随车提升机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 随车起重机属于臂架型起重装置，集起重和运输于一体，结构紧凑、易于操作，不仅节省劳动力，而且极大的降低了工作强度、提高了工作效率。广泛应用于交通运输、港口和仓库中。 此次毕业设计在对随车起重机进行调研和可行性分析的基础上，从力学角度，随车起重装置的起升机构变幅机构和回转机构进行了具体设计。 所设计的起升机构包括液压马达、减速机、棘轮停止器和卷筒几部分。减速机用来降低液压马达驱动速度，根据变速比，确定了其具体型号。卷筒用于绕进或放出钢丝绳，根据工作条件和起重量，对卷筒和钢丝绳的具体规 格进行了设计。棘轮停止器用来防止逆转，根据所受的弯矩和压力，对其进行了设计。 变幅机构用来改变起重机幅度，包括臂架系统和变幅传动系统。本文中，采用了伸缩式、箱形结构。箱形结构内装有伸缩油缸，起重装置的变幅可通过液压缸实现。 回转机构包括回转支承装置和回转驱动装置，并采用涡轮旋杆减速机和液压马达。这种结构自重轻，受力合理，运行平稳。 关键词： 随车起重装置；起升机构；变幅机构；回转机构；起重臂 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 to of it of of It is in In on of of of to of is to or of to is to it by is of It In on MC be by or of of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 1 概述 . 1 重机的概念 . 1 车起重机行业发展形势分析 . 1 内随车提升机行业发展的制约因素 . 4 品介绍 . 7 2 随车起重装置设计的可行性分析及方案确定 . 9 行性分析 . 9 术可行性的分析 . 9 济可行性的分析 . 10 车起重装置方案确定 . 11 升机构 . 12 转机构 . 13 幅机构 . 14 3 起升机构的设计 . 15 升机构的传动方案 . 15 升机构基本参数计算 . 16 丝绳的设计 . 18 丝绳结构形式的选择 . 18 丝绳直径的计算 . 18 丝绳使用注意 . 19 钩的设计 . 20 材 . 20 造 . 20 钩挂架 . 20 梁 . 20 筒的设计 . 21 筒的种类的选择 . 21 筒的主要尺寸的确定 . 22 轮组的设计 . 23 轮组的种类选用 . 24 轮组的倍率的选择 . 24 轮组绳索最大静拉力计算 . 24 轮直径的计算 . 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 最大偏角的计算 . 25 轮轴设计 . 25 轮轴承的设计与校核 . 26 速器的设计 . 26 传动比及其分配 . 26 动装置的运动参数计算 . 26 轮设计 . 27 轮设计 . 34 的设计 . 35 4 变幅机构的设计 . 46 铰点设计 . 46 重臂设计 . 47 重臂基本参数计算与选用 . 47 重臂的形状及主要计算参数 . 48 幅油缸的选用 . 51 幅油缸推力的计算 . 51 幅油缸缸径的计算 . 51 5 回转结构的设计 . 52 转支承的选用 . 52 介 . 52 荷计算 . 52 力矩计算 . 53 核 . 54 转减速机输出扭矩 . 54 转减速机的选用 . 55 腿反力计算 . 56 6 结论 . 57 参考文献 . 58 翻译部分 . 60 英文原文 . 60 中文翻译 . 66 致 谢 . 70 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 概述 车起重机的概念 随车起重机是指安装在汽车底盘上 ,在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，又称随车吊，属于物料搬运机械。 随车起重机是安装在普通载货汽车上的一种起重设备，主要由稳定支腿、回转基座、吊臂总成、吊钩等组成。随车起重机和载货汽车操纵系统是完全分开的，所以随车起重机既能够实现起重作业，又不影响汽车底盘的载货运输。随 车起重机的应用非常广泛，因其机动灵活等特点，在许多工况下都可代替中小型汽车起重机进行起重作业，深受广大用户的欢迎。 车起重机行业发展形势分析 国际环境：近年来，国际工程机械市场需求景气指数一直向好发展。 2004 年全球工程机械整机销售额达到 1050 亿美元，增长 20%。目前国际市场发展表现主要特征为：一是制造基地和市场明显向中国转移，零部件采购全球化；二是制造商之间重组整合步伐加快；三是大部分企业变为产品开发和组装厂，关键零部件均为外包生产采购；四是100 马力以下的小型工程机械发展迅速；五是租赁市 场增长很快。据工程机械权威机构英国工程咨询公司预测，全球未来 4内将继续保持良好的市场发展环境。 汽车行业运行状况。 06 年卡车市场在轻微卡市场的带动下稳步增长，而中重卡市场则还碍着去年调整的余威，在翻身路上举步维艰。今年一季度卡车市场共计产销451062 辆和 421211 辆，同比增长 其中， 3 月份产销 204014 辆和 207508辆，同比增长 比 2 月份分别增长了 从市场上不难看出，国家实施的宏观调控压缩基建投资对中重型卡车的影响的确显著。 此外，就是迟迟没有恢复启动的汽车消费信贷对商用车市场的制约影响。从银行角度来说，商用车消费信贷比轿车消费信贷的情况更复杂，风险也更大。但是对于越来越趋于高端、同时售价也越来越昂贵的中重型卡车来说，卡住了信贷的资金流，无疑就是买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 抑制了消费者的消费需求。 影响卡车市场的因素就是执行不力、屡禁不止的超载超限现象。这种现象的长期存在，始终动摇着用户对现有公告产品的信任，动摇着用户对运输市场长期投入的信任，进而对卡车的销售直接产生影响。 汽车起重机行业运行状况。据国内主要汽车起重机生产厂家分析， 2006 年汽车起重机市场 将呈现小幅下滑的发展趋势。其中 8等小吨位汽车起重机市场容量将继续保持一定的下降速度，这在一定程度上将有利于大吨位随车起重机的发展。但据有关人士分析，专业吊装行业的盈利能力相对高于物流行业，这又是对随车起重机市场发展的不利因素。另外，国内随车起重机行业起步较晚，目前的产品与同吨位汽车起重机相比，在技术性能上（如臂长、起升高度等等）还有一定的差距，在一定时期内完全取代小吨位汽车起重机还不可能。 从国际看，油价的攀升、国外随车起重机企业对国内吞并；从国内看，国家宏观经济调控的长期持续、固定资产投资结构的持 续调整、汽车行业与起重机行业的低迷、目前随车起重机行业存在的不规范以及随车起重机企业间产品同质化、不正当竞争等，对随车起重机市场的发展将带来一定的风险。 随着国家对基础建设投入的增加，特别是劳动力成本的提高，将给随车起重机发展提供一个机会，其发展的空间将十分广阔。另一方面，目前我国随车起重机的底盘销量只占卡车销售量的 1，而日本随车起重机底盘销量占卡车销量的 25%左右，欧美也在20%左右 ,，随着我国汽车产业的快速发展，将给随车起重机行业带来新的发展机遇。 目前国内随车吊的产销量还比较低，从 2001 年到 2003 年产销量一直在 1200 台左右徘徊。从 2004 年的 1，据我分会统计，销量已经达到了 1262 台，比 2003 年同期相比，增长了 30%。可以说这个阶段是随车吊增速最快的一个时期。那么与其他工程机械以及汽车起重机相比，要受到宏观调控的影响还是较小的。 工程起重机产品的结构与发达国家相比，有很大的不同。我国目前仍然是以汽车起重机为主。数据显示，从日本我们了解到各大机型，例如随车吊、汽车越野吊和轮胎吊来看，日本随车吊占 80%、轮胎吊占 越野吊占 履带吊占 而在我国买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 今年的市场情况看 ，今年随车吊占 汽车吊占 87%、越野轮胎吊占 履带吊占 这是我国产品结构的一个缩影。 我国随车起重机的发展并不火爆的原因有以下两点。 1）、我国随车吊的起步比较晚，认识度比较低，宣传力度不大。 2）、我国劳动力成本较低，我国物流发展程度影响我国的产业政策，对随车吊的发展形成了瓶颈。 但是我相信随车吊这一产业在我国有比较大的发展空间，是一个非常有前途的产业。那么随着我国经济的发展，随车吊市场会逐步的成熟，会以较快的速度来发展，现在国外的产品在中国的销售，将有助于提高我国随车吊产品的档 次，促进市场的繁荣。我相信我们国内的随车吊市场会有一个比较好的市场前景。最后祝愿韩国广林特装车株式会社和北京宇隆伟业进出口贸易有限公司兴旺发达，事业有成。 内随车起重机行业发展的制约因素 一、技术水平落后 由于我国随车起重机起步相对较晚，最初是湖南专用汽车制造厂（大汉汽车制造有限公司）引进日本技术开发了国内的产品。和国外产品相比，还在技术上还存在一定的差距。 种较少，由于中国载货汽车以 5为主，所以国内企业随车起重机产品主要集中的 3的品种，中小吨位重复较多，至今尚未形成大、中、小完整的系列，年产量只相当于国外一个厂家的生产能力。 术水平低。我国随车起重机以直臂卷扬为主，受国内汽车底盘的限制，起重力矩小，其他性能指标也一般低于国外先进产品。目前国内企业对随车起重机的研究开发投入很少，液压系统、控制系统的技术水平也有一定差距。 作不方便。我国随车起重机仅装有起升高度限位及平衡阀、溢流阀等一般安全装置，全部为手动操作。而国外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，并且已实现了有线与无线遥控。 国随车起重机以起重作业及运输功能为主，而国外随车起重机均有买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 多种附具，主要加装在吊臂头部，如工作斗、抓斗、高空作业平台、各种抓具、夹具、吊篮、螺旋钻、板叉、装轮胎机械手、拔桩器等，使随车起重机具备了一机多用的功能。另外，国外一些厂家进一步开发了铁路专用随车起重机等专用产品。 国随车起重机设计单调，忽视了和汽车外形的协调，而国外对随车起重机的着色非常严格，不仅在外形和着色上实现和卡车的一体化，还要求和城市的景观相协调。 二 、研发能力薄弱 中国企业还不够重视随车起重机的技术开发投入，没有哪一个企业愿意花费大的人力、物力去开发和培育市场，这导致随车起重机的应用价值远未开发出来。 在欧美等发达国家的企业视用户为上帝，不是流于形式，而是通过仔细的市场研究后，对市场将来需求什么产品有一个预测，然后开发出更加满足和符合用户需求的产品来引导和指导市场消费。他们想在用户的前面、走在用户的前面，始终处于主动地位。而国内企业仅仅是被动地跟着用户走，缺乏市场开拓意识，主动性不强。 随车起重机在产品的研发方面没有取得突破性的进展，其原因 主要有：国内企业制造水平和工艺装备落后，企业对制造水平、工艺装备的投入比较少，新的产品就算是设计出来了也制造不出来。应该说，国内企业对随车起重机的研发多数处在产品系列的扩展和功能扩展水平上，产品的研发同企业的经济效益、国内基础元器件、产品售价、市场需求量等都有密切的关系。 三、产业政策制约 随着行业不断发展，目前随车起重机统一执行汽车公告与“ 3C”认证管理制度，同时列入特种设备的管理范畴。 国家将随车起重机列入公告管理是一把双刃剑：一方面，提高了进入门槛，规范了产品市场秩序，保护了现有的随车起重 机生产厂商的利益；另一方面，它影响了随车起重机与汽车底盘的组合，阻碍了随车起重机的发展，主要体现在：一种规格的随车起重机安装一种载货汽车必须上一个产品公告和“ 3C”认证；随车起重机只能进行新车的改装；随车起重机列入特种设备管理，就面临着多头管理、重复检查。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 从国外该产品的行业规范来看，我国实行的政策确实对随车起重机发展有一定的制约，因此目前没有一个厂家会把所有可用于装配随车起重机的底盘都拿去完成公告的申报。而检测过程的烦琐、检测费用的昂贵、公告周期的漫长、效率低下、审批批准的不一致性、执行部门的随意性等 问题都影响着随车起重机厂的生产销售和用户的使用。 四、品牌意识缺失 国内随车起重机企业宣传意识普遍淡薄，很多企业根本不做宣传或几乎没有什么新的宣传手段。目前很多物流公司对随车起重机的了解很有限，有的根本不知其为何物。至于市场上目前都有哪些品牌的随车起重机，就更无从谈起了。 国内随车起重机最大的优势就是价格低廉，但随着国外随车起重机企业以合资等方式不断入侵，国内企业仅以原有价格优势将难以与之全面抗衡，国内新兴的随车起重机行业也面临重新洗牌的局面。 目前，全国生产随车起重机的主要企业有徐州徐工随 车起重机公司、石家庄煤矿机械厂、湖北程力起重机有限公司等。另外，近年锦州重型机械股份有限公司与韩国广林特装车株式会社组建的合资公司开始涉足随车起重机领域，常林股份有限公司与奥地利的 司也将开始合作生产随车起重机。 因此，面对企业利润率不断下降的微利时代，随车起重机企业必须选择差异化竞争谋求生存发展的空间，抢占市场占有率、扩大利润空间，而尽快树立起国内随车起重机的自有品牌形象也是当务之急。 品介绍 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 徐工集团 车提升机具体数据及设计图如下 : 吊机 型号 最大起 升 质量 最大起 重力矩 推荐 功率 液压系统 最大流量 液压系统 额定压力 油箱 容积 回转 角度 起重机 自重 安装 空间 1000 6 L/0 0 L 全回转 450 50 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 随车起重装置设计的可行性分析及方案确定 行性分析 可行性研究是运用多种学科的知识，寻求使投资项目达到最好经济效 益的综合研究方法。它的任务是以市场为前提，以技术为手段，以经济效益为最终目标，对拟建的投资项目，在投资前期，系统地论证该项目的必要性、可行性、有效性和合理买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 性，做出对项目可行性的评价。总结为三点：技术适用性、经济合理性、建设上的可能性。 在设计随车起重机之前，有必要对其设计可行性进行一定 的分析，鉴于 所学知识所限，下面仅对技术可行性和经济可行性进行简单的说明。 术可行性的分析 我国自古就有借助实物来提升物体的起重机的雏形。经过了很长时期的发展，我国的起重机行业有了长足的发展，起重机的种类日益繁多，再借助不断发展的新兴科学技术手段，各种各样的起重机能够满足不同场合的需求，以最少的经济投入实现最大的使用价值。 世界上其它国家的起重机行业也发展极其迅速，其中以欧洲和日本为主。 我国随车起重机行业起步于上世纪 70 年 代 ， 在多种起重机不断发展更新的基础上， 于近十年内有了长足的进步。 随着我国加 入 种新技术不断涌入，我们也不断借鉴了他国起重机设计制造的先进经验，用于弥补自身起重机行业发展的不足，起到了很好的效果。 我国随车起重机正朝着大型化、多功能化和智能化的方向发展。安装随车起重机的底盘已不再局限于箱式货车底盘，越来越多的重型平板车也安装了大吨位随车起重机，以满足其自装卸大型货物的需要。随车起重机的作业装置也不再局限于吊钩，各种高空作业平台、抓具、夹具、吊篮、螺旋钻、板叉、装轮胎机械手、拔桩器等已逐渐被采用。随着随车起重机的吨位越来越大，对安全控制、操作方便舒适性的要求也越来 越高，智能化也已被提上日程。 徐州徐工随车起重机有限公司在消化吸收国外先进技术的基础上生产 列伸缩臂式、折叠臂式随车起重机，并于 2005 年在行业内率先推出第二代随车起重机产品，产品技术目前处于行业领先水平，特别在结构设计、人机工程、产品配套、汽车大梁保护等方面引领行业发展。其产品批量出口非洲、南美、东南亚、中东等国家和地区。近两年来，依靠技术创新取得了较快发展，以 33%的市场占有率在国内处于领先地位，成为我国随车起重机行业的后起之秀。 不仅为整个单位创利丰厚，也为我国乃至全世界积累了起重机设计、制造 和生产的宝贵经验。 总结多家企业，可见我国随车起重机在技术方面有如下性能优势： 整机性能：由于先进技术和新材料的应用，同种型号的产品，整机 重量要轻 20%左右。随着结构分析应用和先进设备的使用，结构形 式更加合理； 高性能、高可靠性的配套件，选择余地大、适应性好 ,性能得到充分 发挥； 电液比例控制系统和智能控制显示系统的推广应用； 操作更方便、舒适、安全，保护装置更加完善； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 向吊重量适中、起升高度、幅度相当的中小吨位方向发展。虽然随 车起重机有不少的技术 优势，但也不能将我国随车起重机目前的不 足之处视而不见，其中有如下不足的方面： 品种少、产量低。 起重力矩小，技术水平低。 安全装置不齐全，操作不方便。 功能单一。 外形不美观。 由以上可见，在随车起重机的技术方面，我们需要不断的改进和创新， 我国及世界其他国家都日趋成熟和完善，发展起来有了强有力的技术基础， 遇到的技术障碍也相应地容易消除。基于以上各点，本次论文也有了继续深 入的必要，在随车起重机大量参考资料的基础上，才得以饱满充实，而不会 显得空洞无力。 济可行性的分析 以前，建筑施工单位较常采用大型的起重设备，例如：桥式起重机、龙门起重机、塔式起重机等大型起重设备。购买时花费大量的财力，施工时不仅体积庞大，占用太多的空间，而且在运行中要花费大量的人力和油耗，即便以上几点都不成大问题，也很难满足工程上的特定要求，很难高效的完成限期的工作。 而随车起重机恰恰弥补了这一系列的不足，它体积小，重量轻，耗油量 小，使用起来更加地灵活方便，购买时的成本仅是那些大型起重机的几分之一，甚至是十几分之一，大大降低了总成本，从而使企业的经济效益得到了保障。 在市场 上， 随车起重机 2005 年 1已销售 1483 台，同比增长 上半年由于有关标准的变化，一大批随车起重机产品更换底盘，影响了生产和销售。徐州徐工随车起重机有限公司是我国最大的随车起重机生产企业， 1已销售随车起重机 494台，市场占有率约 33%。合资企业广林特装车 (锦州 )有限公司销售随车起重机 100 台，已打开了国内市场。国外随车起重机在起重机产品中占的比例很大，我国目前仅占 10%，可以预见随车起重机的发展空间是很大的。 从技术和经济上进行可行性分析能够看出，有条件也有必要对现今的随车起重机进行改 造和创新，尤其是对随车起重机上的随车起重装置进行进一步的更新势在必行。下面就从随车起重机的方案着手，对其进行具体的设计改造。 车起重装置方案确定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 随车起重装置（如图 2安放在载货汽车上面的一种附加起重设备。 图 2车起重装置外形图 它属于臂架型起重装置，其运行支承装置采用汽轮胎，可以在无轨路面上行驶，与其他起重装置比较，随车起重装置把起重和运输功能结合起来，不仅节省劳动力，而且节约能源、减少费用，也由于设计和制造随车起重装置技术的进步，使 其生产有了较大的发展。它主要服务于港口、机场、建筑工程、桥梁、隧道工程和国防工程等，是国民经济建设中必不可少的一种高效、快捷、方便的装卸机械。 随车起重装置在搬运物料时，经历上料、运送、卸料和回到原处的一系列过程，有时运转，有时停转，是一种间歇动作的机械。 它通常由四部分构成：工作机构、金属机构、动力装置与控制系统。 工作机构指机械传动部分，常见的有：起升机构、运行机构、回转机构 和变幅机构。它们是为了实现起重装置不同运动要求而设置的，依靠这四个机构的复合运动，可以使起重装置在所需的任何指定 位置进行上料和卸料。 由于设计时间和必要性的限制，此次设计仅就起升机构、回转机构和变幅机构进行设计，对其进行分析与计算。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 升机构 图 2升机构 起升机构用于实现货物的升降，它是任何起重装置必不可少的部分，是起重装置中最重要、最基础、最核心的部分。起升机构工作的好坏，直接影响到整台起重装置的工作性能。 起升机构（如图 2要由取物装置、钢丝绳卷绕系统、制动装置、 减速装置、驱动装置以及安全装置等部分。其中不少零件采用标准通用零件。 从发动机到各工作装 置间的动力传动，有机械传动、电力传动和液压传 动三种形式。 机械传动的传动零件都是刚体，传动可靠，效率高，但整个传动装置复 杂、笨重。 电力传动型式中的机械零件数量少，总体布置方便，操纵轻便，调速性好。但整个传动装置需要电动机数量多，重量大，价格贵。 液压传动调速方便，传动平稳，操纵方便，结构简单，重量轻。但传动效率较低。但对于随车起重机来说是较合适的传动类型。 故起升结构采用液压马达 减速机 卷筒的传动方案。电动机通过联轴 器同传动效率较高的渐开线圆柱齿轮减速器相连接，减速器的输出轴上装有卷筒，它通过钢丝 绳和吊钩相联。这种结构紧凑、易于实现。起升时，马达逆时针旋转， 5 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 松开，卷筒顺时针旋转放下货物；制动时，马达停止旋转，卷筒依靠自重顺时针旋转，使二级齿轮轴顺时针旋转，摩擦片被压紧，棘爪顶住棘轮，卷筒停止转动，重物悬吊不动。吊钩的升降靠马达改变转向来实现。 转机构 回转机构（如图 2使起重装置的回转部分相对于非回转部分实现回转的装置。回转机构包括回转支承装置和回转驱动装置。回转支承装置为 图 2升机构 起重机的回转部分提供稳固的支撑，并将来自回转部 分的载荷传递给基础构件。回转驱动装置的作用是绕起重机的垂直轴线在水平平面内沿圆弧弧线移物品。当起升、变幅和回转三个机构配合动作时，就可以把所起吊的货物在起重机幅度所能达到的范围内任意移动，从而扩大了作业范围。 此次设计采用滚动轴承式单排四点接触式回转支承装置。它由两个座圈 组成，结构简单，重量轻，尺寸小，能同时承受轴向力、径向力和倾覆力矩。 此次设计采用液压马达驱动，由于低速大扭矩马达成本高，使用可靠性不如 高速液压马达，且其结构紧凑，所以，设计采用：高速液压马达 减速机 支承。液压驱动的小起重量的起重装置，通过液压回路 和换向阀的相应机能，可以使回转机构不装制动器，同时保证回转部分在任 意位置上停止并避免冲击。 幅机构 变幅机构用以改变从取物装置中心线到起重机回转中心线之间的水平 距离。其主要部分是起重臂。起重臂是随车起重装置的主要受力构件，吊臂的设计合理与否，直接影响随车起重装置的承载能力、整机稳定性和自重。另外为了能给人以安全、稳定、可靠的感觉，吊臂界面的选择与外观设计都要合理。臂的