1. 研究目的与意义

随车起重运输车是指安装在汽车底盘上,在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，又称随车吊，属于物料搬运机械。

与普通平板车相比随车起重运输车的主要特点有:在安装起重机的部位,车架局部承载较大;前桥及前悬架承载较大;由于起重机及其后支腿的布置影响底盘其它系统的布置等,因此在进行底盘的设计时要充分考虑这些因素,对底盘各系统的性能配置及空间布置进行合理的匹配,对车架进行有效的加强,以最大限度地满足随车起重运输车改装要求。

随车起重起重运输车是安装在普通载货汽车上的一种起重设备，主要由稳定支腿、回转基座、吊臂总成、吊钩等组成。随车起重机和载货汽车操纵系统是完全分开的，所以随车起重机既能够实现起重作业，又不影响汽车底盘的载货运输。随车起重机的应用非常广泛，因其机动灵活等特点，在许多工况下都可代替中小型汽车起重机进行起重作业，深受广大用户的欢迎。

2. 课题关键问题和重难点

1.货运随车吊-起重臂回转系统设计需要考虑的问题有以下几个方面：

1)回转半径是否存在要求

2)在什么范围内旋转液压可以稳定工作.

3. 国内外研究现状（文献综述）

1.货运车的认知:

国际环境：近年来，国际工程机械市场需求景气指数一直向好发展。2004年全球工程机械整机销售额达到1050亿美元，增长20%。目前国际市场发展表现主要特征为：一是制造基地和市场明显向中国转移，零部件采购全球化；二是制造商之间重组整合步伐加快；三是大部分企业变为产品开发和组装厂，关键零部件均为外包生产采购；四是100马力以下的小型工程机械发展迅速；五是租赁市场增长很快。据工程机械权威机构英国工程咨询公司预测，全球未来4-5年内将继续保持良好的市场发展环境。

汽车行业运行状况。06年卡车市场在轻微卡市场的带动下稳步增长，而中重卡市场则还碍着去年调整的余威，在翻身路上举步维艰。今年一季度卡车市场共计产销451062辆和421211辆，同比增长5.37%和5.5%。其中，3月份产销204014辆和207508辆，同比增长6.06%和2.69%，比2月份分别增长了50.86%和71.15%。

图1随车吊

2.随车吊结构形式

随车吊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，以及完成其他装卸工作，故近年来得到较大发展。

随车吊的起重机类型，可分为液压式和机械式两类。由于液压式起重机具有结构紧凑、操作方便、质量小等优点。因此随车起重运输车几乎均装备液压起重机。

按照起重机相对于汽车的位置，随车吊可分为前置、中置、和后置三种结构型式：

1）前置式

前置式起重机安装在汽车驾驶室和车厢之间，如图5-1（a）所示，这种型式多为起重能力小于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。这种布置型式可充分利用货箱面积，并保证起重臂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，此外，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气压缸的管道较短，流动阻力小，液压转动效率比其他布置型式高。所以，多采用这种结构型式。在进行这种车型的整车布置时，要注意防止前轴超载。

2）中置式

中置式的起重机安装在汽车车厢中间，如图4-1（b）所示，这种型式的起重能力一般在1~3t的范围内，且采用加长的大、中型汽车底盘。这种布置型式的特点是起重臂短，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，但由于起重机布置在车厢中部，使车厢面积的利用率较低

3）后置式

图3后置式随车吊

后置式的起重机安装在汽车车厢后部，如图5-1（c）所示，这种布置适用于带有挂车的随车起重运输车，其特点是车厢面积利用率高，起重臂能完成汽车和挂车之间的装卸作业。但由于这种布置是起重机安防在车辆的尾部。因此带来的不利影响是改变了原车的轴荷分配，使操作性变差。此外，主车架需做改装设计，并且受载情况变坏。

随车吊吊臂的组成:

1.吊钩　2.吊臂总成　3.钢丝绳　4.变幅液压缸5.卷筒机构　6.立柱7.旋转接头　8.回转支承9.横梁组10.支腿机构及控制系统

直臂式随车吊吊臂通常由固定臂和几节伸缩臂组成,吊臂结构见图2。只有2节或1节伸缩臂的吊臂,伸缩臂的伸出与缩回靠液压缸推动,多节伸缩臂的伸出与缩回依靠装在吊臂内部的液压缸和钢丝绳共同作用,前2节伸缩臂依次伸出和缩回,通过钢丝绳牵引的伸缩臂同时伸出和缩回。

随车吊的结构：随车起重机是由起重臂、立柱、机架、支腿以及液压元件组成的。起重臂是起重时把货物提起的主要装置。立柱是连接吊臂和机架的重要部件，货物左右旋转时主要靠立柱。机架主要是连接和固定立柱及支腿的部件。支腿的主要作用是吊机作业时保持吊机的平衡。液压系统是由油箱、油泵、油缸、多路换向阀、液压锁、平衡阀、马达、回转中心接头及管路等组成。另外还有卷扬机构、回转机构等。随车吊的工作原理：随车起重机是通过液压传动原理来实现各种机械动作的。我们常用的是用汽车的动力，通过取力器带动液压油泵，连接液压阀来实现工作。如果在没有汽车动力的情况下，我们是通过油泵电机组来提供动力来源。油泵电机组是在野外、码头、船舶、车间等没有汽车动力的条件下，通过380V电压带动电动机工作。如果是野外作业，还需要发电机发电后，通过电动机带动油泵工作。

3.起重臂回转系统介绍:

随车吊的回转形式目前我国随车起重机主要是齿条回转和回转支承两种回转结构形式。齿条回转是指起重机的油缸带动齿条运动使立柱旋转。齿条是直线，所以旋转到一定的位置后就不能再往前，因此齿条回转是有范围的。回转支承旋转是回转箱齿轮带动回转支承齿轮的全回转，是没有方向的任意旋转。回转支承是圆的，所以没有角度的限制。是比较实用的回转结构形式。我公司经过研制和开发了一种新型的回转支承结构形式，用球面涡杆代替回转箱体，这种结构形式的旋转更加平稳。更加安全。目前在国内是比较先进的。

齿条回转机构（如图4所示）:

图4齿条回转机构

齿条回转是指起重机的油缸带动齿条运动使立柱旋转。齿条是直线，所以旋转到一定的位置后就不能再往前，因此齿条回转是有范围的。比如：回转角度400度，就是当起重机转动360度后，还可以继续往前旋转，但当达到400度时，就转不了了。要回过来旋转。

回转结构（如图5所示）:

回转支承旋转是回转箱齿轮带动回转支承齿轮的全回转，是没有方向的任意旋转。回转支承是圆的，所以没有角度的限制。哪个方向都可以旋转。我们一般叫做正负360度旋转。是比较实用的回转结构形式。

图5回转机构

参考文献

[1]机械工程手册编辑委员会.机械工程手册物料搬运设备卷13[M].2版北京：机械工业出版社，1997.

[2]王霄峰.《汽车底盘设计》[M].北京：清华大学出版社，2010.4

[3]王丰元，马明星.《汽车设计课程设计指导书》[M].北京：中国电力出版社，2009.3

[4]成大先等.《机械设计手册》第一卷[M].5版.北京：化学工业出版社2004.

[5]夏德建.电动汽车研究综述[期刊论文]-能源技术经济2010（7）

4. 研究方案

随车吊有不同的工作强度,根据不同的吨位转向机构也会区分为不同的形式-齿条式机构和中心回转机构,现经过小组讨论,初步选用质量,最大起升载荷,整备质量,额定载质量分别对应为1150Kg/3200Kg/4250Kg/3835Kg的随车吊,根据网上各方面汇总,在回转方面则选用中心回转的机构形式

1.方案:中心回转机构

1）介绍:

图6 全回转机构图

回转支承旋转是回转箱齿轮带动的全回转，是没有方向限制的任意旋转，回转支承是圆盘形，没有角度限制，哪个方向都可以旋转，我们一般叫正负360度旋转，是比较实用方便的回转结构形式。再由回转系统连接减速器,从而带动立柱旋转,达到旋转的目的.回转机构的设计需要两部分的组成.回转支撑的设计和驱动机构的设计两部分.回转支撑为起重机的回转部分提供加固的支撑,并将来自回转部分的在和传递给基础部分如门座等.驱动机构则用来驱动回转部分相对于门座实现回转.回转机构的作用是绕起重机的垂直线在水平平面内沿圆弧弧线运移物品.当起升,变幅和回转三个机构配合动作时,就可以把所能达到的的范围内人任意移动,从而扩大了作业范围.

2.初步设计步骤:

1）回转支撑的设计:

图7 回转支撑简图

回转支撑采用单排四点接触球式回转支承单排四点接触球式回转支承由两个座圈组成，结构紧凑、重量轻、钢球与圆弧滚道四点接触，能同时承受轴向力、径向力和倾翻力矩。回转式输送机、焊接操作机、中小型起重机和挖掘机等工程机械均可选用

3.回转机构的计算

起重机的计算载荷组合情况有三种.正常工作状态载荷或第一类载荷是进行疲劳强度,磨损或发热计算用的等效载荷.工作状态最大载荷或第二类是进行静强度,静刚度和稳定性计算的最大载荷.非工作状态最大载荷或第三类载荷是进行静强度,静刚度和稳定性验算用的的最大荷载.

1）第一类载荷

表2 载荷类别表

等效工作状态下:起重机处于(0.7-0.8)Rmax的等效幅度处,起吊等效重量,回转机构平稳制动.续计算回转部分的离心力以及回转制动切向惯性力,起升绳有横向I类偏角,不急风荷载

2）第二类载

回转装置驱动的计算:

起重机上用的最多的是电动机驱动的机械传动方案.通常回转驱动装置在起重机的回转部分上,电动机经过减速器带动最后一级小齿轮,小齿轮与装在起重机固定部分上的大齿圈(或针齿圈)相啮合,以实现起重机回转。

5. 工作计划

第1周完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统。译文封面用标准模板。汇报收集、查阅文献资料情况，继续现场参观调研。

第2周查阅文献资料，撰写开题报告；阅读、分析、综合收集的资料。

第3周完成开题报告，经指导老师批阅合格并确认后，上传至毕业设计管理系统。开题报告封面用标准模板；开题报告答辩。