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桥式起重机总体方案及起升装置的设计【8张图/15800字】【优秀机械毕业设计论文】

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编号:609931    类型:共享资源    大小:3.87MB    格式:RAR    上传时间:2016-02-29 上传人:木*** IP属地:江苏
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桥式起重机 总体方案 装置 设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述:

文档包括:
说明书一份,35页,15800字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。

图纸共8张,如下所示
A0-50t桥式起重机.dwg
A2-卷筒.dwg
A2-滑轮1.dwg
A2-滑轮装配.dwg
A3-滑轮2.dwg
A4-G862.1-51.防尘盖.dwg
A4-G862.1-61.涨圈.dwg
A4-G862.1-62.间隔环.dwg

目 录
1 绪论 1
1.1 课题的研究背景 1
1.2国内外桥式起重机发展概况 1
1.3 本论文的主要内容 2
2. 桥式起介绍 4
2.1 桥式起重机的特点和分类 4
2.1.1通用桥式起重机 4
2.1.2专用桥式起重机 5
2.1.3电动葫芦型桥式起重机 6
2.2桥式起重机的组成和特点 7
2.2.1桥式起重机小车 7
3.总体方案设计 8
3.1引言 8
3.2起重机设计的总体方案 8
3.2.1方案一:选择箱形双梁桥式起重机 8
3.2.2方案二:选择通用吊钩桥式起重机 9
3.3方案的确定 10
3.4 小结 10
4起升机构的设计及计算 11
4.1 引言 11
4.2 吊钩电动起升机构的布置方案 11
4.3 主起升机构的计算 14
4.3.1 钢丝绳直径的选取 14
4.3.2 滑轮与卷筒的计算 15
4.3.3 选择电动机 17
4.3.4 减速器的选择 18
4.3.5选择制动器 19
4.3.6选择联轴器 21
4.4 副起升机构的计算 22
4.4.1 钢丝绳直径的选取 22
4.4.2 滑轮、卷筒的计算 23
4.4.3 电动机的选择 24
4.4.4 减速器的选择 25
4.4.5 选择制动器 26
4.4.6 联轴器的选择 28
4.5 小结 29
5 结论 30
5.1全文总结 30
5.2展望 30
参 考 文 献 32
致 谢 33

摘 要:本论文课题是设计由电力驱动的50/10t桥式起重机中的机构。这些机构是起重机的主要组成部分。正是这些机构,使起重机能够实现其价值,取代人力搬运货物,既减轻劳动者的劳动强度,降低装卸或搬运的费用,减少货物的破损,又能提高生产率,在生产过程中进行某些特殊的工艺操作,从而提高了经济效益。
桥式起重机主要由金属结构、机械部分(机构)和电气设备三大部分组成。机械部分主要包括起升机构和运行机构等。起升机构是最重要和最基本的机构,没有起升机构就不能称其为起重机,其工作的好坏直接影响整台起重机的工作性能;运行机构包括小车运行机构和大车运行机构,它是实现起重机将货物横向和纵向移动的机构。
本次设计是按照起升机构部分进行的。起升机构的设计包括起升机构布置方案的选择、卷筒的设计、钢丝绳的选择,以及电动机、减速器、制动器、制动轮和联轴器的选用和设计计算;利用AutoCAD按照确定好的各机构布置方案和设计的尺寸生成装配平面图,可以初步的检查出各个零件设计是否合理,是否影响装配。通过生成装配平面图,可以直观的确定设计的正确性,从而实现当初的设想。
关键词:桥式起重机;起升机构

Abstract :The design of some organizations in the electric drive 50/10t bridge crane is designed in this paper. These organizations are the main constituents of this crane. Because of these organizations, the hoist crane enables to realize its value, instead manpower transporting cargo, both reduces worker's labor intensity, reduces loading and unloading or the transporting expense, reduces the breakage of the cargo, and can enhance the productivity, carries on certain special craft operation in the production process, thus enhanced the economic efficiency.
The bridge crane mainly consists of the metal structure, the machine part (organization) and the electrical equipment. The machine part mainly includes the lifting mechanism and the movement organization. The lifting mechanism is the most important and the most basic organization, if not these organization ,it was not able to call the hoist crane, its work quality direct influence the operating performance of the crane; The movement organization including the car movement organization and the large cart movement organization, which can realizes the cargo crosswise and the longitudinal shift.
This design defers to the lifting mechanism. About designing the lifting mechanism, which includes the organization scheme of arrangement choice, the reel design, the steel wire choice, as well as electric motor, reduction gear, brake, brake pulley and shaft coupling selection with design calculation. According to determined using AutoCAD various organizations scheme of arrangement and the design size production assembly horizontal plan, may preliminary inspection each components design whether reasonably, whether affects the assembly. Through the production assembly horizontal plan, may the direct-viewing determination design accuracy, thus realized the initial tentative plan.
Keywords: Bridge Crane;Hosting Mechanism;Mechanism of Running Car 
I、毕业设计(论文)题目:

桥式起重机总体方案及起升装置的设计

II、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:

桥式起重机主要由金属结构、机械部分(机构)和电气设备三大部分组成。本设计
是对机械部分进行设计,机械部分主要包括起升机构和运行机构等。
设计技术要求:
1. 起重机的最大起重量为50T,副起重量为10T;
2. 主起升,起升高度为12m,工作级别为M6,起升速度为7.8m/min;
3. 副起升,起升高度16m,工作级别为M6,起升速度为13.2m/min;
4. 起重机的跨度为22.5m,工作级别为M6;
5. 要求毕业论文叙述条理清楚,设计计算正确,论文格式规范。
III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间:
1. 查阅相关资料,外文资料翻译(6000字符以上),撰写开题报告
第01周—第 04周
2.阅读与桥式起重机相关的设计理论与方法 第05周—第 06周
3.确定桥式起重机的总体方案 第07周—第 07周
4.完成桥式起重机的机构设计分析、主要数据计算
第08周—第 10周
5.绘制总装图、部件图 第11周—第 12周
6.绘制零件图 第13周—第13周
7.编写设计计算说明书(毕业论文)一份 第14周—第 15周
8.毕业设计审查、毕业答辩 第16周—第 17周

Ⅳ 、主 要参考资料:
[1].张质文主编. 起重机设计手册[M].北京:中国铁道出版社,2001
[2].张质文主编. 起重运输机械[M].北京:中国铁道出版社,1983
[3]. 赵兵主编. 重型机械标准[M].北京:中国标准出版社,1998
[4]. 成大先主编, 机械设计手册[M].北京:化学工业出版社,2002
[5]. 濮良贵,纪名刚主编.机械设计(第七版)[M].北京:高等教育出版社,2006
[6].Patton W.J. Mechanical Power Transmission [M]. New Jersey: Printice-Hall,1980

一、选题的依据及意义:
起重机是指能在一定范围内垂直起升和水平移动物品的机械,以反复短暂的工作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息时间。
桥式起重机是生产车间中应用广泛的一种起重设备,起升机构是桥式起重机的重要组成部分,起重小车用以支撑整机的机械 电器设备以及被起升的重物,承受和传递作用在起重机上的各种较为复杂的载荷。为了全面了解小车架结构在多重载荷组合作用下的应力大小及其分布状况,找出结构承载的薄弱部位,对其进行结构分析的非常必要的。在对小车架结构进行分析时,传统的力学解析方法复杂,且不精确,很难反映小车架结构实际的承载状况。相比之下,利用有限元分析方法建立小车架的有限元模型,并按实际的载荷分布进行加载、求解,能得到实际的承载状况,具有快捷、方便、求解结果相对准确的优点。
起重机作为物料搬运、装卸或用于安装的机械设备,可以减轻或代替人们的体力劳动,提高劳动生产率。它被广泛应用于国民经济的各个领域之中。在冶金行业、机械制造工业、电力工业、煤炭工业、交通运输业、建筑工业、建材工业等国民经济支柱行业中,起重运输机械都扮演着重要的角色。随着时代的发展,制造工厂和装卸作业场所开始转向室内,使桥式起重机占据了主导地位。桥式起重机主要应用于大型加工行业,如钢铁冶金和建材等行业,完成生产过程中的起重和吊装等工作。其中用于生产车间的桥式起重机,是起重机的一个主要类型,由于起重机行驶在高空,作业范围能扫过整个厂房的建筑面积,具有非常主要的不可替代的作用,因而深受用户欢迎,得到了极大发展。
桥式起重机:桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行,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。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。
普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。
起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器,带动卷筒转动,使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下,以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架,通常为焊接结构。
中、小型桥式起重机的运行机构较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式。起重机的行走一般用四个主动和从动车轮,如果起重量很大,常用增加车轮的办法来降低轮压。
桥架的金属结构由主梁和端梁组成。主梁与端梁刚性连接,端梁两端装有车轮,用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道,供起重小车运行。
起重机械为特种设备,为保证设备的正常运行以及人员、财产的安全,起重机都必须设置必须的安全装置,如:起升高度限位器、行程限位开关及各相应的联锁机构等。

二、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述):
目前,国内专业生产大型起重机的厂家很多。其中以中联重科、三一重工、抚挖等公司产品系列较全,市场占有率较高。中联重科在2007年12月宣布实行品牌统一战略后。现已成功开发了50t~600t履带式起重机产品系列。作为中国起重机行业的领跑者,徐州重型机械有限公司现在已经形成了以汽车起重机为主导,履带式起重机和全路面起重机为侧翼强势推进的庞大型谱群。国内最具历史的履带式起重机生产企业抚挖现已拥有35t~350t的履带式起重机产品系列。QUY350是抚挖2007年推出的国产首台350t履带式起重机,填补了国内350t履带式起重机的产品型谱空白。
目前,国外专业生产大型起重机厂家很多。其中利勃海尔、特雷克斯-德马格、马尼托瓦克与神钢等公司产品系列较全, 市场占有率较高。利勃海尔公司的产品技术先进、工作可靠,其生产的LR系列履带起重机最大起重量已达1200t。其桁架臂履带式起重机系列在2007年又喜添新品LR1600/2,使其产品型谱更加完善。
未来的一段时间内,起重机的发展趋势包括以下几个方面:
(1)起重机的大型化。近年来,火电发电机组的功率不断增大,由以前的30万KW为主转为60万KW乃至100万KW 为主,对起重机的吨位需求增大。由于美国核电技术的推广应用,使大件吊装量大幅增加催生了大型起重机市场的需求。大型石化项目,同样需求大吨位的大型起重机特别是履带式起重机。
(2)创新设计。开展对起重机传动型式创新、结构构造创新和功能原理创新等方面理论及技术基础研究,为此着重研究新材料、新工艺、新的传动装置,从而通过对不同设计方案的优选、分解和组合来产生新的设计方案,不断推出创新设计成果。
(3)核心技术化。各大知名企业均具有其独特的核心技术,并不断创新,努力保持在同行业内的领先地位。现在各大公司均大力研究开发自己的核心技术,以不断提升自己的产品档次和竞争能力。
(4)模块化和组合化。极短交货期的市场需求要求开展基于网络的协同异地设计技术、并行工程技术研究,这样可以缩短产品的开发周期。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。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。
(5)大吨位的自拆装系统。履带起重机体太笨重在公路上无法自由行走,必须拆卸才可运输,到达工作地点后再进行组装,需要辅助吊车。为减少或不用辅助吊车,节省施工费用,因此研制自拆装系统势在必行。(6)混合型起重机。履带起重机和轮式起重机各有利弊,将两者取长补短后,混合型起重机应运而生,这也是起重机新型式的大胆尝试与突破。它集履带起重机桁架臂大起重量、大作业空间的优势和轮式起重机的机动灵活优势于一体,主要用于大型起重机。

三、研究内容及实验方案:
桥式起重机主要由金属结构、机械部分(机构)和电气设备三大部分组成。本设计是对机械部分进行设计,机械部分主要包括起升机构和运行机构等。
1)设计技术要求:
一?起升机构 :
1.起重机的最大起重量为50T,副起重量为10T;
2.主起升,起升高度为12m,工作级别为M6,起升速度为7.8m/min;
3.副起升,起升高度16m,工作级别为M6,起升速度为13.2m/min;
二?运行机构 :运行速度:小车 38.5m/min ,工作级别为M5;
三?起重机的跨度:22.5m,工作级别为M6。
2)设计所需的条件:
一. 理论知识: 机械原理机械设计理论力学材料力学机械结构设计等课程。 
二.软硬件条件: AUTOCAD Word 等软件。
三.研究手段: 完成此课题的研究要对桥式起重机的传动系统原理结构具有相当透彻的了解并利用图书馆与网络的资源以及通过实际考察通过对AUTOCAD软件的掌握完成此课题的任务并撰写论文。
3) 设计的大体流程: 
一.总体方案布置确定传动方案 
二. 计算基本尺寸和参数的确定
三. 主要零部件设计
4)课题设计重点: 
熟悉桥式起重机的工作原理对桥式起重机的机构设计分析并且对起升机构进行计算,卷筒组结构计算;绘制绘制总装图、部件图 、零件图。

四、目标、主要特色及工作进度

一.目标:通过对桥式起重机的设计达到设计技术的要求。
二.特色: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。最基本的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.
三.工作进度:
1.查阅相关资料,外文资料翻译(6000字符以上),撰写开题报告 
第1周—第 4周 2.阅读与桥式起重机相关的设计理论与方法 第5周—第 6周
3.确定桥式起重机的总体方案 第7周—第 7周
4.完成桥式起重机的机构设计分析、主要数据计算 第8周—第 10周
5.绘制总装图、部件图 第11周—第 12周
6.绘制零件图 第13周—第13周
7.编写设计计算说明书(毕业论文)一份 第14周—第 15周
8.毕业设计审查、毕业答辩 第16周—第 17周


桥式起重机总体方案及起升装置的设计













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毕业设计(论文)外文翻译 题目 铝合金随机载荷作用下的疲劳性能 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 088105441 学 生 姓 名 祝 耀 欣 指 导 教 师 刘 文 光 填 表 日 期 2012 年 3 月 24 日 铝合金随机荷载作用下的疲劳性能 确定疲劳寿命的 2024铝合金 6061行实验调查 摘要 以确定两个铝合金材料的疲劳寿命 (2024 6061 它们受到这两个等应变幅正弦和窄带随机应变幅疲劳载荷。从窄带随机测试获得的疲劳寿命值基于迈纳的线性积累的损伤假说的理论预测进行比较。铝合金材料制作的悬臂梁测试标本通过电磁振动器励磁的方式受到等应变幅正弦或窄带随机基础激励。发现两种合金的 e N 曲线可以非常接近三直 线段的低、 中和高周疲劳寿命范围内。迈纳的假说用于此类型的预测材料的窄带随机疲劳周期 性能。这些疲劳寿命预测发现了一贯高估实际疲劳值的 2 或 3 倍。但是,发现预测的疲劳寿命曲线的形状和高周疲劳性能的两种材料都与实验的结果相吻合。 简介 受到随机载荷的金属结构的疲劳寿命预测的问题,一般是先制定一个损害标准的积累,然后应用此标准规定条件的不同循环载荷幅值解决。第一,仍然预测,在疲劳损伤积累的最常用的标准是由 N 提出并由 一标准假定积累损害的问题可被视为 一个其中疲劳寿命的分数从振幅 线确定不同的负载级别用完可能只需添加到提供一个索引的疲劳损伤,一般称为迈纳的线性 本文介绍了部分研究结果,以确定受到窄带随机载荷 验方案进行了确定悬臂束测试标本,必须等应变振幅的正弦或窄带随机应变振幅疲劳载荷的周期。试样在随机载荷作用下的疲劳寿命与基于预测的迈纳标准应用进行对比。 实验方案 两种常用的铝合金 2024061两种合金的力学性能列于表 1,真应力和真应 变曲线图 1和图 2。 变硬化指数, ,表现了塑性范围中的应力应变关系。 些属性是根据确定的单轴拉伸试验用两种合金制成的张力试样。在这两种情况下,张力标本和疲劳标本是从加工平行的滚动方向的标本的纵向轴与铝、 同一负债表。这样做是为了确保测试这两种类型之间的一致性。做疲劳试验的大多数是对电磁振动器励磁,与正在执行 试仪的低周期等应变幅测试的一小部分。为进行测试,已在振动励磁机上执行,疲劳试验模型是基础的激励作用下的悬臂梁显示于图 3 (a)。 窄带随机疲劳测试中,激励指定的频率带宽较窄带信号与高斯基地加速振幅和均匀频谱。激发带为中心的根本束共振。正弦疲劳测试是略高于基本梁共振励磁频率进行的。因此循环加载的类型被完全扭转弯曲。悬臂标本异形沿梁长度最大弯曲应力,远离固定端将在第一振动模式。草绘的测试样本配置如图 4 所示。试验样品被这直接相连的电枢的振动励磁机安装夹具的夹在中间。从图中可以看出,每个疲劳试验标本所载两悬臂梁标本的同时都感到兴奋。结束质量、 形式的恩德夫科公司模型 2216年水晶加速度计,被附加在一端的悬臂梁标本。在图所示的模式形状和相 应的弯曲应力分布的前两个振动模式。 3( b)和图 3( c)。 从梁共振,最大弯曲应力发生在 7/8英寸,从梁的固定端的距离。第一束共振的频率是大约 115 本被仔细手抛光之前,删除任何尖角,消除所有可见表面的划痕,该地区的最大应力测试发生。要测量应变级别疲劳测试期间,应变片被装在每个标本在发生弯曲应力的最大值的位置点。发现疲劳寿命应变仪安装的是一般的试件疲劳寿命比小得多。为此,从安装在梁的自由端的加速度计的信号用于确定疲劳标本的故障时间。从加速度计的信号用于触发的停用一个计时器时加速级别降至 50%的名义 速级别的继电器。据指出出现故障,加速级别删除非常迅速,这样,计时器表示非常密切的标本的失效的总时间。图 5 中的图片显示装载的振动励磁机只是之前,测试上的疲劳试验标本。 从图中可以看出,由拼接两个更小、 更灵活,铅电线电缆标准来说加速度计建造特别加速度传感器电缆。这样做是为了尽量减少对标本的加速度计电缆振动的影响。虽然接头增加噪音污染,信号水平是如此之大这种增加噪音不是明显的。 来自应变计和加速度计的信号是在测试期间监测,并记录在磁带上。每个测试之后 , 录制的信号被播放到波分析仪系统以确 定 别。数字计算机被用于执行时间序列从窄带随机疲劳测试获得的随机信号分析。典型的窄带随机测试期间的应变响应的应变规范扫雷具密度情节如图 6 所示。 如所料,这张图指示可以认为疲劳标本是一个很轻阻尼的单自由度体系。最可能的这种窄带反应的振动频率可以显示系统的共振频率。因此,周期失效 (即零与正斜率的过路处的总人数) 的总数被假定为失效的总时间,以秒为单位乘以每秒周期的共振频率。在等幅、 正弦测试周期失效的总数是只是总时间失效以秒为单位乘以励磁频率每秒周期。 对于振动激振器上进行的测试,失效的总周期 的范围是从 2) 10 5 10 周期。相应的应变水平从 600到 3500不等显微窄带随机疲劳试验 1700年到 7000微应变恒定振幅测试。 由于循环对振动激励器的快速率 ,它无法可能获得的生命值低于约 2 10疲劳数据周期内,使用上面描述的测试设置。为此,英斯特龙测试仪进行了一些低周期、 等应变幅疲劳测试。迈纳的标准的低周期的了解中,恒定振幅两种材料的疲劳性能必要关联恒定振幅和窄带随机疲劳的结果。(图表)为瑞利分布, 的 过峰值的概率是 可以预期应变窄带随机 试验以来的最高水平是 3500微应变,峰值应变水平约 14,000微应变。振动激振器能够产生恒定振幅只有 7000微应变峰值应变,因此,其他手段都必须以产生一个连接图高达 14000微应变迈纳的故障预测所需的水平。英斯特郎测试率约 5 编程周期与应变振幅高达 40000微应变是用来获取低周期数据。振动励磁机测试中使用标本再次加载不完全弯曲基本上相同。 图 7中提供登记表疲劳测试的测试设置的照片。试样标本振动激振器安装时举行以同样的方式举行试样安装夹具安装在横梁英斯特郎测试。标本的一角举行了两个队的成员 连接的尖端试验机的框架固定。基地或横梁,然后通过不断地偏转循环。从登记表测试仪计数器确定失效的周期数。 振动励磁机上执行的疲劳测试的结果如图 8和图 9所示, 变级别已被绘制与周期来的悬臂梁标本失效的总数。(图表)等幅和窄带随机结果已在上绘制在同一图表强调疲劳寿命的差异获得两个不同类型的加载同一 变级别。 可以注意到这两种材料,当等应变幅正弦和窄带随机应变变幅疲劳荷载,展示耐力极限现象在很低的应变级别。大多数的恒定振幅的数据似乎在 变振幅的周期总数的积失效记录档记录的直线下降。 6061些点对应的应变以及成塑性的地区是可以预料的。相信 2024带随机疲劳试验结果表明:双对数坐标上的同一个斜坡,这是为相应的恒定振动振幅相同的线性关系数据 变水平较低。这些数据,然后开始偏离较多的应变峰值预计将超过屈服应变在较高的应变水平。 英斯特朗测试仪上执行的固定应变振幅疲劳试验的结果显示如图 10和图 11所示,峰值应变幅度已与绘制的周期总数的悬臂梁试样的失效。斯特朗测试数据绘制恒定振幅与振动励磁测试结果。由于材料表现出低频效果一般显示较低的疲劳寿命值作为循环频率降低,他认为在循环频率的差异并没有很大影响的两个试验材料的疲劳性能,因此两套数据可以直接比较。但一般认为,几乎没有显着影响时,工作频率高达 1000。 如图 10和图 11所显示的拉伸试验的结果可以看出经历过大的塑性应变时的应力幅与失效的周期数积将是没有多大用处。由于塑性的范围类一个大的增量应力应变关系的性质提高应变对应一个非常小的压力逐步增加。因此 在本文中无论是 变振幅或者振幅的峰值应变绘制对比周期数。符号是峰值应变,而不是“塑性变形”。 如图 10和图 11显示,低循环疲劳数据似乎在一条直线上的峰值应变振幅与失效的周期数的 。在这两种情况下,这条线的斜率是远远高于高周期数据通过及格线的斜率更大。 这些日志记录图上的直线关系表示,为常数,应变振幅循环,失效和峰值应变振幅周期总数之间的近似关系可以在指数形式获得。在高周期范围,这种关系可以表示为 在低周期范围,这种关系可以表示 为 周期失效下 0和图 11和表 2中。 这种斜率在低周期的变化,高应变振幅地区是在与许多其他 试验者的意见一致。 察,许多材料,如果绘制周期数与失效的塑性应变振幅, 。 使用的固定应变振幅疲劳试验的结果,窄带随机疲劳试验的结果可以与迈纳的线性积累损伤的假设为基础的预测。 迈纳的线性累积损伤准则 正如前面所讨论的,迈纳的故障预测假设失败是由于一个损坏的线性积累,可以确定其外的恒定振幅测试结果。(表 12)测试材料 10和 11完整的恒定振幅的结果,包括低收入和高循环疲劳寿命范围内,已在图绘制。这两种材料的 志记录的规模绘制,可以 表明这三个范围的原理如图 12所示。 在范围 2内,它会假设, 是一个直线上的 与 1/范围 1内,它会假设从 00到 N 周期具有负斜率的 1/水平对应的耐力应变。认为它低于这个水平的应变没有最终的疲劳失效的影响。因此 线可以表示为 和 在这种情况下,线性积累的损伤在峰值应变方程可以写成振幅 p)的概率密度函数的峰值应变振幅, T 表示要失效的总时间和 正峰值每 秒数。因此, 表正峰失效总数。由于应变响应窄带过程中,峰值应变激发加强高斯分布的概率密度函数是一个雷射线分布,可表示为 利用( 3),( 4)和( 5)累计可得公式 假定发生时,损伤的积累是同等统一,使正逢失效总数最终失效。这个方程的解为 迈纳的两个材料进行预测计算中使用的参数列于表2。 在图 8和图 9虚线表示对迈纳假设为基础的预测。正如从这些数字可以看出,虽然按照数据的趋势形式出现,迈纳的预测始终高估疲劳寿命的 2到 3倍。 结论 共振电磁激振器振动疲劳试验似乎是一个非常快速 ,经济的方式获得固定应变振幅的正弦和随机应变振幅疲劳载荷数据。然而,由于高循环率,低周疲劳的数据就无法获得这种方式了。 测试的铝合金,似乎有三个不同的疲劳范围对应三种不同的线路段须符合的 据绘制在一个日志记录的规模。窄带随机载荷条件下地疲劳寿命预测适用于迈纳标准, 数据必须是完整的了至少四次 变水平的随机载荷的应变水平。 对迈纳标准为基础的预测似乎始终高估了实际的疲劳寿命,然而预测曲线的形式似乎是正确的,并按照数据的趋势非常接近。 参考文献 贯“疲劳,累积 损伤”。对 87( 2), 159( 1945)。 究“铝合金疲劳受随机载荷,”众议员 州工程学院,加州大学伯克利分校( 1969年 1月)。 金属疲劳”。专着航空航天系列, 版社,纽约( 1961年)。 究金属徐变和疲劳,“奥利弗”过程,英国爱丁堡手臂博伊德有限公司( 1962)。 循环疲劳:回顾与展望”, 1( 3), 129( 1962年 10月)。 则和随机噪音理论的应用”,纽约约翰 1958年)。 机振动概论”英国爱丁堡 ,爱丁堡大学出版社 (1964年)。 is by to 024061. W. . an to of 2024061 to s of to a or a by of an It be by in s to of -N to by a . of of to be in b = = of to = = 1,= on e = e = e = . W. R. 970 9r = in he of of to is by an of to of of in . . A. 1 of of be as in of up at as be to an of is s a of of a to a of of to An to of to or of to to on s he on 2024061of 321 u 10 0 L in/ 10 1 1024.5 a. b. : ! I I I 100 0 i i 00 in/ 2061 / 3of , 1 . , in In of of to of to of of on an a of on on a 024 106 51,000 90,700 061 108 40,500 62,000 to a as 3(a). a a a at of of to in of A of is 4. in by a to of As be An in of 216 at of of 3(b) (c). At 22 I 970 i o - I - =! 4p,f c .=_ E z r 5on a , on at It of of at of to to of to a a 0 of MS It at so to of 5 a on to As be by to of of on so in 60 80 100 620 140 160 7he on a 323 to MS A to a of A of a is 6. As be to be a of of be to be of of to of to be to in by in In of to to in by in on of to ) 10 a 10 00 500 MS 700 000 to of on it to 103 on A of . - _ , 9 8 7 10 4 I0 s O s lO s 1o 3024o E .n 9 . -_ _ 9 . 0 4 10 5 l0 s 10 7 1D s O 906124 970 of is to s a of MS .1 500 of 4,000 be of of 000 to be to an up to 4,000s of to at a of of up 0,000 to in as in A of is 7. on of by of a in on of by of to of or a of to a on of on 8 , MS of to of 024 ! I t I111 i. _ jl i i . 9 , 1 i 1o I 10 1o 10 O 061x m 50 - 10 B 1 I I ! 10 3 n i ii(l=- t 1 ! l0 s iO s l0 s O 325 on to in of at MS It be to an at of to l on a in MS of to is in 061at is to be to It is 024of at be on a a is as at MS to at a of be to of on 10 1, of %, of to of a as is 3 it is in of of be It is is of up to 000 4 10 1 of it be a of of to be of to of in a in to a in in MS or of ep is of is 0 1 to on a in a of of to In of is of on N 1 el b b2 2024 104 061 103 of to be in In be f = I (1) in = b (2) kl ks N s is of to at of b b2 10 1 . of in is in of L. F. if is of to b2 is . of of be a s s s s of is to a of be of be m e 1226 I 970 10 1 of As be is to of is to so of to N7) E Y, s 1/el bl ep bi+l e -p/2 d% + 1/el b ep b2+l /2g d% e be by on a be as 12. In , it be is a on a a . In , it be a . at e to It be no on be 0 N N (3) %_ e, N N s be in of = N() + i = P(e)d%l N(%)J (4) p(e) is of T is to o is of oT of to is an in is a be - ) = (3), (4) 1 e e -p,/2 (5) (; (5), of 6p be -p/2a2 d% v 6- 1 e- 6) of a 400 in s . s by 8 . As be these I 桥式起重机总体方案及起升装置的设计 学生姓名: 祝耀欣 班级: 088105441 指导老师:刘文光 摘 要 : 本论文课题是设计由电力驱动的 50/10些机构是起重机的主要组成部分。正是这些机构,使起重机能够实现其价值,取代人力搬运货物,既减轻劳动者的劳动强度,降低装卸或搬运的费用,减少货物的破损,又能提高生产率,在生产过程中进行某些特殊的工艺操作,从而提高了经济效益。 桥式起重机主要由金属结构、机械部分(机构)和电气设备三大部分组成。机械部分主要包括起升机构和运行机构等 。起升机构是最重要和最基本的机构,没有起升机构就不能称其为起重机,其工作的好坏直接影响整台起重机的工作性能;运行机构包括小车运行机构和大车运行机构,它是实现起重机将货物横向和纵向移动的机构。 本次设计是按照起升机构部分进行的。起升机构的设计包括起升机构布置方案的选择、卷筒的设计、钢丝绳的选择,以及电动机、减速器、制动器、制动轮和联轴器的选用和设计计算;利用 以初步的检查出各个零件设计是否合理,是否影响装配。通过生成装配平面图,可以直观的确定 设计的正确性,从而实现当初的设想。 关键词: 桥式起重机;起升机构 指导教师签名 : I 088105441 of in 0/10t is in of of to s or of on in of is if it to of to of as as to of 毕业设计(论文)任务书 I、毕业设计 (论文 )题目: 桥式起重机总体方案及起升装置的设计 业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求: 桥式起重机主要由金属结构、机械部分(机构)和电气设备三大部分组成。本设计 是对机械部分进行设计,机械部分主要包括起升机构和运行机构等。 设计技术要求: 1. 起重机的最大起重量为 50T,副起重量为 10T; 2. 主起升,起升高度为 12m,工作级别为 升速度为 3. 副起升,起升高度 16m,工作级别为 升速度为 4. 起重机的跨度为 作级别为 5. 要求毕业论文叙述条理清楚,设计计算正确,论文格式规范。 业设计 (论文 )工作内容及完成时间: 1. 查阅相关资料,外文资料翻译( 6000字符以上),撰写开题报告 第 01周 第 04周 2 阅读与桥式起重机相关的设计理论与方法 第 05周 第 06周 3 确定桥式起重机的总体方案 第 07周 第 07周 4完成桥式起重机的机构设计分析、主要数据计算 第 08周 第 10周 5 绘制总装图、部件图 第 11 周 第 12周 6 绘制零件图 第 13周 第 13周 7编写设计计算说明书(毕业论文)一份 第 14周 第 15周 8毕业设计审查、毕业答辩 第 16周 第 17周 、主 要参考资料: 1张质文主编 . 起重机设计手册 M国铁道出版社, 2001 2张质文主编 . 起重运输机械 M国铁道出版社, 1983 3. 赵兵主编 . 重型机械标准 M国标准出版社, 1998 4. 成大先主编 , 机械设计手册 M学工业出版社, 2002 5. 濮良贵 ,纪名刚主编 七版) M等教育出版社 ,2006 6 M. 980 航空工程 系 机械设计制造及其自动化 专业类 0881054 班 学生(签名): 祝耀欣 填写日期: 年 月 日 指导教师(签名): 助理指导教师 (并指出所负责的部分 ): 系主任(签名): 附注 :任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。 毕业设计(论文) 题目: 桥式 起重机总体方案及起升装置 的 设计 系 别 航空 与机械 工程系 专业名称 机械设计制造及其自动化 班级学号 088105441 学生姓名 祝 耀 欣 指导教师 刘 文 光 二 O 一二 年 五 月 学士学位论文原创性声明 本人声明,所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果 ,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 日期: 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,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。 作者签名: 日期: 导师 签名: 日期: 毕业设计(论文)开题报告 题目 桥式起重机总体方案及起升装置的设计 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 0881054 41 学 生 姓 名 祝耀欣 指 导 教 师 刘文光 老师 填 表 日 期 2012 年 2 月 24 日 说 明 开题报告应结合自己课题而作,一般包括:课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述)、研究内容及实验 方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容。 以下填写内容 各专业 可根据具体情况适当 修改 。 但每个专业填写内容应保持一致 一、选题的依据及意义 : 起重机是指能在一定范围内垂直起升和水平移动物品的机械,以反复短暂的工作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息时间。 桥式起重机是生产车间中应用广泛的一种起重设备, 起升机构是桥式起重机的重要组成部分,起重小车用以支撑整机的机械 电器设备以及被起升的重物,承受和传递作用在起重机上的各种较为复杂的载荷。为了全面了解小车架结构在多重载荷组合作用下的应力大小及其分布状况,找出结构承载的薄弱部位,对其进行结构分析的非常必要的。在对小车架结构进行分析时,传统的力学解析方法复杂,且不精确,很难反映小车架结构实际的承载状况。相比之下,利用有限元分析方法建立小车架的有限元模型,并按实际的载荷分布进行加载、求解,能得到实际的承载状况,具有快捷、方便、求解结果相对准确的优点。 起重机作为物 料搬运、装卸或用于安装的机械设备,可以减轻或代替人们的体力劳动,提高劳动生产率。它被广泛应用于国民经济的各个领域之中。在冶金行业、机械制造工业、电力工业、煤炭工业、交通运输业、建筑工业、建材工业等国民经济支柱行业中,起重运输机械都扮演着重要的角色。随着时代的发展,制造工厂和装卸作业场所开始转向室内,使桥式起重机占据了主导地位。桥式起重机主要应用于大型加工行业,如钢铁冶金和建材等行业,完成生产过程中的起重和吊装等工作。其中用于生产车间的桥式起重机,是起重机的一个主要类型,由于起重机行驶在高空,作业范围能扫过整 个厂房的建筑面积,具有非常主要的不可替代的作用,因而深受用户欢迎,得到了极大发展。 桥式起重机: 桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行,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。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。 普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。 起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器,带动卷筒转动,使钢 丝绳绕上卷筒或从卷筒放下,以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架,通常为焊接结构。 中、小型桥式起重机的运行机构较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式。起重机的行走一般用四个主动和从动车轮,如果起重量很大,常用增加车轮的办法来降低轮压。 桥架的金属结构由主梁和端梁组成。主梁与端梁刚性连接,端梁两端装有车轮,用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道,供起重小车运行。 起重机械为特种设备,为保证设备的正常运行以及人员、财产的安全,起重机都必须设置必须的安全装置,如 :起升高度限位器、行程限位开关及各相应的联锁机构等。 二、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述): 目前 , 国内专业生产大型起重机的厂家很多 。 其中以中联重科 、 三一重工 、抚挖等公司产品系列较全 , 市 场占有率较高 。 中联重科在 2007年 12月宣布实行品牌统一战略后 。 现已成功开发了 50t600 作为中国起重机行业的领跑者 , 徐州重型机械有限公司现在已经形成了以汽车起重机为主导 ,履带式起重机和全路面起重机为侧翼强势推进的庞大型谱群 。 国内最具历史的履带式起重机生产企业抚挖现已拥有 35t350式起重机产品系列 。 007年推出的国产首台 350 填补了国内 350 目前 , 国外专业生产大型起重机厂家很多 。 其中利勃海尔 、 特雷克斯 马尼托瓦克与神钢等公司产品系列较全 , 市场占有率较高 。 利勃海尔公司的产品技术先进 、 工作可靠 , 其生产的 200t。其桁架臂履带式起重机系列在 2007年又喜添新品 , 使其产品型谱更加完善 。 未来的一段时间内,起重机的发展趋势包括以下几个方面: ( 1) 起重机的大型化 。 近 年来 , 火电发电机组的功率不断增大 , 由以前的30万 0万 00万 主 , 对起重机的吨位需求增大 。 由于美国核电技术的推广应用 , 使大件吊装量大幅增加催生了大型起重机市场的需求 。 大型石化项目 , 同样需求大吨位的大型起重机特别是履带式起重机 。 ( 2) 创新设计 。 开展对起重机传动型式创新 、 结构构造创新和功能原理创新等方面理论及技术基础研究 , 为此着重研究新材料 、 新工艺 、 新的传动装置 ,从而通过对不同设计方案的优选 、 分解和组合来产生新的设计方案 , 不断推出创新设计成果 。 ( 3) 核心技术化 。 各大知名企业均具有其独特的核心技术 , 并不断创新 ,努力保持在同行业内的领先地位 。 现在各大公司均大力研究开发自己的核心技术 , 以不断提升自己的产品档次和竞争能力 。 ( 4) 模块化和组合化 。 极短交货期的市场需求要求开展基于网络的协同异地设计技术 、 并行工程技术研究 , 这样可以缩短产品的开发周期 。 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 。 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 。 ( 5) 大吨位的自拆装系统 。 履带起重机体太笨重在公路上无法自由行走 ,必须拆卸才可运输 , 到达工作地点后再进行组装 , 需要辅助吊车 。 为减少或不用辅助吊车 , 节省施工费用 , 因此研制自拆装系统势在必行 。( 6) 混合型起重机 。履带起重机和轮式起重机各有利弊 , 将两者取长补短后 , 混合型起重机应运而生 ,这也是起重机新型式的大胆尝试与突破 。 它集履带起重机桁架臂大起重量 、 大作业空间的优势和轮式起重机的机动灵活优势于一体 , 主要用于大型起重机 。 三、研究内容及实验方案: 桥式起重机主要由金属结构、机械部分(机构)和电气设备三大部分组成。本设计是对机械部分进行设计,机械部分主要包括起升机构和运行机构等。 1)设计技术要求: 一 起升机构 : 0T,副起重量为 10T; 升高度为 12m,工作级别为 升速度为 升高度 16m,工作级别为 升速度为 二 运行机构 :运行速度:小车 ,工作级别为 三 起重机的跨度 : 工作级别为 2)设计所需的条件 : 一 . 理论知识 : 机械原理 机械设计 理论力学 材料力学 机械结构设计等课程。 二 等软件。 三 完成此课题的研究要对桥式起重机的传动系统原理结构具有相当透彻的了解并利用图书馆与网络的资源以及通过实际考察 通过对件的掌握完成此课题的任务并撰写论文。 3) 设计的大体流程 : 一 定传动方案 二 . 计算基本尺寸和参数的确定 三 . 主要零部件设计 4) 课题设计重点 : 熟悉桥式起重机的工作原理对桥式起重机的机构设计分析并且对起升机构进行计算,卷筒组结构计算;绘制 绘制总装图、部件图 、零件图。 四、目标、主要特色及工作进度 一目标:通过对桥式起重机的设计达到设计技术的要求。 二特色 :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。最基本的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 . 三 工作进度 : 文资 料翻译( 6000 字符以上),撰写开题报告 第 1 周 第 4 周 2阅读与桥式起重机相关的设计理论与方法 第 5 周 第 6 周 3确定桥式起重机的总体方案 第 7 周 第 7 周 4完成桥式起重机的机构设计分析、主要数据计算 第 8 周 第 10 周 5绘制总装图、部件图 第 11 周 第 12 周 6绘制零件图 第 13 周 第 13 周 7编写设计计算说明书(毕业论文)一份 第 14 周 第 15 周 8毕业设计审查、毕业答辩 第 16 周 第 17 周 五、参考文献 1张质文主编 . 起重机设计手册 M国铁道出版社, 2001 2张质文主编 . 起重运输机械 M国铁道出版社, 1983 3. 赵兵主编 . 重型机械标准 M国标准出版社, 1998 4. 成大先主编 , 机械设计手册 M学工业出版社, 2002 5. 濮良贵 ,纪名刚主编 七版) M等教育出版社 ,2006 6. 朱学敏主编 M械工业出版社, 2003 7 M. 980 南昌航空大学科技学院学士学位论文 1 目 录 1 绪论 . 1 题的研究背景 . 1 内外桥式起重机发展概况 . 1 论文的主要内容 . 2 2. 桥式起介绍 . 4 式起重机的特点和分类 . 4 用桥式起重机 . 4 用桥式起重机 . 5 动葫芦型桥式起重机 . 6 式起重机的组成和特点 . 7 式起重机小车 . 7 3总体方案设计 . 8 言 . 8 重机设计的总体方案 . 8 案一:选择箱形双梁桥式起重机 . 8 案二:选择通用吊钩桥式起重机 . 9 案的确定 . 10 结 . 10 4 起升机构的设计及计算 . 1 引言 .钩电动起升机构的布置方案 .起升机构的计算 . 14 丝绳直径的选取 . 14 轮与卷筒的计算 . 15 择电动机 . 17 减速器的选择 . 18 择制动器 . 19 择联轴器 . 21 起升机构的计算 . 22 丝绳直径的选取 . 22 轮、卷筒的计算 . 23 动机的选择 . 24 速器的选择 . 25 择制动器 . 26 轴器的选择 . 28 结 . 29 5 结论 . 30 南昌航空大学科技学院学士学位论文 2 文总结 . 30 望 . 30 参 考 文 献 . 32 致 谢 . 33 南昌航空大学科技学院学士学位论文 1 1 绪论 题的研究背景 当今中国工业经济处于高速发展时期,建筑工业化和工业现代化的进程中起重机的使用是不可缺少的。 从古代,人们为了建造大型建筑 就发明了原始的起重设备,到了今天,起重机设计制造已经成为一个专门的产业。起重设备的应用给人们带来了很大的便利,小到仓库里的叉车,大到航天中心的吊装火箭的起重机械,建筑工地上随处可见的塔式起重机,港口码头的大型龙门吊,起重机的身影无处不在。 正是由于起重机使用的普遍性,起重机设计制造具有很强的应用性。据数据显示,仅工程起重机一项,全球的年销售额就有 75 亿美元,但是这些大多是由欧美企业垄断。 近些年来,伴随着我国固定资产投资的飞速增长、基础设施建设和大型项目的不断上马,使得我国工程机械行业获得了空前的发展,也受 到了人们越来越多的关注。我国的起重机制造商与欧美的竞争对手相比在技术上还存在着差距,在产业链条,产品结构方面也存在着一定的劣势,但这并非遥不可及。更主要的是,我国在这一领域从未放弃过自主研发,而且已经具备了相当大的产业规模,创造了几个蜚声全球的知名品牌。 起重机属于典型的机械产品,根据其使用环境的不同,起重机的设计又具有不同特性,作为毕业设计的选题不仅可以检验自己的机械专业能力还可以考察创新创造能力。 内外桥式起重机发展概况 起重机械是用来对物料进行起重、运输、装卸或安装等作业的机械设备。它在国民 经济各部门都有广泛的应用,起着减轻体力劳动、节省人力、提高劳动生产率和促进生产过程机械化的作用。起重机械在现代化生产过程中决不是可有可无的辅助工具,而是合理组织生产的必不可少的生产设备。 通用桥式起重机是使用最为广泛的桥架型起重机。目前,国产通用桥式起重机系列尚未采用参数化设计系统,既不能将设计人员从大量繁琐的重复劳动中解放出来,也不能发挥出 有事。为了发挥设计人员的创造性减少设计、计算、制图、制表所需的时间,缩短设计周期,新产品,新材料,新工艺的研究,会使得起重机的整机布置更趋优化,部件更 加紧凑耐用;起重机的控制和安全保护装置大为改善,保证了南昌航空大学科技学院学士学位论文 2 操作的安全性和可靠性。 我国的起重机械制造行业起步较晚,原有的基础比较薄弱,与工业先进型国家相比,差距不小。但是,经过见过 60 年来的不断发展,目前的差距明显缩小,已经建立起自己的子终极研究部门、生产厂和专业人才培养的高等学校,并能够批量生产各种累心轨道起重机械,不仅满足了国内市场需求,部分也打入了国际市场。 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/垛 起重机级最大运行速度 240m圾处理用起重机的起升速度达 100m 现了 重点产品大型化,高速化和专用化 德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司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。 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。 例如德国采用激光装置查找起吊物的重心位置,在取物装置上装有超声波传感器引导取物装置自动抓取货物。吊具自动防摇系统能在运行速度 200m/速度 重机可通过磁场变换器或激光达到高精度定位。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。日本东芝浜川崎工厂用全自动桥式起重机组成的物料输送系统来搬运柔性加工线上的夹具和工件,为机床运送毛坯或将加工好的零件送到下一工序或仓库。 目前各行业中使用的桥式起重机数不胜数,普遍采用小型 制和调压调速,基本上没有智能化产品。中小型桥式起重机大多应用 16/0/102/16冶金工业的大型起重机,各大钢铁公司基本上采用 200t 480t 起重机,而中小企业绝大多数采用趋于淘汰边缘的 75t 160t 起重机,这些起重机的 更新换代和现代化改造项目,形成了巨大的市场需求,也是科研人员进一步研发的动力和机会。 论文的主要内容 桥式起重机主要由金属结构、机械部分(机构)和电气设备三大部分组成。金属结南昌航空大学科技学院学士学位论文 3 构部分的设计主要是指桥架的结构设计,比较复杂,而电气设备是用来控制起重机的运转,在本次设计中没有对它们进行设计计算,机械部分(机构)主要包括起升机构和运行机构等,这是本设计的重点。本论文的主要设计内容如下: 1) 根据已知的数据参数和起重机的工作等级,首先确定此次设计的总体方案,根据所确定的方案,进行设计计算。 2) 起升机构用来实现货物 的升降,是任何起重机不可缺少的部分,是起重机中最重要与基本的机构。 50/10t 桥式起重机,有主、副两套起升装置,首先应确定好两套装置的合理布置方案,两套装置的原理相类似,只是额定起重量不同,布置方案确定好后,就可以开始进行计算了。起升机构主要由驱动装置、卷绕系统、取物装置与制动装置等组成。完成了对其组成部分的数据计算后,利用 它们装配在一起,可以直观的检查设计是否合理,提前发现问题。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 4 2. 桥式起介绍 式起重机的特点和分类 1、桥式起重机的特点: 取物装置悬挂在可沿桥架 运行的起重小车或运行式葫芦上的起重机,称为 “桥架型起重机 ”。 桥架两端通过运行装置直接支撑在高架轨道上的桥架型起重机,称为 “桥式起重机 ”。 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。最基本的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。 2、桥式起重机的分类 ( 1) 通用桥式起重机 ( 2) 专用桥式起重机 ( 3) 电动葫芦型桥式起重机 用桥式起重机 通用桥式 起重机 是 指在一般 环境中 工 作的普通 用途的 桥 式起重机 ( 见 标准14405以下类型的起重机都属于通用桥式起重机。 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、电器及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。这类起重机能大多种作业环境中装卸和搬运物料及设备。 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南昌航空大学科技学院学士学位论文 5 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。 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 1 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 1 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。 抓斗交流电源工作,电磁盘直流电源工作。因此,该机型必须同电磁桥式起重机一样,设置电动发电机组或可控硅直流电源箱。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,只是在桥架上装有 2 台起重量相同的小车。这种机型用于吊运与装卸长形物件。 用桥式起重机 冶金桥式起重机 冶金桥式起重机根据用途可以划分为不同的类型,主要结构基本与通用吊钩机型用于吊运与装卸长形物件。桥式起重机相同,取物装置多为专用。主要用于冶金车间的吊运作业,其起重量很大,最大的可达到数百吨。 防爆吊钩桥式起重机 按使用环境,将矿用防爆起重机 (煤矿井下除外 )规定为 类,将工厂用防爆起重机规定为 类。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 6 类起重机,按电气设备适用于爆炸性气体混合物最大试验案例间隙或最小点燃电流比,分为 A、 B、 C 三级,并按其表面最高温度分为 组。 起重机所用防爆电气设备及机械设备,其允许的表面最高温度,对 类起重机可能堆积煤尘时为 150 ,采取措施防止堆积时,则为 450 。对 类起重机须符合表 1 表 1许的表面最高温度 温度组别 允许表面最高温度 50 00 00 35 这种起重机的结构形式与通用吊钩桥式起 重机基本相同。但是所用的整套电气设置具有防爆性能。与钢轨接触的运行车轮要采用不易产生摩擦火花的材料制作,以防止在起重机使用中产生火花引起爆炸或燃烧事故。主要用于具有易燃易爆物的车间、库房或其他场所。目前产品规格较多。 绝缘吊钩桥式起重机 这种起重机结构形式与通用吊钩桥式起重机基本相同。但是为了防止工作过程中带电设备的电流可经过被吊物传到起重机上,危及司机安全,故要求在吊钩组、小车架、小车轮 (或小车轨道下方 )上设置 3 道绝缘装置。主要用于冶炼铝、镁的工厂。 上述桥式起重机除按起重机的 结构及使用特性分类外,有时也按主梁的数目将其分为单主梁桥式起重机、双梁桥式起重机、四梁桥式起重机等。单主梁桥式起重机只有一根主梁,起重小车带有反滚轮,单侧满置,取物装置多为吊钩,也有电磁盘的;双梁桥式起重机具有两根对称配置的桁架型或箱型主梁,是桥式起重机的基本形式;四梁桥式起重机多用于某些冶金桥式起重机中,四根梁以桥架纵向中心线对称布置,外面两根主梁上架设普通的单钩或双钩起重小车,即副小车。主小车可跨在副小车上空运行。 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、南昌航空大学科技学院学士学位论文 7 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,对帮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,用电动葫芦的运行小车在单根主梁的工字钢 下突缘上运行,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,形成的组合断面主梁。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 其特点是采用固定式电动葫芦装在小车上作起升机构,小车运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 。 式起重机的组成和特点 式起重机小车 桥式起重机小车主要由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成,另外,还有一些安全防护装置。 我国制造的桥式起重机的小车有下列特征 ( 1) 起升和运行机构由独立的部件构成。 ( 2) 在设计机构和小车架试,遵循了“三化” (标准化 、通用化和系列化 )的原则。 ( 3) 小车架用钢板焊接而成。 ( 4) 起升机构和运行机构采用减速器式传动。 ( 5) 所有季后中都采用滚动轴承。 ( 6) 过去都采用短行程或长行程交流电磁铁,弹簧上闸的瓦块式制动器,而重锤上闸的长行程电磁铁制动器已不采用 ( 7) 在 制造起重机时,由于对零件进行热处理,从而提高了零件表面的耐磨性,延长了使用寿命 为简化起重机机构的维护工作是轴承的润滑最好采用集中润滑系统 南昌航空大学科技学院学士学位论文 8 3总体方案设计 言 起重机 (于起重 机械 的一种,是一种作循环、间歇运动的机械。一个工作循环包括:取物装置从取物地把物品提起,然后水平移动到指定地点降下物品,接着进行反向运动,使取物装置返回原位,以便进行下一次循环。 通常起重机械由起升机构 (使物品上下运动 )、运行机构 (使起重机械移动 )、变幅机构和回转机构 (使物品作水平移动 ),再加上金属机构,动力装置 ,操纵控制及必要的辅助装置组合而成。 重机设计的总体方案 本次起重机设计的主要参数如下 : 1)起升机构 : 0T,副起重量为 10T; 升高度为 12m,工作级别为 升速度为 升高度 16m,工作级别为 升速度为 2)运行机构 :运行速度:小车 ,工作级别为 3)起重机的跨度 : 作级别为 根据上述参数确定的 总体方案如下: 案一:选择箱形双梁桥式起重机 箱形双梁桥式起重机具有加工零件少,工艺性好、通用性好及机构安装检修方便等一系列的优点,因而在生产中得到广泛采用。我国在 5 吨到 10 吨的中、小起重量系列产品中主要采 用这种形式,但这种结构形式也存在一些缺点:自重大、易下挠等。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 9 图 3箱形双梁桥式起重机 案二:选择通用吊钩桥式起重机 图 3通用吊钩桥式起重机 通用吊钩桥式起重机 适用于 机械加工与装配车间、金属结构车间、机械维修车间、各类仓库、冶金和铸造车间的辅助吊运工作等 可 以承载较强的工作级别,可以在较复杂和工况较恶劣的情况下使用。检修方便。但是价格高,轮压大,自重量大。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 10 案的确定 根据上述两种方案中的优缺点的比较并查找相关的资料最终确定选取方案二选用通用吊钩起重机。 结 通过课题的设计参数去选取起重机是非常重要的,通常要考虑实用性,方便等特点。对于起重机有所更深刻的了解,也确定了设计的方向。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 11 4 起升机构的设计及计算 4 1 引言 起升机构是起升货物并使它产生升降运动的机构,它是起重机最重要和最基本的机构,没有起升机构就不能称其为起重机,其工作的 好坏直接影响整台起重机的工作性能。 起升机构一般由驱动装置、钢丝绳卷绕系统、取物装置和安全保护装置等组成。驱动装置包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等部件。钢丝绳卷绕系统包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮。取物装置有吊钩、吊环、抓斗、电磁吸盘、吊具、挂梁等多种型式 /安全保护装置有超负荷限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保护开关等,根据实际需要配用。 起升机构依动力装置的不同可分为三种:( 1)内燃机经机械传动装置带动起升卷筒转动,这种驱动方式的优点是具有独立的能源,就整机而言它属于集中驱动。为保 证各机构的独立运动,传动系统比较复杂,操纵也不方便;( 2)电动机经机械传动装置带动起升卷筒转动,简称电动起升机构,它属于分别驱动,传动装置简单,可以采用标准件,在桥式起重机、龙门起重机和门座起重机上广泛应用;( 3)由油马达经机械传动装置或直接驱动起升卷筒,简称夜压起升机构,它属于分别驱动,具有结构简单,外形尺寸紧凑,重量轻等优点,在汽车起重机和轮胎起重机上得到广泛应用。 根据以上分析,在本课题的设计中选择电动起升机构,它的动力装置是电动机,直流电动机电动机的机械特性适合起升机构工作要求,调速性能好,但获得直 流电源较为困难,通常采用交流电动机,交流电源能直接从电网取得,操作简单,维护容易,机组重量轻,工作可靠,在电动起升机构中被广泛应用。 起重机必须通过取物装置将起吊物品与起升机构联系起来,从而进行这些物品的装卸、吊运以及安装等作业。按照取物装置的不同可分为吊钩起升机构、电磁吸盘起升机构和抓斗起升机构。吊钩和吊环是起重机中应用最广泛的取物装置,在本课题中选用的是吊钩起升机构。 钩电动起升机构的布置方案 吊钩电动起升机构,它由电动机、制动器、减速器、卷筒、滑轮、钢丝绳和吊钩等组成。电动机经过减速器减速后 驱动卷筒旋转,使钢丝绳绕进卷筒或由放出,从而使吊钩升降。卷筒的正反向转动是通过改变电动机的转向来达到的;而机构运动的停止或使南昌航空大学科技学院学士学位论文 12 货物保持在悬吊状态是依靠制动器抱住制动轮来实现的。制动器通常装在高速轴上,这样所需要的制动力矩小,因而制动器的尺寸小、重量轻。根据上述的描述,可以对下列方案进行选择。 方案一: 电动机与卷筒并列布置的起升机构 电动机与卷筒并列布置是大多数吊钩起重机常用的起升机构的形式,电动机通过三级标准减速器带动卷筒转动如图 4示。并列式起升机构分组性好,宜选用标准件,机构布置匀称,安装维修方便, 因而得到广泛应用。 图 4行轴线布置的起升装置 1 减速器; 2 制动器; 3 带制动轮的联轴器; 4 浮动轴; 5 联轴器; 6 电动机; 7 卷筒; 8 卷筒支座 方案二: 电动机与卷筒同轴布置的起升机构 采用行星传动可以实现电动机与卷筒同轴线布置如图 4示。由于行星传动的齿轮是围绕着中心轴线布置的,形成圆筒形,因此可以将它置于卷筒内部,使机构布置十分紧凑,同时可以提高组装性能,但加工精度和安装要求较高,维修不太方便。由于行星传动具有传动比大,体积小、重量轻等优点,在起重运输机械上的应用日益广泛。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 13 图 4同轴线布置的起升装置 综合比较以上两种布置方案,选择方案一。 50t/10t 桥式起重机是设有主副两套起升机构,一般当起升重量超过 时除主起升机构(主钩)外,通常还设有副起升机构(副钩)。副起升机构的构造与主起升机构相同,只有规格小一些,通常起重机起吊额定起重量的情况(用主钩起吊)是比较少的,多数情况下是起吊一些比额定起重量小得多的货物,这时用起升速度较高的副钩起吊是比较经济的。所以这台起重机的起升机构布置如图 4示。 图 4主 、副起升机构布置 1 主起升机构 2 副起升机构 南昌航空大学科技学院学士学位论文 14 起升机构的计算 丝绳直径的选取 吊取额定起升载荷的货物时绕上卷筒的钢丝绳分支的最大静拉力 4 式中 Q 额定起升载荷 o 吊具的自重载荷 X 绕上卷筒的钢丝绳分支数 m 滑轮组倍率 z 滑轮组效率 d 导向滑轮效率 由 90/ 2x 5m 96.0z 6 4 3m a x (4图 4起升钢丝绳缠绕简图 按选择系数 C 确定钢丝绳直径( 4 其中 C= ( 4 南昌航空大学科技学院学士学位论文 15 根据参考文献 1选择钢丝绳型号 6钢丝绳直径 d=26破断拉力 须满足 ( 4 (其中钢丝绳的破断拉力 6, 6足 ( 4 轮与卷筒的计算 1)滑轮、卷筒最小直径的确定 为了确保钢丝绳具有一定的使用寿命,滑轮、卷筒的直径(自绳 槽底部算起的直径)应满足 1( ( 4 式中 h 与机构工作级别和钢丝绳有关的系数 h=25,则 2426)125( ( 4 取卷筒直径 D=800轮直径 D=710 从有利于传动机构方面看,卷筒直径愈小愈有利,因为卷筒直径小可以降低减速机构的速比,可以选用较小的减速器,使机构紧凑。 但是在起升高度很大时,常常为了不使卷筒太长,选用教大的卷筒直径。 图 4卷筒 2)卷筒的长度和厚度计算(图 4 南昌航空大学科技学院学士学位论文 16
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本文标题:桥式起重机总体方案及起升装置的设计【8张图/15800字】【优秀机械毕业设计论文】
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