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文檔簡介
1、<p> 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)前期報(bào)告</p><p> 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目:隨車起重機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p> 一.課題研究目的和意義</p><p> 該題目涉及機(jī)電一體化,滿足本專業(yè)的要求。題目來源于現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)應(yīng)用當(dāng)中,綜合性強(qiáng)。通過完成折臂式隨車起重機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)在設(shè)計(jì)中的思維、邏輯方法、創(chuàng)新能力及科學(xué)態(tài)度,還可以提高學(xué)生的綜合
2、專業(yè)技能及素質(zhì)。</p><p> 二.本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p> 起隨車起重機(jī)是將起重作業(yè)部分裝在載重貨車上的一種起重機(jī)。隨車起重機(jī)由于具備既能起重又能載貨、機(jī)動(dòng)靈活這一獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),而廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、土木建筑、電力、電訊、外作業(yè)、石材業(yè)和碼頭等的貨物裝卸、搶險(xiǎn)救援及遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)移貨物,加裝附加裝置后,還可于橋梁維修、高空架線及檢測等作業(yè)。隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)的規(guī)模不
3、斷加大,隨車起重機(jī)在重運(yùn)輸行業(yè)和野外作業(yè)發(fā)揮的作用也將越來越大。</p><p><b> 圖1 隨車起重機(jī)</b></p><p> 而隨車起重機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)是重中之重,它用于安裝吊臂、起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、配重、發(fā)動(dòng)機(jī)和司機(jī)室的機(jī)架結(jié)構(gòu)它通過旋轉(zhuǎn)支撐裝置裝在起重機(jī)的車架上。為了保證起重機(jī)的正常作業(yè) ,轉(zhuǎn)臺(tái)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,工業(yè)
4、生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和自動(dòng)化程度的提高,起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應(yīng)用越來越廣,作用愈來愈大,對起重機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的要求也越來越高。</p><p> 1、國外隨車起重機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀</p><p> 目前,國際上有瑞典、意大利、奧地利、德國、美國、日本、加拿大等國家的十幾家公司生產(chǎn)的幾十種規(guī)模型號(hào)的隨車起重機(jī),主要以歐洲為主。歐洲從20世紀(jì)40-50年代開始生產(chǎn)隨車起重機(jī),主要廠商有HIAB(瑞典
5、)、FASSI(意大利)、FERRARI(意大利)、PALFINGER(奧地利)、TIRRE(德國)、HEILA(意大利)等;亞洲生產(chǎn)隨車起重機(jī)廠商主要有加藤(日本)、多田野(日本)、古河UNIC(日本);美洲生產(chǎn)隨車起重機(jī)廠商主要有GROVE等。這些都是世界知名的生產(chǎn)隨車起重機(jī)的公司,各公司都形成了功能多元化、品種系列化、機(jī)電液控制一體化的產(chǎn)品體系,最大起重量已超過60t,吊臂長度已超過30m,最大起重力矩已超過1000kNm。<
6、;/p><p> 下面就幾家著名的隨車起重機(jī)廠家的產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行具體分析。</p><p> 瑞典——世界上較早生產(chǎn)隨車起重機(jī)的國家 位于瑞典HUDIKSVALI城的希亞伯(HIAB)公司,是近五十年來世界上居領(lǐng)先地位的、最富有創(chuàng)造力的隨車起重機(jī)制造公司,早在1947年就生產(chǎn)了第一臺(tái)起重機(jī)。該公司在丹麥、荷蘭、西班牙設(shè)有分廠,并在60多個(gè)國家建立了完備的銷售和服務(wù)網(wǎng)。HIAB公司生產(chǎn)的一般用
7、途折臂式隨車起重機(jī),設(shè)計(jì)十分緊湊,行駛狀態(tài)時(shí)的外形尺寸較小。 除生產(chǎn)一般用途的隨車起重機(jī)外,HIAB公司還生產(chǎn)伐木隨車起重機(jī)、船用起重機(jī)、鐵路軌道車隨車起重機(jī)。此外HIAB公司還配備了多種附加裝置如抓斗、吊籃、鉆頭、特殊板叉、裝輪胎機(jī)械手等,使隨車起重機(jī)除起重作業(yè)外還可完成散裝物料裝卸、鉆孔、高空作業(yè)、成堆建筑板料裝卸以及大型輪胎拆裝等項(xiàng)工作,實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多。</p><p> 圖2 黑亞波 XS800 &
8、lt;/p><p> (2) 意大利——世界上隨車起重機(jī)生產(chǎn)廠家最多的國家 意大利隨車起重機(jī)年產(chǎn)量達(dá)萬臺(tái),而且50%供出口。該國的生產(chǎn)特點(diǎn)是:工廠小、產(chǎn)量大、品種全、出口多。共有FERRARI、PESCI、CORMACH、HEILA等十多家生產(chǎn)廠,規(guī)模從幾十人到一百多人,但每個(gè)工廠的年產(chǎn)量都在千臺(tái)以上,且各廠均有自己較完善的系列產(chǎn)品。 </p><p> 1). FERRARI公司 設(shè)在意
9、大利艾米利亞(EMILIA)的FERRARI公司,從1970年以來就制造隨車起重機(jī),1998年以后該公司建立了一個(gè)完整的鉸接的折臂式隨車起重機(jī)“S”系列。 </p><p> 2). PESCI公司 PESCI公司建廠于1860年,現(xiàn)在是專門生產(chǎn)鉸接的折臂式隨車起重機(jī)的公司,有SL、SM、SP三個(gè)系列品種。PESCI公司的產(chǎn)品,具有多節(jié)起重臂,并且可裝有多種形式的附加伸長臂,并可選用種類繁多的附件,如鋼絲繩卷揚(yáng)
10、機(jī)、抓斗、吊桶、遙控裝置等。</p><p> 3). CORMACH公司 CORMACH公司的一般用途隨車起重機(jī)可用于拖曳和起吊集裝箱。特殊用途的隨車起重機(jī)可用作伸縮臂救險(xiǎn)車。CORMACH公司產(chǎn)品的特點(diǎn)是吊臂伸縮采用了多級(jí)復(fù)合油缸,車架裝設(shè)了前后H型支腿,四支點(diǎn)保證整車具有良好的穩(wěn)定性。 </p><p> 4). HEILA公司 HEILA公司的產(chǎn)品品種比較齊全,其特點(diǎn)是起重臂為
11、折臂加伸縮式,并可加裝副臂,以擴(kuò)大其工作范圍。 圖3 130/145.11.4S 型液壓隨車起重機(jī)</p><p> (3) 日本——建立了對隨車起重機(jī)綜合評價(jià)的新概念 維修業(yè)與建筑業(yè)的繁榮,致使日本國內(nèi)市場對隨車起重機(jī)的需求量大增,古河UNIC、加藤、多田野三家公司是日本隨車起重機(jī)的主要生產(chǎn)廠,它們的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相似,因此只重點(diǎn)介紹一下古河U
12、NIC機(jī)械金屬株式會(huì)社的產(chǎn)品。古河UNIC生產(chǎn)直臂式、折臂式兩種隨車起重機(jī),以直臂式為主。</p><p> 圖4 多田野TM-ZR363隨車起重機(jī)</p><p> 直臂式產(chǎn)品的特點(diǎn)是:吊臂為六邊形斷面,采用全動(dòng)力伸縮,轉(zhuǎn)臺(tái)以3支點(diǎn)方式固定在車架上,此種支撐方式,能分散起重機(jī)在不平路面上行駛時(shí)產(chǎn)生在車架上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,還配備了高起動(dòng)力矩軸向柱塞馬達(dá)的起升機(jī)構(gòu),能保證順利起吊易于損壞的貨
13、物,其支腿可全伸或半伸,這樣就使在狹窄工地上作業(yè)成為可能。此外備有幅度指示器、重量顯示、過卷報(bào)警、吊鉤安全止動(dòng)銷等多種安全裝置。日本人根據(jù)當(dāng)今的市場需求,建立了對隨車起重機(jī)產(chǎn)品特征綜合評價(jià)的新概念,即美觀、安全、舒適、簡單。 </p><p> 1). 美觀:古河UNIC隨車起重機(jī)的外觀設(shè)計(jì),要求和城市的景觀相協(xié)調(diào),因此采用了帶圓角的造型,以減輕人們過去對起重機(jī)的威壓感。在著色上,實(shí)現(xiàn)了與卡車的一體化。 <
14、;/p><p> 2). 安全:古河UNIC隨車起重機(jī)的安全裝置,基本上是按照與汽車起重機(jī)相同而配置的。最近該公司又推出一種整機(jī)穩(wěn)定性報(bào)警裝置,它是根據(jù)液壓支腿反力,測定出油缸的內(nèi)腔壓力,然后與規(guī)定值進(jìn)行比較、運(yùn)算,當(dāng)出現(xiàn)傾翻危險(xiǎn)時(shí),發(fā)出聲光或語言報(bào)警。自動(dòng)收鉤裝置,是古河UNIC的又一創(chuàng)新。這種方法是將吊鉤水平收緊在吊臂的下平面上,當(dāng)起重機(jī)行駛時(shí),吊鉤和繩索不會(huì)妨礙駕駛員的視線,在雨天行駛還可減少鋼索的油水飛濺到
15、駕駛室正面的玻璃上,提高了行駛的安全性,也可防止以往的鋼索固定方法,由于鋼索收的過緊,造成車架變形的不良影響。 </p><p> 3). 舒適:古河UNIC隨車起重機(jī)的全部操作,都能用位于車架兩側(cè)的操作桿加以控制,操作極其輕便,不會(huì)使人感到疲勞,在升降、伸縮、回轉(zhuǎn)、起落、支腿伸縮五個(gè)操作手柄上,均貼有明顯的形象化標(biāo)記,而且在回轉(zhuǎn)手柄上切有細(xì)槽,因此即使在夜間也極易識(shí)別。還配置無線遙控裝置,操作者可一手拿按鈕,
16、另一只手扶重物,準(zhǔn)確地進(jìn)行起重作業(yè)。 </p><p> (4) 美國——大公司同樣重視隨車起重機(jī)的生產(chǎn)和發(fā)展 GROVE公司是美國最大的輪式起重機(jī)制造商,主要生產(chǎn)汽車起重機(jī)、越野式輪胎起重機(jī)、全路面起重機(jī),而NATIONALCRANE則是GROVE專門生產(chǎn)隨車起重機(jī)的子公司,該公司以生產(chǎn)直臂式隨車起重機(jī)見長,近幾年又重點(diǎn)開發(fā)了鉸接的折臂式起重機(jī)。 該公司生產(chǎn)的直臂式隨車起重機(jī)為后置式,設(shè)計(jì)風(fēng)格獨(dú)特,采用了一種
17、全液壓高支點(diǎn)弧線擺出式斜伸支腿,支腿的支撐點(diǎn)很高,擺出后成A字形,這種支腿有較大的跨距,并能在不平的路面上有效地調(diào)平。吊臂斷面 圖5 美國折臂式起重機(jī)-52/380 為矩形,采用高強(qiáng)度鋼制造,節(jié)數(shù)2~4節(jié),可以裝設(shè)1~2節(jié)副臂,副臂在主臂側(cè)面折疊存放。吊臂為全動(dòng)力伸縮,回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)有齒輪齒條式和回轉(zhuǎn)支承小齒
18、輪式兩種,后一種是由一個(gè)抗剪切滾珠軸承和低速大扭矩馬達(dá)帶動(dòng)的小齒輪組成。 近幾年該公司還注意發(fā)展了鉸接的折臂式隨車起重機(jī),其支腿均為H型,起升機(jī)構(gòu)以背包式安裝在吊臂后端。該公司生產(chǎn)的隨車起重機(jī)均可裝配1人</p><p> 2、國內(nèi)隨車起重機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀</p><p> 我國隨車起重機(jī)的生產(chǎn)起步較晚,到70年代末,全國生產(chǎn)的隨車起重機(jī)產(chǎn)品品種還很單一,生產(chǎn)規(guī)模很小,到80年代,隨車起重機(jī)
19、產(chǎn)品的品種及產(chǎn)量均呈增長趨勢,近幾年來,隨車起重機(jī)在國內(nèi)市場的產(chǎn)銷總量增長勢頭更猛,從行業(yè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出,1999年市場總量為1000臺(tái)左右,2000年市場總量約為1300臺(tái),2001年市場總量約為1700臺(tái),目前的市場總量約為2000臺(tái)。 全國生產(chǎn)隨車起重機(jī)的廠家約有10多家,主要企業(yè)有徐州隨車起重機(jī)公司、石家莊煤礦機(jī)械廠、山西長治清華機(jī)械廠、武漢汽車起重機(jī)廠、湖南專用汽車制造廠等。另外,近年泰安東岳重工機(jī)械有限公司(原泰安起重機(jī)廠
20、)與日本古河UNIC機(jī)械金屬株式會(huì)社合資成立了泰安古河機(jī)械有限公司;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)。 </p><p> 徐州隨車起重機(jī)公司組建于2001年9月,在消化吸收國外先進(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),并由航天部定點(diǎn)生產(chǎn)國防工程專用隨車起重運(yùn)輸裝填車、雷達(dá)車等產(chǎn)品,其產(chǎn)品曾批量出口伊拉克等國家。近兩年來,依靠技術(shù)創(chuàng)新,取得了較快發(fā)展,2
21、002年開發(fā)了近20個(gè)新產(chǎn)品,在國內(nèi)處于</p><p> 圖 6 徐隨SQ16ZA4J2隨車起重機(jī) </p><p> 領(lǐng)先地位,成為我國隨車起重機(jī)行業(yè)的后起之秀。 </p><p> 石家莊煤礦機(jī)械廠是我國較早生產(chǎn)直臂卷揚(yáng)隨車起重機(jī)的工廠。 </p><p> 山西長
22、治清華機(jī)械廠是航空航天部直屬企業(yè),早期生產(chǎn)直臂式隨車起重機(jī)。該廠引進(jìn)瑞典黑亞波(HIAB)公司生產(chǎn)技術(shù)后,生產(chǎn)折臂式產(chǎn)品,無起升機(jī)構(gòu),采用變幅方式進(jìn)行重物升降,具有歐洲產(chǎn)品的風(fēng)格。 </p><p> 武漢汽車起重機(jī)廠是較早生產(chǎn)隨車起重機(jī)的廠家,其產(chǎn)品為直臂式卷揚(yáng)起重機(jī),與東風(fēng)、解放及黃河汽車配套,可在汽車底盤的尾部又加裝了10t液壓絞盤,特別適合于電業(yè)部門搶險(xiǎn)與施工需要。 </p><p&
23、gt; 湖南專用汽車制造廠始建于1950年,系湖南省機(jī)械行業(yè)重點(diǎn)企業(yè),是國家計(jì)委、國家經(jīng)貿(mào)委和機(jī)械工業(yè)部在全國唯一定點(diǎn)的隨車起重運(yùn)輸車生產(chǎn)基地。主要產(chǎn)品有隨車起重運(yùn)輸車、自卸車、廂式車、運(yùn)輸加油車、后裝壓縮式垃圾車等。</p><p> 由于我國隨車起重機(jī)起步于70年代,相對較晚,而且發(fā)展速度不快,只是近幾年才有較大發(fā)展,和國外相比,還有很大的差距。具體表現(xiàn)在: </p><p>
24、(1).品種少、產(chǎn)量低 我國隨車起重機(jī)現(xiàn)處于初級(jí)發(fā)展階段,品種較少。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)于國外一個(gè)廠家的生產(chǎn)能力。 </p><p> (2).起重力矩小,技術(shù)水平低 我國隨車起重機(jī)以直臂卷揚(yáng)為主,受國內(nèi)汽車底盤的限制,起重力矩小,其他性能指標(biāo)也一般低于國外先進(jìn)產(chǎn)品。目前國內(nèi)企業(yè)對隨車起重機(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。 </p&
25、gt;<p> (3).安全裝置不齊全,操作不方便 我國隨車起重機(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)了有線與無線遙控。 </p><p> (4).功能單一 我國隨車起重機(jī)以起重作業(yè)及運(yùn)輸功能為主,而國外隨車起重機(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
26、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。 </p><p> (5) 外形不美觀 我國隨車起重機(jī)設(shè)計(jì)單調(diào),忽視了和汽車外形的協(xié)調(diào),而國外對隨車起重機(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)隨宜。</p><p><b>
27、 本課題主要研究內(nèi)容</b></p><p> 本課題主要以隨車起重機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)為研究對象,通過對國內(nèi)外隨車起重機(jī)的了解,對隨車起重機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)加以改進(jìn),設(shè)計(jì)出隨車起重機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)圖,并利用ANSYS軟件對其進(jìn)行有限元分析,建立工況與承載分析,轉(zhuǎn)臺(tái)有限元模型建立及分析,然后根據(jù)轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)受應(yīng)力、應(yīng)變分析情況,對轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),以增加結(jié)構(gòu)的局部強(qiáng)度和局部剛度,根據(jù)分析結(jié)果做合理的改進(jìn)和調(diào)整。</
28、p><p> 四.可能遇到的問題和擬采用的解決問題辦法</p><p> 1.傳統(tǒng)的計(jì)算方法將轉(zhuǎn)臺(tái)簡化為懸臂梁處理, 計(jì)算誤差極大。采用有限元方法是計(jì)算回轉(zhuǎn)臺(tái)的有效途徑可以取得滿意的結(jié)果。</p><p> 2.轉(zhuǎn)臺(tái)是隨車起重機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件總成之一,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性直接影響整車的工作性能。通過有限元分析后發(fā)現(xiàn),最大應(yīng)力多集中在變幅缸下鉸點(diǎn)、吊臂后鉸點(diǎn)及轉(zhuǎn)臺(tái)底板等區(qū)
29、域,故在轉(zhuǎn)臺(tái)施工設(shè)計(jì)中,應(yīng)對上述區(qū)域采取局部加強(qiáng)的方式,既減輕了轉(zhuǎn)臺(tái)自重、有利于整車輕量化,又滿足汽車起重機(jī)各種工況對轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的。</p><p> 3.當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)為臥式放置時(shí)"工件及轉(zhuǎn)臺(tái)重量對支承件作用的只是向下的正壓力"而不會(huì)產(chǎn)生彎矩,而將轉(zhuǎn)臺(tái)立放時(shí)"工件及轉(zhuǎn)臺(tái)重量對支承件除了有向下的壓力外"還會(huì)有附加的彎矩產(chǎn)生, 特別是在工件及其夾具無法實(shí)現(xiàn)輔助支承的條件下"
30、向下的壓力和附加的彎矩會(huì)更大,加大立式轉(zhuǎn)臺(tái)的尺寸是提高剛性的辦法"但是由于立轉(zhuǎn)臺(tái)是安裝在臥式轉(zhuǎn)臺(tái)上面"所以立轉(zhuǎn)臺(tái)的尺寸受到限制。如何在適當(dāng)尺寸的條件下讓立轉(zhuǎn)臺(tái)可以承受重載是我們在設(shè)計(jì)中需要解決的問題。</p><p> 轉(zhuǎn)臺(tái)是由伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)件帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的"當(dāng)電動(dòng)機(jī)型號(hào)一定時(shí)"中間傳動(dòng)件的降速比越小"則轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速越高(而中間傳動(dòng)件的降速比越大"轉(zhuǎn)臺(tái)所獲
31、得的轉(zhuǎn)矩就越大。如何設(shè)置適當(dāng)?shù)慕邓俦?quot;使立轉(zhuǎn)臺(tái)既可高速旋轉(zhuǎn)"又可承受大的加工轉(zhuǎn)矩是我們在設(shè)計(jì)中需要解決的問題。</p><p><b> 計(jì)劃進(jìn)度表</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1] 胡宗武 汪西應(yīng) 汪春生.起重機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)例[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版
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