起重機(jī) 底盤課件

1、摘 要在我國(guó)，車載起重機(jī)的發(fā)展已有五十年歷史了，由于受到客觀條件的限制，一度發(fā)展的較慢。進(jìn)入九十年代發(fā)展迅速，但與國(guó)際先進(jìn)水平還相差很遠(yuǎn)，主要表現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性、自動(dòng)化、智能化等方面。隨著國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)的規(guī)模不斷加大，許多生產(chǎn)場(chǎng)合都需要對(duì)設(shè)備、產(chǎn)品、零件、貨物等進(jìn)行搬運(yùn)和位移，車載起重機(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，時(shí)常也將越來(lái)越大。作為車載起重機(jī)的核心部分，起重機(jī)底盤的作用最為重要。它不僅承擔(dān)著起重的負(fù)荷要求，而且還承擔(dān)著著運(yùn)輸作用，可以說(shuō)起重設(shè)備的性能良好與否很大程度上取決于起重機(jī)底盤的性能質(zhì)量。所以說(shuō)，很有必要對(duì)起重機(jī)的底盤進(jìn)行專門的研究與分析。使其能夠滿足使用功能要

2、求，安全可靠，結(jié)構(gòu)合理，重量輕，操作使用方便，對(duì)許多生產(chǎn)場(chǎng)合與起重運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)原始車載起重機(jī)資料進(jìn)行分析，在設(shè)計(jì)過(guò)程部分，首先對(duì)裝載起重機(jī)的汽車的底盤進(jìn)行選擇，確定起重機(jī)的技術(shù)參數(shù)，重點(diǎn)就在車載起重機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行論述和設(shè)計(jì)，以及對(duì)起重機(jī)的主要機(jī)構(gòu)如起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的型式和計(jì)算方法做出論述，對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)機(jī)械裝配部分也進(jìn)行了設(shè)計(jì)，最后對(duì)影響起重機(jī)能力的支腿型式及其跨距的確定進(jìn)行設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：機(jī)械液壓起重機(jī)AbstractThe design and production of the vehicle-mounted crane have more than 50 year

3、s history in our country. The development of vehicle-mounted crane, however, was slow as the well known reason. Since 1990s, it was accelerated in our country, but the products still could not reach the advanced international level in the quality stability, automation, and intelligent. With the incr

4、easing size of the national infrastructure, many occasions need vehicle-mounted crane to move and shift production equipment,products,components and goods, etc. Vehicle-mounted crane in lifting the transport industry and the role of field operations will be increasing, and the market will be growing

5、, too.In this paper, the design of truck crane is studied in detail and sub-chapter, each section is discussed in the design process. Choosing the vehicle chassis which loading the cranes is described at first. Next is to identify technical parameters of crane. And the design of the vehicle with the

6、 liquid press system is the key. The design method of main mechanisms of the crane, which includes the winch section and the rotary bearing section, is described. Mechanical assembly design of the rotary mechanism is also conducted. At last this paper gives a brief description of the support leg, wh

7、ich affects the performance of crane greatly.This vehiclemounted crane can satisfy these requests, safety dependable, construction reasonable, the light weight and operating convenient. It gives a lot of uses to many occasions and lift production of transport industries, which will have great applic

8、ation background.Key words:rotary mechanismvehicle-mounted crane目錄摘要IAbstractII緒論11起重機(jī)底盤設(shè)計(jì)及計(jì)算22底盤整備設(shè)計(jì)與計(jì)算73車載起重機(jī)的穩(wěn)定性374 結(jié)論48致謝49參考文獻(xiàn)5021緒 論工程機(jī)械種類繁多，應(yīng)用十分廣泛。近年來(lái)，工程機(jī)械發(fā)展異常迅速、持續(xù)火爆，新理念、新技術(shù)、新工藝、新材料不斷給予工程機(jī)械新的活力，因而工程機(jī)械行業(yè)的工程技術(shù)人員隨之面臨著新的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)。工程起重機(jī)是一種以間歇式、重復(fù)工作方式，通過(guò)起重吊鉤或其他吊具起升、下滑，或升降與運(yùn)移重物的機(jī)器設(shè)備，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各生產(chǎn)部門提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、生

9、產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化不可缺少的大型機(jī)械設(shè)備，被廣泛地應(yīng)用于各種物料的起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)中，在應(yīng)用工程起重機(jī)作業(yè)和施工的各部門減輕工人的繁重體力勞動(dòng)，加快施工與作業(yè)進(jìn)度，降低施工與作業(yè)成本，提高質(zhì)量等方面，起著非常重要的作用。車載式起重機(jī)是將起重作業(yè)部分裝在載重貨車上的一種起重機(jī)。車載起重機(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，隨車起重機(jī)在起

10、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。第一章 起重機(jī)底盤概述1.1 概述底盤總布置設(shè)計(jì)是起重類產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要部分，是一個(gè)反復(fù)協(xié)商調(diào)整的過(guò)程。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法在底盤總布置的過(guò)程中耗費(fèi)了設(shè)計(jì)者大量的時(shí)間與精力，使設(shè)計(jì)工作中存在大量的重復(fù)性勞動(dòng)。參數(shù)化設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法截然不同，特別是對(duì)經(jīng)常需要修改的零部件設(shè)計(jì)或需要調(diào)整，協(xié)商的總布置設(shè)計(jì)，采用此方法將使修改工作十分容易。它將大大提高設(shè)計(jì)效率，避免重復(fù)性勞動(dòng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，將參數(shù)化設(shè)計(jì)方法運(yùn)用的汽車設(shè)計(jì)實(shí)踐中，已是一個(gè)可行而且實(shí)用的方法。 在認(rèn)真研究了國(guó)內(nèi)外關(guān)于參數(shù)化技術(shù)在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中應(yīng)用的基礎(chǔ)上，介紹了參數(shù)化設(shè)計(jì)的基本思想

11、。對(duì)參數(shù)化技術(shù)在汽車底盤設(shè)計(jì)中的應(yīng)用作了理論上的初步探討，針對(duì)底盤設(shè)計(jì)中參數(shù)化實(shí)現(xiàn)的各個(gè)主要環(huán)節(jié)作了基礎(chǔ)方法上的研究。 本課題在對(duì)起重機(jī)底盤進(jìn)行必要的力學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，也嘗試性地進(jìn)行了基于三維設(shè)計(jì)軟件(CAD)的仿真設(shè)計(jì)，可以對(duì)于底盤設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)和實(shí)體支撐。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中,零部件的幾何模型是用固定尺寸值得到的,所以零部件的結(jié)構(gòu)形狀的修改比較麻煩,即使一個(gè)小的細(xì)節(jié)需要修改都必須重新繪圖.所謂參數(shù)化設(shè)計(jì)即是在設(shè)計(jì)中產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式是確定的,它需要根據(jù)某些具體的條件和具體的參數(shù)來(lái)決定產(chǎn)品某一結(jié)構(gòu)形式下的結(jié)構(gòu)參數(shù),從而設(shè)計(jì)出不同規(guī)格的產(chǎn)品.它的基本任務(wù)就是完成將原始圖形中的形式參數(shù)用符合設(shè)計(jì)

12、圖形的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)值來(lái)代替其具體結(jié)構(gòu)參數(shù)的數(shù)值又與具體產(chǎn)品有關(guān)。參數(shù)化程序設(shè)計(jì)的基本過(guò)程是:創(chuàng)造原始圖形確定繪圖參數(shù)由專業(yè)知識(shí)確定原始圖形參數(shù)與具體結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系產(chǎn)生設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)文檔.其整個(gè)過(guò)程需要數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)對(duì)各種數(shù)據(jù)圖形進(jìn)行存儲(chǔ)及管理。利用參數(shù)化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)可以十分容易的修改圖形，并能將以往某些產(chǎn)品設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)繼承下來(lái)。設(shè)計(jì)者就可以把時(shí)間精力集中于更具創(chuàng)造性的概念和整體設(shè)計(jì)上去因此可以充分發(fā)揮創(chuàng)造力提高設(shè)計(jì)效率。1.2 在進(jìn)行總體布置時(shí)應(yīng)按照以下原則: 盡量避免對(duì)起重機(jī)底盤各總成位置的變動(dòng)因?yàn)橐恍┛偝刹考恢玫淖儎?dòng)，不僅會(huì)增加成本，而且也可能影響到整車性能。但有時(shí)為了

13、滿足專用上作裝置的性能要求，也需要作一些改動(dòng)，如截短原底盤的后懸、燃油箱和備胎架的位置作適當(dāng)調(diào)整等。但改變的原則是不影響整車性能。應(yīng)滿足專用上作裝置性能的要求，使專用功能得到充分發(fā)揮。例如氣卸散裝水泥罐式汽車的專用功能是利用壓縮空氣使水泥流態(tài)化后，通過(guò)管道將水泥輸送到具有一定高度和水平距離的水泥庫(kù)中。氣卸水泥的主要性能指標(biāo)是水泥剩余率或剩灰率，為了降低這一指標(biāo)，可將罐體布置成與水平線成一定角度，如圖2-1所示。但這樣布置會(huì)使整車質(zhì)心提高，減少了側(cè)傾穩(wěn)定角，因此也一可以水平布置。所以在進(jìn)行總布置時(shí)，要從多方而綜合考慮。在底盤總體裝配中，底盤是由許多零部件裝配而成，而這些零部件又是由一些子零部件裝

14、配而成，這樣就形成了一個(gè)樹(shù)型關(guān)系，即裝配關(guān)系樹(shù)。在建立底盤裝配模型之前，首先要弄清和建立好參數(shù)化底盤總體裝現(xiàn)的樹(shù)型結(jié)構(gòu)。這個(gè)裝配關(guān)系樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)就是要建立起來(lái)的底盤裝配文件，各大總成作為這個(gè)關(guān)系樹(shù)的一級(jí)節(jié)點(diǎn)，一些復(fù)雜的總成如車架總成等還會(huì)包含二級(jí)，三級(jí)等節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系是由一層層的父節(jié)點(diǎn)與子節(jié)點(diǎn)之間的參數(shù)關(guān)聯(lián)相聯(lián)系。父節(jié)點(diǎn)與子節(jié)點(diǎn)之間的參數(shù)關(guān)聯(lián)是通過(guò)其尺寸參數(shù)和位置參數(shù)表示出來(lái)的一般的底盤總體裝配關(guān)系樹(shù)的結(jié)構(gòu)。1起重機(jī)底盤的設(shè)計(jì)及計(jì)算設(shè)計(jì)指標(biāo)與要求1.整車外形尺寸設(shè)計(jì)指標(biāo) 根據(jù)汽車起重機(jī)底盤的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T6042的要求，該底盤的最大外型尺寸:總長(zhǎng)小大于13000mm.高度小超過(guò)2800m

15、m，總寬小超過(guò)2800mm o2.整車總質(zhì)量和底盤整備質(zhì)量的設(shè)計(jì)指標(biāo) 整車總重不超過(guò)48490kg，底盤整備質(zhì)量小超過(guò)16500kg.1.1車載起重機(jī)底盤的選擇所謂起重機(jī)底盤，是指除車架更換外（若有必要時(shí)），其余皆采用原汽車底盤。小型的起重機(jī)可在原汽車底盤上附加副車架以支承上車結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵囓嚰艿膹?qiáng)度和剛度都滿足不了起重機(jī)在起重時(shí)的要求。雖然采用附加副車架的工藝比較簡(jiǎn)單，但整個(gè)起重機(jī)的重心較高，重量較大。所以選用專用的汽車底盤。車載起重機(jī)各項(xiàng)參數(shù)見(jiàn)表1-1。表1-1起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù)最大起重量16t 幅度在2.8m最大起重力矩508/575t·m主臂長(zhǎng)度12.850m四節(jié)液壓伸縮主

16、臂接長(zhǎng)段10/17m網(wǎng)格式（偏置0°/20°/40°）固定副臂12m、18m、24m、30m(偏置3°/20°)塔式工況副臂18m、24m、30m、36m、42m(最大主臂46.2m+副臂42m)塔式角度83°或70°最大臂桿長(zhǎng)度使用主臂接長(zhǎng)段 67m使用固定副臂 80m使用變幅副臂（塔式工況）88.2m配重11t、27t、47t行駛狀態(tài)下總重60t起重機(jī)總長(zhǎng)度15.3m、總寬度3m、總高度3.85m工作幅度2.844m工作速度（起升速度）卷?yè)P(yáng) 1ms 最大 2ms卷?yè)P(yáng) 1ms 最大 2ms變幅時(shí)間全程 60s回轉(zhuǎn)速度02r

17、min行駛速度倒檔06kmh 前進(jìn)擋070kmh吊臂伸縮速度主臂12.850m 全程110s1.1.1車載起重機(jī)底盤類型從總的性能上看，可分為：通用的汽車底盤、專用的汽車底盤和專用的輪胎底盤三種。1.1.2底盤輪軸的布置和軸荷的確定汽車起重機(jī)底盤的輪軸（也稱橋）布置有多種形式。驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目取決于所需牽引力的大小，而其輪軸總數(shù)取決于整機(jī)重量，換言之，輪軸數(shù)目受到輪軸的許用載荷的控制。一根輪軸的許用載荷取決于橋殼強(qiáng)度和輪胎的許用負(fù)荷。但還必須考慮到道路和橋梁標(biāo)準(zhǔn)的許用承載能力。等速行駛時(shí)的軸荷是最主要的軸荷。它受到道路。橋梁標(biāo)準(zhǔn)的限制，同時(shí)也受到輪胎許用負(fù)荷的限制。采用10輪式。1.1.3底盤主要

18、尺寸的確定汽車的主要尺寸參數(shù)包括軸距、輪距、總長(zhǎng)、總寬、總高、前懸、后懸等。1.軸距尺寸L軸距的最終確定應(yīng)通過(guò)總布置和相應(yīng)的計(jì)算來(lái)完成，其中包括檢查起重機(jī)底盤的軸距L是總體設(shè)計(jì)中較主要的參數(shù)。它將決定和影響整機(jī)長(zhǎng)度、吊臂長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)彎半徑、底盤重量和軸荷的分配等。最小轉(zhuǎn)彎半徑和萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角是否過(guò)大，軸荷分配是否合理，乘坐是否舒適以及能否滿足整車總體設(shè)計(jì)的要求等。為此，該底盤的軸距(前一、二軸中心與后三、四軸中心距離)。在復(fù)軸式的雙前后橋底盤中L是指復(fù)軸式前橋和后橋中心之間的距離（見(jiàn)圖1-1）。一般起重機(jī)的輪胎直徑在1.1-1.4m左右，而輪胎間以不能夾石塊為宜，一般為5-15cm左右。因此底盤

19、長(zhǎng)度和軸距的關(guān)系見(jiàn)下式Lc=LF+L'2+L+L''2+L1L-lF-lr (1-1)前懸的距離L 取決于發(fā)動(dòng)機(jī)位置、駕駛室形式及所需的軸荷分布。前懸距離長(zhǎng)，則前橋軸荷大，接近角小。前懸距離一般為軸距L的30-40軸距左右。軸距直接影響起重機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑。最小轉(zhuǎn)彎半徑與軸距的關(guān)系如下Rmin=Lsinmax+C (1-2)式中max外前輪的最大轉(zhuǎn)角； C主銷中心至外前輪中心的距離。為使轉(zhuǎn)角半徑小，從機(jī)動(dòng)性出發(fā)，軸距取得小些為好。軸距還受到上車回轉(zhuǎn)平臺(tái)尾部長(zhǎng)度的控制因?yàn)橐话闫嚻陂g回轉(zhuǎn)在中心靠近在后橋軸線左右。軸距要保證回轉(zhuǎn)平臺(tái)可以自由回轉(zhuǎn)，故不能太小了。2.前懸尺寸L 前懸

20、選定的方法: 同類車型對(duì)比，可得到一些借鑒; 總布置結(jié)構(gòu)校核; 研究工程用車的接近角合理。通過(guò)對(duì)本車的使用條件、設(shè)計(jì)要求及同類車型的對(duì)比等綜合因素考慮，本車的前懸尺寸。3.后懸尺寸L起重機(jī)底盤的后懸長(zhǎng)度主要與整車的后支腿尺寸、軸距及軸荷分配有關(guān)。后懸也小宜過(guò)長(zhǎng)，以免使汽車的離去角過(guò)小而引起上下坡時(shí)剮地，同時(shí)轉(zhuǎn)彎也小靈活。4.輪距B底盤輪距對(duì)汽車的總寬、總質(zhì)量、橫向穩(wěn)定性和湘L動(dòng)性都有較大的影響。輪距愈大，則懸架的角剛度愈大，汽車的橫向穩(wěn)定性愈好。對(duì)重型車來(lái)說(shuō)小是輪距越大越好，否則會(huì)使汽車的總寬和總質(zhì)量過(guò)大。輪距必須與汽車的總寬相適應(yīng)。5.汽車的最小離地間隙、接近角、離去角、縱向通過(guò)角的參數(shù)確定

21、最小離地問(wèn)隙、接近角、離去角是確定汽車通過(guò)性的重要參數(shù)，本文所討論的底盤的最小離地問(wèn)隙為270mm，接近角為16.5 0，離去角為230，縱向通過(guò)角為340 0 6.汽車的外廓尺寸 汽車的外廓尺寸包括其總長(zhǎng)、總寬、總高。他應(yīng)根據(jù)汽車的類型、用途、承載力、道路條件、結(jié)構(gòu)選型與布置以及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)限制等因素來(lái)確定。在滿足使用要求的前提下，應(yīng)力求減小汽車的外廓尺寸，以減小汽車的質(zhì)量，降低制造成本，提高汽車的動(dòng)力J吐、經(jīng)濟(jì)性和機(jī)動(dòng)性。本文所討論的汽車起重機(jī)底盤的外廓尺寸.1.2支腿壓力的計(jì)算1.2.1支腿形式及其跨距確定為增大起重機(jī)在起重工作時(shí)的起重能力，起重機(jī)設(shè)有支腿。支腿要求堅(jiān)固可靠，伸縮方便。

22、在行駛時(shí)收回，工作時(shí)外伸撐地。1)支腿跨距的確定支腿跨距的確定完全從穩(wěn)定角度出發(fā)。支腿橫向外伸跨距的最小值是要保證起重機(jī)在正側(cè)方吊重的穩(wěn)定，即在起吊臨界起重量Qcr時(shí)，全部重量的合力將落在支腿中心上，也就是要使支腿中心線A內(nèi)、外的力矩處于平衡狀態(tài)。即G3l3+a+G1l1+a+G2a=Gbr-a+PQcr(R-a) (1-3)得a=3.743m，取a=3.8m。所以兩支腿跨距為7.6m。式中G1上車的重量（N）；G2下車的重量（N）；G3配重的重量（N）；Gb吊臂的重量（N）； l1上車重心離回轉(zhuǎn)中心的距離；l2下車重心離回轉(zhuǎn)中心的距離；l3配重重心離回轉(zhuǎn)中心的距離；r吊臂重心離回轉(zhuǎn)中心的距離

23、。而支腿橫向跨距的選取，應(yīng)大于或等于公式（2-3）求得的值的兩倍。PQcr為臨界起重量相應(yīng)的起升載荷。支腿縱向跨距的確定，原則上與橫向跨距的確定一樣，條件也是在支腿中心線（A點(diǎn)）內(nèi)、外的力矩要平衡Gl3+b1+G2l2+b1+G1l1+b1=Gbr-b1+PQcr(R-b1) (1-4)則支腿在后方離回轉(zhuǎn)中心距離為b1=3.146m，取b1=3.2m1.3底盤金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.3.1計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定車架框架上的縱梁（A'B'和C'D'）一般做出箱型截面，以提高縱梁扭轉(zhuǎn)剛度，從而減少整個(gè)框架過(guò)大的翹曲。在縱梁兩端有橫梁（B'C'和D'A&

24、#39;）相連，形成封閉框架。計(jì)算和試驗(yàn)都表明中間橫梁（IK等）在框架中的作用不大。若中間橫梁與回轉(zhuǎn)支承處橫梁有斜撐相連時(shí)，框架的抗扭剛度有顯著提高。M=G0r0 (1-12)由公式（1-12）得M=3132276N·m支腿與縱梁的連接形式可分為兩類：一種是與車架縱梁焊成一體的H型支腿和蛙式支腿。另一種是X型支腿和與車架縱梁鉸接相連的H型支腿。若采用第一類：FC=12FC+FB+aL(FC-FB) (1-13)FB=12FC+FB-aL(FC-FB) (1-14)由公式（1-13）和公式（1-14）得FC=1009556.2122N FB=-103009.5662N若采用第二類：FC

25、'=FC''-FC0'=L(FC+FB)2(L+e)+a(FC-FB)2(L+e)+eFBL+e (1-15)FB'=FB''-FB0'=LFC+FB2L+e-aFC-FB2L-e+eFCL+e (1-16)由公式(1-15)和（1-16）得FC=FC'=576812.743N FB=FB'=120228.035N第二類方法橫梁上受力變化即扭矩變化小，取固接的H型支腿。所以上車參數(shù)見(jiàn)表1-3。2底盤整備設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1吊臂連接尺寸的確定2.1.1吊臂根部鉸點(diǎn)位置的確定箱型吊臂根部鉸點(diǎn)的位置與吊臂長(zhǎng)度、起升高度和幅度

26、有關(guān)（見(jiàn)圖2-1）。設(shè)吊臂工作長(zhǎng)度為l，則lW=H+b-h-e0-e1cossin (2-1)lW=R+e+e0-e1cossin (2-2)式中b吊鉤滑輪組最短距離，約為1.5-2m；e0根部鉸點(diǎn)離吊臂基本截面中心線的距離，帶有符號(hào)；e1頭部滑輪軸心離吊臂基本截面中心線的距離，帶有符號(hào)；吊臂仰角。從公式（2-1）中可見(jiàn)根部鉸點(diǎn)離地高度h的大小影響吊臂長(zhǎng)度，但h取大了雖使臂長(zhǎng)減短，但將使整車重心抬高。因此，h要取得適當(dāng)，一般在2-3m之間。當(dāng)根部鉸點(diǎn)位于吊臂面中心線上方時(shí)則取大一些，反之則取小一些。當(dāng)H以系列標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的基本臂極限起升高度（H）代入，以'代入其值小于最大仰角max，&#

27、39;=（0.70.8）max，則可從公式（2-1）中求得基本臂工作長(zhǎng)度l0，一般在計(jì)算中可省略e0-e1cos項(xiàng)，因?yàn)榇隧?xiàng)較小。以求得的l0代入公式（2-2），并以規(guī)定的最小幅度值Rmin代入，可得到吊臂根部鉸點(diǎn)離回轉(zhuǎn)中心的距離e。e=l0cos'-Rmin-e0-e1sin' (2-3)由公式（2-3）求得e=4.625m當(dāng)'取值較大時(shí)，則在一定的l0值下，e值變?。纯拷剞D(zhuǎn)中心），反之則e值較大。e值大，可使車重心后移，對(duì)行駛時(shí)的前軸軸荷有利。但此時(shí)為了滿足R和H的要求，要么'取較小值而使吊臂受力不利，要么吊臂長(zhǎng)度l0取得較大些。吊臂根部鉸點(diǎn)離回轉(zhuǎn)平臺(tái)面

28、的高度h0為 H0=h-h2-h1 (2-4)式中h2回轉(zhuǎn)支承裝置的高度，一般約為0.15-0.2m。應(yīng)指出，在確定吊臂根部鉸點(diǎn)時(shí)可參考同類型起重機(jī)的尺寸。在吊臂根部鉸點(diǎn)位置確定后，需用規(guī)定的最大起升高度H1代入公式（2-1）計(jì)算出主吊臂最大長(zhǎng)度lmax。所以，可求得H0=1.51m2.1.2吊臂各節(jié)尺寸的確定主吊臂的最大長(zhǎng)度lmax是由基本臂結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度l10和伸縮臂外伸長(zhǎng)度li組成的：lmax=l10+l2+l3+=l10+l2'+a2+l3'+a3+ (2-5)式中 l2', l3'伸縮臂的伸縮長(zhǎng)度，而伸縮長(zhǎng)度往往取同一長(zhǎng)度l'，則外伸長(zhǎng)度l2=l3=

29、l=l'+a；a2、a3為二、三節(jié)臂縮回后外露部分的長(zhǎng)度，一般取同一數(shù)（a0.25m）。若a2為臂頭滑輪中心離基本臂端面的距離，則基本臂結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度（l1'=l1）上a0即為基本臂的工作長(zhǎng)度l0，所以l0=l10+a0=l1+a0 (2-6)而a0=a2+a2+a3+=(K-1)a，此為四節(jié)伸縮缸，所以K取4，代入公式（2-5），則有l(wèi)max=l1-K-1a+K-1l=l10+K-1l'+K-1a=l0+(K-1)l' (2-7)式中K吊臂的節(jié)數(shù)，取決于吊臂的最大長(zhǎng)度和基本臂長(zhǎng)度?；颈酃ぷ鏖L(zhǎng)度l0可以取得比公式（2-1）求得的大一些，但受到整車極限長(zhǎng)度的限制。而主

30、吊臂最大長(zhǎng)度取決于最大起升高度，可用表2-1確定吊臂節(jié)數(shù)，再?gòu)墓剑?-7）和公式（2-1）求得各節(jié)伸縮臂的外伸長(zhǎng)度l。表3-1起重機(jī)吊臂節(jié)數(shù)最大起升高H1/m1015161920293040吊臂節(jié)數(shù)K2233445第i節(jié)伸縮臂縮回后，除外露部分長(zhǎng)度a外，在前節(jié)（i-1）節(jié)臂中的長(zhǎng)度為li'加上伸出后仍在前節(jié)臂內(nèi)的那部分搭接長(zhǎng)度li''。第i節(jié)臂插在前節(jié)臂內(nèi)的長(zhǎng)度為（li'+li''），設(shè)第i節(jié)臂的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為li0,則: li0=li'+li''+a=li'+li'' (2-8)搭接長(zhǎng)度li'

31、;'力求短些，以減輕吊臂重量。但是太短了，將使搭接部分反力增大，引起搭接部分吊臂的蓋板或側(cè)板局部失穩(wěn)，同時(shí)也使吊臂的間隙變形增大。因此，搭接長(zhǎng)度要取得適當(dāng)，一般為伸縮臂外伸長(zhǎng)度的1/4-1/5（吊臂較長(zhǎng)者取后值，較短者取前值，同步伸縮者可取后值）。各節(jié)伸縮臂插入前一節(jié)臂內(nèi)都留一段距離，這是結(jié)構(gòu)上的需要，在此距離內(nèi)要設(shè)置伸縮油缸的鉸支座和其他需要的構(gòu)件，其大小視具體情況而定，常在0.25-0.40m范圍內(nèi)。因此，前一節(jié)臂和后一節(jié)臂的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度有下列關(guān)系li0=li+10+c-a (2-9)從公式(2-8)知li+10=li+1'+li+1''+a (2-10)將公式

32、(2-10)代入公式(2-9)得：li'+li''+a=li+1'+li+1''+c (2-11)已知li'=li+1'=l', li=li+1=l，則從上式可知后節(jié)臂的搭接長(zhǎng)度比前一節(jié)臂的搭接長(zhǎng)度小一些，因?yàn)橐话闱闆r下結(jié)構(gòu)空距c比外露部分長(zhǎng)度a總是大一些。這在受力上也是合理的。今有四節(jié)伸縮臂，其最后一節(jié)即第四節(jié)的搭接長(zhǎng)度為l4''，令其等于1/5的外伸長(zhǎng)度（0.2l），而當(dāng)已知lmax和l0時(shí)，l可從公式（2-7）中求得，則吊臂的各節(jié)搭接長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度分別為：l4''=0.2l；l40=1

33、.2l；l3''=0.2l+(c-a)； l30=1.2l+(c-a)；l2''=0.2l+2(c-a)l20=1.2l+2(c-a)l10=1.2l+3c-a=1.2l+(K-1)(c-1) (2-12)由公式（2-12）和上述結(jié)果可得：l4''=2.4m； l40=15m；l3''=3.25m； l30=15.75m；l2''=4m；l20=16.5m；l10=17.25m因此，從公式（2-1）求得的基本臂的工作長(zhǎng)度必須滿足下列公式l0=l10+a(K-1)1.2l+(K-1)c=1.2(l'+a)+(

34、K-1)c (2-13)當(dāng)不滿足時(shí)，基本臂工作長(zhǎng)度和伸縮臂外伸長(zhǎng)度要再?gòu)墓剑?-7）和公式（2-13）聯(lián)立方程中求得，并再次將求得的l0代入公式（2-3）重定鉸點(diǎn)離回轉(zhuǎn)中心的位置e。2.1.3變幅液壓缸鉸點(diǎn)的確定變幅液壓缸根部鉸點(diǎn)（O1）的位置，一般使其落在回轉(zhuǎn)支承裝置的滾道上，從而改善了平臺(tái)的受力情況。當(dāng)采用單變幅液壓缸時(shí)，其鉸點(diǎn)O1離回轉(zhuǎn)中心的距離f即為回轉(zhuǎn)支承裝置的滾道半徑（D/2）。當(dāng)采用雙變幅液壓缸時(shí)，其鉸點(diǎn)離回轉(zhuǎn)中心的距離f取決于雙缸間的距離B。若已知吊臂寬度Bb則雙缸間距離B1.8Bb，則其回轉(zhuǎn)中心的距離f可由下式f=(D2)2-(B2)2 (2-14)得f=0.75m一般情況

35、下，由于回轉(zhuǎn)支承裝置直徑D和吊臂寬度Bb都與起重能力成正比，從現(xiàn)在的輪胎式起重機(jī)上統(tǒng)計(jì)得知：D（2.12.4）B (2-15)則從公式（2-14）和公式（2-15）可求得：f=0.9D/2如圖2-1所示是表示吊臂和變幅液壓缸鉸點(diǎn)的相互位置。實(shí)際上，吊臂根部鉸點(diǎn)（O）在求得h0和e后已經(jīng)確定。變幅液壓缸根部的鉸點(diǎn)（O1）在求得f后也可認(rèn)為是確定了的，因?yàn)殂q點(diǎn)離滾道面的距離（h）是由構(gòu)造所定，一般取15cm左右?，F(xiàn)在確定變幅液壓缸與吊臂的支承鉸點(diǎn)位置（O2）。鉸點(diǎn)O2要選取的滿足下述條件，即在變幅縮回時(shí)，吊臂位于行駛狀態(tài)，變幅液壓缸長(zhǎng)度為最短長(zhǎng)度；而當(dāng)全伸時(shí)，吊臂位于最大仰角狀態(tài)，液壓缸長(zhǎng)度達(dá)最大

36、長(zhǎng)度。由于變幅液壓缸常采用單級(jí)液壓缸，故其外伸長(zhǎng)度和基本長(zhǎng)度有下列關(guān)系選取第二種方法。計(jì)算如下：O1O2min=S+C1+C2=S+(0.30.4)O1O2min (2-16)O1O2max=(1.61.7)O1O2min (2-17)現(xiàn)在連接吊臂鉸點(diǎn)（O）、變幅液壓缸鉸點(diǎn)（O1）和鉸點(diǎn)（O2）形成三角形OO2O2'或OO1O2。從圖2-2上可知O2OO2'即為吊臂最大仰角（max），一般為75°-80°左右。由于吊臂根部鉸點(diǎn)（O）和液壓缸支承鉸點(diǎn)（O2）不一定位于臂架基本截面的型心縱軸線上，如圖2-2所示，故O1O2連線和水平線的夾角可用下式求得=arcs

37、ine2-e0OO2 (2-18)得=0式中，e0和e2均帶符號(hào)，在中線以上者為正，以下為負(fù)，當(dāng)（e2-e0）為負(fù)值時(shí)，角位于水平線下方，也帶負(fù)號(hào)。由于O1O2'是未知的，在初算時(shí)，可假定=0（實(shí)際上，除非伸縮機(jī)構(gòu)有特殊要求，如采用人力驅(qū)動(dòng)等，也盡量做成這樣）。還應(yīng)指出，根部鉸點(diǎn)O1的位置不一定落在回轉(zhuǎn)支承裝置的前方滾道上。若為使整個(gè)上車重心往后移，可將鉸點(diǎn)O1落在回轉(zhuǎn)支承裝置的后方滾道上。若考慮到在最大起重力矩工礦時(shí)的變幅力不要過(guò)大，因而希望此時(shí)的力臂為最大，則最大受力時(shí)的變幅油缸的根部鉸點(diǎn)將落在以最大力臂r為半徑的圓的切點(diǎn)上.2.3桁架式吊臂連接尺寸及其折疊機(jī)構(gòu)桁架式吊臂常分為幾段

38、，即基本臂根節(jié)段、基本臂頂節(jié)段（在大型起重機(jī)中頂節(jié)段做得很短，僅是個(gè)滑輪組件）和中間插入節(jié)段，中間插入節(jié)段有很多節(jié)，按需要逐節(jié)插接加長(zhǎng)。為使吊臂長(zhǎng)度有較多級(jí)的變化，以充分利用起重機(jī)的起重能力，中間插入節(jié)段可以做得短些，但太短了插接費(fèi)時(shí)，故每段約為3-5m。所謂基本臂長(zhǎng)度是指無(wú)插接節(jié)段時(shí)的最短工作吊臂的長(zhǎng)度。該長(zhǎng)度一般由行駛條件決定，在慢速行駛的起重機(jī)中，常在10m左右。采用折疊式桁架吊臂可使基本臂工作長(zhǎng)度增大到15m左右，行駛速度也可提高。為了增加橫向出平面的整體穩(wěn)定，桁架臂根部的鉸點(diǎn)要有一定的寬帶，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建議為1/10-1/20的臂長(zhǎng)。它一般位于回轉(zhuǎn)支承裝置的滾道上，使鉸點(diǎn)上的力直接

39、傳給支承裝置。為使變幅鋼繩力不至于過(guò)大，固定變幅機(jī)構(gòu)定滑輪的支架（人字架）要離吊臂根部鉸點(diǎn)處遠(yuǎn)一些和高一些，因此一般布置在平臺(tái)尾部并有一定的高度。在中、小型起重機(jī)中，人字架的最高點(diǎn)就顯得低了。為便于公路行駛，人字架做成伸縮式或折疊式，起重時(shí)伸起，高度可達(dá)3.5m以上，行駛時(shí)縮回，可到2.0m左右。為不使吊臂在風(fēng)載作用下或突然失重時(shí)向后傾倒，必須設(shè)有保險(xiǎn)桿或保險(xiǎn)鋼絲繩，以防止吊臂向后傾倒。保險(xiǎn)桿是可伸縮的，套管中設(shè)有彈簧，上端與吊臂鉸接（鉸接位于根節(jié)段，離平臺(tái)約2m以上處），下端鉸接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上。3底盤的穩(wěn)定性起重機(jī)有兩種穩(wěn)定性：一是轉(zhuǎn)移時(shí)的行駛穩(wěn)定性；二是工作狀態(tài)下的起重穩(wěn)定性（包括不吊重工況

40、的自身穩(wěn)定性）。分析如下。3.1行駛穩(wěn)定性3.1.1縱向行駛穩(wěn)定性起重機(jī)在行駛過(guò)程中，由于某種原因（如上坡）使其前輪（轉(zhuǎn)向輪）對(duì)地面的法向作用力為零時(shí)，則起重機(jī)前輪的偏移不能確定起重機(jī)的行駛方向。此時(shí)，可以認(rèn)為車輛已失去穩(wěn)定，無(wú)法控制其行駛方向。當(dāng)后輪（驅(qū)動(dòng)輪）對(duì)地面的法向作用力所引起的牽引力為零時(shí)（被下滑力抵消），車輛失去行駛能力，也破壞了車載起重機(jī)的穩(wěn)定性。圖3-1為起重機(jī)上坡行駛圖。此時(shí)可能失穩(wěn)，地面的反作用力Z1=G1=0,由于上大坡，行駛速度低，不做加速運(yùn)動(dòng)，故可忽略一切慣性力和風(fēng)阻力。其各作用力在后輪與地面接觸點(diǎn)O2為中心的力矩平衡式表達(dá)如下Z1L+Ghgsin-GL2cos=0

41、(3-1)式中G機(jī)械總重量；L2重心離后軸距離。當(dāng)Z1=0時(shí)，則Ghgsin-GL2cos=0 (3-2)因此可能失去操縱穩(wěn)定的極限坡度為0=tan-1L2hg (3-3)得0=16.67°，取0=15°另外，當(dāng)車輛下滑力接近于驅(qū)動(dòng)輪上的附著力（F=Z ）時(shí)，車輛就不能上坡，驅(qū)動(dòng)輪開(kāi)始打滑。即Z1=(GL1cos+Ghgsin)L (3-4)則后輪為驅(qū)動(dòng)輪時(shí)的打滑極限坡度角為=arctanL1L-hg(3-5)一般汽車起重機(jī)重心較低，均能滿足上述條件，如果起重機(jī)重心較高，達(dá)軸距之半，易失去縱向穩(wěn)定性，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予注意。3.1.2橫向行駛穩(wěn)定性起重機(jī)在彎道上或直邊上轉(zhuǎn)向時(shí)常受

42、側(cè)向力，如離心力、橫向風(fēng)力等。起重機(jī)在側(cè)向力作用下有時(shí)克服了車輪的附著力，從而產(chǎn)生側(cè)滑移，或?qū)④囕v橫向傾翻。圖3-2為起重機(jī)中心上作用有兩個(gè)力，起重機(jī)自重力G和離心力Pjy=GV2gR，若Zr=0，則車向左傾翻的極限條件為tan0=V2gRhg-B2hg+(V2gR)(B2) (3-6)就是說(shuō)橫向坡度角不得小于0。若在水平路面上（0=0），則當(dāng)轉(zhuǎn)彎半徑為R時(shí)，車輛轉(zhuǎn)向所允許的最大速度由公式(3-6)得Vmax=4.80m/s。再分析車輛引起側(cè)滑移的情況，此時(shí)側(cè)向力大于或等于側(cè)向附著力，即Pjycos-GsinY1+Yr=Z1+Zr=(Gcos+Qjysin) (3-7)則其極限條件為tan=V

43、2gR-1+V2gR (3-8)若在水平路面上（=0），當(dāng)轉(zhuǎn)彎半徑為R時(shí)車輛不致側(cè)滑的允許最大速度為Vmax=gR (3-9)由公式（3-9）可得Vmax=9.70m/s為行駛安全起見(jiàn)，應(yīng)使側(cè)滑發(fā)生在翻車前，即Vmax<V<Vmax即gR<gRB2hg ，故應(yīng)使B2hg> (3-10)這就是橫向行駛穩(wěn)定性的基本條件。式中，B為輪距，一般硬路面的取0.7-0.8。因此，一般汽車起重機(jī)均能滿足此公式（B>2hg）。起重機(jī)重心較高，也應(yīng)加以注意2。3.2車載起重機(jī)穩(wěn)定性3.2.1 底盤整備質(zhì)量 類比于整車整備質(zhì)量，底盤質(zhì)量是指完全裝好各底盤組成部件的的質(zhì)量，包括潤(rùn)滑油、

44、燃料、隨車上其、備胎等所有裝置的質(zhì)量。參考同類起重整車質(zhì)量，在此基礎(chǔ)上在增加車廂升高裝置的質(zhì)量，便可估算整車整備質(zhì)量。汽車最大軸載質(zhì)量的分配應(yīng)基本接近原車底盤軸載要求。又由于車廂升高的同時(shí)，其質(zhì)心向后移，因此起重底盤的質(zhì)心位置可比常規(guī)車體質(zhì)量略向前移。3.2.2車載起重機(jī)的失穩(wěn)起重機(jī)在起重作業(yè)時(shí)，由于起吊過(guò)重的重量、操縱失誤引起的過(guò)大慣性力、支承面的沉陷或過(guò)大的風(fēng)力等原因，往往突然喪失穩(wěn)定甚至傾翻。因?yàn)槠鹬貦C(jī)的穩(wěn)定完全由機(jī)械自重來(lái)維持，故有一定限度。往往在起重機(jī)的結(jié)構(gòu)件（如吊臂、支腿等）和其零件強(qiáng)度還足夠承受外來(lái)載荷時(shí)，起重機(jī)由于自重不夠而失去穩(wěn)定。但有時(shí)其中直接穩(wěn)定性過(guò)大，在沒(méi)有起重量指示的情況下，吊臂也可以由于超載過(guò)大而損壞。因此，起重機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)要選取適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性。3.3 輪胎的確定 本文所討論的起重底盤屬于中速車輛，工作路而較為復(fù)雜，既有轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)的高等級(jí)公路，又有在工地的惡劣路而，所以要求輪胎要同時(shí)能夠適應(yīng)公路和非公路。因而底盤驅(qū)動(dòng)輪選用12.00R20規(guī)格的輪胎，而轉(zhuǎn)向輪選用14.00R20規(guī)格。輪胎。3.4起重性能在確定支腿跨距2a后，再將