20T桥式起重机小车机构设计

2017 届本科生毕业设计 分类号：TH215题 目： 20T 桥式起重机小车机构设计作 者 姓 名： 阮吴祥 学 号： 2013080832 学 院： 机械与电子工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导教师姓名： 杨权 王松 指导教师职称： 助教 工程师 2017 年 5 月宿州学院本科生毕业设计 摘 要桥 式 起 重 机 主 要 应 用 于 大 型 加 工 企 业 ， 完 成 生 产 过 程 中 的 起 重 和 吊 装 工 作 。 其 中 用 于 生 产 车 间 的 桥 式 起 重 机 ， 作 业 范 围 能 扫 过 整 个 厂 房 的 建 筑 面 积 ， 具 有 非 常 重 要 的 和 不 可 替 代 的 作 用 。 本 论 文 是 对 2 0 T 桥 式 起 重 机 的 小 车 进 行 总 体 设 计 。 本 文 首 先 对 桥 式 起 重 机 用 途 ， 工 作 特 点 ， 发 展 概 况 进 行 了 介 绍 ； 然 后 设 计 了 起 重 机 的 运 行 机 构 ， 最 后 设 计 并 校 核 了 起 升 机 构 的 结 构 和 许 用 应 力 ， 最 优 选 择 了 电 机 ， 减 速 器 ， 制 动 器 和 联 轴 器 ， 验 算 了 起 升 机 构 的 起 升 时 间 。 并 通 过 A u t o C A D 进 行 小 车 各 部 分 设 计 图 的 绘 制 得 出 合 理 的 设 计 方 案 。 关键词： 桥式起重机；起升机构；小车运行机构； 校核宿州学院本科生毕业设计 ABSTRACTBridge crane is mainly used in large-scale processing enterprises to complete the lifting and lifting work in the production process. Among them, the bridge crane used in the production workshop can sweep the floor area of the whole workshop, and has a very important and irreplaceable role.This paper is the overall design of 20T bridge crane trolley. Firstly, the bridge crane uses, work characteristics, development situation are introduced; then the design of the running mechanism of crane structure, finally the design and check of hoisting mechanism and allowable stress, the optimal choice of the motor, reducer, brake and clutch, checking the lifting mechanism of the lifting time. And through the AutoCAD design of the car parts drawing a reasonable design.Keywords:Bridge Crane; Lifting Mechanism; the Car Run Institutions; Check宿州学院本科生毕业设计 目 录绪论 11 桥式起重机的用途 12 桥式起重机的分类及工作特点 13 桥式起重机及发展概述 2第 1 章 小车运行机构设计 51.1 小车运行机构设计说明 51.2 小车运行机构设计简述 51.3 小车运行机构设计计算说明书 6第 3 章 起升机构的设计 172.1 确定起升机构传动方案，选择滑轮组和吊钩组 172.2 吊钩组的选择计算 172.3 选择钢丝绳 182.4 确定滑轮主要尺寸 192.5 确定卷筒尺寸，并验算强度 192.6 电动机的选择 232.7 减速器的选择 242.8 校验电机的过载和发热 252.9 制动器的选择 262.10 联轴器的选择 272.11 起动时间的验算 28结 论 30参考文献 31致 谢 32宿州学院本科生毕业设计 小车运行机构设计0绪论1 桥式起重机的用途桥式起重机是横架在高架轨道上平面运行的一种桥架式起重机，又称天车。桥式起重机的的桥架沿着铺设在两侧高架上的轨道纵向往复运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向往复运行，设置在小车上的起升机构实现货物垂直升降。三个机构的综合，构成一个三维空间立方体形的工作范围，这样就可以充分利用桥架下面的立体空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。桥式起重机广泛地应用在室外仓库,厂房,码头,露天储料场等处。桥 式 起 重 机 是 起 重 机 的 一 种 ， 主 要 依 靠 在 水 平 面 内 的 两 个 相 互 垂 直 方 向 移 动 的 运 行 机 构 和 起 升 机 构 ， 可 作 业 于 矩 形 场 地 及 其 上 空 ， 是 工 矿 企 业 广 泛 使 用 的 一 种 运 输 机 械 。 它 具 有 工 作 可 靠 性 高 、 制 造 工 艺 相 对 简 单 、 承 载 能 力 大 的 优 点 。 桥 式 起 重 机 一 般 有 大 车 运 行 机 构 的 起 升 机 构 、 桥 架 和 小 车 运 行 机 构 的 司 机 室 、 电 气 设 备 、 起 重 小 车 等 机 构 组 成 ， 外 形 像 一 个 两 端 支 撑 在 平 行 的 两 条 架 空 轨 道 上 平 移 运 行 的 单 跨 平 板 桥 。 起 重 小 车 用 来 带 着 载 荷 作 横 向 移 动 ， 起 升 机 构 用 来 垂 直 升 降 物 品 ， 以 达 到 在 跨 度 内 和 规 定 高 度 内 组 成 三 维 空 间 里 做 装 卸 和 搬 运 货 物 用 。 桥 式 起 重 机 是 现 代 工 业 生 产 和 起 重 运 输 中 实 现 生 产 过 程 、 自 动 化 、 机 械 化 的 重 要 工 具 和 设 备 。 所 以 桥 式 起 重 机 在 室 内 外 工 矿 企 业 、 铁 路 交 通 、 钢 铁 化 工 、 港 口 码 头 以 及 物 流 周 转 等 部 门 和 场 所 均 得 到 广 泛 的 运 用 1。 2 桥式起重机的分类及工作特点随着工业技术的飞速发展，桥式起重机的种类越来越多，根据用途不同，可分为通用桥式起重机、冶金专用桥式水电站用桥式起重机、大起升高度桥式起重机根据使用吊具不同，可分为吊钩式，抓斗式起重机和电磁吸盘式起重机等。根据起重机所具有的运动机构，可以把起重机械分为单动作和复杂动作的起重机械两大类。各类桥式起重机的分类如图 1 桥式起重机按用途和构造特征分类 1。宿州学院本科生毕业设计 小车运行机构设计1龙 门 桥 式 起 重机 和 装 卸 桥 装 卸桥梁式起重机 龙门起重机淬火起重机锻造起重机料耙起重机揭盖起重机夹钳起重机脱锭起重机铸造起重机料箱起重机加料起重机堆垛起重机桥式起重机 抓斗装卸桥冶 金 专 用 起 重 机桥 式 类 型 起 重 机通 用 桥 式 起 重 机和 堆 垛 起 重 机 缆索起重机缆 索 起 重 机电站龙门起重机造船龙门起重机通用龙门起重机 装箱龙门起重机 装箱装卸桥 桥式缆索起重机图 1 桥式起重机按用途和构造特征分类普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由小车架、小车运行机构和起升机构三部分组成。起升机构包括电动机、减速器、制动器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。 起重机运行机构的驱动方式可分为两大类：一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动；另一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮。中、小型桥式起重机较多采用减速器、制动器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于调整和安装，驱动装置常采用万向联轴器。 3 桥式起重机及发展概述（1） 国内桥式起重机的发展目 前 ， 国 内 专 业 生 产 大 型 起 重 机 的 厂 家 很 多 。 其 中 以 三 一 重 工 、 中 联 重 科 、 抚 挖 等 公 司 产 品 系 列 较 全 市 场 占 有 率 较 高 。 三 一 科 技 自 2 0 0 4 年 初 进 入 履 带 式 起 重 机 的 研 发 和 生 产 领 域 至 今 ， 己 成 功 开 发 出 5 0 t - 9 0 0 t 共 1 0 个 型 号 的 全 系 列 产 品 并 全 部 实 现 销 售 。 其 9 0 0 t 履 带 起 重 机 的 顺 利 下 线 ， 标 志 着 我 国 大 型 、 超 大 型 履 带 起 重 机 自 主 研 发 领 域 已 走 在 亚 洲 前 列 ， 成 为 日 前 亚 洲 最 大 吨 位 的 履 带 式 起 重 机 。 据 悉 ， 日 前 三 一 科 技 已 具 备 3 2 0 0 t 以 下 履 带 式 起 重 机 的 开 发 能 力 2。 中 联 重 科 在 2 0 0 7 年 1 2 月 宣 布 实 行 品 牌 统 一 战 略 后 现 已 成 功 开 发 宿州学院本科生毕业设计 小车运行机构设计2了 5 0 t - 6 0 0 t 履 带 式 起 重 机 产 品 系 列 。 作 为 中 国 起 重 机 行 业 的 领 跑 者 ， 徐 州 重 型 机 械 有 限 公 司 现 在 己 经 形 成 了 以 汽 车 起 重 机 为 主 导 ， 履 带 式 重 机 和 全 路 面 起 重 机 为 侧 翼 强 势 推 进 的 庞 大 型 谱 群 。 国 内 最 具 历 史 的 履 带 式 起 重 机 生 产 企 业 抚 挖 现 已 拥 有 3 5 t - 3 5 0 t 的 履 带 式 起 重 机 产 品 系 列 。 Q U Y 3 5 0 是 抚 挖 2 0 0 7 年 推 出 的 国 产 首 台 3 5 0 t 履 带 式 起 重 机 ， 填 补 了 国 内 3 5 0 t 履 带 式 起 重 机 的 产 品 型 谱 空 白 。 （2） 国外桥式起重机的发展目 前 ， 国 外 专 业 生 产 大 型 起 重 机 厂 家 很 多 。 其 中 利 勃 海 尔 、 特 雷 克 斯 德 马 格 、 马 尼 托 瓦 克 与 神 钢 等 公 司 家 产 品 系 列 较 全 ， 市 场 占 有 率 较 高 。 利 勃 海 尔 公 司 的 产 品 技 术 先 进 、 工 作 可 靠 ， 其 生 产 的 L R 系 列 履 带 起 重 机 最 大 起 重 量 己 达 1 2 0 0 t 。 其 析 架 臂 履 带 式 起 重 机 系 列 在 0 7 年 又 喜 添 新 品 L R 1 6 0 0 / 2 ， 使 其 产 品 型 谱 更 加 完 善 。 德 马 格 公 司 主 要 生 产 起 重 量 从 5 0 t - 1 6 0 0 t 的 c c 系 列 履 带 起 重 机 。 最 近 推 出 了 世 界 最 大 的 履 带 式 起 重 机 C C 8 8 0 0 - 1 双 臂 新 增 功 能 套 件 使 其 起 重 能 力 达 到 3 2 0 0 t ， 马 尼 托 瓦 克 公 司 团 推 出 了 新 研 发 的 3 1 0 0 0 型 履 带 式 起 重 机 。 其 独 特 的 创 新 是 可 变 位 配 重 。 与 使 用 普 通 的 吊 运 能 力 增 强 附 件 相 比 ， 可 大 量 减 少 所 需 的 地 面 准 备 工 作 。 此 外 ， 配 备 可 变 位 配 重 的 起 重 机 能 够 起 吊 和 运 送 所 有 等 级 的 额 定 负 荷 ， 可 以 很 方 便 地 在 工 地 上 移 动 。 神 钢 公 司 开 发 的 履 带 起 重 机 产 品 系 列 化 程 度 高 、 性 价 比 高 ， 深 受 发 展 中 国 家 的 欢 迎 ， 在 全 球 范 围 内 占 有 一 定 比 例 。 近 两 年 神 钢 在 中 国 市 场 中 吨 位 履 带 起 重 机 的 销 售 业 绩 较 好 日 本 产 品 的 技 术 性 能 与 德 国 产 品 还 是 有 相 当 差 距 ， 但 其 进 步 较 快 ， 价 格 比 德 国 产 品 更 有 竞 争 力 ， 所 以 它 们 较 适 合 我 国 一 般 履 带 起 重 机 用 户 2。 （3） 桥式起重机的发展趋势1）设计、制作的计算机化、自动化近年来，随着电子计算机的广泛应用，许多国内外起重机制造商从应用计算机辅助设计系统(CAD)逐渐使得产品更加轻型化和多样化。 2）起重机控制元件的革新与应用起重机的定位精度是对起重机的重要要求，多数采用转角码盘、齿轮链、激光头与钥板孔带来保证，定位精度通常为 3mm，高于 1mm 的精度需外加定位系统。在起重机起升速度、制动器方面的改进，则使用低速运行的起重机吊钩精确定位，起重机的刹车系统也应用微处理进行控制和监视工作。3）新材料、新工艺的应用由 于 钢 铁 工 业 新 技 术 的 应 用 ， 钢 材 质 量 得 以 提 高 ， 在 设 计 起 重 机 主 梁 强 度 时 ， 可 使 用 较 高 的 许 用 力 而 不 需 要 很 高 的 安 全 系 数 ， 以 便 减 少 起 重 机 材 料 用 量 ( 这 并 不 意 味 着 不 安 全 ) ， 从 而 降 低 设 备 的 重 量 和 价 格 ， 因 起 重 机 重 量 的 宿州学院本科生毕业设计 小车运行机构设计3减 小 ， 可 用 功 率 较 小 的 驱 动 装 置 启 动 ， 因 此 而 减 少 电 力 ， 节 省 开 支 。 宿州学院本科生毕业设计 小车运行机构设计41.小车运行机构设计1.1 小车运行机构设计说明（1） 桥式起重机小车的组成及特点桥式起重机小车主要由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成，另外，还有一些安全防护装置。桥式起重机的小车主要具有下列特征：1)起升和运行机构由独立的部件构成。2)起重小车由起升机构，小车运行机构和小车架以及安全防护装置组成。3)所有机构中均采用滚动轴承。卷筒和车轮安装在转轴上合转动的心轴上。通常，从动车轮安装在带有两个角形轴承箱的转动心轴上。而主动车轮安装在带有两个角形轴承箱的独立轴上，它与减速器的输出轴端用联轴器相连接。4)用制动性能良好的电动液压推杆和电磁液压推杆式制动器来取代过去的几种制动方式，如反接制