汽车起重机总体计算书

汽车起重机总体设计（计算书）0汽车起重机总体设计（计算书）汽车起重机总体设计（计算书）1一、整机主要技术性能参数二、总体计算参数的确定三、坐标系的建立四、行驶状态整机重心及轴荷计算五、变幅机构三铰点计算六、起重作业吊臂仰角、起升高度计算七、吊臂伸缩机构计算八、吊臂强度起重量计算九、稳定性起重量计算十、吊臂强度校核计算十一、支腿反力计算十二、回转支承计算十三、回转机构计算十四、起升机构计算十五、整机作业稳定性及行驶稳定性计算十六、活动支腿危险截面强度校核计算汽车起重机总体设计（计算书）2一、整机主要性能参数1.最大额定起重量（t）162.最大额定起重力矩（t·m）603.基本臂最大起升高度（m）9.84.全伸臂最大起升高度（m）305.主臂加副臂最大起升高度（m）37.56.支腿跨距（纵向×横向）（m）4.7×5.67.主钩满载最大起升速度（m/min）（单绳）708.副钩满载最大起升速度（m/min）659.额定回转速度（r/min）2.510.底盘型号CA5241JQZ11.驱动型式6×412.发动机型号CA6DE2-22额定功率kw/rpm：162/240013.轴距（mm）4065+127014.接近角°16.215.离去角°10.316.最小转弯直径（m）2017.最高行驶速度（km/h）7018.最大爬坡度%2419.整机外型尺寸（m）（长×宽×高）11.971×2.490×3.220.整机重量（t）23.42底盘主要技术性能参数：车辆长（m）9.532车辆宽（m）2.490车辆高（m）2.342前轮距（m）2.024后轮距（m）1.854底盘整备质量（kg）8570前轴（kg）3820中后桥（kg）4750厂定最大总质量（kg）24000前轴允许最大载重质量（kg）6000后轴允许最大载重质量（kg）18000最小离地间隙（mm）250车架满载上平面距地高度（mm）1345汽车起重机总体设计（计算书）3二、总体计算参数的确定1、整机行驶状态下车部分重量、重心参数名称Gi(kg)Xi(cm)Yi(cm)Zi(cm)底盘857021090固定支腿总成23901555吊臂支架93362127主吊钩216135156下车液压系统52114586液压油43418080侧防护28355-5油泵装置8328429走台板37313083工具箱131-16336总计12708注：底盘整备质量其中：G前＝3820kgG底＝8570kgG后＝4750kg行驶状态下车重量、重心计算下车总重G下＝∑Gi＝12708kg重心至双后桥中心线水平距离X下＝∑∑×GiXiGi＝166cm重心至地面的垂直距离Y下＝∑∑×GiYiGi＝84cm重心至纵向中心线右侧的距离Z下＝∑∑×GiZiGi＝0汽车起重机总体设计（计算书）42、上车固定部分重量、重心参数名称Gi(kg)Xi(cm)Yi(cm)Zi(cm)转台及配重319320036.61.5操纵机构28284073上车液压系统214893351主、副起升机构718238737回转支承539060回转机构11145360操纵室及座椅21739575总计5020上车固定部分坐标系为回转支承下平面与回转中心之交点为原点行驶状态上车固定部分重量、重心计算：上车固定部分总重G上固＝∑Gi＝5020kg上车固定部分重心至回转中心水平距离X上固＝∑∑×GiXiGi＝166cm（上车坐标原点后方）上车固定部分重心至回转支承下平面垂直距离Y上固＝∑∑×GiYiGi＝41cm(上车坐标原点上方)上车固定部分重心至整机纵向中心线距离Z上固＝∑∑×GiZiGi＝8cm(整机行驶方向左侧)3、整机行驶状态上车活动部分重量、重心参数名称Gi(kg)Xi(cm)Yi(cm)Zi(cm)吊臂总成430250317855变幅油缸549317-470总计4896上车活动部分坐标系原点为吊臂后铰点中心行驶状态上车活动部分重量、重心计算：汽车起重机总体设计（计算书）5上车活动部分重量G上活＝∑Gi＝4896kg上车活动部分重心距吊臂后铰点水平距离X上活＝∑∑×GiXiGi＝477cm（上车坐标系）上车活动部分重心距吊臂后铰点垂直距离Y上活＝∑∑×GiYiGi＝151cm上车活动部分重心距整机纵向中心线距离Z上活＝∑∑×GiZiGi＝48cm4、整机上、下车几何参数的确定上车回转中心距双后桥中心的水平距离X0回转支承下平面中心距双后桥轮胎中心垂直距离Y0变幅油缸后铰点中心距上车回转中心的水平距离X1变幅油缸后铰点中心距回转支承下平面中心垂直距离Y1吊臂后铰点中心距回转中心的水平距离X2吊臂后铰点中心距回转支承下平面中心垂直距离Y2伸缩油缸后铰点距吊臂后铰点的水平距离X3伸缩油缸后铰点距吊臂后铰点的垂直距离Y3后支腿中心距回转中心的水平距离X4后支腿中心距回转支承下平面的垂直距离Y4吊臂后铰点距吊臂轴线的距离C1吊臂头部滑轮中心距吊臂轴线距离C2副臂根部中心到吊臂轴线距离C3变幅油缸上铰点距吊臂轴线距离C4吊臂头部滑轮中心距吊钩中心距离C5汽车起重机总体设计（计算书）6钢丝绳到吊臂后铰点的力臂C6吊臂初始状态仰角A0副臂工作时吊臂轴线距副臂轴线夹角A1底盘轴距L2底盘轮距LL支腿横向跨距HK支腿纵向跨距ZK基本臂长L0吊臂上两铰点距离L1副臂臂长L2中长臂长LZ全伸臂长LM动载系数K2静载系数K1水平力影响系数K3液压油密度M0基本臂额定仰角AA中长臂额定仰角ABACAD全伸臂额定仰角AE基本臂额定起重量QA中长臂额定起重量QBQCQD全伸臂额定起重量QE主臂+副臂额定起重量Qb下车重量G下上车固定部分重量G上固上车活动部分重量G上活全车重量G全变幅油缸重量G变变幅油缸缸筒重量G变筒汽车起重机总体设计（计算书）7变幅油缸缸杆重量G变杆伸缩油缸重量G伸伸缩油缸缸筒重量G伸筒伸缩油缸缸杆重量G伸杆副臂重量G副吊钩重量G钩基本臂重心（包括伸缩油缸及副臂）lb1中长臂重心lb2lb3lb4全伸臂重心lb5汽车起重机总体设计（计算书）8三、坐标系的建立O下车坐标系O0上车坐标系O1吊臂坐标系O2变幅铰点坐标系在下车坐标系内的上车坐标位置X0Y0Z0在上车坐标系内变幅油缸后铰点位置X1Y1Z1在上车坐标系内吊臂后铰点位置X2Y2Z2在吊臂坐标系内伸缩油缸后铰点位置X3Y3Z3上车坐标系（回转支承上平面原点）下车坐标系（双后桥中心原点）汽车起重机总体设计（计算书）9四、行驶状态整机重心及前后轴荷计算行驶状态上车重量、重心计算：G上＝G上固+G上活＝5020+4896=9916kgX上＝上上活上活上固上固GXGXG′×+×(其中X′上活＝130-X上活)＝10648)477130(48961665020−×+×＝-81cm(负号表示在上车坐标原点左侧)行驶状态整机重心及前后轴荷计算(以全车坐标系双后桥中心线左侧为正)X全＝车下下上上GXGXG×+×＝()车下下上上GXGXXG×+−×0＝()234201661270830819916×+−×＝112cm行驶状态整机重量:G车＝23420kg整车重心:X车＝112cm前轴轴荷:P前后桥桥荷:P后轴距:LL＝470cmP后×LL＝G车×(LL–X全)P后＝()LLLXLG全车−×＝()47011247023421−×＝17839kgP前＝G车-P后＝23421-17839＝5582kgY全＝全下下上上GYGYG×+×=234218412708959916×+×=85cm汽车起重机总体设计（计算书）10五、变幅机构三铰点计算1、变幅机构三铰点的合理确定几何参数的计算L0＝980cmY01＝63.5cmL1＝468cma2＝69.5°a角的变化范围-3°～80°X1＝40cma0＝20.5°X2＝130cmO1O2＝181.5cm2、变幅油缸安装长度及油缸行程的计算变幅油缸安装长度′32OO＝aOOOOOOOO′×′××−′+cos23121231221＝5.14cos7.4685.18127.4685.18122×××−+＝296.4cm(其中o30−=′aa)3、变幅油缸行程HH＝′32OO-H′＝227.6cm(其中H′＝68.8cm)4、变幅油缸全伸长度汽车起重机总体设计（计算书）1132OO＝′32OO+H＝524cm5、变幅油缸最大仰角maxa＝arccosmin31212322312212aOOOOOOOOOO−××−+＝80°(其中mina取-3°)6、变幅油缸推力计算F＝()LaSGXRQBBcos2××++×L＝′×′×323121sinOOaOOOOi式中:F：变幅油缸推力kgQ：额定起重量kgR：额定工作幅度mX2：回转中心至吊臂后铰点的距离mGB：吊臂自重kgSB：吊臂重心至吊臂后铰点的水平距离mia：吊臂任意位置时′3121OOOO与之夹角L：变幅油缸力臂ma：额定起重量工况下吊臂仰角L＝739.45.80sin78.486.1××＝1.85m其中ia＝60°+20.5°＝80.5°′32OO＝4.739m基本臂工况下变幅油缸推力计算:F＝()4640085.160cos345.243023.175.316000=××++×kg汽车起重机总体设计（计算书）12式中:Q＝16000kgR＝3.75mGB＝3919kgSB＝2.345ma＝60°L＝1.85mSB′＝15.67mW＝50kgL0＝1.79m变幅油缸最大工作压力P变P变＝42DFπ＝36346400＝12.8Mpa主臂全伸、副臂展开处于水平位置时，且空载工况下变幅油缸最大推力F0＝3537579.167.15391938500=×+×=′×+×LSGLWBBBkg汽车起重机总体设计（计算书）13六、起重作业、吊臂仰角、起升高度计算吊臂仰角：()LCCarctgCCLXRa2122122arccos−−−++=起升高度：H=()()21222212HHXRCCL−++−−+式中：R：额定工作幅度.L：臂长C1：吊臂后铰点到吊臂轴线的垂直距离（205）C2:吊臂端部滑轮中心到吊臂轴线的垂直距离（485）H1:吊臂后铰点到地面的高度（2572）H2：吊钩中心到吊臂端部滑轮组中心的垂直距离（1200）X2：吊臂后铰点到回转中心的水平距离（1500）其中：C1=0.205mC2=0.485mH1=2.427cmH2=1.3m基本臂工况:取臂长L=9.8m额定工作幅度R=3～8m中长臂工况(Ⅰ):取臂长L=16.7m额定工作幅度R=4～14m中长臂工况(Ⅱ):取臂长L=23.6m额定工作幅度R=5～20m全伸臂工况:取臂长L=30.05m额定工作幅度R=6～22m汽车起重机总体设计（计算书）14工作幅度-----吊臂仰角-----起升高度计算表臂长(m)9.816.723.630.5工作幅度(m)αHαHαHαH33.53.754.04.55.05.56.07.08.09.010.012.014.016.018.020.022.06661°61°59°55°52°48°44°34°20°9.99.79.59.498.68.27.76.34.272°71°69°67°65°61°57°53°48°38°25°16.916.716.516.316.115.615.014.213.411.27.778°76°75°74°73°70°68°65°62°57°51°44°36°27°24.124.023.823.723.523.222.822.321.820.619.017.114.711.277°75°73°71°69°65°61°56°52°47°41°30.730.430.129.829.428.527.526.224.522.920.8汽车起重机总体设计（计算书）15七、吊臂伸缩机构计算伸缩机构伸缩力分析图1、计算参数Q=4000kg（限吊臂带载伸缩4000kg）a=70°(全伸臂工况)Q×sina=3760kgQ×cosa=1368kgG4=489kgG3=585kgG2=780kg汽车起重机总体设计