起重机起重臂设计

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起重臂各节臂最小搭接量的计算
某25吨产品
主臂长度 33480 基本臂长度 各节臂头间 的距离 10650 所占比例 搭接量
各节臂长度 油缸行程 一节臂 二节臂 三节臂 10104 9886 9584 9580 7610 7610 7610
173 153 220
2103 1821 1750
0.212725
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滑块设计注意事项:
臂头、臂尾滑块的厚度规律
为控制吊载时的变形量，起重臂各节臂间装配完应上 翘（如图所示），因此设计滑块时应考虑将各节臂往上垫， 一般来说将头部下滑块和尾部上滑块设计的厚一些，尾部下 滑块设计的薄一些。
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滑块设计注意事项:
滑块设计应尽可能易于安装，易于调节; 滑块的安装难易程度也是影响批量产品装配下线 时间的重要因素
•利用解析法/有限元法对起重臂的强度、刚度、稳定性进行校核
计算，依据计算结果对结构形式、起重性能表进行优化。 •布置伸缩机构，必要时对结构形式进行调整。
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常用钢材如下表所示： 部件分类 臂头臂尾 筒体 臂销 关键位置销 轴
HG70/HG785 HG70/HG785 (中小吨位) (中小吨位) 常用钢材 WELDOX96 WELDOX960 0/WELTEN9 /WELTEN950 50(大吨位) (大吨位) 42CrMo/40Cr 42CrMo/40 Cr
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起重臂结构形式选定
起重臂结构形式的好坏直接制约了起重臂的整体性能，因此在 我们设计起重臂时首先要考虑整体结构形式的优化和局部结构形式 的优化，以在满足起重臂强度、刚度及稳定性的条件下，设计出自 重轻、应力均匀、搭接恰当、臂间隙合理且制作方便的起重臂。
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伸缩机构的布置
注：由于伸缩油缸I的缸筒通过销轴安装在二节臂尾部，当伸缩油缸I的无杆腔进 油时，缸筒前伸，带动二节臂伸出。套装在二节臂内的三、四、五节臂随同二 节臂同时伸出。当伸缩油缸II前伸时，通过安装于三节臂尾部的销轴带动三节臂 前伸，同时，从伸缩油缸II头部滑轮绕过的伸臂绳带动四节臂同步伸缩，而从五 节臂尾部绕至四节臂头部伸臂滑轮的钢丝绳带动五节臂同步前伸。伸缩油缸II缩 回时，通过从三节臂尾滑轮绕过的缩臂绳带动四节臂回缩，从四节臂尾滑轮绕 过的缩臂绳带动五节臂回缩，别的部分缩回原理与同步伸出工作原理一致，其 顺序正好相逆。
起重臂设计
目 录：
1. 起重臂设计流程
2. 起重臂方案设计 3. 起重臂技术设计
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1.起重臂设计流程
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5.1a.1a 滑块结构设计 1人× 3天 部件工程师
5.1a.4a 起重臂附件设 计 1人× 4天 部件工程师 5.1a.6a 提供采购件 清单 天 5.1a.5 签订外购件 技术协议 天 部件工程师 部件工程师
0.190004
四节臂
0.182672
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根据强度目标载荷表计算钢丝绳拉力和油缸压力
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Fb 2Fa G3 sin 2G (2G4 G3 ) sin
Fy G (G4 G3 G2 G1 G0 G y ) sin Fg 3G (3G4 2G3 G2 G X ) sin
部件分类（其它）
板件类 Q235/Q345/45/35
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轴类 Q235/Q345/45/35
常用钢材
初定截面形式、截面尺寸
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起重臂各节臂间隙的确定
当要布置伸缩机构滑轮或加强 板时，需扩大侧向间隙。 一般情况下间隙值越小越好
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起重臂各节臂臂长的确定
全伸臂长=基本臂长+各节臂的相对行程(油缸行程)
5.1a起重臂技术设计 1人× 36天 部件工程师
5.1a来自百度文库1b 伸缩机构设计 1人× 7天 部件工程师
5.1a.2 有限元分析 计算 1人× 7天 部件工程师
5.1a.3 起重臂主体结 构确定 天 部件工程师
5.1a.4b 电气、液压附 件布置及设计 1人× 3天 部件工程师
6.1a 起重臂施工图设
臂尾侧滑块结构是可调整的， 操作手可利用调节螺栓结构 调整滑块与臂的间隙
臂尾上滑块结构是可调整的， 操作手可利用调节螺栓—锲块 结构调整滑块与臂的间隙
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臂头、臂尾结构设计
臂头内圈尺寸要比筒体轮廓尺寸大1—2mm（考虑筒体的焊接变形）。 臂尾结构在设计时一般“外围筋板或加强板”与筒体 轮廓对齐，结构承 力合理。
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起重臂结构计算 稳定性计算:伸缩式箱形吊臂的受力状况是一压弯杆件，在长臂工况下 容易失稳而破坏主臂，故需要对主臂进行整体稳定性的验算。整体稳 定性主要通过软件计算。在主臂设计方案评审时应考虑整体稳定性校 核结果，对结构设计提出相关建议，确保结构的安全性。 强度计算:强度计算是验证材料的组合应力，主要通过软件计算得到结 果。在主臂设计方案评审时应考虑强度校核结果，对结构设计提出相 关建议，确保结构设计的安全性。 刚度计算:主臂由于自重以及吊重、偏载而发生弯曲，体现为下挠与旁弯 两种变形，其中主臂端部变形量最大，若变形量过大则容易引起主臂失 稳及破坏，故需要进行刚度计算。通过软件计算得到结果，对结构设计 提出相关建议，确保结构的安全性。
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谢 谢
THE END
THANKS A LOT
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3.起重臂技术设计
•结构件设计主要指臂头/臂尾/筒体设计、滑块设计、 伸缩机构设计； •整体三维模型创建后进行有限元分析计算，确定整 体结构形式； •进行附件设计，提供工艺、工装需求、采购件清单
和签订技术协议；
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滑块设计
头部下滑块采用多个平板型滑块组合成半圆型滑块，前后平板 型滑块用螺栓连接。这种形式滑块受力均匀，可有效防止滑块拉断、 压断的情况，减少拆装次数。
5.1a.6b 特殊材料采 购清单 天 部件工程师
5.1a.1c 臂头、臂尾 结构的设计 1人× 5天 部件工程师
5.1a.4c 关键工艺、工 装需求 天 部件工程师
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2.起重臂方案设计
•首先确定材料以便控制成本和提供采购计划；
•计算各节臂长、截面尺寸，确定结构形式以建立初步的数字化
三维模型； •根据强度目标载荷表计算钢丝绳拉力和油缸压力；