QAY50随车起重机的总体设计
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QAY50随车起重机的总体设计说明书.doc
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臂架1.dwg
臂架2.dwg
臂架3.dwg
摘要
随着经济建设的迅速发展，我国的基础建设力度正逐渐加大，道路交通，机场，港口，水利水电，市政建设等基础设施的建设规模也越来越大，市场对大吨位起重机的需求将大大增加.本文通过对徐重QAY50起重机的总体研究，进一步优化设计臂架，来实现对起重机的优化设计，增大吨位。先对臂架做受力分析计算，运用有限元分析等方法来优化臂架，并对优化后的臂架做强度和刚度的校核。
关键词：QAY50起重机；总体研究；优化臂架，有限元分析，校核。
Title QAY50 boom crane to do the optimal design
Abstract
With the rapid development of economic construction, Chinese infrastructure is gradually increase the intensity, Road transport, airports, ports, water conservancy and hydropower, municipal construction of infrastructure such as the scale of construction is also increasing, The market demand for large-tonnage cranes will be greatly increased. Based on the re-study the QAY50 crane, and further optimize the design boom, the crane to achieve the optimal design, increased tonnage. Analysis done on the boom, the use of finite element analysis and other methods to optimize Boom, Boom and optimize the strength and stiffness to do the checking.
Key Words: QAY50 crane; overall research, optimization Boom, finite element analysis, check.
目录
第1章 绪论1
1.1QAY50起重机基本特点1
1.2起重机用途及类型1
1.3起重机国内外发展概况4
1.4课题研究内容及重要意义12
1.5研究方法13
第2章 QAY50起重机的总体设计14
2.1 QAY50起重机主要参数的确定14
2.2 底盘轮轴的布置15
2.3 QAY50全地面起重机轮胎的选取18
2.4 底盘主要尺寸的确定19
2.5 QAY50全地面起重机轮距的确定21
2.6 QAY50发动机主要性能指标的选择22
2.7 QAY50全地面起重机吊臂尺寸的确定23
第3章 QAY50起重机吊臂设计与计算28
3.1 QAY50全地面起重机吊臂各节尺寸的确定29
3.2 QAY50起重机吊臂截面的确定31
3.3 QAY50起重机吊臂受力分析33
第4章 QAY50起重机举升臂有限元分析45
4.1 伸缩吊臂结构分析45
4.2 伸缩吊臂有限元模型建立46
4.3 计算结果与分析49
4.4 结束语51
第5章 QAY50 U形吊臂伸缩机构工作原理49
5.1 U形吊臂的工作原理49
5.2 起重机工作原理52
第6章 QAY50 U形吊臂零件----套筒的加工工艺55
结 论59
致 谢60
参 考 文 献61
第1章绪论
1.1QAY50起重机基本特点
（1）吊臂采用易于定心、对腹板抗失稳能力、抗扭曲变形能力强的大圆角六边形截面;
（2）转台采用立板加筋结构;这种结构在满足强度要求的同时减轻了重景，提高起重性能，使材料的机械性能得到进一步利用;
（3）采用前悬下沉全景驾驶室专用汽车底盘。这种底盘车身长，适合较长吊臂的布置(吊臂的增长，使整机的起升高度增加)，且乘坐舒适、视野开阔。
（4）液压系统增设回转制动阀、液压先导控制阀、液控操纵回路，使回转抗冲击能力增强、操纵更加方便;
（5）演压辅件采用新型锥面密封与O型圈相结合的双重密封，提高管路密封性。
（6）利用现代设计方法和手段。开发、编制相关的计算软件，提高设计质量和效率，缩短产品研发周期。软件要有良好的通用型，己适应其他吨位产品的开发。课题研究内容及重要意义
（一）研究徐州重型QAY50型起重机为例对起重机的臂架进行分析和改进：
（1）起重机整机及校核计算
（2）臂架计算
（3）轮距计算
（4）整机尺寸计算
另外，根据起重机设计规范， 对起升机构、回转机构、臂架强度、伸缩油缸的稳定性等进行设计计算。工作量A0图纸2张，A1图纸一张，三维的有限元分析。
（二）随着经济建设的迅速发展，我国的基础建设力度正逐渐加大，道路交通，机场，港口，水利水电，市政建设等基础设施的建设规模也越来越大，市场对大吨位起重机的需求将大大增加。
1.5研究方法
(一) 计算机辅助设计(CAD)
计算机辅助设计是随着计算机及其外围设备发展而迅速形成的一门新兴的现代设计方法。它的发展与应用，对提高设计质量和效率、提高产品的市场生存和竞争力发挥十分明显的作用。电子技术和计算机技术的发展使计算机辅助设计硬件设备性能得以提高，各种硬件设备不仅已形成了产品，而且己成为CAD的一般配置。目前，计算机辅助设计方法已成为工程技术人员进行创造性设计活动不可缺少的手段。
(二) 有限元设计
有限元设计是根据离散原理求解数学、物理问题的一种数值计算方法。它能整体、个别、多功能随意组合，进行静力、动力、电场、磁场等分析。对完成结构复杂的系统分析十分有效，现己在起重机结构计算中应用。
(三)改进设计
改进设计方法可根据产品要求，合理的确定和计算各种参数， 以期达到最佳的设计目的。
(四)动态仿真设计
国外近年来在起重机设计中采用了动态仿真设计的新方法，即用计算机对机构与结构在各种工况下承受载荷进行运行状态随时间变化过程的仿真模拟，得到仿真输出参数和结果，以此来估计和推断实际运行的各种数据， 并在对起重机进行动态分析计算时采用。
第2章QAY50起重机的总体设计
2.1 QAY50起重机主要参数的确定
表2-1 行使状态主要参数
类别项 目单位参数与尺寸
尺寸参数整机全长mm12200
整机全宽mm2750
整机全高mm3200
轴 距一、二轴mm2850
二、三轴mm1725
轮 距mm2340
前 悬mm3000
后 悬（不计备胎）mm2038
重量参数行驶状态总质量kg36800
轴荷一轴kg12200
二、三轴kg24600
行驶参数行驶速度最高行驶速度km/h70
最低稳定行驶速度km/h2
底盘参数发动机型号D6114ZLQ1B
发动机功率kW/(r/min)205/（2200）
驱动型式6×4
钢板弹簧片数油气悬挂
轮胎规格14.00R24
轮胎数（不包括备胎）6
表2-2 起重作业状态主要参数
类别项 目单位参数与尺寸
主要性
能参数最大额定总起重量t50
最小额定工作幅度m3
最大起重力矩基本臂1739.5
最长主臂721.3
最长主臂+副臂417
支腿距离(全伸)纵 向m7.375
横 向m6.8
起升高度基本臂m10.4
最长主臂m38.5
最长主臂+副臂m53.4
起重臂长度基本臂m10.2
最长主臂m38
最长主臂+副臂m38+15
2.2 底盘轮轴的布置
QAY50全地面起重机底盘的轮轴(也称桥)布置有多样形式。驱动桥的数目取决于所需的牵引力的大小,然而某轮轴总数,取决于整机的重量。换言之,轮轴数目受到轮轴许用载荷的控制。
一根轮轴的许用载荷取决于桥壳强度和轮胎的许用负荷。但还必须考虑到道路和桥梁的标准的许用承载能力。我国的公路工程技术标准规定公路车辆的单后桥轴荷最大为13吨，而双后桥为2×12吨。将QAY50全地面起重机总重除以许用轴荷可得到最少的轮轴数目。由于转向桥上转向阻力矩与轴荷成正比，为减少转向力，减轻驾驶员疲劳强度，转向桥的轴荷希望小一些，同时，为减少转向力矩，转向桥常用单胎，故许用轴荷必然是用双胎轴荷的一半。在采用液压转向装置的QAY50全地面起重机中，转向桥的轴荷可以大一些。见参数表1-1。
结 论
通过本次毕业设计,让我了解了起重机的构造,和基本原理,也着重的了解了QAY50起重机的性能。在同类起重机中，QAY50的优越性能，经过各个方面的计算研究，可以细致的看出QAY50相比较其他起重机的优点：首先其转弯半径很小，其头大身小可以有利于通过道宽比较窄的道路；其次，通过轮距的计算，可以说明这种比例可以减轻轴荷，让其受力载荷分布的更加均匀；再次这种车身设计可以采用半径小的轮胎，在行驶情况下可以长时间处于超符合状态，这在轮胎的计算中已经体现出来；最后，其全车重量的分配可以倾向于车头部，这样在起重机举升臂作业的情况下可以增强其稳定性。
本次设计的重点是对举升臂的优化，也就是对截面的优化设计~U型举升臂的设计，有了理论上的可行性，对其做多方面的了解和校核。通过对比分析，新型起重臂有传统箱形吊臂不可比拟的优良性能。有以下结论：U型起重机的举升吊臂其选取材料低级化，可以降低整车成本；其稳定性更好，臂架焊口、焊点处不易开焊；在U形臂的臂上其应力集中情况不明显，增强其工作寿命。
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