【JX15-80】【1350t履带式起重机总体设计】（CAD+论文）
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JX15-80
1350t履带式起重机总体设计
【JX15-80】【1350t履带式起重机总体设计】CAD+论文
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【JX15-80】【1350t履带式起重机总体设计】（CAD+论文）,JX15-80,1350t履带式起重机总体设计,【JX15-80】【1350t履带式起重机总体设计】CAD+论文
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摘 要履带起重机是广泛应用于电力建设、市政建设、桥梁施工、石油化工、水利水电等行业的一种起重运输设备，随着经济建设的发展，对其需求越来越大，对其性能的要求也越来越高。本次设计的是1350吨履带起重机，臂架是履带式起重机的重要构件之一，臂架设计得是否合理，直接影响着起重机的起升能力。本文主要内容包括：国内外履带起重机发展状况的比较，桁架臂的介绍，主臂、副臂及撑杆结构设计，臂架的强度、刚度和稳定性计算，臂架连接处强度的校核。同时完成臂架系统装配图，主臂、副臂及撑杆的装配图和相关零部件的工程图。本次设计的1350吨履带起重机严格按照起重机设计规范、机械设计手册进行设计，其性能和质量满足相关要求。关键词：履带起重机，臂架，强度，稳定性IAbstractCrawler crane is widely used in electric power construction，municipal construction， bridge construction，petroleum chemical industry，water conservancy and hydropower industry of a hoisting and conveying equipment，with the development of economic construction，the demand for more and more，the performance requirements is also getting higher and higher.This design is 1350 tons crawler crane，jib is one of the important components of the crawler crane，jib design whether reasonable，a direct impact on the lifting capacity of the crane.The main content of this paper includes: a comparison of crawler crane at home and abroad development status and truss arm of the introduction，the main arm and side arm and a supporting rod structure design，calculation of strength，stiffness and stability of the boom，arm frame is connected with the strength check. At the same time to complete the boom system assembly，a main arm，the auxiliary arm assembly and strut and the related parts of Engineering drawings.The design of 1350 tons crawler crane strictly in accordance with the crane design standard，mechanical design manual design，its performance and quality meet the requirements.Key Words：Crawler Crane，Lattice Boom，The Strength，The Stability目 录摘 要IAbstract- 0 -第1章 履带起重机概述- 1 -1.1履带起重机简介- 1 -1.2国外履带起重机发展状况- 1 -1.3国内履带起重机发展状况- 3 -1.4履带式起重机的发展趋势- 5 -1.5履带起重机臂架系统简介- 6 -1.6 个人工作重点臂架系统设计- 7 -第2章 履带起重机总体结构设计- 8 -2.1总体方案确定- 8 -2.2方案确定准则- 8 -2.2.1机台铰点位置的确定- 9 -2.2.2大型构件的初步设计- 9 -2.2.3整机稳定性计算- 9 -2.2.4整机起重性能确定- 10 -2.2.5机构设计- 10 -第3章 臂架系统设计- 11 -3.1设计参数- 11 -3.1.1作业工况- 11 -3.1.2机构速度- 11 -3.2臂架的结构型式- 11 -3.3所选材料许用应力计算- 13 -3.3.1 16Mn(Q345B)许用应力计算- 13 -3.3.2 40Cr许用应力计算- 13 -3.4主臂的计算- 14 -3.4.1最大起重量工况计算- 15 -3.4.2最长主臂工况计算- 24 -3.5撑杆的计算- 25 -3.5.1固定副臂撑杆整体稳定性的计算- 25 -3.5.2固定副臂撑杆下铰点销轴和单耳计算- 27 -3.6 拉索的计算- 28 -3.6.1 主臂拉索计算- 28 -3.6.2 固定副臂拉索计算- 29 -第4章 履带起重机转台系统设计- 30 -4.1履带起重机回转机构- 30 -4.2履带起重机回转机构设计计算- 31 -4.2.1 回转阻力矩计算- 31 -结 论- 34 -参 考 文 献- 36 -第1章 履带起重机概述1.1履带起重机简介履带式起重机是安装在履带式底盘的繁重的工作的一部分，走在移动起重机，材料，卡特彼勒运输，装卸，安装和操作。履带起重机具有接地比压，转弯半径小，能适应恶劣的地面，爬坡能力强，起重性能好，无脚吊重作业，移动负载等优点，通过更换吊具力或增加特殊设备成为抓斗起重机，起重机械或电磁打桩机，多用该机，打桩，在电力建设中，市政建设，桥梁施工土方操作及应用，石油化工，水利水电行业广泛。履带式起重机行驶时，臂长组合，提升性能好，作业高度和幅度是其独特的无可比拟的优势，与其他重型设备是不可替代的位置。随着经济的快速发展，国家基础建设的规模也越来越大，需要提升产品质量，体积和起升高度越来越大，履带式起重机越来越优越，在市场容量的迅速崛起，吸引了国际知名厂商的重视，国内起重机行业也履带式起重机的发展热潮的兴起。1.2国外履带起重机发展状况目前，国外专业生产履带起重机的厂家很多，德国的主要生产厂家有利勃海尔公司、特雷克斯德马格公司、森尼波根公司，美国主要生产厂家有马尼托瓦克公司、林克贝尔特公司、P&H公司，日本的主要生产厂家有神钢公司、日立住友公司和石川岛公司，其中利勃海尔、特雷克斯德马格、马尼托瓦克、神钢、日立住友等公司产品系列较全，市场占有率较高。表列出了国外履带起重机主要生产公司系列型谱。1. 德国利勃海尔公司 利勃海尔塔式起重机，一开始，有50年的跨国企业的家族史，是世界著名的起重机制造商，该公司的产品技术先进，LR系列履带起重机的最大起重量的产量已达到1200吨。公司主要产品特点：全液压驱动系统，电液比例控制，实现无级调速，传动平稳，具有完善的自拆装功能，主副钩可以单独工作，可以交替使用，自动安全保护和合理，大吨位履带起重机安装全球卫星定位与通信系统的实时监控，产品制造商，除了充分发挥臂架能力，提高大吨位履带起重机的整体稳定性增加了升降装置。目前的产品系列为LR1100型104吨、LR1130型137吨、LR1160型160吨、LR1200型200吨、LR1280型280吨、LR1350型350吨、LR1400型400吨、LR1750型750吨、LR1800型800吨、LR11200型1200吨，在中国市场上销售的履带起重机主要有LR1800型800、LR1750型750吨、LR1400型400吨、LR1350型350吨和LR1280型280吨级履带起重机。2. 德国特雷克斯德马格起重机公司德马格起源德国曼内斯曼集团的企业，由于在集团产业结构的调整，其产权转让，特雷克斯。德马格履带式起重机制造和经营历史悠久，技术和利勃海尔有一定差距，但价格比利鲍伯海尔稍低一点，比日本产品高很多。德马格公司主要生产起重量从50吨到1600吨的CC系列履带起重机，主要为CC200型50吨、CC280型80吨、CC400型100吨、CC1500型275吨、CC2000型300吨、CC2200型350吨、CC2400型400吨、CC2500型500吨、CC2800型600吨、CC5800型1000吨、CC8800型1250吨、CC12600型1600吨。德马格CC系列履带起重机很早就进入中国市场，在国内有一定的市场份额，在过去的两年中，由于在大吨位履带起重机国内需求大幅增长，该公司在中国的销售上升。一般来说，德国的履带起重机产品注重高性能，高技术，利勃海尔德国特雷克斯-德马格起重机，履带式起重机的代表国际先进水平。3. 美国马尼托瓦克公司这些公司是世界著名的Crane汽车的设计和制造厂家之一产生，1902，在当时，是一个造船厂，1927台生产始于1988开始，制作各种和许多种类的起重机。重量从45吨履带起重机马尼托瓦在世界为907吨，在250吨以上履带起重机产品占比重较大生产。产品系列为45吨、50吨、73吨、77吨、91吨、109吨、120吨、136吨、181吨、250吨、300吨、400吨、750吨、907吨。公司主要产品特点：水冷柴油发动机作为动力，可控液力变矩器的广泛采用；为了改善和扩大司机的视野，司机室可以上下调整位置，左和右，电脑显示器，触摸屏的指令选择和比例先导控制设计原则强调自装自拆功能。为了提高能力，提高环形导轨式升降装置的稳定性，环形导轨位于行走装置的起重机的外围，使重量和环形导轨臂架工作时，负载由环轨，环轨直径大，大大提高了整体的稳定性和承载力。缺点是特纳之前必须投入人力，物力和财力打造“环轨，工程起重机不能移动，只能转，后解除限制，范围，还必须拆除。4. 日本国生产履带起重机情况日本履带式起重机开始在50年代和60年代，主要在机械传动中，70年代开始迅速发展，对液压传动。日本神钢的主要生产厂家，日立住友商事和IHI公司，日立住友是住友和日本企业合并2002为品牌，主要生产起重量从30吨到SCX系列产品65吨，公司将出售转让市场中国作为亚洲市场的中心，我希望通过中国市场的扩张，在扩张的全球市场占有率。神钢1964年初，3000系列的履带式起重机的发展，1977开发的5000系列履带式起重机，1982设计成功的5650履带式起重机，最大起重量650吨，1984升级为7000系列履带式起重机，现在部分7000系列升级为CKE系列履带式起重机，履带式起重机产品的高度系列的发展，具有很高的性能价格比，针对出口市场，受到发展中国家的欢迎。在全球范围内占有一定的比例，从60吨到400吨主要生产重量CKE系列产品，7000系列产品的重量从35吨到800吨。产品系列为35吨、45吨、55吨、60吨、70吨、80吨、90吨、100吨、120吨、150吨、180吨、200吨、250吨、300吨、350吨、400吨、450吨、650吨、800吨。近两年神钢在中国市场中吨位履带起重机的销售业绩较好。一般的日本产品的技术性能与德国产品仍有进步的更快，价格比德国产品更具竞争力，有相当大的差距，因此更适合于中国的通用履带式起重机在中国的用户，主要销售的产品规格，吨产品也达300，超过300的产品。1.3国内履带起重机发展状况中国履带起重机的生产历史较短，“五年期间，第七结合的计划”技术贸易分别从日本和德国，介绍，中小吨位履带式起重机生产工艺在世界发达国家，履带式吊车吨位相比，国内的低度的串联，后，科技含量以设计、制造的，是有一定差距。近年国内履带起重机，迅猛发展，技术提高很快，不断提高串联级。履带起重机主要生产厂家国内生产的有：徐州重型机械有限公司，有限公司，富顺挖掘机制造有限公司，中联重科，三一重工重工，濮院，富顺工程机械有限公司，有限公司，哈尔滨四海工程机械制造公司。据统计，履带式起重机公司年产量从10到200%不等，200吨及以下吨位主要。徐州重型机械有限公司，有限公司-中国工程起重机的龙头企业，2003，工厂投入巨资大规模的技术改造，从国外进口的各种高科技设备，大型结构焊接和制造水平有了明显的提高。三一重工在2004年11月上海的宝马会上展出了开发的50吨履带起重机，目前在开发80吨、150吨履带起重机。抚顺工程机械有限公司主要生产30-70吨履带起重机。哈尔滨四海工程机械制造公司主要生产50吨履带起重机。中国履带式起重机，起步较晚，对履带起重机的国内用户，少，2000年前市场的容量较小，速度不快的开发。近年来发展国家基础设施，秤，对履带起重机的优势作用越来越了解国内履带起重机用户，市场升温较快，国外知名企业进入，国内大型市场，本土企业挣扎在摔跤，并取得了很大的进展但相比外国知名企业的，和一定的差距，具体情况为：1. 品种少、产量低，但品种日见丰满、产量逐年递增目前，国内履带起重机已形成30-300t系列产品，品种少，重复，中小吨位，和国外的产品型谱覆盖，最大起重量已达1600吨；国内产量低，仅是在外国公司的生产能力，没有形成规模化生产，规模小将难以实现规模经济，R&；D，销售，服务和整个价值链的规模不经济。为了赶上世界先进国家，国内企业奋起直追。在过去的3年中，新产品推出速度从3-4 1种新产品，1-2个3年的发展，4种新产品，新产品不断开发大吨位吨位，其中，只有徐中推出了一个新的4，5，和在国内大吨位的产品首次推出，新产品推出的过程中，成熟期企业发展的力量，以徐中为代表已进入高端技术，主要表现在四个方面：一是关键核心技术的履带式起重机几十的全面控制；二是一种特殊的进口高强度钢，特殊复合材料和其他新材料，新的高端检测技术手段的使用，对产品性能更可靠的保证；在技术创新的四年，提高整个制造工艺水平，有效地满足了高新技术产品的设计要求。中国的大型工程综合安装的环境下，从2000的14发展到2005超过200的台湾，平均每年约70%的增长率，即使在2005受宏观调控的影响，行业销售收入也比2004的销售增长近10%。另外只有2005，国内履带起重机的半年，进口228台，国内需求快速增长，行业，对履带起重机的市场看好的企业努力，提高履带起重机的研究和发展的投资强度，推出了中国第一个徐重300吨履带起重机就是在这样的环境下，一个大诞生。国产履带起重机到目前为止，已形成35吨到300吨以上的十几款更为全面的产品谱，给出了进一步的势头越大吨位发展的徐严重有关部门了解到，450吨为600吨履带式起重机设计工作，即将竣工。2. 技术水平有差距但有全新突破还有在大吨位产品的系统设计和结构上有一定的差距，功能不全。徐充分的研究，为了简化装配和拆卸，减少辅助作业及辅助设备的安装过程中的需求，徐州重型机械有限公司，独家专利技术突破的桅杆起重机，履带起重机桅杆机构可以自组装和拆卸升降，试图克服困难的升降装置大型起重机的必要装置。许量这种实力履带起重机厂商已，自主研发了很注意通过不断的投资与积累，有几十技术不断核心，提高产品质量竞争力。我们产品的测试，逐步提高，测试与研究系统。确保，和产品性能和可靠性的精确表达设计时，公司的支持国际化定位。一般而言，履带起重机有限公司的外国企业的核心技术，国内企业有自己核心技术的逐步形成和不断完善自身的产品，竞争能力质量及国内企业所面临的当务之急。 3. 产品可靠性有待进步提高近年来，国内企业在履带起重机技术取得了一些突破，但由于起步较晚，与国外相比，产品的可靠性有待进一步提高。在产品开发过程中，基于国际支持，性能和可靠性有了很大的提高。4. 国外市场拓展今年上半年，国内履带起重机进口228套，国内企业履带起重机的出口只有12，贸易逆差。国内履带起重机应首先获得在国内市场站稳脚跟，在短期内，提高进入门槛不高的发展中国家市场的拓展，也是扩大企业生产规模，重工业快速增长的良策促进国内履带。1.4履带起重机臂架系统简介履带起重机臂架主体结构一般采用空间桁架结构，桁架结构与板梁结构相比具有重量轻、用料省刚度大、迎风面积小等优点。履带起重机的臂架组合方式有单主臂、主臂带固定副臂、主臂带塔式副臂，如图1所示。有时还采用超起装置、超短副臂、轻型臂等特殊组合方式。固定副臂工况是副臂与主臂的相对角度不变，通过改变主臂的角度来实现变幅。塔式工况是主臂相对不动，通过改变塔臂角度来实现变幅。从主臂变幅方式来看，有只带人字架的、只带桅杆的及人字架加桅杆的方式。这些方式可以任意组合，形成不同的方案。 (a) (b) (c)图1. 臂架组合方式 (a) 主臂 (b) 塔式副臂 (c) 固定副臂 (a) (b) (c)图2. 主臂变幅方式(a) 桅杆；(b) 人字架；(c)人字架加桅杆1.5 个人工作重点臂架是履带式起重机的重要构件之一，通过臂架能够将货物提升到一定的高度，改变臂架倾角可以达到变幅的目的，以增大作业范围。对于履带起重机，臂架设计得是否合理，直接影响着起重机的起升能力、整机稳定性。本次毕业设计的重点就是合理地设计臂架系统的结构，并对其进行强度、刚度、稳定性进行验算。- 7 -第2章 履带起重机总体结构设计2.1总体方案确定对起重机的总体规划的定义主要由以下决定：是基本条件对总重量的重型机械手臂一般小于额定起重量；二是主机和尺寸，方便运输的其他部件的设计；三是用户的需求；四是起重机械的工作环境；第五是原材料和零部件的购买方便的选择，系列化和标准化。以上因素，本章在起重机设计规范及履带起重机设计规范的基础上，吸收和借鉴了国内外有关技术资料，建立了履带起重机总体设计系统。对履带式起重机的结构和功能分区的基础上起重机方案，从繁荣的组合可以选择主臂工况，固定副臂工况，塔式工况和极端条件下（超主臂和固定臂的条件下，超级塔工况）。固定副臂工况是固定侧臂和相对不变的主臂之间的夹角，实现范围内通过改变臂角。塔架是工作臂转角的相对恒定，通过改变吊臂的已实现极差角。超级举工作状态通过增加超起提高充分发挥总体稳定，臂强度的主结构的力量，以提升整体起吊性能。一般来说，大型起重机覆盖上述条件下。履带式起重机的额定起重量是基本臂举升重量的名称，重量只是检测测试指标，在实际工作中是很少使用的，特点是小幅度的，用手臂的力量决定的；通常主臂工况主臂的最大角度不超过83度，最大工作范围在各种条件下的整机稳定性决定的。塔的主要工作臂最大角度一般控制在85度到87度。这个范围是基于高度和整个的心和塔的特点，工作条件是主塔臂角度是固定的，升降高度主臂和塔臂的稳定性确定，工作范围大、工业过程通过一个辅助变量来实现工作范围调整。塔的额定起重量，工作条件一般是通过臂的强度决定，工作范围在长度确定和吊臂的角度，在最大工作角度的副臂一般不超过75度，最小角度一般不小于30度的范围内，这是基于对臂的整体稳定性和整机的稳定性。超起工况是基于上述条件的结果确定，通过增加超起装置提高了整体稳定性，充分发挥手臂力量和主机的结构强度，以提高整体提升性能。需要完整图纸及论文，请联系QQ545675353，另接定做毕业设计摘 要履带起重机是广泛应用于电力建设、市政建设、桥梁施工、石油化工、水利水电等行业的一种起重运输设备，随着经济建设的发展，对其需求越来越大，对其性能的要求也越来越高。本次设计的是1350吨履带起重机，臂架是履带式起重机的重要构件之一，臂架设计得是否合理，直接影响着起重机的起升能力。本文主要内容包括：国内外履带起重机发展状况的比较，桁架臂的介绍，主臂、副臂及撑杆结构设计，臂架的强度、刚度和稳定性计算，臂架连接处强度的校核。同时完成臂架系统装配图，主臂、副臂及撑杆的装配图和相关零部件的工程图。本次设计的1350吨履带起重机严格按照起重机设计规范、机械设计手册进行设计，其性能和质量满足相关要求。关键词：履带起重机，臂架，强度，稳定性IAbstractCrawler crane is widely used in electric power construction，municipal construction， bridge construction，petroleum chemical industry，water conservancy and hydropower industry of a hoisting and conveying equipment，with the development of economic construction，the demand for more and more，the performance requirements is also getting higher and higher.This design is 1350 tons crawler crane，jib is one of the important components of the crawler crane，jib design whether reasonable，a direct impact on the lifting capacity of the crane.The main content of this paper includes: a comparison of crawler crane at home and abroad development status and truss arm of the introduction，the main arm and side arm and a supporting rod structure design，calculation of strength，stiffness and stability of the boom，arm frame is connected with the strength check. At the same time to complete the boom system assembly，a main arm，the auxiliary arm assembly and strut and the related parts of Engineering drawings.The design of 1350 tons crawler crane strictly in accordance with the crane design standard，mechanical design manual design，its performance and quality meet the requirements.Key Words：Crawler Crane，Lattice Boom，The Strength，The Stability目 录摘 要IAbstract- 0 -第1章 履带起重机概述- 1 -1.1履带起重机简介- 1 -1.2国外履带起重机发展状况- 1 -1.3国内履带起重机发展状况- 3 -1.4履带式起重机的发展趋势- 5 -1.5履带起重机臂架系统简介- 6 -1.6 个人工作重点臂架系统设计- 7 -第2章 履带起重机总体结构设计- 8 -2.1总体方案确定- 8 -2.2方案确定准则- 8 -2.2.1机台铰点位置的确定- 9 -2.2.2大型构件的初步设计- 9 -2.2.3整机稳定性计算- 9 -2.2.4整机起重性能确定- 10 -2.2.5机构设计- 10 -第3章 臂架系统设计- 11 -3.1设计参数- 11 -3.1.1作业工况- 11 -3.1.2机构速度- 11 -3.2臂架的结构型式- 11 -3.3所选材料许用应力计算- 13 -3.3.1 16Mn(Q345B)许用应力计算- 13 -3.3.2 40Cr许用应力计算- 13 -3.4主臂的计算- 14 -3.4.1最大起重量工况计算- 15 -3.4.2最长主臂工况计算- 24 -3.5撑杆的计算- 25 -3.5.1固定副臂撑杆整体稳定性的计算- 25 -3.5.2固定副臂撑杆下铰点销轴和单耳计算- 27 -3.6 拉索的计算- 28 -3.6.1 主臂拉索计算- 28 -3.6.2 固定副臂拉索计算- 29 -第4章 履带起重机转台系统设计- 30 -4.1履带起重机回转机构- 30 -4.2履带起重机回转机构设计计算- 31 -4.2.1 回转阻力矩计算- 31 -结 论- 34 -参 考 文 献- 36 -第1章 履带起重机概述1.1履带起重机简介履带式起重机是安装在履带式底盘的繁重的工作的一部分，走在移动起重机，材料，卡特彼勒运输，装卸，安装和操作。履带起重机具有接地比压，转弯半径小，能适应恶劣的地面，爬坡能力强，起重性能好，无脚吊重作业，移动负载等优点，通过更换吊具力或增加特殊设备成为抓斗起重机，起重机械或电磁打桩机，多用该机，打桩，在电力建设中，市政建设，桥梁施工土方操作及应用，石油化工，水利水电行业广泛。履带式起重机行驶时，臂长组合，提升性能好，作业高度和幅度是其独特的无可比拟的优势，与其他重型设备是不可替代的位置。随着经济的快速发展，国家基础建设的规模也越来越大，需要提升产品质量，体积和起升高度越来越大，履带式起重机越来越优越，在市场容量的迅速崛起，吸引了国际知名厂商的重视，国内起重机行业也履带式起重机的发展热潮的兴起。1.2国外履带起重机发展状况目前，国外专业生产履带起重机的厂家很多，德国的主要生产厂家有利勃海尔公司、特雷克斯德马格公司、森尼波根公司，美国主要生产厂家有马尼托瓦克公司、林克贝尔特公司、P&H公司，日本的主要生产厂家有神钢公司、日立住友公司和石川岛公司，其中利勃海尔、特雷克斯德马格、马尼托瓦克、神钢、日立住友等公司产品系列较全，市场占有率较高。表列出了国外履带起重机主要生产公司系列型谱。1. 德国利勃海尔公司 利勃海尔塔式起重机，一开始，有50年的跨国企业的家族史，是世界著名的起重机制造商，该公司的产品技术先进，LR系列履带起重机的最大起重量的产量已达到1200吨。公司主要产品特点：全液压驱动系统，电液比例控制，实现无级调速，传动平稳，具有完善的自拆装功能，主副钩可以单独工作，可以交替使用，自动安全保护和合理，大吨位履带起重机安装全球卫星定位与通信系统的实时监控，产品制造商，除了充分发挥臂架能力，提高大吨位履带起重机的整体稳定性增加了升降装置。目前的产品系列为LR1100型104吨、LR1130型137吨、LR1160型160吨、LR1200型200吨、LR1280型280吨、LR1350型350吨、LR1400型400吨、LR1750型750吨、LR1800型800吨、LR11200型1200吨，在中国市场上销售的履带起重机主要有LR1800型800、LR1750型750吨、LR1400型400吨、LR1350型350吨和LR1280型280吨级履带起重机。2. 德国特雷克斯德马格起重机公司德马格起源德国曼内斯曼集团的企业，由于在集团产业结构的调整，其产权转让，特雷克斯。德马格履带式起重机制造和经营历史悠久，技术和利勃海尔有一定差距，但价格比利鲍伯海尔稍低一点，比日本产品高很多。德马格公司主要生产起重量从50吨到1600吨的CC系列履带起重机，主要为CC200型50吨、CC280型80吨、CC400型100吨、CC1500型275吨、CC2000型300吨、CC2200型350吨、CC2400型400吨、CC2500型500吨、CC2800型600吨、CC5800型1000吨、CC8800型1250吨、CC12600型1600吨。德马格CC系列履带起重机很早就进入中国市场，在国内有一定的市场份额，在过去的两年中，由于在大吨位履带起重机国内需求大幅增长，该公司在中国的销售上升。一般来说，德国的履带起重机产品注重高性能，高技术，利勃海尔德国特雷克斯-德马格起重机，履带式起重机的代表国际先进水平。3. 美国马尼托瓦克公司这些公司是世界著名的Crane汽车的设计和制造厂家之一产生，1902，在当时，是一个造船厂，1927台生产始于1988开始，制作各种和许多种类的起重机。重量从45吨履带起重机马尼托瓦在世界为907吨，在250吨以上履带起重机产品占比重较大生产。产品系列为45吨、50吨、73吨、77吨、91吨、109吨、120吨、136吨、181吨、250吨、300吨、400吨、750吨、907吨。公司主要产品特点：水冷柴油发动机作为动力，可控液力变矩器的广泛采用；为了改善和扩大司机的视野，司机室可以上下调整位置，左和右，电脑显示器，触摸屏的指令选择和比例先导控制设计原则强调自装自拆功能。为了提高能力，提高环形导轨式升降装置的稳定性，环形导轨位于行走装置的起重机的外围，使重量和环形导轨臂架工作时，负载由环轨，环轨直径大，大大提高了整体的稳定性和承载力。缺点是特纳之前必须投入人力，物力和财力打造“环轨，工程起重机不能移动，只能转，后解除限制，范围，还必须拆除。4. 日本国生产履带起重机情况日本履带式起重机开始在50年代和60年代，主要在机械传动中，70年代开始迅速发展，对液压传动。日本神钢的主要生产厂家，日立住友商事和IHI公司，日立住友是住友和日本企业合并2002为品牌，主要生产起重量从30吨到SCX系列产品65吨，公司将出售转让市场中国作为亚洲市场的中心，我希望通过中国市场的扩张，在扩张的全球市场占有率。神钢1964年初，3000系列的履带式起重机的发展，1977开发的5000系列履带式起重机，1982设计成功的5650履带式起重机，最大起重量650吨，1984升级为7000系列履带式起重机，现在部分7000系列升级为CKE系列履带式起重机，履带式起重机产品的高度系列的发展，具有很高的性能价格比，针对出口市场，受到发展中国家的欢迎。在全球范围内占有一定的比例，从60吨到400吨主要生产重量CKE系列产品，7000系列产品的重量从35吨到800吨。产品系列为35吨、45吨、55吨、60吨、70吨、80吨、90吨、100吨、120吨、150吨、180吨、200吨、250吨、300吨、350吨、400吨、450吨、650吨、800吨。近两年神钢在中国市场中吨位履带起重机的销售业绩较好。一般的日本产品的技术性能与德国产品仍有进步的更快，价格比德国产品更具竞争力，有相当大的差距，因此更适合于中国的通用履带式起重机在中国的用户，主要销售的产品规格，吨产品也达300，超过300的产品。1.3国内履带起重机发展状况中国履带起重机的生产历史较短，“五年期间，第七结合的计划”技术贸易分别从日本和德国，介绍，中小吨位履带式起重机生产工艺在世界发达国家，履带式吊车吨位相比，国内的低度的串联，后，科技含量以设计、制造的，是有一定差距。近年国内履带起重机，迅猛发展，技术提高很快，不断提高串联级。履带起重机主要生产厂家国内生产的有：徐州重型机械有限公司，有限公司，富顺挖掘机制造有限公司，中联重科，三一重工重工，濮院，富顺工程机械有限公司，有限公司，哈尔滨四海工程机械制造公司。据统计，履带式起重机公司年产量从10到200%不等，200吨及以下吨位主要。徐州重型机械有限公司，有限公司-中国工程起重机的龙头企业，2003，工厂投入巨资大规模的技术改造，从国外进口的各种高科技设备，大型结构焊接和制造水平有了明显的提高。三一重工在2004年11月上海的宝马会上展出了开发的50吨履带起重机，目前在开发80吨、150吨履带起重机。抚顺工程机械有限公司主要生产30-70吨履带起重机。哈尔滨四海工程机械制造公司主要生产50吨履带起重机。中国履带式起重机，起步较晚，对履带起重机的国内用户，少，2000年前市场的容量较小，速度不快的开发。近年来发展国家基础设施，秤，对履带起重机的优势作用越来越了解国内履带起重机用户，市场升温较快，国外知名企业进入，国内大型市场，本土企业挣扎在摔跤，并取得了很大的进展但相比外国知名企业的，和一定的差距，具体情况为：1. 品种少、产量低，但品种日见丰满、产量逐年递增目前，国内履带起重机已形成30-300t系列产品，品种少，重复，中小吨位，和国外的产品型谱覆盖，最大起重量已达1600吨；国内产量低，仅是在外国公司的生产能力，没有形成规模化生产，规模小将难以实现规模经济，R&；D，销售，服务和整个价值链的规模不经济。为了赶上世界先进国家，国内企业奋起直追。在过去的3年中，新产品推出速度从3-4 1种新产品，1-2个3年的发展，4种新产品，新产品不断开发大吨位吨位，其中，只有徐中推出了一个新的4，5，和在国内大吨位的产品首次推出，新产品推出的过程中，成熟期企业发展的力量，以徐中为代表已进入高端技术，主要表现在四个方面：一是关键核心技术的履带式起重机几十的全面控制；二是一种特殊的进口高强度钢，特殊复合材料和其他新材料，新的高端检测技术手段的使用，对产品性能更可靠的保证；在技术创新的四年，提高整个制造工艺水平，有效地满足了高新技术产品的设计要求。中国的大型工程综合安装的环境下，从2000的14发展到2005超过200的台湾，平均每年约70%的增长率，即使在2005受宏观调控的影响，行业销售收入也比2004的销售增长近10%。另外只有2005，国内履带起重机的半年，进口228台，国内需求快速增长，行业，对履带起重机的市场看好的企业努力，提高履带起重机的研究和发展的投资强度，推出了中国第一个徐重300吨履带起重机就是在这样的环境下，一个大诞生。国产履带起重机到目前为止，已形成35吨到300吨以上的十几款更为全面的产品谱，给出了进一步的势头越大吨位发展的徐严重有关部门了解到，450吨为600吨履带式起重机设计工作，即将竣工。2. 技术水平有差距但有全新突破还有在大吨位产品的系统设计和结构上有一定的差距，功能不全。徐充分的研究，为了简化装配和拆卸，减少辅助作业及辅助设备的安装过程中的需求，徐州重型机械有限公司，独家专利技术突破的桅杆起重机，履带起重机桅杆机构可以自组装和拆卸升降，试图克服困难的升降装置大型起重机的必要装置。许量这种实力履带起重机厂商已，自主研发了很注意通过不断的投资与积累，有几十技术不断核心，提高产品质量竞争力。我们产品的测试，逐步提高，测试与研究系统。确保，和产品性能和可靠性的精确表达设计时，公司的支持国际化定位。一般而言，履带起重机有限公司的外国企业的核心技术，国内企业有自己核心技术的逐步形成和不断完善自身的产品，竞争能力质量及国内企业所面临的当务之急。 3. 产品可靠性有待进步提高近年来，国内企业在履带起重机技术取得了一些突破，但由于起步较晚，与国外相比，产品的可靠性有待进一步提高。在产品开发过程中，基于国际支持，性能和可靠性有了很大的提高。4. 国外市场拓展今年上半年，国内履带起重机进口228套，国内企业履带起重机的出口只有12，贸易逆差。国内履带起重机应首先获得在国内市场站稳脚跟，在短期内，提高进入门槛不高的发展中国家市场的拓展，也是扩大企业生产规模，重工业快速增长的良策促进国内履带。1.4履带起重机臂架系统简介履带起重机臂架主体结构一般采用空间桁架结构，桁架结构与板梁结构相比具有重量轻、用料省刚度大、迎风面积小等优点。履带起重机的臂架组合方式有单主臂、主臂带固定副臂、主臂带塔式副臂，如图1所示。有时还采用超起装置、超短副臂、轻型臂等特殊组合方式。固定副臂工况是副臂与主臂的相对角度不变，通过改变主臂的角度来实现变幅。塔式工况是主臂相对不动，通过改变塔臂角度来实现变幅。从主臂变幅方式来看，有只带人字架的、只带桅杆的及人字架加桅杆的方式。这些方式可以任意组合，形成不同的方案。 (a) (b) (c)图1. 臂架组合方式 (a) 主臂 (b) 塔式副臂 (c) 固定副臂 (a) (b) (c)图2. 主臂变幅方式(a) 桅杆；(b) 人字架；(c)人字架加桅杆1.5 个人工作重点臂架是履带式起重机的重要构件之一，通过臂架能够将货物提升到一定的高度，改变臂架倾角可以达到变幅的目的，以增大作业范围。对于履带起重机，臂架设计得是否合理，直接影响着起重机的起升能力、整机稳定性。本次毕业设计的重点就是合理地设计臂架系统的结构，并对其进行强度、刚度、稳定性进行验算。- 36 -第2章 履带起重机总体结构设计2.1总体方案确定对起重机的总体规划的定义主要由以下决定：是基本条件对总重量的重型机械手臂一般小于额定起重量；二是主机和尺寸，方便运输的其他部件的设计；三是用户的需求；四是起重机械的工作环境；第五是原材料和零部件的购买方便的选择，系列化和标准化。以上因素，本章在起重机设计规范及履带起重机设计规范的基础上，吸收和借鉴了国内外有关技术资料，建立了履带起重机总体设计系统。对履带式起重机的结构和功能分区的基础上起重机方案，从繁荣的组合可以选择主臂工况，固定副臂工况，塔式工况和极端条件下（超主臂和固定臂的条件下，超级塔工况）。固定副臂工况是固定侧臂和相对不变的主臂之间的夹角，实现范围内通过改变臂角。塔架是工作臂转角的相对恒定，通过改变吊臂的已实现极差角。超级举工作状态通过增加超起提高充分发挥总体稳定，臂强度的主结构的力量，以提升整体起吊性能。一般来说，大型起重机覆盖上述条件下。履带式起重机的额定起重量是基本臂举升重量的名称，重量只是检测测试指标，在实际工作中是很少使用的，特点是小幅度的，用手臂的力量决定的；通常主臂工况主臂的最大角度不超过83度，最大工作范围在各种条件下的整机稳定性决定的。塔的主要工作臂最大角度一般控制在85度到87度。这个范围是基于高度和整个的心和塔的特点，工作条件是主塔臂角度是固定的，升降高度主臂和塔臂的稳定性确定，工作范围大、工业过程通过一个辅助变量来实现工作范围调整。塔的额定起重量，工作条件一般是通过臂的强度决定，工作范围在长度确定和吊臂的角度，在最大工作角度的副臂一般不超过75度，最小角度一般不小于30度的范围内，这是基于对臂的整体稳定性和整机的稳定性。超起工况是基于上述条件的结果确定，通过增加超起装置提高了整体稳定性，充分发挥手臂力量和主机的结构强度，以提高整体提升性能。2.2方案确定准则履带式起重机的技术参数表示的起重机主要技术性能规格，一般根据对同类机型的性能参数的设计任务书和参考的要求和决定。履带起重机的性能参数，包括额定起重量，工作范围，最大起重力矩，发动机的功率，速度，压力，整体尺寸，运输尺寸和重量。将这些参数对设备零件设计的基础。2.2.1机台铰点位置的确定机铰点的位置是关键，履带式起重机的设计，包括动臂和机械连接铰点拉连接铰链，桅杆和机器连接铰点，该铰点的位置直接影响整个布局，替补席上的性能和成本。臂铰链位置一般靠近转盘轴承，避免了附加力矩。拉连接铰链连接铰链架和机接近臂和机，容易形成一个相对固定的几何。皮带的长度连接铰点要充分考虑到肥大的履带起重机桅杆和机器，拉框的长度和角度，臂架的电缆，通过一定的经验和算法来确定最佳的位置，它的位置在一般高于杆和机铰链连接点。履带起重机桅杆连接铰链架和机桅杆和机器连接铰点位置相同。机器轴承组件是很重要的。起升机构，机器安装发动机，液压系统，控制系统等部分组成，手臂，拉框，通过机器上的铰点连接桅杆，起升载荷。布局的机器安拆方便维护和维修，运输方便，综合考虑，力求机布局紧凑，高度低，重量轻。从机械力学的角度，应努力避免局部铰接点分散，高应力和稳定性。2.2.2大型构件的初步设计强度，刚度和稳定性的因素，在结构设计中考虑，这就决定了机器的能力，也影响整体的稳定性。臂架是履带起重机是最重要的承载构件，在初步设计中的繁荣，我们必须首先确定吊臂的截面尺寸，主弦杆和腹杆的规格和材料。这些参数可以参考同类型的产品，通过计算优化。臂架稳定性的强度设计，设计将在下面的章节中详细讨论。机和大型机的结构设计在复杂应力下的大元件，也不是简单的梁结构，但板梁组合结构。这些成分不仅要考虑强度，刚度和整体稳定性，更重要的是局部应力和局部稳定问题组件。采用规范的方法来计算是非常困难的，解决问题的最有效的方法是有限元法。2.2.3整机稳定性计算起重机的抗倾覆稳定性是指抵抗倾覆起重机本身和外力作用下的能力。许多因素促成了起重机的倾斜，如起重机超载，风荷载过大，动态负荷过大，基础不扎实。通常，根据负载的组合的整体稳定分析的糟糕起重机。文件抗倾覆稳定计算原理时，瞬间的代数和较大的稳定性高于推翻时刻是稳定的代数和起重机。履带式起重机属于移动式起重机，在负荷状态下抗倾覆满足计数验证稳定：冒烟测试或运行时间：当有风或运行；向后倾斜：非工作风。2.2.4整机起重性能确定机表现说的提升能力不同臂长和变幅，是衡量绩效的一个重要指标。按照结构性强度，制度能力和整体稳定性，选用满足强度，并能满足额定负荷对应条件重量稳定要求。在手臂的长度不同振幅的强度和稳定性控制体重分别形成两个性能曲线交叉不重合。两曲线接近和合适的交叉口，说机器的强度和稳定性得到充分利用；如果两曲线之间的差异，相关的机械构件的强度和稳定性进行适当的调整参数。履带起重机起重性能。正常情况下，在小振幅的情况下，结构的强度所决定，在很大程度上是由整机的稳定性测定。2.2.5机构设计履带起重机起升机构的一般机制，变幅机构和回转机构和行走机构，分别，完成升降，俯仰，回转和行走和复合动作。初步设计的选择机制，完成了主要受力机理分析，发动机和液压控制系统。提升和初步设计的变幅机构进行钢丝绳张力的计算和放大倍数的选择；回转的计算和适当的回转支承轴承的旋转阻力矩的初步设计完成机制是根据轴力和弯矩的机器选择；初步设计完成的行走机构行走阻力计算。履带式起重机必须克服以下行走阻力：在履带行驶阻力的脸和不稳定运动惯性阻力，坡度阻力，风的阻力转向阻力，内阻行走装置，但阻力不同时出现。随着负载电阻的旅行和包含行走阻力提升载荷引起的。总之，起重机的整体设计将直接影响产品的性能，但在整体设计过程中尤其是大型履带式起重机充分考虑新的高强度材料的使用，尽可能降低接地比压和全机重量和单符合道路运输要求的尺寸；拆装方便，提高模块化的推广，注重人文和工效，降低成本，提升产品竞争力。第3章 臂架系统设计3.1设计参数3.1.1作业工况最大起重量幅度：1350吨58米 主臂长：78米副臂安装角：10，30度3.1.2机构速度主副起升机构速度：0110米/分变幅机构速度：035米/分回转机构速度：0.6转/分行走机构速度：1.0公里/小时爬坡能力：30%3.2臂架的结构型式桁架式臂架可以制成轴线为直线形或折线形的机构型式。其中，直线形臂架结构简单、制造方便、受力情况好。其缺点是不能很好地利用臂下空间，特别是当起吊庞大货物时，降低了起重机的有效起升高度（图2.1a）。折线形臂架可以避免上述缺点，能够更有效地利用臂下空间，但折线形臂架的结构复杂，受力情况不好。在横向水平力的作用下，臂架受扭1。目前比较常用的是直线形臂架，如果想要增大臂下的空间，扩大起重机的作业范围，也可以在直线形主臂的端部安装直线形副臂（图2.1b），同样也可以达到提高起升高度的目的。本次毕业设计就是采用这种结构的。桁架式臂架的截面一般为矩形，空间的杆系分为弦杆和腹杆，均由型钢制成，它们可以使用无缝钢管、角钢等。本次设计的臂架采用无缝钢管。由受力特点决定，臂架在变幅平面内相当于两端简支，所以两片桁架通常制成中间为等截面的平行弦杆，两端为梯形。对于回转平面内相当于根部固定，端部自由的悬臂梁，通常制成根部尺寸大、端部尺寸小的的型式。为了能够拼成不同长度的臂架组合，臂架的中间部分可以制成几段规格相同的等截面臂节。各臂节间采用销轴连接，通过改变臂节的数量来改变臂架的长度。对于桁架式臂架的结构要特别注意臂架的端部、根部与拼接区这三处的构造，臂架端部应设计得很刚强，通常在端部用钢板来加强腹杆体系。在靠近根部一段长度内的变幅平面桁架用钢板加强，这样能更好的将力传到转台上去。此外，为了保证桁架式吊臂根部的水平刚度，旋转平面的桁架应设置较强的缀板，并使缀板尽量靠近支承铰点。近年来，桁架式吊臂多数采用钢管制成中间等截面、两端变截面的四弦杆空间桁架。现代的桁架式吊臂主要采用圆管制造，应为圆管杆件抵抗屈曲的能力强，风阻力小，杆件接头处力的传递好，价格便宜。图3.1 直线形与折线形桁架式臂架1直线形臂架；2折线形臂架；3直线形主臂；4直线形副臂图3.2 桁架式吊臂的局部结构简图（a） 端部；（b）根部。3.3所选材料许用应力计算3.3.1 16Mn(Q345B)许用应力计算主臂、副臂及撑杆均选用低合金结构钢16Mn，抗拉强度，屈服强度。材料的许用应力根据起重机设计规范中规定的方法进行计算3，其中载荷组合选取考虑了基本载荷和附加载荷的载荷组合。钢材屈服强度与抗拉强度的比值为： (3.1)所以应按表14决定。安全系数；拉伸、压缩、弯曲许用应力 (3.2)剪切许用应力 (3.3)端面挤压许用应力 (3.4)3.3.2 40Cr许用应力计算销轴均采用合金结构钢40Cr，抗拉强度，屈服强度。材料的许用应力根据起重机设计规范中规定的方法进行计算，其中载荷组合选取考虑了基本载荷和附加载荷的载荷组合。钢材屈服强度与抗拉强度的比值为： (3.5)所以安全系数应按表14中规定的选取。安全系数:；基本许用应力: (3.6)剪切许用应力: (3.7)端面挤压许用应力: (3.8)3.4主臂的计算根据主臂长度的技术要求，将主臂顶节和底节均定为20m，标准臂节的长度有8m和10m两种长度规格。主臂长度参数及组合见下表3.1：臂架在作业过程中，臂端承受起升载荷、拉索力及起升绳力的共同作用，如果带副臂，还将承受副臂及撑杆对它的作用力，由它的受力情况看，臂架主要承受轴向压力。其最不利的工况是吊载最大起重量1350t，风侧向吹，起升和回转机构同时作业的工况，此时臂架受轴向压力和侧向载荷的同时作用。另一种危险的工况是最长主臂工况，78m臂长、10m幅度工况，此时臂架整体的稳定性较危险。表3.2 主臂的截面性质项 目数 值项 目数 值弦杆尺寸(mm)765腹杆尺寸（mm）402.5单个弦杆截面面积(mm2)1114.7单个腹杆截面面积(mm2)294.4单个弦杆惯性矩I (mm4)7.06105单个腹杆惯性矩I (mm4)5.20104单个弦杆旋转半径r (mm)25.2单个腹杆旋转半径r (mm)13.3标准截面惯性矩Ix (mm4)1.61109标准截面抗弯模量Wx (mm3)2.68106标准截面惯性矩Iy (mm4)1.61109标准截面抗弯模量Wy (mm3)2.68106标准截面旋转半径rx (mm)600.5标准截面旋转半径ry (mm)600.5顶节危险截面位置(距滑轮)(mm)1500底节危险截面位置(距臂根)(mm)2500顶节危险截面 (宽高)(mmmm)631532底节危险截面 (宽高)(mmmm)1200592顶节危险截面惯性矩Ix (mm4)4.47108底节危险截面惯性矩Ix (mm4)1.61109顶节危险截面惯性矩Iy (mm4)3.18108底节危险截面惯性矩Iy (mm4)3.93108顶节危险截面抗弯模量Wx (mm3)1.42106底节危险截面抗弯模量Wx (mm3)2.68106顶节危险截面抗弯模量Wy (mm3)1.20106底节危险截面抗弯模量Wy (mm3)1.331063.4.1最大起重量工况计算表3.3 主臂最大起重量工况数据项 目数 值项 目数 值起重量(kN)13509.8起升载荷动载系数1.03工作幅度(m)58起升绳力(kN)619臂架仰角(DEG)78.6起升绳与臂架轴线夹角(DEG)1.85拉索与臂架轴线夹角(DEG)23.7起升冲击系数1.05臂长(m)78臂架自重(t)231. 载荷计算2图3.1 臂架受力简图起升绳力： (3.9)式中，起升载荷冲击系数:； 起升载荷；起升倍率与滑轮组效率：根据力矩平衡原理，对臂架铰点取矩，得拉索力Fg为：(3.10)式中，臂架长度；臂架仰角；臂架自重冲击系数；m臂架自重；起升单绳与臂架轴线夹角；变幅拉索与臂架轴线夹角；臂架在危险截面的轴向力Fb为变幅拉索力、臂架自重、起升载荷和起升单绳拉力合力：(3.11)臂架自重垂直于臂架轴线的侧向均布载荷： (3.12)旋转平面内由货物偏摆和臂架风载及惯性载荷引起的侧向集中力T： (3.13)式中，T1载荷是通过钢丝绳悬挂在臂架端部的，载荷在风力和回转机构的起动和制动过程中的惯性力作用下偏离铅垂线一个角度（规范规定=36）；臂架侧向风载，以40折算到臂架头部 (3.14)式中， 风侧向吹，工作风压为一类风压：风力系数，取；计算风压；结构充实率，对于钢管桁架结构，取；两片相邻桁架前片对后片的挡风折减系数；根据 和，取。 (2) 临界力Plinx、Pliny计算变幅平面内：，臂架属于桁架结构，故取n=2查表J3得臂架变截面长度系数为：；在变幅平面内，臂架可看为两端铰支，故取长度系数；长细比 (3.15)换算长细比 (3.16)临界力Pliny (3.17)旋转平面内：，查表拉臂绳或起升绳影响的长度系数；起升滑轮铰点到变幅拉索后铰点的水平距离，作图得知。长细比 (3.18)换算长细比 (3.19)临界力Plinx (3.20)(3) 臂架刚度验算在回转平面内，仅由横向力引起的臂端挠度fw： (3.21)采用放大系数法求臂端挠度f： (3.22)许用挠度： (3.23)刚度满足要求。(4) 整体稳定性验算根据长细比查表得稳定系数根据起重机设计规范公式（27），计算整体稳定性为： (3.24)稳定性满足要求。(5) 腹杆稳定性验算为制造方便，臂架的腹杆一般采用相同截面的杆件。由于腹杆受力不大，按极限长细比来验算腹杆的稳定性。腹杆，最长长度为长细比 (3.25)腹杆的计算长度，当腹杆的挠曲方向在桁架平面内时，当腹杆挠曲方向在桁架平面外时，。腹杆挠曲在桁架平面内腹杆的许用长细比，根据起重机设计规范取=150(6) 臂架强度验算臂架强度计算分为变幅平面和回转平面两种情况，在变幅平面内按两端简支的受压构件计算，其重量Q、拉索力Fg及起升绳力Fsh作用于桁架式吊臂的端点，除产生轴向力外，还由于这几个作用力不能汇交于一点而在变幅平面内产生初弯矩。在回转平面内按臂根固定，臂端自由的悬臂梁计算。这样假设后，臂架就是一个承受双向弯曲的受压构件。臂架横向力的最大弯矩和最大轴向力都出现在臂架根部，但臂架根部有较强的缀板加强，所以通常取靠近臂根未被加强处截面作为计算截面。设此危险截面距臂根距离为x，则由横向力引起的弯矩M（x）为： (3.26)回转平面内的端部初弯矩是由起升单绳偏心引起的：(3.27)变幅平面内端部初弯矩是由起升单绳拉力、变幅拉索力和起升载荷偏心引起的：(3.28)图3.2 主臂头部尺寸示意图由垂直于臂架轴线臂架自重的分力引起的弯矩M（y）(两端简支)：(3.29)由以上的计算结果可以看出：在回转平面内，由起升单绳偏心引起的端部初弯矩非常小，约占总弯矩的1%，故在强度、刚度及稳定性计算时可不考虑，只计算由横向力产生的弯矩即可；在变幅平面内，由臂架自重引起的弯矩也很小，但这是在最短主臂的工况下计算的，随着臂架长度的增加，此项弯矩还将增大，所以不能忽略。其强度条件为：(3.30)式中：，为底节危险截面的抗弯模量强度满足要求。(7) 距臂根2.5m处截面的稳定性双向弯曲构件稳定性按起重机设计规范中式（25）计算3： 式中：轴压稳定修正系数，根据起重机设计规范，对于空间桁架计算时可令；此公式是计算危险截面稳定性公式，故均为危险截面的抗弯模量；两端端部弯矩不等折减系数；（回转平面为悬臂，两端的端部弯矩相同）（变幅平面根部销轴连接，不承受弯矩，=0）横向载荷弯矩系数，由于横向载荷不只是由集中力产生的，所以；绕强轴的端部弯矩对绕弱轴的端部弯矩的影响系数，本截面为封闭截面，抗扭性强，根据起重机规范，故取。(8) 距臂根2.5m处截面局部弦杆单肢稳定性验算长细比(3.32)临界力 (3.33)查表得局部稳定性强度： (3.34)局部稳定性满足要求。(9) 顶节与底节连接处截面的稳定性由横向力引起的弯矩M（x）为：(3.35)由垂直于臂架轴线臂架自重的分力引起的弯矩M（y）(两端简支)： (3.36)整体稳定性强度： 计算截面处抗弯模量(10) 顶节与底节连接处截面局部弦杆单肢稳定性验算长细比(3.38)临界力 (3.39)查表得局部稳定性强度： (3.40)局部稳定性满足要求。(11) 距臂头1.5m处截面的稳定性由横向力引起的弯矩M（x）为：(3.41)由垂直于臂架轴线臂架自重的分力引起的弯矩M（y）(两端简支)： (3.42)整体稳定性强度：计算截面处抗弯模量(12) 距臂头1.5m处截面局部弦杆单肢稳定性验算 长细比 (3.44)临界力(3.45)查表得局部稳定性强度： (3.46)局部稳定性满足要求。(13) 销轴及单双耳的计算5 臂根铰点处销轴：回转平面内横向力引起的弯矩：(3.47)单个销轴最大受力：(3.48)剪切应力：(3.49)式中，F销轴受的剪切力； d销轴直径； 许用剪切应力。 臂根铰点处单耳：挤压应力： (3.50)式中， F单双耳承受的剪切力； d销轴直径； 单双耳的厚度； 许用挤压应力。 底节与顶节连接处销轴：回转平面内横向力引起的弯矩：(3.51)单个销轴最大受力：剪切应力：(3.52) 底节与顶节连接处单耳：挤压应力：(3.53) 底节与顶节连接处双耳：挤压应力：(3.54)3.4.2最长主臂工况计算表3.4 最长主臂工况数据项 目数 值项 目数 值起重量(kN)13509.8起升载荷动载系数1.20工作幅度(m)68起升绳力(kN)43.6臂架仰角(DEG)80起升绳与臂架轴线夹角(DEG)0.49拉索与臂架轴线夹角(DEG)5.64起升冲击系数1.05臂长(m)78臂架自重(kg)45由于最长主臂工况时的计算方法与最大起重量相同，所以只列出由Excel计算出的结果，计算过程就不再赘述。表3.5 最长主臂工况计算结果强度(MPa)刚度(mm)整体稳定性强度(MPa)根部危险截面处头部危险截面处重心位置处折算后整体稳定性(MPa)单肢稳定性强度(MPa)折算后整体稳定性(MPa)单肢稳定性强度(MPa)折算后整体稳定性(MPa)单肢稳定性强度(MPa)223.8483.1133.7237.4254.6148.4168.0196.7210.33.5撑杆的计算3.5.1固定副臂撑杆整体稳定性的计算固定副臂撑杆结构如图3.4。图3.4 撑杆结构简图撑杆材料：16Mn，抗拉强度，屈服强度， 许用应力=259 MPa。撑杆长L=4000mm。撑杆截面性质：惯性矩：，撑杆下端：，撑杆顶端：截面尺寸：76X6，横截面积：，旋转半径：，。y轴方向上：查表J2得：长细比 (3.101) (3.102)撑杆的长细比： (3.103)查表取稳定系数：。表3.11 撑杆最大受力工况参数项 目数 值项 目数 值起重量(kN)13509.8起升载荷动载系数1.23工作幅度(m)68主臂仰角(DEG)80副臂与主臂夹角(DEG)10起升绳与副臂轴线夹角(DEG)9拉索与副臂轴线夹角（DEG)23起升冲击系数1.05主臂长(m)78副臂长(m)36图3.5 副臂拉索简图起升绳力： (3.104)前拉索力为：(3.105)后拉索力为： (3.106)式中：、为副臂前、后拉索与撑杆间的夹角撑杆轴向力为：(3.107)式中：、为副臂前、后起升绳与撑杆间的夹角整体稳定性：(3.108)满足要求。撑杆底部单支稳定性计算：单支弦杆长：长细比：(3.109)查表H2得稳定系数：单支稳定性应力：(3.110)3.5.2固定副臂撑杆下铰点销轴和单耳计算(1) 销轴计算轴截面性质：外径最大受力工况：副臂9.0m主臂24m幅度8.35m起重量4.9t，撑杆轴向力50.3kN。单个销轴受力此时剪应力： (3.111)剪切应力满足要求。(2)单耳挤压应力计算最大受力工况：副臂9.0 m主臂24m幅度8.35m起重量4.9t，撑杆轴向力50.3 kN。承压应力：(3.112)3.6 拉索的计算拉索是主要承载构件之一。先对拉索进行受力分析，选取拉索最大受力工况作为计算工况，计算拉索承受的最大拉力，然后根据安全系数计算所需钢丝绳的最小破断拉力，最后选取拉索绳径及拉索形式。3.6.1 主臂拉索计算主臂拉索最大受力工况：最长主臂78m起臂工况臂长：；78m主臂重：；主臂角度：；主臂拉索与主臂轴线夹角：；起升冲击系数：。主臂拉索力：(3.113) 钢丝绳最小破断拉力： (3.114)所以选择巨力公司的公称抗拉强度为1870MPa的圆股钢芯钢丝绳（），所选钢丝绳最小破断拉力521kN。拉索选择开闭式浇铸索具，对应的销轴直径为销轴剪切应力：(3.115)拉索双耳挤压应力：(3.116)满足强度要求。3.6.2 固定副臂拉索计算固定副臂拉索最大受力工况
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