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2T立柱式旋臂起重机的设计【7张图/19000字】【优秀机械毕业设计论文】

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A0-装配图.dwg

A1-横梁.dwg

A2-旋转机构支架.dwg

A3-立柱.dwg

A4-安全钩.dwg

A4-轴.dwg

A4-防护罩.dwg

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关键词：: 立柱式旋臂起重机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。40页。19000字左右。
任务书一份。
外文翻译一份。

图纸共7张，如下所示
2T 立柱式旋臂起重机的设计定稿.doc
A0-装配图.dwg
A1-横梁.dwg
A2-旋转机构支架.dwg
A3-立柱.dwg
A4-安全钩.dwg
A4-轴.dwg
A4-防护罩.dwg

摘要……………………………………………………………………………………1
关键字…………………………………………………………………………………1
前言………………………………………………………………………………… 2
1 起重机设计总则………………………………………………………………… 3
1.1 我国起重机机械行业……………………………………………………3
1.2 国际起重机机械行业…………………………………………………… 3
1.3 起重机的作用和作业特点……………………………………………… 4
1.4起重机的组成………………………………………………………………4
1.5起重机的类型………………………………………………………………4
1.6旋臂起重机介绍……………………………………………………………5
2 起升机构的设计………………………………………………………………6
2.1 确定起升机构的方案 ……………………………………………………6
2.2 电动葫芦的选择 ……………………………………………………6
2.3 钢丝绳的选择与使用…………………………………………………… 7
2.4 确定滑轮参数…………………………………………………………… 8
2.5 确定卷筒尺寸并验算其强度…………………………………………… 9
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 卷筒心轴的设计及强度计算……………………………………………13
2.9 取物装置计算……………………………………………………………15
2.10 钢丝绳在卷筒是的固定及计算…………………………………………16
2.11 验算启动及制动时间……………………………………………………17
3 运行机构的设计………………………………………………………19
3.1 运行阻力……………………………………………………19
3.2 验算电动机发热条件………………………………………………19
3.3 验算启动时间……………………………………………………20
3.6 选择制动器 ……………………………………………………20
3.8 验算制动时间……………………………………………………20
3.9 选择减速器……………………………………………………20
4 回转机构的设计………………………………………………………21
4.1 回转机构的组成及常用形式 …………………………………………21
4.2 载荷计算 ……………………………………………………23
4.3 回转驱动装置计算 ………………………………………………25
4.4 电动机的选择与校验…………………………………………………27
4.5 确定机构速比选择联轴器…………………………………………… 28
4.6 制动器的选择………………………………………………………… 28
4.7 减速器的选择………………………………………………………… 29
4.8 螺栓组连接的设计…………………………………………………… 29
4.9 强度的校核…………………………………………………………… 31

总结与发展………………………………………………………………………… 33
参考文献…………………………………………………………………………… 34
致谢………………………………………………………………………………… 35

附录1……………………………………………………………………………… 36
附录2……………………………………………………………………………… 47

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 recent 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、analyze 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 appropriate 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 fierce 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
一、主要内容及基本要求
1、搜集资料了解立柱式旋臂起重机的结构和工作原理。
2、学习solid works并熟悉运用。
3、了解立柱式旋臂起重机的发展状况和发展趋势，在总结前人研究成果的基础上，结合当前的技术发展趋势，设计出起重量为2吨，起升高度为10米，跨度为6米，升起速度为8米没分的起重机。
4、至少完成两张A0图纸的任务量。

二、重点研究的问题
1、采用solid works建立三维模型，并生成二维工程图。
2、采用solid works对三维实体进行有限元仿真。
3、相关零件的强度校核。
4、电动葫芦和钢丝绳的选择。
5、旋转机构的设计计算。

2T立柱式旋臂起重机的设计

内容简介：: 1 F F By in of it is to of of a of is on of of 5On of of in . an in be on a a of in a of of In in of of of to of , in of at a it be is no a “ in s of a to a as a of a of a 2. be of be of by of is of of is by a of it is to of be in 1: 3 f(x) = 1+.) (1) of of of j=b/of of of it is to of of be in G（ x） =Z(2K()/(2) of g(x)=KY(2(1f1/3) In of of of a it is to in of h1(x)=u2u(n)=0 (4) it be to of in of of on 1 a of of of of in 4 of To of a of in of on - - I on of is - 131121221)()1(2 - 2 of 7) 8) in of 1. of on 2 of on on 2. 7) is is to be 5 2: of up to . in of of of is in as of be is in in is to a to it of of of is to to of it be in of of in of In of in of So as a 4. In is to a of of of be on is to of 5. is to so of in it be is of be of 5of of it is to is to be to as is 3. : of ne is a be by or of 4 it is a by in an in it is to a of to a by as a as to be : of is is in in to it is to in to if it is of is by of It of of is at 5). : by is of be in as 8. A be 9 6 7633 8965 : in of 7) is be in : of in 0 4. he a of a of It of In is of In of of is To of of be it a of of at of it is to is by in of 11 1 1993.: 2 1989.: to 3 as a 003. 4 J. R., 1987: 5 ., of 002”, 002, 625 6 in 003. 7 , 2004.: 4“, 004., D, 73 8 , 2004.: 4”, 004, 17312 英文文献中文翻译多速变速箱的优化设计传动部件的建模博日达尔洛赛克教授，亚历山大马林科维奇博士，亚历山大温瑟主席摘要 : 通过应用优化设计中的齿轮传动装置设计领域，可以分别定义每个传输级的完整齿轮传动装置的参数之间的最佳关系，并且。本文提出了一个标准程序，齿轮传动优化和多标准优化程序为每个传输阶段。纸张的第二部分被集中在圆柱齿轮是常用的机械元件和齿轮传动装置的主要部分的建模。这些模型使用的部分，并在 5件的装配设计模块进行。对底纸的有限元分析和优化模型的一些应用程序也有所说明。关键字：多级变速箱的优化设计，计算机辅助设计，齿轮，建模， 3 1、简介优化与决策理论的概念是所有阶段的设计中的一个重要的过程。将用一个多速变速箱来举例说明优化设计的理论和应用方法。变速箱是重要组机器部件，它涉及了大量工程研究领域，同时它必须满足非常严格的技术要求以达到其可靠性，效率，精密制造的齿轮，轴承等，此外，在该领域的最新研究技术和严谨的测试制造已应用于齿轮，轴承等的制造过程。计算机技术的发展，与相应的计算机程序（），很快被发并用于研发高级的减速器设计系统。因此，变速箱的设计不再被看做是一个 “日常工作 ”，而是设计者经验和知识的结晶。本文演示的应用非线性多目标优化方法，以目的建立这样一个强大的方法，当一个模块在变速箱设计专家系统。简介一些标准考虑到理想的性能，结合高质量齿轮箱部件模型是对现实的一个重要步骤一个齿轮火车模型。 1 变速箱分解变速箱表示复杂的机械系统可以分解成相应的与相应的交互齿轮数。这意味着对于多级变速箱的程序优化也可以通过进行相应数量的阶段。在第一个优化阶段，特点是比较小的变量数，传动比的分配每箱的阶段是在定义的条件该齿轮体积最小集。在第二阶段，多目标优化问题的求解通过引入更多的标准表示的基本的变速箱性能。从而，必须满足的限制以下几个方面：负荷分布，应力，运动学正确的共轭齿轮的行动。多级变速箱的目标函数表示该齿轮组的体积可以写在表格下面的关系 1 ： f(x) = 1+.) (1) 注释：定的传动比多级齿轮传动的阶段；径的司机，运动学界齿轮； J = B / 齿轮直径宽度比驱动齿轮的运动学圈。对目标函数的声明，它也是必要的从的角度定义的功能限制第一阶段为齿轮的表面强度，这可以写在下面的表格： G（ x） =Z (2 K ()/(2) 而且，从强度角度量： g(x)=K Y (2( 1 f1/3) 14 在完全类似的方式，功能限制从表面的立场其他的传输阶段的体积力确定了变速箱。从开始的技术要求对变速器传动比，它也要确定在功能上的限制该方程形式： h1(x)= u(n)=0 (4) 根据确定的目标函数和的限制，可以注意到这个问题属于非线性优化领域的不等式的形式的限制。为解决方案这个问题，计算机程序，基于混合罚函数，已经被应用。图 1 显示的结果的图形表示计算机程序于截面相应的功能，的域对于多级最佳传动比变速箱是通过以下方式定义：图。 1：轮系总传动比和体积之间的关系完成此分析分解变速箱，这是增加了一个对的形式的限制不等式，基于应力的限制：齿轮齿应力齿轮齿应力基于齿轮应力关系价值的齿轮模块法： 15 斯应力图 2 显示的图形解释的关系（ 7）和（ 8）的齿数能。上两个在图 2 线路提出了齿轮模数值并对接触应力和较低的值对齿根应力的测定。线和在图 2中可容空间。表明，接触应力齿轮模块的关系（ 7）优先，是用于齿轮的尺寸测定。齿数。 2：模块值达齿数图 3。齿轮建模在今天它是非常重要的机械零件，齿轮他们是普遍使用的不同类型的变速箱和传动装置。特别是圆柱形的齿轮是最适用的具有很高的效率和不复杂的生产。建模圆柱齿轮在机非常重要的过程设计，为使齿轮箱实际模型，如齿轮和传动结构的分析优化。去年的这个过程可以很快速定性使用新的软件工具，如个软件是很复杂的，但一些主要模块部分的设计和装配设计中采用圆柱齿轮建模。主要问题任何齿轮建模是定义一个真正的齿和之后，将其导入到齿轮体的制备。圆柱形的齿轮建模包括几个阶段，取决于齿轮体及其生产方式：齿轮建模过程的第一阶段是定义和真正的渐开线齿轮齿廓。 16 第二阶段，在切割或挤压齿轮箱体，部分是利用块进行设计齿轮机构。第三阶段，只有在焊接方法齿轮本体，是使用组件设计模块将所有部件。所有这些阶段包括多种经营它将分别描述在后续的章节。每一章的主要事实的一般建模，具有使用一些特殊的操作件在齿轮建模与实例不同的圆柱齿轮，建模。内齿轮齿廓曲线有一节四个不同的线和外部环境分析，明确了齿轮的完整轮廓。所以有渐开线齿廓圆弧，圆弧形脚，齿顶圆弧摆线弧作为连接 4 。在分析运动学方法对轮廓定义是定义一个很大的限制设置和约束方程的参数轮廓圆弧角。经过矩阵变换接触线啮合矩阵参数方程齿轮的齿廓曲线可以确定。基于此解析运动学模型的计算机程序来定义齿轮廓 5 点。齿轮建模是非常有用和重要，使真正的齿轮传动的仿真，所以很多其他的分析。不同的软件工具在今天使用的机械设计和机械零件的造型，如械工程师和最后的桌面，亲年工程制图，，但可以看出齿轮建模（特别是内部齿轮）与真实分布比较复杂的建模所有其他的机械元件。这里将介绍圆柱齿轮建模使用可能性件。取决于生产方式和形式齿轮体可以使用设计模块或部分件组件设计。对于简单的圆柱齿轮设计（平）第一步是定义正确的草图，在渐开线齿形坐标（从第一阶段）应进口。后设计师可以将基于草图的特征（创建垫），把切齿轮模型是在图 3 所示。图 3：圆柱齿轮的简单模型 17 向前一步是设计一个机齿轮体，可以通过旋转命令建模图，或是生产过程的模拟。在图 4 给出了一种齿轮模型采用很少基于草图的，打扮和转化特征。介绍了齿轮使用中常见的，他们有一个外部的渐开线齿廓。但在某些情况下，如行星齿轮传动设计，有必要做一个模型内部的异形齿轮。为此，设计师必须渐开线齿廓坐标计算的新表，由使用外部齿轮作为一种工具，使内部轮廓。正确的素描和其他特征，其他后圆柱齿轮建模已被使用。图 4：圆柱齿轮模型制造装配设计是另一个模块设计这是在目标完成所有零件和标准已经在部分或形状建模元素模块设计。此外，它是可能的插入新的在现有的组件和身体也做布尔操作之间的身体如果它是必要的。这些之间的布尔运算体组装体，相交体，等。使用装配设计的最佳样本圆柱齿轮的焊接数量的分离元素。这意味着这种类型的齿轮组成许多元素为蓝本，在零件设计。的主要部件为渐开线齿形，外板焊接中央筒板和两圈六加强筋的两侧（图 5）。 18 图 5：焊接的圆柱齿轮齿轮建模是非常重要的因为许多应用程序可以做：完成组装后可以做运动学仿真，使用另一个块单元。内外齿轮的模型可用于解决很多问题在机械工程，如结构分析，接触压力相应的齿轮之间还热和许多其他分析 8 。一个典型的这可能是以下结构为例采用有限元法进行分析，其中图 6 显示了齿轮模型 77633 这使得 18965 节点四面体。 19 图 7：在有限元网形齿轮模型应力值（图 7）是重要的在高负荷的齿轮是建设性的观点可以在设计和优化也非常有用过程和程序。图 7：应力值加载齿轮模型计算及其利用结构分析 20 本文是一个简短的说明一个更广泛的研究与建设的目的强大的多目标优化方法引入变速箱设计专家系统。指出了分解的多级变速箱的必要性复杂机械系统。在路上，变速箱优化程序也通过了相应数量的阶段。在这第一次的优化阶段，实际的域应用齿轮箱的定义，然而，在第二阶段，多目标优化问题解决了。从这里恢复本建模部分点，可以说，它只提出一个简短的圆柱齿轮在了建模部分介绍和装配设计模块，在本文结束添加 21 参考文献： 1 1993：参数调查行星齿轮传动的优化传输，博士论文，机械工程学院，贝尔格莱德大学 2 .， 1989：优化设计介绍，麦格劳希尔图书公司，纽约 3 星齿轮传输作为一个摩擦系统：效率计算和仿真，汇研讨会，维也纳，十一月 2003。 4 科尔伯恩， J. R.， 1987：渐开线的几何齿轮，施普林格出版社，纽约 5 B 巴甫洛夫 .：定义分析运动学方法内部圆柱齿轮，南斯拉夫会议 “002”，机械工程学院萨拉热窝，亚霍里纳波黑， 2002 九月，诉讼，第 625 6 星轮系，专论，机械工程学院，大学贝尔格莱德，在 2003 年的编辑。 7 2004。：圆柱齿轮采用件建模，第四国际会议 ”4”，兹拉蒂博尔，塞尔维亚和黑山，八月九月， 2004。录光盘， 73 8 模， 2004 与圆柱齿轮的结构优化建筑型材，南斯拉夫会议 “4”，机械工程学院克拉古耶瓦茨，克拉古耶瓦茨，九月 2004，诉讼，第 173 湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号 2010963001 姓名姜漂洋专业机械设计制造及其自动化毕业论文（设计）题目：立柱式旋臂起重机设计与分析评价项目评价内容选题现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；量是否适当；研、社会等实际相结合。能力合归纳资料的能力；研究方法和手段的运用能力；论文（设计）质量述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；无观点提炼，综合概括能力如何；无创新之处。综合评价选题符合教学计划要求，具有综合训练的目的，具有文献查阅的能力、综合运用知识的能力、计算机应用能力和经济分析能力。立论正确、文章通顺。评阅人： 2014 年 5 月 30 日湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）鉴定意见学号： 2010963001 姓名：姜漂洋专业：机械设计制造及其自动化毕业论文（设计说明书） 56 页图表 7 张论文（设计）题目：立柱式旋臂起重机设计与分析内容提要：旋臂起重机工作强度为轻型，起重机由立柱，回转臂回转驱动装置及电动葫芦组成，立柱下端通过地脚螺栓固定在混凝土基础上，由摆线针轮减速装置来驱动旋臂回转，电动葫芦在旋臂工字钢上作左右直线运行，并起吊重物。起重机旋臂为空心型钢结构，自重轻，跨度大，起重量大，经济耐用。立柱式旋臂吊具有结构新颖、合理、简单、操作方便、回转灵活、作业空间大等优点，是节能高效的物料吊运设备，可广泛适用于厂矿、车间的生产线、装配线和机床的上、下工作及仓库、码头等场合的重物吊运。本设计主要研究立柱式旋臂起重机的工作原理，相关零件的强度校核，电葫芦和钢丝绳的选择，旋转机构的设计计算，三维实体建模以及有限元分析。根据需求进行起重机的设计。指导教师评语该生论文对立柱式旋臂起重机进行设计计算，掌握了基本的设计方法，建立了维三维软件运用熟练，计算可靠，模型合理、分析清晰准确。同意进行答辩，并建议成绩评为。指导教师：年月日答辩简要情况及评语答辩小组组长：年月日答辩委员会意见答辩委员会主任：年月日湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：立柱式旋臂起重机的设计与分析学号： 2010963001 姓名：姜漂洋专业：机械设计制造及其自动化指导教师：彭锐涛系主任：刘伯希一、主要内容及基本要求 1、搜集资料了解立柱式旋臂起重机的结构和工作原理。 2、学习熟悉运用。 3、了解立柱式旋臂起重机的发展状况和发展趋势，在总结前人研究成果的基础上，结合当前的技术发展趋势，设计出起重量为 2 吨，起升高度为 10 米，跨度为 6米，升起速度为 8米没分的起重机。 4、至少完成两张纸的任务量。二、重点研究的问题 1、采用立三维模型，并生成二维工程图。 2、采用三维实体进行有限元仿真。 3、相关零件的强度校核。 4、电动葫芦和钢丝绳的选择。 5、旋转机构的设计计算。目录摘要 1 关键字 1 前言 2 1 起重机设计总则 3 我国起重机机械行业 3 国际起重机机械行业 3 起重机的作用和作业特点 4 4 4 5 2 起升机构的设计 6 确定起升机构的方案 6 动葫芦的选择 6 钢丝绳的选择与使用 7 确定滑轮参数 8 确定卷筒尺寸并验算其强度 9 电动机的选择 11 验算起升速度和实际所需功率 12 卷筒心轴的设计及强度计算 13 取物装置计算 15 丝绳在卷筒是的固定及计算 16 算启动及制动时间 17 3 运行机构的设计 19 行阻力 19 验算电动机发热条件 19 验算启动时间 20 选择制动器 20 验算制动时间 20 择减速器 20 4 回转机构的设计 21 回转机构的组成及常用形式 21 荷计算 23 回转驱动装置计算 25 电动机的选择与校验 27 确定机构速比选择联轴器 28 制动器的选择 28 减速器的选择 29 螺栓组连接的设计 29 强度的校核 31 总结与发展 33 参考文献 34 致谢 35 附录 1 36 附录 2 47 1 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 f 2is in is in of to of of of is on of it in to be is in of is in in in a to is 2 前言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。 3 第 1 章起重机设计总则我国起重机械行业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。国际起重机械行业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、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。起重机的作用、作业特点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， 4 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。起重机的组成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。重机的类型可根据使用要求，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。 1. 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. 桥式类型起重机依靠运行机构和运行小车运行机构组成，使起重的货物做平面运动，再加上置于小车上的起升机构，作业的范围是长方形空间。根据结构形式不同有下列几种： 1、桥式起重机。 2、门式起重机，包括装卸桥，岸边集装箱起重机。 3、缆索起重机缆索起重机是一种特殊类型的桥式类型起重机，它的小车在特制的承载钢索上运行，承载钢索支承于两个塔架的顶端，跨度在 100常在大型建设工程中使用，如大型水电工程的大坝施工等。岸边集装箱起重机 5 也是门式类型起重机，它的特点是有很长的伸臂，可以跨越大型船舶进行集装箱装卸，门架的跨度不大，但可以通过集装箱汽车。其他起重机特点将在下详述。依靠起重机的回转和变幅机构运动的组合，使起吊的货物作水平运动，作业范围是圆柱形空间，由于起重机整体还可以延一定轨道运行，所以，这类起重机的作业范围是比较大的，它又可分为如下几种： 1、塔式起重机。 2、门座起重机。 3、流动起重机。 4、浮式起重机。浮式起重机是以自行船舶为行驶装置的起重机，设计时要时要考虑起重机在水上会摇摆的特点。臂起重机介绍构独特，安全可靠，具备高效、节能、省时省力、灵活等特点，三维空得内随意操作，在段距、密集性调运的场合，比其它常规性吊运设备更显示其优越性。本产品广泛用于各种行业的不同场所。悬臂起重机工作强度为轻型，起重机由立柱，回转臂回转驱动装置及电动葫芦组成，立柱下端通过地脚螺栓固定在混凝土基础上，由摆线针轮减速装置来驱动旋臂回转，电动葫芦在旋臂工字钢上作左右直线运行，并起吊重物。起重机旋臂为空心型钢结构，自重轻，跨度大，起重量大，经济耐用。内置式行旋臂吊走机构，采用带滚动轴承的特种工程塑料走轮，摩擦力小，行走轻快；结构尺寸小，特别有利于提高吊钩行程。悬臂起重机系列可分为： 1、定柱式悬臂起重机； 2、 3、移动式悬臂起重机； 4、墙壁式悬臂起重机； 5、臂行式悬臂起重机； 6、轻型龙门式悬臂起重机； 7、曲臂式悬臂起重机； 8、双臂式悬臂起重机。定柱式悬臂起重机又称立柱式悬臂起重机，起重量在 125凯力起重自行研制的产品，可以根据客户需求设计定制的专用起重设备。立柱式旋臂吊具有结构新颖、合理、简单、操作方便、回转灵活、作业空间大等优点，是节能高效的物料吊运设备，可广泛适用于厂矿、车间的生产线、装配线和机床的上、下工作及仓库、码头等场合的重物吊运。定柱式旋臂吊根据其旋臂所使用型钢的不同可以分为：本机由立柱、回转旋臂及电动葫芦等组成。立柱下端固定于混泥土基础上，旋臂回转，可根据用户需求进行回转。回转部分分为手动和电动回转（摆线针轮减速剂安装与上托板或者下托板上带动转管旋臂回转）。电动葫芦安装在旋臂轨道上，用于起吊重物。 6 第 2章起升机构的设计定起升机构的传动方案起升机构包括：取物装置，钢丝绳卷绕系统及驱动装置等部分，用来实现物品的上升与下降动作。根据设计要求所给参数，起重量 Q=2t,属于小起重量旋臂起重机。主要技术要求参数如下：表 2起重机主要技术参数起重量 Q 起升高度 H 跨度 L 起升速度 V 回转速度转角范围 2t 10m 6m 8m/280 传动装置中广泛采用减速器，它是原动机和工作机之间独立的闭合传动装置，用来降低转速和增大转矩以满足各种工作机的需要。根据设计要求及分析，直接选用电动葫芦为起升机构。电动葫芦的选择由额定起重量为 2t,起升高度为 10米，通过查阅选择电动葫芦的型号为技术性能为下表所示：表 2 动葫芦技术参数技术性能单位参数起重量吨 2 起升高度米 12 起重速度米 /分 8 运行速度米 /分 20 钢丝绳直径毫米 11 钢丝绳规格（ 6*37丝绳长度米 28 工字梁轨道型号（ 20形轨道最小曲率半径米作级别合次数 120/重电机型号定功率千瓦 3 额定转速转 /分 1380 额定电流安培行电动机型号定功率千瓦定转速转 /分 1380 7 技术性能单位参数电流安培本尺寸（电动小车式）毫米 205 毫米 290 f 毫米 956 毫米 935 电动小车型总重千克 265 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。 1. 钢丝绳破断拉力计算由起重吊装简易计算可知，钢丝绳破断拉力计算公式如下： 4 2 （ 2 式中钢丝绳的破断拉力（ N）钢丝绳中每一根钢丝的直径 n 钢丝绳中每一根钢丝的总根数 b 钢丝绳中钢丝的抗拉强度（钢丝绳中钢丝的总断面面积 2 钢丝绳中的搓捻不均匀引起的受载不均匀系数 8 （当钢丝绳为 6 37+1 时， =钢丝绳为 6 19+1时， = 本设计选用 6 37+1型钢丝绳，与以同径者 6 19+1型相比较，钢丝多且细，则绳的挠性好，而耐磨性稍差，在此基础上还能满足我们的需求。所以我们选用6 37+1型钢丝绳（验算 6 37+1 型 a x (2 验算 6 19+1 型 a x （ 2 2. 钢丝绳允许拉力的计算通过查阅起重吊装简易计算，用于机动起重设备的安全系数 6，我们选用较大的安全系数 K=6，滑轮组倍率 2m ，则可以的钢丝绳的允许拉力为： b （ 2 确定滑轮的参数滑轮是是起重机的承载零件，可以引导和改变绳索拉力方向，用以支承钢丝绳，平衡钢丝绳分支的拉力，组成滑轮组，达到胜利和增速的作用。滑轮绳槽尺寸应保证钢丝绳顺利绕过且接触面积应尽可能大，以避免产生钢丝绳与滑轮轮缘的摩擦甚至是跳槽。滑轮由轮缘、轮辐和轮毂三部分组成的。滑轮的具体尺寸，可按钢丝绳直径由起重机设计手册查得。钢丝绳绕过滑轮尺寸时要产生横向变形，故滑轮槽底半径应稍大于钢丝绳半径，钢丝绳直径小时丝绳直径大时滑轮的主要尺寸是换轮直径 D，轮毂宽度 B 和绳槽尺寸，起重机常用铸造滑轮已标准化（ 87）。滑轮结构尺寸可按钢丝绳直径进行选定。 1）工作滑轮直径 0 （ 2 式中 0D 按钢丝绳中心计算的滑轮直径（钢丝绳卷绕直径） d 钢丝绳直径， 2e 轮绳直径比。查机械设计手册，根据机构工作级别，取绳经比系数 e=16,则可得 1761611m D 9 查机械设计手册选用滑轮直径 D=280，由附表选用钢丝绳直径为 d=11轮直径 D=280，滑轮轴直径为 0 轮标记为 7 11 280 确定卷筒尺寸并验算其强度卷筒是起升机构和牵引机构中卷绕钢丝绳的部件。起升机构的卷筒是用来卷绕并储存钢丝绳的，卷筒大多用铸铁铸造：大卷筒和单件生产的卷筒，用钢板焊接。卷筒承受起升载荷的作用，应有做狗刚性的底座予以支承，而卷筒的轴应该是静定支承。根据钢丝绳在卷筒卷绕层数分为单层卷筒和多层卷筒，卷筒材料采用不低于40的铸铁，特殊是可采用号钢板焊成。卷筒直径的大小直接影响钢丝绳的弯曲程度，为保证钢丝绳寿命，卷筒直径不能太小，卷筒直径必须大于钢丝绳直径的一点倍数，卷筒直径一般为： 0 （ 2 式中 0D 卷筒卷绕直径（钢丝绳中心所在直径）， 1e 与机构工作级别和钢丝有关的系数； d 钢丝绳直径，带入数字得 9818110 为了适当的减少卷筒的长度，则应该选用较大直径的卷筒，根据起重机设计手册 7表 14 1，选用直径 D=300卷筒，卷筒槽尺寸由表 14 3 得4,槽底半径 R=准槽）。图 2 3是卷筒的大体形状及尺寸。图 2 3 单层绕卷筒长度 210 2 （ 2 10 式中 0L 卷筒上车螺旋槽部分的长度， 1L 无绳槽卷筒端部尺寸，根据构造需要选定， 2L 固定钢丝绳所需要的查长度， 2 ， ( 10m （ 2 式中最大起升高度， m 滑轮组倍率； 0D 卷绕计算直径，由钢丝绳中心算起的直径， 1Z 为固定钢丝绳的安全圈数， Z ； p 绳槽节距 42( 。综上，带入数得： 1 514)23 1 1 0 0 0 0(0 21431 21432 4142843152210 取 00 。 4. 卷筒壁厚 612)106( （ 2 取 14 卷筒壁中承受复杂的应力，包括起升钢丝绳拉力缠绕而产生的压应力，钢丝绳拉力产生的扭转和弯曲应力，根据分析扭转产生的应力非常小，可忽略不计，卷筒壁中的应力主要是钢丝绳在卷筒壁上产生的压缩应力。而当卷筒的长度小于或等于 3 倍卷筒直径，即当时，主要计算压应力，弯曲和扭转的合成应力一般不大于压应力的 %15%10 ，所以只计算压应力是合理的，此时卷筒内表面上的最大压应力为 )(Sm a 压（ 2 式中 1A 多层卷绕系数，该值与钢丝绳卷绕层数有关； 11 2A 应力减小系数，考虑绳圈绕入时对筒壁有减小作用，一般可取2A = 钢丝绳中最大静拉力；卷筒壁厚，可按下列初选：铸钢卷筒 d 铸铁卷筒 ) D t 卷筒绳槽节距；压许用压应力对钢 2 s 压（ s 屈服强度）对铸铁 5 y 压（y 抗压强度）所以 M p 7 2 4 4 m a 压（ 2 选用灰铸铁 00，许用压应力为 M 0 压因为压压，所以抗弯强度符合要求。动机的选择起静N (2 式中起Q 起升载荷重量， V 物品上升速度（米 /分）； 0 机构总效率，一般取为了满足电动机起动时间不过热要求，对起升机构，可按下式初选相应于机构的 %的电动机功率：（千瓦）静电（ 2 12 式中电k 系数。由起重机设计手册，取 1电k ，则查机械设计基础选择电动机型号，选用电动机为列冶金及起重三相异步电动机。电动机型号为 6，电动机工作制为时工作制），工作定额为 30分，额定功率为 4定转速为 915r/ 电动机工作因为温升而发热，过高的温升会使绕组的绝缘材料加速老化，故需要对按静功率选择的电动机进行发热验算，以控制电动机温升在容许的范围内。按照工作类型系数法，由起重机设计与实例 9表 2 9 可知 %25等效功率为静等效 N N（ 2 的值结合起重机设计手册 7表 8 14和图 8 37得，则 2 k 2 70 等效等效 NN，所以所选电动机满足要求。算起升速度和实际所需功率驱动装置总传动比筒（ 2 式中 n 电动机额定转速（转 /分）筒n 稳定时卷筒的转速 m 1 20 筒（ 2 式中 m 滑轮组倍率； v 物品上升速度（米 /分）；所以 0 0 3 13 误差： %15%008 80 0 3 v 实际所需等效功率： 80 0 3 （ 2 N ，验算合格。筒心轴的设计及强度计算由于卷筒轴的可靠性对起重机的安全、可靠的工作非常重要，因此应十分重视卷筒轴的结构设计和强度、刚度计算。卷筒轴的结构，应尽可能简单、合理，应力集中应尽可能小。卷筒轴不仅要计算疲劳强度，而且还要计算静强度；此外，对较长的轴还需校核轴的刚度。由前面的设计可知：卷筒的名义 00 ，取卷筒长度 700L ，卷筒槽形槽底半径，绳槽尺寸 4 ，钢丝绳允许拉力为。其它参数有 P， 2. 13 3卷， 6.4 卷。选取轴的材料为 45刚，调制处理。 1. 初算卷筒心轴最小直径 i n （ 2 取轴的最小直径圆整为 3 。图 2卷筒心轴结构图度 1和 6为轴承的位置，直径 37621 ，其它各部分直径按照结构来取， 032 ， 043 ， 554 ， 065 。确定卷筒心轴各段长度时，应根据轴承宽度、卷筒长度和端盖长度来确定。 621 , 14 0532 , 9543 , 0554 ,6取 2076 . 3 4 0 9500 1303251 0 1 2 01503251301 0 1 2 0 683113409101202 心轴右轮毂支承处最大弯矩： 8880313068311304. 疲劳计算对于疲劳计算采用等效弯矩，查起重机设计手册得知等效系数 j =效弯矩： 6 8 38 8 8 0 曲应力： M P 6 8 3 心轴的载荷变化为对称循环。由上式知许用弯曲应力：轴材料用 45 号钢，其中00 ， 00 ； w 。 M P 58111 式中 n=安全

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