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汽车辰力起重机“U”形截面臂设计形式优势分析

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随着汽车辰力起重机起吊性能的越来越大,起重臂截面形式从最原始的四边形截面逐步的发展到多边形截面,进而发展到U形截面,截面形式不断优化。U形截面臂在有效减轻起重臂自重的同时,能最大限度地发挥材料的力学性能,从而提高大吨位汽车辰力起重机在大幅度、高起升高度情况下的起重性能。与此同时还解决了局部容易失稳的问题,大大的提高了辰力起重机的可靠性和稳定性。目前,汽车辰力起重机的起重臂截面形式主要有四边形、六边形、八边形、十二边形、U形和椭圆形。四边形截面是由翼缘板和腹板焊接而成的,它制造工艺相对简单,具有良好的抗弯刚度,适用于强度比较低的材料;对于高强度材料不能充分发挥材料的承载能力,不能很好地传递扭矩和横向力,需设附加支承;而且在四个角点处最容易产生应力集中;底板、腹板受较大的压应力作用,常出现局部失稳。一般用于中小吨位的轮式辰力起重机。为了避免上述不利因素,提高腹板的稳定性,研制出了六边形及其它多边形截面。这些截面的共同点是采用大圆弧过渡,腹板高度减小,受力状况得到改善。而且这些截面实际计算宽度较小,有利于提高局部抗失稳能力。前后滑块均支承在四角处,伸缩臂各板不产生局部弯曲,且能较好地传递扭矩与横向力,这些多边形截面的伸缩臂能较好地发挥材料机械性能,减轻结构自重。因此这些截面形式被普遍的采用。椭圆形截面是一种受力较理想的吊臂截面形式,其截面上弯板为大圆弧槽形板,下弯板为椭圆形槽形板,且由下向上收缩,其重量优化,抗扭性能显著,具有独特的稳定性和抗屈曲能力。适用于高强度材料,能充分发挥材料的性能,但是该截面需要侧向支承,制造工艺复杂,吊臂在弯型技术上的难度大,需要大型的折弯机等专业化配套设备,而且对焊接质量要求相对较高,目前尚未被普遍采用。U形截面是经过优化计算得出的较为合理的截面形式,其截面上弯板为大圆角槽型弯板,下弯板为U形槽型弯板。通过对比分析,U形截面臂有如下优点:1.U型截面的横向抗弯刚度和抗扭刚度优于其它截面形式;2.U型侧板的上半部拉应力较大,提高了侧板的稳定系数;3.U形的下底板有利的提高了抗局部失稳的能力;4.在起重性能相同的情况下,U形截面的起重臂降低了起重臂的重量,提高了汽车式辰力起重机的起重性能;5.U型截面伸缩臂在套接处有较小的应力和较好的应力分布;6.在相同的截面积、相同受力情况下,U型截面起重臂极大提高了其抗变形能力。


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