第五章-随车起重运输汽车的结构与设计

第五章起重举升汽车结构与设计1第一节概述起重举升汽车是指装备有起重设备或可升降的作业台(斗)的专用汽车。例如在载货汽车上加装臂架式起重装置，就成为具有装卸功能的随车起重运输车；在载货汽车或其二类底盘上加设举升装置，就成为能迅速把作业人员和器材运送到作业现场，并把作业人员和器材举升到空中作业目标，投入相应作业的高空作业车。随着高空作业车作业项目和使用范围的日益扩大，已有专门设计的自走底盘高空作业车，如用于船舶和飞机制造业以及无脚手架建筑用高空作业车。2第一节概述3第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构随车起重运输车是在定型载货汽车上装有臂架式随车起重机，能实现货物自行装卸的专用汽车。因而它既有普通载货汽车的性能，又具有起重机的功能。除完成本车厢的货物装卸之外，还能完成车厢与车厢之间的货物装卸，以及完成其它装卸工作。随车起重运输车的起重机类型，可分为液压式和机械式两类。4第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(一)随车起重运输车的结构型式按照起重机相对于汽车的位置，随车起重运输车可分为前置、中置、和后置三种结构型式。1.前置式起重机安装在汽车驾驶室和车厢之间。特点:1)多为起重能力小于1t的中、小型随车起重运输车，适用于装卸包装成件的货物和集装箱等。2)这种布置型式可充分利用货厢面积，并保证起重量在允许的伸出长度内和相应的运动条件下，能达到车厢的所有位置。3)因液压泵安装在汽车前部的发动机处，故从液压泵到起重机液压缸的管道较短，流动阻力小，液压传动效率比其它布置型式高。所以，多采用这种结构型式。4)在进行这种车型的整车布置时，要注意防止前轴超载。5第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(一)随车起重运输车的结构型式1.前置式6第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(一)随车起重运输车的结构型式按照起重机相对于汽车的位置，随车起重运输车可分为前置、中置、和后置三种结构型式。2.中置式中置式的起重机安装在汽车车厢中间。特点:1)起重能力一般在1--3t的范围内，且采用加长的大、中型汽车底盘。2)起重臂短，轴荷分配易于满足要求，基本可保持原车的质心位置，适于装卸和运输长度整齐的管材、建筑材料、条状物件及木材等，货物沿车厢纵向安放。3)由于起重机布置在车厢中部，使车厢面积的利用率较低。7第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(一)随车起重运输车的结构型式2.中置式8第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(一)随车起重运输车的结构型式按照起重机相对于汽车的位置，随车起重运输车可分为前置、中置、和后置三种结构型式。3.后置式后置式的起重机安装在汽车车厢后部。特点:1)这种布置适用于带有挂车的随车起重运输车。2)车厢面积利用率高，起重臂能完成汽车和挂车之间的装卸作业。3)由于这种布置是起重机安放在车辆的尾部，因此带来的不利影响是改变了原车的轴荷分配，使操纵性变差。4)主车架需作改装设计，并且受载情况变坏。9第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(一)随车起重运输车的结构型式3.后置式10第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(二)随车起望运输车的结构特点无论哪种型式的随车起重运输车，均由机架(汽车主车架相起重机的连接架)、起重臂、起重臂支架、回转机构、卷扬装置、液压支腿、液压缸等主要部件组成。11第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(二)随车起重运输车的结构特点12第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(二)随车起望运输车的结构特点13第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(二)随车起望运输车的结构特点1.随车起重运输车起重机机架14第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(二)随车起望运输车的结构特点2．起重臂支架15第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(二)随车起望运输车的结构特点3．起重臂16第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(二)随车起望运输车的结构特点3．起重臂17第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(二)随车起重运输车的结构特点4．回转机构随车起重运输车在作业时要将货物送到一定范围内的任意一空间位置，故回转运动是必不可少的，因此，起重机的起重臂必须具有回转功能。18第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(二)随车起重运输车的结构特点5．液压传动系统液压传动系统的作用是将由取力器取出的发动机动力，通过液压泵转换成液压能，然后经液压系统的各种装置，如液压缸、液压马达等，将液压能转换成机械能，使随车起重运输车的工作装置作业，如液压支腿的伸缩；起重臂的仰俯、伸缩、回转和折叠等。19第二节随车起重运输车的结构与设计一、随车起重运输车的结构(二)随车起重运输车的结构特点5．液压传动系统20第二节随车起重运输车的结构与设计二、随车起重运输车的整车总体设计(一)整车基本参数的选择1．尺寸参数：主要指行驶状态时整车的外廓尺寸，即车辆的长、宽、高，必须符合GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》中有关车辆外廓尺寸限制的规定。2.质量参数1）最大总质量由于起重运输车是在载货汽车二类底盘上改装而成，因而其最大总质量ma应和载货汽车的厂定最大总质量相同。2）装载质量随车起重运输车的装载质量me可由下式计算：Me=ma-md-mx-mk式中md––––二类底盘质量(kg)mx––––车厢质量(kg)mk––––起重装置质量(kg)3）3.质量利用系数因随车起重运输车属于运输型专用车，故应考虑改装后的质量利用系数。一般为0.73—0.84。21第二节随车起重运输车的结构与设计三、起重装置的参数选择与设计(一)参数选择起重装置的参数，决定了起重举升汽车的工作特性，其选择应根据使用要求和实际生产条件确定，并须考虑相关的标准和规定。起重装置的主要参数有；1．起重量起重量是指起重臂在一定长度和幅度下，保证起重举升汽车的超重稳定性的最大起升质量。在起重臂最短和幅度最小时．其最大起重称为标定起重量。2．起升高度起升高度是指从地面到吊钩钩环中心极限位置的距离。起升高度也随臂长和幅度面变化，通常以最大起升高度表示。22第二节随车起重运输车的结构与设计三、起重装置的参数选择与设计(一)参数选择3．幅度幅度是指起重臂前端吊钩钩环中心到立住转台回转中心线间的距离。移位时的工作范围，由最大幅度和最小幅度决定。4．工作速度起重装置的工作速度，应根据工作要求确定。起重工作速度包含以下主要内容。(1)起升速度货物起升速度与超重量和起升高度有关。对起吊小吨位货物时，可采用较高的起升速度。但要考虑起升高度不大时，起动和制动过程所占的比例相对较大，过份地提高起升速度将增加动载荷，反而达不到提高工作效率的目的。一般可取起升速度为0.3m/s左右。23第二节随车起重运输车的结构与设计三、起重装置的参数选择与设计(一)参数选择(2)回转速度立柱的回转速度受旋转起动或制动时切向惯性力的限制。在10m左右的幅度内，回转速度不应超过3r／min。回转速度过高，货物在切线方向的摆动大，对作业效率反而产生不利的影响。一般可取回转速度为2.5r／min。(3)变幅速度对于折叠臂式，起重臂变幅速度是指起重臂在变幅液压缸作用下，其角度的改变速度，一般小于12°／s。对于伸缩臂式，起重臂变幅速度是指起重臂在水平方向的直线运动速度，可参照起升速度选取。(4)支腿伸缩短度支腿的伸缩速度均用时间来表示，伸腿时间一般为15-20s，缩腿时间为伸腿时间的1／2。24第二节随车起重运输车的结构与设计三、起重装置的参数选择与设计(二)起吊支腿的设计计算随车起重运输车起吊作业时，主车架将受到较大的附加集中载荷，为了保证车架的强度和提高整车的起重能力，必须设置支腿。此外，支腿还对起吊作业时整车的工作稳定性有很大影响。1．支腿型式的选取25第二节随车起重运输车的结构与设计三、起重装置的参数选择与设计(二)起吊支腿的设计计算2．支腿跨距的确定由于随车起重运输车只有左右两个支腿，故只需确定横向跨距。确定的原则是：起重装置在臂架强度允许的起重量范围内工作时，要保证整车的稳定，即整车的侧向稳定性。26第二节随车起重运输车的结构与设计三、起重装置的参数选择与设计(二)起吊支腿的设计计算2．支腿跨距的确定由力矩平衡方程可以得到支腿横向外伸跨距的最小值a为：27第二节随车起重运输车的结构与设计三、起重装置的参数选择与设计(二)起吊支腿的设计计算3．支腿压力计算和支承液压缸的选择应按最危险的工况考虑，即随车起重运输车的大部分车轮被支承液压缸顶起，整车成为三点支承状态。设载荷平均分配在三个支承点上，则每个支腿上所受到的支承载荷Fz有：Fz=G/3G—整车满载时的重力(N)。根据Fz和液压系统工作压力p(可按中、高压系统选p＝8--16MPa)，即可确定支承液压缸的缸径。28第三节高空作业车的结构与设计49第三节高空作业车的结构与设计49第三节高空作业车的结构与设计4950第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计第三节高空作业车的结构与设计第三节高空作业车的结构与设计第三节高空作业车的结构与设计第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计第三节高空作业车的结构与设计第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计第三节高空作业车的结构与设计50第三节高空作业车的结构与设计