汽车起重机伸缩臂系统设计

毕业设计（论文）题目汽车起重机伸缩臂系统设计学生姓名肖文涛学号2006105334专业机械设计制造及自动化班级20061052指导教师谭宗柒评阅教师完成日期2010年月日三峡大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学士学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人拥有自主知识产权，没有抄袭、剽窃他人成果，由此造成的知识产权纠纷由本人负责。学位论文作者签名：日期：2010-5-29学位论文版权使用受权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索‘可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。本学位论文属于：1、保密□，在年解密后适用本书授权。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）目录前言………………………………………………………………………1摘要………………………………………………………………………21绪论.........................................................................................................................21.1国内外汽车起重机发展概况及趋势................................................................21.2伸缩臂结构发展现状........................................................................................41.3伸缩臂机构形式介绍........................................................................................61.4本课题内容及重要意义....................................................................................72QAY50汽车起重机主要技术参数和工作级别...........................................72.1QAY50起重机主要技术参数.............................................................................72.2QAY50汽车起重机的工作级别.........................................................................93伸缩臂传动方案和臂架截面的确定...........................................................123.1伸缩臂传动方案的确定..................................................................................123.2伸缩臂架截面的确定......................................................................................144伸缩臂设计计算................................................................................................174.1起重机伸缩臂尺寸的确定.......................................174.2臂架伸缩液压缸的计算及选择...................................224.3伸缩臂受力计算...............................................255伸缩臂有限元分析............................................................................................315.1伸缩吊臂有限元模型建立.......................................325.2计算结果与分析...............................................34总结..........................................................................................................37致谢..........................................................................................................38参考文献..................................................................................................391汽车起重机伸缩臂系统设计学生：肖文涛指导老师：谭宗柒三峡大学机械与材料学院摘要：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。所以要在保证臂架安全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DesignoftruckcraneTelescopicboomsystemStudent：XiaoWen-taoSupervisor：TanZhong-qi(CollegeofMechanical&MaterialEngineering,ChinaThreeGorgesUniversity)Abstract：Boomisthemainhostofcranecomponents.Directlythroughthejibcranehangingload,toachievegreatheightandrangeoperations.Armstrengthdeterminesthemaximumtimefromtheweightliftingmachineperformance,itsweightdirectlyaffectthemachineoverturningstability,structuraldesignandthereforemeritsofboom,willdirectlyaffecttheoverallperformance,suchastheweightofthewholemachinecenterofgravityheightandmachinestability.Thus,toensuresafeworkingconditionsofboomtominimizetheweightofboom,whichimprovesoverallqualityandeconomyofgreatpracticalsignificance.MainlybasedonXCMGtruckcrane50tonsofrequeststodeterminethestructureandtransmissionexpansionprogram,andthenusingthetraditionaldesignmethodisthemainarmofthethreenodes,themainarmlength,armlength,andeachsection,Boomstructure,determinethesizeofhydrauliccylinders.Keywords：Telescopicboom;hydrauliccylinder;Structureofboom；ansys2前言近年来，随着社会的发展，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发展，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汽车起重机伸缩机构的分析和研究，从而改进汽车起重机的整机性能，降低成本，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较成熟，也是一种历史比较悠久的技术。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。1绪论1.1国内外汽车起重机发展概况及趋势1.1.1国内汽车起重机发展概况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年的发展，期间有过3次主要的技术改进，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，有着自己清晰的发展脉络，尤其是进几年，中国的汽车式起重机产业取得了长足的发展，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发展成为一个发展稳定，市场化程度高的成熟产业。许多专家认为，高速发展的市场，是中国汽车式起重机产业各个厂商有利的技术创新基础和环境。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，基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达到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。3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安全性、可靠性和作业效率。部分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，并达到各种工况的程度控制和自动伸缩，改变