35T履带起重机臂架系统设计Word文件下载.docx
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2.1.1作业工况·
2.1.2机构速度·
-9-
2.2臂架的结构型式·
2.3.经济性分析·
-10-
第3章臂架系统的计算·
-12-
3.1所选材料许用应力计算·
3.1.116Mn（Q345B）许用应力计算·
3.1.240Cr许用应力计算·
-13-
3.2主臂的计算·
3.2.1最大起重量工况计算·
-14-
3.2.2最长主臂工况计算·
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3.3副臂的计算·
-26-
3.3.1最大起重量工况计算·
-27-
3.3.2最长副臂工况计算·
-36-
3.4撑杆的计算·
-37-
3.4.1固定副臂撑杆整体稳定性的计算·
本科毕业论文（设计）
3.4.2固定副臂撑杆下铰点销轴和单耳计算·
-40-
3.5拉索的计算·
3.5.1主臂拉索计算·
3.5.2固定副臂拉索计算·
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结论·
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致谢·
-44-
参考文献·
-45-
摘要
履带起重机是广泛应用于电力建设、市政建设、桥梁施工、石油化工、水利水电
等行业的一种起重运输设备，随着经济建设的发展，对其需求越来越大，对其性能的
要求也越来越高。
本次设计的35吨履带起重机是35吨履带起重机的臂架系统设计，臂架是履带式
起重机的重要构件之一，臂架设计得是否合理，直接影响着起重机的起升能力。
本文主要内容包括：
国内外履带起重机发展状况的比较，桁架臂的介绍，主臂、
副臂及撑杆结构设计，臂架的强度、刚度和稳定性计算，臂架连接处强度的校核。
同
时完成臂架系统装配图，主臂、副臂及撑杆的装配图和相关零部件的工程图。
设计过
程采用Pro/E软件进行三维实体建模，并进行虚拟装配，最后应用其工程图模块转化
为二维工程图。
本次设计的35吨履带起重机参考了抚顺挖掘机制造责任有限公司的
QUY35履带起重机，并且严格按照《起重机设计规范》、《机械设计手册》进行设
计，其性能和质量满足相关要求。
关键词：
履带起重机，臂架，强度，稳定性
大连水产学院本科毕业论文（设计）
TheBoomDesignof35tCrawlerCrane
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Crawlercraneisakindofhoistingequipmentwhichiswidelyusedinelectricpower
construction,cityplanningconstruction,bridgeconstruction,petroleumchemicalplant
constructionandwaterconservancyetc.industry.Alongwiththedevelopmentof
economicinourcountry,therequirementofcrawlercraneislargerandlarger,andthe
requestofthecapabilityishigherandhigher.
The35tcrawlercranedesignedisapracticalprojectresearchedanddeveloped
independentlybyTheConstructionMachineryResearchCenterYLYThedesignisabout
the35tcrawlercrane’sboomsystem.Theboomisoneofthekeypartsofcrawlercrane,
whichaffectstotheliftingcapacityofthecranedirectly.
Themaincontentofthepaperincludesthecrawlercrane’sdevelopmentcomparison
domesticwithabroad,abriefintroductionoflatticeboom,thestructuredesignofthemain
boom,thefixedflyjib,andthefixedjibstrut,thecalculationofthestrengthandstability
oftheboomsystem,thecheckingofstrengthofstrengthofconnects.Whileatthesame
timeplanarengineeringdrawingmustbedone,suchastheassemblingoftheboomsystem,
thefixedjibstrutandtherelatedparts.WeusethePro-Esoftwaretodesignthe3Dentity,
andmakedummyassembly.Andthen,the3Dentityistransformedtotheplanar
engineeringdrawingwiththePro/Eplanarengineeringdrawingmodule.Inthedesign
process,werefertotheQUY35crawlercraneofFunshunExcavatorCorporationLTD.,
andaccordtothe《CraneDesignStandard》andthe《MachineDesignHandbook》strictly.
Itscapabilityandqualitymeettherequirement.
KeyWords：
CrawlerCrane，LatticeBoom，TheStrength，TheStability
II
大连水产学院本科毕业论文（设计）第１章履带起重机概述
１．１履带起重机简介
第１章履带起重机概述
履带起重机是将起重作业部分装在履带底盘上、行走依靠履带装置的流动式起重机，可以进
行物料起重、运输、装卸和安装等作业。
履带起重机具有接地比压小、转弯半径小、可适应恶劣
地面、爬坡能力大、起重性能好、吊重作业不需打支腿、可带载行驶等优点，并可借助更换吊具
或增加特种装置成为抓斗起重机、电磁起重机或打桩机等，实现一机多用，进行桩工、土石方作
业，在电力建设、市政建设、桥梁施工、石油化工、水利水电等行业应用广泛。
履带起重机的带
载行驶、臂长组合多、起重性能好、作业高度和幅度大是其独有的无与伦比的优势，具有其他起
重设备无法替代的地位。
随着经济的高速发展，国家基本建设的规模越来越大，需要吊运的物品的质量、体积和起升
高度都越来越大，履带起重机愈来愈显示其优越性，市场容量迅速上升，引起了国际知名厂商的
关注，国内起重机行业也兴起了履带起重机开发热潮。
１．２国外履带起重机发展状况
目前，国外专业生产履带起重机的厂家很多，德国的主要生产厂家有利勃海尔（Ｌｉｅｂｈ
ｅｒｒ）公司、特雷克斯——德马格（Ｔｅｒｅｘ—Ｄｅｍａｇ）公司、森尼波根（Ｓｅｎｅｂ
ｏｇｅｎ）公司，美国主要生产厂家有马尼托瓦克（Ｍａｎｉｔｏｗｏｃ）公司、林克——贝尔
特（Ｌｉｎｋ＿ｂｅｌｔ）公司、Ｐ＆Ｈ公司，日本的主要生产厂家有神钢（Ｋｏｂｅｌｃｏ）
公司、日立住友（Ｈｉｔａｃｈｉ—Ｓｕｍｉｔｏｍｏ）公司和石川岛（ＩＨＩ）公司，其中利
勃海尔、特雷克斯——德马格、马尼托瓦克、神钢、日立住友等公司产品系列较全，市场占有率
较高。
表１列出了国外履带起重机主要生产公司系列型谱。
１．德国利勃海尔（Ｌｉｅｂｈｅｒｒ）公司
利勃海尔公司，一个以塔机起家、拥有５０余年历史的家族式跨国公司，是世界著名起
重机生产厂家之一，该公司的产品技术先进，其生产的ＬＲ系列履带起重机最大起重量已达１２
００吨。
该公司产品主要特点有：
系统为全液压驱动、电液比例控制，可实现无级调速且传
动平稳，具备完善的自拆装功能，主副钩可单独工作亦可交替使用，自动安全保护合理，大吨位
履带起重机安装全球卫星定位通讯系统，厂家对其产品进行实时监控，另外为充分发挥臂架的起
重能力、提高整机的稳定性大吨位履带起重机均增加了超起装置。
目前的产品系列为ＬＲｌｌ０
０型１０４吨、ＬＲｌｌ３０型１３７吨、ＬＲｌｌ６０型１６０吨、ＬＲｌ２００型２００吨、
ＬＲ１２８０型２８０吨、ＬＲｌ３５０型３５０吨、ＬＲｌ４００型４００吨、ＬＲｌ７５０
型７５０吨、ＬＲｌ８００型８００吨、ＬＲｌ１２００型１２００吨，在中国市场上销售的履
带起重机主要有ＬＲｌ８００型８００吨、ＬＲｌ７５０型７５０吨、ＬＲｌ４００型４００吨、
ＬＲｌ３５０型３５０吨和ＬＲｌ２８０型２８０吨级履带起重机。
２．德国特雷克斯～德马格（Ｔｅｒｅｘ－Ｄｅｍａｇ）起重机公司
德马格原属德国曼内斯曼集团旗下的企业，由于该集团产业结构调整，产权转让给了
特雷克斯。
德马格的履带起重机制造和经营历史很长，技术上与利勃海尔有一定差距，但价格比
利勃海尔稍低一点，又比日本产品高不少。
德马格公司主要生产起重量从５０吨到１６００吨的
ＣＣ系列履带起重机，主要为ＣＣ２００型５０吨、ＣＣ２８０型８０吨、ＣＣ４００型１００
吨、ＣＣｌ５００型２７５吨、ＣＣ２０００型３００吨、ＣＣ２２００型３５０吨、ＣＣ２４
００型４００吨、ＣＣ２５００型５００吨、ＣＣ２８００型６００吨、ＣＣ５８００型１００
０吨、ＣＣ８８００型１２５０吨、ＣＣｌ２６００型１６００吨。
德马格的ＣＣ系列履带起重机，进入中国市场也很早，在国内的有一定的市场占有率，这
两年来，由于国内对大吨位履带起重机的需求大幅增长，该公司在中国的销售业绩不断攀升。
总
的来说德国的履带起重机产品讲究高性能、高新技术，德国利勃海尔公司和特雷克斯——德马格
起重机公司的履带起重机代表了国际先进水平。
３．美国马尼托瓦克（Ｍａｎｉｔｏｗｏｃ）公司
美国马尼托瓦克公司是世界著名起重机设计制造厂家之一，它创建于１９０２年，当
时是造船厂，１９２７年开始生产起重机，１９８８年开始生产制造多种类、多型号起重机。
马
尼托瓦克生产的履带起重机起重量从４５吨到９０７吨，其２５０吨及以上履带起重机产品的生
产量在全球占有较大的份额。
产品系列为４５吨、５０吨、７３吨、７７吨、９１吨、１０９吨、
１２０吨、１３６吨、１８１吨、２５０吨、３００吨、４００吨、７５０吨、９０７吨。
该公司产品主要特点有：
以水冷柴油机为动力，广泛采用可控变矩器（即ＶＩＣＯＮ系统）；
为了改善和扩大司机视野，司机室可以上下左右调节位置，计算机监控，手触屏幕指令选择，先
导比例控制，设计原则强调自装自拆功能。
为了加大起重能力提高稳定性，采用了环轨型超起装
置，环轨位于起重机行走装置的外围，让配重和臂架都作用于环轨上，则其所受到的载荷由环轨
承担，环轨直径大，可大大提高整机稳定性和承载能力，其缺点是旋工前必须投入人力、物力和
财力构筑“环轨”，施工中起重机无法移动，只能回转，限制了作业范围，吊装完毕后，还必须
把它拆除。
４．日本国生产履带起重机情况
日本的履带起重机起步于５０～６０年代，以机械传动为主，７０年代开始迅速发展，
传动以液压为主。
日本的主要生产厂家有神钢（ＫｏｂｅｌｃＯ）公司、日立住友（Ｈｉｔａｃ
ｈｉ－Ｓｕｍｉｔｏｍｏ）公司和石川岛（ＩＨＩ）公司，日立住友是住友和曰立公司在２００
２年合并为“Ｈｉｔａｃｈｉ—Ｓｕｍｉｔｏｍｏ”品牌，主要生产起重量从３０吨到６５０吨
的ＳＣＸ系列产品，公司将销售市场转移至以中国为中心的亚洲市场，希望通过拓展中国市场，
将其在全球的市场占有率扩大。
神钢（Ｋｏｂｅｌｃｏ）公司早在１９６４年，开发了３
０００系列履带起重机，１９７７年开发了５０００系列履带式起重机，１９８２年设计成功５
６５０履带起重机，最大起重量６５０吨，１９８４年升级换代为７０００系列履带式起重机，
现在部分７０００系列升级为ＣＫＥ系列履带起重机，其开发的履带起重机产品系列化程度高、
-2-
性价比高，瞄准出口市场，深受发展中国家的欢迎，在全球范围内占有一定比例，主要生产的Ｃ
ＫＥ系列产品起重量从６０吨到４００吨，７０００系列产品起重量从３５吨到８００吨。
产品
系列为３５吨、４５吨、５５吨、６０吨、７０吨、８０吨、９０吨、１００吨、１２０吨、１
５０吨、１８０吨、２００吨、２５０吨、３００吨、３５０吨、４００吨、４５０吨、６５０
吨、８００吨。
近两年神钢（Ｋｏｂｅｌｃｏ）在中国市场中吨位履带起重机的销售业绩较好。
总的来说，日本产品的技术性能与德国产品还是有相当差距，但其进步较快，价格比德国
产品更有竞争力，所以它们还是比较适合我国一般履带起重机用户，它们在中国销售的产品规格
大都为３００吨以下产品，也有少量达到３００以上的产品。
１．３国内履带起重机发展状况
我国生产履带起重机历史较短，“七五”期间以技术贸易相结合的方式，分别从日本和德国
引进中小吨位履带起重机生产技术，与世界先进国家相比，国内履带起重机的吨位小、系列化程
度低、技术含量低，在设计和制造上还存在一定的差距。
近年来，国内履带起重机发展迅速，技
术水平提高很快，系列不断得到完善。
国内生产履带起重机的主有厂家有：
徐州重型机械有限公司、抚顺挖掘机制造责任有限公
司、中联浦沅、三一重工、抚顺工程机械有限公司、哈尔滨四海工程机械制造公司。
据统计，各
公司履带起重机的年产量从数１０台到２００台左右不等，产品以２００吨及以下吨位为
主。
徐州重型机械有限公司——中国工程起重机的龙头企业，２００３年，工厂斥巨资进行大
规模技术改造，从国外进口多种高新设备，大型结构件的焊接和加工制造水平得到了大幅提升。
该公司立足自主研发，向世界先进水平看齐，攻克了桅杆吊、臂架柔性随动调衡腰绳装置、分体
式转台、ＰＬＣ计算机集成控制系统等的设计制造核心技术，已获得履带起重机方面八项国家专
利，主要产品有ＱＵＹ３５、ＱＵＹ５０、ＱＵＹｌ００、ＱＵＹｌ５０、ＱＵＹ３００，系列
齐全，多个产品填补国内空白，目前公司正在研制更大吨位履带起重机，将履带起重机系列做大
做强。
抚挖——国内生产履带起重机历史最长的企业，现已改制重组，更名为抚顺挖掘机制造有限
责任公司，集原抚挖厂部分资产，进行了优化配置，主要产品有ＱＵＹ３５、ＱＵＹ５０Ａ、Ｑ
ＵＹ５０Ｃ、ＱＵＹ８０Ａ、ＱＵＹｌ００、ＱＵＹｌ５０Ａ等履带起重机。
中联浦沅—
—中国工程起重机主要生产企业，２００２年开始进军履带起重机行业，２００５年初推出２０
０吨履带起重机。
三一重工在２００４年１１月上海的宝马会上展出了开发的５０吨履带起重机，目前在开发
８０吨、１５０吨履带起重机。
抚顺工程机械有限公司主要生产３０－７０吨履带起重机。
哈尔滨四海工程机械制造公司主要生产５０吨履带起重机。
由于我国履带起重机起步晚，国内用户对履带起重机的认识较少，２０００年之前市场容
量较小，发展速度不快。
近几年，国家基本建设规模扩大，国内用户对履带起重机优势的认识越
来越多，履带起重机的市场升温较快，国外知名企业大规模进军国内市场，国内企业奋力与之较
量，取得了长足的进步，但和国外知名企业相比，还有一定的差距，具体情况为：
１．品种少、产量低，但品种日见丰满、产量逐年递增
目前，国产履带起重机已经形成３０－３００ｔ的产品系列，品种较少，中小吨位重复
较多，而国外公司产品型谱的覆
升级会员 