SQ6S伸縮臂式隨車起重機設(shè)計計算書1

1、SQ6S伸縮臂式隨車起重機設(shè)計計算書第一章 概述SQ6S型隨車起重機是以解放CA1165P1K2L2載重汽車為底盤，起重機直接安裝在駕駛室和貨箱之間的車架上，車架部分改裝，動力以取力機構(gòu)的形式從汽車發(fā)動機得到動力，各工作機構(gòu)的動力皆來源于液壓泵，在設(shè)計過程中，強調(diào)整車的性價比。第二章 整車穩(wěn)定性的計算一、 裝后起重機作業(yè)的主要參數(shù)和起重性能表：表一類別項目單位數(shù)值起重機性能參數(shù)最大額定起重量Kg6000最大最小工作幅度m9.24/2.25吊臂長度m4.169.46最大起升高度m12最大起升力矩全縮T.m13.5全伸T.m10.2支腿跨距全縮m2.15全伸m5鋼絲繩直徑mm11長度m63工作幅度

2、(m)額定起升重量(Kg)臂長4.16臂長6.81臂長9.462.25600039003500345003700320043300260025005230020006190017006.617001500812509.21100二、 底盤重心位置計算1.根據(jù)底盤技術(shù)參數(shù)可知如下參數(shù)：表二CA1165P1K2L2技術(shù)參數(shù)類別項目單位數(shù)值橋荷分配空載前橋Kg2870中、后橋Kg4170滿載前橋Kg3730中、后橋Kg12310軸矩前橋至中橋mm3865中橋至后橋mm12702.底盤本身重心距前橋的距離計算R根據(jù)表二可知空載時汽車的橋荷情況，如圖一可計算出R根據(jù)力學(xué)公式可得：R=4170(3865+

3、1270/2)/7040=2665mm三、 吊機本身重心的計算1 吊機在全縮狀態(tài)時的重心計算11 各部件距回轉(zhuǎn)中心的距離L(i)mm和各部件的重量G(i)Kg1.1.1 吊勾總成 L(1)=3940 G(1)=54.11.1.2 伸縮臂總成 L(2)=1800 G(2)=723.41.1.3 起升機構(gòu) L(3)=-55 G(3)=951.1.4 轉(zhuǎn)臺與齒輪柱焊接 L(4)=-30 G(4)=2071.1.5 油箱安裝總成 L(5)=-215 G(5)=361.1.6 固定支腿與活動支腿裝配 L(6)=-270 G(6)=506.81.1.7 回轉(zhuǎn)基座裝配 L(7)=0 G(7)=1201.1.

4、8 基座與固定腿焊接 L(8)= 0 G(8)=1651.1.9 操縱系統(tǒng) L(9)=250 G(9)=401.1.10 液壓系統(tǒng) L(10)=200 G(10)=2001.1.11 變幅油缸 L(11)=280 G(11)=1201.1.12 其它 L(12)= 0 G(12)=701.2 吊機自重：G(S)=G(i)=2337 Kg1.3 吊機重心距回轉(zhuǎn)中心距離： L1 = G(i)L(i)/ G(S)=620 mm2. 吊機在全伸狀態(tài)時的重心計算2.1 各部件距回轉(zhuǎn)中心的距離L2(i)mm 經(jīng)分析可知：只有吊勾和伸縮臂總成的重心發(fā)生變化2.1.1 吊勾總成 L2(1)=9240 2.1.

5、2 伸縮臂總成 L2(2)=4000 2.2 吊機重心距回轉(zhuǎn)中心距離：L1 = G(i)L(i)/ G(S)=1421 mm3. 吊機在行駛狀態(tài)下的橋荷分布： 根據(jù)上述計算全縮時吊機重心距回轉(zhuǎn)中心距離為620mm。又根據(jù)設(shè)計圖紙可知：回轉(zhuǎn)中心距前橋的距離為1500mm。因此吊機重心距前橋距離為620+1500=2120mm根據(jù)圖二受力分析可知前、后橋增加的重量分別為R1、R2 R1 X 4500 =2337 X (4500-2120) = 1236 KgR2 = 2337-1236 = 1101 Kg由此可知：行駛狀態(tài)下前橋的橋荷為2870+1236=4106 Kg4整車在起吊最危險時穩(wěn)定性計

6、算 如圖三所示可知：傾翻力矩： MQ = 7012 X 1100 = 7713200 Kg.mm穩(wěn)定力矩： MW = 2337 X (2228-1500)+7040 X 1672 = 13472216 Kg.mm 穩(wěn)定系數(shù)S： S= MW /MQ =1.75第三章 吊機結(jié)構(gòu)件設(shè)計計算一、 各臂的強度校核如圖四所示可知：各臂最危險截面分別在如圖四所示的剖面上。1基本臂的強度校核1.1 基本臂的最小截面模量WA=414388mm3其結(jié)果是由計算軟件得出。其材料為HQ60屈服極限為500Mpa,許用應(yīng)力為=500/1.5=333.33 Mpa1.2 基本臂的所受的最大彎矩MA=G.L+G1.L1+G

7、2.L2+G3.L3 其中G - 最大幅度時所吊的重量為1100Kg 其中G1 - 基本臂本身的重量 238Kg 其中G2 - 一節(jié)伸臂本身的重量 144Kg 其中G3 - 二節(jié)伸臂本身的重量 129Kg其中L - 最大幅度時距截面的距離為8425mm 其中L1 - 基本臂重心到截面的距離為1050mm 其中L2 - 一節(jié)伸臂重心到截面的距離為4166mm 其中L3 - 二節(jié)伸臂重心到截面的距離為7035mmMA=G.L+G1.L1+G2.L2+G3.L3=11024819Kg.mm = MA/WA=26.6 Kg/mm2<2一節(jié)伸縮臂的強度校核2.1 一節(jié)伸縮臂的最小截面模量WA=28

8、8027mm3其結(jié)果是由計算軟件得出。其材料為HQ60屈服極限為500Mpa,許用應(yīng)力為=500/1.5=333.33 Mpa2.2 基本臂的所受的最大彎矩MA=G.L +G2.L2+G3.L3 其中G - 最大幅度時所吊的重量為1100Kg 其中G2 - 一節(jié)伸臂本身的重量 144Kg 其中G3 - 二節(jié)伸臂本身的重量 129Kg其中L - 最大幅度時距截面的距離為5584mm 其中L2 - 一節(jié)伸臂重心到截面的距離為1330mm 其中L3 - 二節(jié)伸臂重心到截面的距離為4254mmMA=G.L+ +G2.L2+G3.L3=6882686Kg.mm = MA/WA=23.9 Kg/mm2&l

9、t;3二節(jié)伸縮臂的強度校核3.1 一節(jié)伸縮臂的最小截面模量WA=228703mm3其結(jié)果是由計算軟件得出。其材料為HQ60屈服極限為500Mpa,許用應(yīng)力為=500/1.5=333.33 Mpa3.2 基本臂的所受的最大彎矩MA=G.L +G3.L3 其中G - 最大幅度時所吊的重量為1100Kg 其中G3 - 二節(jié)伸臂本身的重量 129Kg其中L - 最大幅度時距截面的距離為2779mm 其中L3 - 二節(jié)伸臂重心到截面的距離為1350mmMA=G.L+ +G2.L2+G3.L3=3231050Kg.mm = MA/WA=14.1 Kg/mm2<二、伸縮臂總成的撓度校核 1.撓度的計算

10、：由實際工況可知伸縮臂總成各臂都可認為懸臂梁結(jié)構(gòu)。因此也可簡化如圖四：其各個截面的慣性矩分別為IA 慣性矩 I1 = 79729603mm4 IB 慣性矩 I2 = 51070540mm4 IC慣性矩 I2 = 36819657mm4 由設(shè)計圖樣可知各臂的重量和距各截面的距離。G 吊重的總重 1100kg G1基本臂的重量 238kg G2一節(jié)伸縮臂的重量 144kg G3二節(jié)伸縮臂的重量 129kg2.1計算基本臂的撓度和轉(zhuǎn)角 f基 由基本臂的重量和其所產(chǎn)生的彎矩兩部分組成。 2.1.1基本臂的所受的最大彎矩MA=G.L+G1.L1+G2.L2+G3.L3 其中G - 最大幅度時所吊的重量為

11、1100Kg 其中G1 - 基本臂本身的重量 238Kg 其中G2 - 一節(jié)伸臂本身的重量 144Kg 其中G3 - 二節(jié)伸臂本身的重量 129Kg其中L - 最大幅度時距截面的距離為8425mm 其中L1 - 基本臂重心到截面的距離為1050mm 其中L2 - 一節(jié)伸臂重心到截面的距離為4166mm 其中L3 - 二節(jié)伸臂重心到截面的距離為7035mmMA=G.L+G1.L1+G2.L2+G3.L3=11024819Kg.mmf基 =26.55 mm26.55÷2840=0.0093 rf基=9.03 mm9.03÷1240=0.0073 r 搭接長度所產(chǎn)生的角度。L=9

12、08 間隙2mm =2/908=-0.0022 r2.2計算一節(jié)伸縮臂產(chǎn)生的撓度和轉(zhuǎn)角f一 由一節(jié)伸縮臂的重量和其所產(chǎn)生的彎矩兩部分組成。 2.2.1 基本臂的所受的最大彎矩MA=G.L +G2.L2+G3.L3 其中G - 最大幅度時所吊的重量為1100Kg 其中G2 - 一節(jié)伸臂本身的重量 144Kg 其中G3 - 二節(jié)伸臂本身的重量 129Kg其中L - 最大幅度時距截面的距離為5584mm 其中L2 - 一節(jié)伸臂重心到截面的距離為1330mm 其中L3 - 二節(jié)伸臂重心到截面的距離為4254mmMA=G.L+ +G2.L2+G3.L3=6882686Kg.mmf一 =25.25 mm2

13、5.25÷2805=0.009 rf一=12.28 mm12.28÷1400=0.0088 r 搭接長度所產(chǎn)生的角度。L=912 間隙2mm =2/912=-0.0022 r2.3 計算二節(jié)伸縮臂產(chǎn)生的撓度和轉(zhuǎn)角f二 由二節(jié)伸縮臂的重量組成。f=14.94 mm2.4 伸縮臂總成的總撓度fz= f基 +基f基+ f+L伸 = 26.55+9.03+25.25+12.28+14.94 + (0.0088+0.009+0.0093+0.0073-0.0044)×5584=255.6 mm 三、齒輪柱校核計算因其最大起升力矩與SQ6Z的相同，因此在這不再重復(fù)計算。參見S

14、Q6S即可。四、 固定支腿與活動支腿強度校核求支腿的支承反力經(jīng)分析得：吊臂與活動支腿在同一鉛垂面內(nèi)支腿所承受的力最大如圖五所示：1 求支腿支點A的反力F1 對O點取矩可得：F11100X9240/2500=4065kgf2 校核固定支腿和活動支腿的強度如圖五所示可知： AA和BB截面分別是固定支腿和活動支腿最危險的兩個截面。2.1固定支腿的強度校核：2.1.1固定支腿的截面模量WA=366235mm3其結(jié)果是由計算軟件得出。其材料為HQ60屈服極限為500Mpa,許用應(yīng)力為=500/1.5=333.33 Mpa2.1.2固定支腿的所受的最大彎矩MA=4065X(2500-1150+420)=7

15、195050Kg.mm= MA/WA=19.6 Kg/mm2<2.2活動支腿的強度校核：2.2.1固定支腿的截面模量WA=336318mm3其結(jié)果是由計算軟件得出。其材料為HQ60屈服極限為500Mpa,許用應(yīng)力為=500/1.5=333.33 Mpa2.2.2固定支腿的所受的最大彎矩MA=4065X(2500-1150)=5487750Kg.mm= MA/WA=16.3 Kg/mm2<五、軸類的剪切計算因為SQ6S的軸與SQ6Z所用的軸的直徑是一樣的，以因為SQ6S的軸的受力要比SQ6Z的軸的受力小。因此在這不再重復(fù)計算，參見SQ6Z即可。第四章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算一、 液壓系統(tǒng)

16、壓力計算已知條件：最大起升重量Q6000Kg（工作幅度在2.25m）滑輪組倍率K14滑輪組效率率10.9超載1.25倍吊重Q7500Kg卷筒直徑D0.15m鋼絲繩直徑d0.15m 起升馬達排量Qm=40ml/r 變幅缸缸徑：0.16m 卷揚減速比：i =28.478 減速機效率：20.95起升馬達容積效率：30.92卷筒繞繩層數(shù)：K351. 系統(tǒng)壓力按超載1.25倍計算單繩拉力：PQ/ K1. 1=1706.3Kgf 卷筒扭矩：M（D/2+ K3.d）p=221.8 Kgf.m 馬達扭矩：M= M / I2=8.2 Kgf.m 馬達工作壓力：P1628 M/2 Q m=140 Kgf/cm2

17、油缸推力：油缸受力如圖六求推力F：F7500X2.47/.5=37050Kg變幅缸所需壓力：PF/S=37050/(16X16X.785)=18.4Kg/mm2考慮到管路損失可確定溢流閥調(diào)定壓力為P120Mpa，即系統(tǒng)壓力為20Mpa。二、起升速度的計算1計算泵的流量QbQ b=40X10000.92X10336.8L/min其中為泵的排量單位：40mL/r，為泵的容積效率： 0.92為取力器輸出轉(zhuǎn)速：1000r/min2 馬達的轉(zhuǎn)速 3起升速度的計算V=. 式中卷筒轉(zhuǎn)速鋼絲繩不同繞層對卷筒的直徑3.1 卷筒轉(zhuǎn)速/ i =846.4/28.48=29.7 r/min3.2 鋼絲繩單繩速度V=.

18、第一層時：0.161m第二層時：0.183m第三層時：0.205m所以：V1蠅29.7.0.161=15m/minV2蠅29.7.0.183=17.1m/minV3蠅29.7.0.205=19.1m/min3.3 起升速度V1 15/4=3.75 m/minV2 17.1/4=4.275 m/minV3 19.1/4=4.775 m/min起升速度的提高與降低也可由發(fā)動機的轉(zhuǎn)速決定。第五章液壓油缸的計算一、 第一變幅油缸的計算：根據(jù)設(shè)計圖紙可知：缸徑：160mm 桿徑：110mm額定壓力為20Mpa由系統(tǒng)壓力可得輸出力為40217Kgf，對照系統(tǒng)壓力計算求得結(jié)果可知：第一變幅油缸符合工況要求。a) 伸縮油缸的計算由其工況可知：只要伸縮油缸的拉力滿足提升重物所需的力，那么它的推力就可以不再計算。3.1 第