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50-10t双梁桥式起重机小车主起升机构设计【7张CAD图纸和说明书】

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50-10t双梁桥式起重机小车主起升机构设计【7张CAD图纸和说明书】.rar

A0-卷筒部件图.dwg

A0-总图.dwg

A1-带制动轮联轴器.dwg

A1-滑轮.dwg

A2-制动器.dwg

A2-联轴器.dwg

A2-轴.dwg

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关键词：: 50 10 桥式起重机车主机构设计 cad 图纸以及说明书仿单

资源描述：

摘要

起重机械广泛应用于工矿企业、港口码头、车站仓库、建筑工地、海洋开发、宇宙航行等各个工业部门，可以说陆地、海洋、空中、民用、军用各个方面都有起重机械在进行着有效的工作。

　　起重机械与运输机械发展到现在，已经成为合理组织成批大量生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产的重要标志之一。在我国四个现代化的发展和各个工业部门机械化水平、劳动生产率的提高中，起重机必将发挥更大的作用。

此次设计的起重机为50/10t双梁桥式起重机，主要用于各车间、分段生产线和钢材堆场等处。桥式起重机本身作横向移动，车架上的绞车作纵向移动，吊在绞车上的吊钩作垂向移动，三个方向的运动的合成才能使起重机起作用。为了防止桥式起重机在驾驶员看不清楚具体的吊钩运动方式，地面上一般配备有起重工进行指挥或夹、放吊钩。

本课题主要对50/10t双梁桥式起重机的主起升机构进行总体设计，设计过程中查阅了大量国内外的相关资料，所做的设计运用了大量的专业课程。首先通过确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组，选择合适的钢丝绳，计算滑轮的主要尺寸，确定卷筒尺寸并验算其强度，计算高速浮动轴，选择合适的电动机、减速器、制动器和联轴器。要求起重设备运行平稳, 定位准确, 安全可靠, 技术性能稳定。

关键词：起重机；桥式起重机；起升机构设计

Abstract

The hoisting machinery widely applies in the industrial and mining establishment, the harbor wharf, the station warehouse, the construction site, the ocean development, the astronautics and so on each industry sector, it may say that the land, the sea, airborne, civil, the military each aspect has the hoisting machinery to carry on the effective work.

The hoisting machinery and the transport machinery develops to the present, have already became the reasonable organization in groups mass productions and the mechanization streamlined production foundation, it is the one of modernized production important symbols. In our country four modernizations' development and each industry sector mechanization level, in labor productivity's enhancement, the hoist crane will certainly to play the major role.

This design of hoist crane is the 50/10t double beam bridge type hoist crane, mainly uses in various workshops, the partition production line and the steel products dump site and so on place. The bridge-type hoist crane itself makes the derailing, on frame's winch makes the longitudinal shift, hangs makes the vertical migration on winch's lift hook, three direction's movement's synthesis can cause the hoist crane to have an effect. In order to prevent the bridge-type hoist crane to look at not the clear concrete lift hook mode of motion in the pilot, as soon as in the ground is a match has the heavy industry to carry on the direction or to clamp, puts the lift hook.

This topic mainly carries on the system design to the 50/10t double beam bridge type hoist crane's host hoisting mechanism, designed in the process to consult the massive domestic and foreign correlation data, did the design has utilized the massive special courses. First through the definite transmission plan, the choice block and tackle and the lift hook group, chooses the appropriate steel wire, calculates pulley's main dimension, the definite reel size and checking calculation its intensity, the computation floats the moving axis high speed, chooses the appropriate electric motor, the reduction gear, the brake and the shaft coupling. The request hoisting equipment movement is steady, the localization is accurate, safe reliable, the technical performance is stable.

Key words crane bridge crane lifting mechanism design

1绪论 1

1.1起重机概述 1

1.2起重机的分类 1

1.3起升机构介绍 2

2起重机的国内外发展状况 4

2.1起重机的国外发展状况 4

2.2起重机的国内发展状况 6

3桥式起重机的主要技术参数与工作级别 8

3.1桥式起重机的主要技术参数 8

3.2桥式起重机的工作级别 10

4传动方案的选择 11

4.1驱动装置的布置方式 11

4.1.1电动起升机构 11

4.1.2液压起升机构 11

5钢丝绳的选择 13

5.1钢丝绳的特性 13

5.2钢丝绳的种类 13

5.2.1根据钢丝绳的捻绕次数分类 13

5.2.2按钢丝绳的捻向分类 13

5.2.3根据股的形状分类 14

5.2.4根据股的构造分类 14

5.2.5根据钢丝表面处理分类 15

5.2.6根据钢丝绳股数的数目分类 15

5.2.7根据绳芯分类 15

5.3钢丝绳的选择 15

6滑轮、卷筒的计算 17

6.1卷筒的构造与类型 17

6.1.1按钢丝绳在卷筒上的卷绕层数分类 17

6.1.2按卷筒的表面不同分类 17

6.1.3.按卷筒的制作方法分类 18

6.2卷筒、滑轮的设计计算 18

6.2.1滑轮、卷筒最小直径的确定 18

6.2.2卷筒长度和厚度的计算 18

6.2.3卷筒转速 19

6.2.4卷筒压应力验算 20

6.2.5卷筒强度验算 20

6.3钢丝绳在卷筒上的固定方法 21

7初选电动机和减速器的选择 22

7.1初选电动机 22

7.2减速器的选择 22

8制动器的选择 24

8.1概述 24

8.2制动装置的分类 24

8.2.1按制动器的结构形式分类 24

8.2.2按制动器工作状态分类 25

8.2.3按制动器的驱动方式分类 25

8.3块式制动器 25

8.4块式制动器的设计 27

8.5起动时间与起动加速度的验算 29

8.6电动机起动可靠性的验算 29

9.联轴器的选择和高速浮动轴验算 31

9.1联轴器选择 31

9.2高速浮动轴的验算 32

结论 33

致谢 34

参考文献 35

附录 36

附录1 36

1绪论

1.1起重机概述

起重机械是用来对物料进行起重、运输、装卸和安装作业的机械。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、水电站等多个领域和部门中得到了广泛的应用。随着生产规模日益扩大，特别是现代化。专业化生产的要求，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付诸机械，而且已成为生产流水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。

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内容简介：: 图书分类号：密级：毕业设计 (论文 )50/10t双梁桥式起重机小车主起升机构设计THE DESIGN OF THE SMALL CAR MAIN LIFTING MECHANISM IN 50/10T DOUBLE-BEAM BRIDGE CRANE学生姓名学院名称专业名称指导教师2008 年 06 月 02 日学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要I起重机械广泛应用于工矿企业、港口码头、车站仓库、建筑工地、海洋开发、宇宙航行等各个工业部门，可以说陆地、海洋、空中、民用、军用各个方面都有起重机械在进行着有效的工作。起重机械与运输机械发展到现在，已经成为合理组织成批大量生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产的重要标志之一。在我国四个现代化的发展和各个工业部门机械化水平、劳动生产率的提高中，起重机必将发挥更大的作用。此次设计的起重机为 50/10t 双梁桥式起重机，主要用于各车间、分段生产线和钢材堆场等处。桥式起重机本身作横向移动，车架上的绞车作纵向移动，吊在绞车上的吊钩作垂向移动，三个方向的运动的合成才能使起重机起作用。为了防止桥式起重机在驾驶员看不清楚具体的吊钩运动方式，地面上一般配备有起重工进行指挥或夹、放吊钩。本课题主要对 50/10t 双梁桥式起重机的主起升机构进行总体设计，设计过程中查阅了大量国内外的相关资料，所做的设计运用了大量的专业课程。首先通过确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组，选择合适的钢丝绳，计算滑轮的主要尺寸，确定卷筒尺寸并验算其强度，计算高速浮动轴，选择合适的电动机、减速器、制动器和联轴器。要求起重设备运行平稳, 定位准确, 安全可靠, 技术性能稳定。关键词：起重机；桥式起重机；起升机构设计AbstractThe hoisting machinery widely applies in the industrial and mining establishment, the IIharbor wharf, the station warehouse, the construction site, the ocean development, the astronautics and so on each industry sector, it may say that the land, the sea, airborne, civil, the military each aspect has the hoisting machinery to carry on the effective work. The hoisting machinery and the transport machinery develops to the present, have already became the reasonable organization in groups mass productions and the mechanization streamlined production foundation, it is the one of modernized production important symbols. In our country four modernizations development and each industry sector mechanization level, in labor productivitys enhancement, the hoist crane will certainly to play the major role. This design of hoist crane is the 50/10t double beam bridge type hoist crane, mainly uses in various workshops, the partition production line and the steel products dump site and so on place. The bridge-type hoist crane itself makes the derailing, on frames winch makes the longitudinal shift, hangs makes the vertical migration on winchs lift hook, three directions movements synthesis can cause the hoist crane to have an effect. In order to prevent the bridge-type hoist crane to look at not the clear concrete lift hook mode of motion in the pilot, as soon as in the ground is a match has the heavy industry to carry on the direction or to clamp, puts the lift hook.This topic mainly carries on the system design to the 50/10t double beam bridge type hoist cranes host hoisting mechanism, designed in the process to consult the massive domestic and foreign correlation data, did the design has utilized the massive special courses. First through the definite transmission plan, the choice block and tackle and the lift hook group, chooses the appropriate steel wire, calculates pulleys main dimension, the definite reel size and checking calculation its intensity, the computation floats the moving axis high speed, chooses the appropriate electric motor, the reduction gear, the brake and the shaft coupling. The request hoisting equipment movement is steady, the localization is accurate, safe reliable, the technical performance is stable.Key words crane bridge crane lifting mechanism design毕业设计 (论文 )目录1 绪论 11.1 起重机概述 11.2 起重机的分类 11.3 起升机构介绍 22 起重机的国内外发展状况 42.1 起重机的国外发展状况 42.2 起重机的国内发展状况 63 桥式起重机的主要技术参数与工作级别 83.1 桥式起重机的主要技术参数 83.2 桥式起重机的工作级别 104 传动方案的选择 114.1 驱动装置的布置方式 114.1.1 电动起升机构 114.1.2 液压起升机构 115 钢丝绳的选择 135.1 钢丝绳的特性 135.2 钢丝绳的种类 135.2.1 根据钢丝绳的捻绕次数分类 135.2.2 按钢丝绳的捻向分类 135.2.3 根据股的形状分类 145.2.4 根据股的构造分类 145.2.5 根据钢丝表面处理分类 155.2.6 根据钢丝绳股数的数目分类 155.2.7 根据绳芯分类 155.3 钢丝绳的选择 156 滑轮、卷筒的计算 176.1 卷筒的构造与类型 176.1.1 按钢丝绳在卷筒上的卷绕层数分类 176.1.2 按卷筒的表面不同分类 176.1.3.按卷筒的制作方法分类 186.2 卷筒、滑轮的设计计算 186.2.1 滑轮、卷筒最小直径的确定 186.2.2 卷筒长度和厚度的计算 186.2.3 卷筒转速 19毕业设计 (论文 )I6.2.4 卷筒压应力验算 206.2.5 卷筒强度验算 206.3 钢丝绳在卷筒上的固定方法 217 初选电动机和减速器的选择 227.1 初选电动机 227.2 减速器的选择 228 制动器的选择 248.1 概述 248.2 制动装置的分类 248.2.1 按制动器的结构形式分类 248.2.2 按制动器工作状态分类 258.2.3 按制动器的驱动方式分类 258.3 块式制动器 258.4 块式制动器的设计 278.5 起动时间与起动加速度的验算 298.6 电动机起动可靠性的验算 299.联轴器的选择和高速浮动轴验算 319.1 联轴器选择 319.2 高速浮动轴的验算 32结论 .33致谢 .34参考文献 .35附录 .36附录 136毕业设计 (论文 )01 绪论1.1 起重机概述起重机械是用来对物料进行起重、运输、装卸和安装作业的机械。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、水电站等多个领域和部门中得到了广泛的应用。随着生产规模日益扩大，特别是现代化。专业化生产的要求，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付诸机械，而且已成为生产流水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。起重机械是一种循环的、间歇动作的、短程搬运物料的机械。一个工作循环一般包括上料、运送、卸料及回到原位的过程，即取物装置从取物地点由起升机构把物料提升，由运行、回转或变幅机构把物料移位，然后物料在指定地点下放，接着进行相反动作，使取物装置回到原位，以便进行下一次的工作循环。在两个工作循环之间一般有短暂的停歇。起重机工作时，各机构经常是处于起动、制动以及正向、反向等相互交替的运动状态之中。在高层建筑、冶金、化工及电站等的建设施工中需要吊装和搬运的工程量日益增多，其中不少组合件的吊装和搬运重量达几百吨。因此，必须选用一些大型起重机进行诸如锅炉及厂房设备的吊装工作。通常采用的大型起重机有龙门起重机、门座式起重机、塔式起重机、履带起重机、轮式起重机以及厂房内装置的桥式起重机等。在道路、桥梁和水利电力等建设施工中，起重机的使用范围更是极为广泛。无论是装卸设备器材，吊装厂房构件、安装电站设备，吊运浇筑混凝土、模板、开挖废渣及其他建筑材料等，均须使用起重机械。尤其是水电工程施工，不但工程规模浩大，而且地理条件特殊，施工季节性强，工程本身又很复杂，需要吊装搬运的设备、建筑材料最大品种多，所需要的起重机数量和种类就更多，除了上面介绍的起重机外，在水电工程中还采用其他一些大型起重机，如缆索起重机、浮式起重机等。在电站厂房及水电建筑物上也安装各种类型的起重机，供检修机组、启闭闸门及起吊拦污栅之用。这些用途的起重机有：大型桥式起重机、龙门起重机、固定卷扬起重机以及弧型闸门起重机等。这些专门用途的起重机一般吨位较大，如用于起吊闸门的龙门起重机和固定卷扬起重机的起重量，我国均已做到 600t，电站厂房内的桥式起重机我国已做到 500t。电站厂房内安装的桥式起重机及大坝上的门式起重机等虽然属于电站的固定设备，然而在电站施工阶段却用来安装机组及闸门，起到了工程起重机的作用。1.2 起重机的分类桥式起重机一般可分为通用桥式起重机和冶金桥式起重机两大类。通用桥式起重机主要用于一般车间的物件装卸、吊运；冶金桥式起重机主要用于冶金生产中某些特殊的工艺操作。各类桥式起重机又由于取物装置、专用功能和构造特点等的不同成分成各种毕业设计 (论文 )1形式。通用桥式起重机一般是电动双梁起重机，按照取物装置和构造可分为：1)吊钩式桥式起重机吊钩式桥式起重机是以吊钩作为取物装置的起重机，它是由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构和电气控制设备等几部分组成。2)抓斗式桥式起动机抓斗式桥式起动机是以抓斗作为取物装置的起动机，用于抓取碎散物料。其他部分与吊钩式桥式起动机完全相同。3)电磁式桥式起动机电磁式桥式起动机是用电磁盘作为取物装置的桥式起重机，吊运有导磁性的金属材料，如型钢、钢板和废钢铁等。4)两用桥式起动机两用桥式起重机是装有两种取物装置的桥式起重机，分为吊钩抓斗和抓斗电磁两种。两种取物装置均在一台小车上，同时装有两套各自独立的起升机构。第一种中一套起升机构用于吊钩，另一套起升机构用于抓斗；第二种中一套起升机构用于抓斗，另一套起升机构用于电磁盘。根据装卸和搬运物料的需要，可以随时更换其中的一种吊具。5)三用桥式起重机三用桥式起重机装有吊钩、电磁盘和电动抓斗三种取物装置。根据不同的工作性质，可以变换其中任意一种吊具。电动抓斗使用交流电，而电磁盘使用直流电，使用时要通过转换开关来变更电源。这种桥式起动机适用于各种物料种类经常改变的情况。6)双小车桥式起动机双小车桥式起动机具有两台起重小车，两台小车的起重重量相同，可以单独作业也可以联合作业。在某些双小车桥式起动机的两个小车上，装有可变速的起升机构，轻载时可以高速运行，重载时可以低速运行；在吊运较重物件时，两台小车可以并行吊运。这种起重机的有效工作范围广，适用于吊运横放在跨度方向上的长形工件。1.3 起升机构介绍起升机构是用来实现货物升降的,它是天车中最基本的机构.起升机构主要有驱动装置、传动装置、卷绕装置、取物装置及制动装置等组成。此外，根据需要还可装设各种辅助装置，如限位器、起重限制器、称重装置等。起升机构的构造是：电动机通过联轴器与减速的高速轴相连，而减速器的低速轴带动卷筒，将钢丝绳卷上或放下，经过吊钩组，是吊钩上升或下降其中联轴器为齿轮联轴器，通常将齿轮联轴器制成两个半齿轮联轴器，中间用一段轴连起来，这根轴称为浮动轴或补偿轴。制动器一般为常闭式的，它装有电磁铁或电动推杆作为自动的松闸装置与电动机电气连锁。减速器一般采用半封闭式的标准两级圆柱齿轮减速器。卷筒安装在转轴上，卷筒轴一端支撑在双列调心球轴承上，另一端与减速器低速轴通过特种联轴器连接，支撑在减速器轴的内腔和轴承座中。卷筒安装的另一种形式：将卷筒直接刚性地装在减速器轴上，为了消除小车架受载毕业设计 (论文 )2变形的影响，减速器被支撑在铰轴上，卷筒的轴承采用自位轴承，允许轴向游动，这种结构简单，维修方便，具有自动调整减速器低速轴与卷筒同心的作用。起重量在 10T 以下的天车，采用一套起升机构，即一个吊钩；在 15T 以上的天车采用主、副两套起升机构，即两个吊钩。其中起重较大的称为主起升机构或主钩，较小的称为副起升机构或副钩，副钩的起重量约为主钩的 1/61/4。副钩的起升速度较快，可以提高货吊运的效率。主副钩的起重量用分数表示，分子表示主钩的起重量，分母表示副钩的起重量，例如 20/5，表示主钩的重量为 20T，副钩的起重量为 5T。毕业设计 (论文 )32 起重机的国内外发展状况2.1 起重机的国外发展状况自有人类文明以来，物料搬运便成了要类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，科学技术的飞速发展，推动了现代设计和制造能力的提高，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。现根据起重机的新理论、新技术和新动向，结合实例，简要论述国外先进起重机的特点和发展趋势。1)重点产品大型化，高速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产流程中的重要环节。起重机不但要容易操作，容易维护，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。目前世界上最大的履带起重机起重量 3000t，最大的桥式起重机起生日一 1200t，集装箱岸连装卸桥小车的最大运行速度已达 350m/min，堆垛起重机级最大运行速度 240mmin，垃圾处理用起重机的起升速度达 100mmin。 2)系列产品模块化、组合化和标准化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，通过不同模块的相互组合，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。可使单件小批量生产的起重机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，企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。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。目前，德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计，并取得了显著的效益。德国德马格公司的标准起重机系列改用模块化设计后，比单件设计的设计费用下降 12，生产成本下降 45，经济效益十分可观。德国德马格公司还开发了一种 KBK 柔性组合式悬挂起重机，起重机的钢结构由冷轧型轨组合而成，起重机运行线路可沿生产工艺流程任意布置，可有叉道、转弯、过跨、变轨距。所有部件都可实现大扎遏生产，再根据用户的不同需毕业设计 (论文 )4求和具体物料搬运路线在短时间内将各种部件组合搭配即成。这种起重机组合性非常好，操作方便，能充分利用空间，运行成本低。有手动、自动多种形式，还能组成悬挂系统、单梁悬挂起重机、双梁悬挂起重机、悬臂起重机、轻型门式起重机及手动堆垛起重机，甚至能组成大型自动化物料搬运系统。3)通用产品小型化、轻型化和多样化有相当批量的起重机是在通用的场合使用，工作并不很繁重。这类起重机批量大、用途广，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，也可命名整个建筑物高度下降，建筑结构轻型化，降低造价。因此电动葫芦桥式起重机和梁式起重机会有更快的发展，并将大部分取代中小吨位的一般用途桥式起重机。德国德马格公司经过几十年的开发和创新，已形成了一个轻型组合式的标准起重机系列。起重量 180 吨，工作级别 A1A7，整个系列由工字形和箱型单梁、悬挂箱形单梁、角形小车箱形单梁和箱形双梁等多个品种组成。主梁与端梁相接以及起重小车的布置有多种型式，可适合不同建筑物及不同起吊高度的要求。根据用户需要每种规格起重机都有三种单速及三种双速供任意选择，还可以选用变频调速。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、无线遥控、司机室固定、司机室随小车移动、司机室自行移动等七种选择。大车及小车的供电有电缆小车导电、DVS 系统两种方式。如此多的选择项，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，自重轻、轮压轻、外形尺寸高度小，可大大降低厂房建筑物的建造成本，同时也可减小起重机的运行功率和运行成本。与通用产品相比较，起重量 10t，跨度 22.5m，通用双梁桥式起重机自重 24t，起重机轨面以上高度 1876mm，起重机宽度 5980mm；德马格起重机的自重只有 8.7t，重量轻了 176，起重机轨面以上高度 920mm，降低了 104，起重机宽度 2980mm，外形尺寸减少了 100%。4)产品性能自动化、智能化和数字化起重机的更新和发展，在很大程度上取决于电气传动与控制的改进。将机械技术和电子技术相结合，将先进的计算机技术、微电子技术、电力电子技术、光缆技术、液压技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统，实现起重机的自动化和智能化。大型高效起重机新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统。主要由全数字化控制驱动装置、可编程序控制器、故障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。变压变频调速、射频数据通讯、故障自诊监控、吊具防摇的模糊控制、激光查找起吊物重心、近场感应防碰撞技术、现场总线、载波通讯及控制、无接触供电及三维条形码技术等将广泛得到应用。使起重机具有更高的柔性，以适合多批次少批量的柔性生产模式，提高单机综合自动化水平。重点开发以微处理机为核心的高性能电气传动装置，使起重机具有优良的调速和静动特性，可进行操作的自动控制、自动显示与记录，起重机运行的自动保护与自动检测，特殊场合的远距离遥控等，以适应自动化生产的需要。5)产品组合成套化、集成化和柔性化毕业设计 (论文 )5在起重机单机自动化的基础上，通过计算机把各种起重运输机械组成一个物料搬运集成系统，通过中央控制室的控制，与生产设备有机结合，与生产系统协调配合。这类起重机自动化程度高，具有信息处理功能，可将传感器检测出来的各种信息实施存储、运算、逻辑判断、变换等处理加工，进而向执行机构发出控制指令。这类起重机还具有较好的信息输入输出接口，实现信息全部、准确、可靠地在整个物料搬运集成系统中的传输。起重机通过系统集成，能形成不同机种的最佳匹配和组合，取长补短，发挥最佳效用。目前重点发展的有工厂生产搬运自动化系统，柔性加工制造系统，商业货物配送集散系统，集装箱装卸搬运系统，交通运输和邮电部门行包货物的自动分拣与搬运系统等。6)产品构造新型化、美观化和实用化结构方面采用薄壁型材和异形钢、减少结构的拼接焊缝，提高抗疲劳性能。采用各种启强度低合金钢新材料，提高承载能力，改善受力条件，减轻自重和增加外形美观。桥式起重机的桥架结构型式大多采用箱形四梁结构，主梁与端梁采用高强度螺栓联接，便于运输与安装。在机构方面进一步开发新型传动零部件，简化机构。 “三合一”运行机构是当今世界轻、中级起重机运行机构的主流，将电动机、减速器和制动器合为一体，具有结构紧凑、轻巧美观、拆装方便、调整简单、运行平稳、配套范围大等优点，国外已广泛应用到各种起重机运行机构上。为使中小吨位的起重小车结构尽量简化，同时降低起童机的尺寸高度，减少轮压，国外已大量采用电动葫芦作为起升机构。为了减轻自重，提高承载能力，改善加工制造条件，增加产品成品率，零部件尽量采用以焊代铸，如减速器壳体、卷简、滑轮等都用焊接结构。减速器齿轮都采用齿面，以减轻自重、减小体积、提高承载能力、增加使用寿命。液压推杆盘式制动器的应用范围也越来越大。此外，各机构采用的电动机都向高转速发展，从而减小电机基座号，减轻重量与减小外形尺寸，并可配用制动力矩小的制动器。2.2 起重机的国内发展状况2006 年，我国工程起重机行业各项指标将超过 2004 年的历史最高记录已成为定局。这意味着工程起重机行业已步入了较快可持续发展阶段。2006 年 1-9 月，起重机行业各项经济指标与 2005 年同期比较，都以两位数增长：全行业的销售收入同比增长 48.6%；工业增加值同比增长 72.7%；利润总额同比增长 160%。目前我国起重机行业呈现出四大特点：第一个特点是汽车起重机是流动式起重机中的主导产品，其销量占各类流动式起重机总和的 80%以上，并以中、下吨位为主。第二个特点是我国汽车起重机的生产集中度较高。目前排在前四家的生产企业汽车起重机销售之和占行业的 80%以上，并有逐年增加的趋势。今年 19 月徐州重型机械有限公司汽车起重机的销售量达到 5659 台，已超过全行业的 50%。毕业设计 (论文 )6第三个特点我国履带起重机增长幅度大。由于石化、石油、化工、能源、大型市政建设的快速发展，极大地刺激了大型履带起重机市场。近两年来，我国的生产企业积极开发履带起重机产品，新近开发的较大吨位的新产品技术含量高，某些性能已达到世界同类产品的先进水平，并具有多项自主知识产权，国产的品牌逐步被广大用户接受。国产起重机在中、小吨位领域与国外品牌有一定的竞争力。第四个特点是起重机出口剧增，进口锐减。今年 19 月汽车起重机出口大增，达到了 544 台，同比增长了 369%。其中徐重出口 457 台，占 84%，出口金额达到 7064 多万美元，占汽车起重机出口总额的 84.5%。近两年，我国工程起重机行业的企业体制改革进入新阶段。几年前，工程起重机企业以国营为主，而现在是以民营和合资为主体。今年泰起和锦重完成了向民营的转制，中联完成了股权改制，长起与特雷克斯合资，徐工与凯雷合资，这都将对行业产生巨大的影响。中国工程起重机行业今后发展方向和国际化发展问题是企业共同关注的问题。目前中国工程机械行业的国际化水平，与中国工程机械行业的生产规模、能力以及世界上的地位不相适应。进一步提高国际化水平的关键还是提高我国企业素质和产品水平。如果在海外市场上，中国工程机械行业产品长期顶着“低档货”的帽子，是没有前途的。如果档次不提高，质量不稳定，就不可能大量、稳定地进入主流市场。他还提醒行业内的各大企业，近些年，我国整个工程机械出口迅速增长，起重机行业也面临着出口递增的大好局面，行业要保持理性，树立国际贸易摩擦防范意识，防止上演压价竞争。这样只会损害全行业利益，同时也会给国外反倾销制造口实。面对国际化竞争，起重机行业必须调整经营战略，不仅关注自身的竞争，同时也要关注供应商和客户的发展，打造共同盈利的平台，为参与国际竞争创造和谐的经营环境。我们要冷静地看待目前起重机行业的高速发展，目前起重机市场主要来自小吨位起重机的增长。今后发展国产大型履带起重机是一种必然的趋势，对于企业来讲更是非常必要。近两年国内石油、石化、核电、电站、钢铁等大型工程对超大设备吊装的需求增长快，为国产大型履带式起重机提供了广阔的市场。而中国起重机生产企业经过多年发展，有一定的产业基础和技术实力，要融入全球竞争环境中去，必须要站在全球发展的角度去看自身的发展，研发、生产大型履带起重机正是为今后的国际竞争做技术储备。熊焰明同时指出，目前工程起重机行业中还存在着资源紧张和同行间合作不够等问题，因此需要强化协会的作用，加强企业间的合作，共同迎接来自国外品牌的挑战，打造民族品牌。毕业设计 (论文 )73 桥式起重机的主要技术参数与工作级别3.1 桥式起重机的主要技术参数起重机的技术参数表征起重机的作业能力，是设计、制造和使用起重机的基本依据。起重机的主要技术参数有：起重量、起升高度、跨度、机构工作速度和生产率。1)起重量起重机正常工作时允许一次起升的最大质量称为额定起重量，单位为吨或千克。吊钩起重机的额定起重量不包括吊钩和动滑轮组的自重。抓斗和电磁铁等可从起重机上取下的取物装置的质量计入额定起重量内。桥式类型起重机的额定起重量是定值。额定起重量不只一个时，通常称额定起重量为最大起重量，或简称起重量。起重量的起重量常用符号 Q 或 P、C 等表示，起重量是质量单位（千克），但习惯用的起重量单位为吨（t），这可视为非国际单位制的质量单位（1t=1000kg）当起重量视为载荷时，起升载荷的单位为牛（N）或千牛（KN）。2)起升高度起升高度是指从地面或轨道顶面至取物装置最高起升位置的铅垂距离（吊钩取钩环中心，抓斗，其他容器和起重电磁铁取最低点），单位为米（m）。如果取物装置能下落到地面或轨面以下，从地面或轨面至取物装置最低下放位置间的铅垂距离称为下放深度此时总起升高度 H 为轨面以上的起升高度 h1 和轨面以下的下放深度 h2 之和，即 H=h1+h2。臂架长度可变的轮胎、汽车、铁路、履带起重机的起升高度随臂架仰角和臂长而变化，由各种臂长和不同臂架仰角可得相应的起升高度曲线。3)跨度、轨距和轮距桥式类型起重机大车运行轨道中心线之间的水平距离称为跨度（L），小车运行轨道和轨行式臂架起重机运行轨道中心线之间的水平距离称为轨距。轮胎和汽车起重机同一轴上左右车轮（或轮组）中心滚动面之间的距离称为轮距。4)幅度旋转臂架式起重机处于水平位置时，回转中心线与取物装置中心铅垂线之间的水平距离称为幅度（R）幅度的最小值 Rmin和最大值 Rmax根据作业要求而定。在臂架变幅平面内起重机机体的最外边至取物中心铅垂线之间的距离称为有效幅度，对于轮胎和汽车起重机，有效幅度通常是指使用支腿工作、臂架位于侧向最小幅度时，取物装置中心铅垂毕业设计 (论文 )8线至该侧两支腿中心连线的水平距离，它表示起重机在最小幅度时工作的可能性。5)机构工作速度起重机机构工作速度根据作业要求而定，额定起升速度是指起升机构电动机在额定转速或油泵输出额定流量时，取物装置满载起升的速度。多层卷绕的起升速度按钢丝绳在卷筒上第一层卷绕时计算。起升速度与起重机的用途、起重机大小和起升高度等有关。装卸用起重机比安装用起重机的起升速度高；散堆物料的作业速度比成件物品高；大起重量起重机要求作业平稳，采用较低的起升速度；安装用起重机须提供安装定位用的低速，为了满足作业要求，保证物品精确置放，起升机构也采用双速电动机或者通电气、液压、机械等方式实现无级或有级调速。采用离合器和操纵式制动器可以使取物装置自由下放。额定运行速度是指运行机构电动机在额定转速或油泵输出额定流量时，起重机或小车的运行速度，运行速度与起重机的类型和用途有关。桥式类型起重机运行距离较短运行速度用米/秒(m/s)表示，汽车起重机常与汽车结队行使，运行速度用公里/小时（km/h）表示。铁路、轮胎、汽车、履带。浮式起重机的运行速度按空载情况考虑，其他类型起重机按满载确定运行速度。额定变幅速度是指变幅机构电动机在额定转速或油泵输出额定流量时，取物装置从最大幅度到最小幅度的平均线速度（m/s），也可从最大幅度到最小幅度所需的变幅时间（s）表示：用小车水平式变幅的起重机，小车移动速度即为变幅速度，由臂架在垂直平面内摆动实现变幅的起重机，可用变幅时间间接表示变幅速度，伸缩臂式起重机以不同臂长工作时，最大最小幅度变化域不同，但臂架角度的变化恒定，因此，臂架与水平面的夹角从最小变至最大所需时间可表示变幅速度，变幅速度与变幅机构的形式有关，工作性变幅机构的速度较高，变幅速度按取物装置满载考虑；非工作性变幅机构只用于调整取物装置空载时的幅度，变幅速度不高。额定回转速度是指回转机构电动机在额定转速下油泵输出额定流量时取物装置满载，并在最小幅度时起重机安全旋转的速度。回转速度与起重机的用途有关，并受回转起动（制动）时切向惯性力的限制，10m 左右幅度时回转速度应不大于 3r/min 额定伸缩速度是指伸缩臂式起重机的臂架和支腿在油泵输出额定流量时，臂架伸缩和支腿收放的速度，一般用伸缩时间表示，由于油缸活塞背腹两腔有效面积的差别，额定缩臂（收腿）时间为伸臂（放腿）时间的 1/21/3。其他条件相同时，提高机构工作速度能缩短作业循环时间，提高起重机生产率。6)生产率起重机在一定作业条件下，单位时间内完成的物品作业量叫生产率，生产率可用小时、工班、天、月、年或起重机整个使用寿命期间累计完成的物品作业量来表示质量（t）、体积（m 3）、件数等。生产率分计算生产率和技术生产率两种。按额定起重量、额定工作速度和作业周期毕业设计 (论文 )9算出的生产率为计算生产率。起重机作业时实际达到的生产率叫技术生产率。影响技术生产率的因素很多，一般只能由统计方法得到。7)起重力矩起重力矩是臂架类型起重机的主要技术参数之一，它等于额定起重量和与其相应的工作幅度（R）的乘积，即 M=QR，起重力矩一般用 t*m 为单位，起重力矩比起重量能更全面地说明臂架类型起重机的工作能力，在一般情况下，额定起重量随幅度而变化的臂架类型起重机，其最大起重力矩由最大起重量和与其对应的工作幅度决定。额定起重量为定值、与幅度无关的起重机在最大幅度起吊额定起重量物品时产生最大起重力矩。8)最大爬坡度最大爬坡度是汽车、轮胎、履带、铁路等起重机在取物装置无载、运行机构的电动机或液压马达输出最大扭矩时，在正常路面或线路上能爬越的最大坡度。它是表征起重机行使能力的参数。决定爬坡度的主要因素是附着重量，附着系数和轮周牵引力。9)最小转弯半径汽车或轮胎起重机行使时，方向盘转到头，外轮至转弯中心的水平距离叫最小转弯半径，单位以米（m）表示。最小转弯半径与起重机底盘的轴距、轮距（转向主销中心距）、转向车轮的偏转角、转向桥数目等因素有关。铁路起重机在铁道线路上行使时，起重机能够顺利通过的线路曲线段最小半径叫最小曲率半径，最小转弯（曲率）半径是表征起重机机动性能的参数。3.2 桥式起重机的工作级别起重机或其工作机构根据“载荷状态”和“利用等级”分为 8 个工作等级，用来表示其繁忙程度和满载程度，目的是为了合理设计、制造和使用起重机，提高零件部件的“三化”水平，取得较好的技术经济指标。毕业设计 (论文 )104 传动方案的选择4.1 驱动装置的布置方式4.1.1 电动起升机构1)平行轴线的布置大多数起重机起升机构的驱动装置都采用电动轴与卷筒平行布置。当起升机构用于吊运液态金属及其他贵重危险物品时须采用双制动器。大起重量的起升机构，由于起升速度相对较慢、减速器传动必增加。也有采用在减速器输出端增加一级开式齿轮的传动方式。上述起升机构方案中，各部件都是分别支承、固定在小车架上。要求小车架有足够的精度和刚度，从而使小车的自重增大，加工制造及安装调整也很麻烦。为了减轻和简化这样的小车架，也采用带有制动器的电动机，并将其直接套装在减速器上，使整个传动机构形成一个独立的整体。通过减速器的两个支承点和卷筒支承座的一个支承点形成稳定支承，可降低对小车架安装精度的要求。此外还可将定滑轮直接套装在卷筒上，并使卷筒直接作为小车的主体，在两端安装行走端梁构成整个起重小车，使结构大为简化。但这种方案只适合于中、小吨位的起重机。为了操纵双绳或四绳抓斗，抓斗起重机常采用两套独立的起升机构。其中一组驱动装置作开闭抓斗用，另一组作抓斗开闭时支持抓斗用；抓斗的升降则由两组驱动装置协同工作来完成。2)同轴线布置将电动机、减速器和卷筒成直线排列，电动机和卷筒分别布置在同轴线减速器（常为普通行星减速器或少齿差行星减速器）的两端，或者把减速器布置在卷筒内部。为使机构紧凑和提高组装性能，可采用带制动器的端面安装形式的电动机。同轴线布置的起升机构横向尺寸紧凑，但加工精度和安装精度要求较高，维修不太方便。电动葫芦是一种常用的较小型的起重设备，在工厂车间、仓库等处广泛应用。电动葫芦是电动机与卷筒同轴线布置的典型实例。4.1.2 液压起升机构液压起升机构主要用于轮式、履带式起重机。按照液压驱动装置的类型，液压起升机构分为高速液压马达驱动，低速大扭矩液压马达驱动和液压缸驱动三种形式。毕业设计 (论文 )111)高速液压马达驱动这种形式的起升机构在液压起重机中应用最广，其工作可靠，成本低，寿命长，效率高，可以采用批量生产的减速器与其配套。主副起升机构一般都为独立驱动，构造完全相同，只是减小了副起升机构的滑轮组倍率。2)低速大扭矩液压马达驱动低速大扭矩液压马达转速低，但输出扭矩大，一般不需要减速传动装置。液压马达直接与卷筒连接，简化了机构的传动和构造。低速大扭矩液压马达的体积和重量比同功率的普通齿轮减速器小得多，当输出扭矩增大时，这一优点更加明显。因此，低速大扭矩液压马达适用于大起重量的起升机构。为了满足输出扭矩和转速的要求，有时在液压马达和卷筒之间增加一级开式齿轮传动。综合上述传动方案，50/10t 双梁桥式起重机宜采用电动起升机构，驱动装置采用浮动轴与卷筒平行布置。毕业设计 (论文 )125 钢丝绳的选择5.1 钢丝绳的特性钢丝绳是起重机上最常用的一种挠性构件，它具有下列优点：1)强度高，承载能力大，过载能力强，弹性好，耐冲击，自重小；2)挠性较好，运行平衡，高速运动时噪声小；3)工作可靠，不会突然破断。鉴于上述优点，钢丝绳广泛应用与起重机的多个机构中，如起升机构、变幅机构和牵引机构等，还可用做桅杆起重机、固定塔式起重机的固定拉索和缆索起重机的承载索在起重安装施工中，重物的捆绑也广泛使用钢丝绳。钢丝绳是由直径 0.52mm 的钢丝拧制而成的。钢丝绳的钢丝要求有很高的强度。通常用含碳量 0.50.8的优质碳素钢制成。优质钢锭通过热轧制成直径6mm 的圆钢，然后经过多次的冷拔及热处理等专门工艺过程，使其强度达到 14002000N/M。根据韧性的高低即耐弯折和扭转次数的多少，可将钢丝绳的质量分成特级、A 级和 B级三种：特级能随反复弯曲和扭转的次数较多的多少，钢丝韧性最好，用于载人的升降机和大型浇铸起重机等；A 级能够随反复弯曲和扭转的次数一般，韧性较好，用于一般起重机；B 级钢丝韧性一般，用于系物，张紧等。5.2 钢丝绳的种类5.2.1 根据钢丝绳的捻绕次数分类1)单绕绳由若干层钢丝依次围一钢芯绕制而成，只有一股，这种绳的强度高，僵性大，挠性差，不宜用做起重绳，只用做在起重机中不运动的拉索以及架空索道或缆索起重机的承载绳。当作为承载绳时，为了使表面光滑，增加横向承载能力，钢丝间呈面接触，专门制成一种外形封闭的单绕钢丝绳。2)双绕绳毕业设计 (论文 )13先由钢丝捻成股，再由股围绕绳芯捻成绳，这种绳的挠性较好，制造工艺也不太复杂，在起重机中广泛应用最多。3)三绕绳把双绕绳作为股，再由几股捻成绳，这种绳挠性好，但由于制造复杂、成本高，而且由于钢丝较细，容易磨损折断，所以在起重机中一般不采用。5.2.2 按钢丝绳的捻向分类1)同向捻钢丝绳（也称顺绕绳）钢丝绳在捻制时，钢丝捻制成股与股捻制成绳的方向相同。这种钢丝绳由于表面比较平滑挠性好，磨损小，使用寿命较长。但存在自行扭转和松散的趋向，容易打结，故在自由悬挂重物的起重机中，不宜采用。只能用做经常保持紧张的升降机及牵引式运行小车的牵引绳。2)交互捻钢丝绳（也称交绕绳）钢丝绳在捻制时，钢丝捻成股与股捻成绳的方向相反。这种钢丝绳的绳和股自行扭转和松散的趋势相反，互相抵消，没有扭转打结的趋势，因此在起重机中应用最多，其缺点是挠性小，寿命短。3)混合捻钢丝绳（也称混绕绳）由两种相反绕向的股捻成钢丝绳。有半数股为右旋，半数股为左旋，其性能介于同向捻和交互捻之间，但因制造困难，仅在吊具较轻的大起升高度起重机（如塔式起重机）中推荐采用。5.2.3 根据股的形状分类1)圆股绳制造方便，应用广泛。2)异形股绳有三角股、椭圆股及扁股等。这种绳与滑轮槽或卷筒槽接触表面大，耐磨性好，不易断丝，寿命长，但制造复杂，应用较少。5.2.4 根据股的构造分类1)点接触绳绳股中各层钢丝直径均相同，股中相邻各钢丝的节距不等，因而相互交叉形成点接触，接触处接触应力较高，钢丝绳寿命降低。点接触绳的优点是制造工艺简单，价格低，过去曾广泛用于起重机中，现在已被线接触绳所代替。2)线接触绳绳股由不同直径的钢丝绕制而成。外层钢丝位于内层钢丝之间的槽沟内，内外层钢丝形成线接触。这种钢丝绳挠性好，耐腐蚀，使用寿命长，承载力高。如果在破断拉力毕业设计 (论文 )14相同的情况下选用线接触绳，可以采用较小的直径，相应地可采用较小的滑轮和卷筒直径，从而使整个机构的尺寸得以减小。故线接触绳在起重机中得到日益广泛的应用。可将线接触钢丝绳根据绳股断面的结构，分为以下三种：（1）外粗型又称西鲁型（S 型），股中每一层钢丝的直径相同，不同层次的钢丝直径不同，内层细外层粗，外层耐磨。（2）粗细型又称瓦林吞型（W 型），外层采用粗细两种钢丝，粗钢丝位于内层钢丝的沟槽中，细钢丝位于粗钢丝之间，断面填充系数较高，挠性好，承载力大（3）填充型（Fi 型）在股中内，外层钢丝沟槽中填充细钢丝，增加了股中钢丝的数量，断面填充系数高，挠性好，承载能力更大3)面接触绳面接触钢丝绳常做成密封绳，为达到面接触，钢丝必须制成异形断面（如 T 型、Z 型等）。其优点与线接触相同，但效果更为显著，缺点是制造工艺复杂，价格昂贵。面接触钢丝绳适用于架空索道、塔机主索、吊桥主索等场合，不宜用做起重绳。5.2.5 根据钢丝表面处理分类1)光面钢丝钢丝绳当钢丝绳不会因腐蚀造成报废时，宜采用这种钢丝绳，在室内一般工作环境中工作的起重机或捆绑多用。2)镀锌钢丝钢丝绳当腐蚀是造成其报废的主要原因时，宜采用这种钢丝绳。它多用于露天、潮湿环境或具有腐蚀介质的工作场所。5.2.6 根据钢丝绳股数的数目分类有 6 股绳、8 股绳、和 18 股绳等。外层股的数目愈多，钢丝绳与滑轮槽或卷筒槽接触愈好，这不仅使钢丝绳寿命延长，还会减少滑轮或卷筒的磨损。5.2.7 根据绳芯分类绳芯的作用是：增加挠性，弹性与润滑。一般在钢丝绳的中心布置一股绳芯。有时为了增加钢丝绳的挠性与弹性，在钢丝绳的每一股中也设置绳芯。绳芯的种类有以下几种：1)有机芯用浸透润滑油的麻绳做成，工作时起润滑作用。有机芯钢丝绳不能用于高温环境。2)石棉芯用石棉绳做成，与有机芯相比可耐高温。毕业设计 (论文 )153)金属芯用软钢的钢丝绳或绳股作为绳芯，可耐高温并能承受较大的横向压力，用于高温或多层卷绕的地方，还有用储有润滑油的螺旋金属管做绳芯的。5.3 钢丝绳的选择钢丝绳的选择包括钢丝绳结构形式的选择和钢丝绳直径的确定。钢丝绳有多种构造形式，一般应优先采用线接触钢丝绳，在有腐蚀性的环境中工作时，采用镀锌钢丝绳。钢丝绳直接绕到卷筒上的起升机构一般采用复滑轮组以保证吊重在各种高度位置时能垂直运动，同时使卷筒两端的轴承负荷和小车两侧的轮压一致。起重量为 50t 的起重机采用倍率 u=5 的复滑轮组。1)钢丝绳所受最大静拉力见

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