1 概述1.1 隨車起重機(jī)的概念隨車起重機(jī)是指安裝在汽車底盤上,在一定范圍內(nèi)垂直提升和水平搬運(yùn)重物的多動(dòng)作起重機(jī)械，又稱隨車吊，屬于物料搬運(yùn)機(jī)械。隨車起重機(jī)是安裝在普通載貨汽車上的一種起重設(shè)備，主要由穩(wěn)定支腿、回轉(zhuǎn)基座、吊臂總成、吊鉤等組成。隨車起重機(jī)和載貨汽車操縱系統(tǒng)是完全分開的，所以隨車起重機(jī)既能夠?qū)崿F(xiàn)起重作業(yè)，又不影響汽車底盤的載貨運(yùn)輸。隨車起重機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，因其機(jī)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，在許多工況下都可代替中小型汽車起重機(jī)進(jìn)行起重作業(yè)，深受廣大用戶的歡迎。1.2 隨車起重機(jī)行業(yè)發(fā)展形勢(shì)分析國(guó)際環(huán)境：近年來，國(guó)際工程機(jī)械市場(chǎng)需求景氣指數(shù)一直向好發(fā)展。2004 年全球工程機(jī)械整機(jī)銷售額達(dá)到 1050 億美元，增長(zhǎng) 20%。目前國(guó)際市場(chǎng)發(fā)展表現(xiàn)主要特征為：一是制造基地和市場(chǎng)明顯向中國(guó)轉(zhuǎn)移，零部件采購(gòu)全球化；二是制造商之間重組整合步伐加快；三是大部分企業(yè)變?yōu)楫a(chǎn)品開發(fā)和組裝廠，關(guān)鍵零部件均為外包生產(chǎn)采購(gòu)；四是 100 馬力以下的小型工程機(jī)械發(fā)展迅速；五是租賃市場(chǎng)增長(zhǎng)很快。據(jù)工程機(jī)械權(quán)威機(jī)構(gòu)英國(guó)工程咨詢公司預(yù)測(cè)，全球未來 4-5 年內(nèi)將繼續(xù)保持良好的市場(chǎng)發(fā)展環(huán)境。汽車行業(yè)運(yùn)行狀況。06 年卡車市場(chǎng)在輕微卡市場(chǎng)的帶動(dòng)下穩(wěn)步增長(zhǎng)，而中重卡市場(chǎng)則還礙著去年調(diào)整的余威，在翻身路上舉步維艱。今年一季度卡車市場(chǎng)共計(jì)產(chǎn)銷 451062 輛和 421211 輛，同比增長(zhǎng) 5.37%和 5.5%。其中，3 月份產(chǎn)銷 204014 輛和 207508 輛，同比增長(zhǎng) 6.06%和 2.69%，比 2 月份分別增長(zhǎng)了 50.86%和 71.15%。從市場(chǎng)上不難看出，國(guó)家實(shí)施的宏觀調(diào)控壓縮基建投資對(duì)中重型卡車的影響的確顯著。此外，就是遲遲沒有恢復(fù)啟動(dòng)的汽車消費(fèi)信貸對(duì)商用車市場(chǎng)的制約影響。從銀行角度來說，商用車消費(fèi)信貸比轎車消費(fèi)信貸的情況更復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)也更大。但是對(duì)于越來越趨于高端、同時(shí)售價(jià)也越來越昂貴的中重型卡車來說，卡住了信貸的資金流，無(wú)疑就是抑制了消費(fèi)者的消費(fèi)需求。影響卡車市場(chǎng)的因素就是執(zhí)行不力、屢禁不止的超載超限現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的長(zhǎng)期存在，始終動(dòng)搖著用戶對(duì)現(xiàn)有公告產(chǎn)品的信任，動(dòng)搖著用戶對(duì)運(yùn)輸市場(chǎng)長(zhǎng)期投入的信任，進(jìn)而對(duì)卡車的銷售直接產(chǎn)生影響。汽車起重機(jī)行業(yè)運(yùn)行狀況。據(jù)國(guó)內(nèi)主要汽車起重機(jī)生產(chǎn)廠家分析，2006 年汽車起重機(jī)市場(chǎng)將呈現(xiàn)小幅下滑的發(fā)展趨勢(shì)。其中 8-12 噸等小噸位汽車起重機(jī)市場(chǎng)容量將繼續(xù)保持一定的下降速度，這在一定程度上將有利于大噸位隨車起重機(jī)的發(fā)展。但據(jù)有關(guān)人士分析，專業(yè)吊裝行業(yè)的盈利能力相對(duì)高于物流行業(yè)，這又是對(duì)隨車起重機(jī)市場(chǎng)發(fā)展的不利因素。另外，國(guó)內(nèi)隨車起重機(jī)行業(yè)起步較晚，目前的產(chǎn)品與同噸位汽車起重機(jī)相比，在技術(shù)性能上（如臂長(zhǎng)、起升高度等等）還有一定的差距，在一定時(shí)期內(nèi)完全取代小噸位汽車起重機(jī)還不可能。從國(guó)際看，油價(jià)的攀升、國(guó)外隨車起重機(jī)企業(yè)對(duì)國(guó)內(nèi)吞并；從國(guó)內(nèi)看，國(guó)家宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控的長(zhǎng)期持續(xù)、固定資產(chǎn)投資結(jié)構(gòu)的持續(xù)調(diào)整、汽車行業(yè)與起重機(jī)行業(yè)的低迷、目前隨車起重機(jī)行業(yè)存在的不規(guī)范以及隨車起重機(jī)企業(yè)間產(chǎn)品同質(zhì)化、不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)等，對(duì)隨車起重機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展將帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)。隨著國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)投入的增加，特別是勞動(dòng)力成本的提高，將給隨車起重機(jī)發(fā)展提供一個(gè)機(jī)會(huì)，其發(fā)展的空間將十分廣闊。另一方面，目前我國(guó)隨車起重機(jī)的底盤銷量只占卡車銷售量的 1‰，而日本隨車起重機(jī)底盤銷量占卡車銷量的 25%左右，歐美也在 20%左右,，隨著我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，將給隨車起重機(jī)行業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇。 目前國(guó)內(nèi)隨車吊的產(chǎn)銷量還比較低，從 2001 年到 2003 年產(chǎn)銷量一直在 1200 臺(tái)左右徘徊。從 2004 年的 1-9 月，據(jù)我分會(huì)統(tǒng)計(jì)，銷量已經(jīng)達(dá)到了 1262 臺(tái)，比 2003 年同期相比，增長(zhǎng)了 30%?？梢哉f這個(gè)階段是隨車吊增速最快的一個(gè)時(shí)期。那么與其他工程機(jī)械以及汽車起重機(jī)相比，要受到宏觀調(diào)控的影響還是較小的。工程起重機(jī)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，有很大的不同。我國(guó)目前仍然是以汽車起重機(jī)為主。數(shù)據(jù)顯示，從日本我們了解到各大機(jī)型，例如隨車吊、汽車越野吊和輪胎吊來看，日本隨車吊占 80%、輪胎吊占 1.9%、越野吊占 7.6%、履帶吊占 2.5%，而在我國(guó)今年的市場(chǎng)情況看，今年隨車吊占9.8%、汽車吊占 87%、越野輪胎吊占 1.4%、履帶吊占 1.5%。這是我國(guó)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的一個(gè)縮影。我國(guó)隨車起重機(jī)的發(fā)展并不火爆的原因有以下兩點(diǎn)。1）、我國(guó)隨車吊的起步比較晚，認(rèn)識(shí)度比較低，宣傳力度不大。2）、我國(guó)勞動(dòng)力成本較低，我國(guó)物流發(fā)展程度影響我國(guó)的產(chǎn)業(yè)政策，對(duì)隨車吊的發(fā)展形成了瓶頸。但是我相信隨車吊這一產(chǎn)業(yè)在我國(guó)有比較大的發(fā)展空間，是一個(gè)非常有前途的產(chǎn)業(yè)。那么隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，隨車吊市場(chǎng)會(huì)逐步的成熟，會(huì)以較快的速度來發(fā)展，現(xiàn)在國(guó)外的產(chǎn)品在中國(guó)的銷售，將有助于提高我國(guó)隨車吊產(chǎn)品的檔次，促進(jìn)市場(chǎng)的繁榮。我相信我們國(guó)內(nèi)的隨車吊市場(chǎng)會(huì)有一個(gè)比較好的市場(chǎng)前景。最后祝愿韓國(guó)廣林特裝車株式會(huì)社和北京宇隆偉業(yè)進(jìn)出口貿(mào)易有限公司興旺發(fā)達(dá)，事業(yè)有成。1.3 國(guó)內(nèi)隨車起重機(jī)行業(yè)發(fā)展的制約因素一、技術(shù)水平落后由于我國(guó)隨車起重機(jī)起步相對(duì)較晚，最初是湖南專用汽車制造廠（大漢汽車制造有限公司）引進(jìn)日本技術(shù)開發(fā)了國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品。和國(guó)外產(chǎn)品相比，還在技術(shù)上還存在一定的差距。1.我國(guó)隨車起重機(jī)現(xiàn)處于初級(jí)發(fā)展階段，品種較少，由于中國(guó)載貨汽車以 5-8 噸為主，所以國(guó)內(nèi)企業(yè)隨車起重機(jī)產(chǎn)品主要集中的 3-8 噸的品種，中小噸位重復(fù)較多，至今尚未形成大、中、小完整的系列，年產(chǎn)量只相當(dāng)于國(guó)外一個(gè)廠家的生產(chǎn)能力。2.起重力矩小，技術(shù)水平低。我國(guó)隨車起重機(jī)以直臂卷?yè)P(yáng)為主，受國(guó)內(nèi)汽車底盤的限制，起重力矩小，其他性能指標(biāo)也一般低于國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)隨車起重機(jī)的研究開發(fā)投入很少，液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的技術(shù)水平也有一定差距。3.安全裝置不齊全，操作不方便。我國(guó)隨車起重機(jī)僅裝有起升高度限位及平衡閥、溢流閥等一般安全裝置，全部為手動(dòng)操作。而國(guó)外早已將電子技術(shù)廣泛運(yùn)用到隨車起重機(jī)上，如帶有微電腦的力矩限制器及防傾翻保護(hù)器等，并且已實(shí)現(xiàn)了有線與無(wú)線遙控。4.功能單一。我國(guó)隨車起重機(jī)以起重作業(yè)及運(yùn)輸功能為主，而國(guó)外隨車起重機(jī)均有多種附具，主要加裝在吊臂頭部，如工作斗、抓斗、高空作業(yè)平臺(tái)、各種抓具、夾具、吊籃、螺旋鉆、板叉、裝輪胎機(jī)械手、拔樁器等，使隨車起重機(jī)具備了一機(jī)多用的功能。另外，國(guó)外一些廠家進(jìn)一步開發(fā)了鐵路專用隨車起重機(jī)等專用產(chǎn)品。5.外形不美觀。我國(guó)隨車起重機(jī)設(shè)計(jì)單調(diào)，忽視了和汽車外形的協(xié)調(diào)，而國(guó)外對(duì)隨車起重機(jī)的著色非常嚴(yán)格，不僅在外形和著色上實(shí)現(xiàn)和卡車的一體化，還要求和城市的景觀相協(xié)調(diào)。二、研發(fā)能力薄弱中國(guó)企業(yè)還不夠重視隨車起重機(jī)的技術(shù)開發(fā)投入，沒有哪一個(gè)企業(yè)愿意花費(fèi)大的人力、物力去開發(fā)和培育市場(chǎng)，這導(dǎo)致隨車起重機(jī)的應(yīng)用價(jià)值遠(yuǎn)未開發(fā)出來。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)視用戶為上帝，不是流于形式，而是通過仔細(xì)的市場(chǎng)研究后，對(duì)市場(chǎng)將來需求什么產(chǎn)品有一個(gè)預(yù)測(cè)，然后開發(fā)出更加滿足和符合用戶需求的產(chǎn)品來引導(dǎo)和指導(dǎo)市場(chǎng)消費(fèi)。他們想在用戶的前面、走在用戶的前面，始終處于主動(dòng)地位。而國(guó)內(nèi)企業(yè)僅僅是被動(dòng)地跟著用戶走，缺乏市場(chǎng)開拓意識(shí)，主動(dòng)性不強(qiáng)。隨車起重機(jī)在產(chǎn)品的研發(fā)方面沒有取得突破性的進(jìn)展，其原因主要有：國(guó)內(nèi)企業(yè)制造水平和工藝裝備落后，企業(yè)對(duì)制造水平、工藝裝備的投入比較少，新的產(chǎn)品就算是設(shè)計(jì)出來了也制造不出來。應(yīng)該說，國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)隨車起重機(jī)的研發(fā)多數(shù)處在產(chǎn)品系列的擴(kuò)展和功能擴(kuò)展水平上，產(chǎn)品的研發(fā)同企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)元器件、產(chǎn)品售價(jià)、市場(chǎng)需求量等都有密切的關(guān)系。三、產(chǎn)業(yè)政策制約隨著行業(yè)不斷發(fā)展，目前隨車起重機(jī)統(tǒng)一執(zhí)行汽車公告與“3C”認(rèn)證管理制度，同時(shí)列入特種設(shè)備的管理范疇。國(guó)家將隨車起重機(jī)列入公告管理是一把雙刃劍：一方面，提高了進(jìn)入門檻，規(guī)范了產(chǎn)品市場(chǎng)秩序，保護(hù)了現(xiàn)有的隨車起重機(jī)生產(chǎn)廠商的利益；另一方面，它影響了隨車起重機(jī)與汽車底盤的組合，阻礙了隨車起重機(jī)的發(fā)展，主要體現(xiàn)在：一種規(guī)格的隨車起重機(jī)安裝一種載貨汽車必須上一個(gè)產(chǎn)品公告和“3C”認(rèn)證；隨車起重機(jī)只能進(jìn)行新車的改裝；隨車起重機(jī)列入特種設(shè)備管理，就面臨著多頭管理、重復(fù)檢查。從國(guó)外該產(chǎn)品的行業(yè)規(guī)范來看，我國(guó)實(shí)行的政策確實(shí)對(duì)隨車起重機(jī)發(fā)展有一定的制約，因此目前沒有一個(gè)廠家會(huì)把所有可用于裝配隨車起重機(jī)的底盤都拿去完成公告的申報(bào)。而檢測(cè)過程的煩瑣、檢測(cè)費(fèi)用的昂貴、公告周期的漫長(zhǎng)、效率低下、審批批準(zhǔn)的不一致性、執(zhí)行部門的隨意性等問題都影響著隨車起重機(jī)廠的生產(chǎn)銷售和用戶的使用。四、品牌意識(shí)缺失國(guó)內(nèi)隨車起重機(jī)企業(yè)宣傳意識(shí)普遍淡薄，很多企業(yè)根本不做宣傳或幾乎沒有什么新的宣傳手段。目前很多物流公司對(duì)隨車起重機(jī)的了解很有限，有的根本不知其為何物。至于市場(chǎng)上目前都有哪些品牌的隨車起重機(jī)，就更無(wú)從談起了。國(guó)內(nèi)隨車起重機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)就是價(jià)格低廉，但隨著國(guó)外隨車起重機(jī)企業(yè)以合資等方式不斷入侵，國(guó)內(nèi)企業(yè)僅以原有價(jià)格優(yōu)勢(shì)將難以與之全面抗衡，國(guó)內(nèi)新興的隨車起重機(jī)行業(yè)也面臨重新洗牌的局面。目前，全國(guó)生產(chǎn)隨車起重機(jī)的主要企業(yè)有徐州徐工隨車起重機(jī)公司、石家莊煤礦機(jī)械廠、湖北程力起重機(jī)有限公司等。另外，近年錦州重型機(jī)械股份有限公司與韓國(guó)廣林特裝車株式會(huì)社組建的合資公司開始涉足隨車起重機(jī)領(lǐng)域，常林股份有限公司與奧地利的 PALFINGER 公司也將開始合作生產(chǎn)隨車起重機(jī)。因此，面對(duì)企業(yè)利潤(rùn)率不斷下降的微利時(shí)代，隨車起重機(jī)企業(yè)必須選擇差異化競(jìng)爭(zhēng)謀求生存發(fā)展的空間，搶占市場(chǎng)占有率、擴(kuò)大利潤(rùn)空間，而盡快樹立起國(guó)內(nèi)隨車起重機(jī)的自有品牌形象也是當(dāng)務(wù)之急。1.4 產(chǎn)品介紹徐工集團(tuán) SQ1ZK2Q 隨車提升機(jī)具體數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)圖如下:吊機(jī)型號(hào)最大起升質(zhì)量最大起重力矩推薦功率液壓系統(tǒng)最大流量液壓系統(tǒng)額定壓力油箱容積回轉(zhuǎn)角度起重機(jī)自重安裝空間SQ1ZK2Q 1000 KG 2 T.M 5.05 KW 16L/MIN 20 MPA 20L 全回轉(zhuǎn) 450KG 550MM2 隨車起重裝置設(shè)計(jì)的可行性分析及方案確定2.1 可行性分析可行性研究是運(yùn)用多種學(xué)科的知識(shí)，尋求使投資項(xiàng)目達(dá)到最好經(jīng)濟(jì)效益的綜合研究方法。它的任務(wù)是以市場(chǎng)為前提，以技術(shù)為手段，以經(jīng)濟(jì)效益為最終目標(biāo)，對(duì)擬建的投資項(xiàng)目，在投資前期，系統(tǒng)地論證該項(xiàng)目的必要性、可行性、有效性和合理性，做出對(duì)項(xiàng)目可行性的評(píng)價(jià)?？偨Y(jié)為三點(diǎn)：技術(shù)適用性、經(jīng)濟(jì)合理性、建設(shè)上的可能性。在設(shè)計(jì)隨車起重機(jī)之前，有必要對(duì)其設(shè)計(jì)可行性進(jìn)行一定的分析，鑒于所學(xué)知識(shí)所限，下面僅對(duì)技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明。2.1.1 技術(shù)可行性的分析我國(guó)自古就有借助實(shí)物來提升物體的起重機(jī)的雛形。經(jīng)過了很長(zhǎng)時(shí)期的發(fā)展，我國(guó)的起重機(jī)行業(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，起重機(jī)的種類日益繁多，再借助不斷發(fā)展的新興科學(xué)技術(shù)手段，各種各樣的起重機(jī)能夠滿足不同場(chǎng)合的需求，以最少的經(jīng)濟(jì)投入實(shí)現(xiàn)最大的使用價(jià)值。世界上其它國(guó)家的起重機(jī)行業(yè)也發(fā)展極其迅速，其中以歐洲和日本為主。我國(guó)隨車起重機(jī)行業(yè)起步于上世紀(jì) 70 年代，在多種起重機(jī)不斷發(fā)展更新的基礎(chǔ)上，于近十年內(nèi)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。隨著我國(guó)加入 WTO，各種新技術(shù)不斷涌入，我們也不斷借鑒了他國(guó)起重機(jī)設(shè)計(jì)制造的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，用于彌補(bǔ)自身起重機(jī)行業(yè)發(fā)展的不足，起到了很好的效果。 我國(guó)隨車起重機(jī)正朝著大型化、多功能化和智能化的方向發(fā)展。安裝隨車起重機(jī)的底盤已不再局限于箱式貨車底盤，越來越多的重型平板車也安裝了大噸位隨車起重機(jī)，以滿足其自裝卸大型貨物的需要。隨車起重機(jī)的作業(yè)裝置也不再局限于吊鉤，各種高空作業(yè)平臺(tái)、抓具、夾具、吊籃、螺旋鉆、板叉、裝輪胎機(jī)械手、拔樁器等已逐漸被采用。隨著隨車起重機(jī)的噸位越來越大，對(duì)安全控制、操作方便舒適性的要求也越來越高，智能化也已被提上日程。 徐州徐工隨車起重機(jī)有限公司在消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上生產(chǎn)SQ 系列伸縮臂式、折疊臂式隨車起重機(jī)，并于 2005 年在行業(yè)內(nèi)率先推出第二代隨車起重機(jī)產(chǎn)品，產(chǎn)品技術(shù)目前處于行業(yè)領(lǐng)先水平，特別在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、人機(jī)工程、產(chǎn)品配套、汽車大梁保護(hù)等方面引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。其產(chǎn)品批量出口非洲、南美、東南亞、中東等國(guó)家和地區(qū)。近兩年來，依靠技術(shù)創(chuàng)新取得了較快發(fā)展，以 33%的市場(chǎng)占有率在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，成為我國(guó)隨車起重機(jī)行業(yè)的后起之秀。不僅為整個(gè)單位創(chuàng)利豐厚，也為我國(guó)乃至全世界積累了起重機(jī)設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)的寶貴經(jīng)驗(yàn)?？偨Y(jié)多家企業(yè)，可見我國(guó)隨車起重機(jī)在技術(shù)方面有如下性能優(yōu)勢(shì)：① 整機(jī)性能：由于先進(jìn)技術(shù)和新材料的應(yīng)用，同種型號(hào)的產(chǎn)品，整機(jī)重量要輕 20%左右。隨著結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用和先進(jìn)設(shè)備的使用，結(jié)構(gòu)形式更加合理； ② 高性能、高可靠性的配套件，選擇余地大、適應(yīng)性好,性能得到充分發(fā)揮；③ 電液比例控制系統(tǒng)和智能控制顯示系統(tǒng)的推廣應(yīng)用； ④ 操作更方便、舒適、安全，保護(hù)裝置更加完善； ⑤ 向吊重量適中、起升高度、幅度相當(dāng)?shù)闹行嵨环较虬l(fā)展。雖然隨車起重機(jī)有不少的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但也不能將我國(guó)隨車起重機(jī)目前的不足之處視而不見，其中有如下不足的方面：① 品種少、產(chǎn)量低。② 起重力矩小，技術(shù)水平低。③ 安全裝置不齊全，操作不方便。④ 功能單一。⑤ 外形不美觀。由以上可見，在隨車起重機(jī)的技術(shù)方面，我們需要不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新，我國(guó)及世界其他國(guó)家都日趨成熟和完善，發(fā)展起來有了強(qiáng)有力的技術(shù)基礎(chǔ)，遇到的技術(shù)障礙也相應(yīng)地容易消除。基于以上各點(diǎn)，本次論文也有了繼續(xù)深入的必要，在隨車起重機(jī)大量參考資料的基礎(chǔ)上，才得以飽滿充實(shí)，而不會(huì)顯得空洞無(wú)力。2.1.2 經(jīng)濟(jì)可行性的分析以前，建筑施工單位較常采用大型的起重設(shè)備，例如：橋式起重機(jī)、龍門起重機(jī)、塔式起重機(jī)等大型起重設(shè)備。購(gòu)買時(shí)花費(fèi)大量的財(cái)力，施工時(shí)不僅體積龐大，占用太多的空間，而且在運(yùn)行中要花費(fèi)大量的人力和油耗，即便以上幾點(diǎn)都不成大問題，也很難滿足工程上的特定要求，很難高效的完成限期的工作。而隨車起重機(jī)恰恰彌補(bǔ)了這一系列的不足，它體積小，重量輕，耗油量小，使用起來更加地靈活方便，購(gòu)買時(shí)的成本僅是那些大型起重機(jī)的幾分之一，甚至是十幾分之一，大大降低了總成本，從而使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到了保障。在市場(chǎng)上，隨車起重機(jī) 2005 年 1-10 月已銷售 1483 臺(tái)，同比增長(zhǎng)7.3%。上半年由于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的變化，一大批隨車起重機(jī)產(chǎn)品更換底盤，影響了生產(chǎn)和銷售。徐州徐工隨車起重機(jī)有限公司是我國(guó)最大的隨車起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，1-10 月已銷售隨車起重機(jī) 494 臺(tái)，市場(chǎng)占有率約 33%。合資企業(yè)廣林特裝車( 錦州) 有限公司銷售隨車起重機(jī) 100 臺(tái)，已打開了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。國(guó)外隨車起重機(jī)在起重機(jī)產(chǎn)品中占的比例很大，我國(guó)目前僅占 10%，可以預(yù)見隨車起重機(jī)的發(fā)展空間是很大的。從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行可行性分析能夠看出，有條件也有必要對(duì)現(xiàn)今的隨車起重機(jī)進(jìn)行改造和創(chuàng)新，尤其是對(duì)隨車起重機(jī)上的隨車起重裝置進(jìn)行進(jìn)一步的更新勢(shì)在必行。下面就從隨車起重機(jī)的方案著手，對(duì)其進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)改造。2.2 隨車起重裝置方案確定隨車起重裝置（如圖 2-1）是安放在載貨汽車上面的一種附加起重設(shè)備。圖 2-1 隨車起重裝置外形圖它屬于臂架型起重裝置，其運(yùn)行支承裝置采用汽輪胎，可以在無(wú)軌路面上行駛，與其他起重裝置比較，隨車起重裝置把起重和運(yùn)輸功能結(jié)合起來，不僅節(jié)省勞動(dòng)力，而且節(jié)約能源、減少費(fèi)用，也由于設(shè)計(jì)和制造隨車起重裝置技術(shù)的進(jìn)步，使其生產(chǎn)有了較大的發(fā)展。它主要服務(wù)于港口、機(jī)場(chǎng)、1265431.起 重 汽 車 2起 升 機(jī) 構(gòu) 3.起 重 臂 4變 幅 油 缸 5.回 轉(zhuǎn) 機(jī) 構(gòu) 6液 壓 系 統(tǒng)建筑工程、橋梁、隧道工程和國(guó)防工程等，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中必不可少的一種高效、快捷、方便的裝卸機(jī)械。隨車起重裝置在搬運(yùn)物料時(shí)，經(jīng)歷上料、運(yùn)送、卸料和回到原處的一系列過程，有時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，有時(shí)停轉(zhuǎn)，是一種間歇?jiǎng)幼鞯臋C(jī)械。 它通常由四部分構(gòu)成：工作機(jī)構(gòu)、金屬機(jī)構(gòu)、動(dòng)力裝置與控制系統(tǒng)。工作機(jī)構(gòu)指機(jī)械傳動(dòng)部分，常見的有：起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)。它們是為了實(shí)現(xiàn)起重裝置不同運(yùn)動(dòng)要求而設(shè)置的，依靠這四個(gè)機(jī)構(gòu)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，可以使起重裝置在所需的任何指定位置進(jìn)行上料和卸料。由于設(shè)計(jì)時(shí)間和必要性的限制，此次設(shè)計(jì)僅就起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)其進(jìn)行分析與計(jì)算。2.2.1 起升機(jī)構(gòu)圖 2-2 起升機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)貨物的升降，它是任何起重裝置必不可少的部分，是起重裝置中最重要、最基礎(chǔ)、最核心的部分。起升機(jī)構(gòu)工作的好壞，直接影響到整臺(tái)起重裝置的工作性能。起升機(jī)構(gòu)（如圖 2-2）主要由取物裝置、鋼絲繩卷繞系統(tǒng)、制動(dòng)裝置、減速裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及安全裝置等部分。其中不少零件采用標(biāo)準(zhǔn)通用零件。123451.液 壓 馬 達(dá) 2減 速 機(jī) 3.棘 輪 停 止 器 4卷 筒 5.鋼 絲 繩從發(fā)動(dòng)機(jī)到各工作裝置間的動(dòng)力傳動(dòng)，有機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)三種形式。機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)零件都是剛體，傳動(dòng)可靠，效率高，但整個(gè)傳動(dòng)裝置復(fù)雜、笨重。電力傳動(dòng)型式中的機(jī)械零件數(shù)量少，總體布置方便，操縱輕便，調(diào)速性好。但整個(gè)傳動(dòng)裝置需要電動(dòng)機(jī)數(shù)量多，重量大，價(jià)格貴。液壓傳動(dòng)調(diào)速方便，傳動(dòng)平穩(wěn)，操縱方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕。但傳動(dòng)效率較低。但對(duì)于隨車起重機(jī)來說是較合適的傳動(dòng)類型。故起升結(jié)構(gòu)采用液壓馬達(dá)—減速機(jī)—卷筒的傳動(dòng)方案。電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器同傳動(dòng)效率較高的漸開線圓柱齒輪減速器相連接，減速器的輸出軸上裝有卷筒，它通過鋼絲繩和吊鉤相聯(lián)。這種結(jié)構(gòu)緊湊、易于實(shí)現(xiàn)。起升時(shí)，馬達(dá)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，摩擦片被松開，卷筒順時(shí)針旋轉(zhuǎn)放下貨物；制動(dòng)時(shí)，馬達(dá)停止旋轉(zhuǎn)，卷筒依靠自重順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使二級(jí)齒輪軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，摩擦片被壓緊，棘爪頂住棘輪，卷筒停止轉(zhuǎn)動(dòng)，重物懸吊不動(dòng)。吊鉤的升降靠馬達(dá)改變轉(zhuǎn)向來實(shí)現(xiàn)。2.2.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（如圖 2-3）是使起重裝置的回轉(zhuǎn)部分相對(duì)于非回轉(zhuǎn)部分實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)的裝置。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)支承裝置和回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置?；剞D(zhuǎn)支承裝置為圖 2-3 起升機(jī)構(gòu)起重機(jī)的回轉(zhuǎn)部分提供穩(wěn)固的支撐，并將來自回轉(zhuǎn)部分的載荷傳遞給基礎(chǔ)構(gòu)件?；剞D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的作用是繞起重機(jī)的垂直軸線在水平平面內(nèi)沿圓弧弧線移物品。當(dāng)起升、變幅和回轉(zhuǎn)三個(gè)機(jī)構(gòu)配合動(dòng)作時(shí)，就可以把所起3121.回 轉(zhuǎn) 支 承 2蝸 輪 蝸 桿 減 速 機(jī) 3.液 壓 馬 達(dá)吊的貨物在起重機(jī)幅度所能達(dá)到的范圍內(nèi)任意移動(dòng)，從而擴(kuò)大了作業(yè)范圍。此次設(shè)計(jì)采用滾動(dòng)軸承式單排四點(diǎn)接觸式回轉(zhuǎn)支承裝置。它由兩個(gè)座圈組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，尺寸小，能同時(shí)承受軸向力、徑向力和傾覆力矩。此次設(shè)計(jì)采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，由于低速大扭矩馬達(dá)成本高，使用可靠性不如高速液壓馬達(dá)，且其結(jié)構(gòu)緊湊，所以，設(shè)計(jì)采用：高速液壓馬達(dá)--蝸輪蝸桿減速機(jī)--小齒輪 --回轉(zhuǎn)支承。液壓驅(qū)動(dòng)的小起重量的起重裝置，通過液壓回路和換向閥的相應(yīng)機(jī)能，可以使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不裝制動(dòng)器，同時(shí)保證回轉(zhuǎn)部分在任意位置上停止并避免沖擊。2.2.3 變幅機(jī)構(gòu) 變幅機(jī)構(gòu)用以改變從取物裝置中心線到起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心線之間的水平距離。其主要部分是起重臂。起重臂是隨車起重裝置的主要受力構(gòu)件，吊臂的設(shè)計(jì)合理與否，直接影響隨車起重裝置的承載能力、整機(jī)穩(wěn)定性和自重。另外為了能給人以安全、穩(wěn)定、可靠的感覺，吊臂界面的選擇與外觀設(shè)計(jì)都要合理。臂的形式有直臂式和折臂式兩種。直臂有良好的通過性，它適用于中小噸位輪式的起重裝置。箱形結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)單，具有良好的抗彎和抗扭等優(yōu)點(diǎn)。伸縮油缸與前置式變幅油缸相結(jié)合，使臂架受力合理，變幅范圍更大。在此選用伸縮式直臂箱形結(jié)構(gòu)。3 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)起升機(jī)構(gòu)是用來使貨物提升或下降的機(jī)構(gòu),是隨車起重機(jī)中最基本的機(jī)構(gòu)。起升機(jī)構(gòu)通常包括：去污裝置、鋼絲繩卷繞系統(tǒng)、制動(dòng)裝置、減速裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及安全裝置等部分，其中不少零件采用標(biāo)準(zhǔn)通用零件。3.1 起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案此設(shè)計(jì)中采用液壓起升機(jī)構(gòu)。起升機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖如下：1.高速油馬達(dá) 2.一級(jí)閉式齒輪傳動(dòng) 3.棘輪停止器4.輸出小齒輪 5.開式大齒輪 6.卷筒 7.鋼絲繩 8.吊鉤圖 3-1 起升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速通過減速機(jī)傳遞給卷筒,驅(qū)動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn),吊鉤升降，繼而實(shí)現(xiàn)提升或放下重物。卷筒的正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)通過改變馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向?qū)崿F(xiàn)，而運(yùn)行機(jī)構(gòu)的停止或使貨物處于懸吊狀態(tài)是依靠棘輪停止器來實(shí)現(xiàn)的。3.2 起升機(jī)構(gòu)基本參數(shù)計(jì)算設(shè)定起升參數(shù)：額定起重量 Q=5000Kg=50000N起升速度 V 升 ＝15m/min起升高度 h=8m使用場(chǎng)合和工作要求：中小噸位，行駛速度高，機(jī)動(dòng)性好，可根據(jù)工作需要變更工作地點(diǎn)，投入使用時(shí)間短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。3.2.1 起升速度由已知得 V 升 ＝15m/min3.2.2 鋼絲繩速度V 繩 ＝V 升×ɑa—滑輪組倍率 ,取 4V 繩 ＝60 m/min3.2.3 卷筒速度（按纏繞時(shí)第三層計(jì)算）：n 卷 ＝V 繩 ／[（D+d）×π ]= =112.4 r/min?????1063D—卷筒直徑 D—鋼絲繩直徑3.2.4 初步選定減速比i＝26.69，則馬達(dá)轉(zhuǎn)速n 馬 ＝n 卷 ×i＝112.4×26.69＝3000 r/min3.2.5 卷筒扭矩（按最大計(jì)算）M 卷 ＝S ×[D＋6×d]／[2×η 卷 ]S—鋼絲繩單繩拉力η 卷 —卷筒的效率 0.98M 卷 =12820.5×[(160+6×10)×10-3]／2×0.98＝1439 Nm3.2.6 馬達(dá)扭矩M 馬 =M 卷 ／(i×η)η=η 卷 ×η 軸承 3×η 開齒 ×η 閉齒η 卷 —卷筒效率η 軸承 —軸承傳動(dòng)效率η 開齒 —開式齒輪傳動(dòng)效率η 閉齒 —閉式齒輪傳動(dòng)效率η=0.98 ×0.993×0.94×0.99M = ＝60.6Nm 由馬達(dá)轉(zhuǎn)速、扭矩選用馬 89.06214?馬達(dá) M-MFB20-US排量 qm=21.10ml/r轉(zhuǎn)速 100r/min~3200r/min最大輸出扭矩 64N/min3.2.7 油泵的容量Q= mqn??馬n 馬 —馬達(dá)轉(zhuǎn)速q —馬達(dá)排量η 馬容 —馬達(dá)容積效率Q= ＝65937.5 ml/min96.0123?3.2.8 重物提升功率N 重 =V 升 ×Q 起 =15×5000×6.8／60＝8.5kw3.2.9 油泵驅(qū)動(dòng)功率N 泵 =N 重 ／ηη=η 卷 ×η 輪組 ×η 減 ×η 馬總 ×η 泵總η 卷 —卷筒效率η 輪組 —滑輪組效率η 輪 —導(dǎo)向輪效率η 減 —減速機(jī)效率η 馬總 —馬達(dá)總效率η 泵總 —油泵總效率η=0.98 ×0.95×0.96×0.94×0.87×0.8＝0.585N 泵 = ＝ 18.31 kw58.0713.2.10 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n 發(fā) =2600r/min3.2.11 泵的排量q = = ＝27.27 ml/rm容發(fā) ??nQ93.02657Q —油泵容量 65937.5ml/minη 容 —容積效率 0.93由泵的排量、驅(qū)動(dòng)功率選用：泵 CB-B-32排量 qm=32ml/r3.3 鋼絲繩的設(shè)計(jì)鋼絲繩是隨車起重機(jī)的重要零件之一。它具有強(qiáng)度高、自重輕、運(yùn)行平穩(wěn)、彈性較好，極少驟然斷裂等優(yōu)點(diǎn)。因此被廣泛用于起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)，也用于牽引及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中。3.3.1 鋼絲繩結(jié)構(gòu)形式的選擇鋼絲繩根據(jù)不同的分法有多種具體種類。其中，按鋼絲捻成股和股捻成繩的方向分為：同向捻——它是指絲在股中的捻向與股在繩中的捻向相同。這種繩撓性好、表面光滑、鋼絲繩磨損小，但它有自行扭轉(zhuǎn)和松散的特點(diǎn)，當(dāng)自由懸掛重物在繩索一端時(shí)，會(huì)使重物在空中打轉(zhuǎn)，所以起升機(jī)構(gòu)中不宜采用。交互捻——它的特點(diǎn)是絲在股中的捻向與股在繩中的捻向相反，使繩和股自行松散的趨勢(shì)相反，互相抵消，克服了同向捻繩的缺點(diǎn)。混合捻——這種繩是由兩種相反捻向的股捻成，即一半同向捻，一半交互捻，此種繩制造工藝復(fù)雜，很少采用。根據(jù)鋼絲繩的構(gòu)造,結(jié)合隨車起重機(jī)的使用條件和要求(如撓性,耐磨性,抗高溫,抗橫向拉力和防腐蝕性等),選擇中間有合成纖維芯、交互捻鋼絲繩。3.3.2 鋼絲繩直徑的計(jì)算下面用 C 值法選擇鋼絲繩的直徑，即根據(jù)鋼絲繩所受的最大工作靜拉力和鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度來確定鋼絲繩的直徑。 d = c s式中，d—鋼絲繩最小直徑（mm）C—選擇系數(shù)，它的取值與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩抗拉強(qiáng)度有關(guān)S—鋼絲繩最大工作靜拉力(N)，算得為 12820.5N⑴ 計(jì)算 cc = bwkn???4式中， d—鋼絲繩最小直徑（mm）c—選擇系數(shù)。它的取值與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩抗拉強(qiáng)度有關(guān)Smax—鋼絲繩最大工作靜拉力(N)，算得為 12820.5Nw—鋼絲繩充滿系數(shù)，為繩斷面積與毛面積之比，為 0.46n—安全系數(shù) 由工作級(jí)別（M4）選取 4.5k—鋼絲繩繞制折減系數(shù)，選 0.82 σ b—鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度，選 1850MPac = ?46.01852.?c=0.0906⑵ 計(jì)算 ss = Qα×ηs—最大單繩拉力 （N）Q—起升重量，50000Na—滑輪組倍率 ,4η—滑輪組效率,0.975得 s=12820.5N⑶ 計(jì)算 dd = 0.0906× ≈10.26mm5.1280查標(biāo)準(zhǔn)圓整選?。轰摻z繩6 9370-11-1850-特-光-右交 GB1102-74 ?鋼絲繩在使用時(shí)需要與其他承載零件連接以傳遞載荷。本設(shè)計(jì)采用楔形套筒法，查取選用：楔 11#GB5973-86 HT200楔套 11#GB5973-86 ZG200楔形接頭 11#GB5973-86 ZG270-5003.3.3 鋼絲繩使用注意要延長(zhǎng)鋼絲繩的壽命,在設(shè)計(jì)與使用中應(yīng)考慮以下因素：A 提高安全系統(tǒng) n，可降低鋼絲繩的應(yīng)力；B 選用較大的彎曲比（卷筒或滑輪直徑比鋼絲繩直徑），使鋼絲繩避免過分地彎曲，以減少鋼絲繩的彎曲應(yīng)力。但也不能太大，以免使整個(gè)機(jī)構(gòu)尺寸增大；C 卷筒與滑輪的材料硬度要適中，硬度過高或過低都會(huì)影響鋼絲繩壽命；D 減小鋼絲繩的彎折次數(shù)，即不要使鋼絲繩通過太多的滑輪（選用滑輪型式與倍率時(shí)予以考慮），尤其要避免反向彎折次數(shù)，因?yàn)榉聪驈澱鄣钠茐淖饔帽韧驈澱鄞?，?huì)降低鋼絲繩的壽命；E 鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng)，應(yīng)定期潤(rùn)滑防止銹蝕，成卷鋼絲繩開卷時(shí)應(yīng)避免打結(jié)扭曲，切斷時(shí)應(yīng)有防止繩股松散的措施。3.4 吊鉤的設(shè)計(jì)3.4.1 選材吊鉤組通常由鉤頭、吊鉤螺母、推力軸承、橫梁、滑輪和拉板等零件組成。吊鉤經(jīng)常受貨載沖擊，為保證吊鉤工作的安全性，盡量避免人身及設(shè)備事故，故應(yīng)要求吊鉤無(wú)突然斷裂的危險(xiǎn)，重量要盡量輕，有足夠的強(qiáng)度，本次設(shè)計(jì)中采用 DG20Mn，并主要針對(duì)橫梁進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。3.4.2 構(gòu)造采用鍛造的單鉤，制造與使用方便，梯形斷面，受力情況合理。選取鉤號(hào) LYD6-MGB10051.5 強(qiáng)度等級(jí) M6。3.4.3 吊鉤掛架采用長(zhǎng)型號(hào)鉤組，吊鉤支承在單獨(dú)的滑輪軸上。為了便于工作，吊鉤應(yīng)能繞垂直軸線和水平軸線旋律，為此吊鉤螺母與橫梁之間采用止推軸承，吊鉤尾部的螺母壓在其上。吊鉤橫梁的軸端與定軸擋板相配處形成環(huán)形槽，容許橫梁轉(zhuǎn)動(dòng)。推力球軸承選：GB301-84.8310校核： C0=S0×P0﹤C 0aS0 —安全系數(shù)，取 2P0 —對(duì) a=90°的推力軸承 P0a=Q=50000NC0a—為 126KNC0=2×50000=100 KN﹤C 0a =126KN 合格3.4.4 橫梁只受彎矩，不受轉(zhuǎn)矩的心軸，采用 45 鋼R = =25000 Na250Mc=Ra× =25000× =18500 Nml2 248.1W= ??43aD???其中， = = =0.4167adD50120W= (1－0.4167 4)=1644493?σ= = =112.5 N/mm ＜275 N/mm ＝ 合MW 16985022???格h=30mm ， ＝35 N/mm???2b = =35.71mm 取 40mmmin??hs433053.5 卷筒的設(shè)計(jì)卷筒是在起升機(jī)構(gòu)中用來卷繞繩索并傳遞動(dòng)力的轉(zhuǎn)動(dòng)件。3.5.1 卷筒的種類的選擇卷筒按繞繩的層次分為單層繞卷筒和多層繞卷筒。單層繞卷筒表面通常切出螺旋槽，鋼絲繩依次卷繞在槽內(nèi)，使繩索與卷筒接觸面積增大，單位壓力降低。因?yàn)槔K槽節(jié)距大于鋼絲繩直徑，所以避免了鋼絲繩之間的相互摩擦，從而延長(zhǎng)了鋼絲繩的使用壽命。多層繞卷筒用于起升高度很大，而卷筒長(zhǎng)度又受限制的情況，如汽車起重機(jī)。它的主要缺點(diǎn)是內(nèi)層鋼絲繩受到外層鋼絲繩的擠壓，在卷繞過程中相鄰繩圈之間有摩擦，使繩索壽命降低。此外，在繩索拉力不變時(shí)，載荷力矩隨卷筒上繩索層數(shù)的不同而變化，造成載荷力矩不穩(wěn)定。為改善鋼絲繩在卷筒上的接觸狀態(tài)，提高繩索的壽命，采用切螺旋槽的多層繞卷筒。起重機(jī)大多采用多層繞卷筒，其容繩量大。隨著起升高度的增加。起升機(jī)構(gòu)中卷筒的繞繩量相應(yīng)增加。采用尺寸較小的多層繞卷筒對(duì)小機(jī)構(gòu)尺寸是很有利的。其表面做成螺旋繩槽，兩邊有側(cè)板以防鋼絲脫出，二級(jí)減速大齒輪與卷旋繩槽，兩邊有側(cè)板以防鋼絲繩脫出，二級(jí)減速大齒輪與卷筒連接在一起。3.5.2 卷筒的主要尺寸的確定⑴卷筒直徑 D卷筒直徑的大小影響鋼絲繩的彎曲程度。為確保鋼絲繩的壽命，卷筒直徑不能太小。按《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，卷筒的最小卷繞直徑：Domin = hd (mm)=16×10=160mm卷筒的槽底直徑（即卷筒名義直徑）D 為：D ≥ Domin - d = (h-1)d (mm)=150mm式中，D—卷筒槽底直徑（mm）Domin—按鋼絲繩中心計(jì)算的卷筒最小卷繞直徑 (mm)H—與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù) ,查得為 16d—鋼絲繩直徑(mm),10mm算得：卷筒名義直徑 D= 160mm ⑵卷筒長(zhǎng)度 LL=1.1 )(ndDa???n—卷繞層數(shù) N=5a—滑輪組倍率 a=4D—卷筒直徑 mmH—起升高度 10md—鋼絲繩直徑 10mmL=1.1× =133.45mm)1056(14.3??⑶卷筒厚度 δ本卷筒為鋼卷筒 ZG230-450，可由經(jīng)驗(yàn)公式確定 δ≈d，考慮到工藝要求，取 15mm。 I圖 3-2 卷筒示意圖⑷卷筒強(qiáng)度校核最大拉力為 Smax 的鋼絲繩繞上卷筒后，把卷筒箍緊，使卷筒產(chǎn)生壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，其中壓縮應(yīng)力 最大，當(dāng) L 3D 時(shí)，彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成1??應(yīng)力不超過壓縮應(yīng)力的 30%，因此彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力可忽略。=A1???yPs???maxA—原與卷筒層數(shù)有關(guān)的系數(shù)，取 2S —鋼絲繩最大拉力 12820.5NmaxP—卷筒節(jié)距 11.5mmδ—卷筒厚度 15mm[σ y]—許用壓應(yīng)力 = ，其中 σ s=230N/mm25.1s?[σ y]=153 N/mm2σ 1=2× ≈149 N/mm 2.580?σ 1＜ [σ y] 合格3.6 滑輪組的設(shè)計(jì)滑輪組是改變力和速度的滑輪、繩索系統(tǒng)。它一般作為起升機(jī)構(gòu)的一個(gè)組成部分，但也可以單獨(dú)作為起重裝置使用。3.6.1 滑輪組的種類選用滑輪組按其構(gòu)造型式可分為單聯(lián)滑輪組和雙聯(lián)滑輪組兩種。單聯(lián)滑輪組的特點(diǎn)是繞入卷筒的鋼絲繩為一根，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，重量輕。雙聯(lián)滑輪組的特點(diǎn)是繞入卷筒的繩索是兩根。它相當(dāng)于兩個(gè)相同單聯(lián)滑輪組的組合裝置。此設(shè)計(jì)中，采用 HT150，工藝性好，易于加工、價(jià)廉，對(duì)鋼絲繩壽命有利。采用單聯(lián)滑輪組，它結(jié)合導(dǎo)向滑輪使用，這樣可以用較小的拉力吊起較重的物品。3.6.2 滑輪組的倍率的選擇隨車起重機(jī)屬于中小噸位起重機(jī)，起重量 P≤5t,由滑輪組倍率表選取滑輪組倍率 a=4。3.6.3 滑輪組繩索最大靜拉力計(jì)算設(shè)定起升載荷為 Q=50000N，設(shè)定為滾動(dòng)軸承型式，則由表《鋼絲繩滑輪組效率》查得：?jiǎn)蝹€(gè)滑輪效率為 0.98滑輪組效率為 0.975由公式 S = Qα×ηS—最大單繩拉力 （N ）Q—起升重量，50000Na—滑輪組倍率， 4η—滑輪組效率 0.975得鋼絲繩最大工作靜拉力：S=12820.5N3.6.4 滑輪直徑的計(jì)算為了提高繩的壽命，必須降低繩經(jīng)過滑輪時(shí)的彎曲應(yīng)力的擠壓應(yīng)力，因此滑輪直徑不能過小。D （h－1） ×d?d—鋼絲繩直徑h—與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù)D （18－1） ×10?D≥170mm采用繩槽斷面5.5－2ZBJ80006.1-873.6.5 繩最大偏角的計(jì)算圖 3-3 繩偏角示意圖鋼絲繩進(jìn)出滑輪繩槽的偏斜角不能過大，否則增加鋼絲繩阻力，加快鋼絲繩和滑輪的磨損，嚴(yán)重時(shí)，還可能使鋼絲繩跳槽。因此一般情況下 γ 0=4~6 ，取 5°。本設(shè)計(jì)取繩槽兩側(cè)面夾角 2β=35 ~45 ，取 45°。? ?3.6.6 滑輪軸設(shè)計(jì)采用 45 鋼，滑輪組工作時(shí)只承受彎矩，是心軸。RA= 1483762???SS= = 38462N)2(5.0RB= 6×S－R A = 6×12820.5－38462 = 38461NMC= RA×74－2×S ×42 = 38462×74－2×12820.5×42 =1769Nm[σ]對(duì)固定心軸，載荷無(wú)變化時(shí)d=21.68????M3其中，「σ」＝95 N/mm 2d=21.68 圓整 d=57mm ?9517633.6.7 滑輪軸承的設(shè)計(jì)與校核各軸承受力相同均勻?yàn)?2S=25641N，選用軸承圓柱滾子 32511E，校核：L = （其中 =93500N）h滑 輪n?601310???????pfCtrr= 31025.97??????=7339h 合格3.7 減速器的設(shè)計(jì)起升結(jié)構(gòu)的減速器傳動(dòng)采用一級(jí)懸掛閉式減速器與一級(jí)開式齒輪傳動(dòng)相結(jié)合。為了減小尺寸、節(jié)省材料、延長(zhǎng)齒輪壽命，本設(shè)計(jì)采用硬齒面。3.7.1 總傳動(dòng)比及其分配⑴總傳動(dòng)比已知馬達(dá)轉(zhuǎn)速及卷筒轉(zhuǎn)速，所以總傳動(dòng)比為i= = ＝26.69卷馬n4.1230⑵傳動(dòng)比分配傳動(dòng)比分配的合理，傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、成本低，潤(rùn)滑條件好。由 i1=(1.3~1.4)i2 取 i1=1.3i2 ，得： i1＝5.89i2＝4.5313.7.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算從減速器的高速軸開始各軸命名為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸。⑴ 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算第Ⅰ軸轉(zhuǎn)速 =3000r/minIn第Ⅱ軸轉(zhuǎn)速 = ＝ ＝509 r/minIni189.530第Ⅲ軸轉(zhuǎn)速 = ＝112.3 r/minI.42?I⑵ 各軸功率計(jì)算馬達(dá)功率：＝19.04 Kw636105.9105.9???馬馬馬 nTp第Ⅰ軸功率： PⅠ =P 馬 ×η 軸承 =19.04×0.99=18.85 Kw第Ⅱ軸功率： PⅡ =PⅠ ×η 閉齒 =18.85×0.99×0.99=18.47 Kw第Ⅲ軸功率： PⅢ =PⅡ ×η 開齒 ×η 軸承 ×η 卷 ×軸承=18.47×0.96×0.99×0.99×0.975=16.94 Kw⑶ 各軸扭矩計(jì)算第Ⅰ軸扭矩：T Ⅰ =9.55×106× =9. 55×106 =60006 NmmInp3085.1?第Ⅱ軸扭矩：T Ⅱ =9.55×106× =9.55×106 = 346539 NmmIP947.第Ⅲ軸扭矩：T Ⅲ =9.55×106× =9.55×106 =1440579 NmmInp3.12?3.7.3 齒輪設(shè)計(jì)⑴ Ⅰ級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)① 齒輪材料、熱處理、齒面硬度、精度等級(jí)及齒的選用本設(shè)計(jì)采用硬齒面，采用輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，再進(jìn)行接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。由于配對(duì)小齒輪齒根薄弱，彎曲應(yīng)力也較大，且應(yīng)力循環(huán)次數(shù)多，所以小齒輪的強(qiáng)度比大齒輪的硬度高些。小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火大齒輪 40Cr 表面淬火由于采用淬火，齒輪變形小，不易摩削，所以采用 8 級(jí)精度。小齒輪數(shù) Z1 在推薦值 20~40 中選取 Z1 =23大齒輪數(shù) Z2：Z2=Z1×i=23×5.89=135齒數(shù)比 μ= = =5.8735傳動(dòng)比誤差 Δμ= =0.0034＜0.05 合格89.57?② 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算m FpdasZYTK?????213m—模數(shù)T1—小輪轉(zhuǎn)矩 60006 Nmmψ d—齒寬系數(shù)查表得 0.5K—載荷系數(shù)K=KA×Kν ×Kβ ×Kα—使用系數(shù)查表得 1—?jiǎng)咏睾上禂?shù)，查表估為 1.14V—齒向載荷分布系數(shù)，查表為 1.13?KKα —齒間載荷分配系數(shù)，查表為 1.05則載荷初值 Kt=1×1.14×1.13×1.05=1.353—應(yīng)力修正系數(shù)，查圖得saY=1.56； =1.8212saY—齒形系數(shù)，查圖得：FaYFa1=2.78；Y Fa2=2.18—重合度由式?=[1.88-3.2（1/Z 1+1/Z2）]a=[1.88-3.2×( + )]35=1.718=0.25+0.75/ ?Ya?=0.25+ 718.50=0.687=Fp?limSNSTY?—彎曲疲勞極限li查圖得，雙向傳動(dòng)乘以 0.7=920×0.7=644Mpa1limF?=760×0.7=532Mpa2li—彎曲最小安全系數(shù)，為 1.4limFSYST—試驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)，為 2YN—彎曲壽命系數(shù) 按每天工作 8 小時(shí)，每年 300 天，預(yù)期壽命 10 年計(jì)算：N1=60×n1×j× nL=60×3000×1×10×300×8=4.32×109N2= = 4.32×109／5.87 = 7.36×10 8N1μYN1=YN2=1查圖得：= ×2×1=920Mpa1Fp?6441.4= ×2×1=760Mpa2Fp5321.4則 = =0.00471pSaY??92056.78=0.005276082.12??FpSaY?小齒輪的大，按小齒輪估算： 2335.06871??m29.查表得：第一系列圓整考慮到傳遞動(dòng)力的模數(shù)一般大于 1.5~2， 取 m=2mm， d=m×z=2×23=46mm。③ 驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度σ H=ZH×Zε ×ZE× ?????21dbTK小輪圓周速率：V= = =7.22 m/s106?dn?0643Kv—?jiǎng)虞d荷系數(shù)，1.15 由 ν×Z 1／100= =1.661 2.7K—載荷系數(shù) K= =1.3651.353×1.151.14ZH—節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，查圖得 2.4 Zε —重合度系數(shù)Zε = =0.872378.4??a?大齒輪齒寬 b=ψ d×d1=0.5×46=23mm 為了保證足夠的齒寬接觸,補(bǔ)償軸向安裝誤差,大齒輪齒寬 b1=b+(5~10)=30mmZE—彈性系數(shù) ,查表得 195 N/mm2[σ H]—許用接觸應(yīng)力 [σ H]=σ Hlim×ZN×ZW/SHlimZW—硬化系數(shù)均勻硬齒面,為 1SHlim——接觸最小安全系數(shù)，為 1σ Hlim—接觸疲勞極限，查圖得：