SQ6S伸缩臂式随车起重机设计计算书1

1、SQ6S伸缩臂式随车起重机设计计算书第一章 概述SQ6S型随车起重机是以解放CA1165P1K2L2载重汽车为底盘，起重机直接安装在驾驶室和货箱之间的车架上，车架部分改装，动力以取力机构的形式从汽车发动机得到动力，各工作机构的动力皆来源于液压泵，在设计过程中，强调整车的性价比。第二章 整车稳定性的计算一、 装后起重机作业的主要参数和起重性能表：表一类别项目单位数值起重机性能参数最大额定起重量Kg6000最大最小工作幅度m9.24/2.25吊臂长度m4.169.46最大起升高度m12最大起升力矩全缩T.m13.5全伸T.m10.2支腿跨距全缩m2.15全伸m5钢丝绳直径mm11长度m63工作幅度

2、(m)额定起升重量(Kg)臂长4.16臂长6.81臂长9.462.25600039003500345003700320043300260025005230020006190017006.617001500812509.21100二、 底盘重心位置计算1.根据底盘技术参数可知如下参数：表二CA1165P1K2L2技术参数类别项目单位数值桥荷分配空载前桥Kg2870中、后桥Kg4170满载前桥Kg3730中、后桥Kg12310轴矩前桥至中桥mm3865中桥至后桥mm12702.底盘本身重心距前桥的距离计算R根据表二可知空载时汽车的桥荷情况，如图一可计算出R根据力学公式可得：R=4170(3865+

3、1270/2)/7040=2665mm三、 吊机本身重心的计算1 吊机在全缩状态时的重心计算11 各部件距回转中心的距离L(i)mm和各部件的重量G(i)Kg1.1.1 吊勾总成 L(1)=3940 G(1)=54.11.1.2 伸缩臂总成 L(2)=1800 G(2)=723.41.1.3 起升机构 L(3)=-55 G(3)=951.1.4 转台与齿轮柱焊接 L(4)=-30 G(4)=2071.1.5 油箱安装总成 L(5)=-215 G(5)=361.1.6 固定支腿与活动支腿装配 L(6)=-270 G(6)=506.81.1.7 回转基座装配 L(7)=0 G(7)=1201.1.

4、8 基座与固定腿焊接 L(8)= 0 G(8)=1651.1.9 操纵系统 L(9)=250 G(9)=401.1.10 液压系统 L(10)=200 G(10)=2001.1.11 变幅油缸 L(11)=280 G(11)=1201.1.12 其它 L(12)= 0 G(12)=701.2 吊机自重：G(S)=G(i)=2337 Kg1.3 吊机重心距回转中心距离： L1 = G(i)L(i)/ G(S)=620 mm2. 吊机在全伸状态时的重心计算2.1 各部件距回转中心的距离L2(i)mm 经分析可知：只有吊勾和伸缩臂总成的重心发生变化2.1.1 吊勾总成 L2(1)=9240 2.1.

5、2 伸缩臂总成 L2(2)=4000 2.2 吊机重心距回转中心距离：L1 = G(i)L(i)/ G(S)=1421 mm3. 吊机在行驶状态下的桥荷分布： 根据上述计算全缩时吊机重心距回转中心距离为620mm。又根据设计图纸可知：回转中心距前桥的距离为1500mm。因此吊机重心距前桥距离为620+1500=2120mm根据图二受力分析可知前、后桥增加的重量分别为R1、R2 R1 X 4500 =2337 X (4500-2120) = 1236 KgR2 = 2337-1236 = 1101 Kg由此可知：行驶状态下前桥的桥荷为2870+1236=4106 Kg4整车在起吊最危险时稳定性计

6、算 如图三所示可知：倾翻力矩： MQ = 7012 X 1100 = 7713200 Kg.mm稳定力矩： MW = 2337 X (2228-1500)+7040 X 1672 = 13472216 Kg.mm 稳定系数S： S= MW /MQ =1.75第三章 吊机结构件设计计算一、 各臂的强度校核如图四所示可知：各臂最危险截面分别在如图四所示的剖面上。1基本臂的强度校核1.1 基本臂的最小截面模量WA=414388mm3其结果是由计算软件得出。其材料为HQ60屈服极限为500Mpa,许用应力为=500/1.5=333.33 Mpa1.2 基本臂的所受的最大弯矩MA=G.L+G1.L1+G

7、2.L2+G3.L3 其中G - 最大幅度时所吊的重量为1100Kg 其中G1 - 基本臂本身的重量 238Kg 其中G2 - 一节伸臂本身的重量 144Kg 其中G3 - 二节伸臂本身的重量 129Kg其中L - 最大幅度时距截面的距离为8425mm 其中L1 - 基本臂重心到截面的距离为1050mm 其中L2 - 一节伸臂重心到截面的距离为4166mm 其中L3 - 二节伸臂重心到截面的距离为7035mmMA=G.L+G1.L1+G2.L2+G3.L3=11024819Kg.mm = MA/WA=26.6 Kg/mm2<2一节伸缩臂的强度校核2.1 一节伸缩臂的最小截面模量WA=28

8、8027mm3其结果是由计算软件得出。其材料为HQ60屈服极限为500Mpa,许用应力为=500/1.5=333.33 Mpa2.2 基本臂的所受的最大弯矩MA=G.L +G2.L2+G3.L3 其中G - 最大幅度时所吊的重量为1100Kg 其中G2 - 一节伸臂本身的重量 144Kg 其中G3 - 二节伸臂本身的重量 129Kg其中L - 最大幅度时距截面的距离为5584mm 其中L2 - 一节伸臂重心到截面的距离为1330mm 其中L3 - 二节伸臂重心到截面的距离为4254mmMA=G.L+ +G2.L2+G3.L3=6882686Kg.mm = MA/WA=23.9 Kg/mm2&l

9、t;3二节伸缩臂的强度校核3.1 一节伸缩臂的最小截面模量WA=228703mm3其结果是由计算软件得出。其材料为HQ60屈服极限为500Mpa,许用应力为=500/1.5=333.33 Mpa3.2 基本臂的所受的最大弯矩MA=G.L +G3.L3 其中G - 最大幅度时所吊的重量为1100Kg 其中G3 - 二节伸臂本身的重量 129Kg其中L - 最大幅度时距截面的距离为2779mm 其中L3 - 二节伸臂重心到截面的距离为1350mmMA=G.L+ +G2.L2+G3.L3=3231050Kg.mm = MA/WA=14.1 Kg/mm2<二、伸缩臂总成的挠度校核 1.挠度的计算

10、：由实际工况可知伸缩臂总成各臂都可认为悬臂梁结构。因此也可简化如图四：其各个截面的惯性矩分别为IA 惯性矩 I1 = 79729603mm4 IB 惯性矩 I2 = 51070540mm4 IC惯性矩 I2 = 36819657mm4 由设计图样可知各臂的重量和距各截面的距离。G 吊重的总重 1100kg G1基本臂的重量 238kg G2一节伸缩臂的重量 144kg G3二节伸缩臂的重量 129kg2.1计算基本臂的挠度和转角 f基 由基本臂的重量和其所产生的弯矩两部分组成。 2.1.1基本臂的所受的最大弯矩MA=G.L+G1.L1+G2.L2+G3.L3 其中G - 最大幅度时所吊的重量为

11、1100Kg 其中G1 - 基本臂本身的重量 238Kg 其中G2 - 一节伸臂本身的重量 144Kg 其中G3 - 二节伸臂本身的重量 129Kg其中L - 最大幅度时距截面的距离为8425mm 其中L1 - 基本臂重心到截面的距离为1050mm 其中L2 - 一节伸臂重心到截面的距离为4166mm 其中L3 - 二节伸臂重心到截面的距离为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 搭接长度所产生的角度。L=9

12、08 间隙2mm =2/908=-0.0022 r2.2计算一节伸缩臂产生的挠度和转角f一 由一节伸缩臂的重量和其所产生的弯矩两部分组成。 2.2.1 基本臂的所受的最大弯矩MA=G.L +G2.L2+G3.L3 其中G - 最大幅度时所吊的重量为1100Kg 其中G2 - 一节伸臂本身的重量 144Kg 其中G3 - 二节伸臂本身的重量 129Kg其中L - 最大幅度时距截面的距离为5584mm 其中L2 - 一节伸臂重心到截面的距离为1330mm 其中L3 - 二节伸臂重心到截面的距离为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 搭接长度所产生的角度。L=912 间隙2mm =2/912=-0.0022 r2.3 计算二节伸缩臂产生的挠度和转角f二 由二节伸缩臂的重量组成。f=14.94 mm2.4 伸缩臂总成的总挠度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、齿轮柱校核计算因其最大起升力矩与SQ6Z的相同，因此在这不再重复计算。参见S

14、Q6S即可。四、 固定支腿与活动支腿强度校核求支腿的支承反力经分析得：吊臂与活动支腿在同一铅垂面内支腿所承受的力最大如图五所示：1 求支腿支点A的反力F1 对O点取矩可得：F11100X9240/2500=4065kgf2 校核固定支腿和活动支腿的强度如图五所示可知： AA和BB截面分别是固定支腿和活动支腿最危险的两个截面。2.1固定支腿的强度校核：2.1.1固定支腿的截面模量WA=366235mm3其结果是由计算软件得出。其材料为HQ60屈服极限为500Mpa,许用应力为=500/1.5=333.33 Mpa2.1.2固定支腿的所受的最大弯矩MA=4065X(2500-1150+420)=7

15、195050Kg.mm= MA/WA=19.6 Kg/mm2<2.2活动支腿的强度校核：2.2.1固定支腿的截面模量WA=336318mm3其结果是由计算软件得出。其材料为HQ60屈服极限为500Mpa,许用应力为=500/1.5=333.33 Mpa2.2.2固定支腿的所受的最大弯矩MA=4065X(2500-1150)=5487750Kg.mm= MA/WA=16.3 Kg/mm2<五、轴类的剪切计算因为SQ6S的轴与SQ6Z所用的轴的直径是一样的，以因为SQ6S的轴的受力要比SQ6Z的轴的受力小。因此在这不再重复计算，参见SQ6Z即可。第四章 液压系统的设计计算一、 液压系统

16、压力计算已知条件：最大起升重量Q6000Kg（工作幅度在2.25m）滑轮组倍率K14滑轮组效率率10.9超载1.25倍吊重Q7500Kg卷筒直径D0.15m钢丝绳直径d0.15m 起升马达排量Qm=40ml/r 变幅缸缸径：0.16m 卷扬减速比：i =28.478 减速机效率：20.95起升马达容积效率：30.92卷筒绕绳层数：K351. 系统压力按超载1.25倍计算单绳拉力：PQ/ K1. 1=1706.3Kgf 卷筒扭矩：M（D/2+ K3.d）p=221.8 Kgf.m 马达扭矩：M= M / I2=8.2 Kgf.m 马达工作压力：P1628 M/2 Q m=140 Kgf/cm2

17、油缸推力：油缸受力如图六求推力F：F7500X2.47/.5=37050Kg变幅缸所需压力：PF/S=37050/(16X16X.785)=18.4Kg/mm2考虑到管路损失可确定溢流阀调定压力为P120Mpa，即系统压力为20Mpa。二、起升速度的计算1计算泵的流量QbQ b=40X10000.92X10336.8L/min其中为泵的排量单位：40mL/r，为泵的容积效率： 0.92为取力器输出转速：1000r/min2 马达的转速 3起升速度的计算V=. 式中卷筒转速钢丝绳不同绕层对卷筒的直径3.1 卷筒转速/ i =846.4/28.48=29.7 r/min3.2 钢丝绳单绳速度V=.

18、第一层时：0.161m第二层时：0.183m第三层时：0.205m所以：V1蝇29.7.0.161=15m/minV2蝇29.7.0.183=17.1m/minV3蝇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起升速度的提高与降低也可由发动机的转速决定。第五章液压油缸的计算一、 第一变幅油缸的计算：根据设计图纸可知：缸径：160mm 杆径：110mm额定压力为20Mpa由系统压力可得输出力为40217Kgf，对照系统压力计算求得结果可知：第一变幅油缸符合工况要求。a) 伸缩油缸的计算由其工况可知：只要伸缩油缸的拉力满足提升重物所需的力，那么它的推力就可以不再计算。3.1 第