5T单梁桥式起重机钢结构设计含3D【全套含有CAD图纸三维建模】
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桥式起重机
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本科毕业论文 (设计) 开题报告论 文 题 目： 5T 单梁桥式起重机钢结构设计学 院：专 业 、班 级：学 生 姓 名：指导教师（职称）毕业论文（设计）开题报告要求开题报告既是规范本科生毕业论文工作的重要环节，又是完成高质量毕业论文（设计）的有效保证。为了使这项工作规范化和制度化，特制定本要求。一、选题依据1.论文（设计）题目及研究领域；2.论文（设计）工作的理论意义和应用价值；3.目前研究的概况和发展趋势。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题；2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路） ；3.本论文（设计）预期取得的成果。三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数） ；2.论文（设计）进度计划。四、文献查阅及文献综述学生应根据所在学院及指导教师的要求阅读一定量的文献资料，并在此基础上通过分析、研究、综合，形成文献综述。必要时应在调研、实验或实习的基础上递交相关的报告。综述或报告作为开题报告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通顺，较全面地反映出本课题的研究背景或前期工作基础。五、其他要求1.开题报告应在毕业论文（设计）工作开始后的前四周内完成；2.开题报告必须经学院教学指导委员会审查通过；3.开题报告不合格或没有做开题报告的学生，须重做或补做合格后，方能继续论文（设计）工作，否则不允许参加答辩；4.开题报告通过后，原则上不允许更换论文题目或指导教师；5.开题报告的内容，要求打印并装订成册（部分专业可根据需要手写在统一纸张上，但封面需按统一格式打印） 。一、选题依据1论文（设计）题目 5T 单梁桥式起重机钢结构设计2研究领域起重机械设计3论文（设计）工作的理论意义和应用价值理论意义：桥式起重机是一种广泛在车间、厂房、仓库等从事搬运、装卸物料的一种运输工具。其钢结构是主要的受力元件。它是承担小车重量和外载荷及保持桥架稳定的重要构件。由于，起重机的跨度不同、承载的外部载荷的范围不同等因素的影响，主梁容易发生下挠。因此需要设计在不同条件下的主梁和端梁，以及缓冲期以满足特定条件下的起重机的装卸需要。应用价值：起重机作为物料搬运、装卸或用于安装的机械设备可以减轻或代替人们的体力劳动提高劳动生产率。它被广泛应用于国民经济的各个领域之中。在冶金行业、机械制造工业、电力工业、煤炭工业、交通运输业、建筑工业、建材工业等国民经济支柱行业中起重运输机械都扮演着重要的角色。随着时代的发展制造工厂和装卸作业场所开始转向室内 使桥式起重机占据了主导地位。桥式起重机主要应用于大型加工企业如钢铁、冶金和建材等行业完成生产过程中的起重和吊装等工作。其中用于生产车间的桥式起重机是起重机的一个主要类型，由于起重机行驶在高空，作业范围能扫过整个厂房的建筑面积，具有非常重要的不可替代的作用。因而深受用户欢迎，得到了极大发展。4目前研究的概况和发展趋势我国从 50 年代开始着手研制门吊，由于受各方面条件的限制，与国外同类产品相比，国产轨道吊还存在不少差距，如技术性能、质量水平、作业效率等相对较低，尤其是海港堆场使用的现代化轨道吊，国内尚属空白，国内市场均被进口产品所占领。在设计技术上极限应力设计法有很大局限性应加强向塑性应力设计法的理论研究工作。大型起重机设备的可靠性研究还有待进一步完善提高、大车高速运行状态下的结构变形问题严重。大车高速运行状态下的输配电问题，大车高速运行对整机的输配电系统提出了较高要求，采用电缆卷筒供电，高速运行时大车与电缆卷筒须有较好的同步性。传统的磁滞式电缆卷筒不能满足这一要求，因此需采用由专门控制的电缆卷筒。目前电缆卷筒需从国外进口。大车高速运行状态下的电气控制问题，因为采用了高速行走的大车，两条轨道上的大车电机运行必须高度同步，否则很容易发生大车跑偏以至啃 轨的现象。集装箱桥吊的远程管理系统通讯系统未解决，远程控制的电气控制问题亟待解决。随着时代的发展制造工厂和装卸作业场所开始转向室内使桥式起重机占据了主导地位。桥式起重机主要应用于大型加工企业 如钢铁、冶金和建材等行业完成生产过程中的起重和吊装等工作。其中用于生产车间的桥式起重机是起重机的一个主要类型，由于起重机行驶在高空，作业范围能扫过整个厂房的建筑面积，具有非常重要的不可替代的作用。因而深受用户欢迎，得到了极大发展。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题1.箱式结构的主梁的设计计算与校核2.箱式结构的端梁设计计算与校核3.主梁与端梁的法兰连接焊缝的设计计算、法兰链接螺栓的设计计算。4.主梁和端梁的焊接工艺设计5.运用三维软件对所设计进行三维建模，并作仿真分析，绘制仿真结果图。2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）（1）5T 单梁桥式起重机传动装置总体设计（2）5T 单梁桥式起重机主要技术参数（3）5T 单梁桥式起重机主要机构设计（4）5T 单梁桥式起重机结构设计计算（5） 钢结构焊接工艺设计（6） 起重机小车设计3.本论文（设计）预期取得的成果设计一个满足 5T 承载量的钢体结构，主要设计计算端梁、横梁的尺寸，并对其进行校核，对小车的运行结构进行了设计。完善 CAD 工程图以及三维图，使其在实际生产操作中能够准确稳定的完成各项工作，提高生产效率，并成功投入到市场。三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数） ；技术路线：(1)查阅文献资料，详细研究桥式起重机起升装置，了解桥式起重机起升装置的结构。(2)根据零件的结构选取桥式起重机主梁和端梁的选择。(3)制定缓冲器机构设计方案分析。(4)利用 solidworks 等软件画出三维立体图，并进行力学分析。设计参数：已知起重机的起重量为 Q=5 吨，桥架跨度 L=16.5m，大车运行速度 Vdc=6m/min,电动葫芦运行速度 V=8m/min，起重速度 V=12m/min，起重高度为 12m,操作方式为地面。桥架采用箱式结构。2.论文（设计）进度计划第 1 周：了解题目研究的主要内容和技术路线，查阅有关文献。第 2 周：查阅文献、阅读文献第 3 周：阅读文献并完成外文文献翻译第 4 周：撰写文献综述并完成开题报告第 5 周：单梁桥式起重机钢结构的总体设计，绘制二维总装配图草图第 6 周：.箱式结构的主梁的设计计算与校核第 7 周：箱式结构的端梁设计计算与校核第 8 周：主梁与端梁的法兰连接焊缝的设计计算、法兰链接螺栓的设计计算。第 9 周：主梁和端梁的焊接工艺设计第 10 周：缓冲器的选择及校核第 11 周：修改并完成二维总装配图。第 12 周：修改并完成二维部件图及主要零件图第 13 周：绘制主梁和端梁法兰连接部分的的三维装配图，并做仿真分析绘制仿真结果图。第 14 周：撰写设计说明书第 15 周：提交论文、图纸、查重报告四、需要阅读的参考文献1张质文.起重机设计手册第二版（上下卷），北京：中国铁道出版社，20132 范利格. 门式起重机金属结构分析及优化设计：郑州大学，20133王文浩，王安邦，王舒祎某单梁桥式起重机主梁有限元分析机械工程与自动化2013.(8):16184刘玉峰.基于 ANSYS 的桥式起重机结构力学性能分析及优化西安西安建筑科技大学,20125齐玉红.基于 ANSYS 的桥式起重机主梁结构优化设计研究D河南：郑州大学，20116赵超凡.20t 龙门起重机箱形主梁力学分析及优化设计D兰州：兰州理工大学，20097 任远. 单梁桥式起重机结构分析及优化设计D山西：太原理工大学,20148 龚道雄.基于 solidworks 的桥式起重机参数化设计D.武汉:武汉理工大学，20099 张雨.桥式起重机主梁的有限元分析及优化设计D武汉：武汉工程大学，201410范勤 董海涛，魏国前.电动单梁桥式起重机整机力学性能研究J. 机械设计与制，2013（1）:959711中国机械工程学会焊接学会编 焊接手册第 3 卷焊接结构 机械工业出版社2016 年 4 月出版12濮良贵，纪名刚主编.机械设计（第八版）M.北京：高等教育出版社，2006.513鲁欣豫.大型起重机钢结构焊接制造工艺D天津：天津大学，200914刘鸿文 林建兴 曹曼玲 材料力学（第五版）高等教育出版 2011 年 1 月出版15 Valerii Kushner Michael Storchak ,Determining mechanical characteristics of material resistanceto deformation in machining， J.2014.416 Ken P Chong，Daniel C Davis， ENGINEERING MECHANICS AND MATERIALS RESEARCH IN THE INFORMATION TECHNOLOGY AGEJ.1999.1217 P. F. Liu L. J. Xing Y. L. Liu J. Y. Zheng，Strength Analysis and Optimal Design for Main Girder of Double-Trolley Overhead Traveling Crane Using Finite Element MethodJ.2013.818 Gang Shi, Fangxin Hu, and Yongjiu Shi, Recent Research Advances of High Strength Steel Structures and Codification of Design Specification in ChinaJ.2014.1附：文献综述或报告文献综述前言桥式起重机是一种重要的物料搬运机械。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围,就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。桥式起重机可分为普通桥式起重机简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机 3 种 1 。 物料搬运成了人类生产活动的重要组成部分，距今已有五千多年的发展历史。随着生产规模的扩大，自动化程度的提高，作为物料搬运重要设备的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 1 。起重机正经历着一场巨大的变革。大型化和专业化、模块化和组合化、轻型化和多元化、自动化和智能化、成套化和系统化以及新型化和实用化是这场变革得主题 1 。经过几十年的发展，我国桥式起重机行业已经形成了一定的规模，市场竞争也越发激烈。桥式起重机行业在国内需求旺盛和出口快速增长的带动下，依然保持高速发展，产品几近供不应求 4。尽管我国起重机行业发展迅速，但是国内起重机仍缺乏竞争力。从技术实力看，与欧美日等发达地区相比，中国的技术实力还有一定差距。目前，过内大型起重机尚不具备大量生产能力。从产品结构看，由于技术能力所限，中国起重机在产品结构上也不完善，难以同国外匹敌 5。随生产规模的扩大及自动化程度的提高，桥式起重机应用越来越广泛，所起的作用也愈来愈大，这样对桥式起重机的要求也越来越高，安全、可靠、经济。而目前 CAD 技术在起重机行业应用水平参差不齐，很多企业 CAD 技术的应用仅仅停留在绘图层面上，力学性能分析还是手工计算，费时费力。面对桥式起重机轻型化智能化发展大趋势，桥式起重机设计必须改变传统的设计模式 4。1、桥式起重机分类1.通用桥式起重机1）抓斗桥式起重机抓斗桥式起重机的装置为抓斗，以钢丝绳分别联系抓斗起升、起升机构、开闭机构。主要用于散货、废旧钢铁、木材等的装卸、吊运作业。这种起重机除了起升闭合机构以外，其结构部件等与通用吊钩桥式起重机相同。2）电磁桥式起重机电磁桥式起重机的基本构造与吊钩桥式起重机相同，不同的是吊钩上挂 1 个直流起重电磁铁(又称为电磁吸盘)，用来吊运具有导磁性的黑色金属及其制品。通常是经过设在桥架走台上电动发电机组或装在司机室内的可控硅直流箱将交流电源变为直流电源，然后再通过设在小车架上的专用电缆卷筒，将直流电源用挠性电缆送到起重电磁铁上。3）通用吊钩桥式起重机通用吊钩桥式起重机由金属结构、大车运行机构、小车运行机构、起升机构、电气控制系统及司机室组成。取物装置为吊钩。额定起重量为 10t 以下的多为 1 个起升机构；16 t 以上的则多为主、副两个起升机构。这类起重机能在多种作业环境中装卸和搬运物料及设备。4）两用桥式起重机两用桥式起重机有 3 种类型：抓斗吊钩桥式起重机、电磁吊钩桥式起重机和抓斗电磁桥式起重机。其特点是在一台小车上设有两套各处独立的起升机构，一套为抓斗用，一套为吊钩用(或一套为电磁吸盘用一套为吊钩用，或一套为抓斗用一套为电磁吸盘用)。5）三用桥式起重机三用桥式起重机是一种多用的起重机。其基本构造与电磁桥式起重机相同。根据需要可以用吊钩吊运重物，也可以在吊钩上挂一个马达抓斗装卸物料，还可以把抓斗卸下来再挂上电磁盘吊运黑色金属，故称为三用桥式(可换)起重机。这种起重机适用于经常变换取物装置的物料场所。6）双小车桥式起重机这种起重机与吊钩桥式起重机基本相同，只是桥架上装有两台起重量相同的小车。这种机型用于吊运与装卸长形物件。2.电动葫芦型桥式起重机其特点是桥式起重机的起重小车用自行式电动葫芦代替，或者用固定式电动葫芦作起重小车的起升机构，小车运行、大车运行等机构的传动装置也尽量与电动葫芦部件通用化。因此，与上述通用桥式起重机相比，电动葫芦型桥式起重机虽然一般起重量较小、工作速度较慢、工作级别较低，但其自重轻、能耗较小、易采用标准产品电动葫芦配套，对厂房建筑压力负载较小，建筑和使用经济性都较好。因此在中小起重量范围的一般使用场合使用越来越广泛，甚至有替代某些通用桥式起重机的趋势。1）电动梁式起重机其特点是用自行式电动葫芦替代通用桥式起重机的起重小车，用电动葫芦的运行小车在单根主梁的工字钢下翼缘上运行。跨度小时直接用工字钢作主梁，跨度大时可在主梁工字钢的上面再作水平加强，形成组合断面主梁。其主梁可以是单根主梁(电动单梁式起重机)，也可以是两根主梁(电动双梁式起重机)，其桥架可以是像通用桥式起重机那样通过运行装置直接支撑在高架轨道上，也可以通过运行装置悬挂在房顶下面的架空轨道上(悬挂式) 10。2）电动葫芦桥式起重机其特点是固定式电动葫芦装在小车上作起升机构，小
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