自动化立体仓库单立柱型堆垛机结构设计（含CAD图纸源文件）
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编号： 毕业设计 (论文 )外文翻译（译文）学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 姓 名： 职 称： 2016年 6 月 8 日第 1 页 共 19 页龙门式起重机金属材料的疲劳强度预测v.a.科普诺夫摘 要内在的疲劳曲线应用到龙门式起重机金属材料的疲劳寿命预测问题。起重机，用于在森林工业中，在伐木林场对各种不同的工作条件进行研究，并且做出相应的应变测量。对载重的循环周期进行计算，下雨循环计数技术得到了使用。在一年内这些起重机运作的样本被观察为了得到运作周期的平均数。疲劳失效分析表明，一些元件的故障是自然的系统因素，并且不能被一些随意的原因所解释。1999 年 Elsevier 公司科学有限公司。保留所有权利。关键词：起重机;疲劳评估;应变测量绪 论1.1现代起重机的特征和发展趋向随着现代科学技术的迅速发展，工业生产规模的扩大和自动化程度的提高，起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高。尤其是电子计算机技术的广泛应用，促使了许多跨学科的先进设计方法出现，推动了现代制造技术和检测技术的提高。激烈的国际市场竞争也越来越依赖于技术的竞争。这些都促使起重机的技术性能进入崭新的发展阶段，起重机正经历着一场巨大的变革。我国正以前所未有的速度进入全球化国际竞争市场，中国的起重机制造业面临着机遇与挑战并存的新形势。因此起重机的不断发展和创新是关键。现根据国内外起重机的新理论、新技术和新动向，结合实例，简要论述现代起重机的特征和发展趋向。1） 重点产品大型化、高速化、耐久化和专用化由于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长。起重量越来越大，工作速度越来越高，并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生第 2 页 共 19 页产流程中的重要环节。起重机不但要好用，容易维护，操作方便，而且安全性要好，故障要少，平均无故障工作时间要长。可靠性是国际市场产品竞争的焦点，国外许多大公司都制定了可靠性内控标准。我国起重机的性能要赶超世界先进水平，最关键的是要提高可靠性，使起重机具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。目前世界上最大的浮游起重机起重量 6500t，最大的履带起重机起重量 3000t，最大的桥式起重机起重量 1200t，自动化立体仓库堆垛起重机最大运行速度达240mmin。工业生产方式和用户需求的多样性，使专用起重机的市场不断扩大，品种也不断更新，以特有的功能满足特殊的需要，发挥出最佳的效用。冶金专用起重机，防爆、防腐、绝缘起重机和铁路、船舶、车辆专用起重机的功能不断增加，性能不断提高，适应性比以往更强。德国德马格公司研制出一种飞机维修保养专用起重机，在国际市场上打开了销路。这种起重机跨度大，起升高度大，停准精度高。在起重小车下面安装有可伸缩回转的维修平台，可到达飞机任一部位。随着世界核电站的迅速发展，核电站专用起重机也得到相应发展，如反应堆室内的环形桥式起重机在放射性环境中工作，用于起吊压力容器顶盖及堆内构件等危险载荷，要求可靠性高，安全性好，能自动精确定位和缓慢下放物品等，并有多种保护装置和特殊安全装置。2）系列产品模块化、组合化、标准化和实用化许多起重机是成系列成批量的产品，采用系统多目标整体优化方法进行起重机系列设计已成为发展重点，通过全面考虑性能、成本、工 艺、生产管理、制造批量和使用维护等多种因素对系列主参数进行合理匹配，以达到改善整机性能降低制造成本，提高通用化程度，用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品，充分满足用户需求。用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途，有相同联接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的组合，形成不同类型和规格的起重机。对起重机进行改进，只需针对某几个模块。设计新型起重机，只需选用不同模块重新进行组合。由于提高了通用化程度，可使单件小批生产的产品改换成具有相当批量的模块生产，实现高效率的专业化生产，降低制造成本。能以较少的模块形式，组合成多品种多规格的起重机，满足市场需求，增加竞争能力。第 3 页 共 19 页德国德马格公司生产的桥式起重机充分考虑了模块化和组合化，使系列、整机、机构、部件和零件互相之间的参数匹配，能力分布达到最为经济合理的搭配效果。利用起重量与起升速度的乘积为常数的方法使起升机构主要部件达到最大限度的通用。再通过滑轮倍率的变化派生出更多的规格。5125t 桥式起重机系列，多种工作级别，只需 4 种基型的起重小车。该公司开发的标准车轮箱模块系列，上面有多组联接孔，可选装不同型号的驱动单元，可组装成台车，可与金属结构件组合后用作各种桥式、门式起重机，巷道堆垛起重机或其它轨行式起重运输机械的运行机械，其车轮有多种踏面形式可供选用。由于不受基距限制，组合灵活，用途广泛。该公司的端梁标准模块系列已经商品化，与主梁之间采用摩擦环和高强度螺栓的连接方式，提高了互换性和尺寸精度，减少了接合面的加工量。与任一主梁都可快速有效相接。有适用于单梁或双梁两种形式的端梁模块，根据起重量及跨度就可确定出适用的端梁型号。3）通用产品小型化、轻型化、简易化和多样化有相当批量的起重机是在一般的车间仓库使用，要求并不很高，工作并不十分繁重。如何提高这些起重机的适用性，降低制造成本，是市场竞争能否获胜的关键。考虑综合效益，要求起重机尽量降低外形高度，简化结构，减小自重和轮压，也可使整个建筑物高度下降，建筑结构轻型化，降低造价和使用维护费用。因此电动葫芦桥式起重机和轻型梁式起重机会有更快的发展，并将大部分取代中小吨位一般用途桥式起重机。用户的需求性促进了起重机的多样性。起重机的系列参数范围进一步扩大，功能选择进一步增加，一机多用产品进一步得到发展，以增强应变能力。在一般使用场合采用无线遥控操作的比例也将逐步增多。德国德马格公司经过长期的开发和创新，已形成一个轻型组合式标准起重机系列。整个系列由组合式工字形单梁、悬挂箱形单梁、角形小车箱形单梁和箱形双梁多个品种组成。主梁与端梁相接共有 15 种形式，可适合不同建筑物和不同起吊物的要求。每种规格起重机都有三种单速及三种双速可供任意选择。操纵方式有地面手电门自行移动、手电门随小车移动、手电门固定、远红外或无线电遥控、司机室固定、司机室随小车移动、司机室自行移动等 7 种选择，外加不同的导电形式，不同的电控形式，通过不同的组合，可搭配成百上千种起重机，充分满足用户不同的需求。这种起重机的另一最大优点是轻型化，与国内产品相比较，起重量 32t，跨度 25.5m，国内双梁桥式第 4 页 共 19 页起重机自重为 46.4t，电动葫芦桥式起重机自重为 28.3t，而德马格电动葫芦桥式起重机的自重只有 18.5t，比国内产品分别轻 60和 35。1.2 起重机的类型起重机可分为四类：高架移动起重机、动臂起重机、桥式或门式起重机、悬臂吊车。高架移动起重机由横梁和空中吊运装置组成。横梁靠固定道轨支承，并且可以在轨上来回移动。空中吊运装置由提升装置和其他装置组成，可以从横梁的一端运动到另一端。横梁和与之相连的框架统称为桥。这些的起重机囊括了起重量从 2 吨到 400 吨，跨度从 20 英尺到 150 英尺的各种类型。根据目的不同,在机舱工作的起重机常在桥或空中吊运装置进行控制,其他情况控制装置常在地面。当两个空中吊运装置安装完毕，他们就能在同一道轨上并行或上下交错的并行，以确保每个空中吊运装置都能在整个横梁上移动。动臂起重机：动臂起重机有能在它的外侧提升重物的倾斜动臂。动臂通过绳索或其他方式连接到垂直的框架上。动臂可以是定长或者可伸缩的。起重机可以是固定式或移动式。这一类的起重机包括：移动和履带起重机,建筑商,码头起重机、塔式起重机和可移动的安装在高台子,井架,浮筒和驳船上的起重机。起重能力不同从 1/2 吨到300 吨不等,动臂可伸展范围从几英尺到 150 英尺。需要在船厂、港口处理重型机械和设备的起重机经常安装在驳船。桥式起重机：桥式起重机的横梁通过道轨连接在垂直支架，可以在固定的道轨上移动。重物被空中吊运装置提升，并且能从桥的一端移动到另一端。这类起重机能提升桥覆盖范围的所有重物。当需要提升大吨位的货物时，轨道通常选用宽或窄的铁轨。在桥上安装有一平衡物，它可以在吊运装置上方的轨道上，独立运动。它用来平衡起重机的力矩。悬臂起重机：悬臂起重机由水平的横梁和垂直的支架组成。水平的横梁称为悬臂。第 5 页 共 19 页悬臂可以是固定的，也可以是能够以支架作为轴线在水平面内转动的。提升装置通过滑轨与悬臂相连。提升和滑移的机构常安装在悬臂的后方。虽然这类的起重机可以是固定的，也可以是可移动的，但那些大型的都是固定的。提升重物大小，重量以及可延伸范围受到宽度的限制。当用于船舶起吊时，轻型的起重机常在动臂起重机滑轨上安装有辅助提升装置。主要的提升机构包括两个即可独立运动也可同步运动的绞盘。典型的舾装起重机是 250 吨，悬臂延展量 180 英尺，垂直提升高度 200 英尺。码头吊车：任何安置在码头上的起重机都可成为码头起重机，特别是指那些用于码头与船舶间货物移运的起重机，它也可以称为货物起重机， （货物起重机的含义广泛），因为它属于船舶货物起重机械的一部分。因为船舶舱口的位置不定，所以绝大多数的码头起重机必须能在码头上移动，通常它们被安装在铁轨上。码头起重机的其它要求包括悬臂足够水平，吊绳长度足够以便搬移货物到船上指定的位置，操作上的高效与经济。这类码头起重机通常是指有一个或者两个动力机构的桥式或悬臂式起重机。他们常被安在码头仓库屋顶位置。悬臂以支架为轴转动，从而达到吊运的目的。支架上连接有倾斜的起重臂或悬臂。在通常的货物吊运中，必须有开阔的视野以确定放置位置，但，在这点上，码头大吨位吊运却与之相反。货物形状，体积，重量的多变性排除使用提升机和传送机的可能性，同时，货物需要在分派的地点分堆有次序的码放，让在码头使用运输机成为不可能。悬臂起重机成为码头起重机的原因之一是它有一个与支架成 90 且可以在平面内转动的悬臂。然而，它有一个重大的缺点：当悬臂水平转动时，悬挂在悬臂上的货物会随之缓慢提升。只有，当吊杆位于较低位置时，货物提升相同的高度。显然，这意味着能量的损失和一个本不需要的用于驱动摆动装置的大功率马达。为了弥补这一缺陷，一类有着独特设计的起重机迅速发展，它被称为水平起重机，目前，它已经被广泛运用于码头起重。这类起重机有一个补偿齿轮组，它能使货物在同一水平面内运动，而无需考虑动臂摆动引起的提升。当选择用于常见货物吊运的经济性时，单一货物最大和平均起重量是必须考虑的因素。如果，60 吨位的起吊频率极低，20 吨位的起吊也非常少，那么就没有理由购置这一吨位的起重机。目前，最常用的起重机起重量为 5 到 10 吨。第 6 页 共 19 页频繁观测龙门式起重机 LT62B 在运作时金属元件疲劳失效。引起疲劳裂纹的故障沿着起重机的桥梁焊接接头进行传播，并且能够支撑三到四年。这种起重机在森林工业的伐木林场被广泛使用，用来转移完整长度的原木和锯木到铁路的火车上，有一次装载 30 吨货物的能力。 这种类型的起重机大约 1000 台以上工作在俄罗斯森林工业的企业中。限制起重机寿命的问题即最弱的要素被正式找到之后，预测其疲劳强度，并给制造商建议，以提高起重机的寿命。2.起重机运行分析为了分析，在叶卡特琳堡地区的林场码头选中了一台被安装在叶卡特琳堡地区的林场码头的龙门式起重机 LT62B， 这台起重机能够供应两个伐木厂建立存储仓库，并且能转运木头到铁路的火车上，这条铁路通过存储仓库。这些设备的安装就是为了这个转货地点在起重机的跨度范围之内。一个起重机示意图显示在图 1 中 。 1350-6307/99 /元，看到前面的问题。1999 年 Elsevier 公司科学有限公司保留所有权利。 PH:S1350-6307(98)00041-7V.A.Kopnov|机械故障分析 6（1999）131-141图 1 起重机简图检查起重机的工作之后，一系列的假设可能会作出： 第 7 页 共 19 页如果每月从森林移动的原木超过加工率，即是有一个原木存储的仓库，这个起重机期待的工作，也只是在原木加工的实际堆数在所供给原木数量的中心线以下；当处理超过原木从森林运出的速度时，起重机的工作需要在的大量的木材之上进行操作，相当于在大量的木材上这个锯木厂赚取的很少；原木不同的仓库;大量的木材的高度被认为是最高的; 仓库的变化，取替了一侧对面的锯轧机; 装载进程中总量是平均为 K=1.4 倍大于移动总量由于额外的转移。2.1 搬运强度据了解，每年的搬运强度是不规律的，不能被视为一个平稳过程。非平稳流动的道路列车的性质在 23 家企业中已经研究 5 年的时间，结果已经表明在年复一年中，对于每个企业来说，每个月的搬运强度都是不同的。这是解释复杂的各种系统和随机效应，对搬运施加的影响：天气条件，道路条件和货车车队等，所有木材被运送到存储仓库的木材，在一年内应该被处理。 因此，在春季和秋季搬运木头的可能性越来越小，冬天搬运的可能性越来越大，然而在冬天搬运强度强于预想的，在夏天的情况下，更多足够长的木材就地被处理的比运出去的要多的多。V.A.Kopnov|机械故障分析 6（1999）131-141表 1 搬运强度（%）表 2 转移储存量通过一年的观察，从 118 各搬运值的观察所了解到的数据进行分析，并且有可能评价相关的搬运强度（吨）参考年度的装载量的百分比。该搬运的数据被记录在起重机预期值表 1 中，它可以被应用到估计疲劳寿命，尤其是为检查起重机应变测量（见稍后）第 8 页 共 19 页。
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