn)和發(fā)展
???GROVE公司是美國(guó)最大的輪式起重機(jī)制造商，主要生產(chǎn)汽車(chē)起重機(jī)、越野式輪胎起 重機(jī)、全路面起重機(jī)，而NATIONALCRANE則是GROVE專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)隨車(chē)起重機(jī)的子公司，該公司以生產(chǎn)直臂式隨車(chē)起重機(jī)見(jiàn)長(zhǎng)，近幾年又重點(diǎn)開(kāi)發(fā)了鉸接的折臂式起重機(jī)。該公司生產(chǎn)的直臂式隨車(chē)起重機(jī)為后置式，設(shè)計(jì)風(fēng)格獨(dú)特，采用了一種全液壓高支點(diǎn)弧線擺出式斜伸支腿，支腿的支撐點(diǎn)很高，擺出后成Ａ字形，這種支腿有較大的跨距，并能在不平的路面上有效地調(diào)平。吊臂斷面為矩形，采用高強(qiáng)度鋼制造，節(jié)數(shù)2～4節(jié)，可以裝設(shè)1～2節(jié)副臂，副臂在主臂側(cè)面折疊存放。吊臂為全動(dòng)力伸縮，回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)有齒輪齒條式和回轉(zhuǎn)支承小齒輪式兩種，后一種是由一個(gè)抗剪切滾珠軸承和低速大扭矩馬達(dá)帶動(dòng)的小齒輪組成。近幾年該公司還注意發(fā)展了鉸接的折臂式隨車(chē)起重機(jī)，其支腿均為Ｈ型，起升機(jī)構(gòu)以背包式安裝在吊臂后端。該公司生產(chǎn)的隨車(chē)起重機(jī)均可裝配1人用吊籃、2人用吊籃、集裝箱抓具、螺旋鉆、遙控裝置等，以擴(kuò)大用途。 ????
二、國(guó)內(nèi)隨車(chē)起重機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
????我國(guó)隨車(chē)起重機(jī)的生產(chǎn)起步較晚，到70年代末，全國(guó)生產(chǎn)的隨車(chē)起重機(jī)產(chǎn)品品種還很單一，生產(chǎn)規(guī)模很小，到80年代，隨車(chē)起重機(jī)產(chǎn)品的品種及產(chǎn)量均呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，近幾年來(lái)，隨車(chē)起重機(jī)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的產(chǎn)銷(xiāo)總量增長(zhǎng)勢(shì)頭更猛，從行業(yè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，1999年市場(chǎng)總量為1000臺(tái)左右，2000年市場(chǎng)總量約為1300臺(tái)，2001年市場(chǎng)總量約為1700臺(tái)，目前的市場(chǎng)總量約為2000臺(tái)。全國(guó)生產(chǎn)隨車(chē)起重機(jī)的廠家約有10多家，主要企業(yè)有徐州隨車(chē)起重機(jī)公司、石家莊煤礦機(jī)械廠、山西長(zhǎng)治清華機(jī)械廠、武漢汽車(chē)起重機(jī)廠、湖南專(zhuān)用汽車(chē)制造廠等。另外，近年錦州重型機(jī)械股份有限公司與韓國(guó)廣林特裝車(chē)株式會(huì)社組建的合資公司也開(kāi)始涉足隨車(chē)起重機(jī)領(lǐng)域，且發(fā)展勢(shì)頭良好；常林股份有限公司與奧地利的ＰＡＬＦＩＮＧＥＲ公司也將開(kāi)始合作生產(chǎn)隨車(chē)起重機(jī)。
???? 徐州隨車(chē)起重機(jī)公司組建于2001年9月，在消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上生產(chǎn)SQ系列伸縮臂式、折疊臂式隨車(chē)起重機(jī)，并由航天部定點(diǎn)生產(chǎn)國(guó)防工程專(zhuān)用隨車(chē)起重運(yùn)輸裝填車(chē)、雷達(dá)車(chē)等產(chǎn)品，其產(chǎn)品曾批量出口伊拉克等國(guó)家。近兩年來(lái)，依靠技術(shù)創(chuàng)新，取得了較快發(fā)展，2002年開(kāi)發(fā)了近20個(gè)新產(chǎn)品，在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，成為我國(guó)隨車(chē)起重機(jī)行業(yè)的后起之秀。石家莊煤礦機(jī)械廠是我國(guó)較早生產(chǎn)直臂卷?yè)P(yáng)隨車(chē)起重機(jī)的工廠，其產(chǎn)品風(fēng)格和日本多田野TM－23系列相似，具有一定的市場(chǎng)覆蓋率。山西長(zhǎng)治清華機(jī)械廠是航空航天部直屬企業(yè)，早期生產(chǎn)直臂式隨車(chē)起重機(jī)。該廠引進(jìn)瑞典希亞伯（HIAB）公司生產(chǎn)技術(shù)后，生產(chǎn)折臂式產(chǎn)品，無(wú)起升機(jī)構(gòu)，采用變幅方式進(jìn)行重物升降，具有歐洲產(chǎn)品的風(fēng)?格。武漢汽車(chē)起重機(jī)廠是較早生產(chǎn)隨車(chē)起重機(jī)的廠家，其產(chǎn)品為直臂式卷?yè)P(yáng)起重機(jī)，與東風(fēng)、解放及黃河汽車(chē)配套，可在汽車(chē)底盤(pán)的尾部又加裝了10ｔ液壓絞盤(pán)，特別適合于電業(yè)部門(mén)搶險(xiǎn)與施工需要。湖南專(zhuān)用汽車(chē)制造廠始建于1950年，系湖南省機(jī)械行業(yè)重點(diǎn)企 業(yè)，是國(guó)家計(jì)委、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和機(jī)械工業(yè)部在全國(guó)唯一定點(diǎn)的隨車(chē)起重運(yùn)輸車(chē)生產(chǎn)基地。主 要產(chǎn)品有隨車(chē)起重運(yùn)輸車(chē)、自卸車(chē)、廂式車(chē)、運(yùn)輸加油車(chē)、后裝壓縮式垃圾車(chē)等。
????由于我國(guó)隨車(chē)起重機(jī)起步于70年代，相對(duì)較晚，而且發(fā)展速度不快，只是近幾年才有 較大發(fā)展，和國(guó)外相比，還有很大的差距。具體表現(xiàn)在：
1． 品種少、產(chǎn)量低
????我國(guó)隨車(chē)起重機(jī)現(xiàn)處于初級(jí)發(fā)展階段，品種較少。中小噸位重復(fù)較多，至今尚未形成大、中、小完整的系列，年產(chǎn)量只相當(dāng)于國(guó)外一個(gè)廠家的生產(chǎn)能力。
??? 2．起重力矩小，技術(shù)水平低 ????
我國(guó)隨車(chē)起重機(jī)以直臂卷?yè)P(yáng)為主，受?chē)?guó)內(nèi)汽車(chē)底盤(pán)的限制，起重力矩小，其他性能指標(biāo) 也一般低于國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)隨車(chē)起重機(jī)的研究開(kāi)發(fā)投入很少，液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的技術(shù)水平也有一定差距。
??? 3．安全裝置不齊全，操作不方便
????我國(guó)隨車(chē)起重機(jī)僅裝有起升高度限位及平衡閥、溢流閥等一般安全裝置，全部為手動(dòng)操作。而國(guó)外早已將電子技術(shù)廣泛運(yùn)用到隨車(chē)起重機(jī)上，如帶有微電腦的力矩限制器及防傾翻保護(hù)器等，并且已實(shí)現(xiàn)了有線與無(wú)線遙控。
??? 4．功能單一
????我國(guó)隨車(chē)起重機(jī)以起重作業(yè)及運(yùn)輸功能為主，而國(guó)外隨車(chē)起重機(jī)均有多種附具，主要加?裝在吊臂頭部，如工作斗、抓斗、高空作業(yè)平臺(tái)、各種抓具、夾具、吊籃、螺旋鉆、板叉、裝輪胎機(jī)械手、拔樁器等，使隨車(chē)起重機(jī)具備了一機(jī)多用的功能。另外，國(guó)外一些廠家進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了鐵路專(zhuān)用隨車(chē)起重機(jī)等專(zhuān)用產(chǎn)品。
??? 5．外形不美觀
????我國(guó)隨車(chē)起重機(jī)設(shè)計(jì)單調(diào)，忽視了和汽車(chē)外形的協(xié)調(diào)，而國(guó)外對(duì)隨車(chē)起重機(jī)的著色非常 嚴(yán)格，不僅在外形和著色上實(shí)現(xiàn)和卡車(chē)的一體化，還要求和城市的景觀相協(xié)調(diào)。 ????
三、隨車(chē)起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
????從產(chǎn)品的市場(chǎng)情況來(lái)看，需求量越來(lái)越大。目前，隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的加快，世界各國(guó)隨車(chē)起重機(jī)的生產(chǎn)有了較大的發(fā)展，從最初的小型單一產(chǎn)品，已發(fā)展成全系列、大力矩、多功能、外型美觀、操作簡(jiǎn)單、使用安全，并能進(jìn)行有線或無(wú)線遙控的先進(jìn)產(chǎn)品，可以說(shuō)隨車(chē)起重機(jī)的發(fā)展已進(jìn)入了成熟期。由于國(guó)外勞動(dòng)力費(fèi)用高，強(qiáng)調(diào)工作效率，施工中基本不存在人工裝卸，隨車(chē)起重機(jī)有使用靈活、技術(shù)成熟等特點(diǎn)，所以在歐洲市場(chǎng)隨車(chē)起重機(jī)市場(chǎng)前景廣闊。我國(guó)隨車(chē)起重機(jī)起步較晚，但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)需求的增加，我國(guó)隨車(chē)起重機(jī)的生產(chǎn)水平將會(huì)日益發(fā)展和完善，產(chǎn)品將具有更大的市場(chǎng)潛力。目前，在沿海城市和地區(qū)，隨車(chē)起重機(jī)的銷(xiāo)售形勢(shì)正逐步好轉(zhuǎn)，特別是大噸位隨車(chē)起重機(jī)，正受到南方個(gè)體用戶(hù)的青睞，并有向內(nèi)地推進(jìn)的趨勢(shì)。
????從產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)來(lái)看，隨車(chē)起重機(jī)正朝著大型化、多功能化和智能化的方向發(fā)展。安裝隨車(chē)起重機(jī)的底盤(pán)已不再局限于箱式貨車(chē)底盤(pán)，越來(lái)越多的重型平板車(chē)也安裝了大噸位隨 車(chē)起重機(jī)，以滿(mǎn)足其自裝卸大型貨物的需要。隨車(chē)起重機(jī)的作業(yè)裝置也不再局限于吊鉤，各種高空作業(yè)平臺(tái)、抓具、夾具、吊籃、螺旋鉆、板叉、裝輪胎機(jī)械手、拔樁器等已逐漸被采用。隨著隨車(chē)起重機(jī)的噸位越來(lái)越大，對(duì)安全控制、操作方便舒適性的要求也越來(lái)越高，智 能化也已被提上日程。
????近年來(lái)，隨車(chē)起重機(jī)的發(fā)展可謂日新月異，汽車(chē)起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)已從16ｔ以下市場(chǎng)逐步撤離，可以預(yù)言，隨著我國(guó)公路建設(shè)的發(fā)展和隨車(chē)起重機(jī)技術(shù)水平的不斷提高及產(chǎn)量的擴(kuò)大，今后小噸位汽車(chē)起重機(jī)必將被性能先進(jìn)、功能齊全的大噸位隨車(chē)起重機(jī)所取代。
1 概 述
1.1隨車(chē)起重機(jī)的用途幾特點(diǎn)
QYS-4Ⅱ型隨車(chē)起重機(jī)是配裝載重量4噸及其以上載貨汽車(chē)上的一種輔助起重設(shè)備。通常安裝在司機(jī)室與貨箱之間。具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、操作簡(jiǎn)便、作業(yè)效率高、可裝自卸等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的起重運(yùn)輸作業(yè)。
1.2型號(hào)意義
QYS--- 4 Ⅱ
伸縮臂節(jié)數(shù)
起重最大質(zhì)量
隨車(chē)起重機(jī)
1.3術(shù)語(yǔ)解釋
(1)工作幅度:指的是從水平旋轉(zhuǎn)的中心線到吊鉤中心線的距離。
(2)邊幅角度:吊臂與水平面的夾角。
(3)起升高度:從地面到吊鉤中心的高度。
(4)額定載荷:是指相應(yīng)工作半徑和變副角度所允許的最大起升載荷。
(5)回轉(zhuǎn)角度:吊臂回轉(zhuǎn)在水平面上的范圍。
(6)起升速度:用卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)使載荷起升的速度。
1.4結(jié)構(gòu)原理
QYS—4Ⅱ隨車(chē)起重機(jī)主要由吊臂、卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)、變副油缸、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、支腿油缸、輸油器、液壓系統(tǒng)、安全裝置、吊鉤組以及衡梁、立柱等結(jié)構(gòu)組成。他們的工作原理是:利用外來(lái)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓油泵向液壓系統(tǒng)提供高壓油液,通過(guò)操縱手柄轉(zhuǎn)閥和多路換向閥將油液分配到各個(gè)工作組件,以完成起重作業(yè)所需要的各種動(dòng)作。
1.4.1吊臂
吊臂為鋼結(jié)構(gòu)的無(wú)邊形等截面箱形套裝結(jié)構(gòu)。其作用主要是用來(lái)支撐載荷并改變起重機(jī)作業(yè)半徑的大小。它由基本臂、各級(jí)伸縮臂、伸縮油缸等組成。吊臂動(dòng)作時(shí)按一定順序進(jìn)行,外伸時(shí)先伸二節(jié)臂后伸頂節(jié)臂,回縮時(shí)則相反;順序動(dòng)作靠順序閥控制。
1.4.2卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)
主要由卷?yè)P(yáng)馬達(dá)、減速箱和卷筒等組成。它安裝在立柱上,由柱塞馬達(dá)驅(qū)動(dòng)減速器帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)重物的起升、下降和隨意停止。
1.4.3變幅油缸
變幅油缸主要由缸體、活塞桿、活塞、端蓋及密封件組成。其原理是利用液體的流動(dòng)來(lái)完成油缸的伸縮動(dòng)作。起作用是調(diào)節(jié)吊臂的起伏角度。
1.4.4回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由回轉(zhuǎn)減速器和液壓馬達(dá)組成。其原理是利用液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)回轉(zhuǎn)減速器的蝸桿,渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)。其作用是驅(qū)動(dòng)起重機(jī)上部立柱和吊臂繞回轉(zhuǎn)中心回轉(zhuǎn)。
1.4.5支腿機(jī)構(gòu)
QYS—4Ⅱ由前后支腿機(jī)構(gòu)組成。支腿機(jī)構(gòu)由支腿架、支腿架伸縮油缸和支腿油缸組成。其原理是利用液壓的流動(dòng)來(lái)完成油缸的伸縮動(dòng)作。作用是在起重作業(yè)時(shí)穩(wěn)定和支撐作用，減輕底盤(pán)汽車(chē)大梁所受的載荷。
1.4.6輸油缸
輸油缸主要由輸油器殼、旋轉(zhuǎn)接頭體、密封體及其觸頭、導(dǎo)線等組成。其原理是輸油器和旋轉(zhuǎn)接頭體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其油路電路關(guān)系不變。作用是解決油路及電路下部和固定部分和上部回轉(zhuǎn)部分過(guò)渡。
1.5安全裝置
為了保證起重機(jī)的作業(yè)性能及操作者和設(shè)備的安全 ，本機(jī)設(shè)有多項(xiàng)安全裝置。
1.5.1平衡閥
在起升機(jī)構(gòu)的吊臂伸縮油缸上，均設(shè)有性能優(yōu)良的單項(xiàng)平衡閥，以保證作業(yè)過(guò)程中的平衡性及系統(tǒng)發(fā)生意外時(shí)載荷在空中的可靠停置。
1.5.2雙向液壓鎖
在支腿機(jī)構(gòu)的垂直支撐油缸上均設(shè)有雙向液壓鎖,以保證作業(yè)及駕駛的安全。
1.5.3供選裝的過(guò)卷報(bào)警裝置
當(dāng)起重機(jī)做起升動(dòng)作時(shí),如不慎發(fā)生鋼絲繩過(guò)卷,與汽車(chē)?yán)认噙B的報(bào)警裝置會(huì)自動(dòng)鳴笛示警,提醒操作者停止作業(yè)或向安全狀態(tài)操作。
§2 伸縮臂架的設(shè)計(jì)
2.1伸縮臂架的作用載荷及受力分析
伸縮臂架主要是由基本臂，伸縮臂和兩部分組成。其中伸縮臂包括兩節(jié)伸縮臂以及伸縮液壓缸。當(dāng)伸縮系統(tǒng)工作時(shí)，各節(jié)伸縮臂在導(dǎo)向元件上滑動(dòng)，臂架長(zhǎng)度逐漸變化，致使臂架達(dá)到最大最小長(zhǎng)度。為分析方便本課題所研究的臂架不包括副架。
臂架的仰角是靠變幅油缸伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)的，變幅油缸的下鉸點(diǎn)在轉(zhuǎn)臺(tái)上，上鉸點(diǎn)在基本臂上。臂架的重量由根部鉸點(diǎn)和變幅油缸來(lái)支撐。臂架在起升或回轉(zhuǎn)作業(yè)時(shí)，它在兩個(gè)方向上均處于懸臂狀態(tài)，并承受壓縮和彎曲的組合作用。
臂架上所受的載荷又起升載荷，臂架重力，慣性載荷及風(fēng)載荷等。
2.1.1起升載荷P
起升質(zhì)量m是相應(yīng)幅度下的額定起重量，由此構(gòu)成起升載荷P，若考慮起吊時(shí)的動(dòng)力影響，應(yīng)乘以動(dòng)載系數(shù)=1.2，則計(jì)算的起升載荷為：
P=P=mg
式中 P 一 額定起升載荷，P= mg=4000×10=40000N；
g 一 重力加速度；
2.1.2 臂架重力P
臂架重力P包括臂架和伸縮液壓缸的重力，為了方便計(jì)算可近似的假定為P/3作用在臂架頂端，2P/3 作用在臂架根部，考慮自重所受的動(dòng)力影響，應(yīng)乘以沖擊系數(shù)=1.1。
2.1.3風(fēng)載荷
為了計(jì)算簡(jiǎn)便，將側(cè)向風(fēng)力折算為作用在臂架部的集中載荷，其值近似取 為臂架的總風(fēng)力。
2.2 伸縮臂架的臨界力計(jì)算
1) 回轉(zhuǎn)平面N
變幅液壓缸一端鉸接在基本臂上，大約在基本臂的（~ ）長(zhǎng)度處，另一端鉸接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上。
為支承方式長(zhǎng)度系數(shù)，對(duì)于一端固定，一端自由，=2；
為變截面長(zhǎng)度系數(shù)，查材料表11-2得由==，== 查教材 =1.11；
則 N==
2） 變幅平面N。
查徐克晉主編的《金屬結(jié)構(gòu)》表，= , 線性插值得= 1.89 ，由=0.34 ，= 0.66 ，== ，查徐克晉主編的《金屬結(jié)構(gòu)》表11-2圖B，= 1.12 ，則
==
2.3 伸縮臂架剛度校
1）臂架折算截面慣性矩
根據(jù)I= ，由上圖可得：=
對(duì)軸的折算慣性矩：
5520mm ，= 1 ，= ，= ，
，
對(duì)X軸的折算慣性矩：
L=L’= (5520-235)= 5285mm , =1
r=0.69 ,r= 0.367 , r=0
2) 橫向載荷產(chǎn)生的擾度
3) 考慮到各節(jié)伸縮臂間的間隙，位移的非線性增大，由軸向和橫向載荷引起的臂端撓度，
變幅平面內(nèi)
=
回轉(zhuǎn)平面內(nèi)
=
式中 ， -------在變幅平面和回轉(zhuǎn)平面內(nèi)相鄰各節(jié)臂之間的間隙，通常各節(jié)臂間隙大致相同，可取=1~3 mm ;
k-------------伸縮臂的節(jié)數(shù)，因?yàn)閺牡诙?jié)臂開(kāi)始有間隙，所以上面計(jì)算至涉及到K-1節(jié)臂；
----------各節(jié)臂伸出后第i+1節(jié)臂至臂端的長(zhǎng)度；
------------各節(jié)臂之間的套間長(zhǎng)度。
基本符合要求。
2.4 伸縮臂的強(qiáng)度校核
1）伸縮臂的彎矩
在變截平面，外載荷對(duì)各節(jié)臂危險(xiǎn)截面A，B，C的X軸產(chǎn)生的彎矩（此時(shí)臂端的基本位移）。
M=M+PL+N
M=M+PL+N
M=M+PL+N
回轉(zhuǎn)平面，外載荷對(duì)Y軸產(chǎn)生的彎矩（臂端基本位移=9.2mm）；
M=PL+N
M=PL+N
M=PL+N
臂架所承扭矩T=，
2) 伸縮臂非重疊部分的強(qiáng)度校核。伸縮臂受雙向彎矩及扭矩作用，而軸向力由伸縮油缸直接承擔(dān)，但彎矩仍存在非線性增大，考慮到約束彎曲和約束扭轉(zhuǎn)的影響，則：
而
1-1 截面
2-2 截面；
3-3截面
=
其余截面剪應(yīng)力更小，可以忽略不計(jì)。
3） 伸縮臂重疊部分的強(qiáng)度校核。
根據(jù)計(jì)算可以看出：2-2截面為最危險(xiǎn)截面，伸縮臂套接處滑塊沿臂長(zhǎng)間距L=420mm ,基本臂（第一節(jié)臂）滑塊受力：
2F=
F= 2709N ，因?yàn)?-2 截面插套在1-1 截面內(nèi)，可算出=18.4 mm ，選取滑塊中心附近20mm處的點(diǎn)，=（137-6）mm = 131 mm則
整體彎曲應(yīng)力：
組合應(yīng)力；
由于剪應(yīng)力很小，可以忽略不計(jì)。
2.5 伸縮臂局部穩(wěn)定性校核
驗(yàn)算第二節(jié)伸縮臂的腹板
區(qū)格板邊應(yīng)力;
腹極下邊，上邊=5.65，區(qū)格應(yīng)力比=
因?yàn)?>> 查徐克晉主編的《金屬結(jié)構(gòu)》教材表7-9序號(hào)3公式
-------臨界壓縮應(yīng)力，單位；
-----臨界剪切應(yīng)力，單位；
---------板邊彈性嵌固系數(shù)一般=1 ~ 1.26，當(dāng)對(duì)邊受強(qiáng)勁的翼緣板或強(qiáng)縱向加勁肋嵌固時(shí)取較大值；
--------板的歐拉應(yīng)力，單位按下式計(jì)算，
；
式中，-------- 板的厚度；
b-------- 區(qū)格寬或板寬；
E-------鋼材的彈性模量；
-------泊松比。
K K----------四邊簡(jiǎn)支板的屈曲系數(shù)，取決于板的邊長(zhǎng)比，和板邊應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)于用鋼性加勁肋分隔的局部區(qū)格板，按材料里的表7-9公式計(jì)算，對(duì)于用柔性加勁肋分隔的帶肋板按材料表7-10公 式計(jì)算。
K
設(shè)區(qū)格比邊長(zhǎng)比 ，
；
假設(shè)支承力F全部作用于腹板邊緣上設(shè)滑塊長(zhǎng)度，則支承力F在腹板邊緣上的分布長(zhǎng)度=，腹板邊緣局部壓應(yīng)力;
= ,
查徐克晉主編的《金屬結(jié)構(gòu)》教材表7-9 序號(hào)5，因=1 ，,
K=
= ，
== ，
腹板間剪應(yīng)力很小，可略去。腹板邊緣正應(yīng)力37.5MP ，臨界復(fù)合應(yīng)力；
=
=
= ，
應(yīng)予修正：
局部穩(wěn)定性驗(yàn)算合格。
2.6 伸縮臂的整體穩(wěn)定性校核
基本臂受力：
N=4000N， M=3.7 M=
基本臂截面性質(zhì)：
A=
W= 2.455 ，
W
N=800000 ，
考慮軸向力和雙向彎矩作用，按下式計(jì)算;
整體穩(wěn)定性亦合格。
§3 回轉(zhuǎn)支承選型計(jì)算
3.1回轉(zhuǎn)支承受載情況
回轉(zhuǎn)支承在使用過(guò)程中，一般要承受軸向力 Fa 、徑向力 Fr 以及傾覆力矩 M 的共同作用，對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，由于主機(jī)的工作方式及結(jié)構(gòu)形式不同，上述三種荷載的作用組合情況將有所變化，有時(shí)可能是兩種載荷的共同作用，有時(shí)也有可能僅僅是一個(gè)載荷的單獨(dú)作用。
通常，回轉(zhuǎn)支承的安裝方式有以下兩種形式 — 座式安裝和懸掛式安裝。兩種安裝形式支承承受的載荷示意如下：
3.2 回轉(zhuǎn)支承選型所需的技術(shù)參數(shù)
?? 回轉(zhuǎn)支承承受的載荷
?? 每種載荷及其所占有作業(yè)時(shí)間的百分比
?? 在每種載荷作用下回轉(zhuǎn)支承的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù)
?? 作用在齒輪上的圓周力
?? 回轉(zhuǎn)支承的尺寸
?? 其他的運(yùn)轉(zhuǎn)條件
?? 靜態(tài)選型
3.2.1靜態(tài)參照載荷 Fa' 和 M' 的計(jì)算方法：
fl 為動(dòng)態(tài)安全系數(shù)，他必須結(jié)合動(dòng)態(tài)承載曲線使用（動(dòng)態(tài)承載曲線不包含次樣本中）。它來(lái)源于經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)。是基于最大工作載荷情況下的一個(gè)參照值。在選擇回轉(zhuǎn)支承之前，首先確定對(duì)該主機(jī)應(yīng)考慮的靜安全系數(shù) fs ，可由網(wǎng)址http:∥www.xcmgsc.com 查得。 Fs=1.1
FL=1.0
最大靜載荷出現(xiàn)在幅度最大時(shí)，其載荷計(jì)算公式如下：
? 單排四點(diǎn)接觸球式：
單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承的選型計(jì)算分別按承載角 45 ° 和 60 °兩種情況進(jìn)行。
I、a=45° II、a=60°
Fa'=(1.225*Fa+2.676*Fr)*fs
Fa'=(Fa+5.046*Fr)*fs
M'=1.225*M*fs
M'=M*fs
而螺栓的計(jì)算載荷為：
Fa=6000N
M=2352N
圖3.2
按上述計(jì)算結(jié)果，在承載能力曲線中選擇，可確定選用01*.20.400回轉(zhuǎn)支承。
l 線為靜態(tài)承載能力曲線
8.8 、 10.9 為螺栓承載曲線
1'- 靜態(tài)載荷點(diǎn)
2'- 螺栓載荷點(diǎn)
1' 點(diǎn)再滾道靜態(tài)承載曲線 1 下方，因此滿(mǎn)足要求
2' 點(diǎn)在 10.9 級(jí)螺栓承載曲線下方，因此選擇 0.9 級(jí)螺栓可以滿(mǎn)足要求。
3.2.2回轉(zhuǎn)支承——單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承（01系列）
單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承由兩個(gè)座圈組成，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，鋼球與圓弧滾道四點(diǎn)接觸，能同時(shí)承受軸向力、徑向力和傾翻力矩?；剞D(zhuǎn)式輸送機(jī)焊接操作機(jī)中小型起重機(jī)和挖掘機(jī)等工程機(jī)械均可選用。
§4 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)是根據(jù)主機(jī)的工作情況、主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求、液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件以及承包、經(jīng)濟(jì)型、供貨情況等諸多因素，進(jìn)行全面、綜合的設(shè)計(jì)，從而擬定出一個(gè)各方面比較合理的、可實(shí)現(xiàn)的液壓系統(tǒng)的方案來(lái)。其內(nèi)容包括：油路循環(huán)方式的分析與選擇，油源形式的分析與選擇，液壓回路的分析、選擇與合成，液壓系統(tǒng)原理圖的擬定、設(shè)計(jì)與分析。
4.1概述
隨車(chē)起重機(jī)機(jī)動(dòng)性好，能以較快速度行走，采用液壓起重機(jī)，因而承載能力大，可在有沖擊、振動(dòng)和環(huán)境較差的條件下工作。其執(zhí)行元件需要完成的動(dòng)作較為簡(jiǎn)單，位置精度較低，大部分采用手動(dòng)操作，液壓系統(tǒng)工作壓力較高。因?yàn)槭瞧鹬貦C(jī)械，所以保證安全是至關(guān)重要的問(wèn)題。
隨車(chē)起重機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，它由如下五部分構(gòu)成：
（1）支腿 起重作業(yè)時(shí)使汽車(chē)輪胎離開(kāi)地面，架起整車(chē)，不使載荷壓在輪胎上，并可調(diào)節(jié)整車(chē)的水平。
（2）回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 使吊臂回轉(zhuǎn)。
（3）伸縮機(jī)構(gòu) 用以改變吊臂的長(zhǎng)度。
（4）變幅機(jī)構(gòu) 用以改變吊臂的傾角。
（5）起升機(jī)構(gòu) 使重物升降。
4.2工作原理
QYS-4隨車(chē)起重機(jī)是一種中小型起重機(jī)，其液壓系統(tǒng)如圖1所示。這是一種通過(guò)手動(dòng)操縱來(lái)實(shí)現(xiàn)多缸各自動(dòng)作的系統(tǒng)，為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)用一個(gè)液壓泵給各執(zhí)行元件串聯(lián)供油。在輕載情況下，各串聯(lián)的執(zhí)行原件可任意組合，使幾個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作，如伸縮和回轉(zhuǎn)，或伸縮和變幅同時(shí)進(jìn)行等等。
該系統(tǒng)液壓泵的由汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)裝在底盤(pán)變速箱上的取力箱提供。液壓泵通過(guò)中心回轉(zhuǎn)接頭、開(kāi)關(guān)和過(guò)濾器從油箱吸油。
液壓原理圖
下面對(duì)各個(gè)回路動(dòng)作進(jìn)行敘述。
（1）支腿回路 隨車(chē)起重機(jī)的底盤(pán)前后各有兩條支腿，沒(méi)一條支腿由一個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)。兩條前支腿和兩條后支腿分別由三位四通手動(dòng)換向閥控制其伸出或縮回。換向閥均采用M型中位機(jī)能，且油路是串聯(lián)的。每個(gè)液壓缸的油路上均設(shè)有雙向鎖緊回路，以保證支腿被可靠的鎖住，防止在起重作業(yè)時(shí)發(fā)生“軟腿”現(xiàn)象或行車(chē)過(guò)程中支腿自行滑落。
(2)回轉(zhuǎn)回路 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用液壓馬達(dá)作為執(zhí)行元件。液壓馬達(dá)通過(guò)蝸輪蝸桿減速箱和一對(duì)內(nèi)嚙合的齒輪來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)。轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速較低，每分鐘僅為1～3轉(zhuǎn)，故液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速也不高，就沒(méi)有必要設(shè)置液壓馬達(dá)的制動(dòng)回路。因此，系統(tǒng)中采用一個(gè)三位四通手動(dòng)換向閥來(lái)控制轉(zhuǎn)盤(pán)的正轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)和不動(dòng)三種情況。
（3）伸縮回路 起重機(jī)的吊臂由基本臂和伸縮臂組成，伸縮臂套在基本臂之中，用一個(gè)由三位四通手動(dòng)換向閥控制的伸縮油缸來(lái)驅(qū)動(dòng)吊臂的伸縮和縮回。為防止因自重而使吊臂下落，油路中設(shè)有平衡回路。
（4）變幅回路 吊臂變幅就是用一個(gè)液壓缸來(lái)改變起重臂的角度。變幅液壓缸由三位四通手動(dòng)換向閥控制。同樣，為防止在變幅作業(yè)時(shí)因自重而使吊臂下落，在油路中設(shè)有平衡回路。
（5）起升回路 起升機(jī)構(gòu)是隨車(chē)起重機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)，它由一個(gè)由大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)帶動(dòng)的卷?yè)P(yáng)機(jī)。液壓馬達(dá)的正、反轉(zhuǎn)由三位四通手動(dòng)換向閥控制。起重機(jī)起升速度的調(diào)節(jié)是通過(guò)改變汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩淖円簤罕玫妮敵隽髁亢鸵簤厚R達(dá)的輸入流量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在液壓馬達(dá)的回路上設(shè)有平衡回路，以防止重物自由下落；此外，在液壓馬達(dá)上還設(shè)有單向節(jié)流閥和單作用閘缸組成的制動(dòng)回路，使制動(dòng)器張開(kāi)延時(shí)而緊閉迅速，以避免卷?yè)P(yáng)機(jī)起停時(shí)發(fā)送溜車(chē)下滑現(xiàn)象。
4.3性能分析
由圖1可以看出，該液壓系統(tǒng)由調(diào)壓、調(diào)速、幻想、鎖緊、平衡、制動(dòng)、多缸卸荷等回路組成。
(1) 在調(diào)壓回路中，用安全閥限制系統(tǒng)最高壓力。
(2) 在調(diào)速回路中，用手動(dòng)調(diào)節(jié)換向閥的開(kāi)度大小來(lái)調(diào)節(jié)共建機(jī)構(gòu)（起升機(jī)構(gòu)除外）的速度，方便靈活，但勞動(dòng)強(qiáng)度較大。
(3) 在鎖緊回路中，采用由液控單向閥構(gòu)成的雙向液壓鎖將前后支腿鎖定在一定位置上，工作可靠，而且有效時(shí)間長(zhǎng)。
(4) 在平衡回路中，采用經(jīng)過(guò)改進(jìn)的單向液控順序閥作平衡閥，以防止在起升、吊臂伸縮和吊臂伸縮和變幅作業(yè)過(guò)程中因重物自重而下降，工作可靠；但在一個(gè)方向有備壓，造成一定的功率損耗。
(5) 在多缸卸荷回路中，采用換向閥M型中位機(jī)能并將油路串聯(lián)起來(lái)，使任何一個(gè)工作機(jī)構(gòu)既可單獨(dú)動(dòng)作，也可在輕載下任意組合地動(dòng)作；但6個(gè)換向閥串聯(lián)，也使液壓泵的卸荷壓力加大。
(6) 在制動(dòng)回路中，采用由單向節(jié)流閥和單作用閘缸構(gòu)成的制動(dòng)器，工作可靠，且制動(dòng)動(dòng)作快，松開(kāi)動(dòng)作慢，確保安全。
4.4 液壓缸主要尺寸的確定
1）缸筒內(nèi)徑D
液壓缸的軸向負(fù)載力F
液壓缸的平均速度
按規(guī)定選負(fù)載率
液壓缸的理論輸出力
由此得液壓缸缸徑D=
故選用液壓缸的缸徑為100mm.
式中 S------為液壓缸行程；
P------為工作壓力；
-------為摩擦系數(shù)。
2）活塞桿直徑d=0.7D=0.7100=70mm
3）缸筒長(zhǎng)度取L=1100mm 由最大工作行程S決定。
4.4.1 強(qiáng)度校核
1）缸筒壁厚
當(dāng)時(shí)為薄壁，可按下式校核
=
式中 D-----缸筒內(nèi)經(jīng)；
-------試驗(yàn)壓力，當(dāng)缸的額定壓力時(shí)，取=1.5，
>16 時(shí)，取=1.25；
-------缸筒材料的許用應(yīng)力，，=800MP為材料抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，一般取n=5. 缸筒材料為45號(hào)鋼。
2） 活塞桿直徑d 的校核
=
因?yàn)閐=63mm > 7.2mm,所以該活塞桿的直徑滿(mǎn)足要求。
式中 F-------活塞桿上的作用力；
------活塞桿材料的許用應(yīng)力，=/4 。
3）缸蓋固定螺栓的校核
式中 F-------液壓缸負(fù)載；
k-------螺紋擰緊系數(shù)，k=1.12~ 1.5;
z-------固定螺栓個(gè)數(shù)；
-----螺栓材料許用應(yīng)力，=（1.22~ 2.5），=550為材料屈服點(diǎn)。
4.5 液壓泵的選擇
設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)所要求的工作情況合理選擇液壓泵，一般在負(fù)載小、功率小的機(jī)械設(shè)備中，可用齒輪泵和雙作用葉片泵；精度較高的機(jī)械設(shè)備可用螺桿泵和雙作用葉片泵；在負(fù)載較大并有快速和慢速行程的機(jī)械設(shè)備可用卸壓式變量葉片泵；負(fù)載大、功率大的機(jī)械設(shè)備可使用柱塞泵；機(jī)械設(shè)備的輔助裝置，如送料、夾緊等要求不太高的地方，可使用價(jià)廉的齒輪泵,因此本次設(shè)計(jì)選用外嚙合齒輪泵。
先根據(jù)設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)工況確定泵的類(lèi)型，然后確定泵的主要參數(shù)，即壓力和流量。
4.6.1確定泵的最大工作壓力p
P=p+∑△p=15+0.5=15.5 MP
式中 p----執(zhí)行元件的最高工作壓力；
∑△p -----執(zhí)行元件進(jìn)油路上壓力損失，如對(duì)夾緊、壓制和定位等工況，在執(zhí)行元件到終點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)才出現(xiàn)最高工作壓力，則∑△p=0；其它工況，液壓元件的規(guī)格和管路長(zhǎng)度、直徑未確定時(shí)、可初定簡(jiǎn)單系統(tǒng)的∑△p=（2-5）×10P,復(fù)雜系統(tǒng)的∑△p=（5-15）×10 P。
4.6.2確定泵的最大流量q
參照同類(lèi)型隨車(chē)起重機(jī)，初定排量為40Ml∕r,轉(zhuǎn)速為960r∕min
qK=1.1×3.8=4.18
式中----同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值；
K----泄漏系數(shù)，一般取K=1.1～1.3，大量時(shí)取小值，反之取大值。
對(duì)于節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，如果最大流量點(diǎn)處于溢流閥的工作狀態(tài)，則泵的供油量須增加溢流閥的最小溢流量，一般為溢流閥額定流量的15%，機(jī)床液壓系統(tǒng)取=2-3L∕min。當(dāng)系統(tǒng)中備有蓄能器時(shí)泵的最大供油量為一個(gè)工作循環(huán)中執(zhí)行元件的平均流量與回路泄漏量之和。
根據(jù)所計(jì)算的壓力和流量，查產(chǎn)品樣本選用一臺(tái)YB1型雙連葉片泵。
4.7 油箱的選擇
油箱的用途主要是儲(chǔ)存液壓系統(tǒng)需要的液體介質(zhì)，起散熱，分離液體介質(zhì)中的空氣以及沉淀液體介質(zhì)中的雜質(zhì)的作用，
4.7.1油箱的容量計(jì)算
油箱必須有足夠大的容積以滿(mǎn)足散熱要求，液壓泵工作時(shí)油面應(yīng)保持適當(dāng)?shù)母叨?，停?chē)時(shí)能貯存因重力作用返回油箱的油液。油箱的容量一般按經(jīng)驗(yàn)公式選定。
V＝nQp
式中 V----油箱的有效容積，單位為
Qp----液壓泵的總流量，單位為
n----經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，其數(shù)值如下：
低壓系統(tǒng) n=2～4;
中高壓系統(tǒng) n=5～7;
壓力機(jī)液壓系統(tǒng) n=6～12;
冶金機(jī)械液壓系統(tǒng) n=10;
行走機(jī)械 n=2
參照同類(lèi)隨車(chē)起重機(jī)，選油箱容積為60L的油箱。
4.8 管件
管件包括油管和管接頭，它的主要功用是連接液壓元件和輸送液壓油。
1）油管
對(duì)它的主要要求是：有足夠的強(qiáng)度，密封性好，壓力損失小河裝拆方便。液壓系統(tǒng)中使用的油管的特點(diǎn)及使用場(chǎng)合：橡膠管是高壓館由耐油橡膠夾幾層干鋼絲編制網(wǎng)制成，鋼絲網(wǎng)層數(shù)越多，耐壓越高，價(jià)昂，用作中、高壓系統(tǒng)中兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的壓力管道。
2）管接頭
管接頭時(shí)油管之間、油管與液壓件之間的可拆式連接件。管接頭在滿(mǎn)足強(qiáng)度足夠的前提下，應(yīng)當(dāng)裝拆方便，連接牢固，密封性好，外形尺寸小，壓力損失小以及工藝性好?？蹓菏焦芙宇^用來(lái)連接高壓軟管，隨管徑不同工作壓力范圍為6~40 。
§5 結(jié)論與展望
5.1結(jié)論
作為一個(gè)新興的行業(yè)，隨車(chē)起重機(jī)行業(yè)與國(guó)家宏觀調(diào)控、產(chǎn)業(yè)政策以及各種市場(chǎng)環(huán)境有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，可以說(shuō)是牽一發(fā)而動(dòng)全身。2004年以前，中國(guó)隨車(chē)起重機(jī)每年均以15%-20%的速度快速增長(zhǎng)，由于受?chē)?guó)家宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控的影響，行業(yè)整體的快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)在2005年出現(xiàn)了拐點(diǎn)，整個(gè)行業(yè)出現(xiàn)停滯甚至下降的局面，體現(xiàn)了隨車(chē)起重機(jī)行業(yè)對(duì)國(guó)家政策變化的敏感性。由于隨車(chē)起重機(jī)的運(yùn)輸功能與卡車(chē)市場(chǎng)關(guān)聯(lián)性特別強(qiáng)，汽車(chē)行業(yè)的波動(dòng)對(duì)隨車(chē)起重機(jī)行業(yè)的影響也尤為可觀，2005年卡車(chē)市場(chǎng)出現(xiàn)了回落，國(guó)家1589號(hào)關(guān)于治理超載超限的法規(guī)政策對(duì)隨車(chē)起重機(jī)行業(yè)產(chǎn)生的嚴(yán)重影響，幾乎可以用“經(jīng)歷一場(chǎng)寒冬”來(lái)形容，整個(gè)隨車(chē)起重機(jī)行業(yè)陷入前所未有的低迷。由于隨車(chē)起重機(jī)行業(yè)的技術(shù)壁壘比較小，門(mén)檻較低，2005年以來(lái)一批民營(yíng)、個(gè)體企業(yè)逐步進(jìn)入行業(yè)，參與競(jìng)爭(zhēng)，形成新的、更激烈的一輪市場(chǎng)格局。再加上來(lái)自外部的跨國(guó)公司對(duì)行業(yè)的入侵，加快并購(gòu)、合資的步伐，使整個(gè)隨車(chē)起重機(jī)行業(yè)面臨重新洗牌的局面。
盡管面臨著內(nèi)憂外患，生存環(huán)境異常的艱難，并沒(méi)有阻擋住隨車(chē)起重機(jī)行業(yè)自身發(fā)展進(jìn)步的步伐。近年來(lái)隨著產(chǎn)品技術(shù)水平不斷更新和功能的不斷完善，國(guó)內(nèi)隨車(chē)起重機(jī)行業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并迎來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年行業(yè)銷(xiāo)售總量在2000臺(tái)左右，2006年市場(chǎng)需求仍將保持平穩(wěn)上升趨勢(shì)，預(yù)計(jì)2006年增幅在10%到20%，市場(chǎng)需求量為2200臺(tái)至2400臺(tái)。
?
圖 1999-2005年隨車(chē)起重機(jī)市場(chǎng)需求量及2006年預(yù)測(cè)
?
由上圖可見(jiàn)，雖然國(guó)家宏觀調(diào)控仍在持續(xù)，但隨車(chē)起重機(jī)行業(yè)仍然保持穩(wěn)定持續(xù)的增長(zhǎng)勢(shì)頭。從行業(yè)發(fā)展的角度來(lái)看，目前我國(guó)隨車(chē)起重機(jī)的底盤(pán)銷(xiāo)量只占卡車(chē)銷(xiāo)售量的1‰，而日本隨車(chē)起重機(jī)占卡車(chē)銷(xiāo)量的25%左右，歐美也在20%左右；隨著我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，隨車(chē)起重機(jī)發(fā)展前景亦非常樂(lè)觀。
隨車(chē)起重機(jī)是一種集起重、運(yùn)輸為一體的新型高效起重運(yùn)輸裝備，近年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，物流、運(yùn)輸業(yè)的迅速崛起，隨車(chē)起重機(jī)以其快速、靈活、高效、便捷、裝卸運(yùn)輸合二為一的優(yōu)勢(shì)被越來(lái)越多用戶(hù)所認(rèn)識(shí)并接受，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)張，不僅在交通運(yùn)輸、電信電力、油田碼頭、市政園林、計(jì)量檢測(cè)、市政作業(yè)、石油開(kāi)采、鐵路吊裝等傳統(tǒng)行業(yè)上大顯身手，添加了附加裝置的變形產(chǎn)品還被廣泛應(yīng)用于消防、軍隊(duì)、非開(kāi)挖作業(yè)、工程搶險(xiǎn)等行業(yè)，顯示出其越來(lái)越廣泛應(yīng)用領(lǐng)域和無(wú)可比擬的實(shí)用價(jià)值。
?
5．2隨車(chē)起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
5．2.1 中大噸位崛起迅速
從產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)來(lái)看，目前，我國(guó)隨車(chē)起重機(jī)正朝著大型化、多功能化和智能化的方向發(fā)展。安裝隨車(chē)起重機(jī)的底盤(pán)已不再局限于箱式貨車(chē)底盤(pán)，越來(lái)越多的重型平板車(chē)也安裝了大噸位隨車(chē)起重機(jī)，以滿(mǎn)足其自裝卸大型貨物的需要。隨車(chē)起重機(jī)的作業(yè)裝置也不再局限于吊鉤，各種高空作業(yè)平臺(tái)、抓具、夾具、吊籃、螺旋鉆、板叉、裝輪胎機(jī)械手、拔樁器等已逐漸被采用。隨著隨車(chē)起重機(jī)的噸位越來(lái)越大，對(duì)安全控制、操作方便舒適性的要求也越來(lái)越高，智能化也已被提上日程。
近年來(lái)，大噸位隨車(chē)起重機(jī)產(chǎn)品隨大噸位底盤(pán)的市場(chǎng)擴(kuò)大而逐漸增大。隨車(chē)起重機(jī)已蠶食了部分汽車(chē)起重機(jī)的傳統(tǒng)市場(chǎng)，如10噸以上的隨車(chē)起重機(jī)和進(jìn)口叉車(chē)等進(jìn)口產(chǎn)品，已迫使國(guó)內(nèi)汽車(chē)起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)從16噸以下市場(chǎng)逐步撤離，有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)2002年我國(guó)16噸以下(16噸、12噸、8噸)汽車(chē)起重機(jī)年銷(xiāo)售量4484臺(tái)，按照目前國(guó)內(nèi)隨車(chē)起重機(jī)2000臺(tái)的市場(chǎng)量推算，隨車(chē)起重機(jī)產(chǎn)品今后應(yīng)有較大的發(fā)展空間。??
5.2.2新品開(kāi)發(fā)速度加快?
?
??? 隨車(chē)起重機(jī)行業(yè)新產(chǎn)品的研發(fā)步伐明顯加快，近一兩年來(lái)研發(fā)的新產(chǎn)品相當(dāng)于過(guò)去所有產(chǎn)品的總和。其中具有代表意義的是徐工隨車(chē)起重機(jī)有限公司，該公司2005年在行業(yè)內(nèi)率先推出了第二代隨車(chē)起重機(jī)，在此基礎(chǔ)上，安全性能、起升性能、系統(tǒng)整體性能大幅度提升的第三代隨車(chē)起重機(jī)即將于2006年下半年問(wèn)世。該公司還自主研制了填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白的QJ系列橋梁檢測(cè)車(chē)、高低空作業(yè)車(chē)等，結(jié)束了我國(guó)同類(lèi)產(chǎn)品需要進(jìn)口的歷史，拓寬了隨車(chē)起重機(jī)的應(yīng)用范圍。?
畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)
歷經(jīng)幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位教授對(duì)我的設(shè)計(jì)過(guò)程作最后檢查。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)將我讀研在學(xué)校里所學(xué)的理論知識(shí)與在工廠里的金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)所獲得的實(shí)踐知識(shí)有機(jī)的融合到一起。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中。我查閱了大量金屬結(jié)構(gòu)以及隨車(chē)起重機(jī)的相關(guān)書(shū)籍文獻(xiàn)，并能夠從中提取出與我的畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的大量資料。使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)及隨車(chē)起重機(jī)的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍，進(jìn)一步熟悉了鋼材的力學(xué)性能，了解了選擇使用鋼材時(shí)應(yīng)考慮的因數(shù)有哪些。掌握了金屬結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理。隨車(chē)起重機(jī)在當(dāng)今社會(huì)生活中運(yùn)用得非常廣泛，掌握金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，了解其發(fā)展方向?qū)ξ覀兘窈蟮墓ぷ骱蛯W(xué)習(xí)有著十分重要的意義。從陌生到開(kāi)始接觸，從了解到熟悉，這是每一個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過(guò)程，我對(duì)隨車(chē)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)過(guò)程亦是如此。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能幾年的研究生涯劃上一個(gè)圓滿(mǎn)的句號(hào)，為以后的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
致 謝
本次隨車(chē)起重機(jī)伸縮臂架的優(yōu)化設(shè)計(jì)是在機(jī)械工程學(xué)院張錚教授的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的。他以其淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、開(kāi)拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心，給我的學(xué)習(xí)、生活以很大的影響，使我終生難忘，并將永遠(yuǎn)激勵(lì)我?jiàn)^發(fā)向上。值此畢業(yè)設(shè)計(jì)（說(shuō)明書(shū)）完成之際，謹(jǐn)向敬愛(ài)的指導(dǎo)老師表示衷心的感謝，并致以崇高的敬意！
同時(shí)在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我也得到了XXXX機(jī)械工程學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師的大力支持。借此對(duì)機(jī)械工程學(xué)院的各位領(lǐng)導(dǎo)表示衷心的感謝。
對(duì)我尊敬的老師們，給我