伸缩臂叉车伸缩臂强度测试及臂架间摩擦因数的计算

伸缩臂叉装车总体结构设计摘要：伸缩臂叉装车已成为高空作业设备的重要门类，是广泛应用于建筑工地、工矿企业仓库和其他工地上起升、运输、堆放砖头、木材、钢材和其他物料的一种起重运输设备，随着经济建设的发展，对其需求越来越大，对其性能的要求也越来越高。

本文主要任务是完成对伸缩臂叉装车的总体计算、整体布局、臂架结构设计及其有限元分析。

本文主要内容：⑴介绍伸缩臂叉装车的用途、国内外伸缩臂叉装车发展状况的比较、及其发展前景。

同时对臂架的结构和工作原理做了简要介绍。

⑵完成对关键铰点的布置，作业高度、作业幅度的计算，及整机稳定性的校核计算。

并绘制出整机总体布局图。

⑶臂架的结构设计，臂架的强度、刚度和稳定性计算，并用ANSYS软件进行臂架有限元分析。

同时完成臂架系统装配图，一节臂、二节臂的装配图和相关零部件的工程图。

⑷设计过程采用Pro/E软件进行三维实体建模，并进行装配，最后应用其工程图模块转化为二维工程图。

本次设计的伸缩臂叉装车参考了JCB公司的JCB530型号伸缩臂叉装车的外形尺寸，并且严格按照《起重机金属结构》、《BS_EN_1459-1999》和《机械设计手册》等相关设计规范进行设计，其性能和质量满足相关要求。

关键词：伸缩臂叉装车；稳定性；臂架；有限元分析The Frame Structure Design of TelehandlerAbstract：Telehandler is a kind of hoisting equipment which is widely used in building site、storage and other place to lift、transport、stack the tile 、wood 、steel products and other materiel . Along with the development of economic in our country, the requirement of crawler crane is larger and larger, and the request of the capability is higher and higher.the mission of this paper is to complete the frame structure design of telehandler、the design of boom structure and the finite analysis of boom.The primary contents in this paper can be concluded as follows:The use of the telehandler、the telehandler’s development comparison domestic with abroad、and the development trend of the telehandler are introduced.At the same time,the paper introduces the structure of boom and how boom works, and gives the principle of how to choose the boom.The pivot points arrangment , the calculation of lift height and forward reach, and the calculation of the stability are completed.The integral layout drawing is provided.The structure design of the boom, the calculation of the strength and stability of the boom system are accomplished and the finite analys of boom is achieved by ANSYS software. While at the same time planar engineering drawing must be done, such as the assembling of the boom system, the boom one the boom two and the related parts.I use the Pro-E software to design the 3D entity, and make dummy assembly. And then, the 3D entity is transformed to the planar engineering drawing with the Pro/E planar engineering drawing module.In the design process, I refer to the JCB530 telehandler of JCB, and accord to the《Crane Metal Stuctrure》、《BS_EN_1459-1999》and the《Machine Design Handbook》strictly. Its capability and quality meet the requirement.Key Words：Telehandler；Stability；Boom；The Finite element analysis目录摘要 (I)ABSTRACT (II)绪论 (1)1伸缩臂叉装车概述 (1)1.1 伸缩臂叉装车简介 (1)1.2 国外伸缩臂叉装车发展状况 (1)1.3 国内伸缩臂叉装车发展状况 (2)1.4 国内伸缩臂叉装车的前景及发展趋势 (2)1.5 国内、外相关标准 (3)第一章毕业设计任务书 (4)1题目来源：实际应用 (4)2设计要求和设计参数 (4)2.1设计要求： (4)2.2设计参数： (4)3个人重点工作 (5)4各阶段时间安排 (5)5应阅读的资料及主要参考文献目录 (5)第二章毕业设计计算说明书 (5)1设计参数及整机尺寸 (5)1.1 设计参数 (6)1.2 整机尺寸 (6)2重要铰点布置及其计算 (7)3作业高度H计算 (8)4幅度R计算 (9)5整机稳定性计算 (9)5.1 整体稳定性计算工况和载荷 (9)5.2 整体稳定性结果汇总 (11)6臂架结构设计及其计算 (12)6.1 臂架结构设计 (12)6.2 臂架理论计算 (12)6.2.1 臂架全伸，仰角62时刚度、强度计算 (13)6.2.2臂架全伸，仰角0度时刚度、强度、稳定性计算 (24)6.3 各臂节支反力计算 (26)6.3.1 对臂架整体受力分析 (26)6.3.2 伸臂时各臂节支反力计算 (27)6.3.3 缩臂时各臂节支反力及缩臂链拉力 (29)第三章：标准化审验报告 (30)1技术分析 (30)2结论 (30)参考文献 (32)致谢 (33)绪论1 伸缩臂叉装车概述1.1 伸缩臂叉装车简介在高空作业类小型机械中，主要有高空作业平台、伸缩臂叉装车等种类。

106AUTO TIMEAUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计1　引言越野式伸缩臂叉装车是一种使用伸缩臂及安装在臂端的属具作为工作装置，集合了伸缩臂起重机、叉车、装载机等产品的特点，可进行搬运、铲装、吊载等多种作业，同时可有两轮转向、四轮转向、蟹行行驶等多种行驶模式，适应于多种地面状态的移动作业设备。

伸缩臂叉装车的整机稳定性，是指设备在行驶、作业过程中，整机抗倾覆的能力。

在行驶及作业时，地面平整度及车辆状态可能会对整机稳定性有较大影响，都会影响最终产品的安全性和使用性。

在设计初期就采用合适的方法对整车的倾翻稳定性情况进行计算，能最大限度的降低试验风险，而根据试验结果优化后的试验模型，也为后续的设计提供了参考依据。

2　稳定性性分析依据在作业时，伸缩臂叉装车可以根据不同工况需求，使用轮胎或稳定器作为接地支撑，稳定器一般布置在前桥前方，可以提高前方和侧方的作业区域。

同时为了提高越野能力，后桥多采用摆动式。

因此在计算稳定性时，倾翻线围成的稳定区域为图2所示的三角形ABC 区域。

针对整车稳定性的，目前国标、ISO 标准和欧洲标准及美标中都是采用模拟表1中几种典型工况的试验方式来验证。

根据国标苏宗洁　党伟　李海杰广西柳工股份有限公司　广西柳州市　545000摘 要： 结合越野式伸缩臂叉装车国标GBT 26949.14-2016，通过受力分析及力矩平衡计算，结合稳定区域分析，得出了越野式伸缩臂叉装车稳定性计算分析的理论计算方法。

通过试验验证了理论计算的可靠性，为伸缩臂叉装车的稳定性设计提供依据。

在产品开发设计伊始就可以初估虚拟样机的稳定性能，降低了样机设计制造和试验的风险。

关键词：伸缩臂叉装车　稳定性　试验验证越野式伸缩臂叉装车整机稳定性理论计算方法和试验验证GBT 26949.14-2016要求，稳定性验证需要通过五个测试，其中，试验1主要验证在不同臂长和臂仰角的带载工况下，整机的纵向稳定性。

图2　水平地面上的稳定三角形区域AB C试验2为模拟车辆在货物放低，轮胎行驶情况下纵向倾翻稳定性极限工况。

伸缩臂叉车工作装置设计
本课题是企业根据市场对于对高举升、大卸距、一机多能的装载机械日趋迫切的需求而进行的产品研发项目。

要求产品达到国外同类产品的性能水平。

考虑到伸缩臂叉车须达到额定的载荷、较大的变幅角度、较大的作业幅度、各种复杂的作业环境以及伸缩臂叉车所必须满足的安全性能，需在设计中对伸缩臂叉车作业装置进行严谨的设计计算以满足产品的使用性能。

论文主要内容如下：1.简要介绍伸缩臂叉车的用途、国内外伸缩臂叉车发展状况、及其发展前景，同时对臂架结构和工作原理进行说明，为伸缩臂叉车工作装置设计做铺垫。

2.应用质量屋工具将用户的需求转换为产品技术需求，得到零部件的技术性能指标，并以此为参照进行总体设计，包括整体布局规划、作业范围计算、核心零部件选型，以及确定电气、液压、传动系统的设计思路。

3.伸缩臂叉车工作装置详细设计，包括货叉和臂架结构设计、臂架强度、刚度和稳定性计算、货叉平动功能设计、整机稳定性校核计算等。

4.采用Pro/E软件中的TOP-DOWN设计方法，实现伸缩臂叉车的三维实体造型设计、虚拟装配和干涉检验，并将三维模型转换为二维工程图。

使用Mechanica 模块，对伸缩臂进行有限元分析，找出薄弱环节，做出改进设计。

通过产品试制后，该产品完全达到了预期目标，性能完善且工作可靠，具有良好的市场潜力和推广应用价值。

摩擦因素的公式在我们的物理世界里，摩擦因素可是个相当重要的概念。

摩擦因素这个家伙呀，就像是一个神秘的密码，掌控着物体之间摩擦力的大小。

咱们先来说说摩擦因素的公式吧，它通常用字母μ来表示。

简单来说，摩擦因素μ等于摩擦力 F 除以正压力 N ，即μ = F / N 。

这个公式看起来挺简单，可别小瞧了它，这里面的学问大着呢！我记得有一次在课堂上，给同学们讲解这个知识点。

当时我拿了一块木板和一个小木块做实验。

我把木块放在木板上，然后慢慢倾斜木板，观察木块什么时候开始滑动。

同学们都瞪大眼睛，紧紧地盯着，那认真的小模样可爱极了。

当木块开始滑动的时候，我就赶紧测量相关的数据，然后和同学们一起计算摩擦因素。

这过程中，有的同学急得抓耳挠腮，有的同学则是一脸恍然大悟。

那咱们再深入聊聊这个公式。

摩擦因素的大小和两个物体的材料、表面的粗糙程度以及它们之间的接触情况都有关系。

比如说，橡胶和水泥地面之间的摩擦因素，就和钢铁和冰面之间的摩擦因素大不一样。

在实际生活中，摩擦因素的公式可太有用啦！你想想，汽车的刹车系统，要是不考虑摩擦因素，那得多危险呀！工程师们在设计刹车的时候，就得精心计算摩擦因素，确保汽车能在关键时刻稳稳地停下来。

还有我们走路的时候，鞋底和地面之间也有摩擦因素在起作用。

要是鞋底太滑，摩擦因素小，那走在路上一不小心就可能摔个大跟头。

再比如说，工厂里的传送带上运输货物，如果不考虑摩擦因素，货物可能就会在传送带上打滑，影响生产效率。

总之，摩擦因素的公式虽然简单，但它在物理学和我们的日常生活中都有着至关重要的作用。

它就像是一个隐藏在幕后的小能手，默默地为我们的生活保驾护航。

同学们在学习摩擦因素公式的时候，可别死记硬背，要多结合实际情况去理解，多做实验，多观察生活中的现象。

相信大家一定能够轻松掌握这个有趣又实用的知识！。

动摩擦因数怎么求
动摩擦因数（也称为摩擦系数）是描述材料之间摩擦性能的参数，其值取决于材料的性质和接触表面的条件。

动摩擦因数通常需要通过实验测量来确定，因为理论计算往往很复杂，并且与实际情况存在偏差。

以下是一些测量动摩擦因数的方法：
1.倾斜表面法：将一个已知质量的滑块放在一个倾斜的平面上，逐
渐增加斜面的倾斜角度，直到滑块开始滑动。

记录滑块开始滑动时的角度，并使用相关公式计算动摩擦因数。

2.旋转圆盘法：将一个圆盘固定在一个旋转轴上，将滑块放在圆盘
表面上并逐渐增加旋转速度，直到滑块开始滑动。

记录滑块开始滑动时的旋转速度，并使用相关公式计算动摩擦因数。

3.推拉法：将一个已知质量的滑块放在一个平面上，用一定的力量
向前推动滑块，直到它开始滑动。

记录推动滑块的力和滑块开始滑动时的位移，并使用相关公式计算动摩擦因数。

需要注意的是，这些方法都需要对实验条件进行严格控制，例如温度、湿度、表面粗糙度等，以确保测量结果的准确性。

同时，不同材料之
间的动摩擦因数可能存在很大差异，因此需要根据具体情况选择合适的方法进行测量。

充分利用多臂
J,PU;毕丽蕴
【期刊名称】《国外纺织技术：纺织针织服装化纤染整》
【年(卷),期】1997(000)006
【摘要】将以前的多臂用于力织机已经十分陈旧,而现在的凸轮多臂又很昂贵。

是一种较节省的途径,用凸轮驱动改造现有的系统。

在印度,力织机是出口及国内用纺织产业的主要生产设备之一。

在这一领域,几乎所有的织机和多臂要么十分陈旧,要么即使是新的,也不过是旧机构的翻版而己。

棉织业要取得成功,完全靠免检连续生产的能力,这又依赖于许多条件。

织造技术类型是能否保证连续生产的重要因素之一。

对力织机来说,所有的机构都会影响到织机运转的连贯性。

其中,开口装置是关键。

【总页数】2页(P42-43)
【作者】J,PU;毕丽蕴
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TS103.33
【相关文献】
1.伸缩臂叉车伸缩臂强度测试及臂架间摩擦因数的计算 [J], 田甜;王志;闫洪峰
2.小抡臂扣球、大抡臂扣球和屈臂扣球对击球速度影响的研究 [J], 许竞
3.充分利用农村植物资源充分利用农村植物资源 [J], 赵志岭
4.伸缩臂叉车臂架计算协同设计平台 [J], 梁爽;洪海生;付大明
5.中国阳彩臂金龟(鞘翅目,臂金龟科)雌虫记述 [J], 刘胜龙;刘玲娟;王丹;吴方树;周世珍
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伸缩臂挠曲变形分析及实例计算2. 徐州徐工消防安全装备有限公司江苏徐州 221000；3. 徐州徐工特种工程机械有限公司 221000；4.王少卿徐州徐工特种工程机械有限公司 221000 ；5.苏鹏飞徐州徐工特种工程机械有限公司 221000 ；6.李兵徐州徐工特种工程机械有限公司 221000；7.权文龙徐州徐工特种工程机械有限公司 221000 ；8.刘康徐州徐工特种工程机械有限公司 221000 ；摘要：伸缩臂结构在作业时总会产生一定程度的挠曲变形，这也是塑性材质本身的特性，因此挠度不可能被消除，但是可以通过一定的方式减小至合适的范围内。

本文主要基于某三节臂伸缩臂叉车为原型对臂架挠度计算方法和改善措施展开分析。

关键词：伸缩臂，挠度变形0引言伸缩臂作为最接近执行端的部件，如果挠度太大会影响执行端的作业稳定性，如执行端为载人的高空作业平台，则挠度弹性变形会使平台产生上下震颤动作，影响高空作业人员的舒适性和安全性，如果执行端为载物货叉，则存在货物固定不牢靠的风险。

此外，挠度太大会增大臂架伸缩阻力，严重影响臂架伸缩的平顺度，因此控制臂架挠曲变形在合理的范围内有位重要。

伸缩臂常用的截面有四边形、六边形、八边形、椭圆形等，其中最常用的为四边形，本文选用的三节臂伸缩臂叉车的臂架截面即为四边形。

1臂架挠度计算模型为避免产品在生产制造出来后才发现臂架挠度太大的问题，通常需要在设计阶段对臂架进行理论计算。

可以借助分析软件，如Ansys Workbench、Hyperworks、Abaqus等CAE软件，此处用结构受力计算公式求解臂架的挠度。

每一节伸缩臂结构都可以简化为一端固定另一端加载的悬臂梁模型，各节臂按照悬臂梁挠度计算公式得出每一节臂的挠度大小，再对臂架整体挠度进行迭代累加得到最终的挠度值。

忽略滑块间隙、环境风力、操作力等，臂端面挠度变形可分解为臂自重产生的挠度、端面负载产生的挠度、端面负载转矩产生的挠度，计算简图即公式见表1。

单位吊载重量2300吊载系数1.1摩擦系数-0.15伸正停缩皆负吊臂头部上滑轮组中心到后上滑块支撑中心的距离9224吊臂重心到后上滑块支撑中心的距离5534.4后下滑块支撑中心到后上滑块支撑中心的距离1479吊臂截面高度525吊臂仰角75伸臂或缩臂力作用点到吊臂中心线的距离-156下正上负起升绳拉力575吊臂自重及附件重量之和789.5头部下滑轮组中心到头部上滑轮组中心的距离900前正后负头部下滑轮组中心到吊臂中心线的距离500头部上滑轮组中心到吊臂中心线的距离400伸缩力2076.155后上滑块支撑力5254.544后下滑块支撑力6113.693后上滑块摩擦力-788.182前负后正后下滑块摩擦力-917.054前负后正注意： 伸臂或缩臂力作用点可能是不同的用于最前端臂节的计算公斤、毫米计算缩臂力时，缩臂力为正说明伸臂绳受力，应按伸臂力重新计算。

计算伸臂力时，伸臂力为正说明伸臂绳受力。

计算伸臂力时，伸臂力为负说明吊臂向前向上受力。

计算缩臂力时，缩臂力为负说明缩臂绳受力。

计 算由上节臂伸缩力所引起的力4152.31由上节臂伸缩力所引起力的作用点到吊臂中心线的距离0上正下负上节臂后上滑块支撑力5254.544上节臂后上滑块支撑中心到后上滑块支撑中心的距离7868上节臂后下滑块支撑力6113.693上节臂后下滑块支撑中心到后上滑块支撑中心的距离9347吊臂重量及附件和（或）油缸分摊的重量之和937.42吊臂重心到后上滑块支撑中心的距离1672.5后下滑块支撑中心到后上滑块支撑中心的距离1583吊臂截面高度596吊臂仰角75 伸臂或缩臂力作用点到吊臂中心线的距离-195下正上负摩擦系数-0.15上节臂后上滑块对本节臂的摩擦力788.182上节臂后上滑块摩擦力*(-1)上节臂后下滑块对本节臂的摩擦力917.054上节臂后下滑块摩擦力*(-1)伸缩力3864.491后上滑块支撑力9115.215后下滑块支撑力10208.34后上滑块摩擦力-1367.28后下滑块摩擦力-1531.25注意： 伸臂或缩臂力作用点可能是不同的用于中间臂节的计算计算缩臂力时，缩臂力为正说明缩臂绳受力。

伸缩臂滑块摩擦力伸缩臂滑块摩擦力是指在伸缩臂活动过程中产生的摩擦力。

伸缩臂滑块是工程机械中的一个重要组成部分，主要用于伸缩臂的缩放，支架的升降等。

在使用伸缩臂滑块时，常会遇到滑块移动不顺畅、阻力较大等问题，这些都与滑块摩擦力相关。

下面我们将详细介绍伸缩臂滑块摩擦力的相关知识，帮助各位读者更好地了解和解决这些问题。

伸缩臂滑块摩擦力的产生原因主要有两点：一是滑块表面的摩擦，二是仿形间隙。

滑块表面的摩擦是指滑块表面与导轨之间的摩擦，而仿形间隙则是指伸缩臂滑块和导轨之间由于加工和制造的原因，产生的一定间隙，这使得滑块在运动时会受到一定的阻力。

想要减小伸缩臂滑块的摩擦力，就必须要对这些问题进行相应的解决。

首先要对滑块表面进行清洗和抛光处理，保证表面的平整度和光滑度。

其次，还可以添加导轨润滑油或者添加滑动剂，以减小滑块表面的摩擦力。

针对仿形间隙，可以采用铺垫或夹层的方式，填补这些间隙，以缩小滑块在运动时所受到的阻力。

此外，对于已经出现滑块摩擦力大、移动不顺畅的情况，我们可以采用以下几种方法进行处理：一是进行修复和更换，特别是对于部分严重受损的滑块需要及时更换。

二是进行适当的改进和优化，例如对于仿形间隙较大的滑块，可以适当加厚滑块和导轨之间的垫片，以减小阻力。

三是进行加注润滑油或添加滑动剂等处理，以减小滑块的摩擦力，提高运动的稳定性和效率。

总体来说，对于伸缩臂滑块摩擦力这一问题，我们需要从源头上进行解决。

加强对伸缩臂滑块摩擦力的了解和掌握，针对性地采取相应的措施，才能保证伸缩臂滑块的正常运转。

同时，我们还需要注意定期对伸缩臂进行维护和保养。

定期加注润滑油，检查滑块表面的平整度和光滑度，可以有效减少摩擦力，延长伸缩臂的使用寿命。

伸缩臂受力计算
伸缩臂作为一种常见的机械设备，广泛应用于建筑施工、工业制造等领域中。

伸缩臂作为机械设备，在使用过程中需要注意其受到的力的大小和方向，以保证其正常运行和安全性。

首先要明确的是，伸缩臂作为一种受力对象，其受力情况的计算需要考虑多种因素，如伸缩臂的质量、外力的大小和方向等。

为了保证伸缩臂的正常运行和安全性，我们需要使用一些专业的方法来计算其受力情况。

其次，伸缩臂的受力计算需要使用一些基本的物理知识，如牛顿定律、张力等概念。

在计算的过程中需要注意的是，伸缩臂不仅仅是一个物体，还包含了一些其他的部件，如伸缩杆、支架等。

因此，在使用物理概念进行受力计算的时候，需要灵活运用，结合实际情况进行计算。

最后，我们还需要注意到，在伸缩臂的设计和使用过程中，需要遵守一些标准和规范，如机械设备安全规范、建筑施工安全标准等。

这些标准和规范不仅仅是约束伸缩臂的使用，更是保障伸缩臂在使用过程中的安全性和可靠性。

在实际工作中，我们不仅要掌握伸缩臂的受力计算方法，还需要结合实际情况进行应用，保证伸缩臂在不同工作条件下的安全性和可靠性。

只有这样，才能真正保障人们在工作中的安全和健康，推动工作的高效进行。

摩擦因子计算公式摩擦因子这个概念，在物理学中那可是相当重要的存在。

咱们先来说说什么是摩擦因子。

简单来讲，它就是用来衡量两个物体之间摩擦力大小的一个重要参数。

比如说，当你推动一个很重的箱子，感觉特别费劲，这费劲的程度就和摩擦因子有关系。

摩擦因子的计算公式，其实并不是特别复杂，但是要真正理解和运用好它，可得下点功夫。

就拿我们日常生活中的一个小例子来说吧。

有一次我去帮朋友搬家，他家有个巨大的实木衣柜，要从一个房间挪到另一个房间。

我和朋友使足了劲儿推，可那衣柜就是纹丝不动。

这时候我就在想，这衣柜和地面之间的摩擦因子得有多大啊！后来我们找来了一些光滑的木板垫在衣柜下面，嘿，一下子就轻松多了。

这其实就反映出了摩擦因子的作用。

木板垫在下面，就改变了接触面的性质，从而降低了摩擦因子，让我们推动衣柜变得容易了。

咱们来具体看看摩擦因子的计算公式。

一般来说，摩擦因子等于摩擦力除以正压力。

这里的摩擦力，就是阻碍物体相对运动的那个力；正压力呢，就是物体垂直作用在接触面上的力。

比如说，在一个水平面上，有一个质量为 m 的物体，用一个水平力F 去推动它，刚好能让它匀速运动。

这时候，摩擦力 f 就等于这个水平力 F 。

如果物体和水平面之间的正压力 N 等于物体的重力 mg ，那么摩擦因子μ 就等于 F/mg 。

再举个例子，假如你在一个倾斜的坡面上放一个物体，坡面和水平面的夹角是θ 。

这时候，物体受到的正压力就不是重力了，而是重力沿着垂直于坡面方向的分力mgcosθ 。

如果物体刚好能沿着坡面匀速下滑，那么摩擦力就等于重力沿着坡面方向的分力mgsinθ 。

这时候摩擦因子μ 就等于mgsinθ /mgcosθ ，化简一下就是tanθ 。

在实际的学习和应用中，咱们得注意一些细节。

比如说，摩擦因子的大小并不是固定不变的，它会受到接触面的材质、粗糙程度、湿度等因素的影响。

而且，在一些复杂的情况下，可能还需要考虑多个接触面的摩擦因子。

还有啊，有时候题目中不会直接告诉你摩擦因子是多少，而是给你一些相关的条件，让你自己去推导和计算。