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(全套CAD)汽車起重機伸縮臂系統設計

會上可以看出,橢圓形伸縮臂單缸插銷式伸縮機構自動伸縮臂系統構成了以德國利勃海爾代表的西方先進伸縮臂技術的核心,代表當前世界最高水平,是輪式起重機伸縮臂技術的發展方向。起重臂的截面也采用了橢圓形截面,其截面上彎板為大圓弧槽形板,下彎板為橢圓形槽形板,且由下向上收縮,其重量優化,抗扭性能顯著,具有固有的獨特穩定性和抗屈曲能力。和采用大圓弧六邊形截面,根據需要,腹板上設計橫向和縱向加強筋,提高腹板的抗屈曲能力。采用四邊形截面,也采用加筋解決腹板的抗屈曲能力,大圓弧六邊形截面在國內己廣泛使用。目前國內僅徐工集團徐州重型機械廠家推出五種噸位單缸插銷式伸縮臂技術的全地面起重機,并采用進口高強度鋼板,雙缸加雙繩排的伸縮機構,在吊臂伸縮時,臂節之間有寬大的滑塊,保證了主臂的同心度,使重量和受力較好的傳遞,增大起重能力。獨特的吊臂對中裝置,使伸縮更方便,但國內其它廠家目前還沒有使用這種截面形式。輪式起重機的伸縮式吊臂是個雙向壓彎構件,除受有整體強度剛度穩定性的約束外,主要受局部穩定性約束,因此把伸縮臂制成為箱形截面是合理的。歸納起來,伸縮臂可以制成幾種典型箱形截面矩形梯形倒置梯形五邊形六邊形八邊形大圓角矩形以及橢圓形截面等。目前,利勃海爾推出的橢圓形截面是全地面起重機針對不同機型,它所設計的截面形狀也有定的差異。表.列舉了國外些主要的起重機制造廠商所選用的吊臂截面形狀。表.國外主要起重機制造廠商選用的吊臂截面形式及特點公司截面形式截面特點.伸縮臂機構形式介紹繩排系統繩排系統在中國已經應用的比較成熟,也是種歷史比較悠久的技術。此技術的優點是臂長變化容易工作臂長種類多可以帶載伸縮實用性很強,缺點是自重重對整機穩定性的影響較大?,F在在噸以下的起重機上應用的比較廣泛,其原理如圖,就是簡單的滑輪原理。對于四節臂以上起重臂的伸縮機構又分為以下兩種多缸或多級缸加級繩排單缸或多缸加兩級繩排。和部分產品采用第種伸縮機構,這種伸縮機構的特點是最末節伸縮臂采用鋼絲繩伸縮,其它伸縮臂采用多級缸或多個單級缸或多級缸和單級缸套用等方式直接用液壓缸伸縮。因而最末伸縮臂的截面變化較大,其它臂節截面的變化較小。汽車起重機,伸縮,系統,設計,畢業設計,全套,圖紙前言近年來,隨著社會的發展,社會生活中對起重機的需求越來越大,但是,與國外汽車起重機相比,國外汽車起重機技術得到了飛速發展,所以國內起重機的研發越來越緊迫。然而對于汽車起重機整機而言,汽車起重機伸縮機構設計的好壞直接影響整機的性能。因此汽車起重機的伸縮臂架設計技術被作為目前汽車起重機急需解決的主要關鍵技術之。本課題針對徐工汽車起重機伸縮機構的分析和研究,從而改進汽車起重機的整機性能,降低成本,同時提高了起重機的作業能力及使用經濟性。目前伸縮臂機構有兩種形式,繩排系統和單缸插銷式。繩排系統在中國已經應用的比較成熟,也是種歷史比較悠久的技術。此技術的優點是臂長變化容易工作臂長種類多可以帶載伸縮實用性很強,缺點是自重重對整機穩定性的影響較大。而單缸插銷式伸縮臂技術是典型的機電液體化系統.而本課題的汽車起重機伸縮臂采用的是雙缸雙繩排系統,槽形截面,通過傳統的設計方法對主臂的三鉸點主臂的長度及每節臂的長度液壓缸尺寸進行確定,對臂架進行受力分析,利用有限元對臂架進行分析。緒論.國內外汽車起重機發展概況及趨勢國內汽車起重機發展概況及趨勢中國的汽車式起重機誕生于上世紀的年代,經過了近年的發展,期間有過次主要的技術改進,分別為年代引進蘇聯的技術,年代引進日本的技術,年代引進德國的技術。但是總體來說,中國的汽車式起重機產業始終走著自主創新的道路,有著自己清晰的發展脈絡,尤其是進幾年,中國的汽車式起重機產業取得了長足的發展,雖然與國外相比還有定的差距,但是這個差距正在逐漸的縮小。而且我國目前在中小噸位的汽車式起重機的性能已經完好,能夠滿足現實生產的要求。在不久的將來,我國的汽車式起重機行業定會發展成為個發展穩定,市場化程度高的成熟產業。許多專家認為,高速發展的市場,是中國汽車式起重機產業各個廠商有利的技術創新基礎和環境。近幾年,中國汽車式起重機產業除了家較小的公司與日本起重機品牌廠家合資以外,其余廠家直在追趕國外先進水平的進程中,直堅持自主的技術創新道路,基本上沒有整體引進國外技術的做法,也使的中國汽車式起重機產業在達到和接近國際先進水平的同時,在產品技術上有明顯的中國特質。中國汽車式起重機已經大量使用可編程集成控制技術,帶有總線接口的液壓閥塊,液壓馬達,油泵等控制和執行元件已較為成熟,液壓和電器已實現了緊密的結合??赏ㄟ^軟件實現控制性能的調整,大幅度簡化控制系統,減少液壓元件,提高系統的穩定性,具備了實現故障自動診斷,遠程控制的能力。當前我國新代汽車起重機產品,起重作業的操作方式,大面積應用先導比例控制,具有良好的微調性能和精控性能,操作力小,不易疲勞。通過先導比例手柄實現比例輸送多種負荷的無級調速,有效防止起重作業時的二次下滑現象,極大的提高了起重作業的安全性可靠性和作業效率。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,通過液壓銷作用,以單個液壓油缸可完成多節伸臂的運動,并達到各種工況板局部穩定性的需要,為了減輕自重,吊臂應盡量做成等強度梁。具體到每節臂的優化設計問題,我們考慮兩個非常重要的工況基本臂工況和全伸臂工況。由基本臂工況通過優化設計確定基本臂截面尺寸和壁厚,并由各節臂之間的間隙確定其余各節臂的截面尺寸,然后再由全伸臂工況確定其它節臂的壁厚。型的截面最危險處為四角焊縫處,該處應力最大,也是最易產生應力集中的地方。型截面有大的抗彎模量和較高的抵抗局部失穩的能力。確定型為較合理的形狀。型截面的橫向抗彎剛度和抗扭剛度比其他形式好。型側板的上半部拉應力較大,提高了側板的穩定系數。下底板做成圓形,是為了提高下底板的抗局部失穩的能力,和減少側板的計算寬度。這樣以來可以采用更薄鋼板,而充分利用鋼板的厚度,特別在采用高強度鋼材時。因為高強度鋼材的抗局部失穩的能力并不比普通鋼板高。吊臂不同部位可以采用不同強度的鋼材,以充分發揮鋼材作用,如上蓋板才高強度,下蓋板采用普通鋼。根據以上闡述的理論,在以下的設計中,將采用焊接方式為主各種焊接方式應用到合適的位置,螺紋連接以及鉸接為輔方式進行臂架的連接。全地面起重機的舉升臂主體材料為合金結構鋼適當的選取進行加固。上下底板和腹板承受不同的載荷有的彎矩大,有的正應力大,故采用不同的材料。在選取材料時應遵循性價比最高選擇,以優化減輕臂架重量為最終目的。以達到對臂架乃至起重機性能的優化的目的。圖臂架截面尺寸圖根據公式.,四節的尺寸依次為見圖伸縮臂設計計算.起重機伸縮臂尺寸的確定此次設計的噸汽車式起重機的起升高度為米,臂架材料選用。參見表.,選擇吊臂的節數為。主臂尺寸的的確定包含以下的的內容吊臂根部鉸點位置的確定,二吊臂各節尺寸的確定,三變幅液壓缸鉸點的確定,四臂架的受力計算和分析,五伸縮臂結構的校核。表.起重機吊臂節數最大起升高度吊臂節數吊臂跟部鉸點位置的確定設為吊臂根部鉸點至回轉中心線的水平距離,為鉸點到回轉支承裝置上表面的垂直距離,則鉸點的坐標為,見圖。設是鉸點至基本臂截面中心線距離,設下標表示不同位置的值的序號,當第個值為時,鉸點的位置為。帶有符號,在吊臂中心線以下為負,反之為正。參見起重機設計手冊汽車式起重機技術參數表,如表.所示,噸汽車式起重機的基本臂的范圍為.∕.米,最長主臂范圍為∕米,及噸汽車起重機的參考值,選擇起升高度為基本臂作業.米,重機的參考值,選擇起升高度為基本臂作業.米,最長主臂作業米。圖.所示為汽車起重機起升高度圖圖.汽車起重機起升高度圖幅度旋轉臂架式起重機處于水平位置時,回轉中心線與取物裝置中心線垂直之間的水平距離稱為幅度。幅度的最小值和最大值根據作業要求而定。在臂架變幅平面內起重機機體的最外邊至取物中心鉛垂線之間的距離稱為有效幅度,有效幅度可為正值或副值。汽車式起重機有效幅度通常是指使用支腿工作,臂架位于側向最小幅度時,取物裝置中心鉛垂線至該側兩支腿中心連線的水平距離,它表示汽車式起重機在最小幅度時工作的可能性。汽車式起重機的幅度如圖.所示。參見表.,此次汽車式起重機的幅度。起重力矩起重力矩是臂架類起重機主要技術數據之,它等于額定起重量和其相對應的工作幅度的乘積,即,起重力矩般用?為單位。參見表,此次設計的汽車式起重機的起重力矩為?。同時參見表可知,基本臂起重力矩為?,最長主臂的起重力矩為?。.汽車起重機的工作級別起重機利用等級起重機在有效工作期間有定總工作循環數,起重機作業的工作循環是從準備其吊物品開始到下次其吊物品為止的過程。工作循環次數表征起重機的利用程度,是起重機分級的基本參數之。確定適當的使用壽命時要考慮經濟,技術和環境等因素,同時還要考慮設備老化的影響。工作循環次數除了可根據經驗確定,還可根據下式進行計算.式中起重機的使用壽命以年計算,與起重機的類型用途環境技術經濟因素有關。由于本設計為噸,參見起重機設計手冊不同類型起重機使用壽命表,如表.所示,可知年。起重機年中的工作天數,取天。起重機每天工作小時數,取小時。起重機個工作循環的時間,設定為秒。根據以上計算所得出的數據,次參見起重機設計手冊起重機利用等級表,如表.所示,可以選擇起重機的利用等級為,起重機的使用情況為,經常中等的使用。表.起重機利用等級利用等級總的工作循環次數起重機使用情況利用等級總的工作循環次數起重機使用情況.經常中等的使用.不經常繁忙使用.不經常使用.繁忙的使用.經常清閑的使用表.幾種不同類型在過去,徐重浦沅長起跟隨技術多年,普遍使用第二種伸縮機構,使用單缸或雙缸加繩排實現四節或五節臂的伸縮。這種伸縮方式在國內最先進,但解決五節臂以上起重臂的伸縮難度很大。北起泰起錦重等廠家采用第種伸縮機構多個單級缸加級繩排,但由于技術落后,第二缸第三缸的進回油依靠軟管卷筒輸送?,F在,大多數節臂的起重機使用的是雙缸雙繩排的技術,般為第節臂獨立伸縮,第節臂同步伸縮節臂的般單缸雙繩排為節同步伸縮。其局限性在于最末二節伸縮臂采用鋼絲繩伸縮,其它伸縮臂用油缸伸縮,因而最末伸縮臂的截面變化較大,大大降低了起重機在大幅度下的起重性能同時,對于大噸位的起重機,對鋼絲繩的要求也非常高,符合要求鋼絲繩非常難加工。雖然有些日本企業有將繩排技術發展到節甚至更多,但是對于中大噸位起重機,般企業還是優先考慮單缸插銷技術。單缸插銷系統單缸插銷式伸縮臂技術是典型的機電液體化系統.以較典型的德國利勃海爾為例,作為伸縮臂伸縮的執行機構,主要由見圖.伸縮缸.拔銷機構.缸銷等組成,為保證伸縮臂伸縮過程的安全性可靠性,該機構采用內置式互鎖系統即在伸縮油缸上裝的彈簧驅動缸銷銷定伸縮臂后,才機械釋放該節臂和其他節臂的連接。該方式確保節伸縮臂和伸縮油缸互相鎖定后才能釋放該節臂和其它節臂的聯接。利勃海爾將拔銷裝置置于伸縮機構上方,其優點是結構簡單,自鎖性強,便于實現格魯夫德馬格多田野將拔銷裝置置于伸縮機構兩側,結構布置上比較困難,對加工裝配精度要求高,插拔銷難度相對較大。缸銷則都布置在伸縮機構的側方。單缸伸縮機構要求動作靈活可靠性高響應速度快互鎖性好,否則,很難實現吊臂的可靠伸縮。此技術采用單缸互鎖的缸銷和臂銷精確測長電子技術,優點是重量最輕,對整機穩定性的影響最小,但技術難度大成本較高臂長種類少伸縮時間長臂長變化時麻煩?,F在,徐重和浦沅等國內企業也成功研制出了此項技術,采用的是和相似的拔銷裝置置于伸縮機構上方的形式。由于

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