如何设计升降车单腔嵌套式水平支腿???

 

      如何设计升降车单腔嵌套式水平支腿???  广州升降车出租, 广州出租升降车, 广州升降车公司  常见水平支腿的结构特点:  升降车支腿是影响整车稳定性最重要的机构之一，其中支腿最大支撑力和支腿跨距又是影响稳定性最关键的因素圜。由于受支腿结构、材料和支腿液压缸的限制，支腿最大支撑力相对固定，所以起重作业中，增大支腿跨距可以直接而有效地提高整车的稳定性。随着先进设计制造方法及新材料的不断应用，新型升降车作业幅度和起重能力都在不断增加，同时新型升降车相比以往同等起重能力的升降车的自重也越来越轻。根据稳定性计算方法可知，为保证新型升降车的稳定性，不管是作业幅度和起重能力的增加使倾覆力臂和倾覆力增加，还是起稳定作用的白重载荷的减少，均需提高稳定力臂长度嘲。所以新型升降车的设计，大多会采用各种可以获得较大支腿跨距的结构，来提高稳定力臂的长度。常见的3种水平支腿，分别为单腔水平支腿、双级水平支腿及双腔水平支腿。为了更直观地表现3种水平支腿结构的差异， 以俯视的角度进行展示，左侧活动支腿全伸出，右侧活动支腿全缩回。

     单腔水平支腿是最基本的一种水平支腿结构，两个活动支腿分别对称安装到固定支腿的左、右端，由于活动支腿完全缩回时，其尾部不能互相干涉，所以左、右活动支腿长度不能太长，故限制了支腿跨距。双级水平支腿左右两侧的单个活动支腿分别由两个互相嵌套的活动支腿代替。由于双级水平支腿存在活动支腿之间的搭接，造成实际跨距的减少。双腔水平支腿结构，其左、右活动支腿分别安装在两个不同的固定支腿腔体内，这种结构增加了一个固定支腿，其整体结构尺寸和重量都会大幅增加。本文提出一种单腔嵌套式水平支腿，其跨距大大超过单腔水平支腿跨距。相对双级水平支腿而言，尽管空间尺寸基本一致，但单腔嵌套式水平支腿的跨距和重量都有一定优势。与双腔水平支腿相比，两者跨距基本相同，但单腔嵌套式水平支腿占用的空间和自身重量都较小。所以单腔嵌套式水平支腿不但支腿跨距大，可以使整车稳定性更好，而且在升降车轻量化等方面都有很大优势。

     单腔嵌套式水平支腿结构:  单腔嵌套式水平支腿结构，主要由固定支腿、大活动支腿、小活动支腿、上支撑块、侧面滑块和下支撑块组成。单腔嵌套式水平支腿结构具有伸缩跨距大、结构紧凑的特点，其大、小两个活动支腿分别安装在同一个固定支腿的左右端，在大、小活动支腿缩回时，小活动支腿可以嵌入大活动支腿内部而形成活动支腿之间的嵌套，互不影响。在起重作业时，大、小支腿均伸出，并分别与固定支腿形成搭接配合，并进行支撑力的传递。为了保证活动支腿之间的嵌套，大活动支腿直接与固定支腿配合，小活动支腿则与固定支腿上安装的上支撑块、下支撑块及侧面滑块配合。通过支撑块与滑块调整大、小活动支腿的间隙，保证大、小活动支腿顺利伸缩和嵌套。这种单腔嵌套式大跨距水平伸缩支腿，可以大幅提高支腿跨距，保证升降车工作时的稳定性。  腿的抗弯截面系数 ：3单腔嵌套式水平支腿截面设计方法增大支腿跨距不能保证起重机不发生“翻车”事故，还需要支腿自身结构满足强度要求。支腿结构主要受弯曲应力影响，其强度条件为： 一为支腿所受的最大弯曲应力，为材料的许用应力。为支腿所受的最大弯矩，N·mm；W为抗弯截面系数 。在结构设计中，要求支腿结构的最大应力?不大于材料的许用应力。在分析结构强度的影响因素时，起重机起重性能及倾覆线位置一般已确定，所以可先确定，显然越大，一越小，即支腿抗弯能力越强。所以在水平支腿设计时，支腿的截面设计与材料选择是影响结构强度的关键因素。根据受力特点和制造工艺，单腔嵌套式水平支腿结构的大、小活动支腿截面为如图4所示的矩形方箱结构。

      

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      等抗弯截面系数法采用等抗弯截面系数法，主要目的是设计出与大活动支腿抗弯截面系数相同，又尽可能轻巧的小活动支腿。根据单腔嵌套式水平支腿的特点，在设计水平支腿截面时，大活动支腿相关参数可采用8t级升降车活动支腿相关参数进行计算。由于制造手段和工艺水平限制，大、小活动支腿配合的最小间隙一定，故根据大活动支腿的参数可计算出小活动支腿的宽度和高度，最终可计算出小活动支腿的最优腹板厚度与上下板厚度。根据上文介绍，大活动支腿截面参数确定如下：H=300nMTI．，B=1601"niT1，T=10nlin，D=8lnln，其腹板外侧与上下板最外侧之间预留5lnln焊缝，则大活动支腿内腔高度和宽度的基本尺寸分别为280nm与134nlln。根据焊接结构的一般尺寸公差，假设焊接变形得到较好控制，选用A级公差等级，同时其高度和宽度尺寸都在120nlnl到400mm之间，因此其尺寸的公差为±1mm6t。根据公差范围，为保证大、小活动支腿嵌套的顺利，确定大、小活动支腿各方向上配合的基本尺寸均有2ITlln间隙，所以小活动支腿参数为：h=276nun，b=130。设小活动支腿上下板的厚度，腹板厚度。腹板厚度为8nll'n时，大、小活动支腿抗弯截面系数相同，且小活动支腿有效截面积最小，因有效截面积与单位长度活动支腿重量成正比，所以此时小活动支腿重量最轻。尺寸圆整后取t=16Im，d=81"1"1T1。根据以上数据，运用MATLAB软件，计算得到m为1．05，即此时同等长度小活动支腿仅比大活动支腿重5％，而单腔嵌套式水平支腿的大、小活动支腿能提供的最大支撑力基本相等。m为小活动支腿与大活动支腿截面面积比值，因两杠拭第种活动支腿选用相同钢材，材料密度相同，所以71"／．也为同等长度的小活动支腿与大活动支腿重量比值。提高许用应力值法如果大、小活动支腿选用相同的材料厚度，大活动支腿的高度和宽度都大于小活动支腿，根据式，必然存在大活动支腿抗弯截面系数较大，而小活动支腿结构的最大应力O'max也较大的情况，此时大活动支腿若采用上文介绍的双腔水平支腿所用的Q345钢板作为支腿材料，而小活动支腿可采用更高强度的钢板，即提高所选材料许用应力值，来保证大、小两个活动支腿能提供的最大支撑力基本相等。大、小活动支腿的腹板与上下板选用相同的材料厚度，其他参数采用与等抗弯截面系数法中对大、小活动支腿参数一致的赋值，运用MATLAB软件计算小、大活动支腿所受最大应力的比值n，即同等受力情况下小活动支腿产生的最大应力E匕大活动支腿大30％。所以，小活动支腿所选材料的许用应力需为大活动支腿材料许用应力值的1．3倍，此时，单腔嵌套式水平支腿的大、小活动支腿能提供的最大支撑力方能基本相等。根据大活动支腿材料的屈服强度为345MPa，小活动支腿材料的屈服强度应不小于448．5MPa，圆整后小活动支腿应采用屈服强度为460MPa的Q46o钢板作为支腿材料。因为支腿焊接需要保证焊缝的强度不能低于母材强度，采用这种方法时，大、小活动支腿焊接制造过程中需要对焊丝及相关焊接工艺参数进行调整。通过两种方法的介绍可知，等抗弯截面系数法通过调用相关函数，对有效截面进行最小值优化计算。这种方法更适用于结构重量不能大幅增加，不便选用强度等级较高的材料或不易调整焊接工艺参数，而只能通过改变钢板材料厚度来达到大、小活动支腿提供的最大支撑力相等的设计要求的情况。提高许用应力值法更适用于要求结构轻量化的同时，又可以比较方便的选用材料强度等级更高的钢板和调整焊接工艺参数的情况。

     增大水平支腿伸出跨距对提高整车稳定性有重要意义，本文介绍了一种新型的单腔嵌套式水平支腿结构，其相对于传统水平支腿具有支腿跨距大，空间紧凑，结构轻量化等诸多优势。运用MATLAB软件强大的计算功能，选取一组具体参数，通过“等抗弯截面系数法”和“提高许用应力值法”进行阐述和计算，两种方法均可以完成单腔嵌套式水平支腿截面的设计，但各具特点，适用于不同的情况。此项研究对后续单腔嵌套式水平支腿的设计具有一定参考价值。

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