随车起重运输车建模与仿真研究毕业设计(编辑修改稿)

随车起重运输车建模与仿真研究毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

用起重机、铁路轨道车随车起重机。 在一些小的方面，公司的设计同样人性化，根据不同的吊物形式和重量生产了多种抓斗、吊篮、节臂、液压缸、机械臂、钻头等，使随车起重机除起重作业外还可完成诸如零散物料装卸、高空作业、建筑装卸等多项工作。 意大利，作为世界闻名的发源地之一，很早就开始使用随车起重运输车，由于应用的广泛，是现在世界拥有随车起重运输车制造企业最多的国家，共有 FEARI、PESCCI、 COPRMACH、 HEILA 等十多家生产厂，且各厂均有自己较完善的系列产品，其生产的产品以吊产量大而闻名。 日本，亚洲的汽车工业的佼佼者，随车吊方面建立了对世界该行业有着深入按意义的新概念和标准，从而更好的评价随车吊的性能。 机械业与建筑产业的繁荣，促使日本国内对于随车起重机的大幅度需求。 其中加藤、吉野科、村和三家公司是日本随车起重机最著名的企业。 三家企业中，村和生产的直臂式、折臂式两种随车起重机，占据了本国和世界的大部分汽车市场。 以六边形断面特点的直臂式随车起重运输车，采用全液压缸伸缩结构， 电机转台以 3支点方式固定在底盘上，此种支撑方式，大大降低了来自路面的载荷和不必要的动载荷，还配备了柱塞式液压缸起升机构，能保证顺利安全起吊货物，可以是整车在各种路面上进行作业 【 12】。 对世界随车起重运输也启动深远影响的是日本企业率先根据当今的市场需求建立了对随车起重机产品综合性能评价的新指标，即美观、安全、舒适、简单。 这样的标准也在不同程度上影响了其他汽车方面。 在美观方面，村和随车吊的外观设计，达到了与城市景观相协调呼应的效果，外观采用了带圆角的造型，与外部环境和谐一致，以减轻人们过去对起重机的紧压感。 在安 全方面，村和随车起重机的安全装置基本上是按照与载货汽车相同而配置的，最近该公司又推出一种整机稳定性报警装置，考虑到在装载吊运货物的时候由于支腿承受的力过大而导致压溃的危险情况，可以自行测定出油缸的内腔压力，然后智能化的修改参数和伸缩速度，调整起重压力角，当出现倾翻危险时，发出声光或语言报警 【 12】。 在其他的创新方面，村和又开发了自动收钩装置，当随车起重运输车水平直线行驶时，吊钩水平收紧易于影响驾驶员的视野，带来行驶安全隐患，采用了创新设计的随车吊在行驶时，吊钩和绳索不会妨碍驾驶员的视线，对于全天候工作的起重 车，还可大大减少油水飞溅到驾驶室的玻璃上，提高了行驶的安全性 【 12】。 舒适性方面，村和随车起重机的全部操作，都可以应用位于整车地盘上的安全拉杆完成，操作极其轻便，不会使操作人员感到疲劳。 为了缠身温馨的工河北工业大学城市学院 2020 届本科毕业设计说明书（论文） 6 作环境和宽松的作业环境，所对应的各个按钮操作诸如升降、伸缩、回转等，均贴有明显的形象化图形动画标记，而且在回转手柄上切有细槽，方便了夜间工作；选配装置中无线遥也是很人性化的，操作者可一手拿按钮，另一只手扶重物，最大限度安全准确地进行起重作业。 美国，作为世界上唯一超级大国，经济发展自当当仁不让，起中交通运输业更 是在世界汽车业中占有重要的地位。 其大型汽车公司同样重视随车起重机的研发和生产。 GROVE 闻名于世，他所生产的轮式起重机占据了世界市场的 60%以上；而 NATIONALCRANE 则是 GROVE 专门生产随车起重机的子公司，世界范围内的直臂式随车起重机以 NATIONALCRANE 著称，他在近几年又重点研发和生产了了铰接式折臂式起重机；该公司独特的设计风格充分体现在直臂式随车起重机，因为其是为后置式，在对货箱的充分利用方面有着自己的见解，它采用了一种全液压高支点弧线摆出式斜伸支腿，摆出后成 A字形，可以完成极其大的工 作半径跨距，并能在全时路况内完成作业 【 12】【 13】。 随车起重运输车国内现状 我国随车起重机的生产起步较晚，到 70 年代，全国生产的随车起重机产品种类单一，规模很小。 到 80 年代，随车起重机产品的种类及产量均呈增长趋势，特别是近几年来，随着工业化程度的提高，以及经济的快速增长，随车起重机在国内市场的产销总量增长势头更加迅猛。 全国生产随车起重机的厂家约有 10 多家，主要企业有石家庄煤矿机械厂、徐州随车起重机公司、武汉汽车起重机厂、山西长治清华机械厂、湖南专用汽车制造厂等。 其中，石家庄煤矿机械有限公司 是我国第一个研发和生产随车吊的企业。 另外，近年泰安东岳重工机械有限公司（原泰安起重机厂）与日本古河UNIC 机械金属株式会社合资成立了泰安古河机械有限公司；常林股份有限公司与奥地利的 PALFINGER 公司也将开始合作生产随车起重机。 徐州随车起重机公司组建于2020 年 9月，在消化吸收国外先进技术的基础上生产 SQ 系列伸缩臂式、折叠臂式随车起重机，并由航天部定点生产国防工程专用随车起重运输装填车、雷达车等产品，其产品曾批量出口伊拉克等国家 【 12】。 近两年来，依靠技术的不断革新，产品取得了较快发展。 武汉汽车起重机厂是 较早生产随车起重机的厂家，其产品为直臂式卷扬起重机，与东风、解放及黄河汽车配套，可在汽车底盘的尾部又加装了 10t液压绞盘，特别适合于电业部门抢险与施工需要。 湖南专用汽车制造厂始建于 1950 年，系湖南省机械行业重点企业，是国家计委、国家经贸委和机械工业部在全国唯一定点的随车起重运输车生产基地。 主要产品有随车起重运输车、自卸车、厢式车、运输加油车、河北工业大学城市学院 2020 届本科毕业设计说明书（论文） 7 后装压缩式垃圾车等 【 12】。 随车起重运输车现状的不足及发展趋势 随车起重机在中国，从 20 世纪 70年代开始，世界各地的国家充分发展后，我国和他们无论从技术 还是发展速度方面还有不小的差距。 这些具体表现在 ： 技术水平不高，做的随车起重运输车起重额力矩很小，不能完成大载荷的吊运工作，比如我国自产的随车起重机臂绞车主要是受到其自有品牌的汽车底盘的限制，起重力矩等性能指标普遍大大低于国外先进产品水平；产品吨位小，范围狭窄，产能和供销做的不够完善，尚未形成大，小完整的系列产品；漂亮的形状是国外先进的生产厂家的主打的销售理念，然而随车起重机是在我国的设计单调，着色很一般，没有显现出人文关怀、个性化服务以及体现人与社会和谐发展的设计理念；不完整的安全装置，操作不具有足够的灵活 性，起重高度限制和平衡阀，安全阀是仅有的安全保障装置，然而至于其他一般安全设备，仅有手动操作设备，随车起重运输车的发展较快的国家已广泛使用电子技术的随车起重机； 伴随着以上这些我国随车起重运输车的发展状态和不足可以看到未来该领域的研究方向和大体趋势：在研发方面加大资金和技术的投入，特别是政府部门的大力支持；积极引进先进技术和科学化创新方法，完善我国生产专用车的产品系列；大胆采用高科技零部件，加强在随车起重运输车安全和舒适性方面的改进。 1． 3 本课题的研究意义和主要内容 本课题的研究意义 伴随着国民经济的快速发展 以及经济全球化、区域一体化的不段深入，各行各业对自己部门的专用工具也要求越来越高。 其中，交通运输业更是尤为突出。 运输车的运输，吊车的调运，二者的完美结合孕育了随车起重运输车：首先，花费包括养路费，折旧费用，维修费用等等可以省去一大笔开销；其次，随车起重车更加环保，其自重非常的轻，在运输过程中消耗更少的燃油，同时使用变量泵系统，时刻保证发动机的燃油消耗保持最低水平，减少二氧化碳和有害气体的排放。 因此，研究好、生产好随车起重运输车对于我国交通运输行业的振兴，乃至国民经济的快速发展有着不可忽视的意义。 本课题的主 要内容 本次毕业设计主要是通过广泛查阅国内外相关资料，了解随车起重运输车的基本河北工业大学城市学院 2020 届本科毕业设计说明书（论文） 8 结构，工作原理以及应用范围。 根据任务书给定的数据和要求，应用 UG 建模软件完成对整车的建模工作。 此后，将总装的 UG 模型导入到仿真软件 ADAMS 里，完成运动仿真，并对其中测试出的曲线加以说明和分析，最终得出整车可行性的结论。 2 随车起重运输车结构及工作原理 随车起重运输车结构和分类 随车起重运输车的基本结构 随车起重运输车的主要组成： 图 随车起重运输车主要组成 1吊钩组； 2起重臂； 3变 幅油缸 II； 4主臂； 5变幅油缸Ⅰ； 6立柱； 7回转机构； 8基座；9控制系统； 10支腿机构； 11油箱和安全保护装置 随车起重运输车的分类 机械式和液压式随车起重运输车是市面上比较常见的、大家公认的分类方式，是根据随车起重机的结构类型分类的。 因为液压式随车吊具有结构紧凑，方便操作，回转灵活，质量小的优点，所以它在随车起重运输方面得到了极大的认可。 随车起重运输车的起重节臂的位置有多种多样，而货箱的位置只能位于车体后部，驾驶室的位置位于其前部，因此，根据二者的相对位置可将其分为前置、中置和后置三种形 式。 河北工业大学城市学院 2020 届本科毕业设计说明书（论文） 9 图 前置式起重车 前置式随车起重运输车的节臂安装在汽车驾驶室和货箱之间 (如图 )。 这种型式可因为其液压缸安装在距离发动机较近的位置，各方面的效率，诸如传动效率有着很大的提高。 同时前置式的随车起重运输车的优势是能充分发挥货箱面积大并可以保证起重节臂在最大的伸出长度内能达到货箱的所有工作位置，所以这种节臂布置型式得到了最为广泛的使用。 图 中置式起重车 中置式随车起重运输车的节臂安装在汽车货箱中间 (如图 )。 这种位置型式的特点是可基本保持原车的重心位置不变，不会因为所吊重物 的不同质量而发生质心位置的变化，同时它起重节臂较其他形式短，轴荷、整车载荷分配易于满足设计要求，唯一不足的是体现在货箱中部，因为节臂在此处安装，使货箱对于面积的利用率大大降低，故实际应用不多。 河北工业大学城市学院 2020 届本科毕业设计说明书（论文） 10 图 后置式起重车 后置式随车起重运输车的调运节臂安装在汽车货箱后部 (如图 )。 这种布置对于要求货箱利用率大得场合尤为合适，同时在对于后部附加了需要的挂车的货运车辆，可以完成很好的组合，即组合式卡车、吊车等。 它的起重臂能完成多种作业形式，诸如在挂车和汽车之间的装卸。 不足的地方是节臂靠后的安装形式，影响了 整车的在大运量下的扭矩和载荷的分配，从而带来了辆操纵性变差的缺点 【 2】。 所以这种型式应用得也不是很多。 随车起重运输车工作原理 随车起重运输车的基本工作原理是将汽车发动机的机械能转化为液压能，依靠液压装置完成起重运输的多项作业内容。 其中，支腿伸缩油缸、支腿油缸实现可靠的地面支撑；变幅油缸 I、变幅油缸 II、伸缩油缸和回转机构等完成起重臂 (主臂和伸缩臂 )升降、伸缩臂伸缩和起重臂回转等动作，实现载荷的升降目的 【 2】。 3 基于 UG 的整车模型建立 随着科技的不断进步和信息业的飞速发展，计算机软件业的产 品更新和设计也越来越趋向科技化、人性化，计算机辅助设计软件营运而生。 这些高科技软件为广大设计研发人员提供了更完善的机械设计途径，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建立。 建模软件 UG 简介 UG 技术特点 西门子公司是德国著名的电子产品制造商，其世界著名产品包括西门子手机，西门子家电等。 至于软件开发方面，西门子公司同时结合了其自动化部门和其驱动集团的一部分分支机构，共同开发了一款大型绘图建模软件： UG， Unigraphics 的缩写。 河北工业大学城市学院 2020 届本科毕业设计说明书（论文） 11 UG 可以根据用户的实际需求和个性化需求提供多方面的产品支持，包括 数字化造型建模驱动支持，验证准确性实际性支持等。 它开发始于 20世纪 90 年代年，当时随着计算机编程的普及和开发， C语言得到大范围应用， UG正是在这种环境下诞生的。 最初它仅仅应用在大型系统工作站当中，但是随后的十年中，个人计算机业务和应用的大面积普及，也是的 UG 在个人计算机应用领域取得的空前的发展，目前已经成为模具行业建模设计的一个主要应用 【 13】【 14】。 在计算机制造建模分析领域，它是应用最为广泛也是最先进的计算机辅助软件，功能非常的强大，不仅包括涵盖了产品生产的各个环节，诸如概念思维、功能分析、工程监理、加 工制造到产品发布等过程。 同时在其他大型的产品制造业当中，也有着至关重要的应用。 其中，对于国民经济发展起着举足轻重的汽车航空、通用机械、造船、电子等行业领域尤为突出。 应用的范围如此之广，是因为该软甲主推实体建模，这对于设计是十分重要的。 此外，曲面的构造方法和选项可以完成较为复杂的模型设计也是 UG 的特色；对于建模软件建模的后续包括出图的性能、模具的加工选择还有装配功能等操作也是大型建模软件交互式CAD/CAM 系统所能够实现的复杂实体及造型的建构 【 15】。 当今的世界是数字化世界，是信息化占据了高科技领域通讯和交流 平台的主导， UG 恰恰利用数字化模型系统来开发的，因此可以帮助生产开发企业轻松实现缩短产品生产周期，向科学化经营管理模型的转化。 在 UG 建模中应用最广泛，流传最普遍的是其产品设计模块，它在世界范围内的应用足以证明其有很高的产品设计建造和绘图功能，这些都可以为后续的制造和生产提供科学性、准确性和直观性，从而满足市场的新需求。 对于普通的设计建模软件，往往在某些方面诸如钣金模块、外观造型设计、专用塑料件设计模块等是空白的，或者仅仅是部分的设计，但是 UG 优于这些设计工具，因为它不仅提供了上述功能，还别出心裁的创新了线路。