20-5t吊钩桥式起重机设计说明书.doc

中国矿业大学2007届本科生毕业设计第1页目录第1章概述.11.1起重机械的用途及工作特点.11.2起重机械的发展简史.21.3起重机械的组成和种类.31.4桥式起重机的分类和用途.51.5桥式起重机的基本参数.7第2章吊钩桥式起重机设计任务书.82.1设计参数.82.2工作条件.92.3设计原则.9第3章小车起升机构和运行机构的计算.93.1起升机构计算.93.1.1确定起升结构传动方案.93.1.2选择钢丝绳.103.1.3确定滑轮主要尺寸.113.1.4确定卷筒尺寸并验算强度.113.1.5选电动机.163.1.6验算电动机发热条件.173.1.7选择标准减速器.183.1.8验算起升速度和实际所需功率.183.1.9校核减速器输出轴强度.193.1.10选择制动器.203.1.11选择联轴器.213.1.12验算起动时间.223.1.13验算制动时间.233.1.14高速浮动轴计算.243.2小车运行机构计算.283.2.1确定机构传动方案.283.2.2选择车轮与轨道并验算其强度.293.2.3运行阻力计算.303.2.4选电动机.313.2.5验算电动机发热条件.323.2.6选择减速器.323.2.7验算运行速度和实际所需功率.323.2.8验算起动时间.333.2.9按起动工况校核减速器功率.343.2.10验算起动不打滑条件.34中国矿业大学2007届本科生毕业设计第2页3.2.11选择制动器.353.2.12选择高速轴联轴器及制动轮.363.2.13选择低速轴联轴器.363.2.14验算低速浮动轴强度.37第4章大车运行机构的计算.384.1确定传动机构方案.384.2选择车轮与轨道，并验算其强度.394.3运行阻力计算.414.4选择电动机.424.5验算电动机发热条件.424.6选择减速器.434.7验算运行速度和实际所需功率.434.8验算起动时间.444.9起动工况下校核减数器功率.454.10验算起动不打滑条件.454.11选择制动器.474.12选择联轴器.484.13浮动轴低速轴的验算.494.14浮动轴高速轴的验算.51第5章桥架结构的计算参数.525.1主要尺寸的确定.525.2主梁的计算.555.3端梁的计算.615.4主要焊缝的计算.65总结.67参考文献.68致谢.69概述1.1起重机械的用途及工作特点起重机械主要用于装卸和搬运物料，是现代化生产的重要设备。它不仅广泛应用于工厂、矿山、港口、车站、建筑工地、电站等生产领域，而且也应用到人们的生活领域。使用起重运输机械，能减轻工人劳动强度，降低装卸费用，减少货物的破损，提高劳动生产率，实现生产过程机械化和自动化不可缺少的机械设备。起重机械是以间歇、重复工作方式，通过起重吊钩或其它吊具的起升、下降，或升降与运移重物的机械设备。其工作特点具有周期性。在每一工作循环中，它的主要机构作一次正向及反向运动，每次循环包括物品的装载及中国矿业大学2007届本科生毕业设计第3页卸载，搬运物品的工作行程和卸载后的空钩回程，前后两次装载之间还有包括辅助准备时间在内的短暂停歇。综合起重机械的工作特点，从安全技术角度分析，可概括如下：起重机械通常具有庞大的结构和比较复杂的机构，能完成一个起升运动、一个或几个水平运动。例如，桥式起重机能完成起升、大车运行和小车运行三个运动；门座起重机能完成起升、变幅、回转和大车运行四个运动。作业过程中，常常是几个不同方向的运动同时操作，技术难度较大。所吊运的重物多种多样，载荷是变化的。有的重物重达几百吨乃至上千吨，有的物体长达几十米，形状很不规则，还有散粒、热融状态、易燃易爆危险物品等，使吊运过程复杂而危险。大多数起重机械，需要在较大的范围内运行，有的要装设轨道和车轮（如塔吊、桥吊等），有的要装设轮胎或履带在地面上行走（如汽车吊、履带吊等），还有的需要在钢丝绳上行走（如客运、货运架空索道），活动空间较大，一旦造成事故影响的面积也较大。有些起重机械，需要直接载运人员在导轨、平台或钢丝绳上做升降运动（如电梯、升降平台等），其可靠性直接影响人身安全。暴露的、活动的零部件较多，且常与吊运作业人员直接接触（如吊钩、钢丝绳等），潜在许多偶发的危险因素。作业环境复杂。从大型钢铁联合企业，到现代化港口、建筑工地、铁路枢纽、旅游胜地，都有起重机械在运行；职业场所常常会遇有高温、高压、易燃易爆、输电线路、强磁等危险因素，对设备和作业人员形成威胁。作业中常常需要多人配合，共同进行一个操作，要求指挥、捆扎、驾驶等作业人员配合熟练、动作协调、互相照应，作业人员应有处理现场紧急情况的能力。多个作业人员之间的密切配合，存在较大的难度。上述诸多危险因素的存在，决定了起重伤害事故较多。根据有关资料统计，我国每年起重伤害事故的因工死亡人数，占全部工企业因工死亡总人数的15%左右。为了保证起重机械的安全运行，国家将它列为特种设备加以特殊管理，许多企业都把管好起重设备作为安全生产工作的关键环节。1.2起重机械的发展简史随着社会生产力的发展和人民生活水平的提高，起重机械在不断地发展和完善。这是因为，起重机械是物流机械化系统中的重要设备。社会化大生产愈发展，人民生活水平愈提高，物料搬运和人员的输送量就愈大，起重机械的应用范围也就愈广泛。根据人类生产和生活的需要，许多具有特殊用途的新型设备不断出现。中国矿业大学2007届本科生毕业设计第4页简单的起重运输装置的诞生，可以追溯到公元前50004000年的新石器时代末期。那时，我国劳动人民已能利用这些简单装置开凿和搬运巨石，砌成石棺、石台，用以埋葬和纪念死者。进入18世纪以后，英、法、德、美和匈牙利、意大利等国的机械工业发展较快。特别是1765年，瓦特发明了蒸汽机，蒸汽机的应用大大推进了起重机械的发展。19世纪下半叶，世界上出现了铁路，一些工业比较发达的国家为了满足港口、码头等地吊运物资和其它装备的需要，对起重机械提出了新的要求，以前那些用人力驱动、低效率、固定式的起重机已经达不到要求，取而代之的是轨道式起重机。起重机械的兴盛发展，还是到电动机被应用于工业之后。随着冶金业、煤炭业、采矿业、机械制造业和海港、内河码头装备的发展，起重机械的品种不断完善，其参数也大大扩展。1880年，美国的奥的斯电梯公司，首先使用电动机作为动力装置安装在客梯上，从而出现了第一台电力驱动的电梯。电力驱动装置的出现，同样是起重机发展史上的转折点。目前，由于高性能金属材料的采用和材料加工能力的提高，起重机零部件的性能和寿命也不断提高，整机使用寿命一般规定在10年以上。由于电动机、电气拉制技术和液压技术的发展，近年来起重机电力驱动的品质和自动化水平也大为提高。起重机的发展趋势，将主要体现在如下几个方面：大型化。起重机的起重量将会越来越大，以满足特殊工程的需要。轻量化。将广泛采用新材料和采用合理的结构形式，以减轻设备自重。采用新的结构形式，主要是在梁、臂的截面形式上下功夫，如汽车起重机吊臂采用八角形截面或带有变形孔的伸缩臂；采用新的计算方法，如有限单元法与结构力学的有机结合，并配合使用电子计算机，精确计算应力值，避免设计中的“肥梁胖柱”；采用新材料，起重机结构件将越来越多地采用高强度钢，零部件逐渐采用塑料，现在滑轮已经采用铸尼龙材料，缓冲器采用了聚氨脂材料，国外还有采用碳纤维强化塑料（比重是钢的1/31/4，强度是钢的35倍）代替起重机部分结构的趋势。提高作业性能。如提高运行速度，保证运行的准确性和平稳性。多样化。将向同一设备可使用多种工作装置的要求发展，扩大使用范围。最优化。将普遍采用先进的设计计算方法，并配用电子计算机进行优化设计，以