400T新型桅杆式起重机设计【7张CAD图纸】【优秀】

400T新型桅杆式起重机设计

49页 14000字数+说明书+任务书+开题报告+答辩稿+7张CAD图纸【详情如下】

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9.8m标准节装配图.dwg

CAXA图纸

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制动器装配图.dwg

卷扬机装配图.dwg

成绩单.doc

拖拉绳座装配图.dwg

桅杆装配图.dwg

球铰.dwg

设计封皮.doc

起吊轴.dwg

摘 要

　　　自有人类文明以来,物料搬运便成了人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,作为物质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,作用越来越大,对起重机的要求越高。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,这些都捉使起重机的技术性能进入崭新的发展阶段。本文根据国内外起重机的新理论、新技术和新动向介绍了新型预应力桅杆的设计。首先介绍了起重机的现状以及发展趋势,其次说明了采用预应力结构的优点。再次对工作装置，动力装置的结构，连接方式，运动方式和受力情况进行了详细的分析和计算。并对该机械的动力和起升变幅机构进行详细的设计验算，最后验算整机的稳定性。

关键词：桅杆起重机；预应力钢结构；液压卷扬机；稳定性

Abstract

　　　The thing material is carried just becoming the important component of mankind's activities, apart from of today having had the development history of more than 5000 years from having mankind's civilization. Along with the enlargement of production scope, the application of the hoist as the matter to carry important equipment in the modernize production course is more and more wider to the raise of automaticity, and acting on more and more greatly, the development at full speed of high science and technology is got over in the requirement to the hoist, and pushing forward modern(ly) to design and makes the competition of intense international market of the raise of ability also more and more relying on the competition in the technology, present situation as well as development trend that the design of new prestressing force mast firstly introduced the hoist were introduced to this text, article, etc. that the technical characteristics that these are all caught the hoist making enters brand-new(ly) the development stage new theory, new technology and new trend according to the hoist in home and abroad, next explains adopts the merit of prestressing force structure to the work device, the structure of dynamic devices links the method once more, mode of motion and receives energetically the circumstances to have carried on detailed analysis and calculation. Become an organization and carries on the detailed design checking computations, stability of final checking computations whole sets with a liter to the motive force of this machinery.

Key words：Mast derrick；Prestressing force steel structure；Hydraulic pressure hoist；Stability　　

目录

摘 要I

AbstractII

第1章 绪 论- 1 -

1.1我国起重机新技术的进展与国外发展动向- 1 -

1.1.1我国起重机新技术的应用进展- 1 -

1.1.2国外起重机的发展动向- 2 -

1.2预应力技术- 8 -

1.3相关工作- 9 -

1.4主要研究内容- 9 -

第2章WG400桅杆起重机设计计算- 10 -

2.1符号意义：- 10 -

2.2 计算原则- 10 -

2.2.1设计主要参数- 10 -

2.2.2风载荷计算- 11 -

2.2.3材料许用应力- 11 -

2.3 62m、72m典型结构计算- 12 -

2.3.1 62m典型结构计算- 12 -

2.3.2 72m典型结构计算- 17 -

2.4 桅杆总体计算- 21 -

第三章液压卷扬机设计- 40 -

3.1液压卷扬机主要技术参数- 40 -

3.2液压卷扬机的总体方案设计- 40 -

3.2.1结构设计- 40 -

3.2.2传动设计- 41 -

3.2.3液压系统的计算- 42 -

第4章 结语- 44 -

参考文献- 45 -

致  谢- 46 -

第1章 绪 论

1.1我国起重机新技术的进展与国外发展动向

　　　起重机作为一种古老的机械，时至今日，在其承载结构、驱动机构、取物装置、控制系统及安全装置等各方而都有了很大的发展，其设计理论、制造工艺、检测手段等都逐渐趋于完善和规范化，并己经成为一种较完善的机械。但由于生产发展提出新的使用要求，起重机的种类、形式也需要相应地发展和创新，性能参数也需要不断变化与完善。由于现代化设计方法的建立和计算机辅助设计等现代设计手段的应用，使起重机设计思维观念和方法有了进一步的更新，其它技术领域和相邻工业部门不断取得的新科技成果在起重机上的渗透、推广应用等，更使起重机的各方面不断地丰富更新。因此，起重机将向现代化、智能化、更安全可靠方便的方向发展。

1.1.1我国起重机新技术的应用进展

　　　H型钢在大型起重机钢结构中的应用。T型钢在偏轨箱型主梁起重机上的应用。MC铸型尼龙材料在起重机钢丝绳滑轮、伸缩臂导轨等部件中的应用。金属基镶嵌型固体自润滑轴承在冶金起重机吊钩、盛钢桶耳柱及大型装卸桥俯仰臂架回转铰处的应用等等。都促成了起重机结构的改进和机械零部件的发展降低了制造成本,改善了使用性能。

　　起重机新型硬齿面和中硬齿面减速器、立式减速器、二合一减速器、二环式减速器；起重机新型径向棒销联轴器和轴向棒销联轴器；起重机用新型电力液压块式制动器、电磁块式制动器；起重机用臂钳式制动器、钳式制动器；起重机新标准吊钩、车轮、滑轮;起重机用电线滑车、滑接输电装置、安全滑触线；起重机用液力偶合器、自动防风别轨器；MC铸型尼龙滑轮、齿轮、导向板等等的采用，都为起重机产品的更新和系列改进提供了切实的基础。

　　　在GT33811- 83中最重要的部分是起重机的工作级别划分。它包括机械的分级和金属结构的分级，都和TS04301国际标准完全一致。其基本依据是M finer线性累积损伤理论，即以载荷(应力)与受载(工作)次数某种相关的关系为基础决定疲劳设计。形成一种对角线通用的关系，根据这种理论，在不同工作强度(载荷利用率)和不同工作次数(利用等级)的组合中，有许多符合对角线通用原则的。便可采用同样的结构或同样的机械部件。为用较少种类的机械零部件或结构断而组配成多种规格、不同起重量、不同工作级别的起重机提供了理论基础。20世纪70年代德国曼内斯曼德马克公司在标准钢丝绳驱动类型起重机和通用起重机中己有了具体采用。20世纪80年代我国起重机设计规范在对整机及部件设计的计算上明确地做出了规定。在起重机减速器等部件设计及功率选用的说明中也明确地例举出折算方法，大大地推广和强化了此设计思想。

   电力驱动起重机各机构的驱动，一般都带有作为驱动加速富裕力知的一定量的突加载荷方式的作用。多年来欧洲、前苏联和我国在起重机设计中都采用这种启动理论。自从在起重机的大车、小车运行和旋转等机构中加入了柔性部件(如液力偶合器)，使这种情况立即得到根木改善。不仅避免了电动机和机构的过载、反向变向的冲击，就连正常启动的惯性力也变得极其微小，启动一也极为平稳了。近几年来，在我国起重机设计理论中提出的这种带液力偶合器的起重机非位能载荷机构的电动机选择、启制动时间计算、相应的偶合器的参数设计。如偶合器工作圆直径的确定、充油量的选择、联合工作特性的建立，以及在采用液力偶合器后机构和结构的动载荷计算及其启、制动过程的动态设计等。在理论推绎和实测结果分析相结合的基础上，都获得了很大的发展。以起重机设计理论，这对过去基于刚体动力学推演而得的计算体系是一个重要的补充。

   为贯彻新的通用桥式起重机国家标准，对于工作级别在M5以上的起重机起升机构，货物在下降制动前进行电气调速的设计己进入系列贯标设计中；为改善电动起重机运行性能，在集装箱起重机中采用地而无线遥控或地而与司机室两处控制的方式；此外，采用激光防碰撞装置和非接触感应式行程开关，装设故障诊断及故障自动显示等装置的通用及专用起重机都相继出现。

   近几年，一些高等院校在起重机优化设计和推广现代设计方法方而做了许多有成效的工作，如对门式起重机进行了按静强度、静刚度、动刚度等多项控制指标的综合分析优化设计，从单机优化到系列优化设计理论方而的开拓和探索都己进入实用阶段。

　　我国起重机新技术应用很多，取得的成绩也相当大，但仍需做大量的推广工作，特别是与国外发展水平的差距还很大，我们必须了解世界起重机的发展趋势，引进国外先进技术，提高我国起重机的质量。

1.1.2国外起重机的发展动向

　　　1)大型化、高效率化、无保养化、节能化、自动化、智能化、集成化和信息化将机械技术和电子技术相结合，将先进的微电子技术、电力电子技术、光缆技术、液压技术和模糊控制技术等应用到机械的驱动和控制系统，实现自动化、高效率化和智能化，以适应多批次少批量的柔性生产模式。

   2)成套化、综合化和规模化将各种起重机械的单机组合为成套系统，加强生产设备与物料搬运机械的有机结合，提高自动化程度，改善人机系统，通过计算机模拟和仿真寻求参数与机种的最佳匹配与组合，发挥最佳效用。

   3)模块化、组合化、系列化和通用化为了降低制造成本、提高通用化程度，可采用模块组合的方式，用较少规格的零部件和各种模块组成多品种、多规格和多用途的系列产品，充分满足各类用户的需要;也可使单件小批量生产的方式改换成具有相当批量和规模的模块生产，实现高效率的专业化生产。

   4)新理论、新方法、新技术和新手段进一步应用计算机技术，不断提高产品的设计水平与精度;开展对轮式起重机载荷变化规律、动态特性和疲劳特性等的研究，全面采用极限状态设计法、概率设计法、优化设计和可靠性设计等，利用CAD提高设计效率与质量；与计算机辅助制造系统相衔接，实现产品设计与制造一体化。

   5)小型化、轻型化、简易化和多样化采用新结构、新部件、新材料和新工艺提高产品性能，如结构方面采用薄壁型材和异型钢，减少结构的拼接焊缝；采用各种高强度低合金钢新材料，提高承载能力，改善受力条件，减轻自重并增加外形美观；在机构方面开发新型传动零部件，简化机构，以焊代铸，采用机电仪一体化技术，提高使用性能和可靠性;在电控方面开发性能好、成本低、可靠性高的调速系统和电控系统。

　　　1.重点产品大型化、高速化、耐久化和专用化

   目前世界上最大的浮游起重机起重量6500t，最大的履带起重机起重量3000t，最大的桥式起重机起重量1200t，自动化立体仓库堆垛起重机最大运行速度达240m /m ins'〕。

　　　工业生产方式和用户需求的多样性，使专用起重机的市场不断扩大，品种也不断更新，以特有的功能满足特殊的需要，发挥出最佳的效用。冶金专用起重机，防爆、防腐、绝缘起重机和铁路、船舶、车辆专用起重机的功能不断增加，性能不断提高，适应性比以往更强。德国德马格公司研制出一种飞机维修保养专用起重机，在国际市场上打开了销路。这种起重机跨度大，起升高度大，停准精度高。在起重小车下面安装有可伸缩回转的维修平台，可到达飞机任一部位。随着世界核电站的迅速发展，核电站专用起重机也得到相应发展，如反应堆室内的环形桥式起重机在放射性环境中工作，用于起吊压力容器顶盖及堆内构件等危险载荷，要求可靠性高，安全性好，能自动精确定位和缓慢下放物品等，并有多种保护装置和特殊安全装置。　　根据研究成果，不少预应力实腹梁应用于各种工程。比较大型的是前苏联库茨涅斯克的托密河公路桥及罗斯托夫的顿河公路桥.两桥均为5跨连续实腹钢梁桥，最大跨度达147 m,节约钢材分别为9%及17.8%。德国蒙塔堡的3跨连续公路桥中跨为50.4 m,节约钢材33%。我国也在太原钢铁厂试用了少量预应力实腹吊车梁，可惜有的研究项目未能付诸工程实践。

1.3相关工作

　　由于该机械为处于研究阶段，国内还没有该施工机械，所以利用国内的分析资料，查找相关的国外资料，对桅杆起重机以及预应力技术进行进一步的了解。

　　参照一些相关的书籍和手册进行设计计算。

　　最后用计算机绘图，进行论文的整理。

1.4主要研究内容

　　　1.基于桅杆起重机的特点以及预应力结构的优点进行分析计算并对整机的稳定性进行了详细计算。

　　　2.进行了25吨液压卷扬机的设计计算  第2章WG400桅杆起重机设计计算

2.1符号意义：

G 自重

Q 吊重   剪力

预紧力

P 作用力

N 轴向力

M 力矩 弯矩

对x—x轴弯矩

对y—y轴弯矩

准风压值

S 钢丝绳牵引力

G 索具重量

风载荷

q 均布载荷

F 面积

横性矩

W 截面模量

D、d 直径

L、l  长度

H、h 高度

动载荷系数

k  偏载增重系数

n  安全系数

σ 拉、压弯曲应力计算应力

许用应力

许用压应力

许用弯曲应力

许用剪应力

轴向力产生的应力

弯曲产生的应力

τ  剪应力

β拖拉绳与地面的理论夹角β≤

α滑轮组与桅杆中心的夹角α≤

f   摩擦系数

m

以上符号是常用意义的，如有特殊意义的，在计算公式中另加说明

2.2 计算原则

2.2.1设计主要参数

1、起重量 400t

2、桅杆高度 62m / 72m

3、桅杆分节数： 9节（9.8m 5节；6m  1节；4m  1节； 6.5m 1节（顶节）；6.5m1节（底节））

中间最大断面 2000×2100 (mm)

两端断面 顶节：1800×1900 (mm)，底节：1800×1900 (mm)

滑轮组悬挂偏心距1：＝865mm

滑轮组悬挂偏心距2：＝835mm,（小轴?起吊小重量用）

拖拉绳系点偏心距 ＝830mm

直立桅杆时滑轮组最大张角α≤12度

10、 盘上均匀分布m＝8根拖拉绳，每根拖拉绳预拉力＝，拖拉绳与地面夹角β≤

11、桅杆自重 71.76吨(62m)、82.05吨(72m)

12、索具重20t (包括跑绳、定、动滑轮组)

13、每节预应力7t

14、卷扬机牵引力是选用2台25吨液压卷扬机配套使用（11－12）滑轮组，跑绳为双抽头

15、吊装时风力最大不得超过五级

2.2.2风载荷计算

参照《建筑结构设计载荷》，吊装过程中风力大于五级停止吊装，故基本风压值按五级风计算。对于蒲式五级风基本风压值：

—6.4～11.4 kg/ 取＝10 kg/

2.2.3材料许用应力

A、整体稳定安全系数：n=1.6

   σ＝+2100 kg/(206Mpa)

B、局部稳定安全系数

＝（0.8～0.85）×n＝1.28～1.36

C、板的安全系数

＝1.5

当δ＝4～20mm   ＝2100 kg/(206Mpa)

当δ＞20～40mm   ＝1866 kg/(183Mpa)

D、轴的安全系数

＝1.6～2

＝2500 kg/(245Mpa)

       (d＞100~300)

2.3 62m、72m典型结构计算第4章 结语

　　毕业设计是大学阶段对我们所学基础及专业课的一次系统的检验。搞好毕业设计对我们以后的工作学习有着至关重要的作用。在这十三周的时间里，我本着对自己负责的原则，努力学习几种CAD软件，并且尽力将以前没有学好的科目重新学习。在这十三周里，我主要完成了以下工作：

通过网络查询，查阅相关书籍的途径进行资料收集，做好设计准备工作。同时在祖老师的指导下，进行SOLIDWORKS，COSMOS，CAXA电子图板等软件的学习；

1.利用收集的资料，进行系统的分析，方案比较，最终确立设计方案；

2.利用软件进行计算机绘图；

3.进行桅杆和卷扬机的计算分析；

4.利用力学软件对桅杆进行静态分析；

5.按要求出零件图和装配图，整理并打印毕业论文。

    毕业设计结束了，在此过程中我学到了很多课堂上没有学到的东西。各种软件的学习将使我在以后的工作中事半功倍。

   由于时间有限，所学知识经验不足，设计中难免有错误和不足，有待进一步完善，欢迎各位老师批评指正。

参考文献

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[2] 顾迪民.工程起重机.第二版.，北京:中国建筑上业出版社.1988

[3] 刘惟信.孟嗣宗.机械最优化设计.，北京:清华大学出版社.1986

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