桥式起重机桥架结构设计（含图纸和说明书资料）
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* 学 院 毕业设计开题报告 学 生 姓 名： 学 号： 学 院 、 系 ： 专 业 ： 机械设计制造及其自动化 设 计 题 目 ： 桥式起重机桥架结构设计 指 导 教 师 : 2013 年 3 月 20 日 毕 业 设 计 开 题 报 告 1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 1. 研究背景和意义 起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它可以完成靠人力无法 完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域部门中得到了广泛的使用，随着生产规模的日益扩大，特别是现代化、专业化的要求，各种专门用途的起重机相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。起重机械是起升，搬运物料及产品的机械工具。起重机械对于提高工程机械各生产部门的机械化，缩短生产周期和降低生产成本，起着非常重要的作用 。 1 2. 国内现状 及发展 趋势 目前，国内专业生产大型起重机的厂家很多。其中以中联重科、 三一重工、 柳工和马尼托瓦克东岳等公司产品系列较全市场占有率较高。中联重科在 2007 年 12 月宣布实行品牌统一战略后现已成功开发了 50t600t 履带式起重机产品系列。 2012 年 中联重科入选全球最具创新力企业 100 强 ， 居亚洲品牌 500 强第 67 位 。 2 就我国工程起重机行业而言，它所面临的竞争将非常严峻，所遇到的困难将很大。 3当前，我国工程起重机行业受产能过剩、营销手段不规范、产品同质化及经营成本上升等不利因素制约，导致行业出现价格战 、企业资金链问题严峻、盈利难度不断加大等问题，龙头企业经营每况愈下，中小企业面临生死抉择，行业经营压力持续加大。 4在起重机行业近期评出的全球十强的企业名单中，中国占据了四席，其中全国最大的工程机械企业徐工集 团位列第三，中联重科、三一集团、抚挖重工分列第五、第七和第十位。徐工、中联重科、三一、抚挖重工的产品已全部突破千吨级。 中国起重机行业在世界舞台上将发挥愈来愈重要的作用。 5 尽管我国目前已经成为全球最大的起重机市场，最大的小吨位起重机产品出口国， 但是超大吨位的竞争力仍然不足，发动机、液压件以及电控系 统仍是发展阻碍。有关超大吨位的技术突破更多寄望于技术实力雄厚的国内大型企业，因为大吨位的产品是技术导向，中小型企业恐缺乏技术沉淀与资金支持 。 6 2011 年上半年工程起重机行业高速增长，下半年开始下滑，但是全年仍达到了正增长， 其增长幅度是历年最低的，另一特点是几大机种发展不平衡，汽车起重机的下滑是带动全行业下滑的主要推手。 7从起重机的进出口来看，我国起重机行业总体上以出口为主，贸易顺差大，尤其在亚洲有着非常广阔的市场，尽管在技术上与 欧美等国的竞争对手有一定的差距，但是这并不影响我们成为起重机的制造 大国。 8 随着国家电力、石化、钢铁、交通等基础设施建设进入高潮，国内履带起重机市场急速扩张。起重机的大型化趋势已经成为不可逆转的事实。 9 目前细分市场端倪已经初现，精细化是企业未来发展的重点方向。因此，根据客户需求针对不同领域的客户提供专业化的产品，最大程度上的满足其特殊需求已经成为大多数品牌企业发展的一项重点内容。 10 2013 年我国正在着重研究新型桥式起重机轻量化设计节能技术。 11 3. 国外现状及发展趋势 目前，在工程起重机械领域，欧洲、美国和日本处于领先地位。欧洲作为工程起重机的发源 地，轮式起重机生产技术水平最高。该地区的工程起重机械业主要生产全地面起重机、履带式起重机和紧凑型轮胎起重机，也生产少量汽车起重机。其中，全路面起重机、履带起重机以中大吨位为主；紧凑型轮胎起重机则以小吨位为主；汽车起重机一般为通用底盘组装全地面上车，即以改装为主。其产品技术先进、性能高、可靠性高，产品销往全球。 12 美国工程起重机行业的技术水平相对落后于欧洲。目前该地区主要生产轮胎起重机、履带式起重机、全路面起重机和汽车起重机。主要生产企业为马尼托瓦克公司，特点是技术较先进、性能较高、可靠性能高，其中汽车 底盘技术和全路面技术领先于欧洲，产品主要销往美洲地区和亚太地区。 目前世界工程起重机年销售额已 75 亿美元左右，主要生产国为美国，日本，德国，法国，世界顶级公司有十多家，世界市场主要集中在北美，日本 /亚洲和欧洲。 13欧洲市场是潜力很大的市场。 欧洲各工业国既是工程起重机的出口国，也是重要的进口国，德国是最大的欧洲市场，其次为英国，法国，意大利等 国， 在德国 品市场份额中，利勃海尔占 53%，格鲁夫占 16%，德马泰克占 14%，多田野和特雷克斯各占 10%和 5%。 14 由于各重点工程向大型化发展，所需 构件爱你和配套设备重量不断增加，对超大型起重设备的需求日益增长。德国厂商在起重机大型化发展进程中处于领先地位。世界市场中 150t 以上的大吨位起重机多数是由利勃海尔和德马泰克公司提供的 。 起重机向微型化发展，是适应现代建设要求而出现的新趋势。 10 年前开发的神钢7t）是世界首台装有下俯式吊臂的“迷你” 品，目前下俯式吊臂已成为“迷你”起重机的重要标志。 起重机也将得到很到很大发展。 15 起重机械是起重运输机械的主要 分支，其主要产品范围包括：轻小型起重设备（千斤顶、手拉葫芦、电动葫芦、 绞车等）；桥架型起重机（桥式起重机、门式起重机等）；臂架型起重机（门座起重机等）；塔式起重机；流 动式起重机汽车式起重机、轮胎式 起重机、履带式起重机等）；缆索起重机；升降机械（升降机、升降工作平 台等）。 16 桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现生产过程机械化、自动化的重要工具和设备 。 它是 它是使用范围最广、数量最多的一种 起重机械 。 随着工业、农业、建筑业和交 通运输业的发展 ,各行各业起重机械的应用越来越多 ,起重机不断朝着大型化、自动化、网络化和智能化方向发展。 我国桥式起重机制造厂和使用部门在设计制造工艺，设备使用维修、管理方面，不断积累经验，不断改造，推动了桥式起重机的技术进步 。 参考文献 1李荣 北京：科学普及出版社， 2刘中星，李晓飞 建筑机械， 2010， 15： 243孙家铭，李树丰，刘志恒 中国科技博览， 2012，32： 242 4苏杰 重机械内涵与外延式发展之路， 20125杨红英 . 起重机行业发展求快更要求稳 2011,10（ 20） 6邱栋良 起重运输机械， 1997， 8： 37沈永明 前 5 月我国工程起重机市 场分析 2012， 7： 71 8刘传贺，李时法 河南机电高等专科学校学报， 2002,4 9吴丽萍 山西机械， 2002， 12（ 3）： 5210沈永明 建设机械技术与管理， 2005， 12： 57 11陆大明 机械工业标准化与质量， 2009,8:18 12罗婉霞 机械开发， 1999，2： 413孙家铭，李树丰，刘志恒 中国科技博览 ， 2012,32： 241 14丁中文 建筑机械， 2000， 2： 1215刘冰，张骞，刑建霞 机械工程与自 动化， 2011， 166： 7816陈道南，盛汉中 北京：冶金工业出版社， 毕 业 设 计 开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 一、 本课题要研究或 解决的问题是： 桥式起重机 在实际使用中，结构开裂时有发生 ， 究其原因是频繁的超负荷作业及过大的机械振动冲击所引起的机械疲劳。 通过查阅资料 熟悉桥式起重机的结构和工作原理，掌握桥式起重机 桥架结构的设计计算方法， 在满足使用条件的前提下 ， 改进桥式起重机金属结构，改良主要结构的材料 ，尽可能的减少起重机的自重， 使起重设备运行平稳 ，定 位准确 ， 安全可靠 ， 技 术性能先进 。这 既符合国家的能源节约政策，又能有效的节约起重机的开发制造成本 。 同时 掌握 使用技术并完成桥式起重机 桥架结构 的三维建模，绘制关键 零部件的二维工程图 。 二、 研究手段 ： 1. 通过查阅各种资料，了解桥式起重机的结构，组成，工作原理； 1） 根据桥式起重机的结构不同，分为箱型结构，四桁架结构和腹板式结构等。根据起吊装置不同，分为吊钩桥式起重机，电磁盘桥式起重机，抓斗桥式起重机。 2） 桥式起重机一般由桥架，装有升降机构和运行机构的小车，大车运行机构 ,操纵室 ,小车导电装置 ,起重机总电源导电装置等组成 2. 掌握桥式起重机的各种参数，尤其是桥架结构的各种参数； 1)桥式起重机的主要技术参数有：起重量，跨度，起升高度，起升速度，运行速度，重量，外型尺寸和工作类型 。 2)桥 架由主梁 ,端梁 ,走台等部分组成 。 3)在设计桥式起重机的桥架结构时，必须满足以下基本要求： a、 桥架的强度和刚度要足够。要保证桥架的强度，就必须使计算准确和主、端梁的截面尺寸选择恰当；要保证桥架的整体刚性，就不仅要求主、端梁的刚度必须大些外，而且要求主、端梁之间的连接十分牢固 。 b、 桥架和大车运行机构要配合好，以保证运行机构正常运转。这就要求支承传动机 。 c、 构的走台要和运行机构配合好，并且使走台支撑处具有足够的刚度 。 d、 桥架和起重小车要配合好。这就要求桥架上的小车轨距、终点限位开关、小车缓冲器挡板等相应 地与起重小车的车轮中心面间距、开关撞尺、缓冲器等的位置尺寸正确配合 。 e、 桥架自重要尽可能减轻，因为桥架是起重机最沉重的一部分，桥架重量的减轻具有很大的经济意义。但是，也不能 片面追求重量轻而 影响使用可靠性和整机的工作性能 。 f、 在作为系列产品进行设计时，还应尽量做到减少桥架结构各部分组装件的规格数量，以求最大限度的通用性，便于组织成批生产。例如，在产品系列中减少桥架端梁长度和走台宽度的尺寸规格，不仅有利于制造，而且可以充分利用原材料，因为走台宽度是根据现行生产的网纹钢板的宽度规格来确定的。 g、 在满足使 用可靠、制造容易以及维修操作方便的前提下，设计时还应尽量做到造型美观。 桥式起重机桥架结构的主要参数包括 大车轮距 ,主梁高度 ,端梁高度 ,桥架端部梯形高度 ,主梁腹板高度 ,主梁界面尺寸 ,桥架结构的自重以及在主梁上安装的个中设备 (小车 ,操纵室 ,运行机构等 )的自重 , 大车运行歪斜啃轨时的侧向载荷 ,起升载荷 ,主梁垂直方向弯矩和剪力 ,主梁的上拱度 等 3. 根据 起重机设计手册设计并计算桥架结构的参数； 4. 桥式起重机桥架的主端梁设计及步骤 （ 1）主梁、端梁的长度方向尺寸的确定 根据桥架结构的自重确定主梁上的载荷分布情况，计算出小 车车轮的轮压值，再 根据某型号起重机的跨度确定大车轮距 ，从而确定 长度方向尺寸 . （ 2）主梁内力总和 主梁的内力总和由主梁的自重 ,大车运行机构的自重 ,以及小车运行机构的自重 ,起升重物的重量和端梁的支反力组成 （ 3）主梁强度 校核 根据主梁的载荷分布，计算主梁的最大弯曲应力 ，查表得出桥架结构金属材料的最大弯曲应力，两者相比较，前者应该小于后者则合适 ； 再根据主梁的载荷分布情况计算出主梁的支撑面所受的最大剪力，查表得出桥架结构碱金属材料允许的最大剪力，两者相比较，如果强度条件满足，则应该强者小于后者，否则不满足强度 条件 。 （ 4）主梁 刚度校核 先根据主梁在满载小车轮压的作用下，计算出主梁的最大垂直挠度， 再根据某型号起重机的跨度，计算出最大允许的挠度，两者相比较，前者小于后者，则满足条件 ； 根据大车起，制动条件下的惯性载荷，计算出主梁产生的水平挠度，跟水平挠度允许值比较，前者小于后者，则满足 ； 如果主梁的垂直和水平刚度挠度都满足条件，则起重机在无特殊工作的条件下，起重机的动刚度也满足条件。 （ 5）端梁的尺寸的确定 端梁部分又车轮组和端梁架组成，端梁部分主要由上盖板、腹板和下盖板组成，端梁又两段通过连接板和角钢用高 强度螺栓连接而成。在端梁内部设有加强筋，以保证端梁架受载后的稳定性。端梁的主要尺寸是依据主梁的跨度、大车轮距和小车轨距来确定。 根据某型号起重机大车的轮距和车轮的直径 确定端梁的总长，由主梁的结构确定端梁的高度，根据起重机设计手册查表，得出 端梁盖板宽度和腹板高度。 （ 6）端梁的计算载荷计算 端梁的载荷组合按 载荷计算，端梁受有主梁的最大支撑压力 桥架偏斜侧向载荷 主梁自重 和满载小车在梁端极限位置求得，对端梁产生垂直弯矩和剪力，并认为两主梁的压力相同。由子小车制动惯性载荷和端梁自重的影响很小，通常在计算强度时忽略不计 。 （ 7）端梁接头的确定及计算 端梁的安装接头设计在端梁的中部，根据端梁轮距 K 大小，则端梁有一个安装接头。 端梁的接 头的上盖板和腹板焊有角钢做的连接法兰，下盖板的接头用连接板和受剪切的螺栓连接。顶部的角钢是顶紧的，其连接螺栓基本不受力。同时在下盖板与连接板钻孔是应该同时钻孔。 5利用 立其关键件的三维模型和工程图 。 7 设计进度计划 2 月 25 日 3 日 查阅并收集相关资料 3 月 4 日 11 日 完成开题报告初稿 3 月 11 日 18 日 完善开题报告 3 月 19 日 2 日 继续查阅相关资料完成全部设计构思 4 月 3 日 10 日 桥架结构 的设计 4 月 11 日 4 月 18 日 确定系统总体方案、方案设计 4 月 19 日 26 日 设计与计算 4 月 27 日 1
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