SQ6S伸缩臂式随车起重机设计计算书1.docx
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SQ6S伸缩臂式随车起重机设计计算书1
SQ6S伸缩臂式随车起重机设计计算书1
SQ6S伸缩臂式随车起重机设计计算书
第一章概述
SQ6S型随车起重机是以解放CA1165P1K2L2载重汽车为底盘，起重机直接安装在驾驶室和货箱之间的车架上，车架部分改装，动力以取力机构的形式从汽车发动机得到动力，各工作机构的动力皆来源于液压泵，在设计过程中，强调整车的性价比。
第二章整车稳定性的计算
一、装后起重机作业的主要参数和起重性能表：
表一
类别
项目
单位
数值
起
重
机
性
能
参
数
最大额定起重量
Kg
6000
最大最小工作幅度
m
9.24/2.25
吊臂长度
m
4.16~9.46
最大起升高度
m
12
最大起升力矩
全缩
T.m
13.5
全伸
T.m
10.2
支腿
跨距
全缩
m
2.15
全伸
m
5
钢丝绳
直径
mm
11
长度
m
63
工作幅度（m）
额定起升重量（Kg）
臂长4.16
臂长6.81
臂长9.46
2.25
6000
3900
3500
3
4500
3700
3200
4
3300
2600
2500
5
2300
6
1900
1700
6.6
1700
1500
8
1250
9.2
1100
二、底盘重心位置计算
1.根据底盘技术参数可知如下参数：
表二
CA1165P1K2L2技术参数
类别
项目
单位
数值
桥
荷
分
配
空载
前桥
Kg
2870
中、后桥
Kg
4170
满载
前桥
Kg
3730
中、后桥
Kg
12310
轴矩
前桥至中桥
mm
3865
中桥至后桥
mm
1270
2.底盘本身重心距前桥的距离计算R
根据表二可知空载时汽车的桥荷情况，如图一可计算出R
根据力学公式可得：
R=4170（3865+1270/2）/7040=2665mm
三、吊机本身重心的计算
1．吊机在全缩状态时的重心计算
1．1各部件距回转中心的距离L（i）mm和各部件的重量G（i）Kg
1.1.1吊勾总成L
（1）=3940G
（1）=54.1
1.1.2伸缩臂总成L
（2）=1800G
（2）=723.4
1.1.3起升机构L（3）=-55G（3）=95
1.1.4转台与齿轮柱焊接L（4）=-30G（4）=207
1.1.5油箱安装总成L（5）=-215G（5）=36
1.1.6固定支腿与活动支腿装配L（6）=-270G（6）=506.8
1.1.7回转基座装配L（7）=0G（7）=120
1.1.8基座与固定腿焊接L（8）=0G（8）=165
1.1.9操纵系统L（9）=250G（9）=40
1.1.10液压系统L（10）=200G（10）=200
1.1.11变幅油缸L（11）=280G（11）=120
1.1.12其它L（12）=0G（12）=70
1.2吊机自重：
G（S）=G（i）=2337Kg
1.3吊机重心距回转中心距离：
L1=G（i）L（i）/G（S）=620mm
2.吊机在全伸状态时的重心计算
2.1各部件距回转中心的距离L2（i）mm
经分析可知：
只有吊勾和伸缩臂总成的重心发生变化
2.1.1吊勾总成L2
（1）=9240
2.1.2伸缩臂总成L2
（2）=4000
2.2吊机重心距回转中心距离：
L1=G（i）L（i）/G（S）=1421mm
3.吊机在行驶状态下的桥荷分布：
根据上述计算全缩时吊机重心距回转中心距离为620mm。
又根据设计图纸可知：
回转中心距前桥的距离为1500mm。
因此吊机重心距前桥距离为
620+1500=2120mm根据图二受力分析可知前、后桥增加的重量分别为R1、R2
R1X4500=2337X（4500-2120）=1236Kg
R2=2337-1236=1101Kg
由此可知：
行驶状态下前桥的桥荷为2870+1236=4106Kg
4．整车在起吊最危险时稳定性计算如图三所示可知：
倾翻力矩：
MQ=7012X1100=7713200Kg.mm
稳定力矩：
MW=2337X（2228-1500）+7040X1672=13472216Kg.mm
稳定系数S：
S=MW/MQ=1.75
第三章吊机结构件设计计算
一、各臂的强度校核
如图四所示可知：
各臂最危险截面分别在如图四所示的剖面上。
1．基本臂的强度校核
1.1基本臂的最小截面模量WA=414388mm3其结果是由计算软件得出。
其材料为HQ60屈服极限为500Mpa,许用应力为[]=500/1.5=333.33Mpa
1.2基本臂的所受的最大弯矩MA=G.L+G1.L1+G2.L2+G3.L3
其中G----最大幅度时所吊的重量为1100Kg
其中G1----基本臂本身的重量238Kg
其中G2----一节伸臂本身的重量144Kg
其中G3----二节伸臂本身的重量129Kg
其中L----最大幅度时距截面的距离为8425mm
其中L1----基本臂重心到截面的距离为1050mm
其中L2----一节伸臂重心到截面的距离为4166mm
其中L3----二节伸臂重心到截面的距离为7035mm
MA=G.L+G1.L1+G2.L2+G3.L3=11024819Kg.mm
=MA/WA=26.6Kg/mm2<[]
2．一节伸缩臂的强度校核
2.1一节伸缩臂的最小截面模量WA=288027mm3其结果是由计算软件得出。
其材料为HQ60屈服极限为500Mpa,许用应力为[]=500/1.5=333.33Mpa
2.2基本臂的所受的最大弯矩MA=G.L+G2.L2+G3.L3
其中G----最大幅度时所吊的重量为1100Kg
其中G2----一节伸臂本身的重量144Kg
其中G3----二节伸臂本身的重量129Kg
其中L----最大幅度时距截面的距离为5584mm
其中L2----一节伸臂重心到截面的距离为1330mm
其中L3----二节伸臂重心到截面的距离为4254mm
MA=G.L++G2.L2+G3.L3=6882686Kg.mm
=MA/WA=23.9Kg/mm2<[]
3．二节伸缩臂的强度校核
3.1一节伸缩臂的最小截面模量WA=228703mm3其结果是由计算软件得出。
其材料为HQ60屈服极限为500Mpa,许用应力为[]=500/1.5=333.33Mpa
3.2基本臂的所受的最大弯矩MA=G.L+G3.L3
其中G----最大幅度时所吊的重量为1100Kg
其中G3----二节伸臂本身的重量129Kg
其中L----最大幅度时距截面的距离为2779mm
其中L3----二节伸臂重心到截面的距离为1350mm
MA=G.L++G2.L2+G3.L3=3231050Kg.mm
=MA/WA=14.1Kg/mm2<[]
二、伸缩臂总成的挠度校核
1.挠度的计算：
由实际工况可知伸缩臂总成各臂都可认为悬臂梁结构。
因此也可简化如图四：
其各个截面的惯性矩分别为
IA—惯性矩I1=79729603mm4
IB—惯性矩I2=51070540mm4
IC—惯性矩I2=36819657mm4
由设计图样可知各臂的重量和距各截面的距离。
G－吊重的总重1100kg
G1－基本臂的重量238kg
G2－一节伸缩臂的重量144kg
G3－二节伸缩臂的重量129kg
2.1计算基本臂的挠度和转角
f基由基本臂的重量和其所产生的弯矩两部分组成。
2.1.1基本臂的所受的最大弯矩MA=G.L+G1.L1+G2.L2+G3.L3
其中G----最大幅度时所吊的重量为1100Kg
其中G1----基本臂本身的重量238Kg
其中G2----一节伸臂本身的重量144Kg
其中G3----二节伸臂本身的重量129Kg
其中L----最大幅度时距截面的距离为8425mm
其中L1----基本臂重心到截面的距离为1050mm
其中L2----一节伸臂重心到截面的距离为4166mm
其中L3----二节伸臂重心到截面的距离为7035mm
MA=G.L+G1.L1+G2.L2+G3.L3=11024819Kg.mm
f基==26.55mm
26.55÷2840=0.0093r
f基==9.03mm
9.03÷1240=0.0073r
－搭接长度所产生的角度。
L=908间隙2mm
=2/908=-0.0022r
2.2计算一节伸缩臂产生的挠度和转角
f一由一节伸缩臂的重量和其所产生的弯矩两部分组成。
2.2.1基本臂的所受的最大弯矩MA=G.L+G2.L2+G3.L3
其中G----最大幅度时所吊的重量为1100Kg
其中G2----一节伸臂本身的重量144Kg
其中G3----二节伸臂本身的重量129Kg
其中L----最大幅度时距截面的距离为5584mm
其中L2----一节伸臂重心到截面的距离为1330mm
其中L3----二节伸臂重心到截面的距离为4254mm
MA=G.L++G2.L2+G3.L3=6882686Kg.mm
f一==25.25mm
25.25÷2805=0.009r
f一==12.28mm
12.28÷1400=0.0088r
－搭接长度所产生的角度。
L=912间隙2mm
=2/912=-0.0022r
2.3计算二节伸缩臂产生的挠度和转角
f二由二节伸缩臂的重量组成。
f==14.94mm
2.4伸缩臂总成的总挠度
fz=f基+基f基+f+L伸
=26.55+9.03+25.25+12.28+14.94+（0.0088+0.009+0.0093+0.0073-0.0044）×5584
=255.6mm
三、齿轮柱校核计算
因其最大起升力矩与SQ6Z的相同，因此在这不再重复计算。
参见SQ6S即可。
四、固定支腿与活动支腿强度校核
求支腿的支承反力
经分析得：
吊臂与活动支腿在同一铅垂面内支腿所承受的力最大
如图五所示：
1．求支腿支点A的反力F1
对O点取矩可得：
F1＝1100X9240/2500=4065kgf
2．校核固定支腿和活动支腿的强度
如图五所示可知：
A－A和B－B截面分别是固定支腿和活动支腿最危险的两个截面。
2.1固定支腿的强度校核：
2.1.1固定支腿的截面模量WA=366235mm3其结果是由计算软件得出。
其材料为HQ60屈服极限为500Mpa,许用应力为[]=500/1.5=333.33Mpa
2.1.2固定支腿的所受的最大弯矩
MA=4065X（2500-1150+420）=7195050Kg.mm
=MA/WA=19.6Kg/mm2<[]
2.2活动支腿的强度校核：
2.2.1固定支腿的截面模量WA=336318mm3其结果是
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