JZX52235JQZQY16H总体计算书Word版

1、JZX52235JQZ(QY16H)汽 车 起 重 机总 体 设 计（计 算 书）锦州重型机械股份有限公司 技术中心二四年八月二十九日0 / 79一、 整机主要技术性能参数二、 总体计算参数的确定三、 坐标系的建立四、 行驶状态整机重心及轴荷计算五、 变幅机构三铰点计算六、 起重作业吊臂仰角、起升高度计算七、 吊臂伸缩机构计算八、 吊臂强度起重量计算九、 稳定性起重量计算十、 吊臂强度校核计算十一、 支腿反力计算十二、 回转支承计算十三、 回转机构计算十四、 起升机构计算十五、 整机作业稳定性及行驶稳定性计算十六、 活动支腿危险截面强度校核计算一、 整机主要性能参数 1.最大额定起重量（t）

2、162.最大额定起重力矩（t·m） 60 3.基本臂最大起升高度（m） 9.8 4.全伸臂最大起升高度（m） 30 5.主臂加副臂最大起升高度（m） 37.5 6.支腿跨距（纵向×横向）（m） 4.7×5.6 7.主钩满载最大起升速度（m/min） （单绳） 70 8.副钩满载最大起升速度（m/min） 65 9.额定回转速度（r/min） 2.5 10.底盘型号 CA5241JQZ 11.驱动型式 6×4 12.发动机型号 CA6DE2-22 额定功率kw/rpm： 162/2400 13.轴距（mm） 4065+1270 14.接近角° 1

3、6.2 15.离去角° 10.3 16.最小转弯直径（m） 20 17.最高行驶速度（km/h） 70 18.最大爬坡度% 24 19.整机外型尺寸（m）（长×宽×高） 11.971×2.490×3.2 20.整机重量 （t） 23.42 底盘主要技术性能参数： 车辆长（m） 9.532 车辆宽（m） 2.490 车辆高（m） 2.342 前轮距（m） 2.024 后轮距（m） 1.854 底盘整备质量（kg） 8570 前 轴（kg） 3820 中后桥 （kg） 4750 厂定最大总质量 （kg） 24000 前轴允许最大载重质量（kg） 6

4、000 后轴允许最大载重质量（kg） 18000 最小离地间隙 （mm） 250车架满载上平面距地高度（mm） 1345二、 总体计算参数的确定1、 整机行驶状态下车部分重量、重心参数名 称Gi(kg)Xi(cm)Yi(cm)Zi(cm)底盘857021090固定支腿总成23901555吊臂支架93362127主吊钩216135156下车液压系统52114586液压油43418080侧防护28355-5 油泵装置8328429 走台板37313083 工具箱131-16336 总 计12708 注：底盘整备质量 其中： G前 3820kg G底 8570kg G后 4750kg 行驶状态下车重

5、量、重心计算下车总重G下 Gi 12708kg重心至双后桥中心线水平距离X下 166cm重心至地面的垂直距离Y下 84cm重心至纵向中心线右侧的距离Z下 02、 上车固定部分重量、重心参数名 称Gi(kg)Xi(cm)Yi(cm)Zi(cm)转台及配重319320036.61.5操纵机构28284073上车液压系统214893351主、副起升机构718238737回转支承539060回转机构11145360操纵室及座椅21739575总计5020上车固定部分坐标系为回转支承下平面与回转中心之交点为原点行驶状态上车固定部分重量、重心计算：上车固定部分总重G上固 Gi 5020kg上车固定部分重心

6、至回转中心水平距离X上固 166cm （上车坐标原点后方）上车固定部分重心至回转支承下平面垂直距离Y上固 41cm (上车坐标原点上方)上车固定部分重心至整机纵向中心线距离Z上固 8cm (整机行驶方向左侧)3、整机行驶状态上车活动部分重量、重心参数名 称Gi(kg)Xi(cm)Yi(cm)Zi(cm)吊臂总成430250317855变幅油缸549317-470总计4896上车活动部分坐标系原点为吊臂后铰点中心行驶状态上车活动部分重量、重心计算：上车活动部分重量G上活 Gi 4896kg上车活动部分重心距吊臂后铰点水平距离X上活 477cm （上车坐标系）上车活动部分重心距吊臂后铰点垂直距离Y

7、上活 151cm上车活动部分重心距整机纵向中心线距离Z上活 48cm 4、整机上、下车几何参数的确定上车回转中心距双后桥中心的水平距离 X0回转支承下平面中心距双后桥轮胎中心垂直距离 Y0变幅油缸后铰点中心距上车回转中心的水平距离 X1变幅油缸后铰点中心距回转支承下平面中心垂直距离 Y1 吊臂后铰点中心距回转中心的水平距离 X2吊臂后铰点中心距回转支承下平面中心垂直距离 Y2 伸缩油缸后铰点距吊臂后铰点的水平距离 X3伸缩油缸后铰点距吊臂后铰点的垂直距离 Y3后支腿中心距回转中心的水平距离 X4后支腿中心距回转支承下平面的垂直距离 Y4吊臂后铰点距吊臂轴线的距离 C1吊臂头部滑轮中心距吊臂轴线

8、距离 C2副臂根部中心到吊臂轴线距离 C3变幅油缸上铰点距吊臂轴线距离 C4吊臂头部滑轮中心距吊钩中心距离 C5钢丝绳到吊臂后铰点的力臂 C6吊臂初始状态仰角 A0副臂工作时吊臂轴线距副臂轴线夹角 A1底盘轴距 L2底盘轮距 LL支腿横向跨距 HK支腿纵向跨距 ZK基本臂长 L0吊臂上两铰点距离 L1副臂臂长 L2中长臂长 LZ全伸臂长 LM动载系数 K2静载系数 K1水平力影响系数 K3液压油密度 M0基本臂额定仰角 AA中长臂额定仰角 AB AC AD全伸臂额定仰角 AE基本臂额定起重量 QA中长臂额定起重量 QB QC QD全伸臂额定起重量 QE主臂+副臂额定起重量 Qb下车重量 G下上

9、车固定部分重量 G上固上车活动部分重量 G上活全车重量 G全变幅油缸重量 G变变幅油缸缸筒重量 G变筒变幅油缸缸杆重量 G变杆伸缩油缸重量 G伸伸缩油缸缸筒重量 G伸筒伸缩油缸缸杆重量 G伸杆副臂重量 G副吊钩重量 G钩基本臂重心（包括伸缩油缸及副臂） lb1中长臂重心 lb2 lb3 lb4全伸臂重心 lb5三、 坐标系的建立O 下车坐标系 O0 上车坐标系O1 吊臂坐标系 O2 变幅铰点坐标系在下车坐标系内的上车坐标位置 X0 Y0 Z0在上车坐标系内变幅油缸后铰点位置 X1 Y1 Z1在上车坐标系内吊臂后铰点位置 X2 Y2 Z2在吊臂坐标系内伸缩油缸后铰点位置 X3 Y3 Z3 上车坐

10、标系（回转支承上平面原点） 下车坐标系（双后桥中心原点）四、行驶状态整机重心及前后轴荷计算行驶状态上车重量、重心计算：G上 G上固 +G上活 5020+4896=9916kgX上 (其中X上活130- X上活) -81cm (负号表示在上车坐标原点左侧)行驶状态整机重心及前后轴荷计算(以全车坐标系双后桥中心线左侧为正)X全 112cm行驶状态整机重量: G车23420kg整车重心: X车112cm前轴轴荷: P前后桥桥荷: P后轴距: LL470cm P后 ×LL G车 ×(LL X全 ) P后 17839kg P前G车 - P后23421-178395582kg Y全=8

11、5cm五、 变幅机构三铰点计算1、 变幅机构三铰点的合理确定几何参数的计算L0980cm Y0163.5cm L1468cm a269.5° a角的变化范围 -3°80°X140cm a020.5° X2130cm O1O2181.5cm2、 变幅油缸安装长度及油缸行程的计算变幅油缸安装长度296.4cm (其中)3、 变幅油缸行程HH-H227.6cm (其中H68.8cm)4、 变幅油缸全伸长度 + H 524cm 5、 变幅油缸最大仰角arccos80° (其中取-3°)6、 变幅油缸推力计算FL式中: F：变幅油缸推力 kg

12、Q：额定起重量 kg R：额定工作幅度 m X2： 回转中心至吊臂后铰点的距离 m GB：吊臂自重 kg SB：吊臂重心至吊臂后铰点的水平距离 m ：吊臂任意位置时之夹角 L：变幅油缸力臂 m ：额定起重量工况下吊臂仰角L1.85m其中 60°+20.5°80.5° 4.739m基本臂工况下变幅油缸推力计算:Fkg式中: Q16000kg R3.75m GB3919kg SB2.345m 60° L1.85m SB15.67m W50kg L01.79m变幅油缸最大工作压力P变P变12.8Mpa主臂全伸、副臂展开处于水平位置时，且空载工况下变幅油缸最大推

13、力F0kg六、 起重作业、吊臂仰角、起升高度计算吊臂仰角：起升高度：H=式中： R ：额定工作幅度. L ：臂长 C1：吊臂后铰点到吊臂轴线的垂直距离（205） C2: 吊臂端部滑轮中心到吊臂轴线的垂直距离（485） H1: 吊臂后铰点到地面的高度（2572） H2：吊钩中心到吊臂端部滑轮组中心的垂直距离（1200） X2：吊臂后铰点到回转中心的水平距离（1500）其中： C1=0.205m C2=0.485m H1=2.427cm H2=1.3m基本臂工况:取臂长L=9.8m 额定工作幅度R=38m中长臂工况():取臂长L=16.7m 额定工作幅度R=414m中长臂工况():取臂长L=23.

14、6m 额定工作幅度R=520m全伸臂工况:取臂长L=30.05m 额定工作幅度R=622m工作幅度-吊臂仰角-起升高度计算表臂长(m)9.816.723.630.5工作幅度(m)HHHH33.5 3.754.04.55.05.56.07.08.09.010.012.014.016.018.020.022.06661°61°59°55°52°48°44°34°20°9.99.79.59.498.68.27.76.34.272°71°69°67°65°61&#

15、176;57°53°48°38°25°16.916.716.516.316.115.615.014.213.411.27.778°76°75°74°73°70°68°65°62°57°51°44°36°27°24.124.023.823.723.523.222.822.321.820.619.017.114.711.277°75°73°71°69°65

16、76;61°56°52°47°41°30.730.430.129.829.428.527.526.224.522.920.8七、 吊臂伸缩机构计算伸缩机构伸缩力分析图1、 计算参数Q=4000kg （限吊臂带载伸缩4000kg）=70°(全伸臂工况)Q×sin=3760kgQ×cos=1368kgG4 =489kgG3 =585kgG2 =780kgG1 =1045kgG4×sin=460kgG4×cos=167kgG3×sin=550kgG3×cos=200kgG2

17、5;sin=733kgG2×cos=267kg 四节臂受力分析已知：L=8329mm；L1=4939mm；L=1071mm；C=151mm；C=95mm； e=287mm； a=602mm；H4=483mm； G1=483mm；=70° Q=4000kg；f=0.05； S=2000kg 三节臂受力分析 已知：L2=1188mm；L2=4092mm；H3=534mm；b2=180mm；C2=185mm； d2=80mm；f=0.05；Z1=14996kg；G2=586kg；=70° 二节臂受力分析已知：H2=575mm；E=4mm；e=18mm；LB=1790mm

18、；LG=4100mm；G2=778mmZ2=3150kg；=70°；f=0.05；=70° 四节臂伸缩力Z1 计算： Z1- F1- E1 S-(G4+Q)sin=0 B1-A1-(G4+Q)cos=0 A1=代入数据得:A1 =12030kg；B1 =13565kg；Z1 =7498kg 三节臂伸缩力Z2计算：Z2- E2- F2 Z1-G3×sin=0E2 =B2×fF2 =A2×fB2 -A2-G2×cos=0 B2=2097(kg) 二节臂伸缩力Z3计算：Z3- E3- F3 Z2-G2×sin=0E3 =B3

19、15;fF3 =A3×fB3-A3+G2×cos=0求得： B3=A3+G2cos=1257(kg)代入数据得：Z3=32340(kg) （缸底、活塞杆受力） 伸缩液压缸缸筒（无杆腔）工作压力计算： F= P=169kg·f/cm2 速比:=2.52、 伸缩液压缸稳定性计算(缸筒): 用非等截面法计算临界载荷： 式中：K形状系数。； 查表：K=0.39 E活塞杆材料的弹性模量，对于钢E=2.06×105Mpa J活塞杆横截面惯性矩（mm4） J1缸筒横截面惯性矩（mm4） L液压缸的安装长度（mm） L1活塞杆的安装长度（mm） P：液压缸工作腔最大压力

20、 (Pa) 活塞杆承受最大负载力：Fmax= 2 稳定性合格活塞杆强度校核压杆不失稳的液压缸不一定就不会破坏，还有活塞杆的强度问题，因此必须按下式作强度校核。= =77Mpa=180Mpa算得活塞杆的强度校核合格。式中：计算应力（MPa）S活塞杆材料屈服极限，对于45号钢S=360Mpaa由配合间隙和自重引起的液压缸初挠度，通常取0.5%Fmax、A、Fk、d、L意义同前。 八、 吊臂强度起重量计算吊臂强度起重量计算见图,计算分四种工况：1、 基本臂工况：最大起重力矩：60t·m （16t×3.75m）臂长L=9.8m 幅度R=3.75m 仰角=61°2、 中长臂

21、工况()：最大起重力矩：47.7t·m （8.2t×7m） 臂长L=16.7m 幅度R=7m 仰角=61°3、 中长臂工况()：最大起重力矩：49.5t·m （5.3t×9m） 臂长L=23.6m 幅度R=9m 仰角=65°4、 全伸臂工况：最大起重力矩：39.6t·m （3.3t×12m） 臂长L=30.5m 幅度R=12m 仰角=65°按下式计算吊臂强度起重量:其中: 式中：动载系数 取=1.25 L 工况臂长 取L=9.8m、16.7m、23.6m、30.5m Lb 吊臂重心距吊臂后铰点的距离 L吊

22、臂重心距变幅铰点的距离 R 吊臂强度起重量额定工作幅度 e 回转中心距吊臂后铰点距离 e=X2=1.3mT 吊臂头部水平力 T= =0.08Gb 吊臂总重WX 危险截面对X横轴的抗弯模量 钢材的基本许用应力=吊臂材料选用HG60 其中:=650Mpa =450Mpa所以取=300Mpa或=3000kg/cm2吊臂强度起重量计算公式整理后:PQ =吊臂强度起重量计算图：吊臂强度起重量计算表(1)臂长980cm 额定起重量16000kg 额定幅度375cm工作幅度（m） 吊臂仰角 PQ（A1-A1） PQ（A-A）3 61° 36260 265103.5 61° 32970 2

23、41103.75 61° 31550 230804.0 59° 30240 221204.5 55° 27940 204505.0 52° 25980 190205.5 48° 24280 177806.0 44° 22810 167007.0 34° 20380 149308.0 20° 18510 13580吊臂强度起重量计算表(2)臂长1670cm 额定起重量8200kg 额定幅度700cm工作幅度(m) 吊臂仰角 PQ（A-A） PQ（A-A） PQ（B-B） PQ（C-C） PQ（D-D）4.0 72&#

24、176; 19530 13140 12380 14350 186204.5 71° 18080 12160 11490 13320 172805.0 69° 16830 11310 10720 12430 161205.5 67° 15730 10570 10050 11650 151106.0 65° 14770 9922 9462 10970 142307.0 61° 13150 8830 8471 9819 127408.0 57° 11840 7950 7673 8893 115409.0 53° 10770 722

25、5 7016 8132 1055010.0 48° 9874 6619 6467 7496 972412.0 38° 8462 5666 5605 6496 8427吊臂强度起重量计算表(3)臂长2360cm 额定起重量5300kg 额定幅度900cm工作幅度（m）吊臂仰角 PQ（A1-A1） PQ（A-A） PQ（B-B） PQ（C-C） PQ（D-D）5.0 75° 14040 9111 8977 8776 117805.5 74° 13160 8527 8441 8253 110806.0 73° 12360 8009 7967 7790

26、 104507.0 70° 11050 7131 7162 7006 94028.0 67° 9965 6415 6507 6368 85459.0 65° 9067 5821 5964 5838 783410.0 62° 8309 5320 5505 5390 723412.0 56° 7107 4521 4775 4678 627814.0 50° 6183 3914 4220 4137 555216.0 44° 5463 3436 3785 3714 4983吊臂强度起重量计算表(4)臂长3050cm 额定起重量400

27、0kg 额定幅度800cm工作幅度（m） 吊臂仰角 PQ（A-A） PQ（A1-A1） PQ（B-B） PQ（C-C） PQ（D-D）6.0 77° 11040 7016 8207 8413 118007.0 75° 9890 6260 7380 7601 106608.0 73° 8943 5639 6700 6933 97209.0 71° 8151 5119 6131 6374 893710.0 69° 7478 4678 5648 5900 827212.0 65° 6398 3968 4872 5138 720414.0 6

28、0° 5569 3423 4276 4554 638516.0 56° 4912 2992 3805 4092 573718.0 51° 4379 2642 3423 3717 521220.0 46° 3939 2352 3107 3408 4779九、 稳定性起重量计算临界起重量（正侧方）：Qcr=临界起重量（正后方）Qcr= 其中：r=上式中：G上固=5327kg G下=13060kg Gb=4885kg lb1=468cmlb2=663cm lb3=849cm H=280cm X2=130cm X上固=144cm X上固=181cm X4=180

29、cm X下=178cm X0=30cm lb4=1035cm lb5=1223cmR:不同工况时稳定起重量工作幅度 静稳定起重计算图(正侧方):静稳定起重计算图(正后方): 稳定性起重量计算表(1)臂长L=980cm工作幅度（m） 吊臂仰角 PQ1(正侧方) PQ2(正后方)3.5 61° 70820 299403.75 61° 52180 258904.0 59° 40690 224604.5 55° 28180 177905.0 52° 21350 146105.5 48° 16850 121706.0 44° 1411

30、0 106007.0 34° 10250 81168.0 20° 7877 6441稳定性起重量计算表(2)臂长L=1670cm工作幅度（m） 吊臂仰角 PQ1(正侧方) PQ2(正后方)4.0 72° 42930 237404.5 71° 30040 190005.0 69° 22910 157205.5 67° 18420 133506.0 65° 15330 115607.0 61° 11380 90418.0 57° 8930 73399.0 53° 7278 612010.0 48&#

31、176; 6045 516812.0 38° 4434 3872稳定性起重量计算表(3)臂长L=2360cm工作幅度（m） 吊臂仰角 PQ1(正侧方) PQ2(正后方)5.0 75° 23000 157905.5 74° 18520 134306.0 73° 15530 117207.0 70° 11490 91358.0 67° 8992 73929.0 65° 7401 622810.0 62° 6161 527012.0 56° 4425 395714.0 50° 3498 309916.

32、0 44° 2786 249018.0 36° 2240 201120.0 27° 1841 1657稳定性起重量计算表(4)臂长L=3050cm工作幅度（m） 吊臂仰角 PQ1(正侧方) PQ2(正后方)6.0 77° 15660 118107.0 75° 11570 91998.0 73° 9127 75079.0 71° 7411 623710.0 69° 6226 532812.0 65° 4627 405014.0 60° 3531 313016.0 56° 2825 252

33、618.0 51° 2277 204620.0 46° 1881 169622.0 41° 1566 1413QY16H汽车起重机额定起重性能表工 作幅 度m主 臂 长 度主臂+副臂支 腿 全 伸 后 方 侧 方30.5+7.5=389.8m16.7m23.6m30.5m仰角起重量仰角起重量仰角起重量仰角起重量仰角起重量3.561°160003.7561°160004.059°1600072°113004.555°1490071°104005.052°1400069°970075

34、76;65005.548°1180067°900074°65006.044°1010065°840073°600077°38507.034°780061°740070°600075°38508.020°600057°600067°530073°38509.053°65°460071°350010.048°62°460069°300012.038°56°340065°280014.050°250060°230016.044°190056°200018.0150051°160020.0116046°100022.0800主吊臂强度校核计算基本臂工况吊臂