SQ6S伸縮臂式隨車起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)1資料

1、SQ6S 伸縮臂式隨車起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第一章 概述SQ6S型隨車起重機(jī)是以解放CA1165P1K2L2 載重汽車為底盤(pán)，起重機(jī)直接安裝在駕駛室和貨箱之間的車架上，車架部分改裝，動(dòng)力以取力機(jī)構(gòu)的形式從汽車發(fā)動(dòng)機(jī)得到動(dòng)力，各工作機(jī)構(gòu)的動(dòng)力皆來(lái)源于液壓泵，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)整車的性價(jià)比。第二章 整車穩(wěn)定性的計(jì)算裝后起重機(jī)作業(yè)的主要參數(shù)和起重性能表：表一類別項(xiàng)目單位數(shù)值起重機(jī)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(zhǎng)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(zhǎng)度m63工作幅

2、度(m)額定起升重量(Kg)臂長(zhǎng)4.16臂長(zhǎng)6.81臂長(zhǎng)9.462.25600039003500345003700320043300260025005230020006190017006.617001500812509.21100底盤(pán)重心位置計(jì)算1 .根據(jù)底盤(pán)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(xiàng)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(pán)本身重心距前橋的距離計(jì)算R根據(jù)表二可知空載時(shí)汽車的橋荷情況，如圖一可計(jì)算出R根據(jù)力學(xué)公式可得：R=4170 (3

3、865+1270/2)/7040=2665mm三、 吊機(jī)本身重心的計(jì)算1 吊機(jī)在全縮狀態(tài)時(shí)的重心計(jì)算2 1 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)=3940G(1)=54.11.1.2 伸縮臂總成L(2)=1800G(2)=723.41.1.3 起升機(jī)構(gòu)L(3)=-55G(3)=95G(4)=207G(5)=36G(6)=506.8G(7)=120G(8)=165G(9)=40G(10)=200G(11)=120G(12)=701.1.4 轉(zhuǎn)臺(tái)與齒輪柱焊接L(4)=-301.1.5 油箱安裝總成L(5)=-2151.1.6 固定支腿與活動(dòng)支腿

4、裝配L(6)=-2701.1.7 回轉(zhuǎn)基座裝配L(7)=01.1.8 基座與固定腿焊接L(8)= 01.1.9 操縱系統(tǒng)L(9)=2501.1.10 液壓系統(tǒng)L(10)=2001.1.11 變幅油缸L(11)=2801.1.12 其它L(12)= 0I 121.2 吊機(jī)自重：G(S)=G(i)=2337 KgIII .3 吊機(jī)重心距回轉(zhuǎn)中心距離：II = G(i) L(i)/ G(S)=620 mmi12. 吊機(jī)在全伸狀態(tài)時(shí)的重心計(jì)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)=92402.1.2 伸縮臂總成L2(2)

5、=40002.2 吊機(jī)重心距回轉(zhuǎn)中心距離：L1 = G(i) L(i)/ G(S)=1421 mmi13. 吊機(jī)在行駛狀態(tài)下的橋荷分布：根據(jù)上述計(jì)算全縮時(shí)吊機(jī)重心距回轉(zhuǎn)中心距離為620mm。 又根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙可知： 回轉(zhuǎn)中心距前橋的距離為1500mm。 因此吊機(jī)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、 R2R1 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(xiǎn)時(shí)穩(wěn)定性計(jì)算如圖三所示可知

6、：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(jī)結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算各臂的強(qiáng)度校核如圖四所示可知：各臂最危險(xiǎn)截面分別在如圖四所示的剖面上。1 基本臂的強(qiáng)度校核1.1 基本臂的最小截面模量WA=414388mm3 其結(jié)果是由計(jì)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+G2.L2+G3.L3其中

7、G 最大幅度時(shí)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(shí)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= M a/Wa=26.6 Kg/mm2<2一節(jié)伸縮臂的強(qiáng)度校核2.1 一節(jié)伸縮臂的最小截面模量WA=288027mm3 其結(jié)果是由計(jì)算軟件得出。其材料為 HQ60屈服極限為5

8、00Mpa,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(shí)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(shí)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4254mmM A=G.L+ +G2.L2+G3.L3=6882686Kg.mm= M A/WA=23.9 Kg/mm2<3二節(jié)伸縮臂的強(qiáng)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(jì)算

9、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(shí)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(shí)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= M a/Wa=14.1 Kg/mm2<二、伸縮臂總成的撓度校核1.撓度的計(jì)算：由實(shí)際工況可知伸縮臂總成各臂都可認(rèn)為懸臂梁結(jié)構(gòu)。因此也可簡(jiǎn)化如圖四：其各個(gè)截面的慣性矩分別為IA 慣性矩I1

10、= 79729603mm4IB 慣性矩I2 = 51070540mm4I C 慣性矩I 2 = 36819657mm4由設(shè)計(jì)圖樣可知各臂的重量和距各截面的距離。G 吊重的總重1100kgG1基本臂的重量238kgG2一節(jié)伸縮臂的重量144kgG3二節(jié)伸縮臂的重量129kg2.1 計(jì)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(shí)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

11、 最大幅度時(shí)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.mm2f1基 =26.55 mm2EJI 26.55÷2840=0.0093 rf11基 = PL =9.03 mm3EJII 9.03÷1240=0.0073 r111搭接長(zhǎng)度所產(chǎn)生的角度。L=908 間隙 2mm=2/908=-0.0022 r2.2 計(jì)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

12、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(shí)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(shí)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4254mmM A=G.L+ +G2.L2+G3.L3=6882686Kg.mm2f1一 =25.25 mm2EJI 25.25÷2805=0.009 rf11一 = PL =12.28 mm3EJII 12.28÷1400=0.0088

13、r111搭接長(zhǎng)度所產(chǎn)生的角度。L=912 間隙 2mm=2/912=-0.0022 r2.3 計(jì)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 2 = GL =14.94 mm2 3EJ2.4 伸縮臂總成的總撓度f(wàn)z= f1 基 +11 基 f11 基 + f 2 + 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(jì)算因其最大起升力矩與SQ6Z的相同，因此在這不再重復(fù)計(jì)算。參見(jiàn)SQ6S固定支腿與活動(dòng)支腿強(qiáng)度校核求支腿的支承反力經(jīng)分

14、析得：吊臂與活動(dòng)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(diǎn)A 的反力 F1對(duì) O 點(diǎn)取矩可得：F1 1100X9240/2500=4065kgf2 校核固定支腿和活動(dòng)支腿的強(qiáng)度如圖五所示可知：A A 和B B 截面分別是固定支腿和活動(dòng)支腿最危 險(xiǎn)的兩個(gè)截面。2.1 固定支腿的強(qiáng)度校核：2.1.1 固定支腿的截面模量WA=366235mm3其結(jié)果是由計(jì)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M A=4065X(2500-1150+420)=7195050Kg.mm= Ma/Wa

15、=19.6 Kg/mm2<2.2 活動(dòng)支腿的強(qiáng)度校核：2.2.1 固定支腿的截面模量WA=336318mm3其結(jié)果是由計(jì)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M A=4065X(2500-1150)=5487750Kg.mm= MA/WA=16.3 Kg/mm2<五、軸類的剪切計(jì)算因?yàn)?SQ6S的軸與 SQ6Z所用的軸的直徑是一樣的，以因?yàn)?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(jì)算，參見(jiàn)SQ6Z即可。第四章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算一、 液壓系統(tǒng)壓力計(jì)算已知條件：

16、最大起升重量Q 6000Kg (工作幅度在2.25m)滑輪組倍率K1 4滑輪組效率率1 0.9超載 1.25倍吊重 Q 7500Kg卷筒直徑D 0.15m鋼絲繩直徑d 0.15m起升馬達(dá)排量Qm=40ml/r變幅缸缸徑：0.16m卷?yè)P(yáng)減速比：i =28.478減速機(jī)效率：2 0.95起升馬達(dá)容積效率：3 0.92卷筒繞繩層數(shù)：K3 51. 系統(tǒng)壓力按超載1.25 倍計(jì)算單繩拉力：P Q/ K1.1=1706.3Kgf卷筒扭矩：M(D/2+ K3.d) p=221.8 Kgf.m馬達(dá)扭矩：M= M / I 2=8.2 Kgf.m馬達(dá)工作壓力：P1 628 M/ 2 Q m=140 Kgf/cm2

17、油缸推力：油缸受力如圖六求推力F： F 7500X2.47/.5=37050Kg變幅缸所需壓力：P F/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P1 20Mpa，即系統(tǒng)壓力為20Mpa。二、起升速度的計(jì)算1 計(jì)算泵的流量QbQ b. .=40X10000.92X103 36.8L/minqb b rb其中 q 為泵的排量單位：40mL/r，為泵的容積效率：0.92b為取力器輸出轉(zhuǎn)速：1000 r/minrb2 馬達(dá)的轉(zhuǎn)速N mQ .1000 b mb 36.8X0.92X1000/40=846.4 r/minqm3 起升速度的計(jì)算V=n

18、i. .Dn式中ni 卷筒轉(zhuǎn)速D n 鋼絲繩不同繞層對(duì)卷筒的直徑3.1 卷筒轉(zhuǎn)速ni / i =846.4/28.48=29.7 r/min3.2 鋼絲繩單繩速度V=ni. . Dn第一層時(shí)：Dn0.161m第二層時(shí)：Dn0.183m第三層時(shí)：D n 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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。第五章 液壓油缸的計(jì)算一、 第一變幅油缸的計(jì)算：根據(jù)設(shè)計(jì)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(duì)照系