工程大学毕业设计轮胎式起重机设计

1、河北工程大学毕业设计（论文） 绪论 在现代化工业生产过程中，生产强度高，生产节奏快，生产状况危险是其中一个重要特点。在生产中所需的原料，成品及半成品的运输量，传送时间及安全诸方面的要求，已非人力所能及。在此前提下，人们对旧式人工机械的不断改进，特别是进入电器时代以后，随着电马达的发明，更进一步地使起重机有了质的变化。人力被更为先进，有效的机械力代替，生产率大幅度提高。在现代化工矿企业中，起重机已经成了人们进行物质运输的重要工具，是实现现代化生产的基础。在新厂房的设计中起重机也是一个必不可少的设计项目，起重机还不只用于工业生产，在现代化建设及人们日常生活领域也有广泛的应用。 为了使起重机能正常作

2、业，各种类型的起重机通常由工作结构、金属结构、动力装置与控制系统四部分组成的。这四部分的组成和作用分述如下：一、 工作机构 工作机构是实现起重机不同的运动要求而设置的。大家知道，要使一个重物从某一位置运动到空间任意位置，则次重物不外乎做垂直运动和沿两个水平方向的运动。起重机要实现重物的这些运动要求，必须设置相应的工作机构。不同类型的起重机，其工作机构稍有差异。例如厂房内使用的桥式起重机和露天货厂使用的龙门起重机，要使重物实现三个方向的运动，则没有起升机构（实现重物垂直运动）小车运行和大车运行机构（实现重物沿两个水平方向运动）。而对于轮胎式起重机、履带式起重机和塔式起重机，一般没有起升机构变幅机

3、构、回转机构和行走机构。依靠起升机构实现重物的垂直上下运动；依靠变幅机构和回转机构实现重物在两个水平方向的移动；依靠行走机构实现重物在起重机所能及的范围内任意空间运动和使起重机转移工作场所。这四个机构是起重机的基本工作机构。起升机构 起升机构是起重机最主要的机构。他由原动机、卷筒、钢丝绳、滑轮组和吊钩组成。原动机的旋转运动，通过钢丝绳在卷筒上的缠绕再到滑轮组机构变为吊钩的垂直上下直线运动。起重机因驱动形式的不同，驱动卷筒的原动机可为电动机、可为液牙马达、也可为机械传动中某一主动轴。当原动机为电动机或高速液压马达时应通过减速器改为原动机的扭矩和转速。为了提高下降速度，起升机构往往设置离合器，使卷

4、筒脱开原动机动力在重物自重作用下仅向旋转，让重物或空钩自由下降。 大型起重机往往备有两套起升机构，吊大重量的称为主起升机构或主钩；吊小重量的称为副起升机构和副钩。副钩的起重量一般为主钩的1/5-1/3或更小。 为使重物停止在空中某一位置或控制重物的下降速度，在起升机构中必须设置制动器或停止器等控制装置。 变幅机构 起重机变幅是指改变吊钩中心与起重机回转中心轴线之间的距离，这个距离成为幅度。起重机由于能变幅，这就扩大了作业范围，即由垂直上下的直线作业范围扩大为一个面的作业范围。 不同类型的起重机，变幅形式也不同。对轮胎式起重机有钢丝绳变幅和液压缸变幅两种类型。钢丝绳变幅机构与起升机构类似，所不同

5、的只是从变幅卷筒引出的钢丝绳不是连接在吊钩上，而是连接在吊臂根部，上边两种变幅形式都是使吊臂绕绞点在吊重平面内改变吊臂与水平面夹角来实现的。这种变幅形式的起重机又称为动臂式起重机。在有些塔式起重机中变幅是靠小车沿吊臂水平移动来实现的，又称为小车式变幅。 回转机构 起重机的一部分（一般指上车部分或回转部分）相对于另一部分（一般指下车部分或非回转部分）作相对的旋转运动称为回转。为实现起重机的回转运动而设置的机构称为回转机构。起重机有了回转运动，从而使起重机从线、面作业范围又扩大为一定空间的作业范围。回转范围分为全回转（回转360以上）和部分回转（可回转270左右）。一般轮胎式起重机和塔式起重机多是

6、全回转的。 行走机构 轮胎式起重机的行走机构就是通用或专用汽车底盘或专门设计的轮胎底盘。履带式起重机的行走机构就是履带底盘。塔式起重机的行走机构是专门设计的在轨道上运行的行走台车。二 金属机构 起重机的吊臂、回转平台、人字架、底架（车架大梁门架、支腿横梁等）和塔式起重机的塔身等金属结构是起重机的重要组成部分。起重机的各工作机构的零部件都是安装或支撑在这些金属结构上的。起重机的金属结构是起重机的骨架。他承受起重机的自重以及作业时的各种外载荷。组成起重机金属结构的构件较多，其重量通常占主机重量的一半以上，耗钢量大。因此，起重机金属结构的合理设计，对减轻起重机自重，提高起重机的性能和构造特点。不同类

7、型的起重机由不同的类型的动力装置组成。轮胎式起重机和履带式起重机的动力装置多为内燃机，可由一台内燃机对上下车各工作机构供应动力；对于大型汽车起重机 ，有的上下车各设一台内燃机，分别供应起重机机构（起升、变幅、回转）的动力和行走机构的动力。塔式起重机以及相对固定在港口码头、仓库料场上工作的一些轮胎起重机的动力装置是外接电源的电动机。 如上所述，按照起重机械具有机构的多少，动作繁简程度以及工作性质和用途，可把起重机归纳为以下三大类： 一简单起重机 一般只作升降运动或一个直线方向移动，只需要具备一个运动机构，而且大多数都是手动的，这种单动作起重机械，成为简单起重机械，如各种千斤顶、绞车和电葫芦。 二

8、通用起重机械 处需要一个是物品升降的起升机构外，还有使物品作水平方向的直线运动或旋转运动机构。这种起重机是一种多动作起重机械。这类起重机械一般都是用吊钩工作，间或配合使用各种辅助吊具，用来搬运各种物品（成件。散沙、和液状物体）。“通用”的含义，不仅指搬运物品的多样性，而且也包括使用场所的广泛性。这类起重机械通常都用电力驱动或其他动力驱动，一般只作物品的搬运，不直接参与生产工艺过程。属于这类起重机械的有：通用桥式起重机，龙门起重机，固定旋转起重机和行动旋转起重机等。 三 特种起重机 也是具备两个以上机构的多动作起重机械，专用于某些专业性的工作，构造比前述两类起重机械更为复杂，如各种冶金专用起重机

9、，建筑专用起重机和港口专用起重机等。 起重机的控制系统包括操作装置和安全装置。动力装置是解决起重机做功所需要的能源。有了这个能源，就能使起重机各机构运动，而控制系统是解决各机构怎样运动的问题。如动力传递的方向，各机构运动速度的快慢，以及机构突然停止等。相应于这些运动要求，起重机的控制系统设有离合器、制动器、停止器、液压系统中的各种操作阀，以及各种类型的调速装置和专用的安全装置等部件。通过这些控制系统创造的条件，改变起重机的运动特性，以实现各种机构的运动、调速、改向、制动和停止等 。从而达到起重机作业所要求的各种动作。 根据国内外现有工程起重机产品和技术资料的分析，近来工程起重机的发展趋势主要体

10、现在以下几个方面。一 广泛采用液压技术 由于液压传动具有体积小。重量轻、结构紧凑、能无级调速、操纵轻便、运转平稳和工作安全可靠等优点，因此，今年来国内外各种类型的工程起重机广泛采用液压起重机。现已研制成功的有3、5、8、12、20、65、80、125等吨级的伸缩臂式液压起重机。国外液压起重机在品种和质量方面都有较大的发展，特别是大吨级液压起重机发展非常迅速，100吨级以上大型衍架臂式汽车起重机已普遍采用液压传动。随着液压技术和液压元件的发展，液压起重机将会获得进一步发展。二 通用型起重机以中小型为主、专用起重机向大型大功率发展。为了提高建设工程的装卸和安装作业的机械化强度，工程起重机的发展，仍

11、是以轻便灵活的中小型起重机为主。目前国外普遍采用10-40吨级的工程起重机。从数量上看，中小吨级的性能，但为了满足大型石油、化工、冶炼设备和高压建筑大型斑材、构件的暗转，国内外已生产了一系列100至500吨级的大型、特大型轮胎式起重机和各类型的塔式起重机。目前超过100吨级的轮胎起重机品种逐渐增多。从发展情况看，大型或特大型起重机以及发展衍架臂式起重机为主、而伸缩式液压起重机、由于伸缩臂的重量和行使状态的长度的限制，他的发展有待技术和材料的进一步研究。 由于大型电站、大型高炉、化工建设和高层建筑的需要，塔式起重机的重量、幅度、工作速度和起升高度都有了大幅度的提高。三 重视“三化“，逐步过度采用

12、国际标准 目前各国在发展工程起重机新产品中都很重视“三化”（标准化、系列化、通用化）。一些国家对工程起重机制定了国家标准，规定了起重机系列。有些国家虽然没有统一的规定，但各制造厂自成系列，注意采用通用零部件，为生产和使用提供便利条件。目前一些国家还按起重机的起升机构、回转机构、驱动桥、转向桥以及中心回转接头等，不分用于汽车起重机还是轮胎起重机一律进行标准化、系列化、通用化，使一种部件可以用在两种不同类型的起重机上。此外，还可使一种部件用到起重量大小不同的起重机上，如设计系列化吊臂，小起重量起重机的主臂可作为大起重量起重机的副臂，小起重量液压起重机的基本臂可作为大起重机的二节臂等。有的国家，设计

13、时要求相近吨级的起重机基本部件通用化。如10-16、20-24、65-100t的起重机主副起升机、回转机构等完全通用。 我国对轮胎式起重机和塔式起重机分别制定了基本参数系列，同意产品型号和等级。1983年制定了汽车起重机和轮胎起重机基本参数（gb3811-83） 为了发展品种、增加产量、提高产品质量和满足现代化专业生产的要求，工程起重机的“三化”水平将进一步得到提高。四 发展一机多用产品 为了充分发挥工程起重机的作用，扩大其使用范围，有的国家在设计起重机时重视了产品的多用性。例如在工作装置设计方面，除了使用吊钩外，还设计起重机是时重视了产品的多用性。例如在工作装置设计方面，除了使用吊钩外，还设

14、计了配备有电磁吸盘、抓斗、拉铲和材料抓取器等取物装置。有的还设计成用于建筑基础工程中，如装设钻孔装置和掀动打桩装置等一机多用的产品。又如在整机设计方面，近年来出现了自行塔式起重机，及即汽车或轮胎塔式起重机和履带塔式起重机以代替固定式或轨道式塔式起重机，又称作塔式起重机的组合设计，在国外发展较快。五 采用新技术、新材料、新结构、新工艺 为了减轻起重机的自重，提高其中性能，保证起重机高效可靠地工作，各国都非常重视采用新技术、新材料、新结构、新工艺。 新技术的应用除前述的广泛采用液压传动外有的起重机还采用液里传动。由于液力变矩器与发动机配合恰当，使发动机扭矩自动地适应行驶条件；并还采用动力换挡变速箱

15、，液压转向装置以减轻司机的操作强度。 为了防止起重机超载以倾翻，近年来研制了电子式起重机力矩限制器。这是一种较为安全的装置。当载荷接近额定起重量时。自动发出警报信号；当载荷时，力矩限制器自动切断起重机工作机构以保证起重机整机稳定安全。 采用新技术特别是电子技术更加完善操作条件，是国外发展工程机械的一个普遍倾向，即所谓机电一体化。工程起重机也不例外。为了进一步改善司机操作环境，除司机操作室做的宽敞、视野良好、保温隔热和隔声外，还装有远距离联系设备和工业电视设备等。 由于钢铁工业的发展、合金钢强度不断提高，为工程起重机减轻自重、特别是吊臂自重创造了极为有利的条件。国外在八十年代能出现400。500

16、吨级的轮胎式起重机，可能采用了高强度低合金钢，国外采用了高强度钢管、支腿横梁及底架大梁采用高强度易焊合金钢。 为了减轻起重机的自重，除了采用高强度钢材外，在结构形式方面的改进也是十分重要的，设计先进合理的箱形吊臂引起了各国的重视。近年来轮胎式起重机出现了盘形底座，起重机的上车通过回转支承安装在盆形底座上，从盆形底座上在对角方向安置四个辐射（可摆）支腿。这样吊重负荷经由盆形底座直接传递给支腿，而起重机底盘支承受行驶时的自重。这样，起重机可设计得轻一些。 新材料、新结构的应用，促使采用新的加工工艺，国外为了扩大高强度钢材的应用，非常重视高强度钢的焊接工艺等技术的研究。 第一篇 轮胎式起重机总体设计

17、第1章 轮胎式起重机的总体选形1.1 轮胎式起重机起重机的整体造型主要是根据其用途和作业场合。本次设计的起重机可用于野外起重、抢险、仓库、车站、码头及狭窄工作场合作业，需要良好的机动性能，固有轮胎式和履带 式两种设计方案可供选择轮胎式起重机既是工程起重机的主要品种，又是一种使用范围广、作业适应性大的通用型起重机。1.1.1 汽车起重机习惯上把装在通用式汽车底盘上的起重机称为汽车起重机，汽车起重机由于它是利用汽车底盘，所以具有汽车的行驶通过性能，机动灵活，形势速度高，可快速移动，移动到作业场地后能迅速投入生产工作，因此特别适用于流动性大、不固定的作业场所。由于汽车底盘通常由专业厂商生产的，因此在

18、 现成的汽车底盘上装成起重机比较容易和经济。汽车起重机由于具有上述特点，因而随着汽车工业的迅速发展，近年来各国汽车起重机品种和产量都有很大发展，但汽车起重机也有弱点，主要是起重机总体布局受汽车底盘的限制，一班车身都比较长，转弯半径大，并且只能在起重机左右两侧和后方作业。1.1.2 轮胎式起重机将起重机作业部分装设在专门设计的自行轮胎底盘上所组成的起重机将为轮胎式起重机。轮胎式起重机因为它的底盘不是汽车底盘，因此设计起重机不受汽车底盘的限制。轴距、轮距可根据起重机总体设计的要求而合理布置。轮胎起重机一般轮距较窄，稳定性好；轴距小车身短，故转弯半径小，适用于狭窄的 作业场合。轮胎起重机和前后左右四

19、面作业，在平坦的地面上可不用支腿吊重以及吊重慢速行驶。一般说来，轮胎起重机行驶速度慢，其机动性不及汽车起重机。但它与履带式起重机相比，具有便于转移和在城市道路上通过的性能。近年来，轮胎起重机行驶速度有显著提高，并且出现了越野型液压伸缩臂式轮胎起重机，它具有较大的牵引力和较高的行驶速度，越野性能好，并且全轮转向，机动灵活，特别适用与狭窄地面上作业，七十年代以来国外很重视这一类型产品的发展。1.1.3 履带式起重机把起重机作业部分装设在履带底盘上，行走依靠履带装置的起重机称为履带式起重机。履带式起重机在很长一段时间内是作为单斗挖掘机的一种变型机械，只有在近期内才作为独立机来生产的。履带式起重机与轮

20、胎式起重机相比，因履带与地面接触面积大，故对地面平均比压小，可在松软、泥泞地面上作业。它牵引系数高，约为轮胎式1.5倍，爬坡度大，可在崎岖不平的地上行驶。由于履带式起重机支承面大，故稳定性好，一般不需要象轮胎式起重机那样设置支腿装置，对于大型履带式起重机，为了提高作业时的稳定性，履带装置设计成可横向伸展的，以扩大支承宽度。但履带式起重机行驶速度慢（1-5公里每小时），制造成本高。因此，随着现代化建筑体系装置程度不断提高，工期不断缩短，要求广泛采用机动灵活，便于转移的起重机。近年来各种中小型轮胎式起重机产量大大增加，而履带式起重机有相对减少的趋势。但大型的履带式起重机仍有独特的用途。根户现有方案

21、的优缺点，小组人员的研究分析，本着机动灵活、操作方便、实用可靠的原则，以提高工作作业效率，我们选用小型汽车起重机做为设计对象。本方案有以下几个特点：1. 采用eq-1092f通用底盘，具有马力大，动力性好，速度高，牵引力大，爬坡度大的特点。2. 起重机作业部分采用能够液压传动，因此结构紧凑，既提高了作业效率，又扩大了作业范围。3. 。采用二级伸缩臂，可按需要在规定范围内任意伸缩，动作平稳，微动性好，轻便灵活。4. 用前后h型支腿，四个支腿可以分别调平，并在现有8吨汽车起重机的基础上，适当加大了支腿的跨距，提高了整机稳定性。5. 采用动力装置，将汽车发动机的动力传于动力油泵，提高了汽车动力的利用

22、率，同时也不必再为起重机另配动力原件。6. 行星齿轮减速器直接装在起升卷筒内，从而获得非常紧凑的结构，使起升机构能直接布置在吊臂尾部。1.2 起重机驱动装置的选择起重机的性能和结构特点在很大程度上取决于驱动装置（动力装置和传动装置的总称）。而驱动装置本身的重量和成本，对起重机的技术经济指标也起着显著的影响，因此设计起重机时，合理选择驱动装置和确定驱动形式是很重要的。工程起重机对驱动装置的要求，主要应从起重机本身的工作特点来考虑，主要的有以下几点。（1） 适应外载荷多变的要求；（2） 适应迅速改变运动方向的要求；（3） 适应工作速度频繁变换的要求；（4） 适应冲击振动的要求。 此外，对于需要经常

23、转移作业场地的工程起重机，要求有独立的动力能源装置。为了避免噪声的危害，要求低噪声的驱动装置。 应于指出，要满足上述工作特点所指出的各项要求，仅仅依靠动力装置本身还不能完全达到。而必须有合理的传动装置与之相配合，以达到起重机所要求的传动特点。（二）、内燃机液压驱动 在现代工程起重机中内燃机液压驱动得到越来越广泛的应用，其主要原因，一是由于机械能转化为液压能后，实现液压传动与许多优越性；二是由于液压 技术本身发展很快，使起重机液压传动技术日趋完善。这种驱动形式不仅广泛应用于汽车起重机和轮胎起重机，近年来也应用于履带起重机代替以往的内燃机机械驱动形式。由于履带式起重机的动力装置装设在上车回转平台上

24、，因此在以往的内燃机机械驱动系统中，履带行走机构所需的动力，需要从上车通过逆转机构等复杂的动力传送机构传到下车。而应用液压传动，只要通过高压油管和中心回转接头，就可把上车的动力容易而又方便地传到下车。内燃机液压驱动的主要特点是：（1） 减少了齿轮、轴等机械传动件，而代之以重量轻、体积小的液压元件和油管，使起重机的重量大为减轻，结构紧凑，外形尺寸小；（2） 可以在很大范围实现无级调速，而且容易变换运动方向；（3） 传动平稳，因为作为传动介质的液压油具有弹性，通过液压阀平稳而渐进地操作可获得平稳的柔和的工作特性；（4） 易于防止过载；（5） 操作简单、省力；这种驱动形式的主要缺点是：（1） 传动效

25、率低，因为能量经过了两次转移；（2） 液压元件加工精度要求高，因而加工成本大；（3） 对密封要求也高，如果制造安装工艺不完善，常有运转失灵及漏油现象产生。随着液压技术的发展和工艺水平的提高，这些缺点已逐步得到解决。综上所述，结合小型起重机的特点，这次设计选用内燃机液压驱动。1.3 轮胎式起重机动力装置的选择轮胎式起重机动力装置的布置有以下几种方案：一台电机布置在下车；二一台发电机布置在上车；三两台发电机上、下车各布置一台。第一种方案，目前采用得比较广泛，这是因为：（1） 上车起重机构采用液压传动，动力传递比较方便，液压泵设在下车，高压油经回转街头送到上车驱动各个液压马达或液压缸。（2） 下车行

26、走机构采用一般通用汽车的机械传动或液力机械传动，下车行走机构采用一般通用汽车的机械传动或液力机械传动，故发动机设在下车较方便，因此传动系易布置，操作易实现。（3） 目前，轮胎式起重机的行驶速度高，专用底盘的行走机构的传动装置也必须设计得与汽车传动系同样复杂，故发动机设在下车也是必须的。在设计汽车起重机时，有时往往不是选择发动机，而是选择整个通用的汽车底盘，要根据起重机最大额定起重机重量去选择相应载重量的汽车底盘。 第二种方案在机械传动和电力传动的慢速行驶的轮胎起重机中普遍采用的。这种方案，发动机主要是上车起重机构。下车行走机构的动力由上车经回转中心下传而来，由于行走速度低于20km/h，故对传

27、动系统的要求比较简单。 第三种方案在大型的汽车起重机中采用得比较广泛。因为此时行走用的下车发动机功率很大，发动机也较昂贵，起重用的功率为其1/3以下，故起重时使用行驶发动机在功率利用上很不合理。分析以上三种方案，结合本次设计，轮胎式起重机的动力装置选用汽车通用底盘。上车其中和下车行走机构共用汽车发动机，上车起重机构在汽车传动箱中得到动力，即可以节省一台发动机，又减轻重量。1.4 轮胎式起重机底盘的选型轮胎式起重机底盘的类型很多，可按不同角度来进行分类。从总的性能上看，可分为：通用汽车底盘、专用汽车底盘和专用的轮胎底盘三种。所谓通用的汽车底盘，是指除车架更换外（若有必要时），余皆采用原汽车底盘。

28、小型的起重机可在原汽车地盘上附加副车架以支撑上车结构，因为原汽车车架的强度和刚度都满足不了起重机在起重时的要求。虽然采用附加副车架的工艺比较简单，但整个起重机的重心较高，重量较大。专用的汽车底盘是按起重机的要求设计的，轴距较大，车架刚性好。专用汽车底盘的驾驶室布置有三种，一是与通用汽车一样的正置平头式驾驶室，二是测量的偏头式驾驶室，三是前悬下沉式驾驶室。侧置偏头式驾驶室底盘的汽车起重机可使起重吊臂在行驶状态时放在驾驶室旁侧，使整车重心大大下降，但驾驶室视野不良，坐人不多。前悬下沉式驾驶室视野良好，吊臂位置也不高，故起重机重心低，因此在大型起重机中常采用前悬下沉式的驾驶室。专用轮胎底盘是专门为轮

29、胎起重机设计的，为提高轮胎起重机的机动性，将底盘设计成短轴距，全轮驱动，甚至全轮转向的越野型轮胎底盘。由于轮胎起重机只有一个驾驶室，并且往往设在上车，所以下车底盘行走机构的操作通常求助于液压传动，轮胎起重机需吊重行驶，要求起动平稳，调速自如。因此，越野型轮胎底盘常采用液力变距器和动力换挡变速箱等转动装置，以及液压转向装置。在选用汽车底盘时，考虑到轮胎式起重机始终满载行驶，要比汽车载荷条件恶劣，但起重机的行驶里程比汽车的要少一半左右，故完全可以选用同等级的汽车底盘的总成。起重机的轴距l的大小直接影响到起重机的行驶性能、重量和总体布置。他受到总长度lz的控制，在汽车起重机中吊臂探出车头lf一般都在

30、两米左右，在轮胎式起重机中还要大些，为3-4米左右，回转平台尾部一般也略伸出车架外面lt，故一般起重机底盘长度lc限在7-9米以下。底盘长度lc是有前悬长度、后悬长度和轴距形成。在复轴式的双前后桥底盘中，轴距l是指复轴式前桥和后桥中心之间的距离。也可用第一轴距l,第二轴距l”等于轮胎直径再加上一定间距。底盘长度的轴距的关系为前悬的悬臂取决于发动机位置、驾驶室形式及所需的轴荷分布，后悬臂主要取决于后支腿离上车回转中心你距离，一般为30-40%轴距左右。 轮胎式起重机的轴距直接影响起重机转弯半径。最小转弯半径与轴距的关系如下： 式中外前轮的最大转角；c主销中心至外前轮中心的距离。为使转弯半径小，从

31、机动性出发，轴距要取得小些为好。汽车起重机的中心高度在1.2米左右，轮胎式起重机的常在1.5米左右。一般中小型汽车起重机和后桥往往是复轴式的多桥，则前桥和后桥之间的轴距就比较大，常在5米以下。轮胎起重机轴距一般在3-3.6米左右。本次设计的轮胎式起重机的底盘是eq1092f型底盘，主要性能参数：驱动形式：42 轴距：3.95m最大车速：75公里小时 最小转弯半径：不大于8米爬坡度：不小于28% 发动机：q6100-1型缸径冲程：100115mm 最大功率：135马力3000转分最大扭矩：36公斤米1200-1400转分底盘重量：7020公斤第2章 轮胎式起重机的主要参数2.1 起重机的组成轮胎

32、式起重机由以下几部分组成：（一）取物装置 轮胎式起重机取物装置主要是吊钩。（二）吊臂 用来支承起升钢丝绳、滑轮组的钢结构。（三）上车回转部分 它是在起重作业时，可以回转的部分，它包括装在回转平上除了吊臂、配重、吊钩等外的全部机构和装置。 （四）下车行走部分 它是起重机的底盘，是上车回转部分的基础。 （五）回转支承部分 它是安装在下车底盘上用来支承上车回转部分的。 （六）支腿 轮胎式起重机为了提高它的起重能力，在车架上装有支腿。 （七）配重 在起重机平台尾部常挂有一定重量的铁块，以保证起重机的稳定。2.2 起重机的主要参数起重机械的基本参数是用来说明起重机的规格和性能的一些数据，也是提供设计计算

33、和选择使用起重机械的主要依据。1. 起重量q轮胎式起重机起重量一般不包括吊钩的重量q。可以把包括吊钩重量在内的起重量成为总起重量（q+q）。轮胎式起重机起重量是随吊臂伸缩、俯仰而变化，因此起重量是由吊臂强度和整机稳定所决定。起重机的额定起重量总比临界起重量小。所谓临界起重量，是指当起重机吊起重物后处在稳定和倾翻的临界状态时的重量。根据使用需要，利于生产制造，故选择为8吨。2. 工作幅度r和有效幅度a工作幅度r指起重机回转中心轴线至吊钩中心的距离。它与吊臂长度l和仰角q有关，q可以从，工作角度在-之间。当轮胎起重机的幅度变小时。起重机可以增大，但当幅度小于支腿跨距的一半时，吊重无法进行。所以在系

34、列标准上规定有效幅度上a的极限值a。有效幅度a满足下列公式 查表11-5 a=1.45米但有效幅度不宜规定过大，因为有效幅度大，意味着最大起重量时的工作幅度也大，吊臂受的力也大。这样一来吊臂自重就要增大，使大幅度时的起重量急剧下降，恶化了起重性能。工作孤独r=lcos 查表11-5r=3.2米3. 起重力矩m 作为轮胎式起重机基本参数的起重力矩是指最大额定起重量和相应的工作幅度的乘积，起重机工作时，不但要求有起重量，还要求有一定的幅度。只比较起重量，不比较其相应的幅度是无法评定两台起重机的起重能力的大小。起重力矩作为比较起重机起重能力的指标比较起重量更合适，更确切。本次设计的起重机确定：q=8

35、吨 r=3米 则m=8（吨米）4. 起升高度h升高度h与吊臂长度l和仰角q有关：（）它在装卸工作中并不重要，但在建筑安装工程上则是一重要参数。起重机在使用中不但要满足起重量要求，还要满足工作幅度和起升高度的要求。本次设计的起升高度为h=13.5m5. 自重g轮胎式起重机的自重是指工作状态时的机械总重。它并不一定等于行驶时的重量。在后设计各部分重量时，可以参照同样类型起重机实物重量，制造后的起重机重量不得大于系列标准规定重量。超出时应设法改进，把自重降到最低值。根据以上要求，本机总重为13.5吨，根据1表11-8查得8吨轮胎式起重机自重15吨，所以合适。6. 工作速度v根据目前轮胎式起重机的统计

36、资料，中小型起重机的吊钩速度一般在8-20m/min左右。在大型起重机中，起升速度不是主要的，为降低功率，减少冲击，起升速度取得较低，在5-8m/min左右。起升速度也有以绕入卷筒的单根钢丝绳速度表示的。虽然，单绳速度和吊钩速度是差一滑轮组的倍率。实际上轮胎式起重机吊钩速度不是恒定的，钢丝绳在卷筒上绕的层次不同，单绳速度也在变化。作为铭牌的参数的起升速度，是指卷筒在驱动机最大工作速度下的第一层钢丝绳的单绳速度，或与此相对应的吊钩速度。变幅速度是指吊臂在头部沿水平方向移动的速度。变幅速度对生产效率影响不大，而对起重机的平稳性和安全性影响较大，故不能取大，幅度时间（从最大臂到最小臂）一般在30-6

37、0秒左右。本机起臂时间为25s，落臂时间16s。在伸缩式吊臂的起重机上，吊臂伸缩速度也是需要注明的，一般外伸速度为收缩速度的1/2倍，该机伸缩速度选为伸缩（全程）34s，缩臂（全程）18.5s液压支腿收放速度一般用时间来表示，一般在10-50s之间，本机速度为：水平支腿伸出时间13.7s；水平支腿缩回时间11.8s；垂直支腿放下时间22s；垂直支腿收起时间21.5s；轮胎式汽车起重机行驶速度是主要参数之一，本机的行驶速度最高可达75公里/小时。7. 通过性参数通过性参数指轮胎式起重机正常行驶时能够通过各种道路的能力，不同车辆有不同的要求：轮胎式起重机的通过性几何参数基本上接近一般公路车辆。汽车

38、起重机的要求和所采用的汽车底盘一致，经过改装后，最大出入不超过15%，接近角、离去角和最小离地间隙要大些。纵向通过半径要小些，由于轮胎式起重机车架下载有支腿，故离地面间隙可能变小。汽车起重机最大爬坡在左右。轮胎式起重机转弯半径在米左右。8. 几何尺寸参数轮胎式起重机的各部尺寸按需要和可能来确定，力求紧凑。轮胎式起重机在公路行驶状态的外形尺寸应考虑到道路、洞桥和铁路运输条件，按国家规定：总长限制在12米以内，总宽在2.6i米以内，总高不超过4米。在特殊情况下，大吨位的起重机宽度可超过3米。2.3 轮胎式起重机的稳定性计算 纵向行使稳定性 起重机在行驶过程中，由于某种原因（如上坡）其前轮（转向轮）

39、对地面的发向作用力为零时，则起重机 前轮的偏转，不能确定起重机的行驶方向。此时，可以认为车辆已失去稳定，无法控制其行驶方向。当后轮对地面的法向作用力所引起的牵引力为零时，车辆失去行驶能力，也破坏了行驶稳定性。 图7-1为起重机上坡行驶图。此时，可能失稳。地面的反作用力z1=g1=0，由于上坡，行驶速度低，不能加速运动，故可忽略一切惯性力和风阻力。其作用力在以后轮与地面接触点o为中心的力矩平衡式表达如下：式中g机械总重量； l2重心离后轴距离 当z1=0，则 因此可能失去操纵稳定的根据坡度为： 另外，当车辆下滑力接近于驱动轮上的附着力时，车辆就不能上坡，驱动轮开始打滑。即 全轮驱动时）从图7-1

40、上得，则后轮为驱动轮时的打滑极限坡度角为：当全轮驱动时：式中为附着系数，可用0.70.8代入。为了行驶安全起见，设计车辆时将使，即宁可上不去坡，而不要失去转向控制。综合以上公式，得到后轮驱动与全轮驱动车辆行驶的稳定条件:本机为，所以纵向行驶稳定（hg一般在1.2米左右这里取1.2米。（二）横向行驶稳定性 起重机在弯道上或直边上行驶时受侧向力，诸如离心力、横向风力等。起重机在侧向力作用下有时克服了车轮附着力，从而产生侧滑移，或将车辆横向倾翻。 在车辆重心下作用有二力，起重机重力g和离心力，若,则车向左倾翻的极限条件为：则就是说横向坡度角不得小于。再分析车辆引起侧移的情况，此时侧向力大于或等于横向

41、附着力，即则其极限条件为：则为行驶安全起见，应使侧滑发生在翻转前，故应使既 即 所以横向行驶稳定。（汽车起重机轮距在2米左右，取2米）这就是横向行驶稳定性的基本条件，式中b是轮距，一般硬路面的取0.7-0.8。一般起重机重心离左右轮的距离相同，故在总体布置时已考虑到尽可能对称布置，故一般不在计算hg=1.2米。2.4 轮胎式起重机起重 （一）轮胎式起重机的失稳 轮胎式起重机在起重作业时，由于起吊过重的重物，操纵失误引起的过大惯性、支承面的沉陷或过大风力等原因，起重机往往突然丧失稳定甚至倾翻肇事。因为轮胎式起重机的稳定安全由机械自重来维持，故有一定限度。往往在起重机的结构件和其零件强度还足够能承

42、受外来载荷时，起重机由于自重不够而失去稳定。但有时起重机稳定性过大，在没有起重量指示器的情况下，吊臂也可以由于超载过大而损坏。因此，起重机在设计要选取适当的稳定性。 起重机在失稳时的倾翻线，由起重机的支腿尺寸或轮胎尺寸确定，如图7-3所示最危险的倾翻线是在该工况下整个重量的重心离该倾翻线垂直距离最短的那一边。显然，最危险的失稳工况是吊臂位在垂直于侧方倾翻线的位置上。所以，在考虑起重机稳定时，以吊臂位在正侧方的工况为基准，在这个工况下起重机必须保证最低的稳定性。（二）起重机的稳定安全系数 起重机在吊临界起重量时，起重机处于稳定的临界状态，即在倾翻线内、外侧的静力矩互相平衡，即。而表示起重机稳定性

43、的稳定安全系数是位在倾翻线内侧的稳定力矩和为在外侧的稳定力矩之比：当k=1时，即为临界状态。显然，k必须大于1.若认为起重机引起的一切力矩都是稳定力矩，即：而倾翻力矩仅是起重物和吊具所引起的，即：则稳定系数k可由下式求得式中：-起重机的稳定力矩; -吊臂自重，=1775kg r-起重机的重心距回转中心的距离，r=1.5米； -为上车其它部分重量和其重心到回转中心距离，取m； -起重机底盘不回转部分重量，=7020kg； -配重及其垂心到回转中心距离，=1181kg，=2.1米； 2a-支腿横向距离，2a=4.1米则所以起重机稳定。令k=1，则此时起重量为临界起重量由于上公式中没有考虑到起重机在

44、运动时引起的惯性力以及风力和倾斜的影响，故求得的稳定系数称为静稳定系数。在计算起重机动态稳定系数时，把起重机的倾斜、回转离心力、起升惯性力和风力考虑进去动态起重机稳定系数为：式中-自重的重心高度；a- 起重机的倾斜角度，在用支腿时肉眼找平，一般控制在左右，不用支腿时为；（h+b）-吊臂头部离地高度；h-重物离地高度；v和t-重物吊升速度和起动时间；g-重物加速度；和-作用在起重机上和重物上的风力合力；-风力作用点的高度；n-回转速度。计算起重机稳定系数时的图为7-5在实际计算中，中小型轮胎式起重机可以只计算静稳定系数，所以本次设计中，不必计算动稳定系数。 在考虑到倾斜的影响和非工作时风力作用，

45、自身的稳定系数也可以由下式求得：式中l-自重合力g回转中心距离，l=1.5m；h-合力g的重心高度，h=1.2m；a-倾斜角度（取）；-作用在机本身上的风力（以九级风计算）；-风力作用点高度，2米；-标准风压值，表3-1为10；c-风载体型系数，表3-2为1.2；-吊重有效迎风面积，查表3-3为6；a- 起重机各部分有效迎风面积。b- 将各数代入=2.981.15所以起重机自身稳定第二篇 起重机液压系统设计第1章 液压系统总体设计1.1 液压系统总体设计起重机液压系统是用来控制起重机的起升机构、变幅机构、回转机构、伸缩的系统。液压系统包括吊臂的伸缩、重物的起升、上车的回转、吊臂的变幅和支腿的收

46、放等部分。本设计中qy8型汽车起重机得便最大重量为8吨（幅度为3米时）具有两节伸缩臂，其最大幅度为10.8米（这时允许吊重为0.04吨），最大起升高度为13米，起升速度为12米/分，平台回转速度为最大3转/分。该起重机行走部分采用eq1092型通用汽车底盘，起重部分要求全液压传动。 1.2 确定对起重机液压系统的工作要求：1、 系统构成根据主机设计需要，对吊臂的伸缩、变幅、起升，回转机构采用液压传动。同时，起重机支腿的收放亦采用液压传动，以缩短作业前的准备时间，在满足机器要求和使用要求条件的要求的前提下，系统构成的先进性主要表现在系统简单、结构紧凑，元件选择合理，三化（标准化、系列化、通用化）

47、程度高，便于安装、调试、使用、维护、工作安全可靠，应急能力强的方面。要达到这些要求，仅有良好的元件是不够的，还必须有良好的系统设计方案。2、 经济性经济性指标包括系统的造价和使用费，系统传动效率和功率利用等。这几项指标不是相互独立的，需做综合分析。3、 技术性能技术性能包括调速范围、微动性能、启动、制动及换向动作灵敏性，传动平稳性，限速性能，缓冲、锁紧、补油、限压、缸荷等完善的功能及振动、噪声和外泄大小等。根据以上三点，设计液压系统具体应满足以下几点要求：a: 能够调速。当空钩或轻载时，吊钩可以快速升降；当满载就位时，应满足缓慢升降。b :可以微动，微动是为了在工作机构起动获停止时，不至于引起

48、吊重的振动与冲击，以保证起重机作业的安全。c :当吊重在空中停止时，不得产生下滑现象。这对吊装作业，以及使吊重长时间停留在空中都是必要的。d :能同时对几个动作联合操作。起重机的主要动作为起升、回转、变幅、吊臂伸缩、要求这四种动作可以单独或前一种与后三种任意一种组合进行，以提高作业效率。在联合操作中，希望各机构的工作速度一定。e :液压系统应结构紧凑，安全可靠，使用维修方便。1.3 拟定起重机的液压系统原理图1、 选择执行元件吊臂伸缩、变幅及四个腿，都采用双作用液压缸驱动。为了使传动机构结构紧凑，布置方便，起重机的回转与起升机构直接采用低速大扭矩马达驱动。2、 确定液压系统的基本形式为了使系统

49、结构简单，油液冷却条件尽可能改善，该机构采用开式液压传动系统。考虑到各机构同时动作的需要，以及合理分配功率，采用大小泵供油的液压双泵系统，即起升液压马达单独由大泵供油。回转液压马达变幅、吊臂伸缩与支腿液压缸等组成串连系统，由小泵供油。3、 调速抉择方案对于小型起重机，可以采用定量泵，通过调节发动机的转速，以改变液压泵的输出流量，从而达到调速的目的。同时，再配合以换向阀节流调速，基本上能满足该机对调速性能方面的要求，这种调速方法具有系统简单，工作可靠等优点。4、 选择拟定液压基本回路，并组成整机液压传动系统a、 工程起重机需要的起升机构，即卷筒吊索机构实现垂直起升和下放重物。液压起升机构用液压马

50、达通过减速器驱动卷筒。为了保证起重作业中的平稳性和稳平的衡动性，防止吊重超载下降，在该机构的起升油路中设置起升平衡阀，以组成平衡回路。同时在卷筒上安装起升机构制动器，以防止因马达内漏而造成的吊重打滑。液压起升机构不靠平衡阀来锁住液压马达，而是利用闸瓦制动。所以平衡阀的承重静止能力没有严格要求，固此用于液压马达系统的平衡结构简单，造价便宜。b、 伸缩臂机构液压回路和变幅机构伸缩臂机构也是一种举升和下放重物的机构，伸缩臂可以用不同的方法，即不采用电磁阀而用顺序阀，液压缸差动，机械结构等办法实现多个液压缸的顺序动作，还可以采用同步措施实现液压缸的同时动作。本设计起重机的变幅和吊臂伸缩机构均采用双作用

51、液压缸，为了使变幅和伸缩动作平衡，以及停止动作后能保持固定的位置，在其油路安装平衡阀，以构成平衡回路。c、 回转油路变幅机构在起重机中，用改变臂架的位置，增加主机的工作范围，回转油路使作业架作旋转运动，也是为了实现这个目的。起重机的回转动作要求平稳、准确，为了回转动作平稳，以及停止动作后的工作位置能保持固定，在回转机构内安装回转机构制动器，以防止因马达内漏而造成滑移，对于回转机构来说，缓冲是非常重要的，必须设置一对缓冲阀。d、 支腿机构液压回路对于汽车起重机来说，为了扩大作业面积和提高整体稳定性需要在车架上向轮胎外测伸出支腿，将整体支撑起来，使重心可以在轮胎覆盖范围以外，支腿覆盖范围内变化。支

52、腿种类有整式、h式、x式和辐射式等。本设计选用h式，h式支腿由四组液压缸组成，每组包括一个水平缸和一个垂直缸，四个双向液压锁分别控制一个垂直液压缸，当支腿支撑车架静止时，垂直液压缸上腔液体承受重力负载，为了避免车架沉降，故需用连通上腔的液控单向阀起锁紧作用，防止俗称的“软腿现象”。当轮胎支撑车架时，垂直液压缸下腔液体承受支腿本身的重量，为了避免支腿降到地面，防止俗称的“掉腿”现象，故需要连通下腔的液控单向阀起锁紧作用，组合操作阀可使四个支腿同时动作，亦使每个支腿单独动作。将上列的基本的回路有机的组合起来，即可组成液压传动系统图，为了使回转马达工作平稳，利用单向阻尼阀产生备压（备压为23mpa）

53、e、 设置辅助元件考虑到管路使用寿命和布置紧凑起见，液压系统中主要管路均采用无缝钢管。在液压泵的吸油管路，安装网式滤油器，以防止较大的机械杂质进入液压泵内，在系统回路中安装精滤油器，以防止回油中的杂质。液压传动系统原理图（图 1-1 液压系统图）1.4 液压系统概况当起重机工作机构处于非工作状态时，cbqlf40/f32齿轮油泵由取力箱通过传动轴驱动后，吸油口通过精滤油器从液压油箱吸油，32泵输出的工作油经过下车操纵组合阀后，再通过中心回转接头进入上车组合操纵阀流出，通过中心回转接头流回液压油箱，40泵输出的工作油直接通过中心回转接头进入上车组合操纵阀，再从上车组合操纵阀流出，通过中心回转接头流入油箱。当操纵下车组合操纵阀的换向阀时，32泵输出的工作油不再进入上车，而进入下车操纵阀的绽阀中，再操纵实现下车水平支腿的伸缩及垂直支腿的收放动作。当下车工作完毕后（即支腿打起后），上车即可工作，上车工作时，回转、变幅、伸缩时由32泵供油，起升由40泵供油，同时40泵和32泵还可以同时供起升机构，以实现快速起升和快速下降，40泵和32泵的分流是靠起升操纵阀的机能来实现的，回转油路可实现滑转功能，即回转操纵阀处于过渡位置时，回转制动器在回油备压下打开，并将回转马达的进油口连通，使回路马达处于浮动状态，避免回路和停止时的惯性冲击。1.5 确定液压系统的工作压力qy8型汽