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SQY200随车起重机设计【石油】【11张图/14900字】【优秀机械毕业设计论文】

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SQY200随车起重机设计【石油】【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

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A0-工作位总装配.dwg

A0-液压图.dwg

A0-立体图.dwg

A0-起重机装配图.dwg

A0-运输位总装配图.dwg

A2-支座竖臂.dwg

A4-吊臂的板.dwg

A4-大钩.dwg

A4-小齿轮.dwg

A4-支座竖臂侧板.dwg

A4-竖臂板3.dwg

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关键词：: sqy200 起重机设计石油优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份,33页,14900字左右.
PPT答辩稿.ppt
任务书.doc
开题报告.doc
摘要.doc
毕业刘明书.doc

图纸共11张,如下所示
A0-工作位总装配.dwg
A0-液压图.dwg
A0-立体图.dwg
A0-起重机装配图.dwg
A0-运输位总装配图.dwg
A2-支座竖臂.dwg
A4-吊臂的板.dwg
A4-大钩.dwg
A4-小齿轮.dwg
A4-支座竖臂侧板.dwg
A4-竖臂板3.dwg

任务书

题目 SQY200随车起重机设计
专业机自05-06班学号 050401140602 姓名杨阳
主要内容、基本要求、主要参考资料等：
1、主要内容
随车起重机的总体设计；
随车起重机起重臂的结构设计；
随车起重机平衡机构的分析；
进行液压系统设计；
进行整机稳定性分析。
2、基本要求
设计机器总体、主要部件、主要零件、机器立体图、液压原理图等，折合0号图纸5张；
设计计算书1.5万字；
外文资料翻译3000汉字。
3、主要参考资料
a、机械设计手册；
b、相关专业机械书籍；
c、相关专业机械文章、专利资料；
d、相关生产机械厂家样本、图纸等。

开题报告表
课题名称 SQY200随车起重机设计

开题报告内容：（调研资料的准备，设计目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段内容及时间安排；完成设计（论文）所具备的条件因素等。）
1、资料准备
a、机械设计手册；
b、相关专业机械书籍；
c、相关专业机械文章、专利资料；
d、相关生产机械厂家样本、图纸等。
2、设计目的
首先，近几年用户越来越认识到随车起重机的优势，其用途更加广泛，市场
不断扩大。从随车起重机发展历史上看，20世纪70年代只有石煤机、山西长治等几个厂家引进吸收了国外的少数产品，吨位也在3t左右徘徊，使用范围很小，目前我国的随车起重机市场价格处于特别低的水平，一台同样规格的产品国外产品在价格上比国产产品高了几倍，合资企业的产品比国产的也高出一倍之多，而合资企业的产品价格也到了最低点。2006年，我国随车起重机企业在销售量上是个丰产年，但从利润上看未必是丰收年。中国随车起重机行业真正意义上的市场竞争不过10年左右的历史，而真正意义上的全球品牌参与中国市场角逐也不过5年，其运作方式多种多样，策略各有不同，市场格局也因剧烈动荡而处于混沌之中。因而，中国随车起重机行业也从来没有像现在这样受到各界关注。从外
观上看基本留同，性能也相差不多。有自己独立的研发机构或自主知识产权的企业很少，拥有专利技术的就更少，特别是一些小企业墓本上是仿造。
今后随车起重机的市场竞争将逐步从价格竞争转向品牌竞争，打造自己的
品牌，是每个企业占领市场和持续发展的关键性战略任务，同时企业不断开发
研制新产品，才能有活力和竞争力。所以我们必须尽自己的努力设计多种款式多功能的随车起重机，这也是我毕业设计选题缘由之所在。
3、要求
随车起重机的总体设计；
随车起重机起重臂的结构设计；
随车起重机平衡机构的分析；
进行液压系统设计；
进行整机稳定性分析。
4、任务完成阶段内容及时间安排：
3月31日～4月13日（2周）搜集相关资料，学习画图软件；
4月14日～4月27日（2周）起重机的总体设计；
4月28日～5月11日（2周）起重机起重臂的结构设计；
5月12日～5月25日（2周）配重平衡机构的设计
5月26日～6月01日（1周）液压系统设计；
6月02日～6月15日（2周）整机稳定性分析；
6月16日～6月22日（1周）论文写作与整理，准备答辩。
5、预期成果
设计机器总体、主要部件、主要零件、机器立体图等，折合0号图纸5张；
设计计算书40页；
外文资料翻译3000字。
6、现有条件
具有部分相关图纸资料和样本；
具有相关三维设计与仿真软件；
指导教师对该领域非常熟悉。

摘要
随车起重机具备货运与装卸两项功能。除此之外，随车起重机的吊运功能较普通起重吊运设备优点更多，它不仅有强大的自我装卸功能，而且同样的可以完成其它车辆上的货物装卸和设备安装，在为客户提供安全可靠的吊运作业的同时，也减少了设备和人力的投入。
本设计在分析对比了目前存在的随车起重机的各组成机构的优缺点的基础上，完成了随车起重机的底盘选型设计、支腿方案确定及结构设计、油缸规格的选择、铰点位置的确定，吊钩的选择，回转支承的计算及其选型。重点利用SolidWorks有限元分析软件对伸缩臂进行了静力学分析强度校核及结构优化；采用数据共享技术对动臂、竖臂进行优化设计；对整机进行稳定性分析；对液压系统进行了设计。

关键词：随车起重机；有限元分析；回转支承；静力学分析；稳定性分析

Abstract

Lorry crane are provided with both functing of freighting and loading. Except,Swing function of lorry crane have more excellence than common swing equipments.Lorry crane not only has powerful self loading and unloading function,but also can finish else lorry And the other to be completed the same volume of loading and unloading vehicles and equipment installation, providing customers with safe and reliable operation of the lifting, but also to reduce the operation of the equipment and manpower inputs.
Comparative analysis of the design of the existing lorry crane bodies of the advantages and disadvantages of the various components on the basis of the completed vehicle chassis type design of cranes,Outrigger program to identify and structural design, the choice of the fuel tank specifications, to determine the location of hinge points, the choice of hook, the calculation of slewing and Selection. Focus on the use of finite element analysis software SolidWorks telescopic boom on a static analysis and structural optimization of intensity calibration; the use of data-sharing technology boom, to optimize the design of vertical arm; on the whole stability analysis; of hydraulic systems design.

Key words:Lorry Crane；Finite Element Analysis；Rotating bearing ；Static Analysis ；Stability Analysis

目录
第1章概述 1
1.1随车起重机的产生及意义 1
1.2随车起重机的发展 2
1.3国产随车起重机与国外产品的差距 3
1.4随车起重机的市场销量 3
1.5 本章小结 4
第2章随车起重机结构设计 5
2.1 SQY200随车起重机方案的确定 5
2.2随车起重机回转机构和起升变幅机构的设计 7
2.3 随车起重机原理 8
2.4本章小结 9
第3章随车起重机计算与分析 10
3.1起升变幅机构设计计算 10
3.2回转机构的设计计算 18
3.3伸缩臂的有限元分析 20
3.4本章小结 22
第4章稳定性分析 23
4.1稳定性及计算方法 23
4.2本章小结 25
第5章液压系统的设计 26
5.1 液压系统 26
5.2液压系统的控制 27
5.3马达的选型设计 29
5.4支腿油缸的作用面积 29
5.5起重机的液压图 30
5.6本章小结 30
结论 31
参考文献 32
致谢 33

SQY200随车起重机设计

内容简介：: 机电式起重机及卷扬为改善安全和提高运作性能用于极端天气条件摘要直到最近，大多数钻井和生产设备才被设计用于运行在温带气候区，并在典型的温度范围为零下 20度至零上 50度，随着石油产品需求日益增加使石油勘探到了敌对的和富有挑战性的像巴伦支海这样的领域，西伯利亚北部陆上领土，也在炎热的沙漠地区像撒哈拉和沙特阿拉伯沙漠这样的地区。结果，悬挂及钻井设备的设计必须使操作可靠和安全在极限温度下。这也可能是个问题，特别是对高度依赖温度的液压驱动的设备，包括在机器操作时设备工作的可用性以及机器的安全性和准确性。一种使用永磁电机（马达）技术制成的新型电力绞车已经制定和使用在了起重设备上，从小的人工卷扬到大型离岸起重机，这种新技术用于“从里面到外面的” 年前首次被引进海外市场在人工控制卷扬设备上。这种技术现在适应大马力绞车，提高起重机的安全性和操作性能。这种和欧洲规范条例起重机应用。本文将侧重于使用电力起重机的益处 M 电机技术 ,及关于形状，大小和操作性的优化设计的可能性。广泛的电机自身的实验，起重机卷扬及其控制系统和起重机已进行的操作将会被讨论，加强安全方面的紧急行动来降低近海起重机永磁电机与交流异步电动机相比也可以谈。定义交流电动机 =感应，鼠笼电动机控制通过变速调速下午电机 =永磁电机控制通过变速调速简介本文审查的起重机是“全电”的高级起重机，被设计来满足起重机的要求包括 N 标准，根据标准起重机的最大起重能力在 92吨至 112吨之间变化。今天大多数境外起重机都是液压操作的，但对于所有电气离岸起重机有越来越多的要求。一个主要的原因是为了避免人的身体暴露到液压油中的有毒物质中，另一个重要因素是避免在操作和维护过程中因为机油渗漏和溢出而引起的环境污染风险。这个是特别重要的在易受影响的寒冷像北极这样的地区，这种起重机是专为在极端温度，从零下 20度至零上 50度而设计的，随着操作在这个大的温度范围内变化，一个标准的液压起重机将需要额外的加热和冷却的要求，以确保液压油保持了令人满意的黏度。此优势与电力设备与液压设备中在之前的这里不再重复。卷扬是专为最高起重能力 25吨 /m，最大起重单线速度 3,0 m/ 械设计永磁卷扬机械设计（很简单，功能强大，简化安装，维护和故障检修机器。每个起重机有三个绞盘（图 1 ）：图 1. 高级的卷扬吊杆卷扬，放置在起重机的尾部，升降吊杆本身主要卷扬，置于吊杆内部，用于重型升降机（ 4或 6部分，这取决于标准）辅助卷扬，置于吊杆内部，用于单线升降机。本文将集中于设计 25及测试以确认不同组成部分满足所有适用的起重机要求有关安全，环保，速度，加速度，扭矩等设计要求。为了满足重机卷扬必须仔细设计，制造和检验，这意味着起重机卷扬要 “大量的设计”，因为没有一个要求一定重叠的另一个要求的，这如图 2所示，在绿色圆圈说明了卷扬设计根据圈的满足要求，红圈满足客户的要求，而灰圈说明实际的起重机卷扬的设计要满足这三个要求。以下各节中的实际需要将讨论更多的细节。客户需求图 2. 例证国王职位起重机本文介绍是一个自定义内置相同的一变速器，同一刹车，同样的驱动装置等等，也就是说零部件可以互换，实质上许多不同的备用零件可以减少此，如果一个卷扬或交流传动不能工作了，是应能够相对迅速地改变设置，并继续运行即使起重机一个组成部分不能工作了。从备用零件和可操作性的观点看这些要求是非常好的，但对于三个不同卷扬的能力要求如图 3所示，吊杆卷扬（绿色）需要高扭矩，但不需要高速色）需要高速，但不需要高扭矩，辅助绞盘（紫丁香色）也不要求高扭矩也不要求高速，而是因为所有组件应是相同的，相对于其它要求这种卷扬要有较大的起升能力。图 3. 关于相比于 12吨的重量，而相同情况下重机则承受 92 吨，比起 4 个部分的重机， 6个部分的重机的主要卷扬的设计必须为更高速的，这意味着卷扬的起重能力是“大量 ”地为起重机应用而设计。欧洲起重机说明书中有些富有技术挑战的安全要求自动过载保护系统手册过载保护系统自动钢丝绳张紧系统这两个第一是安全的职能包括保护起重机防止过载万一钩是无意的被卡在供应船只或类似的，如图 4 表现的，能包括协助操作员在船只和起重机之间负荷转移。图 4. 吊钩偶尔卡在船只上根据 “这个系统应不断监测起重机的重力及重力矩将一直操作在所有正常的条件下条件包括悬挂，降低，变幅，回转和静止，此系统将一直操作的所有件。当吊钩被任何移动的物体缠绕，或是从起重机向下方向被拖拽在指明的一定的向内或向外的角度中，该系统将自动运转起来。平台升降机的触发负荷不得小于额定起重能力，从而做出适当的反应时间以避免起重机重大损害，系统响应时间被定为由超载事故到最多积累的那段时间。 “图 5给出的参考，举例说明了要求，横轴代表时间，而纵轴代表吊钩载荷，图中的水平蓝色线代表在给定的某一负载半径下的额定起重能力，色横线是对起重机造成严重的破坏的重要损害负荷。绿色虚线曲线代表随着越过代表“重大损害负荷”的线。正如图中带有红色虚线曲线如果应时间此限制将被突破，被激活的时间到吊钩负荷减少的反应时间需要缩短以避免起重机过载，对于特定的起重机反应时间必须少于 200毫秒要获得此，至关重要的是惯性系统要低使制止和卷扬扭转的旋转迅速果扭矩超过了实际起重能力绳索将卷起来。这就是为什么起重机卷扬必须设计为低惯性和快速响应时间。图 5. 根据 “在正常操作情况下该系统须能运转的能力，由于纠缠和相对运动超载可能会发生，在正常停止，紧急停止或在发生起重机的主要电力供应。该系统的布置，仅为所有配置的手动运转。这个系统运转起来时应保持悬挂系统的能力，接近平台升降机的最高额定能力 10 ，允许钢丝绳完全的脱离滚筒，没有造成起重机的重大损害。 “ 求得到是靠意味着当电动机是短路时机作为发电机工作， 0 额定容量的要求，电机短路是通过所谓的对这种应用精心设计和制作的。根据 13852 “当运动和控制杆悬挂的位置是充分悬挂时，一个运动的绳子张紧系统提供了一个张紧悬挂钢丝绳的一套价值点，包括向上向下的船只运动。 “ 统的功能时帮助运营商从货船上提升重物，重要的是当电线沿着升沉运动的船，当绳子固定在重物上时，最先进的系统可以被运营商运行，该系统会对绳子保持低恒的张力。当供应船处于波浪顶部时，负载可以从船上安全地起升而无任何风险使负载重新进入。起重机卷扬的设计高级起重机有几个起升系统和职能，他们是工作在一起的。吊杆的起升和卷扬的起升是旋转的全部功能，为了便于起重机的操作它们必须作为一个系统共同工作。引进于扭矩和速度控制也提高了其可操作性。图 6 显示了设计的一个置于起重机吊杆内部的卷扬样易于安装和维修可能拆下卷扬，没有额外的悬挂装置就不用拆卸起重机的卷扬，然后再次抬起吊杆。此卷扬滚筒配有沟槽以引着绕绳。行星齿轮直接安装在卷扬滚筒上，从卷扬配有两个机械制动器，一个主要的一个辅助的，主要制动器是安装的齿轮箱上的盘式制动器，连接到助制动器是直接安装在卷扬滚筒上的，这两个制动器是空中操作的万无一失。图 6. 25 主要和辅助卷扬尺寸和重量的比较机置于卷扬滚筒的内部解决方案，少了接近 ) 。图 7比较了永磁电机和异步电动机的解决方案，异步电动机连接到一个角齿轮这是连接到卷扬滚筒上的，安排的形状像一个 L ，需要一个相对大面积。图 7. 如果比较这两个解决方案的重量，主要的原因是 1200公斤。总结 1设计符合 N 双方的标准的起重机。 2目的是通过使用可互换的零件和部件，减少了备件。 3设计以高度的冗余性，增加起重机的可用性。 4比较永磁电动机卷扬解决方案和交流电机解决方案表明，面积较小，惯性降低和紧急降低系统是改善永磁电机的解决方案。课题来源：北京北方德瑞科技有限公司指导老师：赵伟民教授答辩学生：杨阳一、应用前景随车起重机是将起重作业部分装在载重货车上的一种起重机。广泛应用于交通运输、土木建筑、电力、电讯、野外作业、石材业和码头等的货物装卸、抢险救援及远距离转移货物，加装附加装置后，还可用于桥梁维修、高空架线及检测等作业。随着国家基础建设的规模不断加大，随车起重机在起重运输行业和野外作业发挥的作用也将越来越大。随车起重机优点： 1、一台车辆同时具备货运与装卸两项功能； 2、它不仅有强大的自我装卸功能，而且同样的可以完成其它车辆上的货物装卸和设备安装。 3、在为客户提供安全可靠吊运作业的同时，也减少了设备和人力的投入。二、随车起重机结构设计 1、起重臂结构形式、布置形式的比较与选择； 2、支腿形式的确定； 3、起升、变幅、回转机构的结构设计。两类随车起重机的比较图 1直臂式随车起重机图 2折臂式随车起重机选择折臂式起重机的优势折臂吊吊臂由两部分组成所以吊臂较短，相应液压缸行程就短，加工难度小。折臂吊吊臂伸缩液压缸安装在吊臂外部，出现故障时容易维修。前置式起重机的优点随车起重机可分为前置、中置和后置 3种布置型式。前置式随车起重机安装在汽车驾驶室和货箱之间这种型式，充分利用货箱面积，并保证起重臂在允许的伸出长度内和相应的运动条件下，能达到货箱的所有位置。因液压泵安装距汽车发动机较近，故液压传动效率比其他型式都高，本次设计选用前置式。支腿的选择动支腿伸出后，工作时垂直腿撑地，形如点是支腿跨距较大，对场地适应性较好目前已被广泛采用，本次设计选择整机方案的确定根据选择确定本次设计方案：整体为折叠臂式，整车装配为前置式。采用液压油缸进行变幅，升变幅系统有吊钩、驱动马达、动臂、伸缩臂、液压油缸组成；回转机构有竖臂、回转支承、回转减速器组成。随车起重机的总装图随车起重机工作原理随车起重机由起升机构、变幅机构、回转机构等组成：起升机构由液压泵驱动液压油缸，液压缸实现伸缩运动，最终使动臂、伸缩臂使能够绕铰支处旋转，改变工作的范围，从而实现吊钩的上升和下降。回转机构是通过液压泵驱动液压马达，液压油缸带动回转减速器，减速器的小齿轮和回转支承的齿轮啮合，回转支承运转而实现回转运动，带动整个起重机的回转运动。三、随车起重机计算与分析随车起重机主要计算了臂的长度、铰点位置的确定，油缸、回转支承、吊钩的计算，并根据标准选择具体的型号。对伸缩臂进行了有限元分析，对应力、应变、位移图进行了说明。回转支承的尺寸计算根据主机类型静态安全系数取（ 1）总轴向力工况 A V=G+ （ 2）总径向力（ 3）总力矩不计风力，考虑 125%载荷时的最大工作载荷；根据计算选择单排四点接触式回转支承起重机工况图 1 运输位置图 2 工作位置起重机有限元分析伸缩臂图 3 网格线图 4 伸缩臂应力图图 5 伸缩臂应变图图 6 伸缩臂位移图四、稳定性分析与计算起重机的抗倾覆稳定性是关系到起重机能否安全作业的重要指标。因为起重机在伸缩臂全部伸出达到最大工作位容易出现倾覆现象，所以进行了稳定性的计算。在无风静载工况下进行计算。根据力矩法经计算，符合要求。压系统的设计由于汽车轮胎的支撑能力有限，在起重作业时必须放下支腿，汽车行驶时则必须收起支腿，有两条支腿，每个支腿配有两个液压油缸。支腿用三位四通阀控制，每个纵向油缸上配有一个双向液压锁，以保证支腿可靠的锁住，以防止起重作业过程中发生软腿现象。起升变幅机构要求所吊重物可升降或在空中停留，速度要平稳，变速要方便。冲击要小、启动转矩和制动力要大，在起升重物时，改变阀的开口方向和大小，即可调节臂的运功速度和伸缩。由于本设计起重机工作臂有上仰和下倾状态，给收缩缸安置了双向平衡阀，提高了作业的可靠性。回转机构要求臂能在任意方向起吊，由于惯性小，一般不设置缓冲装置，操作换向阀可使马达正、反转或停止。液压原理图欢迎并感谢各位老师热心指导大庆石油学院毕业设计（论文）任务书题目车起重机设计专业机自 05 学号 050401140602 姓名杨阳主要内容、基本要求、主要参考资料等： 1、主要内容随车起重机的总体设计；随车起重机起重臂的结构设计；随车起重机平衡机构的分析；进行液压系统设计；进行整机稳定性分析。 2、基本要求设计机器总体、主要部件、主要零件、机器立体图、液压原理图等，折合 0 号图纸 5张；设计计算书字；外文资料翻译 3000 汉字。 3、主要参考资料 a、机械设计手册； b、相关专业机械书籍； c、相关专业机械文章、专利资料； d、相关生产机械厂家样本、图纸等。完成期限： 3 月 31 日 6 月 22 日指导教师签名：专业负责人签名： 2009 年 3 月 13 日大庆石油学院学生开题报告表 1 课题名称车起重机设计课题来源北京北方德瑞科技有限公司课题类型 A 指导教师姓名赵伟民学生姓名杨阳学号 050401140602 专业机械设计制造及其自动化开题报告内容：（调研资料的准备，设计目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段内容及时间安排；完成设计（论文）所具备的条件因素等。） 1、资料准备 a、机械设计手册； b、相关专业机械书籍； c、相关专业机械文章、专利资料； d、相关生产机械厂家样本、图纸等。 2、设计目的首先，近几年用户越来越认识到随车起重机的优势，其用途更加广泛，市场不断扩大。从随车起重机发展历史上看， 20 世纪 70 年代只有石煤机、山西长治等几个厂家引进吸收了国外的少数产品，吨位也在 3t 左右徘徊，使用范围很小，目前我国的随车起重机市场价格处于特别低的水平，一台同样规格的产品国外产品在价格上比国产产品高了几倍，合资企业的产品比国产的也高出一倍之多，而合资企业的产品价格也到了最低点。 2006 年，我国随车起重机企业在销售量上是个丰产年，但从利润上看未必是丰收年。中国随车起重机行业真正意义上的市场竞争不过 10 年左右的历史，而真正意义上的全球品牌参与中国市场角逐也不过 5 年，其运作方式多种多样，策略各有不同，市场格局也因剧烈动荡而处于混沌之中。因而，中国随车起重机行业也从来没有像现在这样受到各界关注。从外观上看基本留同，性能也相差不多。有自己独立的研发机构或自主知识产权的企业很少，拥有专利技术的就更少，特别是一些小企业墓本上是仿造。今后随车起重机的市场竞争将逐步从价格竞争转向品牌竞争，打造自己的品牌，是每个企业占领市场和持续发展的关键性战略任务，同时企业不断开发研制新产品，才能有活力和竞争力。所以我们必须尽自己的努力设计多种款式多功能的随车起重机，这也是我毕业设计选题缘由之所在。 3、要求随车起重机的总体设计；随车起重机起重臂的结构设计；随车起重机平衡机构的分析；进行液压系统设计；进行整机稳定性分析。 4、任务完成阶段内容及时间安排： 3 月 31 日 4 月 13 日（ 2 周）搜集相关资料，学习画图软件； 4 月 14 日 4 月 27 日（ 2 周）起重机的总体设计； 4 月 28 日 5 月 11 日（ 2 周）起重机起重臂的结构设计； 5 月 12 日 5 月 25 日（ 2 周）配重平衡机构的设计 5 月 26 日 6 月 01 日（ 1 周）液压系统设计； 6 月 02 日 6 月 15 日（ 2 周）整机稳定性分析； 6 月 16 日 6 月 22 日（ 1 周）论文写作与整理，准备答辩。 5、预期成果设计机器总体、主要部件、主要零件、机器立体图等，折合 0 号图纸 5 张；设计计算书 40 页；外文资料翻译 3000 字。 6、现有条件具有部分相关图纸资料和样本；具有相关三维设计与仿真软件；指导教师对该领域非常熟悉。指导教师签名：日期： 1、课题来源：课题来源分为结合实际课题和自拟课题两种，结合实际课题中来源于科研课2 题的要填写确切基金项目、企事业单位项目，不能写横向、纵向课题等。 3 2、课题类型： A 工程设计； B 科学实验； C 软件开发； D 理论研究； E 应用研究。 4 大庆石油学院本科生毕业设计（论文）摘要随车起重机具备货运与装卸两项功能。除此之外，随车起重机的吊运功能较普通起重吊运设备优点更多，它不仅有强大的自我装卸功能，而且同样的可以完成其它车辆上的货物装卸和设备安装，在为客户提供安全可靠的吊运作业的同时，也减少了设备和人力的投入。本设计在分析对比了目前存在的随车起重机的各组成机构的优缺点的基础上，完成了随车起重机的底盘选型设计、支腿方案确定及结构设计、油缸规格的选择、铰点位置的确定，吊钩的选择，回转支承的计算及其选型。重点利用限元分析软件对伸缩臂进行了静力学分析强度校核及结构优化；采用数据共享技术对动臂、竖臂进行优化设计；对整机进行稳定性分析；对液压系统进行了设计。关键词：随车起重机；有限元分析；回转支承；静力学分析；稳定性分析大庆石油学院本科生毕业设计（论文） of of nd to be of of to of of of of of on of of to of to of of of on of on a of of to of on of 大庆石油学院本科生毕业设计（论文） I 大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 1 第 1 章概述车起重机的产生及意义传统的吊运作业一般需要一辆汽车起重机和一辆货运卡车配合使用才能完成，而随车起重机带给用户的价值：一台车辆同时具备货运与装卸两项功能。除此之外，随车起重机的吊运功能较普通起重吊运设备优点更多，它不仅有强大的自我装卸功能，而且同样的可以完成其它车辆上的货物装卸和设备安装，在为客户提供安全可靠的吊运作业的同时，也减少了设备和人力的投入。随车起重机在我国已经广泛的应用于货物运输、野外作业、货场码头及仓库的货物装卸和长距离的货物转移，在吊运钢材、建材、石材、木材、各种材料预制品及熏型机器时，工作非常轻松、高效，在铺设水、煤气及电力管道时也能很好的发挥作用，大大减轻了劳动强度，提高了工作效率。近年来该产品在我国迅猛发展，已有逐步取代中小型吨位起重机之势。车起重机的发展国随车起重机的发展与行业现状我国随车起重机行业起步于上个世纪 70 年代，由于我国劳动力成本较低，物流业不发达和人们的认识不到位等因素制约着国内随车起重机产品品种单一，产量增长缓慢的局面长期得不到扭转。至上个世纪末，整个行业随车起重机的产销量未突破 1000 台不到汽车起重机产销量的 10%，年产量只相当于国外一个企业的产量。目前，国内生产随车起重机的企业有 10余家 ,主要生产直臂式随车起重机和折叠臂式随车起重机。产品型号以 5 8 大吨位所占比例较小，尚未形成大、中、小完整的系列。近几年来 , 伴随着国民经济的突飞猛进 , 国家基础建设力度的不断加大，带动了随车起重机行业的发展。各企业积极进行产品升级换代，提高核心竞争力，努力开拓市场，销售量逐年递增。 2004年为 1540台， 2005年为 1720台，比 2004年增长了 17%， 2006年为 2150台，比 2005年增长了25%， 2007年为 2800台，比 2006年增长了随车起重机市场显示出强劲的发展势头。在各种吨位的随车起重机产品中 , 销售范围主要集中在 312 t，其销售量占到了总销售量的 80%以上， 10 t、 12 随着大吨位随车起重机技术的逐渐成熟，在市场中将越来越受到广大用户的欢迎 1。大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 2 外随车起重机发展行业现状国外随车起重机行业从 20世纪 40年代至今已有几十年的发展历史，形成了功能多元化、品种系列化、机电液控制一体化的产品体系，由于国外劳动力成本很高，强调工作效率，施工中基本不采用人工装卸。随车起重机以其使用灵活、技术成熟等特点，在国际市场占有广阔的空间。目前，国外随车起重机除用于普通起重作业外，还广泛用于其他各种行业。如高空作业、桥梁维修、高空架线及检测等。世界随车起重机年总产量已达 10万台左右，其中折叠臂 6万多台，伸缩臂不低于 3 万台。目前国外生产随车起重机的企业主要有瑞典黑波公司、奥地利司，意大利司等。欧洲随车起重机主要的产品结构形式为折叠臂式，具有“多关节 ” 、“ 可折叠”等优点，几乎均将有线遥控和无线遥控作为产品的选装部件，提高了产品的使用便利性及操作安全性。最大起重量已超过60t，吊臂长度已超过 30m，最大起重力矩已超过 1000本和韩国的随车起重机生产也较为发达，产品主要以伸缩臂结构为主，其中日本多田野公司年产量已超过 6000 台。产随车起重机与国外产品的差距目前，国内随车起重机产品经过多年来的技术引进、消化吸收，有了长足的进步，产品从性能、可靠性和外观都有了较大幅度的提高，但同国外起重机比较，还存在较大差距，主要表现在以下几个方面。纵观国内外随车起重机市场的发展历史和发展趋势，存在以下区别。在国外，随车起重机应用非常广泛，深受各行业用户的喜爱，随处可见随车起重机忙碌的身影。以日本市场为例，在 20 世纪 60 年代开始就已经开始了对随车起重机的应用，而且在第一台随车起重机投放市场之后，马上就因其可靠安全、省力高效的优越性能受到用户的青睐。如今的日本起重机市场随车起重机约占 88%的比例，而汽车起重机则不足 2%。中国市场则正好相反汽车起重机在市场上占有 85%以上的绝对优势，而随车起重机的比例不足 10%。国外随车起重机在技术上较国内起重机有明显的优势，高质量、高性能、易操作，作业安全可靠，并且外观也兼顾了人性化设计。国内随车起，机发展起步较晚，技术上与之比较就显得有些青涩。在产品功能方面，目前国内产品同质化现象严重。存在外形单调、功能单一、操作不便、安全性能低等问题。我国随车起重机以直臂卷扬为主，受国内汽车底盘的限制，起重力矩较小，其他性能指标也低于国外先进产品。尤其是液压系统、控制系统的技术水平较低，故障率高，安全装备也不齐全。一般只装有起升高度限位及平衡阀、溢流阀等普通安全装置，且全部手动操作。而日本早已将电子技术广泛运用到随车起重机上，如带有微电脑的力矩限制器及防倾翻保护器等，有的已实现了有线或无线遥控。另外一点差距在高附加值产品上。大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 3 国外经验告诉我们，只有满足用户多方面的需要，才能获得市场的主动权，目前，国内厂家竞争激烈的是 3的小吨位产品。由于国内用户的价格接受能力有限，高品质产品的市场容量还比较小，因此市场竞争主要表现在价格竞争上，产品利润空间已经很窄中、大吨位产品的利润空间远远超过小吨位产品，目前 1 台产品的利润相当于 5 台 3t 级产品的利润。因此，中、大吨位的产品已日益受到国内企业的关注。现在国内一些 8汽车起重机已逐渐被随车起重机所取代。所以，国内随车起重机厂商应加强对技术含量高附加值高的产品进行开发，以培育自身的竞争力。国产随车起重机的发国产随车起重机要健康有序的首先必须解决整机可靠性低的问题。目前，我国随车起重机与国外水平相比大的差别莫过于可靠性差、故障率高问题最大的是配套件。因而配套厂家在主机厂的带领下，转变观念，提高产品质量。随车起，机生产企业必须依托汽业。汽车行业是一个非常巨大的行业有成熟的技术，深厚的研发试验基础全的配套和服务体系。随车起重机采用汽车底盘有利于提高行驶机构的可和驾驶舒适性以及维护方便性。国外高新技术产品对随车起重机市场的冲击，将加速我国起重机生产企业整体技术水平的提高随着我国经济建设的快速发展动力成本的提高，随车起重机的发展前景越来越大。国外随车起重机生产厂家如公司，在中吨位以上的折臂式随车起重机中均采用了 304304 型变幅机构。这种新型变幅机构使整个随车起重机的结构更紧凑、合理，特别是减少了摆动液压缸的受力。但由于对这种新型变幅机构的性能不够了解，其设计理论和方法尚未建立，影响了它在国产随车起重机上的应用 2。车起重机的市场销量作为工程机械行业中一个子行业， 2007 随车起重机行业取得了巨大的突破。2007 年，随车起重机销量达 3800 台，同比增长 36%新市场带来新商机。 2007年，随着国家各项重点工程的上马，特别是高铁项目及奥运相关工程的相继开工，催生出一批新的市场，其中最为突出的是管道市场。 2007 年管道市场总量在 400台以上，比 2006 年同期净增 300 台左右，增长率 300%以上。新的市场为随车起重机行业带来了新的生机。传统市场增幅平稳 2007 年随车起重机传统市场如交通运输、电信电力、油田码头、市政园林、计量检测、市政作业、石油开采及铁路吊装等增量约 450 台，增长率在 16%左右，保持平稳增长的态势。随着随车起重机产品被用户越来越广泛地了解，用户对随车起重机产品的认知度也大幅提升，一些传统市场，特别是个体用户对随车起重机产品有了更进一步的认识，同时随车起重机快捷、方便、高效的作业方式也赢得了市场及用户的认可，也是传统市场平稳增长的主要原因。大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 4 图 1车起重机销量表章小结本章主要介绍了随车起重机的作用及发展的历史和现状，它相对传统起重机的优势。国内和国外起重机相对的比较及发展状况，随着吊运的工作越来越多，随车起重机应用的越来广泛，也占据了极大地市场，更新的产品种类很多满足了多个行业的需求，为本次毕业设计随车起重机提供了很多资料及方案提供了行业应用基础。第 2 章随车起重机结构设计大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 5 车起重机方案的确定随车起重机是一种集起重、运输为一体的新型高效起重运输装备 , 具有快速、灵活、高效、便捷以及装卸、运输合二为一的优势。它的工作原理是从汽车变速箱中取力带动液压油泵旋转，向各工作元件提供高压油，从而实现随车起重机的各种运动。随车起重机按结构形式分为折叠臂式随车起重机 (简称折臂吊 ) 与直臂卷扬式随车起重机 (简称直臂吊 )，随车起重机结构见图。折臂吊是以折叠状态横置在汽车驾驶室与汽车车厢之间。吊臂的主要作用是支撑载荷并改变作业半径大小。折臂吊吊臂通常由 2 部分组成 (小吨位随车起重机结构简单有所不同 ) 主臂和吊臂，主臂和吊臂通过转轴和折叠液压缸联结在一起，折叠液压缸的作用是使吊臂绕主臂转动，吊臂通常由固定臂和几节伸缩臂组成，伸缩臂的伸出与缩回依靠装在吊臂上部的液压缸推动。吊臂的动作依次伸出和缩回。直臂吊则是吊臂以下部分横置在汽车驾驶室与汽车车厢之间，吊臂纵置车厢之上。两者相比折臂吊不影响装载货物，而直臂吊车厢中货物不能超过吊臂高度。直臂吊吊臂通常由固定臂和几节伸缩臂组成，只有 2节或 1节伸缩臂的吊臂，伸缩臂的伸出与缩回靠液压缸推动，多节伸缩臂的伸出与缩回依靠装在吊臂内部的液压缸和钢丝绳共同作用，前 2 节伸缩臂依次伸出和缩回，通过钢丝绳牵引的伸缩臂同时伸出和缩回。两者相比 , 因为折臂吊吊臂由 2 部分组成所以吊臂较短 , 相应液压缸行程就短 , 加工难度小。直臂吊吊臂长 , 液压缸行程长 , 加工难度大 , 成本高。另外，折臂吊吊臂伸缩液压缸安装在吊臂外部，出现故障时 (比如液压缸接头漏油等 ) 容易维修。而直臂吊吊臂伸缩液压缸装在吊臂内部，出现同样故障时，须将吊臂拆出，液压缸拆出，工作量很大，十分麻烦。对于大吨位随车起重机，伸缩臂节数多，重量大，维修难度更大 3。大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 6 图车起重机图根据随车起重机相对汽车驾驶室和货箱位置的不同，随车起重机可分为前置、中置和后置 3种布置型式。前置式随车起重机安装在汽车驾驶室和货箱之间这种型式，充分利用货箱面积，并保证起重臂在允许的伸出长度内和相应的运动条件下，能达到货箱的所有位置。此外，因液压泵安装距汽车发动机较近，故液压传动效率比其他型式都高；所以，这种型式得到了最为广泛的使用。不过，采用和使用这种型式的车辆，应注意防止前轴超载。中置式随车起重机安装在汽车车箱中间，这种型式的特点是起重臂较短，轴荷分配易于满足设计要求，可基本保持原车的重心位置，但由于随车起重机布置在货箱中部，使货箱面积的利用率降低，故实际应用较少，且仅适合于长轴距载货汽车。后置式随车起重机安装在汽车货箱后部。这种布置较适用于后部附带有牵引杆挂车 (亦称全挂车 )的货运车辆，以便组合成牵引杆挂车列车或货车列车。其特点是货箱面积利用率高，起重臂能完成载货汽车和挂车之间的装卸作业；但由于这种布置是将随配，使车辆操纵性变差。此外，载货卡车的主车架需做改装设计，并使受载情况变坏。所以这种型式应用得也不是很多。汽车起重机支腿，可分为手动和液压操纵的两类。目前，手动操纵的支腿已不多见，绝大多数汽车起重机都是采用液压支腿。液压支腿又可分为下列几种型式。 (1)蛙式支腿这种支腿的活动支腿铰接在固定支腿上，其展开动作由液压缸完成，特点是结构简单、重量较轻，但支腿跨度不大，只适用于小吨位的起重机。大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 7 (2) 这种支腿有两个液压缸。活动支腿伸出后，工作时垂直腿撑地，形如点是支腿跨距较大，对场地适应性较好，目前已被广泛采用。 (3) 这种支腿工作时，支腿呈地间隙小，在撑脚着地的过程中有水平位移发生，当其为小幅度时，重物活动的空间比此常和成前 H、后 (4)辐射式支腿以转台的回转中心为中心，从车架的盆形架向下呈辐射状向外伸出 4个支腿。特点是稳定性好，在起重作业时，全部载荷不经过车架而是直接作用在支腿上，回此，可减轻车架自重并降低整机重心高度，保护底盘不受损坏。主要应用在一些特大型的起重机上。 (5)摆动支腿这种支腿在起重作业时，支腿在液压缸的作用下能摆动到与车架纵向轴线相垂直的位置上；非工作状态时，可平行地固定在车架的两侧。特点是重量轻，但由于受空间大小的限制，支腿不能太长，所以横向支撑的距离较小 4。根据不同类型的起重机臂和布置形式的优缺点确定本次设计方案：整体为折叠臂式，整车装配为前置式。采用液压油缸进行变幅 ,升变幅系统有吊钩、驱动马达、吊臂、伸缩臂、液压油缸组成；回转机构有竖臂、回转支承、回转减速器组成。车起重机回转机构和起升变幅机构的设计随车起重机的整体布置方案如 2 有回转机构和起升变幅机构等组成。升变幅机构起升变幅机构是随车起重机的主要机构，用来实现重物的升降和距离的调整，起升机变幅机构的好坏直接影响到整台起重机的工作性能。起升变幅机构由吊钩取物装置、液压油缸、吊臂、伸缩臂、液压驱动马达等组成。液压驱动马布置在回转减速器上。液压缸布置在随车起重机的各个臂上，当各个起重臂工作时大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 8 图 2车起重机的布置图由液压缸驱动吊臂、伸缩臂做起升变幅运动，使吊臂、伸缩臂达到合适的位置。按起升变幅机构的传动方式不同，起升变幅机构有机械传动和液压机械传动等型式。机械传动的起升机构的动力由发动机经传动机构传至起升机构，同时也可传至其它工作机构，如行走、回转、变幅等机构。由于各工作机构都是由发动机集中驱动，为保证各机构独立运动，整机的传动系统比较复条。起升机构调速困难，操纵麻烦，但工作可靠。液压传动的起升变幅机构按照液压驱动装置的类型可分为：高速液压马达传动和低速大转矩液压马达传动两种型式。高速液压马达传动需通过减速器带动卷筒，具有重量轻、体积小、容积效率高、可与驱动油泵互换等优点，低速大转矩液压马达可直接带动卷筒，传动件少，制动性能好，但容积效率低因此在本次设计中使用液压传动的起升变幅机构。转机构回转机构的作用是带动竖臂旋转从而带动整个起重机进行旋转实现 360 度的回转工作路线。所设计的回转机构由回转支承、回转减速器、液压马达、支撑平台几个基本部分组成。其布置形式如下图所示。车起重机原理升机构工作原理起升变幅机构由液压泵驱动液压油缸，液压缸实现伸缩运动，最终使吊臂、大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 9 伸缩臂使能够绕铰支处旋转，从而实现吊钩的上升和下降。 a) b) 图 2转支承机构幅机构工作原理机构由液压泵驱动液压缸通过液压缸伸缩运动使伸缩臂伸缩改变工作的范围，实现变幅运动。转机构工作原理回转机构是通过液压泵驱动液压油缸，液压油缸带动回转减速器，减速器的小齿轮和回转支承的齿轮啮合，回转支承运转而实现回转运动，实现整个起重机的运动。章小结本章主要介绍了各种随车起重机，通过对比最终确定了随车起重机的方案，借鉴其他随车起重机的优点来确定要设计的结构形式，吊臂、伸缩臂变幅采用油缸变幅，吊臂和伸缩臂连接为传统的四连杆机构；其次介绍了随车起重机的结构组成及其工作原理。大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 10 第三章随车起重机计算与分析升变幅机构设计计算的长度和铰点的位置折臂式随车起重机其折臂部分由回转立柱、主折叠臂、次折叠臂组成。这三部分由两个铰支点来连接，每一铰支点的变角是由摆动液压缸或摆动液压缸与双摇杆四杆机构的组合完成的。两个铰支点不同变角机构的组合即构成随车起重机多种不同的折叠臂变幅机构系统。为了更好地研究折叠臂变幅机构，将常用于起重机的折叠变幅机构按其构成分类。变角机构形式有如下特征，一个铰点可以仅由一摆动液压缸组合实现变角 ,液压缸铰支点在四杆的铰点上；另一个铰点在前臂或后臂上 ,液压缸放置又有正置和倒置之分。变幅机构的特点在有立柱、主次折叠臂构成的折臂式随车起重机中，通过六种基本变角机构的两两组合可以得到 36种形式 ,常用的变幅机构有十多种，一般用途的折叠臂式随车起重机依据不同的吨位采用不同形式的变幅机构。图 3输位的起重机大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 11 图 3作位的起重机为了不影响汽车的通过性能，随车起重机要求竖臂不宜高出汽车驾驶室。这样竖臂的长度即可确定，即 :汽车驾驶室高度减去底盘到地面的距离。而动臂、吊臂及伸缩臂的总长度可从图 3 在图 3驾驶室顶面到地面距离，各臂 (除竖臂 ) 图 3 图 3 总长度起重机在工作过程中，应能起吊竖臂下方之物体。设则吊钩点重合。按工作中最不利情况一一即动臂与竖臂成最小夹角吊臂与动臂成最小夹角，在起吊臂应成图 3图中 : 1 是动臂与竖臂之间最小夹角 (已知 )， 2 是吊臂与动臂之间最小夹角 (已知 )， : 21180 （ 3 由弦定律得 : 大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 12 500B 即为车的限高， 2 （ 3 2300为动臂长度。吊臂的长度可这样计算： 2 （ 3 2700CD 是考虑到由于 C 点为铰点，伸缩臂不可能与吊臂一样长，以及为了布置铰座留出的距离。应取小一些，否则影响伸缩臂的布置。在确定动臂，吊臂长度之后，伸缩臂长度为：（ 3 4500DE 竖臂长度为：（ 3 1840BY 中驾驶室顶面到地面的高度，汽车大梁到地面的高度。各臂长度基本确定之后，应验算吊钩是否可以达到汽车车厢顶头。可以通过图3们假设动臂与竖臂这是处于垂直位置。图 3 是竖臂到车厢顶头的距离，可由测量得到。在中： 22 （ 3 13因为 34 90 所以 = 422 c o =322 s 000 足了： 7200 =4500 否则应重新调整各臂的长度 5。大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 13 图 3 图 3 各臂活动铰点的确定在确定油缸与各臂活动铰链之接点以前，应使：（一）所确定的铰点位置，应能使油缸产生的力完全用来克服工作阻力矩而不是部分克服，更不应加大工作阻力矩；（二）所确定的铰点，应在油缸能克服工作组力矩的前提下，使油缸的受力比较小；（三）在满足对各臂夹角要求的条件下，使油缸在工作中的摆动角尽可能减少，油缸的行程尽肯能小。据工作中对起重机动臂与竖臂之夹角的要求，得图 3图动臂与竖臂最大夹角情况，图 3 在选择动臂油缸与竖臂铰点时还应使：（一）竖臂受较小的弯矩 ;(二 )竖臂的传动过程应较小。为了满足以上要求，一般应使该铰点竖臂的底部移动，最好把铰点设在液压马达的顶上部在竖臂的中线上。在图 3角 1401 a 是动臂与竖臂的最大夹角，是假设中油缸活塞杆全伸出时的情况，其中 Y 是缸体， S 是活塞杆， S 点是活塞杆与动臂的假设铰点。图 3时假设活塞杆全部缩进缸中。一般取 S = 。在图 3知 18401401 a ，图 3庆石油学院本科生毕业设计（论文） 14 222 1 （ 3 所以 )222 1 （ 3 在图 3知 , 1 = Y =960; 所以 222 1 （ 3 （ 2） -(3)得 Y 2 = )c o s( c o 1 代入（ 3）得： 0)c o o 2112 令 11 c o o 3.0 （ 3 则： 022 所以 23202 4)( 22,1 在求出2,1分析动臂长度与2,1取一个合适的值作为设油缸推力为 1F ，真正用于克服阻力距的力为而部分力非但没有克服阻力距，而且成了有害力，它使竖臂的弯矩增加。尽量增大这个角度当 2289 于 2 面固定。夹具于 2 面固定。表 3荷载荷名称选择组装载类型说明力 /扭矩于 1 面应用力 f 沿基准面方向 1 相对于所选参考面使用均匀分布按序装载引力力相对于上视基准面带引力加速 m/垂直于参考基准面按序装载表 3作用力选择组单位总和 X 总和 Y 总和 Z 合力整个实体 N 3由实体力选择组单位总和 X 总和 Y 总和 Z 合力整个实体 N 庆石油学院本科生毕业设计（论文） 21 表 3由体力矩选择组单位总和 X 总和 Y 总和 Z 合力整个实体 0 0 1 3例结果名称类型最小位置最大位置应力 1 力 (节 : 24648 (节 : 23113 (位移 1 位移 0 m 节 : 2472 (0 m 节 : 4228 (应变 1 对等应变元 : 6270 (元 : 7296 (图 3 15伸缩臂应力图图 3大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 22 图 3结论：从图中可以看出伸缩臂的最大工作应力为材料选用最大的屈服应力为 345 取安全系数为所有的点都在极限范围之内，所以满足要求，说明设计合理 9。章小结本章根据总体设计要求，完成了随车起重机的设计工作。根据起重机的实际情况和设计要求，设计了起升机构（包括臂、液压油缸、吊钩等）、回转机构；建立了起升便服机构和回转机构的模型；对部分受力部件进行了有限元分析，证明设计符合工作和强度要求。大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 23 第 4 章稳定性分析与计算定性及计算方法定性起重机的整机稳定性是指起重机在自重和外载荷作用下抵抗倾翻的能力。都是指在自重和外载荷作用下抵抗倾翻的能力。要使整机保持稳定，则必须使整机在最不利的倾覆线上的稳定力矩之和大于或等于倾覆力矩之和。起重机的所有零部件、总成由于自重引起的力矩都作为稳定力矩。对于可以变更的或者可以移动的零部件、凡是对起重机稳定性有影响的重力，均要考虑其最不利的值和最不利的位置。所有起重车辆的倾覆力矩主要是由起吊的重物和吊臂、伸缩臂装置自重引起的。同工况下的稳定性随车起重机是一种流动起重机械，其工作情况和一般起重机差不多。除了定点作业外，还可以能带载行驶，并可以在行驶过程中作业。因此随车起重机的稳定性应考虑以下几种情况。 (1)行驶的稳定性流动式起重机在行驶过程中，由于受各种外载荷的作用和受各种道路、气候条件的影响，当超过某一限度时，可能发生倾覆失稳。如同一般装卸车辆一样，车起重机的行驶失稳主要有纵向和横向两种。纵向失稳是指机器在行驶中由于受水平惯性力、纵向坡道力、纵向风力等的作用，使整机绕驱动轮或导轮的接地点连线发生倾覆；横向失稳是指起重机在弯道上或在直道上转弯行驶时受侧向离心力或横坡力、横风力等的作用，而使整机发生横向侧滑或横向倾翻。 (2)起重的稳定性起重机在定点作业过程中抵抗倾覆的能力称为起重稳定性。起重机设计规范所规定的稳定性校核主要是指起重稳定性，它包括无风静载、有风动载、突然卸载或吊具脱落、非工作状态 4种工况。随车起重机属于流动式起重机，根据流动式起重机的工作特点，规范规定应按起重机组别种工况进行校核，并强调每一工况都应考虑最不利的载荷组合。对于每一种工况，确定起重机的工作状态，选定计算载荷是稳定性校核中应着重考虑的问题 10。大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 24 定性的计算起重机的抗倾覆稳定性是关系到起重机能否安全作业的重要指标。世界各起重机生产国对起重机的抗倾覆稳定性都制定了严格的校核法规。我规范对于不同类型起重机的稳定性计算工况作了规定，各验算工况下载荷系数的取值亦不相同。目前，国内外对起重机械抗倾覆稳定性的校核主要有三种方法：力矩法、稳定系数法和按临界倾覆载荷标定额定起重量。起重机起重稳定性计算按规范规定的工况和方法进行。起重机在外载荷作用下，对倾覆轴线的力矩之和大于或等于零 ( 0M )时，则认为吊管机是稳定的。一般用稳定性系数 K 的取值在间。起重机设计规范规定的工况是针对各种流动起重机的，而这些起重机相互差异都很大，适应的工作条件也不同，因此计算时比较难于操作。下面只对在无风静载工况下进行计算。根据力矩法车起重机的稳定性校核表达式简化为 : 01122 01122 式中 G 负载重量， N； 1G 起重机装置重量， N； 2G 车体重量， N； L 负载到支腿的距离， 1L 起重机重心到支腿的距离， 2L 车体重心到支腿的距离，图 4矩分布图经过计算后 M = 090001122 所以在无风静载工况大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 25 下起重机不会发生倾覆事故 11。章小结随车起重机是当今各种大型工建项目不可缺少的起重设备，随着我国经济建设的发展，对其需求量越来越大，对其性能要求也越来越高。稳定性设计是随车起重机设计的核心部分。本文研究了随车起重机无风静载时的稳定性分析，如果稳定性不能通过，则需要进行改进，或者加配重机构，再重新进行分析确保工作是不翻车即工作能稳定可靠。大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 26 第 5 章液压系统设计压系统压系统的形式将液压传动的动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件通过管路有机地连接起来以实现起重机的各种动作，称为起重机的液压系统。 (1) 开式、闭式系统按油液循环方式不同，液压系统可分为开式系统和闭式系统。开式系统是指液压泵从油箱吸油，把压力油输给执行元件，执行元件排出的油则直接流回油箱。开式系统结构简单，液压油能够得到较好的冷却，油液中杂质易沉淀，但油箱尺寸较大，空气、脏物容易进入系统中去，会导致工作机构运动的不平稳。在实际应用中多用于发热较多的液压系统，如具有节流调速回路的系统。闭式系统是指液压泵的排油腔直接与执行元件的进油管相连，执行元件的回油管直接与液压泵的吸油管相连，油液在系统的管路中进行封闭循环油路。闭式系统油箱尺寸小、结构紧凑、执行元件回油管和液压泵吸油腔直接连通，减少了空气及脏物进入系统的机会，但油液的冷却条件差，需要辅助泵进行换油冷却和补偿漏油，结构比较复杂。一般情况下，闭式系统中的执行元件若采用双作用单活补偿漏油，结构比较复杂。一般情况下，闭式系统中的执行元件若采用双作用单活塞杆液压缸时，由于两腔流量不等，在工作中会使功率利用下降。所以闭式系统的执行元件一般为马达。 (2) 单泵、多泵系统按系统中的液压泵数量，液压系统可分为单泵系统和多泵系统。单泵系统是指由一个液压泵向一个或一组执行元件供油的液压系统 (图 5 泵系统适合于不需要进行多种复合动作的工程机械，如推土机等铲土运输机械的液压系统。多泵系统是多个单泵系统的组合 (图 5每台泵可以分别向各自回路中的执行元件供油。每台泵的功率是根据各自回路中的功率而定。例如 :当系统中只需要进行单个动作而又要充分利用发动机功率时，可采用合流供油方式，即几个液压泵流量同时供给一个执行元件，这样可使工作机构的运动速度加快。图 5点是回转机构采用独立的闭式系统，而其它两个回路为开式系统，这样可以按照主机的工作情况，把不同的回路组合在一起，以获得大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 27 主机最佳的工作性能 12。 a）单泵开系统 b）多泵系统图 5压系统图量节流控制系统定量系统是指采用定量泵的液压系统。定量系统所用的液压泵为齿轮泵、叶片泵或柱塞泵。由于是定量泵，当发动机转速一定时，流量也一定。而压力是根据工作循环中需要克服的最大阻力确定的，因此液压系统工作时，液压泵功率是随工作阻力变化而变化的。在一个工作循环中液压泵达到满功率的情况是很少的，这就造成了发动机的功率损耗。在定量系统中，执行元件的速度是由控制元件以节流方式控制的，如图 5输出的流量一定，进入油缸的油液流量大小由换向阀控制，当需要控制液压缸的速度时，通过液压先导控制阀芯与阀体之间的流油通道变小，从而减少流入液压缸的油量，减少的部分通过溢流阀流回油箱，从而不可避免的造成能量损耗。定量节流控制系统特点 :结构简单、控制方便、价格便宜、发动机的功率有一定的损耗。量系统变量系统是指采用变量泵的液压系统。图 5变量系统中所用到的液压泵为恒功率控制的轴向柱塞泵。图中功率调节器中控制活塞右面有压力油作用，控大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 28 制活塞左面有弹簧力作用，当泵的出口压力低于弹簧装置的预紧压力时，弹簧装置未被压缩，液压泵摆角处于最大摆角位置，此时泵的排量最大。随着液压泵出口压力的增高，弹簧被压缩，液压泵的摆角也就随之减小，排量也随之减少。当液压泵出口压力大于起调压力时，由于调节器中弹簧压缩力与其行程有近似双曲线的变化关系，因而在转数恒定的情况下，液压泵与流量也呈近似双曲线关系，这样液压泵在调节范围之内始终保持恒功率特性。由于液压泵工作压力随外载荷大小而变化，因此，可使工作机构的速度随外载荷的增大而变小，或随外载荷的减小而增大，使发动机功率在液压泵调定范围内得到充分的利用。其缺点是结构和制造工艺复杂、成本高 13。图 5根据随车起重机的典型工作状况对系统的要求主要反映在对以下几个液压回路的要求上。收放回路由于汽车轮胎的支撑能力有限，在起重作业时必须放下支腿，汽车行驶时则必须收起支腿，前面有两条支腿，每个支腿配有一个液压油缸。支腿用三位四通阀 5控制，每个油缸上配有一个双向液压锁 7，以保证支腿可靠的锁住，以防止起重作业过程中发生软腿现象。起升变幅机构要求所吊重物可升降或在空中停留，速度要平稳，变速要方便。冲击要小、启动转矩和制动力要大，在起升重物时，改变阀 8、 9、 10、 11 的开口方向和大小，即可调节臂的运功速度和伸缩，在收缩缸的下腔安置了平衡阀13、 14、 15、 16，提高了收缩运动的可靠性。大庆石油学院本科生毕业设计（论文） 29 回转机构要求臂能在任意方向起吊，由于惯性小，一般不设置缓冲装置，操作换向阀 12，可使马

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