車輛工程畢業(yè)設計12東風小霸王隨車起重車的設計說明書.doc

本科學生畢業(yè)論文 東風小霸王隨車起重運輸車 系部名稱： 汽車 與交通工程學院 專業(yè)班級： 車輛工程 學生姓名： 指導教師： 職 稱： 講師 I摘 要 隨 車起重運輸車是指裝有隨車起重機，能實現(xiàn)貨物自行裝卸和運輸?shù)膶Ｓ闷?。它既有普通載貨汽車的運輸功能，又具有起重機的起吊裝卸功能；除能完成本車貨物的裝卸之外，還能完成車與車之間的貨物裝卸。因此，使用隨車起重運輸車，可以大大提高運輸效率，降低運輸成本，減輕疲勞強度，保障作業(yè)安全，故近年來得到較大發(fā)展。 隨車起重運輸車有良好的起重能力和運輸能力，具有輕便、迅速、經(jīng)濟 等 優(yōu)點 ,所以對隨車起重車的改裝是很重要和實用的。 在本次設計 主要是 對起重裝置的設計、計算、選型和校核 及改裝后整車的性能計算 。起重裝置是 湖北程力汽車有限公司 生產(chǎn)的成品，通過計算完成了對起重機的選型以及改裝后對整車性能的分析和校核。同時也完成了對液壓裝置的設計、計算、選型 ，二類底盤的選擇以及其他一些附件的設計計算。二類底盤采用 東風小霸 EQ1032T51DJ3型底盤，根據(jù) 東風小霸王原車 規(guī)定的技術參數(shù)對其進行部分改裝。改裝后對整個底盤進行了安全性校核。 關鍵詞： 二類底盤； 起重 運輸 車；起重裝置；液壓裝置 IIABSTRACT The accessory lifting transporter means can realize with the accessory crane to handling and transportation of goods specialized automobile. It has both ordinary bills, and transportation function of car with a crane hookon loading and unloading function; Besides can finish this vehicle goods of loading and unloading besides, still can finish between the car and car cargo handling. Therefore, using the accessory lifting transporters, can greatly improve transport efficiency, reduce the transportation cost, reduce fatigue strength, security work safety, so in recent years to get bigger development. The accessory lifting transporters have good hoisting capacity and transportation capabilities, a lightweight, rapid, economic and other advantages, so for the accessory van modified is very important and useful. In this design is mainly to the lifting device design, calculation, selection and checking and calculating the performance of modified vehicle. Lifting device is hubei chengli automobile Co., LTD. Is the production of finished products through calculation and completion of the crane selection and adapted to the vehicle performance after the analysis and checking. Also completed the design of hydraulic device, calculation, selection, the choice and other category chassis design calculation of some accessories. By dongfeng little overlord category chassis EQ1032T51DJ3 type chassis, according to the provisions of dongfeng little overlord of car on the part of technical parameters of modifications. For the whole chassis modified the security check. Key words: Type Chassis； Lifting Truck； Lifting Device； Hydraulic Equipment 1目 錄 摘要 . Abstract . 第 1 章 緒論 .1 1.1 選題的目的及意義 .1 1.2 隨車起重車的發(fā)展歷史及課題研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢 . .1 1.2.1 發(fā)展歷史 . . . .1 1.2.2 課題研究現(xiàn)狀 . . 2 1.2.3 發(fā)展趨勢 . . 3 1.3 本次設計的主要內(nèi)容、擬解決問題 . .4 第 2章 總體布置及分析 . . 5 2.1 總體布置原則 . .5 2.2 整車基本參數(shù)的選擇 . .5 2.2.1 整車尺寸參數(shù) . .5 2.2.2 整車質量參數(shù) . .6 2.3 二類底盤的選型與分析 . .6 2.3.1 總成選型滿足要求 . .6 2.3.2 二類底盤的參數(shù) . .7 2.4 整車總布置 .8 2.4.1 起重機的選擇 .8 2.4.2 參數(shù)選擇 . .8 2.4.3 起吊支腿的設計計算 . .9 2.4.4 支撐液壓缸的計算 . 11 2.5 隨車起重運輸車的結構 .11 2.5.1 隨車起重運輸車的結構形式 . 11 2.5.2 隨車起重運輸車的結構特點 . 13 2.5.3 回轉機構的說明 . 17 22.5.4 液壓傳動系統(tǒng)的說明與分析 . 17 2.6 本章小結 . .19 第 3 章 液壓裝置的參數(shù) . . .20 3.1 液壓傳動系統(tǒng)的概述 . 20 3.2 液壓傳動系統(tǒng)的設計 . 20 3.2.1 液壓缸的選型計算 . .20 3.2.2 液壓泵的選型計算 . .23 3.3 取力器的說明與選擇 . 25 3.4 本章小結 . 27 第 4 章 隨車起重運輸車整車穩(wěn)定性校核 . .28 4.1 軸載質量分配 .28 4.1.1 起重臂處于駕駛室上方軸載 . .28 4.1.2 起重臂處于駕駛室與車廂之間軸載 . .30 4.2 穩(wěn)定性分析 . 30 4.3 穩(wěn)定性校核 . 31 4.4 本章小結 . 33 第 5 章 隨車起重運輸車主要性能參數(shù)計算 . 34 5.1 動力性計算 .3 4 5.1.1 發(fā)動機外特性 . .34 5.1.2 汽車的行駛方程式 .36 5.1.3 動力性評價指標的計算 . .39 5.1.4 整車動力性計算 .41 5.2 燃油經(jīng)濟性計算 . 43 5.3 本章小結 . 44 結論 . . . 45 參考文獻 .46 致謝 . . 47 附錄 . 48 1第 1 章 緒 論 1.1 選題的目的及意義 隨車起重車是一種集起重、運輸為一體的新型高效起重運輸裝備，廣泛適用于交通運輸、電信電力、油田碼頭、市政園林等領域。目前國外隨車起重車市場比較成熟，生產(chǎn)廠家 比較多，像意大利的費拉里、日本的多田野、瑞典的 HIAB 等。各企業(yè)實力比較雄厚，技術相對成熟， 隨車吊價格偏高，但產(chǎn)品質量與性能也較為穩(wěn)定，而國內(nèi)市場產(chǎn)品單一，技術水平也相對落后，但隨車吊價格便宜。有業(yè)內(nèi)專家分析指出，國內(nèi)隨車起重車廠商應加強對符合用戶需求、技術含量高、附加值高的邊緣型產(chǎn)品的開發(fā)，培育新的增長點。目前，國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品型號以中小噸位為主，不僅品種少，而且產(chǎn)量低，年產(chǎn)量只相當于國外一個企業(yè)的產(chǎn)量。產(chǎn)品同化現(xiàn)象比較嚴重，存在外形單調、功能單一、操作不方便、安全性能低等問題。隨車起重車的設計和開發(fā)，可以 彌補其不足。增加產(chǎn)品種類，適應不同場所的工作需要。 1.2 隨車起重車的發(fā)展歷史及課題 研究 現(xiàn) 狀 、發(fā)展趨勢 1.2.1 發(fā)展歷史 我國隨車起重運輸車的生產(chǎn)起步于 70 年代，到 80 年代隨車起重運輸車產(chǎn)品的品種及產(chǎn)量呈增長趨勢。近幾年來，隨車起重運輸車在國內(nèi)市場的產(chǎn)銷總量增長勢頭更猛，有數(shù)據(jù)顯示 1999 年市場總銷量為 1000 臺左右， 2000 年市場總銷量約為 1300 臺，2007 年市場總銷量達到 2030 臺。 2004 年以前，國內(nèi)隨車起重運輸車銷量每年均保持在 15%-20%的增速，這一階段是一個平穩(wěn)增長過程，也是國 內(nèi)隨車起重運輸車行業(yè)從無到有、從弱到強、從小到大的過程。 2004 年下半年開始，在國家宏觀調控、GB1589-2004 新標準法規(guī)的出臺及國家大治理超載超限的力度下，隨車起重運輸車市場結束了連續(xù)三年的增長態(tài)勢，整個行業(yè)的需求下降。 2006 年行業(yè)開始反彈，全年實現(xiàn) 2716 臺的總銷量， 2007 年一路飄紅，全年總量達到 2008 臺， 2007 年我國宏觀經(jīng)濟繼續(xù)保持快速增長， GDP 同比增 11.4%。固定資產(chǎn)投資 137239 億元，同比增長 24.8%。同時， 2007 年全國商用汽車行業(yè)總產(chǎn)銷量均創(chuàng)歷史新高，達到 250 萬量，同比 增長 22%。作為作為商用汽車行業(yè)中的一個子行業(yè)，2007 年隨車起重運輸車行業(yè)取得了巨大的突破，全年銷量達 3400 臺，同比增長 21%。 21.2.2 課題研究現(xiàn)狀 盡管 隨車起重車 在我國已有近 20 年的發(fā)展歷史，但由于市場對該產(chǎn)品的認識及廠家的重視不夠，目前在國內(nèi)它還是一個成長中的產(chǎn)業(yè)。我國現(xiàn)有隨車起重車生產(chǎn)企業(yè) 10 余家，其中徐工集團隨車起重車公司、湖北程力專用汽車有限公司、牡丹江專汽、山西長治清華機械廠、湖南浦沅集團等企業(yè)有較強實力。歐洲從上個世紀四五十年代開始生產(chǎn)隨車起重車，產(chǎn)品現(xiàn)已達到 100 噸 米以上，形成了系列化、多功能化和機電液一體化的格局，與國外相比國內(nèi)市場還停留在市場導入階段 隨著現(xiàn)代化建設的穩(wěn)步前進和計算機技術的迅速發(fā)展，現(xiàn)代先進設計技術在我國制造業(yè)的應用也越來越廣泛。隨車起重運輸車作為工程機械的一個分支也緊跟該產(chǎn)業(yè)設計制造的發(fā)展趨勢，不斷應用新技術對產(chǎn)品進行創(chuàng)新設計，提高企業(yè)生產(chǎn)力，縮短產(chǎn)品設計周期，減少上市時間和減低成本，提高了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力 隨車起重車在汽車工業(yè)中的地位和作用十分重要。它所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益不只是限于起重車設計制造本身，而且還集中表現(xiàn)在汽車流通和使用的全過 程中，促進了汽車運輸業(yè)及相關行業(yè)的發(fā)展。另一方面由于社會的不斷進步，人們對起重車的工作效率、經(jīng)濟性以及各種功能和性能的要求也越來越高，同時諸如建筑、環(huán)保等行業(yè)的不斷進步也促進了起重車的不斷發(fā)展。因此，我國起重車行業(yè)發(fā)展的空間是巨大的，在新形勢下，專用汽車企業(yè)應根據(jù)自身特點和發(fā)展目標制訂切實可行的近中長期發(fā)展戰(zhàn)略，并認真付諸實施，以爭取在競爭中占據(jù)優(yōu)勢。 前幾年 國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品型號以中小噸位為主，中大噸位所占比例不大，不僅品種少，而且產(chǎn)量低，年產(chǎn)量只相當于國外一個企業(yè)的產(chǎn)量。如 2003 年國內(nèi)隨車起重車企業(yè)產(chǎn)銷 量只有 1300 臺左右，而 2003 年日本的隨車起重車產(chǎn)量達到 1.6 萬多臺。國產(chǎn)產(chǎn)品同質化現(xiàn)象比較嚴重，存在外形單調、功能單一、操作不方便、安全性能低等問題。有資料顯示，國外隨車起重車早已廣泛應用電子技術，如帶有微電腦的力矩限制器及防傾翻保護等，而且實現(xiàn)了有線與無線遙控，而國內(nèi)產(chǎn)品僅裝有起升高度限位及平衡閥、溢流閥等一般安全裝置，全部為托運操作；國外產(chǎn)品均有多種附具，主要加裝在吊臂頭部，如工作斗、抓斗、高空作業(yè)平臺、集裝箱抓具、夾具、吊籃、螺旋鉆板叉、裝輪胎機械手、拔樁器等，使之具備了一機多用的功能，而國內(nèi)產(chǎn)品 則僅以起重作業(yè)和運輸功能為主。 國內(nèi)隨車起重車生產(chǎn)企業(yè)大多不太重視技術研發(fā)，自主研發(fā)資金投入少，使產(chǎn)品整體技術水平不高，尤其在液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)方面與國外產(chǎn)品有一定差距。但國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)認識到，隨著外資企業(yè)的不斷進入，國內(nèi)市場的競爭將越來越激烈，產(chǎn)品的技術水平將成為重中之重。大多數(shù)國內(nèi)企業(yè)積極引進技術與國外公司開展合資合作， 3提高自己產(chǎn)品的技術含量。像錦州重型機械股份有限公司與韓國廣林特裝車株式會社組建的合資公司， 東風隨車吊與奧地利的帕爾菲克公司合作，泰安起重車廠與日本UNIC 公司合作成立的泰安古河機械有限公 司也開始生產(chǎn)隨車起重車，且發(fā)展速度很快。也有的企業(yè)專門成立了企業(yè)技術中心，像徐工隨車起重車廠就制定了以技術創(chuàng)新支撐企業(yè)快速做大做強的發(fā)展思路，把產(chǎn)品開始作為企業(yè)的頭等大事來抓，投入資金、人力，在消化吸收國外先進技術的基礎上，開發(fā)生產(chǎn) SQ 系列伸縮臂式、折疊臂式隨車起重車，兩年開發(fā)了幾十個系列的產(chǎn)品，并向中大噸位和多功能拓展，形成了 120噸的系列化產(chǎn)品，目前企業(yè)正加快新產(chǎn)品的開發(fā)步伐，完善產(chǎn)品型譜，盡快完成原有產(chǎn)品的統(tǒng)型改造，實現(xiàn)產(chǎn)品的制造切換和市場切換，提升市場形象，提高市場份額。 最近幾年，隨車起重運輸車 產(chǎn)品朝大噸位方向發(fā)展， 2007 年 6.3 噸以上的產(chǎn)品達1380 臺左右，占整個行業(yè)總銷量的 40.6%，其中 16 噸以上的占 20%，這一比重比 2006年上升了 3%。由此可見，大噸位產(chǎn)品仍然是行業(yè)的發(fā)展方向。 從近期的資料分析看，隨車起重車業(yè)的市場發(fā)展?jié)摿薮?， 在沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)如廣東株三角等地，這些在全國率先進入后工業(yè)化時代的地區(qū)隨車起重車市場發(fā)展很快。有資料稱，在深圳和東莞的隨車起重車 產(chǎn)量劇增 。在當?shù)?，隨車起重車受青睞的原因有：首先是隨車 起重車 能吊能拉，裝卸作業(yè)方便；其次是隨著工業(yè)化進程加快，物流業(yè)增大，原料和工 具模具的增重，而且每天都要用車轉移，人工作業(yè)很難完成 在談到隨車起重車行業(yè)現(xiàn)狀時，徐工集團隨車起重車公司總經(jīng)理陳維認為： “隨車起重車與汽車產(chǎn)業(yè)有很大的相關性， 2003 年中國卡車銷量為 122 萬輛，隨車起重車只占 1而日本隨車起重車占卡車產(chǎn)量的分四之一。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和勞動力成本的提高，隨車起重車的春天很快就會到來。目前隨車起重車使用量最大的是廣東等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，而且國內(nèi)一些 812 噸汽車起重車的市場已逐漸被隨車起重車所取代 。 1.2.3 發(fā)展趨勢 (1)起重車朝個性化、安全性和節(jié)能環(huán)保趨勢發(fā)展 隨車起重運 輸車底盤的設計越來越人性化，一時充分考慮舒適性，為駕駛員提供更好的工作環(huán)境；二是允許個性化設置性能參數(shù)。隨著社會的進步，技術水平的提高，汽車設計的安全越來越受人們的重視，保證駕駛員的安全成為設計人員的考慮問題，處停車、行車制動等基本安全措施外，通過配備功能齊全的監(jiān)控系統(tǒng)，防側翻系統(tǒng)，以及采用電控、液壓、機械 3 套獨立制動系統(tǒng)，大大提高了整車的安全可靠性。同時，電子技術的發(fā)展與運用，使車輛安全性研究向智能化方向發(fā)展 。 （ 2）合資合作、資產(chǎn)重組趨勢 從國際形勢來看，發(fā)達國家因受勞動力價格及經(jīng)濟低迷狀況的制 約，近年來制作 4也紛紛外移，給我國隨車起重車進入國際市場提供了一定的機遇。一方面，國內(nèi)對車起重運輸車靠價格的優(yōu)勢在東南亞、中東、非洲、中亞及俄羅斯市場不斷增加市場份額，為我國隨車起重車進入國際市場奠定了良好的基礎；另一方面，國外專用汽車企業(yè)為尋求新的經(jīng)濟增長點，將會積極開拓海外市場，在高端產(chǎn)品方面占據(jù)絕對優(yōu)勢，通過合資合作，將會對促進我國高附加值產(chǎn)品的開發(fā)起到一定的積極作用。 (3)區(qū)域化的產(chǎn)業(yè)集中趨勢 國家鼓勵優(yōu)勢企業(yè)牽強聯(lián)合，形成有較強綜合競爭實力的規(guī)模企業(yè)發(fā)展政策，這一政策將推動行業(yè)重新配置，有實力的企 業(yè)將進一步整合行業(yè)產(chǎn)品結構，提高專用汽車產(chǎn)品行業(yè)生產(chǎn)集中度。 我國起重車的發(fā)展經(jīng)歷了快速發(fā)展過程，雖然存在不少困難和問題，但隨著我國經(jīng)濟的進一步發(fā)展，以及國家各項政策的落實，在全行業(yè)的共同努力下，我國隨車起重車生產(chǎn)一定會走上更加健康的發(fā)展之路，趕上世界發(fā)達國家的發(fā)展水平在國際市場扮演更加重要的角色。 1.3 本次設計的主要內(nèi)容、擬解決的主要問題 1.3.1 主要內(nèi)容 （ 1）隨車起重車不同結構形式的比較； （ 2）對東風小霸王二類底盤進行參數(shù)確定； （ 3）對車廂等主要部件進行設計； （ 4）對液壓舉升機構等部件 進行設計； 1.3.2 擬解決的主要問題 （ 1）起重運輸車二類底盤的選擇、分析及其改裝設計 （ 2）隨車起重運輸車的總體布置及分析 （ 3）起重機起重臂的主要結構 （ 4）隨車起重運輸車整車的參數(shù)選擇及總體布置 5第 2 章 總體布置及方案分析 2.1 總體布置的原則 專用車總體布置的任務是正確選定整車參數(shù)，合理布置工作裝置和附件， 達到設計任務書所提出的整車基本性能和專用性能的要求。 在進行總體布置時應按照 以下原則： （ 1）盡量避免 變動 汽車底盤各總成位置。總成部件位置的變動，不 緊 會增加成本，而且也可能影響到整車性能。但有時為了滿足專用工作裝置的 特殊 性能要求，也需要作一些改動，如截短原汽車底盤的后懸 ， 燃油箱和備胎架的位置做適當?shù)恼{整等。但改變的原則是不 影響 整車的性能。 （ 2） 盡量 滿足專用工作裝置性能的要求，充分發(fā)揮 專用功能 。 所以 在 進行 總布置時要 從多方面綜合 考慮。 （ 3） 必須對 裝載質量、軸載分配等參數(shù) 進行 估算和 校 核。為 滿足 汽車底盤或總成件的承載能力和整車性能的要求，在總布置初步完成后應對某些參數(shù) 進行必要的估算和校 核， 其中最主要涉及的 是 裝載質量的確定和 軸荷 分配 。因為 這些參數(shù)對整車性能有 很 大影響 ，如果不滿足要求，就應修改總體布置方案 。 （ 4）應避免工作裝置的布置對車架造成集 中 載荷。 如 采用具有 足夠 剛性的副車架，可將這種集中載荷轉化成均布載荷，有利于改善主車架縱梁的強度和壽命。 （ 5）應盡量減少專用汽車的整車整備質量。由于 專用汽車 增加 了工作裝置 ，使得 其 整備質量比同類底盤普通貨車要增加 ，影響裝載質量。 因此 減少整備質量，增大質量利用系數(shù) ， 這 是專用汽車改裝設計過程中要追求的主要指標之一。 （ 6）應符合有關法規(guī)的要求。 例如 GB1589 2004道路車輛外廓尺寸、軸荷及質量限值規(guī)定了 整車的 外廓尺寸、前后懸等尺寸，以及軸荷限值，設計時 一定 要符合標準的要求， 不能超出。 2.2 整車基本 參數(shù)的 選擇 2.2.1 整車 尺寸參數(shù) 隨車起重運輸車都是在二類底盤的的基礎上進行改裝而成，主要尺寸參數(shù) 必須符合 GB 7258 1997機動車運行安全技術條件中有關車輛外廓尺寸限制的規(guī)定， 原則上應于原車底盤尺寸相同，保證性能參數(shù)與原車基本保持不變。 62.2.2 整車 質量參數(shù) (1) 最大總質量 ma 由于隨車起重運輸車是載貨汽車二類底盤上改裝而成，因 而其最大總質量 ma 應和載貨汽車的廠定最大總質量相同 本次設計中 ma =4050kg (2) 裝載質量 me 本設計多采用的東風小霸王 EQ1032T51DJ3 型汽車額定裝載質量 me = 1500kg (3) 整車整備質量 m0 整車整備質量是指專用汽車帶有全部工作裝置及底盤所有的附屬設備，加滿油和水，但未載人和載貨時整車質量。 本次設計中 m0 = 2420kg (4) 質量利用系數(shù) 因隨車起重運輸車屬運輸型專用車，故應考慮改裝后的質量利用系數(shù)。顯然，在質量利用系數(shù)較低的貨車上改裝隨車起重運輸車是不經(jīng)濟的。據(jù)有關統(tǒng) 計，隨車起重運輸車的質量利用系數(shù)一般為 0.730.84 2.3 二類底盤的選型與分析 2.3.1 總成選型 滿足要求 1 適用性 對貨運車用的總成應適應貨運要求，保證貨運安全無損；對乘用車用的總成應適用于乘客的要求，達到乘座安全舒適；對各種專用車的總成應適用于專用汽車特殊功能的要求，并以此為主要目標進行改裝選型設計，例如各種取力器的輸出接口等。 2 可靠性 所選用的各總成工作應可靠，出現(xiàn)故障的 概率小 ，零部件要有足夠的強度和壽命，同一車型各總成 零 部件的壽命應趨于均衡。 3 先進性 所選用的底盤或總成， 應使整車在動力性、經(jīng)濟性、制動性、操縱 平順 性 以 及通過性等基本性能指標和功能方面達到同類車型的先進水平 ， 而且在專用性能上要滿足國家或行業(yè)標準的要求。 4 方便性 所 選 用的各總成要便于安裝、檢查、保養(yǎng)和維修。處理好結構緊湊與裝配調試空間合理 之間 矛盾。 在選用專用汽車底盤時，除 上述 因素外，還有以下兩個很重要的方面 ： 一是汽車底盤價格，它是專用汽車購置成本中 占 很大的部分，一定要考慮到用戶可以接受 ， 這也涉及到專用汽車產(chǎn)品能否很快的占有市場、企業(yè)能否增加效益等問題。二是汽車底盤供貨要有 可靠 來源，要同生產(chǎn)汽車底盤的主機廠 有明確的協(xié)議或合同，無論汽車底盤滯銷或緊 俏 ，一定要按時供貨。 72.3.2 二類底盤的參數(shù) 1 概述 本次設計 底盤以給定為東風小霸王 EQ1032T51DJ3 型底盤。 EQ1032T51DJ3 采用 湖北程力 汽車有限公司成熟總成，經(jīng)過優(yōu)化設計，各總成匹配合理，通用性強，達到國家法規(guī)的要求。該底盤裝備 YN4100QBZL 型柴 油發(fā)動機，采用無分電器電腦點火、空燃比閉環(huán)控制系統(tǒng)、裝有三元催化器、環(huán)保型 柴 油機。采用 325 螺旋彈簧離合器，五檔變速器，速比為 5.25 的加強型后橋。驅動方式 42。 2 底盤參數(shù) 底盤在整個改裝 過程中是最重要的部件，選擇的起重裝置、液壓裝置都需要滿足底盤的承受能力以及一些技術參數(shù)，底盤決定整個改裝車的性能。 表 2.1 EQ1032T51DJ3 底盤的參數(shù) 底盤型號 單位代號 EQ1032T51DJ3 空載 整備質量 kg 2420 前軸空載質量 kg 1339 后軸 空 載質量 kg 1081 額定軸載質量 允許最大總質量 kg 4050 允許前軸最大軸載質量 kg 1612 允許后軸最大軸載質量 kg 2438 最高車速 Km/h 90 外形尺寸 尺寸參數(shù)（ mm） 總長 OL 5995 總寬 OW 1980 高 OH 2670 車廂尺寸 長 OL 3700 寬 OW 1880 高 OH 400 軸距 WB 3300 前懸 FOH 962 后懸 ROH 1733 輪距 前輪 N1 1780 后輪 N2 1880 車架外寬 N3 750 車架可用長度 M0 4500 前輪中心到車架上平面距離 K1 300 后輪中心到車架上平面距離 K2 310 輪胎靜力半徑 RC 326 接近角（度） 19 離去角（度） 15 82.4 整車 總布置 2.4.1 起重機的選擇 起重機由 隨車起重運輸車起重機 機架（汽車主車架和起重機的連接架）、起重臂支架、起重臂、回轉機構、液壓 傳動系統(tǒng)、液壓支腿等主 要部件組成。 根據(jù)任務書所給的數(shù)據(jù)，本次設計的隨車起重運輸車實際噸位為 2.3 噸，經(jīng)一些改裝汽車廠的介紹 和上網(wǎng)查詢 ，常選用的起重機以徐工為主，被廣泛使用。所以初步選擇了徐工生產(chǎn)的起重機中的型號為 SQ2SA1Q 的起重機 ， 自重為 350kg。符合設計要求 實際噸位 2.3t 的要求。再通過計算，看是否符合二類底盤的使用要求。該型號起重機的詳細參數(shù)見表 2.2。 表 2.2 起重機參數(shù) 最大起升質量 2300kg 最大起重力矩 4.2T.M 推薦功率 9kw 液壓系統(tǒng)最大流量 25L/min 液壓系統(tǒng)額定壓力 16Mpa 油箱容積 25L 回轉角度 全回轉 起重機自重 350kg 安裝空間 800mm 2.4.2 參數(shù)選擇 起重裝置的參數(shù)，決定了起重舉升汽車的工作特性，其選擇應根據(jù)使用要求和實際生產(chǎn)條件確定，并 須 考慮相關的標準和規(guī)定。起重裝置的主要參數(shù)有： 1 起重量 起重量是指起重臂在一定長度和幅度下，保證隨車起重運輸車的起重穩(wěn)定性的最大起升質量。在起 重臂短和幅度最小時，其最大起重量稱為標定起重量。 本次設計 起重量為 2300 kg。 2 起升高度 起升高度是指從地面到吊鉤鉤環(huán)中心極限位置的距離。起升高度也隨臂長和幅度而 變化，通常以最大起升高度表示。本次設計的隨車起重車的起升高度為 6300mm 3 幅度 幅度是指起重臂前端吊鉤鉤環(huán)中心到立柱轉臺回轉中心線間的距離。隨車起重運 9輸車不移動時的工作范圍，由最大幅度和最小幅度決定。 最小幅度為： 3650mm 最大幅度為： 4300mm 4 工作速度 起重裝置的工作速度，應根據(jù)工作要求確定。起重工作速度包含以下主要內(nèi)容 ： （ 1）起升速度 貨物起升速度與起重量和起升高度有關。對起吊小噸位貨物時，可采用較高的起升速度。但要考慮起升高度不大時，起動和制動過程所占的比例相對較大，過分的提高起升速度將增大動載荷，反而達不到提高工作效率的目的。 一般 設計采用的起升速度是 0.3m/s （ 2）回轉速度 立柱的回轉速度受旋轉起動或制動時切向慣性力的限制，在 10 米左右的幅度內(nèi)，回轉速度不應超過 3r/min?；剞D速度過高，貨物在切線方向的擺動大，對作業(yè)效率反而產(chǎn)生不利影響。 一般 設計采用的回轉速度為 2.5r/min。 （ 3）變 幅 速度 對于 折疊 臂式隨車起重運輸汽車，起重臂變 幅 速度是指起重臂在 變幅液壓缸作用下，其角度的改變速度，一般小于 12/s。對于伸縮臂式，起重臂變幅速度是指起重臂在水平方向的直線運動速度 本次設計采用的變 幅 速度為 10/s。 （ 4）支腿伸縮速度 支腿的伸縮速度均用時間來表示，伸腿時間一般為 1520s，縮腿時間為伸腿時間的 1/2。 本次設計采用的伸腿時間為 20s，縮腿時間為 10s。 2.4.3 起吊 支腿的設計計算 隨車起重運輸車起吊作業(yè)時，主車架將受到較大的附加集中載荷，為了保證車架的強度和提高整車的起重能力，必須設置支腿。此 外，支腿還對起吊作業(yè)是整車的工作穩(wěn)定性有很大的影響。 1支腿形式的選取 通常采用 H 形支腿，即左右各一個支撐。每個支腿各有一個水平液壓缸，一個垂直支撐液壓缸。起吊作業(yè)時支腿外伸呈 H 形，行駛時收回，如圖 2.1a 所示。為保證支腿收回時不超出車輛行駛時的寬度標準，外伸時又有足夠的支撐距離，可將左右支 10腿的水平液壓缸過開放，如圖 2.1b 所示。 圖 2.1 H 型支腿 1 垂直支撐液壓缸 2 水平伸縮液壓缸 支腿必須與起重裝置的橫梁牢固連接，以保證支腿工作可靠，使整車起吊作業(yè)穩(wěn)定。 2 支腿跨距 的確定 起重 裝置在臂架強度允許的起重量范圍內(nèi)工作時，要保證整車的穩(wěn)定，即整車的側向穩(wěn)定性，也就是要求最大起重量和其他各重力對該側支腿支撐中心線作用的傾覆力矩小于整車的穩(wěn)定力矩，如圖 2.2 圖 2.2 支腿跨距的確定 由于力矩平衡方程式可以得到支腿橫向外伸跨距的最小值 a 為： （ 2.1） 1011KQmmK Q RLmakkk 11式中 a支腿 支撐中心 與 立柱 中心的距離 （ m） ； Lk1起重臂質心至立柱中心的距離 （ m） ； R起重 臂 的工作幅度 （ m） ； mk1起重臂質量 (kg)； Q起 吊 質量 (kg)； m0不包括起重臂質量的整車整備質量 (kg)； K動載系數(shù) ,可取 K=1.2。 2.4.4 支承液壓缸的 計算 應該按最危險的工況考慮，即隨車運 輸車的大部分 車輪 被支承液壓缸頂起 ,整車 為三點支承狀態(tài)。設載荷平均分配在三個支承點上，則每個支腿上所受到的支承載荷zF有 zF=G/3 （ 2.2） 式中 G整車滿載時的重力（ N） 。 根據(jù)zF和液壓系統(tǒng)工作壓力 P（可按中、高壓系統(tǒng)選 p=816Mpa） ，即可確定支承液壓缸的缸徑。 42 PDFz （ 2.3） 式中：zF每個支腿承受的載荷 （ N） ； P液壓系統(tǒng)工作壓力 （ Pa） ； D支承液壓缸剛徑 （ mm） 。 由上公式，得液壓缸缸徑為 4 4 1 3 5 0 0 8 5 . 9 8 72 2 3 . 1 4 1 0zFD P （ 2.4） 2.5 隨車起重運輸車的結構 2.5.1 隨車起重運輸車的結構形式 1根據(jù) 起重機 的安裝位置不同 ，隨車起重運輸車可分為前置、中置、和后置三種結構形 式。 如 圖 2.3 所示 。 （ 1）前置式 前置式的起重機安裝在汽車駕駛室和車廂之間，如圖 2.3（ a）所示。 多為起重能 12力 13t 的中、小型隨車起重運輸車所采用， 適用于裝卸包裝成件的貨物和集裝箱等。這種布置 形 式可充分利用貨廂面積，并保證起重臂在允許的伸出長度內(nèi)和相應的運動條件下，能達到車廂的所有位置。此外，因液壓泵安裝在汽車前部的發(fā)動機處，到起重機液壓缸的管道較短， 功率損失 小，液壓傳動效率比其 他 布置型式高。所以，這種結構 形 式 得到廣泛采用 。在進行這種車型的 整車布置時，要注意防止前軸超載。 （ 2）中置式 中置式的起重機安裝 在 汽車車廂中間 ， 如圖 2.3（ b）所示。 起重能力在 310t 范圍內(nèi)，且 采用加長的大、中型 貨 車底盤 ， 這種布置型式的特點是起重臂短，軸荷分配易于滿足要求，基本可保持原車的質心位置，適于裝卸和運輸長度整齊的管材、建筑材料、條狀物件及木材等，貨物沿車廂縱向安放。 但由于起重機布置在車廂中部，使車廂面積的利用率降低。 （ 3）后置式 后置式的起重機安裝在汽車車廂后部，如圖 2.3（ c）所示，這種布置適用于帶有掛車的隨車起重運輸車，其優(yōu)點是車廂面積利用率高，起重 臂能完成汽車和掛車之間的裝卸作業(yè)。 但 由于這種布置是起重機安放在車輛的尾部， 會 改變了原車的軸荷分配，使操縱性變差。 2 結構 形 式的分析 （ 1）現(xiàn)決定采用起重機前置式型式。原因如下：網(wǎng)上 查找 的車型和根據(jù)現(xiàn)實中的實用價值使得前置式車型居多。根據(jù)湖北程力專用汽車有限公司的銷售服務人員介紹：對于小噸位 的隨車起重運輸車一般都采用起重機前置式。這樣上下方便。易于裝卸起重。 （ 2）而起重機中置式的型式在現(xiàn)實使用中幾乎是不存在的。這種情況只是在理論中出現(xiàn)。中置式的不僅在機構上使得車身整體布局更加復雜，而且裝卸貨物十分不方便， 且起重時危險性很高，最關鍵是對底盤的要求很高，會使成本增加很多。在經(jīng)濟上不劃算。 13圖 2.3 隨車起重運輸車的整車結構型式 （ a）前置式（ b）中置式（ c）后置式 （ 3）起重機后置式的型式?jīng)Q定了裝卸貨物不方便，同時又增加了改裝設計的難度，即車身重心問題需要很好的解決。增加了科技含量，同時使得成本增加很多，銷售市場會相對教小。同時使用范圍也教小，通常只是在一些礦山上開采礦石，或者在一些油田上開采石油時使用較多。 綜合上述三點，考慮到現(xiàn)實的實際使用問題和經(jīng)濟成本以及銷售市場等各方面的因素，決 定采用起重機前置式為本次改裝設計的主體型式。 2.5.2 隨車起重運輸車的 結構特點 隨車起重運輸車因選擇的汽車底盤和對加裝的起重機要求及布置不同而有差異，但部件結構基本相同或相似 ，均由機架 (汽車主車架和起重機的連接架 )、起重臂支架、起重臂、回轉機構、液壓支腿、液壓缸等主要部件組成。 14如圖 2.4（ a） 為折疊臂式隨車起重運輸車整車圖，有折疊臂 1、吊鉤 2、回轉機構等折疊起吊裝置。 圖 2.4(a) 折疊臂式隨車起重運輸車整車圖 1支架 ； 2下節(jié)臂 ； 3上節(jié)臂 ； 4伸縮液壓缸 ； 5伸縮臂 ； 6吊鉤 7中間臂 ； 8附加釣鉤 ； 9折疊液壓缸 10載荷限位桿 ； 11舉升液壓缸 ； 12操縱閥 ； 13回轉機構 ； 14機架 ； 15支腿 如圖 2.4(b) 為折疊臂式起重機總成外形圖，這種起重機起吊作業(yè)結束后，臂架可折疊成倒三角形橫置于駕駛室與車廂之間。因此，折疊臂式隨車起重運輸車具有質心較低、行駛穩(wěn)定性好等優(yōu)點，有取代伸縮臂式起重機的趨勢。 圖 2.4(b) 折疊臂式起重機總 成外形圖 1主臂 2中間臂 3端臂 4液壓缸 151 隨車起重運輸車起重機機架 圖 2.5 為本次設計采用的隨車起重運輸車的機架， 材料選用湖北程力汽車提供專用材料， 它由橫梁 3 和 13、縱梁 4 和 14 等組成。機架中部設計有安裝回轉機構的連接螺栓孔，對稱焊有托架 15 和支腿支架 10，隨車起重運輸車機架借助 U 型螺栓 6、墊板 5 和 7 固定在汽車主車架上。 圖 2.5 隨車起重運輸車起重機機架 1螺旋頂桿； 2墊木； 3、 13橫梁； 4、 14縱梁； 5、 7墊板； 6U 型螺栓； 8固定板； 9軟墊； 10支腿支架； 11液壓箱安放處； 12固定座； 15托架； 16緩沖墊 2 起重 臂支架 圖 2.6 所示為裝有單向舉升液壓缸的起重臂支架。 懸臂 1 焊接在外殼 10 上，在活塞桿 17 的上端固連有鉸接連桿用的支架 2。 起重 機 作業(yè)時，壓力油經(jīng)管接頭 18 進入液壓缸推動活塞桿上升，而活塞桿下降由壓力油卸載、自身重力、起重機臂和載荷的作用下完成。 為了排除滲入液壓系統(tǒng)的空氣，在舉升液壓缸上部裝有堵頭 7.起重臂支架 19 與外殼 10 焊接成一個整體，并借助楔塊 16 等固定在回轉機構的支柱 12 上。 3起重臂 起重臂是起重機構的重要組成部分。折疊式起重臂常見的為三，因折疊式的起重臂起重能力較大，但本設計的起吊噸數(shù)較小，所以針對本次設計的車型，裝載質量為 161.5t 的隨車吊。所以采用三節(jié)式折疊臂。 如圖 2.7 圖 2.6 舉升液壓缸的起重臂支架 1懸臂； 2連桿支架； 3毛氈防塵圈； 4蓋； 5密封圈； 6、 9導向套； 7堵頭； 8支承套； 10外殼； 11托架； 12回轉機構支柱； 13連接蓋； 14螺栓； 15端板； 16楔塊； 17活塞桿； 18管 接 頭； 19起重臂支架 圖 2.7 三節(jié)式起重臂結構 1支架 ； 2起重臂液壓缸 ； 3螺栓 ； 4墊圈 ； 5下節(jié) ； 6中節(jié)折疊液壓缸 ； 7中節(jié) ； 178上節(jié)折疊液壓缸 ； 9上節(jié) ； 10吊鉤 ； 11楔銷 2.5.3 回轉機構的說明 隨車起重運輸車在作業(yè)時要將貨物送到一定范圍內(nèi)的任意一空間位置，故回轉運動是必不可少的，因此，起重機的起重臂必須具有回轉功能。在回轉機構中，主臂的下端加工成齒輪，與回轉機構的齒條嚙合，齒條由液壓缸中的活塞驅動。當左液壓缸進油 ，右液壓缸排油時，就推動齒條向右移動，從而帶動主臂逆時針回轉；反之，當右液壓缸進油，左液壓缸排油時，則推動齒條向左移動，并帶動主臂順時針回轉。 如圖 2.8 所示： 圖 2.8 折疊式起重臂的回轉機構 1齒條 ； 2活塞 ； 3液壓缸 也可采用液壓馬達驅動，通過蝸輪蝸桿傳動或行星齒輪傳動的減速回轉機構，最后驅動轉盤的內(nèi)齒圈實現(xiàn)回轉。 本 次 設計選擇的是齒輪齒條式 回轉 機構 。 2.5.4 液壓傳動系統(tǒng)的說明與分析 1 液壓傳動系統(tǒng)的說明 液壓傳動系統(tǒng)的作用是將 由 取力器取出的發(fā)動機動力，通過液壓泵轉換成液壓能，然后經(jīng)液壓系統(tǒng)的各種裝置，如液壓缸、液壓馬達等 ， 將液壓能轉換成機械能，使隨車起重運輸車的工作裝置作業(yè)，如液壓支腿的伸縮 ， 起重臂的仰俯、伸縮、回轉 和折 18疊 等。該車的液壓 傳動 系統(tǒng) 回路如 圖 2.9 所示 。 工作液壓油從液壓泵 13 進入由溢流閥 16 和安全閥 15 串聯(lián)起來的控制回路中的三位四通分配閥 14 和 5 中。 滑閥在中立位置時，工作液壓油打開溢流閥 16， 經(jīng)漏斗式濾清器 10 流回液壓油 箱 11。 操作分配閥 14 的滑閥 和 ，工作液壓油進入液壓缸 1 和 2 相應的腔內(nèi)，控制伸出的支腿升起或落下。當隨車起重運輸車進行起吊作業(yè)時，伸出的支腿必須停止在原來支承的位置上。為了工作可靠，在伸出的支腿液壓缸 1、 2 頂部裝有液壓鎖 3，用來關閉高壓腔中工作液壓油的出口。 操作分配閥 5 的滑閥 ，工作液壓油進入回轉機構 7 的液壓缸相應腔內(nèi)，驅動起重運輸車的起重臂回轉。 操縱分配閥 ，通過液壓缸 8 可使起重臂舉起或靠貨物重力和活塞桿的自 身質量落下，或保持一定的舉升高度。操縱分配閥 ，通過液壓缸 4 可使上節(jié)起重臂折疊。 為預防液 壓系統(tǒng)過載，將安全閥 15 調到預定的壓力。安全閥為隨車起重運輸 車 起吊質量限制器。 圖 2.9 隨車起重運輸車液壓傳動系統(tǒng) 1、 2、 4、 8液壓缸； 3液壓鎖； 5、 14分配閥； 6、 9流量控制閥 7回轉機構； 10、 12濾清器； 11油箱 ； 13液壓泵； 15安全閥； 16溢流閥 、 、 、 、 方向控制閥 （滑閥） 2 液壓傳動系統(tǒng)的 工作原理 液壓傳動是利用密閉系統(tǒng)中的受壓液體來傳遞運動核動力的一種方式。分析液壓 19千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程，可知液壓傳動是以液體作為工作介質來傳動的；它依靠密閉容積的變化傳 遞運動，依靠液體內(nèi)部壓力（有外界負載所引起）傳遞動力。液壓傳動裝置本質上是一種能量轉換裝置，它先將機械能轉換為便于輸送的液壓能，隨后又將液壓能轉換為機械能而做功。 3 液壓傳動系統(tǒng)的 特點 液壓傳動與其他傳動形式相比較，有以下特點： （ 1） 功率密度（即單位體積所具有的功率）大，結構緊湊，重量輕。 （ 2） 傳動平穩(wěn)，能實現(xiàn)無極調速，且調速范圍大。 （ 3） 液壓元件質量輕，慣性矩小，變速性能好?？蓪崿F(xiàn)高頻率的換向，因而在汽車電控系統(tǒng)中經(jīng)常用到與微電子技術結合組成的性能好、自動化程度高的傳動及控制系統(tǒng)。 （ 4） 傳動介質 為油液，液壓元件具有自潤滑作用，利于延長液壓原件的使用壽命。 （ 5） 液壓元件易于實現(xiàn)標準化、系列化和通用化，利于組織生產(chǎn)和設計。 2.6 本章小結 本次設計的整車布置與方案說明、設計分析，結合了湖北程力專用汽車有限公司的 東風小霸王 隨車起重運輸車 ， 以及網(wǎng)絡上經(jīng)過論證的一些數(shù)據(jù)、方案與權威論文得出本次設計的整車布置與方案分析報告。