新建 隨車起重機(jī)設(shè)計(jì)

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技術(shù)文獻(xiàn)篇論文

中國(guó)直臂伸縮式隨車起重機(jī)

發(fā)展趨勢(shì)與設(shè)計(jì)技術(shù)概論

作者:楊國(guó)棟

隨車起重機(jī)高效起重運(yùn)輸裝備。它的工作原理是通過從汽車變速箱中取力帶動(dòng)液壓油隨車起重機(jī)以其快速、靈活、高效、便捷以及裝卸、運(yùn)輸合二為一的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域。

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)的隨車起重機(jī),主要以歐洲為主。歐洲從2０世紀(jì)4０－５0年代開始生產(chǎn)隨車起重機(jī)，因受國(guó)內(nèi)低端的市場(chǎng)限制及起步較晚的原故,國(guó)內(nèi)隨車起重機(jī)的總體技術(shù)與制造水平和國(guó)外相比,還有很大的差距，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

１.品種少、產(chǎn)量低

我國(guó)隨車起重機(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)隨車起重機(jī)以直臂伸縮式為主，受國(guó)內(nèi)汽車底盤的限制,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，液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的技術(shù)水平也有一定差距。目前國(guó)內(nèi)最大的直臂隨車起重機(jī)只做到十六噸,起重力矩400KN.m,折臂式隨車吊起重機(jī)也只做到25噸，起重力矩650KN.m

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３.安全裝臵不齊全，操作不方便

我國(guó)隨車起重機(jī)僅裝有起升高度限位及平衡閥、溢流閥等一般安全裝臵,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)了有線與無線遙控。

４．功能單一、使用受局限

我國(guó)隨車起重機(jī)以起重作業(yè)及運(yùn)輸功能為主,而國(guó)外隨車起重機(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)一步開發(fā)了鐵路專用隨車起重機(jī)等專用產(chǎn)品。

５．外形不美觀

我國(guó)隨車起重機(jī)設(shè)計(jì)單調(diào)，忽視了和汽車外形的協(xié)調(diào)，而國(guó)外對(duì)隨車起重機(jī)的著色非常嚴(yán)格,不僅在外形和著色上實(shí)現(xiàn)和卡車的一體化,還要求和城市的景觀相協(xié)調(diào)。

()與直臂()，臂伸縮式隨車起重機(jī)以其工作幅度大、起吊高、卷?yè)P(yáng)工作平穩(wěn)、重物能垂直升降以及價(jià)格低、故障少等優(yōu)勢(shì)目前一直占據(jù)著國(guó)內(nèi)絕對(duì)市場(chǎng)。

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國(guó)內(nèi)對(duì)隨車起重機(jī)技術(shù)的研究起步于20世紀(jì)7０年代末，到80年代初,國(guó)內(nèi)第一臺(tái)三噸二節(jié)直臂式隨車起重機(jī)由石家莊煤礦機(jī)械廠研制生產(chǎn)，次年，湖南專用汽車制造廠也研究開發(fā)了本款三噸隨車起重機(jī)，并被國(guó)家計(jì)委、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和機(jī)械工業(yè)部指定為全國(guó)唯一定點(diǎn)的隨車吊生產(chǎn)基地。因市場(chǎng)小，各企業(yè)對(duì)它的開發(fā)投入很少，技術(shù)一度停滯不前,直到199３年底，湖南專用汽車制造廠與日本多田野株式會(huì)社進(jìn)行技術(shù)合作，率先在國(guó)內(nèi)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)全面展開直臂伸縮式隨車起重機(jī)的研究開發(fā),國(guó)內(nèi)的隨車起重設(shè)計(jì)與制造技術(shù)才得到新的突破與大幅提升，并相繼自主研制生產(chǎn)出國(guó)內(nèi)首臺(tái)五噸、八噸直臂隨車吊,吊臂伸縮節(jié)數(shù)也由最初的二節(jié)擴(kuò)展到三節(jié)、四節(jié)。目前,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展正促使各專業(yè)廠家不斷加大技術(shù)革新力度,全面引進(jìn)、消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)隨車吊設(shè)計(jì)與制造技術(shù)與國(guó)外的差距也必將伴隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的日漸成熟而越來越小。我國(guó)早年對(duì)隨車起重機(jī)的設(shè)計(jì)一直缺乏相關(guān)專業(yè)資料與技術(shù)文獻(xiàn)，只能依賴相近起重機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)資料進(jìn)行參考設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)從19９９年起，開始沿用由武漢汽車起重機(jī)廠起草的ＱC/T459-1９99行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從2004年起，沿用由長(zhǎng)治清華機(jī)械廠起草、修訂的QＣ/T459－2004《隨車起重運(yùn)輸車》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了隨車起重運(yùn)輸車的定義、設(shè)計(jì)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、使用說明書、隨車文件、運(yùn)輸及貯存等，并從設(shè)計(jì)上規(guī)范引用以下二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：GＢ/３７６６

《液壓系統(tǒng)通用技術(shù)條件》、ＧＢ/T３８11《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》，雖缺乏對(duì)隨車起重機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)、系統(tǒng)、規(guī)范化指導(dǎo)，但至少對(duì)隨車起重機(jī)的設(shè)計(jì)工作者有了一些原則上的指導(dǎo)性文件。

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直臂伸縮式隨車起重機(jī)的設(shè)計(jì)工作與其它機(jī)械產(chǎn)品一樣，分整體方案設(shè)計(jì)與功能部件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)兩者互為依據(jù),交替進(jìn)行，但主體上仍是遵循從整機(jī)到部件再到零件的設(shè)計(jì)順序；既前期的市場(chǎng)調(diào)研與可行性分析完成后，進(jìn)行產(chǎn)品立項(xiàng),并應(yīng)預(yù)先對(duì)國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)查、性能對(duì)比,然后對(duì)形成的產(chǎn)品初步方案進(jìn)行集體討論,對(duì)其主要結(jié)構(gòu)方式與參數(shù)應(yīng)進(jìn)行初步確認(rèn),如最大吊重、吊臂伸縮節(jié)數(shù)、支腿跨距、最大工作幅度、最大起重力矩、最大變幅角度、系統(tǒng)額定功率、壓力與流量、鋼絲繩倍率等;進(jìn)行整體設(shè)計(jì)前,有時(shí)必須先對(duì)一些關(guān)鍵零部件進(jìn)行初步構(gòu)思，尤其是對(duì)一些為考慮產(chǎn)品的通用性，預(yù)先方案討論時(shí)就已確定需借用的零部件，從某些角度上來說，就需以它們?yōu)榛鶞?zhǔn)來考慮整體結(jié)構(gòu);總而言之,設(shè)計(jì)工作應(yīng)機(jī)動(dòng)靈活,不能呆板僵化、生搬硬套，除了一此原則上的參數(shù)不能修改外，其它數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中都有一個(gè)從整體到零件，又從零件返回到整體,反復(fù)權(quán)衡利弊及數(shù)據(jù)修正的過程,只至最后一個(gè)零件設(shè)計(jì)完成,產(chǎn)品的整體方案也才算真正意義上的正式定案。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外液壓元件的制造水平,行業(yè)普遍認(rèn)為，直臂式隨車起重機(jī)的設(shè)計(jì)壓力不應(yīng)過高，一般低于２８MPa，設(shè)計(jì)流量一般低于120Ｌ/min。

直臂伸縮式隨車起重機(jī)從結(jié)構(gòu)上分,主要由以下幾大部份組成：吊臂總成、伸縮油缸總成、立柱總成、卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)總成、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成、變幅油缸總成、管路總成、操縱機(jī)構(gòu)、機(jī)架總成、前后支腿總成、油泵取力機(jī)構(gòu)總成、油箱總成、手油門機(jī)構(gòu)、吊鉤總成、中心旋轉(zhuǎn)接頭總成、銘牌總成及安全警報(bào)系統(tǒng)等。下面對(duì)各主要部件的功能、常用結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分別介紹:

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吊臂總成

++鋼絲繩滑輪+鋼絲4°

7

小于4

以上的磨損量，

，近年、

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[σ]＝

σ［τσ[σσ

[σ］焊=

0.８[σ[τ]焊σ式中,

σs

另外，

—?

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力校核。

立柱總成

有１般為

卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)

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Y

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于2°,對(duì)4至６層。

5()

回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總成

轉(zhuǎn)方式。

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有不同，°

變幅油缸總成

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?

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油泵吸油管路ν≤1-2m／s、壓力管路ν≤3-６ｍ/s、回油管路ν１．5-２．5m/s

δ≥σ式中為工作壓力、d）、[σ］力（)∽8。

操縱機(jī)構(gòu)

種方式；

機(jī)架總成

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HＸH

H以都不大于,

HH

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H

前后支腿總成

支腿總成;HX很少應(yīng)用;Ｈ在目前

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Ｘ在國(guó)內(nèi)

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油泵取力機(jī)構(gòu)

油箱總成

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ＧB／3766

《液壓系統(tǒng)通用技術(shù)條件》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行;因隨車起重機(jī)屬行走機(jī)械，油箱容積可取２至3倍系統(tǒng)額定流量與所有油缸容油量之和;油箱上設(shè)臵的吸油過濾器通流量應(yīng)大于系統(tǒng)額定流量的３倍以上,回油過濾器通流量應(yīng)大于系統(tǒng)額定流量的2倍以上;并應(yīng)根據(jù)熱平衡公式對(duì)油箱散熱面積進(jìn)行計(jì)算,當(dāng)散熱面積過小時(shí)，應(yīng)增設(shè)合適功率的散熱器，以將系統(tǒng)油溫控制在允許溫度范圍之內(nèi)(隨車起重機(jī)液壓系統(tǒng)允許油溫一般為6５°Ｃ)。

手油門機(jī)構(gòu)

手油門機(jī)構(gòu)是通過改變汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速達(dá)到改變隨車起重機(jī)輸入功率和系統(tǒng)流量的裝臵;它主要由手油門定位控制機(jī)構(gòu)與油門拉線等組成;其作用主要是滿足隨車起重機(jī)在吊重或加速等工況時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)怠速功率或轉(zhuǎn)數(shù)不夠，而增加輸入功率與轉(zhuǎn)數(shù)的需要。

手油門機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選用時(shí)，要求對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制靈活、響應(yīng)迅速、并能將油門可靠定位在任一位臵,復(fù)位時(shí)應(yīng)留有空行程間隙，不影響汽車駕駛室內(nèi)腳油門的控制。

吊鉤總成

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GB/T3811《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，按鋼絲繩徑與額定起吊重量對(duì)滑輪與吊鉤進(jìn)行規(guī)范設(shè)計(jì),吊鉤滑輪直徑應(yīng)不小于卷?yè)P(yáng)鋼絲繩徑的１7倍,吊鉤設(shè)計(jì)應(yīng)采用帶凸耳的直柄單鉤，鉤體上需設(shè)有防脫擋板裝臵，對(duì)于隨車吊的吊鉤本體設(shè)計(jì),其側(cè)板除滿足強(qiáng)度要求外,還需考慮配重的因素,原則上,繩徑越大，吊鉤重量越大,相同繩徑時(shí)倍率越大,吊鉤重量也越大；吊鉤設(shè)計(jì)時(shí),需對(duì)滑輪銷軸與耳軸進(jìn)行抗彎強(qiáng)度與剪切應(yīng)力校核；多倍率吊鉤設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)吊鉤上滑輪相互間距的設(shè)計(jì)需與吊臂頭部滑輪間距結(jié)合考慮，其間距大小除了對(duì)銷軸的受力有影響外，對(duì)鋼絲繩繞入滑輪的偏角也有較大影響,在收鉤至最上位臵時(shí)，其偏角應(yīng)小于4°，否則,極易造成卷?yè)P(yáng)鋼絲繩脫槽。

中心旋轉(zhuǎn)接頭

(）與外殼(轉(zhuǎn)子)的結(jié)構(gòu)。

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(定子)與外殼（轉(zhuǎn)子)

銘牌總成與安全警報(bào)系統(tǒng)

QＣ/T４5９-2００4《隨車起重運(yùn)輸車》上對(duì)其有部份明確規(guī)定，標(biāo)牌應(yīng)符合ＧB/T18411的規(guī)定,目前,各生產(chǎn)廠家也已形成具有各自風(fēng)格的系列銘牌。

銘牌按其功能可分為：操作銘牌、性能銘牌、整車銘牌、整機(jī)銘牌、警示（告）銘牌及企業(yè)銘牌等多種；操作銘牌主要是對(duì)起重機(jī)各操作部位進(jìn)行標(biāo)識(shí)，提示操作者對(duì)起重機(jī)各種動(dòng)作進(jìn)行正確操作;性能銘牌主

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要是對(duì)起重機(jī)的各種狀態(tài)下的起重能力進(jìn)行標(biāo)識(shí)，提醒操作者在各種狀態(tài)下起吊起重機(jī)能力范圍內(nèi)的重物，以防超載事故的發(fā)生;整車銘牌主要指示整車的名稱型號(hào)、載質(zhì)量、外形尺寸及生產(chǎn)日期等主要參數(shù)信息;整機(jī)銘牌主要指示起重機(jī)的產(chǎn)品名稱型號(hào)、額定起重量、額定起重力矩、最大工作半徑及生產(chǎn)日期等主要參數(shù)信息；警示（告)銘牌主要是對(duì)起重機(jī)的操作過程中需重點(diǎn)注意的部位進(jìn)行警示,如支腿伸縮下方、最大吊重、吊臂下方部位等，防止作業(yè)過程中安全事故的產(chǎn)生；企業(yè)銘牌主要是指示生產(chǎn)企業(yè)名稱、地址、聯(lián)系方式等信息。安全警報(bào)系統(tǒng)是起重機(jī)的重要部件，它直接關(guān)系到起重機(jī)的作業(yè)安全性；目前國(guó)內(nèi)隨車起重機(jī)市場(chǎng)還處于初級(jí)水平,在安全警報(bào)系統(tǒng)方面還非常簡(jiǎn)單,