JZX52235JQZQY16H總體計(jì)算書Word版

1、JZX52235JQZ(QY16H)汽 車 起 重 機(jī)總 體 設(shè) 計(jì)（計(jì) 算 書）錦州重型機(jī)械股份有限公司 技術(shù)中心二四年八月二十九日0 / 79一、 整機(jī)主要技術(shù)性能參數(shù)二、 總體計(jì)算參數(shù)的確定三、 坐標(biāo)系的建立四、 行駛狀態(tài)整機(jī)重心及軸荷計(jì)算五、 變幅機(jī)構(gòu)三鉸點(diǎn)計(jì)算六、 起重作業(yè)吊臂仰角、起升高度計(jì)算七、 吊臂伸縮機(jī)構(gòu)計(jì)算八、 吊臂強(qiáng)度起重量計(jì)算九、 穩(wěn)定性起重量計(jì)算十、 吊臂強(qiáng)度校核計(jì)算十一、 支腿反力計(jì)算十二、 回轉(zhuǎn)支承計(jì)算十三、 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)計(jì)算十四、 起升機(jī)構(gòu)計(jì)算十五、 整機(jī)作業(yè)穩(wěn)定性及行駛穩(wěn)定性計(jì)算十六、 活動(dòng)支腿危險(xiǎn)截面強(qiáng)度校核計(jì)算一、 整機(jī)主要性能參數(shù) 1.最大額定起重量（t）

2、162.最大額定起重力矩（t·m） 60 3.基本臂最大起升高度（m） 9.8 4.全伸臂最大起升高度（m） 30 5.主臂加副臂最大起升高度（m） 37.5 6.支腿跨距（縱向×橫向）（m） 4.7×5.6 7.主鉤滿載最大起升速度（m/min） （單繩） 70 8.副鉤滿載最大起升速度（m/min） 65 9.額定回轉(zhuǎn)速度（r/min） 2.5 10.底盤型號(hào) CA5241JQZ 11.驅(qū)動(dòng)型式 6×4 12.發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) CA6DE2-22 額定功率kw/rpm： 162/2400 13.軸距（mm） 4065+1270 14.接近角° 1

3、6.2 15.離去角° 10.3 16.最小轉(zhuǎn)彎直徑（m） 20 17.最高行駛速度（km/h） 70 18.最大爬坡度% 24 19.整機(jī)外型尺寸（m）（長×寬×高） 11.971×2.490×3.2 20.整機(jī)重量 （t） 23.42 底盤主要技術(shù)性能參數(shù)： 車輛長（m） 9.532 車輛寬（m） 2.490 車輛高（m） 2.342 前輪距（m） 2.024 后輪距（m） 1.854 底盤整備質(zhì)量（kg） 8570 前 軸（kg） 3820 中后橋 （kg） 4750 廠定最大總質(zhì)量 （kg） 24000 前軸允許最大載重質(zhì)量（kg） 6

4、000 后軸允許最大載重質(zhì)量（kg） 18000 最小離地間隙 （mm） 250車架滿載上平面距地高度（mm） 1345二、 總體計(jì)算參數(shù)的確定1、 整機(jī)行駛狀態(tài)下車部分重量、重心參數(shù)名 稱Gi(kg)Xi(cm)Yi(cm)Zi(cm)底盤857021090固定支腿總成23901555吊臂支架93362127主吊鉤216135156下車液壓系統(tǒng)52114586液壓油43418080側(cè)防護(hù)28355-5 油泵裝置8328429 走臺(tái)板37313083 工具箱131-16336 總 計(jì)12708 注：底盤整備質(zhì)量 其中： G前 3820kg G底 8570kg G后 4750kg 行駛狀態(tài)下車重

5、量、重心計(jì)算下車總重G下 Gi 12708kg重心至雙后橋中心線水平距離X下 166cm重心至地面的垂直距離Y下 84cm重心至縱向中心線右側(cè)的距離Z下 02、 上車固定部分重量、重心參數(shù)名 稱Gi(kg)Xi(cm)Yi(cm)Zi(cm)轉(zhuǎn)臺(tái)及配重319320036.61.5操縱機(jī)構(gòu)28284073上車液壓系統(tǒng)214893351主、副起升機(jī)構(gòu)718238737回轉(zhuǎn)支承539060回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11145360操縱室及座椅21739575總計(jì)5020上車固定部分坐標(biāo)系為回轉(zhuǎn)支承下平面與回轉(zhuǎn)中心之交點(diǎn)為原點(diǎn)行駛狀態(tài)上車固定部分重量、重心計(jì)算：上車固定部分總重G上固 Gi 5020kg上車固定部分重心

6、至回轉(zhuǎn)中心水平距離X上固 166cm （上車坐標(biāo)原點(diǎn)后方）上車固定部分重心至回轉(zhuǎn)支承下平面垂直距離Y上固 41cm (上車坐標(biāo)原點(diǎn)上方)上車固定部分重心至整機(jī)縱向中心線距離Z上固 8cm (整機(jī)行駛方向左側(cè))3、整機(jī)行駛狀態(tài)上車活動(dòng)部分重量、重心參數(shù)名 稱Gi(kg)Xi(cm)Yi(cm)Zi(cm)吊臂總成430250317855變幅油缸549317-470總計(jì)4896上車活動(dòng)部分坐標(biāo)系原點(diǎn)為吊臂后鉸點(diǎn)中心行駛狀態(tài)上車活動(dòng)部分重量、重心計(jì)算：上車活動(dòng)部分重量G上活 Gi 4896kg上車活動(dòng)部分重心距吊臂后鉸點(diǎn)水平距離X上活 477cm （上車坐標(biāo)系）上車活動(dòng)部分重心距吊臂后鉸點(diǎn)垂直距離Y

7、上活 151cm上車活動(dòng)部分重心距整機(jī)縱向中心線距離Z上活 48cm 4、整機(jī)上、下車幾何參數(shù)的確定上車回轉(zhuǎn)中心距雙后橋中心的水平距離 X0回轉(zhuǎn)支承下平面中心距雙后橋輪胎中心垂直距離 Y0變幅油缸后鉸點(diǎn)中心距上車回轉(zhuǎn)中心的水平距離 X1變幅油缸后鉸點(diǎn)中心距回轉(zhuǎn)支承下平面中心垂直距離 Y1 吊臂后鉸點(diǎn)中心距回轉(zhuǎn)中心的水平距離 X2吊臂后鉸點(diǎn)中心距回轉(zhuǎn)支承下平面中心垂直距離 Y2 伸縮油缸后鉸點(diǎn)距吊臂后鉸點(diǎn)的水平距離 X3伸縮油缸后鉸點(diǎn)距吊臂后鉸點(diǎn)的垂直距離 Y3后支腿中心距回轉(zhuǎn)中心的水平距離 X4后支腿中心距回轉(zhuǎn)支承下平面的垂直距離 Y4吊臂后鉸點(diǎn)距吊臂軸線的距離 C1吊臂頭部滑輪中心距吊臂軸線

8、距離 C2副臂根部中心到吊臂軸線距離 C3變幅油缸上鉸點(diǎn)距吊臂軸線距離 C4吊臂頭部滑輪中心距吊鉤中心距離 C5鋼絲繩到吊臂后鉸點(diǎn)的力臂 C6吊臂初始狀態(tài)仰角 A0副臂工作時(shí)吊臂軸線距副臂軸線夾角 A1底盤軸距 L2底盤輪距 LL支腿橫向跨距 HK支腿縱向跨距 ZK基本臂長 L0吊臂上兩鉸點(diǎn)距離 L1副臂臂長 L2中長臂長 LZ全伸臂長 LM動(dòng)載系數(shù) K2靜載系數(shù) K1水平力影響系數(shù) K3液壓油密度 M0基本臂額定仰角 AA中長臂額定仰角 AB AC AD全伸臂額定仰角 AE基本臂額定起重量 QA中長臂額定起重量 QB QC QD全伸臂額定起重量 QE主臂+副臂額定起重量 Qb下車重量 G下上

9、車固定部分重量 G上固上車活動(dòng)部分重量 G上活全車重量 G全變幅油缸重量 G變變幅油缸缸筒重量 G變筒變幅油缸缸桿重量 G變桿伸縮油缸重量 G伸伸縮油缸缸筒重量 G伸筒伸縮油缸缸桿重量 G伸桿副臂重量 G副吊鉤重量 G鉤基本臂重心（包括伸縮油缸及副臂） lb1中長臂重心 lb2 lb3 lb4全伸臂重心 lb5三、 坐標(biāo)系的建立O 下車坐標(biāo)系 O0 上車坐標(biāo)系O1 吊臂坐標(biāo)系 O2 變幅鉸點(diǎn)坐標(biāo)系在下車坐標(biāo)系內(nèi)的上車坐標(biāo)位置 X0 Y0 Z0在上車坐標(biāo)系內(nèi)變幅油缸后鉸點(diǎn)位置 X1 Y1 Z1在上車坐標(biāo)系內(nèi)吊臂后鉸點(diǎn)位置 X2 Y2 Z2在吊臂坐標(biāo)系內(nèi)伸縮油缸后鉸點(diǎn)位置 X3 Y3 Z3 上車坐

10、標(biāo)系（回轉(zhuǎn)支承上平面原點(diǎn)） 下車坐標(biāo)系（雙后橋中心原點(diǎn)）四、行駛狀態(tài)整機(jī)重心及前后軸荷計(jì)算行駛狀態(tài)上車重量、重心計(jì)算：G上 G上固 +G上活 5020+4896=9916kgX上 (其中X上活130- X上活) -81cm (負(fù)號(hào)表示在上車坐標(biāo)原點(diǎn)左側(cè))行駛狀態(tài)整機(jī)重心及前后軸荷計(jì)算(以全車坐標(biāo)系雙后橋中心線左側(cè)為正)X全 112cm行駛狀態(tài)整機(jī)重量: G車23420kg整車重心: X車112cm前軸軸荷: P前后橋橋荷: P后軸距: LL470cm P后 ×LL G車 ×(LL X全 ) P后 17839kg P前G車 - P后23421-178395582kg Y全=8

11、5cm五、 變幅機(jī)構(gòu)三鉸點(diǎn)計(jì)算1、 變幅機(jī)構(gòu)三鉸點(diǎn)的合理確定幾何參數(shù)的計(jì)算L0980cm Y0163.5cm L1468cm a269.5° a角的變化范圍 -3°80°X140cm a020.5° X2130cm O1O2181.5cm2、 變幅油缸安裝長度及油缸行程的計(jì)算變幅油缸安裝長度296.4cm (其中)3、 變幅油缸行程HH-H227.6cm (其中H68.8cm)4、 變幅油缸全伸長度 + H 524cm 5、 變幅油缸最大仰角arccos80° (其中取-3°)6、 變幅油缸推力計(jì)算FL式中: F：變幅油缸推力 kg

12、Q：額定起重量 kg R：額定工作幅度 m X2： 回轉(zhuǎn)中心至吊臂后鉸點(diǎn)的距離 m GB：吊臂自重 kg SB：吊臂重心至吊臂后鉸點(diǎn)的水平距離 m ：吊臂任意位置時(shí)之夾角 L：變幅油缸力臂 m ：額定起重量工況下吊臂仰角L1.85m其中 60°+20.5°80.5° 4.739m基本臂工況下變幅油缸推力計(jì)算:Fkg式中: Q16000kg R3.75m GB3919kg SB2.345m 60° L1.85m SB15.67m W50kg L01.79m變幅油缸最大工作壓力P變P變12.8Mpa主臂全伸、副臂展開處于水平位置時(shí)，且空載工況下變幅油缸最大推

13、力F0kg六、 起重作業(yè)、吊臂仰角、起升高度計(jì)算吊臂仰角：起升高度：H=式中： R ：額定工作幅度. L ：臂長 C1：吊臂后鉸點(diǎn)到吊臂軸線的垂直距離（205） C2: 吊臂端部滑輪中心到吊臂軸線的垂直距離（485） H1: 吊臂后鉸點(diǎn)到地面的高度（2572） H2：吊鉤中心到吊臂端部滑輪組中心的垂直距離（1200） X2：吊臂后鉸點(diǎn)到回轉(zhuǎn)中心的水平距離（1500）其中： C1=0.205m C2=0.485m H1=2.427cm H2=1.3m基本臂工況:取臂長L=9.8m 額定工作幅度R=38m中長臂工況():取臂長L=16.7m 額定工作幅度R=414m中長臂工況():取臂長L=23.

14、6m 額定工作幅度R=520m全伸臂工況:取臂長L=30.05m 額定工作幅度R=622m工作幅度-吊臂仰角-起升高度計(jì)算表臂長(m)9.816.723.630.5工作幅度(m)HHHH33.5 3.754.04.55.05.56.07.08.09.010.012.014.016.018.020.022.06661°61°59°55°52°48°44°34°20°9.99.79.59.498.68.27.76.34.272°71°69°67°65°61&#

15、176;57°53°48°38°25°16.916.716.516.316.115.615.014.213.411.27.778°76°75°74°73°70°68°65°62°57°51°44°36°27°24.124.023.823.723.523.222.822.321.820.619.017.114.711.277°75°73°71°69°65

16、76;61°56°52°47°41°30.730.430.129.829.428.527.526.224.522.920.8七、 吊臂伸縮機(jī)構(gòu)計(jì)算伸縮機(jī)構(gòu)伸縮力分析圖1、 計(jì)算參數(shù)Q=4000kg （限吊臂帶載伸縮4000kg）=70°(全伸臂工況)Q×sin=3760kgQ×cos=1368kgG4 =489kgG3 =585kgG2 =780kgG1 =1045kgG4×sin=460kgG4×cos=167kgG3×sin=550kgG3×cos=200kgG2

17、5;sin=733kgG2×cos=267kg 四節(jié)臂受力分析已知：L=8329mm；L1=4939mm；L=1071mm；C=151mm；C=95mm； e=287mm； a=602mm；H4=483mm； G1=483mm；=70° Q=4000kg；f=0.05； S=2000kg 三節(jié)臂受力分析 已知：L2=1188mm；L2=4092mm；H3=534mm；b2=180mm；C2=185mm； d2=80mm；f=0.05；Z1=14996kg；G2=586kg；=70° 二節(jié)臂受力分析已知：H2=575mm；E=4mm；e=18mm；LB=1790mm

18、；LG=4100mm；G2=778mmZ2=3150kg；=70°；f=0.05；=70° 四節(jié)臂伸縮力Z1 計(jì)算： Z1- F1- E1 S-(G4+Q)sin=0 B1-A1-(G4+Q)cos=0 A1=代入數(shù)據(jù)得:A1 =12030kg；B1 =13565kg；Z1 =7498kg 三節(jié)臂伸縮力Z2計(jì)算：Z2- E2- F2 Z1-G3×sin=0E2 =B2×fF2 =A2×fB2 -A2-G2×cos=0 B2=2097(kg) 二節(jié)臂伸縮力Z3計(jì)算：Z3- E3- F3 Z2-G2×sin=0E3 =B3

19、15;fF3 =A3×fB3-A3+G2×cos=0求得： B3=A3+G2cos=1257(kg)代入數(shù)據(jù)得：Z3=32340(kg) （缸底、活塞桿受力） 伸縮液壓缸缸筒（無桿腔）工作壓力計(jì)算： F= P=169kg·f/cm2 速比:=2.52、 伸縮液壓缸穩(wěn)定性計(jì)算(缸筒): 用非等截面法計(jì)算臨界載荷： 式中：K形狀系數(shù)。； 查表：K=0.39 E活塞桿材料的彈性模量，對(duì)于鋼E=2.06×105Mpa J活塞桿橫截面慣性矩（mm4） J1缸筒橫截面慣性矩（mm4） L液壓缸的安裝長度（mm） L1活塞桿的安裝長度（mm） P：液壓缸工作腔最大壓力

20、 (Pa) 活塞桿承受最大負(fù)載力：Fmax= 2 穩(wěn)定性合格活塞桿強(qiáng)度校核壓桿不失穩(wěn)的液壓缸不一定就不會(huì)破壞，還有活塞桿的強(qiáng)度問題，因此必須按下式作強(qiáng)度校核。= =77Mpa=180Mpa算得活塞桿的強(qiáng)度校核合格。式中：計(jì)算應(yīng)力（MPa）S活塞桿材料屈服極限，對(duì)于45號(hào)鋼S=360Mpaa由配合間隙和自重引起的液壓缸初撓度，通常取0.5%Fmax、A、Fk、d、L意義同前。 八、 吊臂強(qiáng)度起重量計(jì)算吊臂強(qiáng)度起重量計(jì)算見圖,計(jì)算分四種工況：1、 基本臂工況：最大起重力矩：60t·m （16t×3.75m）臂長L=9.8m 幅度R=3.75m 仰角=61°2、 中長臂

21、工況()：最大起重力矩：47.7t·m （8.2t×7m） 臂長L=16.7m 幅度R=7m 仰角=61°3、 中長臂工況()：最大起重力矩：49.5t·m （5.3t×9m） 臂長L=23.6m 幅度R=9m 仰角=65°4、 全伸臂工況：最大起重力矩：39.6t·m （3.3t×12m） 臂長L=30.5m 幅度R=12m 仰角=65°按下式計(jì)算吊臂強(qiáng)度起重量:其中: 式中：動(dòng)載系數(shù) 取=1.25 L 工況臂長 取L=9.8m、16.7m、23.6m、30.5m Lb 吊臂重心距吊臂后鉸點(diǎn)的距離 L吊

22、臂重心距變幅鉸點(diǎn)的距離 R 吊臂強(qiáng)度起重量額定工作幅度 e 回轉(zhuǎn)中心距吊臂后鉸點(diǎn)距離 e=X2=1.3mT 吊臂頭部水平力 T= =0.08Gb 吊臂總重WX 危險(xiǎn)截面對(duì)X橫軸的抗彎模量 鋼材的基本許用應(yīng)力=吊臂材料選用HG60 其中:=650Mpa =450Mpa所以取=300Mpa或=3000kg/cm2吊臂強(qiáng)度起重量計(jì)算公式整理后:PQ =吊臂強(qiáng)度起重量計(jì)算圖：吊臂強(qiáng)度起重量計(jì)算表(1)臂長980cm 額定起重量16000kg 額定幅度375cm工作幅度（m） 吊臂仰角 PQ（A1-A1） PQ（A-A）3 61° 36260 265103.5 61° 32970 2

23、41103.75 61° 31550 230804.0 59° 30240 221204.5 55° 27940 204505.0 52° 25980 190205.5 48° 24280 177806.0 44° 22810 167007.0 34° 20380 149308.0 20° 18510 13580吊臂強(qiáng)度起重量計(jì)算表(2)臂長1670cm 額定起重量8200kg 額定幅度700cm工作幅度(m) 吊臂仰角 PQ（A-A） PQ（A-A） PQ（B-B） PQ（C-C） PQ（D-D）4.0 72&#

24、176; 19530 13140 12380 14350 186204.5 71° 18080 12160 11490 13320 172805.0 69° 16830 11310 10720 12430 161205.5 67° 15730 10570 10050 11650 151106.0 65° 14770 9922 9462 10970 142307.0 61° 13150 8830 8471 9819 127408.0 57° 11840 7950 7673 8893 115409.0 53° 10770 722

25、5 7016 8132 1055010.0 48° 9874 6619 6467 7496 972412.0 38° 8462 5666 5605 6496 8427吊臂強(qiáng)度起重量計(jì)算表(3)臂長2360cm 額定起重量5300kg 額定幅度900cm工作幅度（m）吊臂仰角 PQ（A1-A1） PQ（A-A） PQ（B-B） PQ（C-C） PQ（D-D）5.0 75° 14040 9111 8977 8776 117805.5 74° 13160 8527 8441 8253 110806.0 73° 12360 8009 7967 7790

26、 104507.0 70° 11050 7131 7162 7006 94028.0 67° 9965 6415 6507 6368 85459.0 65° 9067 5821 5964 5838 783410.0 62° 8309 5320 5505 5390 723412.0 56° 7107 4521 4775 4678 627814.0 50° 6183 3914 4220 4137 555216.0 44° 5463 3436 3785 3714 4983吊臂強(qiáng)度起重量計(jì)算表(4)臂長3050cm 額定起重量400

27、0kg 額定幅度800cm工作幅度（m） 吊臂仰角 PQ（A-A） PQ（A1-A1） PQ（B-B） PQ（C-C） PQ（D-D）6.0 77° 11040 7016 8207 8413 118007.0 75° 9890 6260 7380 7601 106608.0 73° 8943 5639 6700 6933 97209.0 71° 8151 5119 6131 6374 893710.0 69° 7478 4678 5648 5900 827212.0 65° 6398 3968 4872 5138 720414.0 6

28、0° 5569 3423 4276 4554 638516.0 56° 4912 2992 3805 4092 573718.0 51° 4379 2642 3423 3717 521220.0 46° 3939 2352 3107 3408 4779九、 穩(wěn)定性起重量計(jì)算臨界起重量（正側(cè)方）：Qcr=臨界起重量（正后方）Qcr= 其中：r=上式中：G上固=5327kg G下=13060kg Gb=4885kg lb1=468cmlb2=663cm lb3=849cm H=280cm X2=130cm X上固=144cm X上固=181cm X4=180

29、cm X下=178cm X0=30cm lb4=1035cm lb5=1223cmR:不同工況時(shí)穩(wěn)定起重量工作幅度 靜穩(wěn)定起重計(jì)算圖(正側(cè)方):靜穩(wěn)定起重計(jì)算圖(正后方): 穩(wěn)定性起重量計(jì)算表(1)臂長L=980cm工作幅度（m） 吊臂仰角 PQ1(正側(cè)方) PQ2(正后方)3.5 61° 70820 299403.75 61° 52180 258904.0 59° 40690 224604.5 55° 28180 177905.0 52° 21350 146105.5 48° 16850 121706.0 44° 1411

30、0 106007.0 34° 10250 81168.0 20° 7877 6441穩(wěn)定性起重量計(jì)算表(2)臂長L=1670cm工作幅度（m） 吊臂仰角 PQ1(正側(cè)方) PQ2(正后方)4.0 72° 42930 237404.5 71° 30040 190005.0 69° 22910 157205.5 67° 18420 133506.0 65° 15330 115607.0 61° 11380 90418.0 57° 8930 73399.0 53° 7278 612010.0 48&#

31、176; 6045 516812.0 38° 4434 3872穩(wěn)定性起重量計(jì)算表(3)臂長L=2360cm工作幅度（m） 吊臂仰角 PQ1(正側(cè)方) PQ2(正后方)5.0 75° 23000 157905.5 74° 18520 134306.0 73° 15530 117207.0 70° 11490 91358.0 67° 8992 73929.0 65° 7401 622810.0 62° 6161 527012.0 56° 4425 395714.0 50° 3498 309916.

32、0 44° 2786 249018.0 36° 2240 201120.0 27° 1841 1657穩(wěn)定性起重量計(jì)算表(4)臂長L=3050cm工作幅度（m） 吊臂仰角 PQ1(正側(cè)方) PQ2(正后方)6.0 77° 15660 118107.0 75° 11570 91998.0 73° 9127 75079.0 71° 7411 623710.0 69° 6226 532812.0 65° 4627 405014.0 60° 3531 313016.0 56° 2825 252

33、618.0 51° 2277 204620.0 46° 1881 169622.0 41° 1566 1413QY16H汽車起重機(jī)額定起重性能表工 作幅 度m主 臂 長 度主臂+副臂支 腿 全 伸 后 方 側(cè) 方30.5+7.5=389.8m16.7m23.6m30.5m仰角起重量仰角起重量仰角起重量仰角起重量仰角起重量3.561°160003.7561°160004.059°1600072°113004.555°1490071°104005.052°1400069°970075

34、76;65005.548°1180067°900074°65006.044°1010065°840073°600077°38507.034°780061°740070°600075°38508.020°600057°600067°530073°38509.053°65°460071°350010.048°62°460069°300012.038°56°340065°280014.050°250060°230016.044°190056°200018.0150051°160020.0116046°100022.0800主吊臂強(qiáng)度校核計(jì)算基本臂工況吊臂