10T、跨度10.5m桥式起重机传动运行机构及主梁设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 摘  要  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。  本文讲述了 10T、跨度 式起重机传动运行机构及主梁 的 设计 。 首先，通过对 桥式起重机 总体构成及工作原理 进行分析，在此分析基础上提出了 桥式起重机 各机构 的 设计方案； 接着 ， 对大车运行机构各主要构成件 并进行了 设计与校核 ； 然后，对主 梁 行了设计与强度校核； 最后，通过 图软件绘制了本 桥式起重机传动运行机构及主梁 装配图及主要零件图。  通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了 起重 机械产品的设计方法并能够熟练使用图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。  关键字： 起重机 ， 运行机构 ， 主梁 ， 设计  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 is a of in of on a of of be . 0T of is on of of on of of of of of be to in is of 要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 目  录  摘  要  . I . 一章  绪  论  . 1 题背景及意义  . 1 式起重机的研究现状  . 1 式起重机简介  . 2 第 2 章  总体方案设计  . 5 计要求  . 5 案设计  . 5 升机构布置方案  . 5 车运行机构布置方案  . 5 车运行机构布置方案  . 6 第 3 章  大车运行机构的设计  . 7 计基本准则  . 7 体参数计算  . 7 动方案确定  . 7 轮、轨道的选择与验算  . 7 行阻力计算  . 9 动装置设计与验算  . 9 择电动机  . 9 速器的选择  . 10 他附件的选择  . 13 动器的选择  . 13 轴器的选择  . 14 冲器的选择  . 14 动轴的验算  . 15 第 4 章  主梁的设计  . 17 体桥架结构设计  . 17 形双梁桥架的构成  . 17 形双梁桥架的选材  . 17 梁总体参数计算  . 17 梁的受力分析  . 19 算载荷确定  . 19 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 梁垂直最大弯矩  . 20 梁水平最大弯矩  . 20 梁的校核计算  . 21 度验算  . 21 直刚度验算  . 22 平刚度验算  . 22 要焊缝的计算  . 23 接工艺设计  . 23 总  结  . 25 参考文献  . 26 致  谢  . 27 附录  . 28 10T、跨度 式起重机传动运行机构及主梁设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第一章  绪  论  题背景及意义  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 。  在高层建 筑、冶金、华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、轮式起重机以及在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，吊运浇注混凝土、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、建筑材料量大品种多，所需要的起重机数量和种类就更多。在电站厂房及水工建筑物上也安装各种类型的起重机，供检修机组、起闭杂们及起吊拦污栅之用。  在这些起重机中，桥式起重机是生产批量最大，材料消耗最多的一种。由于这种起重机行驶在高空，作业范围能扫过整个厂房的建筑面积，因而受到用户的欢迎，得到很大的发展。  式起重机的研究现状  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。  美国工程起重机行业的技术水平相对落后于欧洲。不过近年来，美国工程起重机械业通过收购和合并手段，得以蓬勃发展。目前该地区主要生产轮胎起重机、履带式10T、跨度 式起重机传动运行机构及主梁设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 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。  日本作为二战后崛起的经济强国，轮式起重机开发生产虽然起步较晚（起步于 20世纪 70 年代），但是发展速度很快，很受亚太市场欢迎。此外，日本还通过收购手段更新生产技术。如日本多田野通过收购德国法恩底盘公司，发展全路面技术。日本工程起重机械业主要生产汽车起重机、履带起重机、越野轮胎起重机和全路面起重机。其中，越野轮胎起重机的产量最大，汽车起重机的产量次之，呈减少趋势，全路面起重机的产量最少，呈上升趋势。主要生产企业包括多田野、加藤、神钢、日立和小 松等。产品特点是技术水平和性能较高，但可靠性落后于欧美。  随着我国经济建设步伐的加快，生产和生活各个领域的建设规模的逐年扩大，也促进了施工机械化程度的迅速提高。先进的施工机械已成为加快施工速度，保证工程质量和降低成本的物质保证。起重机行业也因此得到了很大的发展。为促进社会主义建设事业的发展，提高劳动生产率，充分发挥其中运输机械的作用是具有重要意义的。  式起重机简介  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。  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。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。  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。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。  桥式起重机可分为以下几类：  （ 1） 通用桥式起重机    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10T、跨度 式起重机传动运行机构及主梁设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 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。    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。    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； 16t 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。    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 )。    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。    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。   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10T、跨度 式起重机传动运行机构及主梁设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 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 )。   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，小车运采用行机构也多采用电动葫芦零部件作成简单的构造形式，小车也极为简便轻巧，其整体高度小，小车及桥架自重轻、重心低、有很广泛的使用适应性。  箱形双梁桥式起重机是由一个有两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架 ,在桥架上运 行起重小车 ,可起吊和水平搬运各类物体 , 它适用于机械加工和装配车间料场等场合。桥架的结构主要有箱形结构，空腹桁架式结构，偏轨空腹箱形结构及箱形单主梁结构等， 5中小起重量系列起重机一般采用箱形结构，且为保证起重机稳定，选择箱形双梁结构作为桥架结构。为了操纵和维护的需要，在传动侧走台的下面装有司机室。司机室有敞开式和封闭式两种，一般工作环境的室内采用敞开式的司机室，在露天或高温等恶劣环境中使用封闭式的司机室。箱形双梁桥架具有加工零件少，工艺性好，通用性好等优点。桥架结构应根据其工作类型和使用环境温度等 条件，按照有关规定来选  用钢材。  桥式起重机一般由装有大车运行机构的桥架、装有起升机构和小车运行机构的起重小车、电气设备、司机室等几个大部分组成。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。起升机构用来垂直升降物品，起重小车用来带着载荷作横向运动；桥架和大车运行机构用来将起重小车和物品作纵向移动，以达到在跨度内和规定高度内组成三维空间里作搬运和装卸货物用。  桥式起重机是使用最广泛、拥有量最大的一种轨道运行式起重机，其额定起重量从几吨到几百吨。最基本形式是通用吊钩桥式起重机，其他形式的桥式起 重机基本上都是在通用吊钩桥式的基础上派生发展出来的。  10T、跨度 式起重机传动运行机构及主梁设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 2 章  总体 方案 设计  计要求  本次起重机设计的主要参数 要求 如下 ：  10T、跨度 车轨距 升高度 16m，工作级别 6，主起升速度 (10m/车运行速度 (71m/车运行速度 (32m/大轮压 103考钢轨  案设计  一个正常起重机由运行机构和起升机构、桥架金属结构和电力设施组成。其中运行机构和起升机构是使物体作升降及水平方向上的移动，以 此来完成一个周期运动。  桥架金属结构是根据起重机的结构进行设计的，像运行机构和起升机构、被掉重物、桥架本身等这些重力将作用在金属结构上并要满足一定条件下载荷的要求。  电力设施为起重机提供动力来源，并相应提供一些辅助功能。  升机构布置方案  本起升机构由吊钩，钢丝绳，制动器，减速器，电动机等部分组成，其中有些零件采用标准件。  起升机构的连接方式为：电动机依靠联轴器同减速器进行连接，再经过减速器与卷筒相连，而卷筒上的钢丝绳因为连着吊钩而使物体可以进行升降。  起升机构需先确定技术参数方可考虑布置方案。 主要的标准件根据计算进行选用，而非标准件要对零件受弯矩、剪力和组合载荷等情况进行考虑。  布置方案如图 2示：  图 2升机构的传动简图  车运行机构布置方案  小车运行机构依靠电动机与联轴器相连，并通过减速器，低速联轴器与小车主动轮进行连接。  起重小车运行机构的功能是让小车在水平方向进行移动，使被吊重物能改变工作位置从而满足不同要求，而被吊重物又可通过小车传递载荷。  10T、跨度 式起重机传动运行机构及主梁设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 小车运行机构分为支撑装置和驱动装置。支撑装置主要通过车轮组传递载荷。运行时可通过平衡梁来减小轮压，而缓冲器安装在小车上可 保证运行的安全。因为开式齿轮摩擦严重，因此驱动装置采用闭式齿轮传动，驱动方式为集中驱动，小车传动方案如图 2示：  图 2车运行机构传动简图  123 45 67本方案传动轴所受的扭矩较小，每边轴的扭矩是减速器输出轴扭矩的一半。减速器输出轴与车轮轴之间的联接采用了半齿联轴器 5 和浮动轴 6，因而便于安装，且允许有较大的安装误差。由于齿轮的维护保养条件好，齿轮传动构成独立的减速器部件，因而机构的拆装分组性好。但这种方案中，车轮轴承和联轴器 不可避免增多会使运行机构的结构复杂化，造成制造难度加大。  车运行机构布置方案  在连接方式上，大车运行机构和小车运行机构基本相同，都是通过电动机与联轴器，减速器的连接将动力矩传递到到主动车轮组上，其与小车运行机构的主要区别在于两者间轨距的差别。  因为大车运行机构比起小车运行机构对负载的要求更大，所以大车运行机构采用分别驱动，这样即方便了安装又不会因一侧电动机损坏而在运行时造成停止。传动方案如图 2示：  图 2车运行机构  1 电动机   2 制动器   3 高速浮动轴   4 联轴器   5 减速器  6 联轴器   7 低速浮动轴   8 联轴器   9 车轮  10T、跨度 式起重机传动运行机构及主梁设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 3 章  大车运行机构的设计  计 基本 准则  大车运行机构的设计通常和桥架的设计一起考虑，两者的设计工作要交叉进行，一般的设计步骤：  （ 1） 确定桥架结构的形式和大车运行机构的传方式  （ 2） 布置桥架的结构尺寸  （ 3） 安排大车运行机构的具体位置和尺寸  （ 4） 综合考虑二者的关系和完成部分的设计   对大车运行机构设计的基本要求是：  （ 1） 机构要紧凑，重量要轻  （ 2） 和桥架配合要合适，这样桥架设计容易，机构好布置  （ 3） 尽量减轻主梁的扭转载荷，不 影响桥架刚度  （ 4） 维修检修方便，机构布置合理  体参数计算  已知数据： 10T、跨度 车运行速度 (71m/大轮压 103考钢轨  另外根据常用市场现有起重机的估计重量 G=168车的重量为 0架采用箱形结构。  动方案 确定  本起重机采用分别传动的方案如图 3 3车运行机构  123456789轮 、 轨道 的选择与 验算  10T、跨度 式起重机传动运行机构及主梁设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 按照如图所示的重量分布，计算大车的最大轮压和最小轮压：  满载时的最大轮压：   2G x x 62 401 004 408 =载时最大轮压：  P   2G x x 62404 40 =载时最小轮压：  P e 2Gx 0 =中的 e 为主钩中心线离端梁的中 心线的最小距离 e=荷率： Q/G=100/168= 1表 19择车轮：当运行速度为 0Q/G=工作类型为中级时，车轮直径 00道为 许用轮压为 150可用。  1） 疲劳强度计算时的等效载荷：  2 Q=00000=60000N 式中 2 等效系数，有 1表 4得 2=论的计算轮压：  r 77450=72380N 式中： 车 轮的等效轮压  x =62 40604 408 =77450N r 载荷变化系数，查 1表 19 =， r=冲击系数，查 1表 19一种载荷当运行速度为 V=s 时， 据点接触情况计算疲劳接触应力：  j=40003212 4000 3230150272380 =13555Kg/j =135550N/中  3附录 22 查得 r=300于车轮材料 20 时， =160000此满足疲劳强度计算。  2） 最大轮压的计算：  95600=105160N 式中  3表 2 载荷 点接触情况进行强度校核的接触应力：  10T、跨度 式起重机传动运行机构及主梁设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 212m 23015021 051 60 =15353Kg/ 153530N/轮采用  1表 19， 20 时，   j=240000 N,故所选减速器功率合适。  （ 5） 验算启动不打滑条件  由于起重机室内使用 ,故坡度阻力及风阻力不考虑在内  1） 两台电动机空载时同时驱动：  10T、跨度 式起重机传动运行机构及主梁设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 n=2)2(6012/1>中  =44f=室内工作 ) 防止打滑的安全系数 .2 n =n>两台电动机空载启动不会打滑  2） 事故状态  当只有一个驱动装置工作 ,而无载小车位于工作着的驱动装置这一边时 ,则  n=2)2(6012/1 中 + /2 s n=n>不打滑 . 3） 事故状态  10T、跨度 式起重机传动运行机构及主梁设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 当只有一个驱动装置工作 ,而无载小车远离工作着的驱动装置这一边时 ,则  n=2)2(6012/1 中 / /* 与第 (2)种工况相同  n=  故也不会打滑  结论 :根据上述不打滑验算结果可知 ,三 种工况均不会打滑  他附件的选择  动器 的选择  由 1中所述 ,取制动时间 s 按空载计算动力矩 ,令 Q=0,得 : 202121/ )(3751)( i = 433 6 =m 68000 36N 21)2(   =68000 =1344N M=2两套驱动装置工作   m 现选用两台 5 的制动器，查 1表 18制动力矩 M=200 N m，为10T、跨度 式起重机传动运行机构及主梁设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 避免打滑，使用时将其制动力矩调制 m 以下。  轴器 的选择  根据传动方案 ,每套机构的高速轴和低速轴都采用浮动轴 . （ 1） 机构高速轴上的计算扭矩：  / m 式中 连轴器的等效力矩 . =2 m 1 等效系数   取 1 =2 查 2表 2054000= m 由 2表 33的 :电动机 端为圆柱形 ,8=110219得 减速器 ,高速轴端为 d=32mm,l=58在靠电机端从由表 2选联轴器 动轴端 d=40630N m,(L=m,重量 G= ；在靠近减速器端，由 2选用两个联轴器 靠近减速器端浮动轴端直径为 d=32630 N m, (=m, 重量 G=       高速轴上转动零件的飞轮矩之和为：   (L+(=g m 与原估算的基本相符，故不需要再算。  （ 2） 低 速轴的计算扭矩：   '0''' m 冲器的选择  （ 1） 碰撞时起重机的动能  W 动 = G 带载起重机的重量 G=168000+100000 178000N 碰撞时的瞬时速度，  g 重力加速度取 10m/ W 动 = m （ 2） 缓冲行程内由运行阻力和制动力消耗的功  10T、跨度 式起重机传动运行机构及主梁设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 W 阻 =（ P 摩 +P 制） S 式中 P 摩 运行阻力，其最小值为  78000 424N 最小摩擦阻力系数可取  制 制动器的制动力矩换算到车轮踏面上的力，亦可按最大制动减速度计算  P 制 = 17800 790N m / 缓冲行程取 S=140 此 W 阻 =（ 1424+9790） m （ 3） 缓冲器的缓冲容量  一个缓冲器要吸收的能量也就是缓冲器应该具有的缓冲容量为：  n 动缓 W= m 式中  n 缓冲器的个数  取 n=1 由 1表 22择弹簧缓冲器弹簧 D=120 d=30  浮动轴的验算  （ 1） 疲劳强度的计算  低速浮动轴的等效力矩：  1i=m 式中 1 等效系数，由 2表 2得 1=上节已取得浮动轴端直径 D=60其扭转应