2T立柱式旋臂起重机的设计【8张CAD图纸】【优秀】

2T立柱式旋臂起重机的设计

66页 24000字数+说明书+8张CAD图纸【详情如下】

3t立柱式旋臂起重机全图8张.dwg

3t立柱式旋臂起重机装配图.dwg

安全钩.dwg

旋转机构支架.dwg

横梁.dwg

电动葫芦装配图.dwg

立柱.dwg

轴.dwg

防护罩.dwg

2T立柱式旋臂起重机的设计说明书.doc

2T 立柱式旋臂起重机的设计

摘要：起重机是工程实际中广泛应用的特种设备。而旋臂起重机是近年发展起来的中小型起重装备，安全可靠，具备高效、节能、省时省力、灵活和结构独特等特点.根据旋臂起重机的整体结构特点和规范规定，了解起重机的发展现状、分析起重机的工作原理、系统组成、所要求实现的功能和相应的结构上必不可少的。该设计主要针对起升机构选择相应的零部件及技术参数，使其既能很好的实现起重机的运行还不互相干涉且配合良好，也对回转机构做了详细的分析介绍。传统设计的定柱式旋臂起重机，存在着结构笨重和刚度不足的缺陷，随着市场竞争激烈，对产品提出了更高的要求，采用现代设计对传统设计和计算方法技术提升，已迫在眉睫。

关键词：起重机；起升机构；回转机构

The Design Of 2-Ton Column Jib Crane

　　　Abstract: Crane is widely applied in engineering, Slewing crane is small and medium lifting equipment which developed in recnt years,the characteristics of which are safe and reliable、 with high efficiency、 energy saving、time-saving、flexible 、unique structure,etc.According to the feature of completed structure for slewing jib crane and the rule of design.Understand the development of the crane’status、analyse its  operation principle、system configuration、the function and relative structure that the crane required is indispensable.thus this paper put its emphasis on the design of main hoisting mechanism,choosing the approprite spare parts and technical parameters for it in order to be good for crane operation and non-interference.the slewing mechanism analysis is introduced in detail too.the structure of crane designed with tradition method is overdesigned in strength and not enough in stiffness,and with firce competition in the market a higher requirement for product has been brought forward.So using modern design technology to upgrade traditional design and calculation method  is extremely urgent.

Keywords：crane；hoisting mechanism；Slewing mechanism

目录

前言1

第一章 起重机设计总则1

1.1  我国起重机械行业1

1.2  国际起重机械行业1

1.3  起重机的作用、作业特点2

1.4  起重机的组成2

1.5 起重机的类型3

1.6旋臂起重机介绍4

第二章 起升机构的设计4

2.1 确定起升机构的传动方案4

2.2  电动葫芦的选择6

2.3  钢丝绳的选择与使用6

2.4  确定滑轮的参数7

2.5  确定卷筒尺寸并验算其强度8

2.6 电动机的选择11

2.7 验算起升速度和实际所需功率12

2.8减速器的设计12

2.9开式齿轮的设计35

2.10卷筒心轴的设计及强度计算38

2.11 取物装置计算40

2.12 钢丝绳在卷筒上的固定及计算41

2.13验算启动、制动时间42

第三章 运行机构与变幅机构44

3.1 运行机构44

3.2变幅机构44

第四章 回转机构的设计45

4.1回转机构的组成及常用形式45

4.2载荷计算47

4.3回转驱动装置计算48

4.4 电动机的选择与校验51

4.5确定机构速比选择联轴器52

4.6制动器的选择52

4.7减速器的选择53

4.8 螺栓组连接的设计53

4.9 强度的校核55

第五章  金属结构的设计56

5.1 设计起重机金属结构的基本要求56

5.2 立柱的设计计算57

5.3 横梁设计计算58

总结59

致谢60

参考文献61

 起重机是一种非标准机械设备，通常是按订单生产的。一般情况是，首先根据用户对设备提出的性能参数、外形尺寸、质量、价格等方面的要求进行设计，然后开始生产。

起重机械种类繁多，应用十分广泛。近年来，工程起重机械异常迅猛，持续火爆，新理念、新技术、新材料不断给予起重机械新的活力，因而起重机械行业的工程技术人员随之面临着新的挑战和考验。

起重机是一种循环、间歇运动的机械，主要用于物品的装卸。一个工作循环一般包括：取物装置从取物地点由起升机构把物品提起，运行、旋转或变幅机构把物品移位，然后物品在指定地点下降；接着进行反向运动，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。由此可见，起重机械工作时，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中的。起重机是各种工程建设广泛应用的重要起重设备，它对减轻劳动强度，节省人力，降低建设成本，提高劳动生产率，加快建设速度，实现工程施工机械化起着十分重要的作用。针对这一需求，本设计以立柱式旋臂起重机的设计计算、三维建模和有限元仿真为主要内容。第一章 起重机设计总则

1.1  我国起重机械行业[5]

   起重机与工程机械一样，是真正具有中国特色的名称与概念。我国起重机主要包括塔式起重机、汽车起重机、履带式起重机、施工升降机、门式起重机、门座起重机、轮胎起重机、桅杆式起重机和揽索式起重机等。

    我国工程机械行业已经发展成机械工业10大行业之一，我国也进入了工程机械生产大国之列。工程起重机械用途广泛，市场遍布国民经济各个部门，其中主要有交通运输、能源、 原材料、农林水利、城乡发展以及现代化国防六大领域。工程起重机械是保证各种工程建设实现高速度、高质量和低成本的重要手段。

　　　随着我国深化改革，扩大开放和发展社会主义市场经济等一系列重大政策的贯彻实施，

起重机械行业在技术水平、科研条件、品种数量、产品质量、专业化生产程度、生产规模、出口创汇、用户服务、企业组织结构优化、高等教育及人才培养诸方面，均获得了很大进步，在国民经济各领域和国防现代化建设中正发挥着举足轻重的作用。我国已经成为世界贸易组织正式成员国，这也为起重机械的更大发展提供了新的机遇。

1.2  国际起重机械行业[中国百科网]

　欧洲作为工程起重机的发源地，也是经济非常发达的地区，代表轮式起重机的最高水平，最负盛名的生产企业有利勃海尔、德马克，同时还有森内博根、德国格鲁夫、多田野·法恩、波塔恩、奥米格、里格、PPM等著名企业，该地区主要现状为：主要生产全地面起重机、履带式起重机，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，产品遍布全球。美国工程起重机相对落后于欧洲水平。近年来，通过收购和合并的手段，先是格鲁夫收购了欧洲老牌起重机企业克虏伯公司，然后特雷克斯收购了德国德马克；随后，马尼托瓦克兼并了包括美国格鲁夫公司在内的国内大部分工程起重机企业，使美国工程起重机行业得以蓬勃发展。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，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，产品主要销往美州地区和亚太地 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），但发展很快，很受亚太市场的欢迎；同时，日本通过收购的手段来更新技术，加快发展速度，如日本多田野收购德国法恩底盘公司来发展其全路面技术。日本主要生产汽车起重机、履带起重机、越野轮胎起重机、全路面起重机，其中越野轮胎起重机产量最大，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，主要生产企业为多田野、加藤、神钢、日立、小松等。产品特点是技术水平、性能、可靠性落后于欧美水平，40%的产品用于出口。

1.3  起重机的作用、作业特点[1]

   起重机械作用主要表现在减轻工人的繁重体力劳动，加快施工与作业进度，提高劳动生产率，降低施工与作业成本、提高质量等方面。

   起重机是以反复的循环方式完成货物装卸或设备安装作业的。一个工作循环包括：取物、货物上升、水平运动、下降、卸载，然后空吊具返回原地。一个工作循环时间一般从几分钟到二三十分钟，其间各机构在不同时刻有短暂的停歇时间。这一特点决定了电动机的选择和发热计算方法；由于反复起动和制动，各机构和结构将受到强烈的震动和冲击，载荷是正反向交替作用的。许多重要构件承受不稳定变幅应力的作用，这些都对构件的强度产生较大的影响。

　　　起重机属于危险性作业的设备，它发生事故造成的损失将是巨大的。所以起重机设计和制造一定要严格按照国家标准和有关规定进行。

1.4  起重机的组成[9]

   起重机由产生运动的机构、承受载荷的金属结构、提供动力和起控制作用的电气设备及各种指示装置等四大部分组成。

    起重机机构有四类，即：使货物升降的起升机构；做平面运动的运行机构；使起重机旋转的回转机构；改变回转半径的变幅机构。每一机构均由电动机、减速传动系统及执行装置等组成。

1.5 起重机的类型[9]

   可根据使用要求，设计任何合适的起重机形式。但从构造特征来看，种类繁多的起重设备可归纳为三大类。

单动作起重设备

这类起重设备是使货物作升降运动的起升机构。常见有下列几种：

   1）千斤顶  一种升降行程很小，举升能力较大的小型起重设备。螺旋千斤顶或齿条千斤顶可用于汽车维修；液压千斤顶可将大型起重机顶起以跟换车轮。

   2）滑车（俗称葫芦）  一种用链条或钢丝绳与滑轮构成的省力滑轮组，结构紧凑，质量轻，是一种可携带的起重工具，有手动和电动两种。电动葫芦则是一种电动起升机构，配有运行小车后可在空间布置的工字钢轨上运行，构成单轨架空道，是一种生产流水线上空的自动运货车。电动葫芦可作为梁式起重机的起升机构。

   3）绞车  由电动机经减速器、卷筒、驱动钢丝绳滑轮组成的起重设备，用以起吊重物或产生牵引力。在矿山、建筑工地及舰船等处应用。各类起重机的起升机构都是一种绞车。绞车也有液压或内燃机驱动的。

   4）升降机  一种由绞车拖动吊箱，吊箱延轨道升降的起重设备。在建筑工地上应用的建筑升降机是一种典型的形式。在高层建筑中应用的电梯是供人员上下楼梯使用的，是一种安全信号设备齐全，自动控制的、且制造很精良的载人升降机。矿山使用的矿井提升机与电梯类似，单更加大型化。2.2  电动葫芦的选择

　　　由额定起重量为2t,起升高度为10米，通过查阅“龙马起重”（靖江市龙马起重设备有限公司/Ch/About.asp）选择电动葫芦为MD1,型号为MD10.5-12，其技术性能如下表：

　　表2—2  MD1电动葫芦技术参数

技术性能参数单位

起重量2吨

起升高度12米

起重速度8/0.8米/分

运行速度20米/分

钢丝绳绳经11毫米

钢丝绳规格GB1102-746×37-11

工字钢轨道型号（GB706-88）20a-32c

运行轨道最小半径2米

起升电动机型号ZD131-4

额定功率3千瓦

额定速度1380转/分

额定电流7.6安

运行电机型号ZDY112-4

额定功率6.4千瓦

额定转速1380转/分

额定电流1.25安

机构工作级别M5

重量（D型）295千克

2.3  钢丝绳的选择与使用

　　　钢丝绳是起重机机械的重要零件之一，它是一种易于弯曲的挠性件。具有强度高、挠型好、自重轻、运行平稳，极少突然断裂等特点，因而广泛用于起重机的起升机构、变幅机构、运行机构，也可用于旋转机构。它还用作捆绑物件的绳索、桅杆起重机的张紧绳、缆索起重机和空气索道的牵引绳、承载绳等。

　　　钢丝绳受力复杂，受载时，钢丝绳中有拉升应力、弯曲应力、挤压应力及钢丝绳捻制下的残余应力。当钢丝绳绕过滑轮时，受到变应力作用使材料产生疲劳，最终由于钢丝绳与绳槽、钢丝绳之间磨损而破断。

　　　因为在起升过程中，钢丝绳的安全至关重要，所以要保证钢丝绳的使用寿命，为此我们采用一下措施：

　　　1）尽量减少钢丝绳的弯曲次数；

　　　2）高安全系数，即降低钢丝绳的应力；

　　　3）选用较大的滑轮与卷筒直径。

　　　滑轮槽的尺寸与材料对钢丝绳的寿命有很大的关系，其太大会使钢丝绳与滑轮接触面积减小，太小会使钢丝绳与槽壁间的摩擦剧烈，甚至会卡死。

 时光若弹指、若白驹过隙，转眼间毕业设计已接近尾声，经过两个多月的奋斗，毕业设计以基本完成。回望走过的每一步，忙碌而快乐，劳累但充实。

　　　对于该毕业设计的内容，不管是SolidWorks软件还是起重机，开始对于我来说都是很陌生的，记得三月份有空就一直在学SolidWorks，学了一段时间发现原来还挺好玩的，看着自己画出的那些模型图感觉很开心。就突然之间发现，原来我还是喜欢机械的。三月底到四月的时候就一直计算一直计算，记得前面的起升机构就改了两次方案计算了三次。其中有的东西是自己考虑不周造成的，有的是以前学的全忘了，有的是我以前压根没学好，四月到五月初也是我最忙的时候，各种活动、上课、忙着其它考试，有时候会很后悔自己以前为什么一点都不用心没好好学，毕业设计真的算是给我好好上了一课，我想既然醒悟了那就什么时候只要努力都不算晚吧！在写说明书过程中，很多图得用CAD画上去（老师告诉我才知道的）当时觉得自己真无知，然后又去复习CAD，最后圆满的把那些图画出来时，感觉一切都是值得的，不管好与不好，至少是自己搞的。

　　　在设计的过程中，查了很多资料。使起重机于我从陌生到熟悉，不管是它的国内外发展趋势，还是类型，或者是基本构造，对于起升机构的设计，除了从自己考虑不周时选择减速器再到设计减速器再到以后的设计过程中发现得改方案之外，基本上计算都没有什么问题（多计算了几遍而已）但是对于后面的回转机构，不管是工作原理还是力的计算，都是查了好多资料才确定的，其中也有一些不足之处。至于钢结构的设计，只是建立了ANSYS数学模型，因为传统的设计方法不仅会漏掉很多因素，而且设计计算不准确。

总之，这次毕业设计真的是对我们大学知识的一个总结，不仅如此，在这个过程中，会发现自己学的东西是如此肤浅，不懂的东西还很多很多。会发现自己这样那样的欠缺，像我这样以前叛逆的人会后悔以前没好好学，但是不管怎样，虽然设计过程中还有很多不足之处，但是还是学到了很多，不

参考文献

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[4] 赵又红，杨文敏，周知进，林国湘.机械设计基础[M].长沙：中南大学出版社.2012.

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