起重機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_圖文

1、第1章 緒論 汽車(chē)起重機(jī)通常習(xí)慣上把裝在通用或?qū)Ｓ幂d重汽車(chē)底盤(pán)上的起重機(jī)成為汽車(chē)起重機(jī)。汽車(chē)起重機(jī)由于它是利用汽車(chē)底盤(pán)，所以具有汽車(chē)的行駛通過(guò)性能，機(jī)動(dòng)靈活，行駛速度高，可快速轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移到作業(yè)場(chǎng)地后能迅速投入工作，因此特別適用于流動(dòng)性大，不固定的作業(yè)場(chǎng)所。由于汽車(chē)底盤(pán)通常是由專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)生產(chǎn)的，因而在現(xiàn)成的汽車(chē)底盤(pán)上改裝成起重機(jī)比較容易和經(jīng)濟(jì)。汽車(chē)起重機(jī)由于具有上敘這些特點(diǎn)，因而隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，今年來(lái)各國(guó)汽車(chē)起重機(jī)的品牌和產(chǎn)量都有很大發(fā)展。但汽車(chē)起重機(jī)也有其弱點(diǎn)，主要是起重機(jī)總體布置受汽車(chē)底盤(pán)的限制，一般車(chē)身都較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)彎半徑大，并且只能在起重機(jī)左右兩側(cè)和后方作業(yè)。 輪胎起重機(jī)將起重作業(yè)部分裝

2、設(shè)在專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的自行輪胎底盤(pán)上組成的起重機(jī)稱(chēng)為輪胎式起重機(jī)。輪胎式起重機(jī)因?yàn)樗牡妆P(pán)不是汽車(chē)底盤(pán)，因此設(shè)計(jì)起重機(jī)時(shí)不受汽車(chē)底盤(pán)的限制。軸距、輪距可根據(jù)起重機(jī)的總體設(shè)計(jì)的要求而合理布置。輪胎式起重機(jī)一般輪距較寬，穩(wěn)定性好；軸距小，車(chē)身短，故轉(zhuǎn)彎半徑小，適用于狹小的作業(yè)場(chǎng)所。輪胎式起重機(jī)可前后左右四面作業(yè)，在平坦的地面上可不用支腿吊重以及吊重慢速行駛。一般說(shuō)來(lái)，輪胎起重機(jī)行駛速度比汽車(chē)起重機(jī)慢，其機(jī)動(dòng)性不及汽車(chē)起重機(jī)。但它與履帶式起重機(jī)相比，具有便于轉(zhuǎn)移和在城市道路上通過(guò)的性能。近年來(lái)輪胎起重機(jī)行駛速度有明顯提高，并且出現(xiàn)了越野型液壓伸縮臂式輪胎起重機(jī)，它具有較大的牽引力和較高的行駛速度（40公里/

3、小時(shí)以上），越野性能好，并且可全輪轉(zhuǎn)向，機(jī)動(dòng)靈活，特別適用于狹窄場(chǎng)地上作業(yè)，七十年代以來(lái)國(guó)外很重視這一類(lèi)型產(chǎn)品的發(fā)展。把起重作業(yè)部分裝設(shè)在履帶底盤(pán)上，行走依靠履帶式的起重機(jī)稱(chēng)為履帶式起重機(jī)。履帶式起重機(jī)在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)是作為單斗挖掘機(jī)的一種變型機(jī)械，只是在近期才作為獨(dú)立機(jī)種來(lái)生產(chǎn)。履帶式與輪胎式相比，因履帶與地面接觸面積大，故對(duì)地面的平均比壓小，約為0.52.5 公斤/厘米2，可在松軟、泥濘地面上作業(yè)。它牽引系數(shù)高，約為輪胎式的1.5倍，爬坡度大，可在崎嶇不平的場(chǎng)地上行駛。由于履帶式起重機(jī)支承面寬大，故穩(wěn)定性好，一般不需要象輪胎式起重機(jī)那樣設(shè)置支腿裝置。對(duì)于大型履帶式起重機(jī)，為了提高作業(yè)時(shí)的穩(wěn)

4、定性，履帶裝制設(shè)計(jì)成橫向伸展，以擴(kuò)大支承寬度。但履帶式起重機(jī)行駛速度慢（15公里/小時(shí)），而且行駛過(guò)程要損壞路面。因此，轉(zhuǎn)移作業(yè)場(chǎng)地時(shí)，需通過(guò)鐵路運(yùn)輸或用平板拖車(chē)裝運(yùn)，又因履帶底盤(pán)笨重，用鋼量大（一臺(tái)同功率的履帶式起重機(jī)比輪胎式重50%100%），制造成本高。因此，隨著現(xiàn)代化建筑體系裝配程度不斷提高，工期不斷縮短，要求廣泛采用機(jī)動(dòng)靈活，便于轉(zhuǎn)移的起重機(jī)。近年來(lái)各種中小型輪胎式起重機(jī)產(chǎn)量大大增加，而履帶式起重機(jī)有相對(duì)減少的趨勢(shì)。但大型的履帶式起重機(jī)有其獨(dú)特的用途。塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有一直立的塔身，起重臂結(jié)構(gòu)在垂直塔身的上部，故塔式起重機(jī)起升高度和工作幅度都很大。塔式起重機(jī)在房屋建筑，電站建設(shè)

5、以及料廠(chǎng)、混凝土預(yù)制構(gòu)件廠(chǎng)等場(chǎng)所得到廣泛的應(yīng)用。塔式起重機(jī)由于塔身是直立的，起重臂與塔身組成“ ”型，其有用幅度比輪胎式或履帶式起重機(jī)大得多，故可使起重機(jī)靠近所施工的建筑物。一般情況下，塔式起重機(jī)的有用幅度接近全幅度的80%。同樣情況下，若選用履帶式或輪胎式起重機(jī)，其有用幅度則不超過(guò)50%，并隨著建筑物的增高而急劇減少。特別是在高層建筑中，塔式起重機(jī)與履帶式起重機(jī)或輪胎式起重機(jī)相比，其優(yōu)越性更為明顯。所以廣泛應(yīng)用于塔式起重機(jī)來(lái)建筑多層和高層建筑。塔式起重機(jī)的動(dòng)力裝置是用外接電源的電動(dòng)機(jī)，而一般施工現(xiàn)場(chǎng)都有動(dòng)力電源，可很方便的接通電源，不需要造價(jià)昂貴的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力裝置。但是塔式起重機(jī)普遍是在專(zhuān)用的

6、寬 軌道上行走的，故需專(zhuān)門(mén)平整場(chǎng)地，鋪設(shè)軌道，增加鋪軌費(fèi)用。近年來(lái)為適應(yīng)高層建筑或超高層建筑施工的需要，一種能自行升高的自升塔式起重機(jī)的研制和應(yīng)用日益增多。這種自升塔式起重機(jī)無(wú)需鋪設(shè)軌道，它可安裝在施工的建筑物內(nèi)部（一般是安裝在電梯井或樓梯間結(jié)構(gòu)上）或附著于建筑物上。在其底架上安裝行走臺(tái)車(chē)后，也可作為在軌道上行走的自升塔式起重機(jī)。七十年代生產(chǎn)的塔式起重機(jī)一般多是這種三用或四用自升塔式起重機(jī)將固定式、軌道式、爬升式和附著式。近年來(lái)隨著建設(shè)工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，起重安裝工程量越來(lái)越大，尤其是現(xiàn)代化大型石油、化工、冶煉、電站以及高層建筑的安裝作業(yè)逐年增多。因此，對(duì)工程起重機(jī)，特別是大功率的工程起重機(jī)的需

7、要量日益增加。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種這些因素都有力地促進(jìn)了工程起重機(jī)的發(fā)展。根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有工程起重機(jī)產(chǎn)品和技術(shù)的分析，近年來(lái)工程起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 廣泛采用液壓技術(shù)由于液壓傳動(dòng)具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、能無(wú)級(jí)調(diào)速、操縱簡(jiǎn)便、輕巧、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和工作安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外各種類(lèi)型的工程起重機(jī)廣泛采用液壓傳動(dòng)。我國(guó)的主要工程起重機(jī)廠(chǎng)，近年來(lái)的產(chǎn)品多是液壓起重機(jī)。現(xiàn)已研制成功的有3、5、8、12、16、32、40、65等噸位級(jí)的伸縮臂式液壓起重機(jī)。國(guó)外液壓起重機(jī)在品種和產(chǎn)量方面都有較大的發(fā)展，特別是大噸位級(jí)液壓起重機(jī)發(fā)展非常迅速。100噸位級(jí)以上大型桁架臂式汽

8、車(chē)起重機(jī)也開(kāi)始采用液壓傳動(dòng)。目前國(guó)外已有200噸級(jí)的液壓汽車(chē)起重機(jī)。中、小噸位級(jí)的起重機(jī)已普遍采用液壓傳動(dòng)。隨著液壓技術(shù)和液壓元件的發(fā)展，液壓起重機(jī)將會(huì)獲得進(jìn)一步的發(fā)展。 通用型起重機(jī)以中小型為主，專(zhuān)用起重機(jī)向大型大功率發(fā)展為了提高建設(shè)工程的裝卸和安裝作業(yè)的機(jī)械化程度，工程起重機(jī)的發(fā)展，仍是以輕便靈活的中小型起重機(jī)為主。目前國(guó)外普遍采用1040噸級(jí)的工程起重機(jī)。從數(shù)量上看，中小型噸級(jí)的占多數(shù)。因此國(guó)外很重視改進(jìn)、提高中型（1640噸級(jí)）液壓起重機(jī)的性能。但為了滿(mǎn)足大型石油、化工、冶煉設(shè)備和高層建筑大型板材、構(gòu)件的安裝，國(guó)內(nèi)外已生產(chǎn)了一些100噸級(jí)以上的大型和特大型的輪胎式起重機(jī)。目前超過(guò)100

9、噸級(jí)的輪胎式起重機(jī)品種逐漸增多。從發(fā)展情況看，大型或特大型起重機(jī)以發(fā)展桁架臂式起重機(jī)為主，而伸縮臂式液壓起重機(jī)，由于伸縮臂的重量和行駛狀態(tài)的長(zhǎng)度的限制，它的發(fā)展有待技術(shù)和材料的進(jìn)一步研究。由于大型電站、大型高爐和化工建設(shè)的需要，塔式起重機(jī)的起重量、幅度和起升高度都有可大幅度的提高。 重視“三化”，逐步過(guò)渡采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)目前各國(guó)在發(fā)展工程起重機(jī)新產(chǎn)品中都很重視“三化”（標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化）。一些國(guó)家對(duì)自行式起重機(jī)制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了起重量系列。有些國(guó)家對(duì)起重量雖然沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定，但個(gè)制造廠(chǎng)自成系列，注意采用通用另部件，為生產(chǎn)和使用提供有利的條件。目前一些國(guó)家還按照起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、

10、驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向橋以及中心回轉(zhuǎn)接頭等，不分用于汽車(chē)起重機(jī)還是輪胎式起重機(jī)一律進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，使一種部件可以用在兩種不同類(lèi)型的起重機(jī)上。此外，還可使一種部件用到起重量大小不同的起重機(jī)上，如設(shè)計(jì)系列化吊臂，小起重量起重機(jī)的主臂可作為大起重量起重機(jī)的副臂，小起重量液壓起重機(jī)的基本臂可作為大起重機(jī)的二節(jié)臂等。有的國(guó)家，設(shè)計(jì)時(shí)要求相近噸級(jí)的起重機(jī)基本部件通用化。如10-16、20-24、65-100t 的起重機(jī)主副起升機(jī)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等完全通用。我國(guó)對(duì)輪胎式起重機(jī)和塔式起重機(jī)分別制定了基本參數(shù)系列，同意產(chǎn)品型號(hào)和等級(jí)。1983年制定了汽車(chē)起重機(jī)和輪胎起重機(jī)基本參數(shù)（GB3811-83）。為了發(fā)展品種

11、、增加產(chǎn)量、提高產(chǎn)品質(zhì)量和滿(mǎn)足現(xiàn)代化專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)的要求，工程起重機(jī)的“三化”水平將進(jìn)一步得到提高。 發(fā)展一機(jī)多用產(chǎn)品為了充分發(fā)揮工程起重機(jī)的作用，擴(kuò)大其使用范圍，有的國(guó)家在設(shè)計(jì)起重機(jī)時(shí)重視了產(chǎn)品的多用性。例如在工作裝置設(shè)計(jì)方面，除了使用吊鉤外，還設(shè)計(jì)起重機(jī)是時(shí)重視了產(chǎn)品的多用性。例如在工作裝置設(shè)計(jì)方面，除了使用吊鉤外，還設(shè)計(jì)了配備有電磁吸盤(pán)、抓斗、拉鏟和材料抓取器等取物裝置。有的還設(shè)計(jì)成用于建筑基礎(chǔ)工程中，如裝設(shè)鉆孔裝置和掀動(dòng)打樁裝置等一機(jī)多用的產(chǎn)品。又如在整機(jī)設(shè)計(jì)方面，近年來(lái)出現(xiàn)了自行塔式起重機(jī)，及即汽車(chē)或輪胎塔式起重機(jī)和履帶塔式起重機(jī)以代替固定式或軌道式塔式起重機(jī)，又稱(chēng)作塔式起重機(jī)的組合設(shè)計(jì)，

12、在國(guó)外發(fā)展較快。 采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝為了減輕起重機(jī)的自重，提高其中性能，保證起重機(jī)高效可靠地工作，各國(guó)都非常重視采用新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝。新技術(shù)的應(yīng)用除前述的廣泛采用液壓傳動(dòng)外有的起重機(jī)還采用液里傳動(dòng)。由于液力變矩器與發(fā)動(dòng)機(jī)配合恰當(dāng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩自動(dòng)地適應(yīng)行駛條件；并還采用動(dòng)力換擋變速箱，液壓轉(zhuǎn)向裝置以減輕司機(jī)的操作強(qiáng)度。為了防止起重機(jī)超載以?xún)A翻，近年來(lái)研制了電子式起重機(jī)力矩限制器。這是一種較為安全的裝置。當(dāng)載荷接近額定起重量時(shí)。自動(dòng)發(fā)出警報(bào)信號(hào)；當(dāng)載荷時(shí)，力矩限制器自動(dòng)切斷起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)以保證起重機(jī)整機(jī)穩(wěn)定安全。采用新技術(shù)特別是電子技術(shù)更加完善操作條件，是國(guó)外發(fā)展工

13、程機(jī)械的一個(gè)普遍傾向，即所謂機(jī)電一體化。工程起重機(jī)也不例外。為了進(jìn)一步改善司機(jī)操作環(huán)境，除司機(jī)操作室做的寬敞、視野良好、保溫隔熱和隔聲外，還裝有遠(yuǎn)距離聯(lián)系設(shè)備和工業(yè)電視設(shè)備等。由于鋼鐵工業(yè)的發(fā)展、合金鋼強(qiáng)度不斷提高，為工程起重機(jī)減輕自重、特別是吊臂自重創(chuàng)造了極為有利的條件。國(guó)外在八十年代能出現(xiàn)160、200噸級(jí)的輪胎式起重機(jī)，可能采用了高強(qiáng)度低合金鋼，國(guó)外采用了高強(qiáng)度鋼管、支腿橫梁及底架大梁采用高強(qiáng)度易焊合金鋼。為了減輕起重機(jī)的自重，除了采用高強(qiáng)度鋼材外，在結(jié)構(gòu)形式方面的改進(jìn)也是十分重要的，設(shè)計(jì)先進(jìn)合理的箱形吊臂引起了各國(guó)的重視。近年來(lái)輪胎式起重機(jī)出現(xiàn)了盤(pán)形底座，起重機(jī)的上車(chē)通過(guò)回轉(zhuǎn)支承安裝在

14、盆形底座上，從盆形底座上在對(duì)角方向安置四個(gè)輻射（可擺）支腿。這樣吊重負(fù)荷經(jīng)由盆形底座直接傳遞給支腿，而起重機(jī)底盤(pán)支承受行駛時(shí)的自重。這樣，起重機(jī)可設(shè)計(jì)得輕一些。新材料、新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，促使采用新的加工工藝，國(guó)外為了擴(kuò)大高強(qiáng)度鋼材的應(yīng)用，非常重視高強(qiáng)度鋼的焊接工藝等技術(shù)的研究。第2章 輪胎式起重機(jī)的總體設(shè)計(jì)起重機(jī)的整體造型主要是根據(jù)其用途和作業(yè)場(chǎng)合。本次設(shè)計(jì)的起重機(jī)可用于野外起重、搶險(xiǎn)、倉(cāng)庫(kù)、車(chē)站、碼頭及狹窄工作場(chǎng)合作業(yè)，需要良好的機(jī)動(dòng)性能，固有輪胎式和履帶式兩種設(shè)計(jì)方案可供選擇。根據(jù)現(xiàn)有方案的優(yōu)缺點(diǎn)，小組人員的研究分析，本著機(jī)動(dòng)靈活、操作方便、實(shí)用可靠的原則，以提高工作作業(yè)效率，我們選用小型汽車(chē)

15、起重機(jī)做為設(shè)計(jì)對(duì)象。本方案有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 采用EQ-1092F 通用底盤(pán)，具有馬力大，動(dòng)力性好，速度高，牽引力大，爬坡度大的特點(diǎn)。 起重機(jī)作業(yè)部分采用能夠液壓傳動(dòng)，因此結(jié)構(gòu)緊湊，既提高了作業(yè)效率，又?jǐn)U大了作業(yè)范圍。 采用二級(jí)伸縮臂，可按需要在規(guī)定范圍內(nèi)任意伸縮，動(dòng)作平穩(wěn)，微動(dòng)性好，輕便靈活。 用前后H 型支腿，四個(gè)支腿可以分別調(diào)平，并在現(xiàn)有12噸汽車(chē)起重機(jī)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)加大支腿的跨距，提高了整機(jī)穩(wěn)定性。 采用動(dòng)力裝置，將汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳于動(dòng)力油泵，提高了汽車(chē)動(dòng)力的利用率，同時(shí)也不再為起重機(jī)另配動(dòng)力原件。 行星齒輪減速器直接裝在起升卷筒內(nèi)，從而獲得非常緊湊的結(jié)構(gòu)，使起升機(jī)構(gòu)能直接布置吊臂尾部

16、。起重機(jī)的性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在很大程度上取決于驅(qū)動(dòng)裝置（動(dòng)力裝置和傳動(dòng)裝置的總稱(chēng)）。而驅(qū)動(dòng)裝置本身的重量和成本，對(duì)起重機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也起著顯著的影響，因此設(shè)計(jì)起重機(jī)時(shí)，合理選擇驅(qū)動(dòng)裝置和確定驅(qū)動(dòng)形式是很重要的。工程起重機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的要求，主要應(yīng)從起重機(jī)本身的工作特點(diǎn)來(lái)考慮，主要的有以下幾點(diǎn)。 適應(yīng)外載荷多變的要求； 適應(yīng)迅速改變運(yùn)動(dòng)方向的要求； 適應(yīng)工作速度頻繁變換的要求； 適應(yīng)沖擊振動(dòng)的要求。此外，對(duì)于需要經(jīng)常轉(zhuǎn)移作業(yè)場(chǎng)地的工程起重機(jī)，要求有獨(dú)立的動(dòng)力能源裝置。為了避免噪聲的危害，要求低噪聲的驅(qū)動(dòng)裝置。應(yīng)于指出，要滿(mǎn)足上述工作特點(diǎn)所指出的各項(xiàng)要求，僅僅依靠動(dòng)力裝置本身還不能完全達(dá)到。而必須有合

17、理的傳動(dòng)裝置與之相配合，以達(dá)到起重機(jī)所要求的傳動(dòng)特點(diǎn)。2.2.1內(nèi)燃機(jī)機(jī)械驅(qū)動(dòng) 概述在輪胎式起重機(jī)和履帶式起重機(jī)中，內(nèi)燃機(jī)-機(jī)械驅(qū)動(dòng)得到廣泛的應(yīng)用，它通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)裝置將內(nèi)燃機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳遞到那個(gè)工作機(jī)構(gòu)上去（簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)）。這種驅(qū)動(dòng)裝置有一個(gè)獨(dú)立的能源，具有較大的機(jī)動(dòng)性，可滿(mǎn)足工程起重機(jī)流動(dòng)性的要求。由于不受外能源的牽制，所以起重機(jī)一到達(dá)作業(yè)場(chǎng)地后就可隨時(shí)投入到工作。此外，內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊。一般來(lái)說(shuō)，外形尺寸和重量較小。但內(nèi)燃機(jī)-機(jī)械驅(qū)動(dòng)與電力-機(jī)械驅(qū)動(dòng)比較，前者存在不少缺點(diǎn)：承受載荷能力差，在超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易熄火，因此不得不選用大一些功率的內(nèi)燃機(jī)，以較大的功率儲(chǔ)備來(lái)適應(yīng)超載的需要；內(nèi)燃機(jī)不能

18、帶載啟動(dòng)，因此在內(nèi)燃機(jī)-機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，必須設(shè)置離合器結(jié)構(gòu)，在啟動(dòng)時(shí)脫開(kāi)離合器；內(nèi)燃機(jī)不能運(yùn)轉(zhuǎn)，為了保證機(jī)構(gòu)的正向和逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，在機(jī)械傳動(dòng)的起重機(jī)必須設(shè)置逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；內(nèi)燃機(jī)在嚴(yán)寒地區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)，要采取措施，改善啟動(dòng)性能。此外，內(nèi)燃機(jī)噪聲、振動(dòng)及污染的問(wèn)題也有待進(jìn)一步解決。在工程起重機(jī)中使用的內(nèi)燃機(jī)目前常用的有兩種類(lèi)型，即柴油機(jī)和汽油機(jī)。柴油機(jī)比汽油機(jī)更具有使用經(jīng)濟(jì)性和工作可靠的優(yōu)點(diǎn)，所以柴油機(jī)得到廣泛的應(yīng)用。從降低重量和減少外形尺寸考慮工程起重機(jī)用的柴油機(jī)應(yīng)該是運(yùn)輸型的，最好選用工程起重機(jī)械用的中轉(zhuǎn)速的 柴油機(jī)以適應(yīng)工程起重機(jī)特點(diǎn)，保證工作可靠性和簡(jiǎn)化中間傳動(dòng)裝置的構(gòu)造。 內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的確定起重機(jī)的內(nèi)

19、燃機(jī)驅(qū)動(dòng)功率可按下述兩種方法確定：根據(jù)現(xiàn)有的同類(lèi)型和噸位級(jí)相近的起重機(jī)參數(shù)來(lái)確定所需的功率，然后再核算起重機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算最大阻力距，然后確定所需的內(nèi)燃機(jī)功率。2.2.2電力機(jī)械驅(qū)動(dòng) 概述外接電源使電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，再經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)裝置將動(dòng)力傳遞到個(gè)工作結(jié)構(gòu)的一種驅(qū)動(dòng)方式簡(jiǎn)稱(chēng)電力驅(qū)動(dòng)。外接電源的電力機(jī)械驅(qū)動(dòng)的方式，在踏式起重機(jī)中得到廣泛的應(yīng)用。在少數(shù)輪胎起重機(jī)中也有采用這種驅(qū)動(dòng)方式。電力機(jī)械驅(qū)動(dòng)比內(nèi)燃機(jī)械驅(qū)動(dòng)有以下優(yōu)點(diǎn)： 電動(dòng)機(jī)能承受短時(shí)間的較大過(guò)載，而且可以帶載隨時(shí)驅(qū)動(dòng)； 電動(dòng)機(jī)容易逆轉(zhuǎn)，而且可在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速； 各機(jī)構(gòu)可由獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)，使機(jī)械

20、傳動(dòng)裝置和操縱機(jī)構(gòu)大為簡(jiǎn)化； 操縱方便靈活，維修也比較方便； 外接電源的驅(qū)動(dòng)，沒(méi)有內(nèi)燃機(jī)那樣廢氣污染而且噪聲低。但這種驅(qū)動(dòng)方式必須依靠外接電源，而且對(duì)電動(dòng)機(jī)特性提出了特殊要求，一般最好選擇過(guò)載能力強(qiáng)，調(diào)速范圍大的直流電動(dòng)機(jī)。但因往往缺乏直流外接電源，并且直流電動(dòng)機(jī)價(jià)格昂貴，所以不便采用普遍采用。只有在內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)這種內(nèi)燃機(jī)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中直流電動(dòng)機(jī)才獲得采用。 電力機(jī)械驅(qū)動(dòng)容量的確定正確選用電動(dòng)機(jī)的容量是很重要的。如果電動(dòng)機(jī)容量不足，會(huì)使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，以致很快損壞，同時(shí)也會(huì)影響起重機(jī)的生產(chǎn)率。因?yàn)檫@時(shí)起動(dòng)力矩不足，起動(dòng)過(guò)緩，不能達(dá)到所需要的速度。如果電動(dòng)機(jī)容量過(guò)大，不僅僅是浪費(fèi)，而且使機(jī)構(gòu)龐

21、大，自重增加，起動(dòng)過(guò)猛，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)載荷增大。因此，確定電動(dòng)機(jī)容量的原則是： 在規(guī)定的工作條件下，電動(dòng)機(jī)的溫升不超過(guò)容許值，即不過(guò)熱。 保證所需要的起動(dòng)能力。2.2.3 復(fù)合驅(qū)動(dòng)工程起重機(jī)通常采用的復(fù)合驅(qū)動(dòng)主要有：內(nèi)燃機(jī)電力驅(qū)動(dòng)；內(nèi)燃機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)。 內(nèi)燃機(jī)電力驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)電力驅(qū)動(dòng)與外接電源的電力驅(qū)動(dòng)的主要區(qū)別是動(dòng)力源不同。前者是獨(dú)立的動(dòng)力源內(nèi)燃機(jī)；后者是外接電網(wǎng)電源。內(nèi)燃機(jī)電力驅(qū)動(dòng)通常是由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，把內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能傳送到工作機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)上，在變?yōu)闄C(jī)械能帶動(dòng)工作機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。直流電和交流電都有采用。但更多的是采用直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)。因此，直流電動(dòng)機(jī)可以在較大范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速，過(guò)載能力

22、強(qiáng)。這種驅(qū)動(dòng)形式是以直流電動(dòng)機(jī)的良好工作特點(diǎn)克服內(nèi)燃機(jī)工作缺點(diǎn)，是一種十分適合工程特點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)形式。但這種驅(qū)動(dòng)形式電器設(shè)備多，它與外接電源的電力驅(qū)動(dòng)比較，由于多了一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)和一臺(tái)發(fā)電機(jī)，因而重量大，價(jià)格昂貴，使起重機(jī)造價(jià)顯著增大。 內(nèi)燃機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)在現(xiàn)代工程起重機(jī)中內(nèi)燃機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，其主要原因，一是由于機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能后，實(shí)現(xiàn)液壓傳動(dòng)與許多優(yōu)越性；二是由于液壓技術(shù)本身發(fā)展很快，使起重機(jī)液壓傳動(dòng)技術(shù)日趨完善。這種驅(qū)動(dòng)形式不僅廣泛應(yīng)用于汽車(chē)起重機(jī)和輪胎起重機(jī)，近年來(lái)也應(yīng)用于履帶起重機(jī)代替以往的內(nèi)燃機(jī)機(jī)械驅(qū)動(dòng)形式。由于履帶式起重機(jī)的動(dòng)力裝置裝設(shè)在上車(chē)回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，因此在以往的內(nèi)燃機(jī)機(jī)械

23、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，履帶行走機(jī)構(gòu)所需的動(dòng)力，需要從上車(chē)通過(guò)逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等復(fù)雜的動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)傳到下車(chē)。而應(yīng)用液壓傳動(dòng)，只要通過(guò)高壓油管和中心回轉(zhuǎn)接頭，就可把上車(chē)的動(dòng)力容易而又方便地傳到下車(chē)。內(nèi)燃機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)的主要特點(diǎn)是： 減少了齒輪、軸等機(jī)械傳動(dòng)件，而代之以重量輕、體積小的液壓元件和油管，使起重機(jī)的重量大為減輕，結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸??； 可以在很大范圍實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，而且容易變換運(yùn)動(dòng)方向； 傳動(dòng)平穩(wěn)，因?yàn)樽鳛閭鲃?dòng)介質(zhì)的液壓油具有彈性，通過(guò)液壓閥平穩(wěn)而漸進(jìn)地操作可獲得平穩(wěn)的柔和的工作特性； 易于防止過(guò)載； 操作簡(jiǎn)單、省力；這種驅(qū)動(dòng)形式的主要缺點(diǎn)是： 傳動(dòng)效率低，因?yàn)槟芰拷?jīng)過(guò)了兩次轉(zhuǎn)移； 液壓元件加工精度要求高，因而

24、加工成本大； 對(duì)密封要求也高，如果制造安裝工藝不完善，常有運(yùn)轉(zhuǎn)失靈及漏油現(xiàn)象產(chǎn)生。隨著液壓技術(shù)的發(fā)展和工藝水平的提高，這些缺點(diǎn)已逐步得到解決。綜上所述，結(jié)合小型起重機(jī)的特點(diǎn)，這次設(shè)計(jì)選用內(nèi)燃機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)。輪胎式起重機(jī)動(dòng)力裝置的布置有以下幾種方案：一一臺(tái)電機(jī)布置在下車(chē)；二一臺(tái)發(fā)電機(jī)布置在上車(chē)；三兩臺(tái)發(fā)電機(jī)上、下車(chē)各布置一臺(tái)。第一種方案，目前采用得比較廣泛，這是因?yàn)椋?上車(chē)起重機(jī)構(gòu)采用液壓傳動(dòng)，動(dòng)力傳遞比較方便，液壓泵設(shè)在下車(chē)，高壓油經(jīng)回轉(zhuǎn)街頭送到上車(chē)驅(qū)動(dòng)各個(gè)液壓馬達(dá)或液壓缸。 下車(chē)行走機(jī)構(gòu)采用一般通用汽車(chē)的機(jī)械傳動(dòng)或液力機(jī)械傳動(dòng)，下車(chē)行走機(jī)構(gòu)采用一般通用汽車(chē)的機(jī)械傳動(dòng)或液力機(jī)械傳動(dòng)，故發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)在下

25、車(chē)較方便，因此傳動(dòng)系易布置，操作易實(shí)現(xiàn)。 目前，輪胎式起重機(jī)的行駛速度高，專(zhuān)用底盤(pán)的行走機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置也必須設(shè)計(jì)得與汽車(chē)傳動(dòng)系同樣復(fù)雜，故發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)在下車(chē)也是必須的。在設(shè)計(jì)汽車(chē)起重機(jī)時(shí)，有時(shí)往往不是選擇發(fā)動(dòng)機(jī)，而是選擇整個(gè)通用的汽車(chē)底盤(pán)，要根據(jù)起重機(jī)最大額定起重機(jī)重量去選擇相應(yīng)載重量的汽車(chē)底盤(pán)。第二種方案在機(jī)械傳動(dòng)和電力傳動(dòng)的慢速行駛的輪胎起重機(jī)中普遍采用的。這種方案，發(fā)動(dòng)機(jī)主要是上車(chē)起重機(jī)構(gòu)。下車(chē)行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)力由上車(chē)經(jīng)回轉(zhuǎn)中心下傳而來(lái)，由于行走速度低于20KM/H，故對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求比較簡(jiǎn)單。第三種方案在大型的汽車(chē)起重機(jī)中采用得比較廣泛。因?yàn)榇藭r(shí)行走用的下車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率很大，發(fā)動(dòng)機(jī)也較昂貴，起重

26、用的功率為其1/3以下，故起重時(shí)使用行駛發(fā)動(dòng)機(jī)在功率利用上很不合理。分析以上三種方案，結(jié)合本次設(shè)計(jì)，輪胎式起重機(jī)的動(dòng)力裝置選用汽車(chē)通用底盤(pán)。上車(chē)其中和下車(chē)行走機(jī)構(gòu)共用汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，上車(chē)起重機(jī)構(gòu)在汽車(chē)傳動(dòng)箱中得到動(dòng)力，即可以節(jié)省一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，又減輕重量。輪胎式起重機(jī)底盤(pán)的類(lèi)型很多，可按不同角度來(lái)進(jìn)行分類(lèi)。從總的性能上看，可分為：通用汽車(chē)底盤(pán)、專(zhuān)用汽車(chē)底盤(pán)和專(zhuān)用的輪胎底盤(pán)三種。所謂通用的汽車(chē)底盤(pán)，是指除車(chē)架更換外（若有必要時(shí)），余皆采用原汽車(chē)底盤(pán)。小型的起重機(jī)可在原汽車(chē)地盤(pán)上附加副車(chē)架以支撐上車(chē)結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵?chē)車(chē)架的強(qiáng)度和剛度都滿(mǎn)足不了起重機(jī)在起重時(shí)的要求。雖然采用附加副車(chē)架的工藝比較簡(jiǎn)單，但整個(gè)起重

27、機(jī)的重心較高，重量較大。專(zhuān)用的汽車(chē)底盤(pán)是按起重機(jī)的要求設(shè)計(jì)的，軸距較大，車(chē)架剛性好。專(zhuān)用汽車(chē)底盤(pán)的駕駛室布置有三種，一是與通用汽車(chē)一樣的正置平頭式駕駛室，二是測(cè)量的偏頭式駕駛室，三是前懸下沉式駕駛室。側(cè)置偏頭式駕駛室底盤(pán)的汽車(chē)起重機(jī)可使起重吊臂在行駛狀態(tài)時(shí)放在駕駛室旁側(cè)，使整車(chē)重心大大下降，但駕駛室視野不良，坐人不多。前懸下沉式駕駛室視野良好，吊臂位置也不高，故起重機(jī)重心低，因此在大型起重機(jī)中常采用前懸下沉式的駕駛室。專(zhuān)用輪胎底盤(pán)是專(zhuān)門(mén)為輪胎起重機(jī)設(shè)計(jì)的，為提高輪胎起重機(jī)的機(jī)動(dòng)性，將底盤(pán)設(shè)計(jì)成短軸距，全輪驅(qū)動(dòng)，甚至全輪轉(zhuǎn)向的越野型輪胎底盤(pán)。由于輪胎起重機(jī)只有一個(gè)駕駛室，并且往往設(shè)在上車(chē)，所以下

28、車(chē)底盤(pán)行走機(jī)構(gòu)的操作通常求助于液壓傳動(dòng)，輪胎起重機(jī)需吊重行駛，要求起動(dòng)平穩(wěn)，調(diào)速自如。因此，越野型輪胎底盤(pán)常采用液力變距器和動(dòng)力換擋變速箱等轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，以及液壓轉(zhuǎn)向裝置。在選用汽車(chē)底盤(pán)時(shí)，考慮到輪胎式起重機(jī)始終滿(mǎn)載行駛，要比汽車(chē)載荷條件惡劣，但起重機(jī)的行駛里程比汽車(chē)的要少一半左右，故完全可以選用同等級(jí)的汽車(chē)底盤(pán)的總成。起重機(jī)的軸距L 的大小直接影響到起重機(jī)的行駛性能、重量和總體布置。他受到總長(zhǎng)度L Z 的控制，在汽車(chē)起重機(jī)中吊臂探出車(chē)頭L F 一般都在兩米左右，在輪胎式起重機(jī)中還要大些，為3-4米左右，回轉(zhuǎn)平臺(tái)尾部一般也略伸出車(chē)架外面L T ，故一般起重機(jī)底盤(pán)長(zhǎng)度L C 限在7-9米以下。底盤(pán)長(zhǎng)

29、度L C 是有前懸長(zhǎng)度、后懸長(zhǎng)度和軸距形成。在復(fù)軸式的雙前后橋底盤(pán)中，軸距L 是指復(fù)軸式前橋和后橋中心之間的距離。也可用第一軸距L , 第二軸距L ”等于輪胎直徑再加上一定間距。底盤(pán)長(zhǎng)度的軸距的關(guān)系為L(zhǎng) C L E -L F -L R （2.1） 前懸的懸臂L F 取決于發(fā)動(dòng)機(jī)位置、駕駛室形式及所需的軸荷分布，后懸臂L T 主要取決于后支腿離上車(chē)回轉(zhuǎn)中心你距離，一般為30-40%軸距左右。輪胎式起重機(jī)的軸距直接影響起重機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑。最小轉(zhuǎn)彎半徑與軸距的關(guān)系如下： R min =Lsin max +C （2.2）式中max -外前輪的最大轉(zhuǎn)角；C 主銷(xiāo)中心至外前輪中心的距離。為使轉(zhuǎn)彎半徑小，從機(jī)動(dòng)

30、性出發(fā)，軸距要取得小些為好。汽車(chē)起重機(jī)的中心高度在1.2米左右，輪胎式起重機(jī)的常在1.5米左右。一般中小型汽車(chē)起重機(jī)和后橋往往是復(fù)軸式的多橋，則前橋和后橋之間的軸距就比較大，常在5米以下。輪胎起重機(jī)軸距一般在3-3.6米左右。本次設(shè)計(jì)的輪胎式起重機(jī)的底盤(pán)是EQ1092F 型底盤(pán)，主要性能參數(shù)：最大車(chē)速：75公里小時(shí) 最小轉(zhuǎn)彎半徑：不大于8米爬坡度：不小于28% 發(fā)動(dòng)機(jī)：Q6100-1型缸徑?jīng)_程：100×115mm 最大功率：135馬力3000轉(zhuǎn)分最大扭矩：36公斤·米1200-1400轉(zhuǎn)分底盤(pán)重量：3375公斤起重機(jī)械的基本參數(shù)是用來(lái)說(shuō)明起重機(jī)的規(guī)格和性能的一些數(shù)據(jù)，也是提

31、供設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇使用起重機(jī)械的主要依據(jù)。輪胎式起重機(jī)起重量一般不包括吊鉤的重量q ?？梢园寻ǖ蹉^重量在內(nèi)的起重量成為總起重量（Q+q）。輪胎式起重機(jī)起重量是隨吊臂伸縮、俯仰而變化，因此起重量是由吊臂強(qiáng)度和整機(jī)穩(wěn)定所決定。起重機(jī)的額定起重量總比臨界起重量小。所謂臨界起重量，是指當(dāng)起重機(jī)吊起重物后處在穩(wěn)定和傾翻的臨界狀態(tài)時(shí)的重量。根據(jù)使用需要，利于生產(chǎn)制造，故選擇為12噸。2.5.2工作幅度R 和有效幅度A工作幅度R 指起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心軸線(xiàn)至吊鉤中心的距離。它與吊臂長(zhǎng)度L 和仰角Q 有關(guān)，Q 可以從00800，工作角度在200-750之間。當(dāng)輪胎起重機(jī)的幅度變小時(shí)。起重機(jī)可以增大，但當(dāng)幅度小于支腿

32、跨距的一半時(shí)，吊重?zé)o法進(jìn)行。所以在系列標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定有效幅度上A 的極限值A(chǔ) 。有效幅度A 滿(mǎn)足下列公式A =R A （2.3）m i n -但有效幅度不宜規(guī)定過(guò)大，因?yàn)橛行Х却螅馕吨畲笃鹬亓繒r(shí)的工作幅度也大，吊臂受的力也大。這樣一來(lái)吊臂自重就要增大，使大幅度時(shí)的起重量急劇下降，惡化了起重性能。作為輪胎式起重機(jī)基本參數(shù)的起重力矩是指最大額定起重量和相應(yīng)的工作幅度的乘積，起重機(jī)工作時(shí)，不但要求有起重量，還要求有一定的幅度。只比較起重量，不比較其相應(yīng)的幅度是無(wú)法評(píng)定兩臺(tái)起重機(jī)的起重能力的大小。起重力矩作為比較起重機(jī)起重能力的指標(biāo)比較起重量更合適、更確切。本次設(shè)計(jì)的起重機(jī)確定：Q=12噸 R=3米

33、 則m=123=36（噸米）升高度H 與吊臂長(zhǎng)度L 和仰角Q 有關(guān)：（ H =h -b =(sin+h -b ） （2.4）輪胎式起重機(jī)的自重是指工作狀態(tài)時(shí)的機(jī)械總重。它并不一定等于行駛時(shí)的重量。在后設(shè)計(jì)各部分重量時(shí)，可以參照同樣類(lèi)型起重機(jī)實(shí)物重量，制造后的起重機(jī)重量不得大于系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定重量。超出時(shí)應(yīng)設(shè)法改進(jìn)，把自重降到最低值。根據(jù)以上要求，本機(jī)總重為9420公斤，根據(jù)1表11-8查得12噸輪胎式起重機(jī)自重17噸，所以合適。根據(jù)目前輪胎式起重機(jī)的統(tǒng)計(jì)資料，中小型起重機(jī)的吊鉤速度一般在8-20m/min左右。在大型起重機(jī)中，起升速度不是主要的，為降低功率，減少?zèng)_擊，起升速度取得較低，在5-8m/

34、min左右。起升速度也有以繞入卷筒的單根鋼絲繩速度表示的。雖然，單繩速度和吊鉤速度是差一滑輪組的倍率。實(shí)際上輪胎式起重機(jī)吊鉤速度不是恒定的，鋼絲繩在卷筒上繞的層次不同，單繩速度也在變化。作為銘牌的參數(shù)的起升速度，是指卷筒在驅(qū)動(dòng)機(jī)最大工作速度下的第一層鋼絲繩的單繩速度，或與此相對(duì)應(yīng)的吊鉤速度。變幅速度是指吊臂在頭部沿水平方向移動(dòng)的速度。變幅速度對(duì)生產(chǎn)效率影響不大，而對(duì)起重機(jī)的平穩(wěn)性和安全性影響較大，故不能取大，幅度時(shí)間（從最大臂到最小臂）一般在30-60秒左右。本機(jī)起臂時(shí)間為25s ，落臂時(shí)間16s 。在伸縮式吊臂的起重機(jī)上，吊臂伸縮速度也是需要注明的，一般外伸速度為收縮速度的1/2倍，該機(jī)伸縮

35、速度選為伸縮（全程）34s ，縮臂（全程）18.5s 。液壓支腿收放速度一般用時(shí)間來(lái)表示，一般在10-50s 之間，本機(jī)速度為：水平支腿伸出時(shí)間13.7s ；水平支腿縮回時(shí)間11.8s ；垂直支腿放下時(shí)間22s ；垂直支腿收起時(shí)間21.5s ；輪胎式汽車(chē)起重機(jī)行駛速度是主要參數(shù)之一，本機(jī)的行駛速度最高可達(dá)75公里/小時(shí)。通過(guò)性參數(shù)指輪胎式起重機(jī)正常行駛時(shí)能夠通過(guò)各種道路的能力，不同車(chē)輛有不同的要求：輪胎式起重機(jī)的通過(guò)性幾何參數(shù)基本上接近一般公路車(chē)輛。汽車(chē)起重機(jī)的要求和所采用的汽車(chē)底盤(pán)一致，經(jīng)過(guò)改裝后，最大出入不超過(guò)15%，接近角、離去角和最小離地間隙要大些?？v向通過(guò)半徑要小些，由于輪胎式起重機(jī)

36、車(chē)架下載有支腿，故離地面間隙可能變小。汽車(chē)起重機(jī)最大爬坡在120 180左右。輪胎式起重機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑在7 12米左右。輪胎式起重機(jī)的各部尺寸按需要和可能來(lái)確定，力求緊湊。輪胎式起重機(jī)在公路行駛狀態(tài)的外形尺寸應(yīng)考慮到道路、洞橋和鐵路運(yùn)輸條件，按國(guó)家規(guī)定：總長(zhǎng)限制在12米以?xún)?nèi)，總寬在2.6i 米以?xún)?nèi)，總高不超過(guò)4米。在特殊情況下，大噸位的起重機(jī)寬度可超過(guò)3米。輪胎式起重機(jī)由以下幾部分組成： 取物裝置，輪胎式起重機(jī)取物裝置主要是吊鉤。 吊臂用來(lái)支承起升鋼絲繩、滑輪組的鋼結(jié)構(gòu)。 上車(chē)回轉(zhuǎn)部分，它是在起重作業(yè)時(shí)，可以回轉(zhuǎn)的部分，它包括裝在回轉(zhuǎn)平臺(tái) 上除了吊臂、配重、吊鉤等外的全部機(jī)構(gòu)和裝置。 下車(chē)行走部分

37、，它是起重機(jī)的底盤(pán)，是上車(chē)回轉(zhuǎn)部分的基礎(chǔ)。 回轉(zhuǎn)支承部分，是安裝在下車(chē)底盤(pán)上用來(lái)支承上車(chē)回轉(zhuǎn)部分的。 支腿，胎式起重機(jī)為了提高它的起重能力，在車(chē)架上裝有支腿。 配重，起重機(jī)平臺(tái)尾部常掛有一定重量的鐵塊，以保證起重機(jī)的穩(wěn)定。輪胎式起重機(jī)有兩種穩(wěn)定性：一是轉(zhuǎn)移時(shí)的行駛穩(wěn)定性；二是工作狀態(tài)下的起重機(jī)穩(wěn)定性。 縱向行使穩(wěn)定性起重機(jī)在行駛過(guò)程中，由于某種原因（如上坡）其前輪（轉(zhuǎn)向輪）對(duì)地面的發(fā)向作用力為零時(shí)，則起重機(jī) 前輪的偏轉(zhuǎn)，不能確定起重機(jī)的行駛方向。此時(shí)，可以認(rèn)為車(chē)輛已失去穩(wěn)定，無(wú)法控制其行駛方向。當(dāng)后輪對(duì)地面的法向作用力所引起的牽引力為零時(shí)，車(chē)輛失去行駛能力，也破壞了行駛穩(wěn)定性。圖2-1為起重機(jī)

38、上坡行駛圖。此時(shí)，可能失穩(wěn)。地面的反作用力Z 1=G 1=0，由于上坡，行駛速度低，不能加速運(yùn)動(dòng)，故可忽略一切慣性力和風(fēng)阻力。其作用力在以后輪與地面接觸點(diǎn)O 為中心的力矩平衡式表達(dá)如下：Z 1+GhgSin -Gl 2Cos =0 （2.5）式中G 機(jī)械總重量；l 2重心離后軸距離；當(dāng)Z 1=0，則GhgSin -Gl 2Cos =0因此可能失去操縱穩(wěn)定的根據(jù)坡度為： 0=tg -1l 2 （2.6） hg另外，當(dāng)車(chē)輛下滑力接近于驅(qū)動(dòng)輪上的附著力時(shí)，車(chē)輛就不能上坡，驅(qū)動(dòng)輪開(kāi)始打滑。即 GSin =Z 2全輪驅(qū)動(dòng)時(shí)）從圖2-1上得Z 2=GL 2Cos +GhgSina ，則后輪為驅(qū)動(dòng)輪時(shí)的打滑

39、極限坡度角為： L當(dāng)全輪驅(qū)動(dòng)時(shí)： p =tg -1L 1L -hg （2.7）a p =tg -1 （2.8）式中為附著系數(shù)，可用0.7 0.8代入。為了行駛安全起見(jiàn)，設(shè)計(jì)車(chē)輛時(shí)將使a 0>a ，即寧可上不去坡，而不要失去轉(zhuǎn)向控制。綜合以上公式，得到后輪驅(qū)動(dòng)與全輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛的穩(wěn)定條件:l 2> （2.9） hg 橫向行駛穩(wěn)定性起重機(jī)在彎道上或直邊上行駛時(shí)受側(cè)向力，諸如離心力、橫向風(fēng)力等。起重機(jī)在側(cè)向力作用下有時(shí)克服了車(chē)輪附著力，從而產(chǎn)生側(cè)滑移，或?qū)④?chē)輛橫向傾翻。GV 2在車(chē)輛重心下作用有二力，起重機(jī)重力G 和離心力P iy =，若Z T =0, 則車(chē)向左gR傾翻的極限條件為：V

40、2B hg - gR 2 （2.10） tgB 0=V 2B hg + gR 2則V B max = 就是說(shuō)橫向坡度角不得小于B 0。再分析車(chē)輛引起側(cè)移的情況，此時(shí)側(cè)向力大于或等于橫向附著力，即P jy CosB -G sin B Y L +Y r =(Z L +Z r =(GCos +P jy Sin （2.11）則其極限條件為：V 2gR （2.12） tgB =V 21+gR則V P max 為行駛安全起見(jiàn)，應(yīng)使側(cè)滑發(fā)生在翻轉(zhuǎn)前，故應(yīng)使V P max V B max 即B > （2.13） Zhg（汽車(chē)起重機(jī)輪距在2米左右，取2米）這就是橫向行駛穩(wěn)定性的基本條件，式中B 是輪距，一

41、般硬路面的取0.7-0.8。一般起重機(jī)重心離左右輪的距離相同，故在總體布置時(shí)已考慮到盡可能對(duì)稱(chēng)布置，故一般不在計(jì)算hg=1.2米。2.7.2 輪胎式起重機(jī)起重穩(wěn)定性 輪胎式起重機(jī)的失穩(wěn)輪胎式起重機(jī)在起重作業(yè)時(shí)，由于起吊過(guò)重的重物，操縱失誤引起的過(guò)大慣性、支承面的沉陷或過(guò)大風(fēng)力等原因，起重機(jī)往往突然喪失穩(wěn)定甚至傾翻肇事。因?yàn)檩喬ナ狡鹬貦C(jī)的穩(wěn)定安全由機(jī)械自重來(lái)維持，故有一定限度。往往在起重機(jī)的結(jié)構(gòu)件和其零件強(qiáng)度還足夠能承受外來(lái)載荷時(shí)，起重機(jī)由于自重不夠而失去穩(wěn)定。但有時(shí)起重機(jī)穩(wěn)定性過(guò)大，在沒(méi)有起重量指示器的情況下，吊臂也可以由于超載過(guò)大而損壞。因此，起重機(jī)在設(shè)計(jì)要選取適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性。起重機(jī)在失穩(wěn)時(shí)的

42、傾翻線(xiàn)，由起重機(jī)的支腿尺寸或輪胎尺寸確定。 圖21 起重機(jī)上坡行駛圖最危險(xiǎn)的傾翻線(xiàn)是在該工況下整個(gè)重量的重心離該傾翻線(xiàn)垂直距離最短的那一邊。顯然，最危險(xiǎn)的失穩(wěn)工況是吊臂位在垂直于側(cè)方傾翻線(xiàn)的位置上。所以，在考慮起重機(jī)穩(wěn)定時(shí)，以吊臂位在正側(cè)方的工況為基準(zhǔn)，在這個(gè)工況下起重機(jī)必須保證最低的穩(wěn)定性。 起重機(jī)的穩(wěn)定安全系數(shù)起重機(jī)在吊臨界起重量時(shí)，起重機(jī)處于穩(wěn)定的臨界狀態(tài)，即在傾翻線(xiàn)內(nèi)、外側(cè)的靜力矩互相平衡，即M S =M T 。而表示起重機(jī)穩(wěn)定性的穩(wěn)定安全系數(shù)是位在傾翻線(xiàn)內(nèi)側(cè)的穩(wěn)定力矩M S 和為在外側(cè)的穩(wěn)定力矩M T 之比：K =M S （2.14） M T當(dāng)K=1時(shí)，即為臨界狀態(tài)。顯然，K 必須大

43、于1. 若認(rèn)為起重機(jī)引起的一切力矩都是穩(wěn)定力矩，即：M S =G 3(l 3+a +G 1(l 1+a -Gb (r -a （2.15）而傾翻力矩僅是起重物和吊具所引起的，即：M T =(Q +q (R -a （2.16）則穩(wěn)定系數(shù)K 可由下式求得G B (l 3+a +G 2a -Gb (r -a M sg -G b (r -a K = （2.17） Q +q R -a Q +q (R -a 式中：M sg 起重機(jī)的穩(wěn)定力矩;G b 吊臂自重，G b =1530KgR 起重機(jī)的重心距回轉(zhuǎn)中心的距離，r=1.5米；G 1l 1上車(chē)其它部分重量和其重心到回轉(zhuǎn)中心距離，取G 1=23200N ,

44、l 1=0.87米；G 2起重機(jī)底盤(pán)不回轉(zhuǎn)部分重量，G 2=33800N；G 3l 3配重及其垂心到回轉(zhuǎn)中心距離，G 3=4500N，l 3=2.1米；則K =4500(2.12.05+23200(0.872.05+338002.05-15300(1.5-2.05=1.61>1.58000+89103.2-2.05 所以起重機(jī)穩(wěn)定。令K=1，則此時(shí)起重量為臨界起重量Q cr =M sg -G b (r -a R -a -q （2.18）由于上公式中沒(méi)有考慮到起重機(jī)在運(yùn)動(dòng)時(shí)引起的慣性力以及風(fēng)力和傾斜的影響，故求得的穩(wěn)定系數(shù)稱(chēng)為靜穩(wěn)定系數(shù)。在計(jì)算起重機(jī)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定系數(shù)時(shí)，把起重機(jī)的傾斜、回轉(zhuǎn)離心

45、力、起升慣性力和風(fēng)力考慮進(jìn)去，動(dòng)態(tài)起重穩(wěn)定系數(shù)為：1K =M s -G b (r -a -(G 1h 1+G 2h 2+G 3h 3+. +G b h b Sina Q +q R -a +H +b Sina 式中h 1, h 2, h 3. h b 自重G 1, G 2, G 3, G B 的重心高度；起重機(jī)的傾斜角度，在用支腿時(shí)肉眼找平，一般控制在10 1030' 左右，不用支腿時(shí)為30；（H+b）吊臂頭部離地高度；H g =(H +b -h ；h 重物離地高度；v 和t 重物吊升速度和起動(dòng)時(shí)間；g 重物加速度；W 1和W 2作用在起重機(jī)上和重物上的風(fēng)力合力；h w 風(fēng)力W 1作用點(diǎn)

46、的高度；n 回轉(zhuǎn)速度。在實(shí)際計(jì)算中，中小型輪胎式起重機(jī)可以只計(jì)算靜穩(wěn)定系數(shù)，所以本次設(shè)計(jì)中，不必計(jì)算動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)。在考慮到傾斜的影響和非工作時(shí)風(fēng)力作用，自身的穩(wěn)定系數(shù)也可以由下式求得：K ' =G (a -l -hSina W ' 1h w 1.15 （2.19）式中l(wèi) 自重合力G 回轉(zhuǎn)中心距離，L=1.5m；h 合力G 的重心高度，h=1.2m；a 傾斜角度（取30）； W ' 1作用在機(jī)本身上的風(fēng)力（以九級(jí)風(fēng)計(jì)算）h w 風(fēng)力作用點(diǎn)高度2米；W 1' =q f (CA +q f A q ；q f 標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓值，1表3-1為10；C 風(fēng)載體型系數(shù)，1表3-2為1.

47、2；A q 吊重有效迎風(fēng)面積，查1表3-3為6m 2；A 起重機(jī)各部分有效迎風(fēng)面積，A=f A e ；f 起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的充滿(mǎn)系數(shù)，即結(jié)構(gòu)的凈面積與結(jié)構(gòu)輪廓面積之比：f =1.0；所以起重機(jī)自身穩(wěn)定。第3章起3.1吊鉤、吊鉤組吊鉤本身是一個(gè)機(jī)械零部件，通常都與動(dòng)滑輪組合成吊鉤組進(jìn)行工作。吊鉤組有兩種型式：一種是長(zhǎng)吊鉤組，一種是短吊鉤組。長(zhǎng)型吊鉤組（圖31）的滑輪軸2和吊鉤橫梁4是分開(kāi)的兩個(gè)零件，平行的安裝在拉板3上，滑輪1的數(shù)目可分為奇數(shù)和偶數(shù)，可以選用短頸的吊鉤5。這種型式整體高度較大，應(yīng)用時(shí)將占去一些有效起升高度。而短型吊鉤組的滑輪組的滑輪軸和吊鉤橫梁是同一個(gè)零件，省掉了拉板，但是滑輪必須

48、安裝在吊鉤的兩邊，滑輪數(shù)目應(yīng)是偶數(shù)，才可使兩邊對(duì)稱(chēng)，使兩邊滑輪繩索受力相等。為使吊鉤轉(zhuǎn)動(dòng)不致碰到兩邊滑輪，須選用吊頸較長(zhǎng)的吊鉤，但總的高度仍較長(zhǎng)型的吊鉤組為短，故稱(chēng)它為短吊鉤組。這種吊鉤組當(dāng)滑輪數(shù)目較多時(shí)，將使滑輪軸跨距較大，受力情況不佳。因此，應(yīng)根據(jù)滑輪組繩索分支數(shù)的多少，并考慮吊鉤組結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，合理地選用吊鉤組。 為了掛鉤方便，要求吊鉤能繞垂直軸線(xiàn)靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)，因而在吊鉤組端頭的螺母與橫梁之間都裝有推力滾動(dòng)軸承。吊鉤自重較大時(shí)，建議采用向心推力球面軸承。這樣不僅使吊鉤轉(zhuǎn)動(dòng)輕便，而且也使軸承受力均勻。為了提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)自動(dòng)化，盡量減少裝卸物品過(guò)程中掛鉤和卸重的輔助人力操作勞動(dòng)，有的

49、起重機(jī)已采用旋轉(zhuǎn)吊鉤組。如(圖32 所示，電動(dòng)機(jī)1通過(guò)行星減速器2傳動(dòng)一對(duì)開(kāi)式齒輪3，吊鉤頸穿過(guò)開(kāi)式大齒輪中心，并與大齒輪固接在一起轉(zhuǎn)動(dòng)。電磁推桿4端裝有橫桿，橫桿撥動(dòng)插銷(xiāo)5落下或抬起。當(dāng)?shù)蹉^進(jìn)行工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)通電，電磁推桿抬起插銷(xiāo)，讓吊鉤任意旋轉(zhuǎn)，鎖住大齒輪和吊鉤。這些動(dòng)作都由司機(jī)操縱，不要人在吊鉤旁作輔助勞動(dòng)。1-電動(dòng)機(jī) 2行星減速器 3對(duì)開(kāi)式齒輪 4電磁推桿 5插銷(xiāo)吊鉤組所有零件均按靜強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。其計(jì)算載荷Q j =Q e (動(dòng)力系數(shù)，Q e 額定動(dòng)載荷 。對(duì)于通用橋式起重機(jī)，=1+1.3cv（c=0.5，v 額定起升速度種零件的許用應(yīng)力=）。各s（s 零件材料的屈服極限，n 選用的安

50、全系數(shù)。）3.1.1吊鉤的類(lèi)型、選擇吊鉤材料采用優(yōu)質(zhì)低碳鎮(zhèn)靜合金鋼。吊鉤根據(jù)制造方法可分為鍛造吊鉤和片式吊鉤。鍛造吊鉤有單鉤和雙鉤之分。單鉤用于起重量較小的起重機(jī)上如（圖3-1），當(dāng)起重機(jī)較大時(shí)應(yīng)采用雙鉤。吊鉤本身的截面形狀有圓形、方形、梯形和T 字形。從受力的情況分析，以T 字形截面最為合理，但鍛造工藝較為復(fù)雜。梯形截面受力較合理，鍛造容易。工程起重機(jī)中常用T 字形或梯形截面的鍛造單鉤。通用吊鉤已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可按額定起重量從手冊(cè)中選取。對(duì)于可、輪胎式起重機(jī)，希望吊鉤重量可盡量低一些，故選用時(shí)可選低一級(jí)的吊鉤。吊鉤的各尺寸可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得知，也可根據(jù)吊鉤尺寸估計(jì)吊鉤的起重能力。 s 0.7

51、5D ; l 1(2-2.5 h ; l 20.5h 比值h1.01.2 d鉤空直徑D ：?jiǎn)毋^： D （3050 mm ） （3.1） 或 D （1012 mm ） （3.2） 雙鉤： D （2530 （mm ） （3.3） 或 D （78 mm ） （3.4）3.1.2吊鉤的計(jì)算 （1）鉤孔的直徑DD （3050 （2）按彈性曲梁理論計(jì)算吊鉤按按彈性曲梁理論計(jì)算，其鉤本身部分應(yīng)力最大的危險(xiǎn)斷面為A-A 和B-B ： A-A 斷面 內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力：拉=2Q 計(jì)e 1 （3.5） F A K A DQ 計(jì)2=2Q 額 （3.6）2起升載荷動(dòng)載系數(shù)，取2=1.1。e 1斷面形心距內(nèi)邊緣的距離，e 12

52、=38mm。 K A 曲梁斷面的形狀系數(shù)，K A 2=0.11。 。 F A 斷面A-A 面積（水平面）b 2+b 3h 242+(125-37.5 =42F A =F 1+F 2=+b 1h 1=5282.44mm 2h 120.3h =0.3125=37.5mm b 1=88mm b 2=44mm所以：拉=2Q 計(jì)Ve 1F A K A D21.1121033810-3= -6-35282.44100.1111010A 3鋼的屈服強(qiáng)度:s 2=23公斤/毫米2=2310=230Mpa安全系數(shù)：n2=1+K 1+K 2 （3.7）壓=2Q 計(jì)e 2 （3.8）F A K A (D +2h K

53、 1安全系數(shù)用來(lái)計(jì)及材料的最小強(qiáng)度儲(chǔ)備的， K 1=0.3。K 2安全系數(shù)用來(lái)計(jì)及材料的不均性，內(nèi)部可能存在的缺陷，K 2=0.1。n=1+K 1+K 2=1.4。故A 3鋼的許用應(yīng)力為： =sn=230因此曲梁內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力符合要求。 外側(cè)壓力：壓=2Q 計(jì)e 2F A K A (D +2h 21.1121038710-3=5282.440.1110-6(110+2125 10-3因此曲梁外側(cè)壓應(yīng)力符合要求。 B-B 斷面：假定載荷沿兩條與鉛垂線(xiàn)成45的方向作用在吊鉤上，那么內(nèi)側(cè)最大拉應(yīng)力與切應(yīng)力為：Q 計(jì)e 1'（3.9） 拉=F B K B De 1' 斷面形心距內(nèi)邊緣的距離

54、， e 1'2=42mm。 。 F B 斷面B-B 的面積（垂直面）K B 曲梁斷面的形狀系數(shù)，K B =0.11。F B =F 1+F 2=b 1' h 1''b 2+b 3' ' +h 2 424+2=4008.42mm 2b 1' =77mm b =38mm'2Q 計(jì)e 1'拉=F B K B D1.1121034210-3= -6-34008.42100.1111010切應(yīng)力為：=Q 計(jì)（3.10） 2F B1.112103= 24008.4210-6合成應(yīng)力： 合= （3.11） 故符合強(qiáng)度要求。螺紋頸部拉應(yīng)力：

55、拉=4Q 計(jì)（3.12） d 241.112103=40.50Mpa 64210-6符合強(qiáng)度要求。 根據(jù)鋼絲繩的捻繞次數(shù)分類(lèi)：?jiǎn)卫@繩 是有鋼絲一次繞捻成繩的。這種繩的剛性大，不宜用作起重繩。適用作起重機(jī)的桅索，不運(yùn)動(dòng)的拉索及架空索道的承載索。對(duì)于用作索道的鋼絲繩，為了使表面光滑耐磨，增加承載能力，專(zhuān)門(mén)制造一種封閉式的鋼絲繩。雙層繞繩 先由鋼絲捻成股，再將各股捻成繩。雙重繞繩的撓性和耐磨性適中，故在起重機(jī)械中應(yīng)用廣泛。 按鋼絲繩繞制方向分類(lèi)：同向捻鋼絲繩 是指由鋼絲捻成股和由股捻成繩的方向相同。雖然這種繩分得撓性很大，且表面平滑，鋼絲磨損小，但它有自行扭轉(zhuǎn)和松散的缺點(diǎn)，當(dāng)自由旋掛物品在繩索的一端時(shí)，會(huì)使物品在空中旋轉(zhuǎn)。因此，只有在具有剛性導(dǎo)軌的情況下（如電梯才使用）。交互捻鋼絲繩 它的特征是由鋼絲捻成股和有股捻成繩的方向相反，因兒繩和股的自行松散的趨勢(shì)相反，互相抵消，不致旋轉(zhuǎn)松散，在起重機(jī)中用得較多。它的缺點(diǎn)是撓性和壽命較短。上敘兩種繞繩，按由股捻成繩的方向，又可分為左旋和右旋兩種，若沒(méi)有特殊的要求，一般多用右旋繩。（3）根據(jù)股的形狀（從橫切面看）分類(lèi)：圓股繩 制造方便，常用。異性股繩 有三角形股、橢圓形等，這種滑輪槽或卷筒槽接觸良好，壽命長(zhǎng)，但制造復(fù)雜。實(shí)際使用證明，這種三角股的鋼絲繩用于高爐上料上，效果良好。繩芯的作用是：增加撓性、彈性