8T内河港口门座起重机机械部分设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 45 - 目录 前言 1） 第一章：起升机构 2） 升机构方案规划 2） 升机构设计计算 2） 2） 2） 3） 3） 4） 热条件 4） 4） 5） 5） 6） 6） 7） 7） 第二章：运行机构 9） 行机构方案规划 9） 行机构设计计算 9） 9） 11） 12） 13） 第三章 ：回转机构 18） 回转机构 方案规划 18） 回转机构设计计算 19） 19） 20） 第四章： 变幅机构 26） 变幅机构 方案规划 26） 26） 第五章：起重机的稳定性 45） 第六章：选缓冲器 49） 第七章： 起重机的防风抗滑安全性 50） 中英文翻译 51） 参考文献 65） 后记 65） 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 46 - 8T 内河港口门座起重机（中）机械部分二维设计 机械电子工程学院 机自 指导教师： 摘要 ： 本次设计为 8T 内河港口门座起重机机械部分的设计，门座起重机是港口码头使用的最典型的电动装卸机械。门座起重机的机械部分主要由四大机构组成：起升机构、运行机构、回转机构、变幅机构。对各个机构有不同的要求：起升机构要实现吊钩和抓斗 的互换；运行机构采用立式减速器；回转机构要采用大轴承作为支撑；变幅机构采用补偿滑轮组进行补偿。 关键词 : 门座起重机，内河，机械部分 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 47 - 8T is i 0322 a of of T of is at of is up of Is it is it is it of to to go to to up of to Go to to to of to an to 文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 48 - 前 言 本次毕业设计课题为 8t 内河港口门座起重机，我在大量调查，参观，实习和借鉴各种文献资料的基础上，同时在老师的精心指导下及本组成员的共同努力下完成的。 内河港口门起重机是近几年发展起来的一种新型起重机，深受内河港口单位的青睐，它具有广阔的发展前景和市场，由于该机械的设计过程中，主要需要设计四大机构：起升机构、运行机构、回转机构、变幅机构。能将我们所学的知识最大限度的贯穿起来，使我们学以至用。因此，以此机型作为研究对象，具有一定的现实意义，又能便于我们理论联系实际。全面考察我们的设计能力及理论联系实际 过程中分析问题、解决问题的能力。 在设计过程中，共同研究、讨论，成分发挥了团队协作的精神，历时三个月的时间。在此期间，我们得到了杨明亮、文豪等老师的指导和帮助，在此我们全组成员向他们表示衷心的感谢。 由于我们的设计是一种初步尝试，而且知识水平有限，在设计中难免会有错误和不足之处，敬请各位老师给予批评指正，在此表示感谢。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 49 - 第一章起升机构 升机构方案规划 起升机构是用来实现货物升降，因此它是任何起重机不可缺少的部分，是起重机中最基本的机构。其工作的好坏，将直接地影响到整机的工作性能。起升机构主要由 驱动装置、传动装置、卷绕系统、取物系统与制动装置组成。 针对此门座起重机采用两套驱动装置，两个电动机分别驱动，为使两个独立但相互协作的两个驱动装置能更好的发挥作用且不互相干涉所以采用如图 1所示布置。由两个电动机分别通过齿式联轴器与减速器的高速轴相连，再由减速器低速轴带动卷筒将钢丝绳卷上或放出，经过滑轮组系统，使吊钩等取物装置实现上升和下降。选用齿式联轴器是为了安装方便与避免高速轴在小车架受栽变形时受到弯曲，且是用得最广范的，减速器选用三级柱式齿轮减速器。由于门座起重机是工作比较繁重的多用途起重机械，本设计采 用抓斗吊钩互换使用。正因为工作级别比较高，对于钢丝绳和卷筒，滑轮来说要求是比较高的，为避免钢丝绳的磨损，卷筒和滑轮都取直径比较大的，且钢丝绳选用丝数较多的，为防止吊钩的旋转，钢丝绳选择向相反方向缠绕的两根。机构停止工作时，制动器是吊钩连同货物悬吊在空中，吊钩的升降靠电动机改变转向来达到，当滑轮组升降到最高极限位置时，使吊钩停止上升，以此可以保证安全。 升机构设计计算 按照构造宜紧凑的原则，决定采用下图的传动方案，采用双联滑轮组。 按 Q=8t，取滑轮组倍 2 因而承载分支数为 Z=24 钓具自重 Q=2 若滑轮组采用滚动轴承，当 i=3，查 1中表 2h= 钢丝绳所受最大拉力： 吊钩 5 0 08 0 0 0 02 0m a x = 单绳抓斗 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 50 - m a x 按下式计算钢丝绳直径 d x 查得 C=择钢丝绳 6W（ 19）公称抗拉强度 155N/径 d=钢丝破断拉力总和为 138000N， 标记如下： 钢丝绳 6W（ 19） 右交（ 滑轮的许用最小直径： （ =20=350中系数 e=25 由 1中表 2附表 5中选用标准滑轮 D=400卷筒直径： （ =18=315用 D=400附表 12查得绳 槽螺距 t=16 卷筒长度： L=（ h 0） t+（ 0 0 0 ） 22+66 = 取 L=1310中： =2=20000+16000mm 取 2 卷筒端部不切槽部分长度，取 t=66 卷筒的计算直径 +d= 卷筒壁厚： = 6=400+（ 6 =14 =15筒壁的压应力计算： m a x 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 51 - 应力减小系数，一般取 于 铁材料，抗压强度极限 50N/拉强度极限为b=150N/许用压应力： y = 2/1 3 056 5 05 故强度足够 扭曲应力： M P 6 8 1 0m a x 计算静功率： j )250080000(2601000 )( 0 式中： 机构的总效率，取 =注：一般规定在初选电动机时取 = = h ，卷筒效率j=减速器效率 0=对于一般无开式齿轮的传动效率 以取 = 查手册选用电动机 e 15%)40( ，m 22 260 k g d 6）验算电动机的发热条件 按照等效功率法求得：当 40时，所需的等效功率 式中： 25k 工作类型系数，查（ 1）中表 65k=级）； 系数，根据 tq/ tq/ 起重机构平均起动时间与平时工作时间的比值，由（ 1） 中查得当 tq/， = 由以上计算结果可知，初选电动机能满足发热条件， 即xN择标准减速器 卷筒转速： 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 52 - m i n/ 7 减速器总传动比： 1210 查手册选 中级工作类型时， 许用功率 N=39=40，自重 390入轴直径 ,481 轴端长 10形） 8）验算起升速度和实际所需功率 实际起升速度： m i n/0 误差： % 0 0 0 v =15%， 可以。 实际功率： 9）校核减速器输出轴强度 （ 1） 输出轴最大径向力：由 1中公式（ 6 )(21m a xm a x 式中： 26810N 卷筒上卷绕钢丝绳引起的载荷； 240N 卷 筒及轴自重，参考附表 13 决定； R=55000N 附表 35查得。 因此 k g 7 9 3 0)2 2 4 02 6 8 1 02(21m a x R，（ 2）买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 53 - 通输出轴最大扭矩：由 1中公式（ 6 )00m a xm a x e 式中： k g 40( )%40(95501 电动机的额定力矩； 当 40时电动机最大力矩倍数，由附表 25查得； 0=减速器传动效率； M= 因此 (m a x M =15520 M 由以上计算可知所选减速器能满足要求 10）选择制动器 所需制动力矩： 50080000(2121000式中： 制动安全系数，由 1查得。 由手册选用 0 制动器，制动轮直径 00其额定制动力矩 制动器重量 3 11）选择联轴器 高速轴的计算扭矩： 式中： 2 等效系数，查表 2 n 安全系数，查表 2 相应与机构 的电动机额定力矩换算到高速轴上的力矩 mk g 40(97501买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 54 - 由手册查得 d=60l=140手册查得 d=65l=140表 3用 联轴器，最大允许扭 矩 M150轮矩（ l=量 12）验算起动时间 起动时间： )()()(375 220021)()()( 2222 m 静阻力矩： mk g 7 5 0 08 0 0 0 0(20平均起动力矩： mk g 40(%)40(因此， s 02(50080000(75712221对于 31所选电动机合适。 13）验算制动时间 制动时间： 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 55 - s 02(757122)()()(37522220021 1当 v 12m/， 10为 故合适。 下降是电动机轴上的静力矩 7 5 0 08 0 0 0 0(2)(000 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 56 - 第二章 运行机构 运行机构的任务是使起重机或载重小车作水平运动。门座起重机属于非工作性的运行机构可以调整工作位置。该性能是依靠电动机驱动使运行机构及整机在轨道上 运行，运行机构主要由支撑装置和驱动装置两大部分组成。本设计中采用有轨运行支撑装置，四条支腿，考虑最大轮压不易过大，所以一个支腿由两个车轮支撑，车轮可用铸钢车轮，为方便两轮所受轮压均衡，采用一个运行台车。有轨运行驱动方式有两种：自行式和牵引式。自行式运行驱动机构设在运行部分上靠主动车轮与轨道的附着力驱动，构造简单布置方便，是最常用的运行驱动方式。自行式驱动机构的缺点是：自重较大，驱动力有限，不能产生较大的加速度，并且也不能用于坡度较大的场合。牵引式运行驱动机构装在运行部分以外，具有自重及驱动力没有限制的优点。 它的缺点是：牵引钢丝绳寿命短，维修麻烦运行阻力较大，牵引式运行驱动机构用于要求自重轻或运行坡度较大的重机上。本设计采用自行式，为了保证足够的驱动力，采用对角驱动，这是门座起重机常用的。这种布置方式能够保证主动车轮之和基本上不随臂架位置变化。驱动力由电动机通过带制动轮的联轴器传给减速器：选用立式三级圆柱齿轮减速器：此方案电动机的位置是横向的，因而横向尺寸较大。 传动方案如图所示 （ 1） 自身的垂直力 0 7 5 0 8 0 8 3 0V G G P P k N 0门座部分的自重载荷 为回转部分的自重载荷 起升载荷 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 57 - 作用点近似为回转中心 其它力对回转中心所产生的力矩 4 5 0 0 . 1 8 0 2 5 3 1 . 6 8 5 2 4 02 4 4 3 . 4G Q w w x P R P y P h t m 回转部分自重载荷 取 6 0 % 6 0 % 7 5 0 4 5 0 k N x 回转部分 重心到回转中心距离，取 x =P 起升重量，取 80 最大幅度， R=25m （ 2） 工作时风力 c k q 1 . 2 1 . 2 3 1 5 0 1 0 5 0=c k q 1 . 2 1 . 2 3 5 0 1 0 5 0= 风力系数， c =1.2 q 计算风压 q 150 q 250 迎风面积， A=50m2 风压高度系数 0 . 2 310（ 3） 非工作时风力 5 1 . 2 1 . 2 3 5 0 1 0 5 0=m 支撑力 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 58 - 22m a 1 225002 1 2 1 2830=4=a 1 225002 1 2 1 2830=4=4）车轮及主动车轮的确定 采用 8轮运行，两轮驱动，且对角布置，其分配到每个轮的最大最小轮压为： 72 4m a x i n 等效轮压： c 5432 m i nm a x （ 1）选择车轮与轨道 根据车轮踏面疲劳强度计算等效轮压 c 80 0 . 1 0 6 7750 P =500料 表面淬硬度为轨道选 320道型号 2）车轮踏面疲劳强度校核 所选车轮踏面都为圆柱形 轨道凸顶半径 r=300文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 59 - 与材料有关的应力常数，2k=1 转速系数， 2 工作级别系数， 取轨道凸顶与车轮曲率半径中较大者 此处 R=r=300mm m r/数， m= 3） 车轮踏面最大强度校核 本设计规定轨道接头高度 行冲击系数 4 1 . 1 0 0 . 0 5 9161 . 1 0 0 . 0 5 9 1601 . 1 1 5 5 车轮踏面最大强度校核： m a x 4 m a x 1 . 1 1 5 1 7 7 . 4 1 9 7 . 8 9 k N 23m a x m a 0 1 0114 0 0 1 9 7 8 9 0 1 05 0 0 5 0 01 8 9 5 . 5 6p a m a x m a x 2 4 0 0 1 8 9 5 . 5 6d M p a M p a 起重机稳太运行阻力 P由摩擦力阻力（ 1）m a x ()1 . 5 0 . 0 0 6 ( 8 0 7 5 0 )7 . 4 7f Q GP w P 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 60 - m a x ()0 . 0 0 6 ( 8 0 7 5 0 )4 . 9 8f Q GP w P 式中： 附加阻力系数， =1.5 w 摩擦阻力系数，采用滚动轴承，取 w =载时最大摩擦阻力： m a x 6 . 7 5w P k Nm i n 4 . 5w P k N（ 2）风阻力 3）坡度阻力 ( ) ( 8 0 7 5 0 ) 0 . 0 0 3 2 . 4 9f Q P k N 坡度阻力系数，去 = 2 22 2 27 . 4 7 1 1 . 8 8 2 . 4 91 4 . 3 7 P （ 1）选择电动机 电动机静功率： 0 0 2 6 3 7 0 0 2 式中： P 稳态运行时静阻力， P =14370N 大车运行速度， 16/60=s m=2 驱动电动机台数。 =机构传动效率 . 根据稳态静功率 机构 25%， 50， 查手册选用 15r/ d= 2）选减速器 传动比： 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 61 - 式中： 电动机额定转速 车轮转速， mi n/ 查手册选用 i=80； 实际运行转速 16m/ 3）选联轴器 计算扭矩： 式中： 安全系数， 8 刚性动载系数， 8 =1.8 电动机额定功率。 n 5 0 0 由手册 查电动机 d=32l=80手册查速器高速轴端为圆柱形 2l=50选带制动轮 D=200 的半齿联轴器。 靠减速器轴端选半齿联轴器： M=710=G= （ 4） 起动时间 运行机构总飞轮距为： 22 4)(买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 62 - m式中； k 计及传动机构中其它低速传动部分零件的飞轮距影响系数， 取 k =动功率 5 0 0 5 0 0 01000222 计算起动时间，取 际起动时间： 一台电动机的平均起动力矩 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 63 - 5 5 0 电动机起动力矩倍数，当工作级别 5%， =1.6 机构满载稳定运行静阻力矩 J 总转动惯量 0 4 （ 5） 电动机过载验算 电动机过载功率按下式进行验算 5 0 0 01 0 0 01 22 基准接电持率时，电动机额定功率， （ 6）起动打滑验算 起动打滑验算按下式进行 )(2 2m i n 粘着系数，取 文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 64 - k 粘着安全系数，取 k = 平均加速度，2 /0 5 7.0 d 轴承摩擦直径， d = 轴承摩擦系数，滚动轴承取 = 车轮直径， D= 2 一台电机所担飞轮距 0 9 22 最小轮压， 边 i n 右边 (22左边 右边 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 65 - 第三张 回转机构 转机构方案规划 起重机的回转部分相对于非回转部分实现回转运动的装置称为回转机构。回转机构是臂架型回转起重机的主要工作机构之一，它的作用是使已被起升在空间的货物绕起重机的垂直轴线作圆弧运动，以达到在水平面内运输货物的目的。回转部分与变幅机构配合工作。可使服务面积扩大到相当宽的环形面积。回转机构与运行机构配合工作，可是服务范围扩大到与桥架型起重机一样。 回转机构也包括：回转支撑装置和回转驱动装置。回转支撑装置的任务是保证起重机回转部分有确定的回转运动，并能承受起重机的各种载荷所引起的垂直力、水平力与倾覆力 矩，回转支撑装置的形式，概括可以分两大类；柱式回转支撑装置与盘式回转支撑装置，前者的主要优点是承受倾覆力较好，后者的主要优点是所占的空间高度较小。 本设计采用转盘式中的滚动轴承式回转支撑装置。它是目前国内外广泛采用的一种转盘式回转支撑。它是一个大型滚动轴承，能承受水平载荷 直载荷倾覆力矩 M 滚动轴承式回转支撑装置的优点：结构紧凑；装配与维护简单，密封及润滑条件良好，轴向阻力小，磨损也小，寿命长；轴承中央可以作为通道，对于起重机总体布置带来某些方便。 回转驱动装置采用立式电动机 联轴器 水平 安置的制动器 行星齿轮减速器 最后一级大齿轮传动。这种方案使平面布置紧凑，更好地利用了空间，避免了圆锥齿轮或涡轮传动，传动效率高。立式齿轮减速器采用三级圆柱齿轮传动，是较为理想的方案。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 66 - 转机构设计计算 5m t 252回转部分自重 45t m 0t 0m m 转支撑装置 级风时的最大载荷： 5 3 0 K a x 25%实验载荷： 5 5 0 K a a 5 3 0 K a a 工况可作为静态计算，工况可作为动态容量计算，回转支撑机构形式采用滚动轴承，单排四点接触式（ 01系列） 根据手册查得工况参数和载荷换算系数如下： 触压力角 转支撑载荷为： 静态 F a= =55000=687500N M =fs =160 104=106态 F a= =55000=821500N 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 67 - M =fd =1199000=106照承载能力曲线可确定轴承型号 选用： 形尺寸： D=1740d=1460H=110齿参数： m=14z=127构尺寸： 598 转驱动装置 （一）计算回转力矩 K N f 7 625 9 换算摩擦系数 =擦中心线直径 D= 7 660c o i 0 8 0c o 3c o ss i 1(c o 接触角 60 0 o sc o s2 v k 滚动体形状与刚度的系数 取 1m a x 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 68 - 11 R 幅度 25m 22 l 回转部分迎风面积形心到回转轴线的距离 5m K N mM w a x 验算电动机发热的等效风阻力矩为： K N 7.0 m a x K N i i i ns i nm a x 45t l 自重距回转轴线的距离 2m 轨道坡度 0 10 K N x m a x （ 1）电动机工作时 .类载荷 d 22 （ 2）接触疲劳强度的类载荷 K N （ 3）类载荷 a xm a x （二）驱动机构 机 计算静功率 文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 69 - 0.1分钟回转数 传动效率 考虑起动影响选用较大电动机 选用 P 额 =15 转速 12 最大转距倍率 =J=回转机构总传动比： 7 1 217 1 2 7 1 021 1i n m a x k 取 1.4 电动机输出转距 n 1 11m a xm a x 根据 1001 i 5 1 a x 选取行星减速器 50 100文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 70 - T 出 =i 大齿圈 121 m=12 齿轮 齿轮直径 d=2 17=204际减速比 22 1 )(式中 J位 0 0 0 k g 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 71 - 21 0 0 0 0则 st q 71( 符合推荐范围 3 8s 起重机回转机构的制动力矩，由于幅度很大需要在相当范围内调整。因而采用常开式可调节的制动器，确定其最大制动力矩，顺风、顺坡条件下。 一定时间内制动 取 s 210)m a xm a x 1 式中： 安全系数 5.1n 刚性动载系数 28 电机额定力矩 文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 - 72 - 0 09 5 5 0 根据电动机轴伸尺寸和联轴器计算力矩 电动机轴伸： d=60l=140速器高速端轴伸： d=45 l=70用 许用力矩 T=1400（ 1）发热校核 由手册查得 40% 000 550)( 取 0.6 （ 2）过载校核 5载功率 式中； 取 H= 5 7 25 5 动机过载验算通过 买文