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1、摘 要臂架是起重机的主要承载构件。起重机通过臂架直接吊载，实现大的作业高度与幅度。臂架的强度决定了最大起重量时整机起重性能，其自重直接影响整机倾覆稳定性，因而臂架结构设计的优劣，将直接影响整机的性能，如整机重量、整机重心高度和整机稳定性等。所以要在保证臂架平安工作的条件下尽量减轻臂架的重量，这对提高整机质量和经济性具有很大的现实意义。本文主要根据QAY50吨汽车起重机工作要求来确定伸缩机构的结构和传动方案，进而采用传统的设计方法对主臂的三铰点、主臂的长度、及每节臂的长度、臂架的结构、液压缸尺寸进行确定，对臂架进行受力分析，利用有限元对臂架进行分析。关键词：伸缩臂；液压缸；臂架结构，有限元分析A
2、BSTRACTBoom is the main host of crane components. Directly through the jib crane hanging load, to achieve great height and range operations. Arm strength determines the maximum time from the weight lifting machine performance, its weight directly affect the machine overturning stability, structural
3、design and therefore merits of boom, will directly affect the overall performance, such as the weight of the whole machine center of gravity height and machine stability. Thus, to ensure safe working conditions of boom to minimize the weight of boom, which improves overall quality and economy of gre
4、at practical significance. Mainly based on XCMG truck crane 50 tons of requests to determine the structure and transmission expansion program, and then using the traditional design method is the main arm of the three nodes, the main arm length, arm length, and each section, Boom structure, determine
5、 the size of hydraulic cylinders.Keywords：Telescopic boom; hydraulic cylinder; Structure of boom ；Finite element analysis目 录摘 要IABSTRACTII前 言1第1章 绪 论21.1 本课题内容及重要意义21.2 国内外汽车起重机开展概况及趋势21.2.1 国内汽车起重机开展概况及趋势21.2.2 国外汽车起重机开展概况及趋势31.3 伸缩臂开展现状41.4 伸缩臂机构形式介绍51.4.1 绳排系统51.4.2 单缸插销系统6第2章 QAY50汽车起重机主要技术参数和工作
6、级别72.1 QAY50起重机主要技术参数72.2 QAY50汽车起重机的工作级别9第3章 伸缩臂传动方案和臂架截面确实定123.1 伸缩臂传动方案确实定123.2 伸缩臂架截面确实定133.2.1 伸缩臂架的截面形式分类133.2.2 吊臂截面确实定15第4章 伸缩臂设计计算184.1 起重机伸缩臂尺寸确实定184.1.1 吊臂跟部铰点位置确实定184.1.2 吊臂各节尺寸确实定194.1.3 变幅液压缸铰点确实定214.2 臂架伸缩液压缸的计算及选择234.2.1 缸筒内径计算234.2.2 活塞杆直径244.2.3 缸筒壁厚及外径计算254.3 伸缩臂受力计算264.3.1 吊臂在变幅平
7、面承受的载荷264.3.2 吊臂在旋转平面承受的载荷274.3.3 伸缩臂的刚度校核284.3.4 伸缩臂的强度校核32第5章 伸缩臂有限元分析335.1 伸缩吊臂有限元模型建立335.2 计算结果与分析36总 结38致 谢39参考文献43附录141附录248前 言近年来，随着社会的开展，社会生活中对起重机的需求越来越大，但是，与国外汽车起重机相比，国外汽车起重机技术得到了飞速开展，所以国内起重机的研发越来越紧迫。然而对于汽车起重机整机而言，汽车起重机伸缩机构设计的好坏直接影响整机的性能。因此汽车起重机的伸缩臂架设计技术被作为目前汽车起重机急需解决的主要关键技术之一。本课题针对徐工50t汽车起
8、重机伸缩机构的分析和研究，从而改良汽车起重机的整机性能，降低本钱，同时提高了起重机的作业能力及使用经济性。目前伸缩臂机构有两种形式，绳排系统和单缸插销式。绳排系统在中国已经应用的比拟成熟，也是一种历史比拟悠久的技术。此技术的优点是臂长变化容易、工作臂长种类多、可以带载伸缩、实用性很强，缺点是自重重、对整机稳定性的影响较大。而单缸插销式伸缩臂技术是典型的机、电、液一体化系统.而本课题的汽车起重机伸缩臂采用的是双缸双绳排系统，槽形截面，通过传统的设计方法对主臂的三铰点、主臂的长度、及每节臂的长度、液压缸尺寸进行确定，对臂架进行受力分析，利用有限元对臂架进行分析。第1章 绪 论 本课题内容及重要意义
9、近年来，随着社会的开展，社会生活中对起重机的需求越来越大，所以起重机的研发越来越紧迫，由于汽车式起重机转场灵活，从而方便快捷，所以进几年我国的汽车式起重机开展很快。但是，与国外汽车式起重机相比，国外汽车式起重机技术得到了飞速开展，为了降低整机本钱，提高性能，整机质量越来越小，在起重性能相同的情况下，自重约比十年前降低了左右，由于车辆自重的减小，使车辆采用尽可能少的轴数尤其是大吨位起重机，这样，大大简化了车辆的结构，本钱降低，同时提高了起重机的作业能力及使用经济性，所以，同等吨位的销售价较前十年有大幅下降，对中国国内市场造成了很大冲击，因此，对我国的汽车式起重机的生产者来说是一个严峻的考验。臂架
10、是起重机的主要承载构件。起重机通过臂架直接吊载，实现大的作业高度与幅度。臂架的强度决定了最大起重量时整机起重性能，其自重直接影响整机倾覆稳定性，因而臂架结构设计的优劣，将直接影响整机的性能，如整机重量、整机重心高度和整机稳定性等。所以要在保证臂架平安工作的条件下尽量减轻臂架的重量，这对提高整机质量和经济性具有很大的现实意义。根据QAY50汽车起重机工作要求来确定伸缩机构的结构和传动方案，进而采用传统的设计方法对主臂的三铰点、主臂的长度、及每节臂的长度、臂架的结构、液压缸尺寸进行确定，对臂架进行受力计算，采用ANSYS对臂架进行有限元分析。 国内外汽车起重机开展概况及趋势 国内汽车起重机开展概况
11、及趋势中国的汽车式起重机诞生于上世纪的10年代，经过了近30年的开展，期间有过3次主要的技术改良，分别为70年代引进苏联的技术，80年代引进日本的技术，90年代引进德国的技术。但是总体来说，中国的汽车式起重机产业始终走着自主创新的道路，有着自己清晰的开展脉络，尤其是进几年，中国的汽车式起重机产业取得了长足的开展，虽然与国外相比还有一定的差距，但是这个差距正在逐渐的缩小。而且我国目前在中小吨位的汽车式起重机的性能已经完好，能够满足现实生产的要求。在不久的将来，我国的汽车式起重机行业一定会开展成为一个开展稳定，市场化程度高的成熟产业。许多专家认为，高速开展的市场，是中国汽车式起重机产业各个厂商有利
12、的技术创新根底和环境。近几年，中国汽车式起重机产业除了一家较小的公司与日本起重机品牌厂家合资以外，其余厂家一直在追赶国外先进水平的进程中，一直坚持自主的技术创新道路，根本上没有整体引进国外技术的做法，也使的中国汽车式起重机产业在到达和接近国际先进水平的同时，在产品技术上有明显的中国特质。中国汽车式起重机已经大量使用PLC可编程集成控制技术，带有总线接口的液压阀块，液压马达，油泵等控制和执行元件已较为成熟，液压和电器已实现了紧密的结合。可通过软件实现控制性能的调整，大幅度简化控制系统，减少液压元件，提高系统的稳定性，具备了实现故障自动诊断，远程控制的能力。 当前我国新一代汽车起重机产品，起重作业
13、的操作方式，大面积应用先导比例控制，具有良好的微调性能和精控性能，操作力小，不易疲劳。通过先导比例手柄实现比例输送多种负荷的无级调速，有效防止起重作业时的二次下滑现象，极大的提高了起重作业的平安性、可靠性和作业效率。局部大型汽车式起重机还在伸缩臂上使用了单缸插销的伸缩技术，通过液压销作用，以单个液压油缸可完成多节伸臂的运动，并到达各种工况的程度控制和自动伸缩，改变了以往能不油缸加内部绳排的作业方式，使起重机相对更轻，拓展了起重机向更高工作高度开展的空间。在走向国际市场的过程中，我国汽车式起重机产业近几年品质水平的快速提高，也得到了国际拥护的高度肯定，由于产品使用标准，用户的专业素质较高，出口产
14、品的质量反应比在过内有了明显的减少，产品反映较好。这都为中国汽车式起重机行业的开展打下了良好的根底。 国外汽车起重机开展概况及趋势目前世界上约有百余家企业生产汽车起重机，但著名的也就右十余家，如美国的格鲁夫、德国的利勃海尔、徳马克、日本加藤、多田野等。生产的汽车起重机品种有数百种，90年代以来，生产，销售各种吨位的起重机万余台。汽车起重机的市场主要集中在东亚、北美和欧洲。东亚约占销售量的40%，北美和欧洲各约占20%。国外汽车起重机开展的主要特点可以归纳为：多品种生产，标准化程度高和一机多用。 目前，世界汽车起重机的生产，从技术上讲，德国利勃海尔公司略占优势，但从企业规模上讲，美国格鲁公司居世
15、界首位。而生产量那么是日本的多田野和藤加最多。市场总的趋势式供大于求，面对剧烈竞争，国外各大公司除了纷纷增加投资、扩大生产、提高自身的竞争能力外，还通过联合或兼并来提高在国际市场的份额。如1984年，美国格鲁夫公司收购了英国老牌企业科尔斯公司。1987年，德国克虏伯公司收购了格的瓦尔德公司，称为当时德国最大的起重机公司，但该公司1995年又被美国格鲁夫公司收购。1990年，日本多田野兼并了德国法恩公司等。在起重机行业内，国外的大型汽车起重机的开展比我国迅速，在技术和运用上已相当成熟，目前国际市场对汽车起重机的需求在不断增加，从而使国外各大汽车式起重机制企业在生产中更多的应用优化设计，机械自动化和自动化设备，这对起重机行业的开展造成了很大的影响。目前国外的起重机企业主要是生产大吨位的起重机，而且有完善的设计体系，和一批先进的研发人员，不断的进行创新和完善。国外的制造企业现在已经到达规模化的生产，技术含量比拟高，而且液压技术和电子技术在汽车起重机的设计中也已广泛的应用，很多企业的品牌在用户的心中已经打上了坚实的烙印，这也使的国外起重机的继续开展占有了更大的优势。 伸缩臂开展现状伸缩
