35噸履帶起重機臂架系統(tǒng)設(shè)計【含14張CAD圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 畢業(yè)論文（設(shè)計） 35噸履帶起重機臂架系統(tǒng)設(shè)計 學 生 姓 名 學 號 指 導(dǎo) 教 師 專 業(yè) 名 稱 所 在 學 院 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 履帶起重機概述 -1- 1.1履帶起重機簡介 -2- 1.2國外履帶起重機發(fā)展狀況 -3- 1.3國內(nèi)履帶起重機發(fā)展狀況 -5- 1.4履帶式起重機的發(fā)展趨勢 -6- 1.5履帶起重機臂架簡介 -7- 1.6 個人工作重點——臂架系統(tǒng)設(shè)計 -8- 第2章 臂架的結(jié)構(gòu)形式 -9- 2.1設(shè)計參數(shù) -9- 2.1.1作業(yè)工況 -9- 2.1.2機構(gòu)速度 - 9 - 2.2臂架的結(jié)構(gòu)型式 - 9 - 2.3.經(jīng)濟性分析 - 10 - 第3章 臂架系統(tǒng)的計算 - 12 - 3.1所選材料許用應(yīng)力計算 - 12 - 3.1.1 16Mn(Q345B)許用應(yīng)力計算 - 12 - 3.1.2 40Cr許用應(yīng)力計算 - 13 - 3.2主臂的計算 - 13 - 3.2.1最大起重量工況計算 - 14 - 3.2.2最長主臂工況計算 - 25 - 3.3副臂的計算 - 26 - 3.3.1最大起重量工況計算 - 26 - 3.3.2最長副臂工況計算 - 36 - 3.4撐桿的計算 - 36 - 3.4.1固定副臂撐桿整體穩(wěn)定性的計算 - 36 - 3.4.2固定副臂撐桿下鉸點銷軸和單耳計算 - 39 - 3.5 拉索的計算 - 40 - 3.5.1 主臂拉索計算 -40- 3.5.2 固定副臂拉索計算 -41- 結(jié) 論 -43- 致 謝 -44- 參 考 文 獻 -45- 摘 要 履帶起重機是廣泛應(yīng)用于電力建設(shè)、市政建設(shè)、橋梁施工、石油化工、水利水電等行業(yè)的一種起重運輸設(shè)備，隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，對其需求越來越大，對其性能的要求也越來越高。 本次設(shè)計的35噸履帶起重機是35噸履帶起重機的臂架系統(tǒng)設(shè)計，臂架是履帶式起重機的重要構(gòu)件之一，臂架設(shè)計得是否合理，直接影響著起重機的起升能力。 本文主要內(nèi)容包括：國內(nèi)外履帶起重機發(fā)展狀況的比較，桁架臂的介紹，主臂、副臂及撐桿結(jié)構(gòu)設(shè)計，臂架的強度、剛度和穩(wěn)定性計算，臂架連接處強度的校核。同時完成臂架系統(tǒng)裝配圖，主臂、副臂及撐桿的裝配圖和相關(guān)零部件的工程圖。設(shè)計過程采用Pro/E軟件進行三維實體建模，并進行虛擬裝配，最后應(yīng)用其工程圖模塊轉(zhuǎn)化為二維工程圖。本次設(shè)計的35噸履帶起重機參考了撫順挖掘機制造責任有限公司的QUY35履帶起重機，并且嚴格按照《起重機設(shè)計規(guī)范》、《機械設(shè)計手冊》進行設(shè)計，其性能和質(zhì)量滿足相關(guān)要求。 關(guān)鍵詞：履帶起重機，臂架，強度，穩(wěn)定性 I The Boom Design of 35t Crawler Crane Abstract Crawler crane is a kind of hoisting equipment which is widely used in electric power construction, city planning construction, bridge construction, petroleum chemical plant construction and water conservancy etc. industry. Along with the development of economic in our country, the requirement of crawler crane is larger and larger, and the request of the capability is higher and higher. The 35t crawler crane designed is a practical project researched and developed independently by The Construction Machinery Research Center YLYThe design is about the 35t crawler crane’s boom system. The boom is one of the key parts of crawler crane, which affects to the lifting capacity of the crane directly. The main content of the paper includes the crawler crane’s development comparison domestic with abroad, a brief introduction of lattice boom, the structure design of the main boom, the fixed fly jib, and the fixed jib strut, the calculation of the strength and stability of the boom system, the checking of strength of strength of connects. While at the same time planar engineering drawing must be done, such as the assembling of the boom system, the fixed jib strut and the related parts. We use the Pro-E software to design the 3D entity, and make dummy assembly. And then, the 3D entity is transformed to the planar engineering drawing with the Pro/E planar engineering drawing module. In the design process, we refer to the QUY35 crawler crane of Funshun Excavator Corporation LTD., and accord to the《Crane Design Standard》and the《Machine Design Handbook》strictly. Its capability and quality meet the requirement. Key Words：Crawler Crane，Lattice Boom，The Strength，The Stability II 大連水產(chǎn)學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第1章 履帶起重機概述 第1章 履帶起重機概述 1.1履帶起重機簡介 履帶起重機是將起重作業(yè)部分裝在履帶底盤上、行走依靠履帶裝置的流動式起重機，可以進行物料起重、運輸、裝卸和安裝等作業(yè)。履帶起重機具有接地比壓小、轉(zhuǎn)彎半徑小、可適應(yīng)惡劣地面、爬坡能力大、起重性能好、吊重作業(yè)不需打支腿、可帶載行駛等優(yōu)點，并可借助更換吊具或增加特種裝置成為抓斗起重機、電磁起重機或打樁機等，實現(xiàn)一機多用，進行樁工、土石方作業(yè)，在電力建設(shè)、市政建設(shè)、橋梁施工、石油化工、水利水電等行業(yè)應(yīng)用廣泛。履帶起重機的帶載行駛、臂長組合多、起重性能好、作業(yè)高度和幅度大是其獨有的無與倫比的優(yōu)勢，具有其他起重設(shè)備無法替代的地位。 　 隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，國家基本建設(shè)的規(guī)模越來越大，需要吊運的物品的質(zhì)量、體積和起升高度都越來越大，履帶起重機愈來愈顯示其優(yōu)越性，市場容量迅速上升，引起了國際知名廠商的關(guān)注，國內(nèi)起重機行業(yè)也興起了履帶起重機開發(fā)熱潮。 1.2國外履帶起重機發(fā)展狀況 目前，國外專業(yè)生產(chǎn)履帶起重機的廠家很多，德國的主要生產(chǎn)廠家有利勃海爾（Ｌｉｅｂｈｅｒｒ）公司、特雷克斯——德馬格（Ｔｅｒｅｘ—Ｄｅｍａｇ）公司、森尼波根（Ｓｅｎｅｂｏｇｅｎ）公司，美國主要生產(chǎn)廠家有馬尼托瓦克（Ｍａｎｉｔｏｗｏｃ）公司、林克——貝爾特（Ｌｉｎｋ＿ｂｅｌｔ）公司、Ｐ＆Ｈ公司，日本的主要生產(chǎn)廠家有神鋼（Ｋｏｂｅｌｃｏ）公司、日立住友（Ｈｉｔａｃｈｉ—Ｓｕｍｉｔｏｍｏ）公司和石川島（ＩＨＩ）公司，其中利勃海爾、特雷克斯——德馬格、馬尼托瓦克、神鋼、日立住友等公司產(chǎn)品系列較全，市場占有率較高。表１列出了國外履帶起重機主要生產(chǎn)公司系列型譜。 １．德國利勃海爾（Ｌｉｅｂｈｅｒｒ）公司????? 利勃海爾公司，一個以塔機起家、擁有５０余年歷史的家族式跨國公司，是世界著名起重機生產(chǎn)廠家之一，該公司的產(chǎn)品技術(shù)先進，其生產(chǎn)的ＬＲ系列履帶起重機最大起重量已達１２００噸。?? 該公司產(chǎn)品主要特點有：系統(tǒng)為全液壓驅(qū)動、電液比例控制，可實現(xiàn)無級調(diào)速且傳動平穩(wěn)，具備完善的自拆裝功能，主副鉤可單獨工作亦可交替使用，自動安全保護合理，大噸位履帶起重機安裝全球衛(wèi)星定位通訊系統(tǒng)，廠家對其產(chǎn)品進行實時監(jiān)控，另外為充分發(fā)揮臂架的起重能力、提高整機的穩(wěn)定性大噸位履帶起重機均增加了超起裝置。目前的產(chǎn)品系列為ＬＲｌｌ００型１０４噸、ＬＲｌｌ３０型１３７噸、ＬＲｌｌ６０型１６０噸、ＬＲｌ２００型２００噸、ＬＲ１２８０型２８０噸、ＬＲｌ３５０型３５０噸、ＬＲｌ４００型４００噸、ＬＲｌ７５０型７５０噸、ＬＲｌ８００型８００噸、ＬＲｌ１２００型１２００噸，在中國市場上銷售的履帶起重機主要有ＬＲｌ８００型８００噸、ＬＲｌ７５０型７５０噸、ＬＲｌ４００型４００噸、ＬＲｌ３５０型３５０噸和ＬＲｌ２８０型２８０噸級履帶起重機。 ２．德國特雷克斯～德馬格（Ｔｅｒｅｘ－Ｄｅｍａｇ）起重機公司 ? 德馬格原屬德國曼內(nèi)斯曼集團旗下的企業(yè)，由于該集團產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓給了特雷克斯。德馬格的履帶起重機制造和經(jīng)營歷史很長，技術(shù)上與利勃海爾有一定差距，但價格比利勃海爾稍低一點，又比日本產(chǎn)品高不少。德馬格公司主要生產(chǎn)起重量從５０噸到１６００噸的ＣＣ系列履帶起重機，主要為ＣＣ２００型５０噸、ＣＣ２８０型８０噸、ＣＣ４００型１００噸、ＣＣｌ５００型２７５噸、ＣＣ２０００型３００噸、ＣＣ２２００型３５０噸、ＣＣ２４００型４００噸、ＣＣ２５００型５００噸、ＣＣ２８００型６００噸、ＣＣ５８００型１０００噸、ＣＣ８８００型１２５０噸、ＣＣｌ２６００型１６００噸。 ?德馬格的ＣＣ系列履帶起重機，進入中國市場也很早，在國內(nèi)的有一定的市場占有率，這兩年來，由于國內(nèi)對大噸位履帶起重機的需求大幅增長，該公司在中國的銷售業(yè)績不斷攀升。? 總的來說德國的履帶起重機產(chǎn)品講究高性能、高新技術(shù)，德國利勃海爾公司和特雷克斯——德馬格起重機公司的履帶起重機代表了國際先進水平。 ?３．美國馬尼托瓦克（Ｍａｎｉｔｏｗｏｃ）公司 ? 美國馬尼托瓦克公司是世界著名起重機設(shè)計制造廠家之一，它創(chuàng)建于１９０２年，當時是造船廠，１９２７年開始生產(chǎn)起重機，１９８８年開始生產(chǎn)制造多種類、多型號起重機。馬尼托瓦克生產(chǎn)的履帶起重機起重量從４５噸到９０７噸，其２５０噸及以上履帶起重機產(chǎn)品的生產(chǎn)量在全球占有較大的份額。產(chǎn)品系列為４５噸、５０噸、７３噸、７７噸、９１噸、１０９噸、１２０噸、１３６噸、１８１噸、２５０噸、３００噸、４００噸、７５０噸、９０７噸。 ?該公司產(chǎn)品主要特點有：以水冷柴油機為動力，廣泛采用可控變矩器（即ＶＩＣＯＮ系統(tǒng)）；為了改善和擴大司機視野，司機室可以上下左右調(diào)節(jié)位置，計算機監(jiān)控，手觸屏幕指令選擇，先導(dǎo)比例控制，設(shè)計原則強調(diào)自裝自拆功能。為了加大起重能力提高穩(wěn)定性，采用了環(huán)軌型超起裝置，環(huán)軌位于起重機行走裝置的外圍，讓配重和臂架都作用于環(huán)軌上，則其所受到的載荷由環(huán)軌承擔，環(huán)軌直徑大，可大大提高整機穩(wěn)定性和承載能力，其缺點是旋工前必須投入人力、物力和財力構(gòu)筑“環(huán)軌”，施工中起重機無法移動，只能回轉(zhuǎn)，限制了作業(yè)范圍，吊裝完畢后，還必須把它拆除。 ?４．日本國生產(chǎn)履帶起重機情況 ? 日本的履帶起重機起步于５０～６０年代，以機械傳動為主，７０年代開始迅速發(fā)展，傳動以液壓為主。日本的主要生產(chǎn)廠家有神鋼（ＫｏｂｅｌｃＯ）公司、日立住友（Ｈｉｔａｃｈｉ－Ｓｕｍｉｔｏｍｏ）公司和石川島（ＩＨＩ）公司，日立住友是住友和曰立公司在２００２年合并為“Ｈｉｔａｃｈｉ—Ｓｕｍｉｔｏｍｏ”品牌，主要生產(chǎn)起重量從３０噸到６５０噸的ＳＣＸ系列產(chǎn)品，公司將銷售市場轉(zhuǎn)移至以中國為中心的亞洲市場，希望通過拓展中國市場，將其在全球的市場占有率擴大。????? 神鋼（Ｋｏｂｅｌｃｏ）公司早在１９６４年，開發(fā)了３０００系列履帶起重機，１９７７年開發(fā)了５０００系列履帶式起重機，１９８２年設(shè)計成功５６５０履帶起重機，最大起重量６５０噸，１９８４年升級換代為７０００系列履帶式起重機，現(xiàn)在部分７０００系列升級為ＣＫＥ系列履帶起重機，其開發(fā)的履帶起重機產(chǎn)品系列化程度高、性價比高，瞄準出口市場，深受發(fā)展中國家的歡迎，在全球范圍內(nèi)占有一定比例，主要生產(chǎn)的ＣＫＥ系列產(chǎn)品起重量從６０噸到４００噸，７０００系列產(chǎn)品起重量從３５噸到８００噸。產(chǎn)品系列為３５噸、４５噸、５５噸、６０噸、７０噸、８０噸、９０噸、１００噸、１２０噸、１５０噸、１８０噸、２００噸、２５０噸、３００噸、３５０噸、４００噸、４５０噸、６５０噸、８００噸。近兩年神鋼（Ｋｏｂｅｌｃｏ）在中國市場中噸位履帶起重機的銷售業(yè)績較好。 ?總的來說，日本產(chǎn)品的技術(shù)性能與德國產(chǎn)品還是有相當差距，但其進步較快，價格比德國產(chǎn)品更有競爭力，所以它們還是比較適合我國一般履帶起重機用戶，它們在中國銷售的產(chǎn)品規(guī)格大都為３００噸以下產(chǎn)品，也有少量達到３００以上的產(chǎn)品。 1.3國內(nèi)履帶起重機發(fā)展狀況 我國生產(chǎn)履帶起重機歷史較短，“七五”期間以技術(shù)貿(mào)易相結(jié)合的方式，分別從日本和德國引進中小噸位履帶起重機生產(chǎn)技術(shù)，與世界先進國家相比，國內(nèi)履帶起重機的噸位小、系列化程度低、技術(shù)含量低，在設(shè)計和制造上還存在一定的差距。近年來，國內(nèi)履帶起重機發(fā)展迅速，技術(shù)水平提高很快，系列不斷得到完善。 ?國內(nèi)生產(chǎn)履帶起重機的主有廠家有：徐州重型機械有限公司、撫順挖掘機制造責任有限公司、中聯(lián)浦沅、三一重工、撫順工程機械有限公司、哈爾濱四海工程機械制造公司。據(jù)統(tǒng)計，各公司履帶起重機的年產(chǎn)量從數(shù)１０臺到２００臺左右不等，產(chǎn)品以２００噸及以下噸位為主。? 徐州重型機械有限公司——中國工程起重機的龍頭企業(yè)，２００３年，工廠斥巨資進行大規(guī)模技術(shù)改造，從國外進口多種高新設(shè)備，大型結(jié)構(gòu)件的焊接和加工制造水平得到了大幅提升。該公司立足自主研發(fā)，向世界先進水平看齊，攻克了桅桿吊、臂架柔性隨動調(diào)衡腰繩裝置、分體式轉(zhuǎn)臺、ＰＬＣ計算機集成控制系統(tǒng)等的設(shè)計制造核心技術(shù)，已獲得履帶起重機方面八項國家專利，主要產(chǎn)品有ＱＵＹ３５、ＱＵＹ５０、ＱＵＹｌ００、ＱＵＹｌ５０、ＱＵＹ３００，系列齊全，多個產(chǎn)品填補國內(nèi)空白，目前公司正在研制更大噸位履帶起重機，將履帶起重機系列做大做強。 撫挖——國內(nèi)生產(chǎn)履帶起重機歷史最長的企業(yè)，現(xiàn)已改制重組，更名為撫順挖掘機制造有限責任公司，集原撫挖廠部分資產(chǎn)，進行了優(yōu)化配置，主要產(chǎn)品有ＱＵＹ３５、ＱＵＹ５０Ａ、ＱＵＹ５０Ｃ、ＱＵＹ８０Ａ、ＱＵＹｌ００、ＱＵＹｌ５０Ａ等履帶起重機。????? 中聯(lián)浦沅——中國工程起重機主要生產(chǎn)企業(yè)，２００２年開始進軍履帶起重機行業(yè)，２００５年初推出２００噸履帶起重機。 三一重工在２００４年１１月上海的寶馬會上展出了開發(fā)的５０噸履帶起重機，目前在開發(fā)８０噸、１５０噸履帶起重機。 撫順工程機械有限公司主要生產(chǎn)３０－７０噸履帶起重機。 ? 哈爾濱四海工程機械制造公司主要生產(chǎn)５０噸履帶起重機。 ?由于我國履帶起重機起步晚，國內(nèi)用戶對履帶起重機的認識較少，２０００年之前市場容量較小，發(fā)展速度不快。近幾年，國家基本建設(shè)規(guī)模擴大，國內(nèi)用戶對履帶起重機優(yōu)勢的認識越來越多，履帶起重機的市場升溫較快，國外知名企業(yè)大規(guī)模進軍國內(nèi)市場，國內(nèi)企業(yè)奮力與之較量，取得了長足的進步，但和國外知名企業(yè)相比，還有一定的差距，具體情況為： １．品種少、產(chǎn)量低，但品種日見豐滿、產(chǎn)量逐年遞增 目前，國產(chǎn)履帶起重機已經(jīng)形成３０－３００ｔ的產(chǎn)品系列，品種較少，中小噸位重復(fù)較多，而國外公司產(chǎn)品型譜的覆蓋面很大，最大起重量已達到１６００噸；國內(nèi)年產(chǎn)量低，只相當于國外一個公司的生產(chǎn)能力，未形成規(guī)?；a(chǎn)，規(guī)模偏小就難以實現(xiàn)規(guī)模效益，使研發(fā)、銷售、服務(wù)等整個價值鏈規(guī)模不經(jīng)濟。 為趕超世界先進國家，國內(nèi)企業(yè)奮起直追。近３年來，新品推出速度由３—４年１種新品發(fā)展到１—２年３、４種新品，且新品噸位不斷向大噸位發(fā)展，其中，僅徐重先后推出的新品就達４、５種，并且均為在國內(nèi)率先推出的大噸位產(chǎn)品，伴隨著新品推出的進程，以徐重為代表的實力型企業(yè)也已步入高端技術(shù)的成熟發(fā)展階段，主要表現(xiàn)在四個方面：一是全面掌控了履帶吊的幾十項關(guān)鍵核心技術(shù)；二是特種進口高強鋼、特種復(fù)合材料等新材料、高端檢測手段等新工藝的使用，確保了整機產(chǎn)品性能更可靠；四是經(jīng)過連續(xù)多年的技改投入，整體制造工藝水平得以提升，有效滿足高科技產(chǎn)品設(shè)計的需求。 在中國大型工程全面上馬的環(huán)境下，自２０００年以來的１４臺發(fā)展到２００５年的２００多臺，年平均增長率約７０％，即便在０５年受宏觀調(diào)控的影響下，行業(yè)銷量也比０４年銷量增長近１０％。此外，僅０５年上半年，國內(nèi)履帶起重機就進口２２８臺，國內(nèi)需求的迅猛增長，使行業(yè)均看好履帶吊市場，有實力的企業(yè)全力加大了對履帶吊的研發(fā)投入，徐重推出的中國首臺３００噸履帶吊就是在此環(huán)境下催生出的巨作。至此，國內(nèi)履帶吊已形成了３５噸—３００噸十幾個型號較為全面的產(chǎn)品型譜，并且還呈現(xiàn)著繼續(xù)向更大噸位發(fā)展的勢頭，從徐重相關(guān)部門了解到，４５０噸、６００噸級履帶吊的設(shè)計工作即將完成。 ２．技術(shù)水平有差距但有全新突破 在系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)件的設(shè)計上仍存在一定的差距，大噸位產(chǎn)品功能尚不夠齊全。徐重等企業(yè)全力進行攻關(guān)，為了簡化拆裝、減少輔助作業(yè)時間及對安裝過程輔助起重設(shè)備的需求，徐州重型機械有限公司獨家突破了桅桿吊專利技術(shù)，桅桿頂升機構(gòu)能實現(xiàn)履帶起重機的自拆裝；目前正全力攻克大型起重機的必備裝置——超起裝置的難關(guān)。向徐重這樣的實力型履帶起重機制造商，一向極為重視自主研發(fā)，經(jīng)過持續(xù)投入和積累，已擁有十幾項的核心技術(shù)，并持續(xù)在提升著自己的產(chǎn)品檔次和競爭能力。在產(chǎn)品試驗研究上下功夫，逐步完善試驗、研究體系。并且，為確保設(shè)計的精確體現(xiàn)和產(chǎn)品性能和可靠性，公司定位國際化配套?？偟膩碚f，國外公司的履帶起重機公司均有自己的核心技術(shù)，國內(nèi)企業(yè)自己的核心技術(shù)正逐步形成，不斷提升自己的產(chǎn)品檔次和競爭能力是國內(nèi)企業(yè)面臨的緊迫任務(wù)。????? ３．產(chǎn)品可靠性有待進—步提高 近幾年，國內(nèi)企業(yè)在履帶起重機技術(shù)上取得了一些突破，但由于起步較晚，與國外相比，產(chǎn)品可靠性還有待進一步完善提高。目前在產(chǎn)品開發(fā)過程中，立足國際化配套，性能和可靠性得到了很大提高。 ４．國外市場拓展 今年上半年，國內(nèi)履帶起重機進口２２８臺，國內(nèi)企業(yè)履帶起重機出口僅為１２臺，貿(mào)易逆差甚巨。國產(chǎn)履帶起重機首先應(yīng)在國內(nèi)市場站穩(wěn)腳跟，在短期內(nèi)，加大對于進入門檻不高的發(fā)展中國家市場的拓展，也是擴大企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，推動國產(chǎn)履帶起重行業(yè)快速成長的良策。 1.4履帶式起重機的發(fā)展趨勢 由國內(nèi)外履帶起重機的發(fā)展現(xiàn)狀，可以看到履帶起重機發(fā)展趨勢有以下幾個特點：???? １．為適應(yīng)大型工程項目的需求，起重機正在迅速向超大噸位發(fā)展。 由于各種工程建設(shè)的大型化，所需的配套設(shè)備構(gòu)件等的重量也不斷增加，對超大型起重設(shè)備的需求也愈來愈多，為了實現(xiàn)起吊大的重物，在原有起重機的基礎(chǔ)上增加超起裝置，不僅擴大了履帶起重機的工作范圍，而且提高了履帶起重機的利用率。目前履帶起重機最大噸位已超過１０００噸，例如德馬格的ＣＣｌ２６００型起重量為１６００ｔ，利勃海爾的ＬＲｌ１２００型起重量為１２００ｔ。隨著超起裝置的不斷完善，更大噸位履帶起重機的開發(fā)已成為現(xiàn)實。 ２．核心技術(shù)化 各大知名企業(yè)均具有其獨特的核心技術(shù)，并不斷創(chuàng)新，努力保持在同行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。現(xiàn)在各大公司均下大力氣研究開發(fā)自己的核心技術(shù)，以不斷提升自己的產(chǎn)品檔次和競爭能力。????? ３．操作控制系統(tǒng)的智能化 隨著計算機技術(shù)和電子技術(shù)的不斷發(fā)展，逐步完善的計算機控制技術(shù)和集成傳感技術(shù)在履帶起重機行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，先進的電子控制和電腦操作系統(tǒng)的配置已非常普便，德國利勃海爾公司在特大型履帶起重機上還配備有全球衛(wèi)星定位通訊系統(tǒng)。各種電子監(jiān)控系統(tǒng)、運行作業(yè)時的在線故障檢測和診斷、智能化總體控制等是今后履帶起重機不斷向智能化方向發(fā)展的重要研究領(lǐng)域。 ４．充分運用新技術(shù)、新材料、新工藝、新的設(shè)計方法，使整機性能大大提高 充分利用新技術(shù)、新工藝來提高產(chǎn)品質(zhì)量，并不斷開發(fā)新材料、新結(jié)構(gòu)、新功能提高產(chǎn)品競爭力。例如１０００ＭＰａ抗拉強度的臂架材料已被廣泛采用，從而大幅度地降低了臂架自重，提高了產(chǎn)品起重性能。整機的結(jié)構(gòu)也逐漸采用高強材料，通過優(yōu)化設(shè)計顯著減輕整機重量，同時為保證整機穩(wěn)定性，增加了必要的車身壓重，這些都使得大噸位產(chǎn)品能夠具有較高的性能和良好的經(jīng)濟性。 ５．自行拆裝系統(tǒng) 拆卸、組裝性能是履帶起重機的一個重要指標，由于履帶起重機在公路上無法自由行走，且體大笨重，必須拆卸才可運輸，到達工作地點，再進行組裝，需要輔助吊車。為減少或不用輔助吊車，節(jié)省施工費用，因此研制自行拆裝系統(tǒng)勢在必行。目前中噸位履帶起重機的自拆裝系統(tǒng)已比較完善，大噸位的自拆裝系統(tǒng)仍是難題。 ?６．模塊化、系列化 ? 工業(yè)生產(chǎn)方式和用戶需求的多樣性，使專用起重機的市場不斷擴大，為了降低制造成本、提高通用化程度，采用模塊組合的方式，形成不同類型和規(guī)格的起重機，以特有的功能滿足特殊的需要，發(fā)揮出最佳的效用。例如履帶起重機加裝連續(xù)墻裝置后即可實現(xiàn)成墻功能；履帶起重機長主臂時上部采用塔式副臂的臂節(jié)，組合成輕型臂，優(yōu)化了臂架組合，拓展了吊臂的使用性能，節(jié)約了材料。目前，國外履帶起重機的系列已較完善，國內(nèi)也在不斷完善起重機系列。 ?７．一機多用，擴大工作范圍 ?　　為拓寬履帶起重機的使用范圍，國外履帶起重機分為兩個系列，一個是專業(yè)吊裝履帶起重機，一個是多功能履帶起重機。多功能履帶起重機除具備吊裝功能外，還可以配置抓斗、打夯、打樁、鉆機、電磁吸盤、連續(xù)墻挖掘等裝置，進行其他作業(yè)。 ?８．重視產(chǎn)品變型和升級。 ?　　國際知名企業(yè)由于產(chǎn)品系列已較為完善，為了加快新產(chǎn)品推出的速度，不斷地在行業(yè)內(nèi)鞏固自己的地位，均十分重視產(chǎn)品的變型和升級，這樣也具有良好的經(jīng)濟性。 ?９．人機工程化 ?　　按照人機工程原理，對駕駛室的舒適性、操作性、布局合理性、視野及安全更加考究，產(chǎn)品處處體現(xiàn)以人為本的理念，從操作方便性、舒適性、視野等無不符合人機工程學，甚至于一個扶手、一個梯子、走臺板的布置、防滑措施等，另外，為了減輕維修保養(yǎng)的勞動強度，大型履帶起重機上普遍采用了集中潤滑系統(tǒng) 1.5履帶起重機臂架系統(tǒng)簡介 履帶起重機臂架主體結(jié)構(gòu)一般采用空間桁架結(jié)構(gòu)，桁架結(jié)構(gòu)與板梁結(jié)構(gòu)相比具有重量輕、用料省剛度大、迎風面積小等優(yōu)點。 履帶起重機的臂架組合方式有單主臂、主臂帶固定副臂、主臂帶塔式副臂,如圖1所示。有時還采用超起裝置、超短副臂、輕型臂等特殊組合方式。固定副臂工況是副臂與主臂的相對角度不變，通過改變主臂的角度來實現(xiàn)變幅。塔式工況是主臂相對不動，通過改變塔臂角度來實現(xiàn)變幅。從主臂變幅方式來看，有只帶人字架的、只帶桅桿的及人字架加桅桿的方式。這些方式可以任意組合，形成不同的方案。 (a) (b) (c) 圖1. 臂架組合方式 (a) 主臂 (b) 塔式副臂 (c) 固定副臂 (a) (b) (c) 圖2. 主臂變幅方式 (a) 桅桿；(b) 人字架；(c)人字架加桅桿 1.6 個人工作重點——臂架系統(tǒng)設(shè)計 臂架是履帶式起重機的重要構(gòu)件之一，通過臂架能夠?qū)⒇浳锾嵘揭欢ǖ母叨龋淖儽奂軆A角可以達到變幅的目的，以增大作業(yè)范圍。對于履帶起重機，臂架設(shè)計得是否合理，直接影響著起重機的起升能力、整機穩(wěn)定性。本次畢業(yè)設(shè)計的重點就是合理地設(shè)計臂架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并對其進行強度、剛度、穩(wěn)定性進行 - 45 - 大連水產(chǎn)學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第2章 臂架的結(jié)構(gòu)形式 第2章 臂架的結(jié)構(gòu)形式 2.1設(shè)計參數(shù) 2.1.1作業(yè)工況 最大起重量×幅度：35噸×3.5米 主臂，固定副臂長：12～42米，9～15米 安裝固定副臂的主臂長：24～36米 副臂安裝角：10,30度 2.1.2機構(gòu)速度 主副起升機構(gòu)速度：0~110米/分 變幅機構(gòu)速度：0~35米/分 回轉(zhuǎn)機構(gòu)速度：0.6轉(zhuǎn)/分 行走機構(gòu)速度：1.0公里/小時 爬坡能力：30% 2.2臂架的結(jié)構(gòu)型式 桁架式臂架可以制成軸線為直線形或折線形的機構(gòu)型式。其中，直線形臂架結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、受力情況好。其缺點是不能很好地利用臂下空間，特別是當起吊龐大貨物時，降低了起重機的有效起升高度（圖2.1a）。折線形臂架可以避免上述缺點，能夠更有效地利用臂下空間，但折線形臂架的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受力情況不好。在橫向水平力的作用下，臂架受扭[1]。 目前比較常用的是直線形臂架，如果想要增大臂下的空間，擴大起重機的作業(yè)范圍，也可以在直線形主臂的端部安裝直線形副臂（圖2.1b），同樣也可以達到提高起升高度的目的。本次畢業(yè)設(shè)計就是采用這種結(jié)構(gòu)的。 桁架式臂架的截面一般為矩形，空間的桿系分為弦桿和腹桿，均由型鋼制成，它們可以使用無縫鋼管、角鋼等。本次設(shè)計的臂架采用無縫鋼管。 由受力特點決定，臂架在變幅平面內(nèi)相當于兩端簡支，所以兩片桁架通常制成中間為等截面的平行弦桿，兩端為梯形。對于回轉(zhuǎn)平面內(nèi)相當于根部固定，端部自由的懸臂梁，通常制成根部尺寸大、端部尺寸小的的型式。為了能夠拼成不同長度的臂架組合，臂架的中間部分可以制成幾段規(guī)格相同的等截面臂節(jié)。各臂節(jié)間采用銷軸連接，通過改變臂節(jié)的數(shù)量來改變臂架的長度。 對于桁架式臂架的結(jié)構(gòu)要特別注意臂架的端部、根部與拼接區(qū)這三處的構(gòu)造，臂架端部應(yīng)設(shè)計得很剛強，通常在端部用鋼板來加強腹桿體系。在靠近根部一段長度內(nèi)的變幅平面桁架用鋼板加強，這樣能更好的將力傳到轉(zhuǎn)臺上去。此外，為了保證桁架式吊臂根部的水平剛度，旋轉(zhuǎn)平面的桁架應(yīng)設(shè)置較強的綴板，并使綴板盡量靠近支承鉸點。 近年來，桁架式吊臂多數(shù)采用鋼管制成中間等截面、兩端變截面的四弦桿空間桁架?，F(xiàn)代的桁架式吊臂主要采用圓管制造，應(yīng)為圓管桿件抵抗屈曲的能力強，風阻力小，桿件接頭處力的傳遞好，價格便宜。 圖2.1 直線形與折線形桁架式臂架 1—直線形臂架；2—折線形臂架；3—直線形主臂；4—直線形副臂 圖2.2 桁架式吊臂的局部結(jié)構(gòu)簡圖 （a） 端部；（b）根部。 2.3.經(jīng)濟性分析 隨著國內(nèi)大型工程的不斷建設(shè)，對于履帶起重機的需求量也不斷增加，但是目前還是國外的廠家占據(jù)著我國這個大市場的絕大部分?；谶@樣的實際情況，我們要設(shè)計自己的產(chǎn)品，增強產(chǎn)品的競爭力，逐漸以自主產(chǎn)品取代國外產(chǎn)品，并努力爭取開拓國際市場。雖然現(xiàn)在國內(nèi)的設(shè)計技術(shù)相比國外來說還有一定的差距，但是我們也應(yīng)該看到自己的進步，相信這個差距會隨著我們的努力而逐漸減小。 為了增強設(shè)計的產(chǎn)品同國外及國內(nèi)同噸位的其他產(chǎn)品的競爭力，經(jīng)濟性也是本次設(shè)計過程中所要考慮的重要因素之一。比如在選擇臂架形式的時候選擇自重較輕的桁架式而不選箱形臂架，是因為桁架式自重較輕，一方面能夠提高起升能力，另一方面可以節(jié)省鋼材，減小成本。還有就是在選擇臂架的材料的時候，由于這次設(shè)計的屬于小噸位，普通的低合金結(jié)構(gòu)鋼即可滿足性能要求，所以就沒有選擇性能更高的高強鋼。這樣做一方面可以充分發(fā)揮材料的性能，避免浪費，另一方面，高強鋼貨源緊缺，供貨期較長，而普通結(jié)構(gòu)鋼相比之下就有很大的優(yōu)勢，并且價格相對比較便宜。在臂架的設(shè)計過程中，通過分析臂架的受力，調(diào)整臂架的機構(gòu)，充分發(fā)揮材料的性能，這樣不僅可以提高起升能力，而且可以節(jié)省材料降低成本。 相信當產(chǎn)品推向市場的時候，將是一款有競爭力的產(chǎn)品，可以滿足用戶的需求，必將在小噸位履帶起重機市場受到歡迎。 大連水產(chǎn)學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第3章 臂架系統(tǒng)的計算 第3章 臂架系統(tǒng)的計算 臂架是履帶式起重機的重要構(gòu)件之一，通過臂架能夠?qū)⒇浳锾嵘揭欢ǖ母叨?，改變臂架傾角可以達到變幅的目的，以增大作業(yè)范圍。 對于履帶起重機，臂架設(shè)計得是否合理，直接影響著起重機的起升能力、整機穩(wěn)定性。因此，合理地設(shè)計出具有足夠強度、剛度和穩(wěn)定性，自重又輕的臂架有著非常重要的意義。 3.1所選材料許用應(yīng)力計算 3.1.1 16Mn(Q345B)許用應(yīng)力計算 主臂、副臂及撐桿均選用低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn，抗拉強度，屈服強度。材料的許用應(yīng)力根據(jù)《起重機設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定的方法進行計算[3]，其中載荷組合選取考慮了基本載荷和附加載荷的載荷組合Ⅱ。 鋼材屈服強度與抗拉強度的比值為： (3.1) 所以應(yīng)按表14決定。 安全系數(shù)； 拉伸、壓縮、彎曲許用應(yīng)力 (3.2) 剪切許用應(yīng)力 (3.3) 端面擠壓許用應(yīng)力 (3.4) 3.1.2 40Cr許用應(yīng)力計算 銷軸均采用合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr，抗拉強度，屈服強度。材料的許用應(yīng)力根據(jù)《起重機設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定的方法進行計算，其中載荷組合選取考慮了基本載荷和附加載荷的載荷組合Ⅱ。 鋼材屈服強度與抗拉強度的比值為： (3.5) 所以安全系數(shù)應(yīng)按表14中規(guī)定的選取。 安全系數(shù):； 基本許用應(yīng)力: (3.6) 剪切許用應(yīng)力: (3.7) 端面擠壓許用應(yīng)力: (3.8) 3.2主臂的計算 根據(jù)主臂長度的技術(shù)要求，將主臂頂節(jié)和底節(jié)均定為6m，標準臂節(jié)的長度有3m和6m兩種長度規(guī)格。主臂長度參數(shù)及組合見下表3.1： 表3.1 主臂長度組合 主臂總長 12m 15 18 21 24 27 臂節(jié)組合 6+6 6+3+6 6+6+6 6+3+6+6 6+6+6+6 6+3+6 +6+6 主臂總長 30 33 36 39 42 臂節(jié)組合 6+6+6 +6+6 6+3+6 +6+6+6 6+6+6 +6+6+6 6+3+6+6 +6+6+6 6+3+3+6+6 +6+6+6 注：總計：1個6m底節(jié)、1個6m頂節(jié)、2個3m標準節(jié)、4個6m標準節(jié) 臂架在作業(yè)過程中，臂端承受起升載荷、拉索力及起升繩力的共同作用，如果帶副臂，還將承受副臂及撐桿對它的作用力，由它的受力情況看，臂架主要承受軸向壓力。其最不利的工況是吊載最大起重量35t，風側(cè)向吹，起升和回轉(zhuǎn)機構(gòu)同時作業(yè)的工況，此時臂架受軸向壓力和側(cè)向載荷的同時作用。另一種危險的工況是最長主臂工況，42 m 臂長、8.43m幅度工況，此時臂架整體的穩(wěn)定性較危險。 表3.2 主臂的截面性質(zhì) 項 目 數(shù) 值 項 目 數(shù) 值 弦桿尺寸(mm) 76×5 腹桿尺寸（mm） 40×2.5 單個弦桿截面面積(mm2) 1114.7 單個腹桿截面面積(mm2) 294.4 單個弦桿慣性矩I (mm4) 7.06×105 單個腹桿慣性矩I (mm4) 5.20×104 單個弦桿旋轉(zhuǎn)半徑r (mm) 25.2 單個腹桿旋轉(zhuǎn)半徑r (mm) 13.3 標準截面慣性矩Ix (mm4) 1.61×109 標準截面抗彎模量Wx (mm3) 2.68×106 標準截面慣性矩Iy (mm4) 1.61×109 標準截面抗彎模量Wy (mm3) 2.68×106 標準截面旋轉(zhuǎn)半徑rx (mm) 600.5 標準截面旋轉(zhuǎn)半徑ry (mm) 600.5 頂節(jié)危險截面位置(距滑輪)(mm) 1500 底節(jié)危險截面位置(距臂根)(mm) 2500 頂節(jié)危險截面 (寬×高)(mm×mm) 631×532 底節(jié)危險截面 (寬×高)(mm×mm) 1200×592 頂節(jié)危險截面慣性矩Ix (mm4) 4.47×108 底節(jié)危險截面慣性矩Ix (mm4) 1.61×109 頂節(jié)危險截面慣性矩Iy (mm4) 3.18×108 底節(jié)危險截面慣性矩Iy (mm4) 3.93×108 頂節(jié)危險截面抗彎模量Wx (mm3) 1.42×106 底節(jié)危險截面抗彎模量Wx (mm3) 2.68×106 頂節(jié)危險截面抗彎模量Wy (mm3) 1.20×106 底節(jié)危險截面抗彎模量Wy (mm3) 1.33×106 3.2.1最大起重量工況計算 表3.3 主臂最大起重量工況數(shù)據(jù) 項 目 數(shù) 值 項 目 數(shù) 值 起重量(kN) 35×9.8 起升載荷動載系數(shù) 1.03 工作幅度(m) 3.5 起升繩力(kN) 61.9 臂架仰角(DEG) 78.6 起升繩與臂架軸線夾角(DEG) 1.85 拉索與臂架軸線夾角(DEG) 23.7 起升沖擊系數(shù) 1.05 臂長(m) 12 臂架自重(t) 2.3 (1) 載荷計算[2] 圖3.1 臂架受力簡圖 起升繩力： (3.9) 式中，－起升載荷沖擊系數(shù):； －起升載荷； －起升倍率與滑輪組效率： 根據(jù)力矩平衡原理，對臂架鉸點取矩，得拉索力Fg為： (3.10) 式中，－臂架長度； －臂架仰角； －臂架自重沖擊系數(shù)； m—臂架自重； －起升單繩與臂架軸線夾角； －變幅拉索與臂架軸線夾角； 臂架在危險截面的軸向力Fb為變幅拉索力、臂架自重、起升載荷和起升單繩拉力合力： (3.11) 臂架自重垂直于臂架軸線的側(cè)向均布載荷： (3.12) 旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)由貨物偏擺和臂架風載及慣性載荷引起的側(cè)向集中力T： (3.13) 式中，T1—載荷是通過鋼絲繩懸掛在臂架端部的，載荷在風力和回轉(zhuǎn)機構(gòu)的起動和制動過程中的慣性力作用下偏離鉛垂線一個角度α（規(guī)范規(guī)定α=3°～6°）； －臂架側(cè)向風載，以40％折算到臂架頭部 (3.14) 式中， 風側(cè)向吹，工作風壓為一類風壓： －風力系數(shù)，，??； －計算風壓； －結(jié)構(gòu)充實率，對于鋼管桁架結(jié)構(gòu)，??； －兩片相鄰桁架前片對后片的擋風折減系數(shù)； 根據(jù) 和，取。 (2) 臨界力Plinx、Pliny計算 變幅平面內(nèi)： ， 臂架屬于桁架結(jié)構(gòu)，故取n=2 查表J3得臂架變截面長度系數(shù)為：=1.25； 在變幅平面內(nèi)，臂架可看為兩端鉸支，故取長度系數(shù)； 長細比 (3.15) 換算長細比 (3.16) 臨界力Pliny (3.17) 旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)： ， ， 查表=1.029 －拉臂繩或起升繩影響的長度系數(shù)； －起升滑輪鉸點到變幅拉索后鉸點的水平距離，作圖得知。 長細比 (3.18) 換算長細比 (3.19) 臨界力Plinx (3.20) (3) 臂架剛度驗算 在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，僅由橫向力引起的臂端撓度fw： (3.21) 采用放大系數(shù)法求臂端撓度f： (3.22) 許用撓度： (3.23) 剛度滿足要求。 (4) 整體穩(wěn)定性驗算 根據(jù)長細比查表得穩(wěn)定系數(shù) 根據(jù)《起重機設(shè)計規(guī)范》公式（27），計算整體穩(wěn)定性為： (3.24) 穩(wěn)定性滿足要求。 (5) 腹桿穩(wěn)定性驗算 為制造方便，臂架的腹桿一般采用相同截面的桿件。由于腹桿受力不大，按極限長細比[λ]來驗算腹桿的穩(wěn)定性。 腹桿，最長長度為 長細比 (3.25) —腹桿的計算長度，當腹桿的撓曲方向在桁架平面內(nèi)時，當腹桿撓曲方向在桁架平面外時，。 腹桿撓曲在桁架平面內(nèi) [λ]—腹桿的許用長細比，根據(jù)《起重機設(shè)計規(guī)范》取[λ]=150 (6) 臂架強度驗算 臂架強度計算分為變幅平面和回轉(zhuǎn)平面兩種情況，在變幅平面內(nèi)按兩端簡支的受壓構(gòu)件計算，其重量Q、拉索力Fg及起升繩力Fsh作用于桁架式吊臂的端點，除產(chǎn)生軸向力外，還由于這幾個作用力不能匯交于一點而在變幅平面內(nèi)產(chǎn)生初彎矩。在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)按臂根固定，臂端自由的懸臂梁計算。這樣假設(shè)后，臂架就是一個承受雙向彎曲的受壓構(gòu)件。 臂架橫向力的最大彎矩和最大軸向力都出現(xiàn)在臂架根部，但臂架根部有較強的綴板加強，所以通常取靠近臂根未被加強處截面作為計算截面。設(shè)此危險截面距臂根距離為x，則由橫向力引起的彎矩M（x）為： (3.26) 回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的端部初彎矩是由起升單繩偏心引起的： (3.27) 變幅平面內(nèi)端部初彎矩是由起升單繩拉力、變幅拉索力和起升載荷偏心引起的： (3.28) 圖3.2 主臂頭部尺寸示意圖 由垂直于臂架軸線臂架自重的分力引起的彎矩M（y）(兩端簡支)： (3.29) 由以上的計算結(jié)果可以看出：在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，由起升單繩偏心引起的端部初彎矩非常小，約占總彎矩的1%，故在強度、剛度及穩(wěn)定性計算時可不考慮，只計算由橫向力產(chǎn)生的彎矩即可；在變幅平面內(nèi)，由臂架自重引起的彎矩也很小，但這是在最短主臂的工況下計算的，隨著臂架長度的增加，此項彎矩還將增大，所以不能忽略。 其強度條件為： (3.30) 式中：，—為底節(jié)危險截面的抗彎模量 強度滿足要求。 (7) 距臂根2.5m處截面的穩(wěn)定性 雙向彎曲構(gòu)件穩(wěn)定性按起重機設(shè)計規(guī)范中式（25）計算[3]： (3.31) 式中：—軸壓穩(wěn)定修正系數(shù)，根據(jù)《起重機設(shè)計規(guī)范》，對于空間桁架計算時可令； －此公式是計算危險截面穩(wěn)定性公式，故均為危險截面的抗彎模量； －兩端端部彎矩不等折減系數(shù)； （回轉(zhuǎn)平面為懸臂，兩端的端部彎矩相同） （變幅平面根部銷軸連接，不承受彎矩，=0） －橫向載荷彎矩系數(shù)，由于橫向載荷不只是由集中力產(chǎn)生的，所以； －繞強軸的端部彎矩對繞弱軸的端部彎矩的影響系數(shù)，本截面為封閉截面，抗扭性強，根據(jù)《起重機規(guī)范》，故取。 (8) 距臂根2.5m處截面局部弦桿單肢穩(wěn)定性驗算 長細比 (3.32) 臨界力 (3.33) 查表得 局部穩(wěn)定性強度： (3.34) 局部穩(wěn)定性滿足要求。 (9) 頂節(jié)與底節(jié)連接處截面的穩(wěn)定性 由橫向力引起的彎矩M（x）為： (3.35) 由垂直于臂架軸線臂架自重的分力引起的彎矩M（y）(兩端簡支)： (3.36) 整體穩(wěn)定性強度： (3.37) －計算截面處抗彎模量 (10) 頂節(jié)與底節(jié)連接處截面局部弦桿單肢穩(wěn)定性驗算 長細比 (3.38) 臨界力 (3.39) 查表得 局部穩(wěn)定性強度： (3.40) 局部穩(wěn)定性滿足要求。 (11) 距臂頭1.5m處截面的穩(wěn)定性 由橫向力引起的彎矩M（x）為： (3.41) 由垂直于臂架軸線臂架自重的分力引起的彎矩M（y）(兩端簡支)： (3.42) 整體穩(wěn)定性強度： (3.43) －計算截面處抗彎模量 (12) 距臂頭1.5m處截面局部弦桿單肢穩(wěn)定性驗算 長細比 (3.44) 臨界力 (3.45) 查表得 局部穩(wěn)定性強度： (3.46) 局部穩(wěn)定性滿足要求。 (13) 銷軸及單雙耳的計算[5] ① 臂根鉸點處銷軸： 回轉(zhuǎn)平面內(nèi)橫向力引起的彎矩： (3.47) 單個銷軸最大受力： (3.48) 剪切應(yīng)力： (3.49) 式中，F(xiàn)—銷軸受的剪切力； d—銷軸直徑； []—許用剪切應(yīng)力。 ② 臂根鉸點處單耳： 擠壓應(yīng)力： (3.50) 式中，F(xiàn)—單雙耳承受的剪切力； d—銷軸直徑； —單雙耳的厚度； []—許用擠壓應(yīng)力。 ③ 底節(jié)與頂節(jié)連接處銷軸： 回轉(zhuǎn)平面內(nèi)橫向力引起的彎矩： (3.51) 單個銷軸最大受力： 剪切應(yīng)力： (3.52) ④ 底節(jié)與頂節(jié)連接處單耳： 擠壓應(yīng)力： (3.53) ⑤ 底節(jié)與頂節(jié)連接處雙耳： 擠壓應(yīng)力： (3.54) 3.2.2最長主臂工況計算 表3.4 最長主臂工況數(shù)據(jù) 項 目 數(shù) 值 項 目 數(shù) 值 起重量(kN) 8.5×9.8 起升載荷動載系數(shù) 1.20 工作幅度(m) 8.43 起升繩力(kN) 43.6 臂架仰角(DEG) 80 起升繩與臂架軸線夾角(DEG) 0.49 拉索與臂架軸線夾角(DEG) 5.64 起升沖擊系數(shù) 1.05 臂長(m) 42 臂架自重(kg) 4.5 由于最長主臂工況時的計算方法與最大起重量相同，所以只列出由Excel計算出的結(jié)果，計算過程就不再贅述。 表3.5 最長主臂工況計算結(jié)果 強度(MPa) 剛度(mm) 整體穩(wěn)定性強度(MPa) 根部危險截面處 頭部危險截面處 重心位置處 折算后整體穩(wěn)定性(MPa) 單肢穩(wěn)定性強度(MPa) 折算后整體穩(wěn)定性(MPa) 單肢穩(wěn)定性強度(MPa) 折算后整體穩(wěn)定性(MPa) 單肢穩(wěn)定性強度(MPa) 223.8 483.1 133.7 237.4 254.6 148.4 168.0 196.7 210.3 3.3副臂的計算 根據(jù)副臂長度的技術(shù)要求，將副臂頂節(jié)和底節(jié)均定為3m，標準臂節(jié)的長度為3m。 表3.6 副臂長度組合 副臂總長 9m 12 15 臂節(jié)組合 3+3+3 3+3+3+3 3+3+3+3+3 注：總計：1個3m底節(jié)、1個3m頂節(jié)、3個3m標準節(jié)。 臂架在作業(yè)過程中，臂端承受起升載荷、拉索力及起升繩力的共同作用，由它的受力情況看，臂架主要承受軸向壓力及側(cè)向載荷引起的彎矩，可以看成單向壓彎構(gòu)件。 表3.7 副臂的截面性質(zhì) 項 目 數(shù) 值 項 目 數(shù) 值 弦桿尺寸(mm) 45×4 腹桿尺寸（mm） 22×2 單個弦桿截面面積(mm2) 515.0 單個腹桿截面面積(mm2) 125.6 單個弦桿慣性矩I (mm4) 1.09×105 單個腹桿慣性矩I (mm4) 6.34×103 單個弦桿旋轉(zhuǎn)半徑r (mm) 14.6 單個腹桿旋轉(zhuǎn)半徑r (mm) 7.11 標準截面慣性矩Ix (mm4) 8.28×107 標準截面抗彎模量Wx (mm3) 4.14×105 標準截面慣性矩Iy (mm4) 8.28×107 標準截面抗彎模量Wy (mm3) 4.14×105 標準截面旋轉(zhuǎn)半徑rx (mm) 200.5 標準截面旋轉(zhuǎn)半徑ry (mm) 200.5 頂節(jié)危險截面位置(距滑輪)(mm) 545 底節(jié)危險截面位置(距臂根)(mm) 990 頂節(jié)危險截面 (寬×高)(mm×mm) 212×212 底節(jié)危險截面 (寬×高)(mm×mm) 400×213 頂節(jié)危險截面慣性矩Ix (mm4) 2.36×107 底節(jié)危險截面慣性矩Ix (mm4) 8.28×107 頂節(jié)危險截面慣性矩Iy (mm4) 2.36×107 底節(jié)危險截面慣性矩Iy (mm4) 2.38×107 頂節(jié)危險截面抗彎模量Wx (mm3) 2.22×105 底節(jié)危險截面抗彎模量Wx (mm3) 4.14×105 頂節(jié)危險截面抗彎模量Wy (mm3) 2.22×105 底節(jié)危險截面抗彎模量Wy (mm3) 2.23×105 3.3.1最大起重量工況計算 表3.8 副臂最大起重量工況 項 目 數(shù) 值 項 目 數(shù) 值 起重量(kN) 4.9×9.8 起升載荷動載系數(shù) 1.23 工作幅度(m) 8.35 主臂仰角(DEG) 80 副臂與主臂夾角(DEG) 10 起升繩與副臂軸線夾角(DEG) 9 拉索與副臂軸線夾角(DEG) 23 起升沖擊系數(shù) 1.05 副臂長(m) 9 副臂自重(t) 0.4 主臂長(m) 24 起升倍率 1 (1) 載荷計算 圖3.3 副臂受力簡圖 起升繩力 (3.55) 式中，－起升載荷沖擊系數(shù)，； －起升載荷； －起升倍率與滑輪組效率， 根據(jù)力矩平衡原理，對臂架鉸點取矩，得拉索力為： (3.56) 式中，－臂架長度； －臂架仰角； －臂