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400T新型桅杆式起重机设计【7张图/14400字】【优秀机械毕业设计论文】

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400T新型桅杆式起重机设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

A0-9.8m标准节装配图.dwg

A0-卷扬机装配图.dwg

A0-拖拉绳座装配图.dwg

A0-桅杆装配图.dwg

A1-制动器装配图.dwg

A2-球铰.dwg

A2-起吊轴.dwg

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关键词：: 新型桅杆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。49页，14400字。
任务书一份。
开题报告一份。
设计答辩稿一份。

图纸共7张，如下所示
A0-9.8m标准节装配图.dwg
A0-卷扬机装配图.dwg
A0-拖拉绳座装配图.dwg
A0-桅杆装配图.dwg
A1-制动器装配图.dwg
A2-球铰.dwg
A2-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
Abstract II
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 -

论文题目 400T新型桅杆式起重机设计
学院名称工程学院姓名王琦晔专业班级机械设计制造及其自动化05设计（1）
指导教师祖海英课题类型应用
毕业论文（设计）的内容摘要
1、通过查阅一定量的文献材料，掌握起重机的设计方法及其相应软件的使用；
2、进行起重机的参数分析和力学强度判定；
3、确定起重机的最佳设计方案，并据此进行相应的计算和设计；
4、做出起重机的转配效果图。
毕业论文（设计）基本要求及工作量要求
1、对起重机各参数进行了解计算；
2、对所选择的起重机结构进行分析，进行相应的计算，完成部分的设计工作；
3、绘制起重机桅杆总体的二维图，以及必要的动力部件图若干。

毕业论文（设计）的主要阶段计划（分前期、中期、后期）
1、1～2周文献资料查询；
2、3～11周完成设计工作并攒写毕业论文，提交初稿并进行修改；
3、12～13周对论文进行完善，准备毕业答辩。
文献综述
本选题的目的和意义：
大型设备吊装在我国石油化工装置建设中占有一定的地位, 随着装置的大型化,其地位逐渐提高。桅杆起重机作为我国传统的吊装机具, 以其自重轻, 材料省, 构件类型少, 造价低, 工作平稳、安全, 容易实现拆卸、移动, 制作、安装易于标准化等优点, 长期以来, 成为石油化工行业主要的安装设备。桅杆起重机属于强非线性的高柔结构, 由竖立的塔身和周边张拉的缆风绳组成, 可看作杆、索单元组成的空间杆索体系。缆风绳作为桅杆起重机的稳定系统使塔身在水平方向有相当大的可移动性。在荷载的作用下, 缆风绳产生非线性位移, 给结构的准确计算带来了困难。目前对桅杆起重机的研究中, 直接将上支承空间铰的线位移约束, 取代缆风绳对塔身的作用, 将非线性问题转化为线性问题处理。采用这种方法建立的几何模型抹去了结构中缆风绳的预紧力、绳径等初始因素产生的非线性效应对桅杆顶部位移和塔身轴力的影响, 这种简化模型不便于深入研究桅杆起重机的吊装特性。本文以400t桅杆起重机为研究对象, 利用有限元分析软件, 通过引入杆、索、板单元模拟桅杆起重机的实际结构, 建立了能够反映桅杆起重机真实结构的有限元模型, 通过结果分析, 能够清晰的了解桅杆起重机在吊装情况下的强度、刚度情况。在此基础上, 研究了缆风绳预紧力大小对桅杆顶部偏移量塔身轴向力的影响, 保证了吊装设备就位的准确性、吊装过程的安全可靠性, 从而进行正确的生产决策。
我国起重机发展现状为：
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。

毕业设计（论文）开题报告
２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：
一桅杆起重机原型
本文所研究的桅杆起重机要求桅杆在主吊角为10°时能起吊400t 重物, 或双杆抬吊在主吊角10°时可起吊800t 重物。桅杆主体金属结构单向偏心格构式压弯构件, 截面为矩形; 主肢、腹杆由钢管组成, 中间节可完全互换; 桅杆通过下部球铰和上部转轴进行360°旋转; 转盘上设8 根缆风绳, 绳与地面交角为30°。

二桅杆起重机结构载荷情况
(1) 自重载荷
结构的自重由程序根据截面几何尺寸、材料密度和实常数等自行计算。按钢结构密度718 ×103kg/ m3 得到结构各类型单元质量。
(2) 计算载荷
计算载荷与起吊重量, 索具等因素有关, 同时考虑了动载系数和偏载增重系数的影响, 即
P = ( k1 Q + g) k
式中　k1 ———动载荷系数, 一般取k1 = 111
k ———偏载增重系数, 一般取K = 111
g ———索具重量
Q ———起吊重量
(3) 风载荷
吊装过程中风力大于5 级停止吊装, 基本风压值按蒲氏5 级风计算。风载荷与结构高度、横截面尺寸、构件形式等有关。不同高度处沿桅杆每米高
度的风压为
q = nk1 kz Bw0 bx (N/ m)
式中　n ———载荷系数
k1 ———体形系数
k ———风压高度系数
B ———风振系数
bx ———桅杆断面宽度

三参考文献
[1] 蔡珍红，杨文柱.桅杆式起重机设计与计算.重庆建筑大学自编讲义.1995. 10
[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
[4] Hojen-Sorensen, PA.d.classification with particle filters. F.R.,de Freitas, N.,Fog, T..Guid, On-line probabilistic 11－13 Dec. 2000. 386-95 vol.l
[5] 须雷.起重机的现代设计方法.起重运输机械. 1996.8 ； 3-7
[6] 杨文柱.重型设各吊装上艺与计算.，北京:中国建筑上业出版社.第一版.1990
[7] JB965 83,调度绞车型式与基本参数〔S)
[8] 杨长睽.起重机械.北京:机械工业出版社，1982.
[9] 起重机设计手册编写组.起重机设计手册.北京:机械工业出版社.1987.
[10] 起重机设计规范GB3811-83 [S]
[11] Ma Cuixia,Meng Xiangxu. Parametric design method based on a directed acyclic hypergraph and object oriented technology. IEEE. July 2000, 2383-7 vol.4
[12] [美]H. Shapiro. Crane and Derrick. Magraw Hill, 1980
[13] Walter Podoiny. Construction and Design of Prestressed Concrtet Segmental Bridges. John wiley&Sons Inc,1982

四设计要求
设计机器总体、动力装置图、主要零件图、机器立体图等，折合0号图纸5张；设计计算说明书40页；外文资料翻译5000字。

五、设计思路：
首先，通过查阅资料（去图书馆借的和导师师给的），了解当前国内国外锚杆钻机已应用的各种的情况，在借鉴的同时构思自己的方案。
然后，进行细化，将总体方案分成若干个部分，逐一对其进行参数分析，在三维软件上进行建模，先画出零件，然后将其装配成整体。
装配体建成之后，接下来就要对其进行有限元分析和运动分析。这两项分析是十分重要的，它是对前面所设计的东西进行检验的一个关键步骤。此时如果发现有不满足要求的地方，就要改变尺寸或者改变结构，甚至会改变原有方案，然后再进行建模、分析、更改，如此循环，直至达到预定要求为止。
接着，将符合要求的三维立体图转成二维平面图，标注尺寸、公差、配合、加工要求等。
最后，输出图纸，交图，答辩。

六主要参考资料
相关三维设计与仿真软件及参考书籍；
相关机械设计手册、液压手册、网上期刊文献、相关样本等。

七时间安排
3月3日至3月17日：课题调研，完成开题报告(2周)
3月18日至3月25日：学习起重机相关知识及查阅外文资料翻译(1周)
3月26日至4月3日：制件设计制作及方案论证(1周)
4月4日至4月18日：设计计算(2周)
4月19日至5月3日：总体设计及装配(2周)
5月4日至5月18日：绘制零件图及装配图及加工过程仿真(2周)
5月19日至5月26日：完成说明书及准备答辩(1周)

八条件状况
整体来说，此次毕业设计的外部条件是很充分的。首先，导师为我们准备了部分相关图纸资料和样本；再次毕业设计实验室具有相关三维设计与仿真软件；最为重要的是导师对该领域非常熟悉而且导师经常给与指导和监督，这些都为毕业设计的质量提供了强有力的保证。
总共十三周的毕业设计时间，理论上是充足的,给我们如期完成设计提供了时间保障。

400T新型桅杆式起重机设计

内容简介：: 2009 届本科生毕业论文（设计）中期汇报表填表日期：专业机械设计制造及其自动化学院工程学院姓名王琦晔指导教师祖海英论文（设计）题目 400T 新型桅杆式起重机设计毕业论文（设计）前期工作小结 1、通过阅读相关文献，熟悉起重机类型、作用以及我国与国外的发展形势。 2、在图书馆读阅相关设计手册，了解并计算主要相关数据； 3、根据钢结构强度计算，选取设计钢结构所需的材料，并计算强度及稳定性； 4、通过计算主要相关数据构建力学模型； 5、对起重机总体桅杆设计进行校核； 6、对动力系统进行分析，并选取。毕业论文（设计）前期工作小结 1、对起重机相应部件结构尺寸进行选取； 2、对所选材料的强度要求进行校核； 3、通过计算后的数据，绘制相应的钢结构二维图； 4、建立桅杆总体力学模型，计算数据并校核，开始绘制桅杆总体装配图。指导教师意见指导教师签名： - 黑龙江八一农垦大学本科生毕业论文（设计）任务书论文题目 400T 新型桅杆式起重机设计学院名称工程学院姓名王琦晔专业班级机械设计制造及其自动化 05 设计（ 1）指导教师祖海英课题类型应用毕业论文（设计）的内容摘要 1、通过查阅一定量的文献材料，掌握起重机的设计方法及其相应软件的使用； 2、进行起重机的参数分析和力学强度判定； 3、确定起重机的最佳设计方案，并据此进行相应的计算和设计； 4、做出起重机的转配效果图。毕业论文（设计）基本要求及工作量要求 1、对起重机各参数进行了解计算； 2、对所选择的起重机结构进行分析，进行相应的计算，完成部分的设计工作； 3、绘制起重机桅杆总体的二维图，以及必要的动力部件图若干。毕业论文（设计）的主要阶段计划（分前期、中期、后期） 1、 1 2 周文献资料查询； 2、 3 11 周完成设计工作并攒写毕业论文，提交初稿并进行修改； 3、 12 13 周对论文进行完善，准备毕业答辩。任务下发日期 2009成日期 2009主任主管教学院长审批（签字）： 1 黑龙江八一农垦大学毕业设计 (论文 )开题报告学生姓名：学号：专业： 05机械设计制造及其自动化 (一 ) 设计 (论文 )题目 : 400t 新型桅杆式起重机指导教师： 09 年 4 月 10 日 2 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15 篇（不包括辞典、手册）； 4 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2002 年 4 月 26日”或“ 2002 3 毕业设计（论文）开题报告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料撰写文献综述：文献综述本选题的目的和意义：大型设备吊装在我国石油化工装置建设中占有一定的地位 , 随着装置的大型化 ,其地位逐渐提高。桅杆起重机作为我国传统的吊装机具 , 以其自重轻 , 材料省 , 构件类型少 , 造价低 , 工作平稳、安全 , 容易实现拆卸、移动 , 制作、安装易于标准化等优点 , 长期以来 , 成为石油化工行业主要的安装设备。桅杆起重机属于强非线性的高柔结构 , 由竖立的塔身和周边张拉的缆风绳组成 , 可看作杆、索单元组成的空间杆索体系。缆风绳作为桅杆起重机的稳定系统使塔身在水平方向有相当大的可移动性。在荷载的作用下 , 缆风绳产生非线性位移 , 给结构的准确计算带来了困难。目前对桅杆起重机的研究中 , 直接将上支承空间铰的线位移约束 , 取代缆风绳对塔身的作用 , 将非线性问题转化为线性问题处理。采用这种方法建立的几何模型抹去了结构中缆风绳的预紧力、绳径等初始因素产生的非线性效应对桅杆顶部位移和塔身轴力的影响 , 这种简化模型不便于深入研究桅杆起重机的吊装特性。本文以 400 利用有限元分析软件 , 通过引入杆、索、板单元模拟桅杆起重机的实际结构 , 建立了能够反映桅杆起重机真实结构的有限元模型 , 通过结果分析 , 能够清晰的了解桅杆起重机在吊装情况下的强度、刚度情况。在此基础上 , 研究了缆风绳预紧力大小对桅杆顶部偏移量塔身轴向力的影响 , 保证了吊装设备就位的准确性、吊装过程的安全可靠性 , 从而进行正确的生产决策。我国起重机发展现状为：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 4 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；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 3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，都和基本依据是 M 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。 5 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。 6 毕业设计（论文）开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一桅杆起重机原型本文所研究的桅杆起重机要求桅杆在主吊角为 10时能起吊 400t 重物 , 或双杆抬吊在主吊角 10时可起吊 800t 重物。桅杆主体金属结构单向偏心格构式压弯构件 , 截面为矩形 ; 主肢、腹杆由钢管组成 , 中间节可完全互换 ; 桅杆通过下部球铰和上部转轴进行 360旋转 ; 转盘上设 8 根缆风绳 , 绳与地面交角为 30。二桅杆起重机结构载荷情况 (1) 自重载荷结构的自重由程序根据截面几何尺寸、材料密度和实常数等自行计算。按钢结构密度 718 103到结构各类型单元质量。 (2) 计算载荷计算载荷与起吊重量 , 索具等因素有关 , 同时考虑了动载系数和偏载增重系数的影响 , 即 P = ( + g) k 式中动载荷系数 , 一般取 111 k 偏载增重系数 , 一般取 K = 111 g 索具重量 Q 起吊重量 (3) 风载荷吊装过程中风力大于 5 级停止吊装 , 基本风压值按蒲氏 5 级风计算。风载荷与结构高度、横截面尺寸、构件形式等有关。不同高度处沿桅杆每米高度的风压为 q = w0 N/ m) 式中 n 载荷系数 7 体形系数 k 风压高度系数 B 风振系数桅杆断面宽度三参考文献 1 蔡珍红，杨文柱重庆建筑大学自编讲义 10 2 顾迪民第二版 .，北京 :中国建筑上业出版社 3 刘惟信机械最优化设计 .，北京 :清华大学出版社 4 N., T. 1 13 2000. 3865 须雷起重运输机械 . 36 杨文柱，北京 :中国建筑上业出版社 1990 7 3,调度绞车型式与基本参数 S) 8 杨长睽北京 :机械工业出版社， 1982. 9 起重机设计手册编写组北京 :机械工业出版社 10 起重机设计规范 S 11 on a 000, 2383-7 12 美 H. 1980 13 982 四设计要求设计机器总体、动力装置图、主要零件图、机器立体图等，折合 0号图 8 纸 5张；设计计算说明书 40页；外文资料翻译 5000字。五、设计思路：首先，通过查阅资料（去图书馆借的和导师师给的），了解当前国内国外锚杆钻机已应用的各种的情况，在借鉴的同时构思自己的方案。然后，进行细化，将总体方案分成若干个部分，逐一对其进行参数分析，在三维软件上进行建模，先画出零件，然后将其装配成整体。装配体建成之后，接下来就要对其进行有限元分析和运动分析。这两项分析是十分重要的，它是对前面所设计的东西进行检验的一个关键步骤。此时如果发现有不满足要求的地方，就要改变尺寸或者改变结构，甚至会改变原有方案，然后再进行建模、分析、更改，如此循环，直至达到预定要求为止。接着，将符合要求的三维立体图转成二维平面图，标注尺寸、公差、配合、加工要求等。最后，输出图纸，交图，答辩。六主要参考资料相关三维设计与仿真软件及参考书籍；相关机械设计手册、液压手册、网上期刊文献、相关样本等。七时间安排 3月 3日至 3月 17日：课题调研，完成开题报告 (2周 ) 3月 18日至 3月 25日：学习起重机相关知识及查阅外文资料翻译 (1周 ) 3月 26日至 4月 3日：制件设计制作及方案论证 (1周 ) 4月 4日至 4月 18日：设计计算 (2周 ) 4月 19日至 5月 3日：总体设计及装配 (2周 ) 5月 4日至 5月 18日：绘制零件图及装配图及加工过程仿真 (2周 ) 9 5月 19日至 5月 26日：完成说明书及准备答辩 (1周 ) 八条件状况整体来说，此次毕业设计的外部条件是很充分的。首先，导师为我们准备了部分相关图纸资料和样本；再次毕业设计实验室具有相关三维设计与仿真软件；最为重要的是导师对该领域非常熟悉而且导师经常给与指导和监督，这些都为毕业设计的质量提供了强有力的保证。总共十三周的毕业设计时间，理论上是充足的 ,给我们如期完成设计提供了时间保障。 10 毕业设计（论文）开题报告指导教师意见： 1对“文献综述”的评语： 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：指导教师：年月日 11 所在专业审查意见：负责人：年月日 400学生：导师：学院：工程学院专业：机械设计绪论 2预应力技术的发展我国起重机新技术的应用进展新材料的应用新装置的研制和新零部件的采用产品设计的系列化柔性部件的使用传动和控制系统设计的标准化机构优化设计手段的应用国外起重机的发展动向重点产品大型化、高速化、耐久化、专用化系列产品模块化、组合化、标准化和实用化通用产品小型化、轻型化、简易化和多样化产品性能自动化、智能化、集成化和高效化产品组合成套化、系统化、复合化和信息化产品设计微机化、精确化、快速化和全面化产品构造新型化、美观化、宜人化和综合化产品制造柔性化、灵捷化、精益化和规模化桅杆起重机设计计算设计主要参数典型结构计算桅杆总体结构计算液压卷扬机设计主要设计参数起重量桅杆高度桅杆分节数中间最大断面两端断面滑轮组悬挂偏心距直立桅杆时滑轮组最大张角桅杆自重索具重每节预应力吊装时风力最大不得超过五级典型结构计算 62米典型结构计算 72米典型结构计算液压卷扬机设计主要设计参数结构设计传动设计液压系统的计算主要设计参数主要技术参数起重机起升量为 400t。假设总重量为 500t， 12个动定滑轮组成滑轮组，倍率为 24,有： S=1020240* S 500（ 24） = 12个动定滑轮组成滑轮组，倍率为 24。单绳负荷F=208绳速度 V= s。查机械设计手册选取双互捻钢丝绳，直径为46 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：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；进行桅杆和卷扬机的计算分析按要求出零件图和装配图，整理并打印毕业论文由于时间有限，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。黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 I 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；稳定性黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 he is of s of of 000 s of of as to in is to of on at of is in to to of of of on in as as of to to in of to of of to on an on of a to of 龙江八一农垦大学毕业设计论文录摘要 . I . 1 章绪论 . - 1 - 国起重机新技术的进展与国外发展动向 . - 1 - 国起重机新技术的应用进展 . - 1 - 外起重机的发展动向 . - 2 - 应力技术 . - 8 - 关工作 . - 9 - 要研究内容 . - 9 - 第 2 章杆起重机设计计算 . - 10 - 号意义： . - 10 - 算原则 . - 10 - 计主要参数 . - 10 - 载荷计算 . - 11 - 料许用应力 . - 11 - 2m、 72m 典型结构计算 . - 12 - 2m 典型结构计算 . - 12 - 2m 典型结构计算 . - 17 - 杆总体计算 . - 21 - 第三章液压卷扬机设计 . - 40 - 压卷扬机主要技术参数 . - 40 - 压卷扬机的总体方案设计 . - 40 - 构设计 . - 40 - 动设计 . - 41 - 压系统的计算 . - 42 - 第 4 章结语 . - 44 - 参考文献 . - 45 - 致谢 . - 46 - 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 1 - 第 1 章绪论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。国起重机新技术的应用进展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；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 3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，都和基本依据是 M 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年代德国曼黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 2 - 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。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、黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 3 - 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。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 。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黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 4 - 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。合化、标准化和实用化许多起重机是成系列成批量的产品，采用系统多目标整体优化方法进行起重机系列设计已成为发展重点，通过全面考虑性能、成本、工艺、生产管理、制造批量和使用维护等多种因素对系列主参数进行合理匹配，以达到改善整机性能，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。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，通过不同模块的组合，形成不同类型和规格的起重机。对起重机进行改进，只需针对某几个模块。设计新型起重机，只需选用不同模块重新进行组合。由于提高了通用化程度，可使单件小批生产的产品改换成具有相当批量的模块生产，实现高效率的专业化生产，降低制造成本。能以较少的模块形式，组合成多品种多规格的起重机，满足市场需求，增加竞争能力。型化、简易化和多样化有相当批量的起重机是在一般的车间仓库使用，要求并不很高，工作并不十分繁重。如何提高这些起重机的适用性，降低益，要求起重机尽量降低外形高度，简化结构，减制造成本，是市场竞争能否获胜的关键。考虑综合效小自重和轮压，也可使整个建筑物高度下降，建筑结构轻型化，降低造价和使用维护费用。因此电动葫芦桥式起重机和轻型梁式起重机会有更快的发展，并将大部分取代中小吨位一般用途桥式起重机。用户的需求性促进了起重机的多样性。起重机的系列参数范围进一步扩大，功能选择进一步增加，一机多用产品进一步得到发展，以增强应变能力。在一般使用场合采用无线遥控操作的比例也将逐步增多。能化、集成化和高效化起重机的更新和发展，很大程度上取决于电气传动与控制的改进。将自动化技术和机械传动技术相结合，将先进的微电子技术、电力电子技术、光缆通讯技术、液压技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统，实现自动化和半自动化。使起重机组成的物料搬运系统具有更高的柔性，以适应未来多批次少批量的柔性生黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 5 - 产模式。大型高效起重机的新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统。主要由全数字化控制驱动装置、可编程序控制器障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。它赋于起重机以信息功能，可进行信息传递、处理及动力控制，大大提高了综合自动化水平。目前控制方面重点发展吊具防偏防摇技术，取物装置自动取、卸物技术，位置检测及自动位置控制技术，故障自诊断监控技术等。电气传动方面重点开发以微处理机为核心的高性能电气传动装置，使起重机具有优良的调速和静动特性，可进行操作的自动控制、自动显示与记录，起重机运行的自动保护与自动检测，复杂条件下的远距离遥控等，以适应自动化生产的需要。德国的起重机，采用激光装置查找起吊物的重心位置，依靠超声波传感器引导取物装置抓取货物。大车和小车运行采用编码轨系统测定路径，起升高度采用恒定张紧的测量索和角度发生器测定。起重机采用磁场变换器或激光达到高精度定位。英国的起重机上安装了近场感应系统，可避免起重机之间的互相碰撞。采用无线遥控时载重称量也能在远控发射机上显示。起重机上还装有微机自诊断监控系统，该系统能提供大部分常规维护检查内容，如钢丝绳状况，减速器油温油位，车轮轴承温度，起重机载荷、应力和振动情况，制动器摩擦衬片的寿命及温度状况等。德国近年为解决起重机吊具的防摇控制，开发了模糊逻辑电路的控制技术。用神经信息技术和模糊技术来寻找开始加速的最佳时刻，将有经验司机防摇实际操作的数据输入系统，实现最优控制。模糊控制方式能确定实施自动工作的控制指令，将人们主观上的模糊量通过模糊集合进行数字化定量，再利用微处理机实现像熟练司机一样的自如操作，取得了更高的效率和安全性。最近国外的起重机专家们估计，将有20%一 30%的起重机需要安装自动化系统。化、系统化、复合化和信息化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，能与生产设备有机结合，能与生产系统协调配合。这类起重机自动化程度较高，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贮、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。这类起重机还具有较好的信息输入输出接口，实现信息全部、准确、可靠地在整个物料搬运系统中的传输。黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 6 - 起重机通过系统集成，能形成不同机种的最佳匹配和组合，取长补短，发挥最佳效用。目前重点发展的有工厂生产搬运自动化系统，商业货物配送集散系统，集装箱装卸搬运系统，交通运输和邮电部门行包货物的自动分拣与搬运系统等。生产工程机械的美国卡特皮勒公司金属结构厂购置了一条以桥式起重机为主的物料自动搬运系统，用以钢板喷丸处理、自动切割和出入库的自动装卸运输作业，比原先采用单机操作工作效率提高 65%。日本东芝洪川崎工厂采用由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。这些在空间移动的搬运起重机代替了过去通常在地面行驶的自动导向搬运车，使车间地面面积得到充分利用。确化、快速化和全面化随着电子计算机技术的广泛应用和系统工程、优化工程、价值工程、可靠性工程、创造工程和人机工程等现代设计理论的不断发展，促使许多跨学科的现代设计方法出现，使起重机的设计进入创新、高质量、高效率的新阶段。目前，计算机辅助设计 (逐步深入到设计的各个阶段和设计工作所涉及的各个领域。不仅能利用计算机运算速度快、计算精度高、存储信息量大和逻辑推理能力强等优点代替人工进行方案选择、计算分析与绘图，而且还能通过人机交互，最大限度地发挥设计人员的创造力和经验。美国、德国、日本等一些起重机公司都广泛应用底抛弃了传统的图板。并且还与计算机辅助工艺规划 (计算机辅助制造 (衔接，做到了无图化生产。起重机是在复杂工况下工作的大型结构系统，其动态性能受多种因素影响，运动参数与载荷不能用一个简单的数学模型描述。以往多以静态设计为主，局限性很大。国内外近年来在起重机设计中采用了动态仿真设计新方法，用计算机对机构与结构在各种工况下承受载荷进行运动状态及随时间变化过程的仿真模拟，得到仿真输出参数和结果，以此来估计和推断实际运行的各种数据。人机工程学把起重机、人和作业环境作为整个系统来研究，创造一种人与起重机最佳相互作用状态。人机工程学在起重机上的应用主要体现在司机室的设计，包括司机室的合理布置，减轻司机疲劳和提高工作效率的措施，加强环境保护，减少灰尘和废气污染，减少司机室的振动和噪声等。随着起重机的高速化和大型化，还需进一步深入开展对起重机载荷变化规律、动态特性和疲劳特性的研究。进一步开展对起重机整机及零部件的可靠性试验研黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 7 - 究，提供起重机新的设计方法和数据。极限状态设计、优化设计、可靠性设计、有限元法、模块化设计、反求工程设计、疲劳设计和健壮设计会更深入全面地得到应用。观化、宜人化和综合化结构方面采用薄壁型材和异型钢，减少结构的拼接焊缝，提高抗疲劳性能。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，减轻自重和增加外形美观。桥式类型起重机桥架大多采用箱形四梁结构，主梁与端梁采用高强度螺栓联接，便于加工、运输与安装。在机构方面进一步开发新型传动零部件，简化机构。“三合一运行机构由于结构紧凑、拆装方便、调整简单并运行平稳，将成为起重机运行机构的主流，减速器壳体、卷筒及滑轮等的制造都以焊代铸，能减轻自重、增加承载能力和改善加工制造条件。减速器齿轮采用硬齿面，以减小体积，提高承载能力，增加使用寿命。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，发展半自动和全自动操纵。采用机、电、仪、液一体化技术，提高使用性能和可靠性，增加起重机的功能。有专家指出，未来的起重机驱动技术，由于变频调速系统越来越多地得到应用，交流鼠笼电动机将会重新受到重视并被广泛采用。今后会更加注重起重机的安全性，研制新型安全保护装置和故障自动显示装置，并重视司机工作条件的改善。捷化、精益化和规模化在激烈的市场竞争条件下，要提高起重机的市场占有率，确保起重机的高性能高质量，并不断推出新产品，生产企业必须具备市场变化的适应能力和快速反应能力。包括提高生产效率，提高和保持产品质量的一致性，降低生产成本，缩短生产周期，加速产品的更新换代等。生产制造的柔性化是使工艺装备与工艺路线能适用于生产各种产品的需要，从适应当前单品种大批量生产方式向多品种小批量生产方式的转变。生产制造的灵捷化是使产品生产与推向市场的准备时间缩为最短，使企业机制能灵活转向。生产制造的精益化是使生产过程劳动生产率不断提高，保持产品质量稳定，强调企业各部门相互密切合作。良好的生产机制和管理机制是企业发展的前提。起重机制造时广泛采用计算机辅助工艺规划 (计算机辅助制造 (柔性制造系统 (采用挤压成型、冲压成型、精密铸造等少、无切削工艺，采黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 8 - 用光电跟踪切割技术、焊接机器人技术。充分利用加工中心和全自动数控机床，提高加工制造的自动化水平。制造手段的现代化是保持质量稳定，提高劳动生产率的前提。美国、德国和日本的起重机大公司生产自动化程度都很高，广泛全面采用了对制造质量严格控制。如德国德马格公司生产桥式起重机主梁时，钢板都先经过预处理，并采用光电跟踪激光切割。吊运钢板采用真空吸盘，确保板材不变形。腹板和盖板焊接时采用液压装置对盖板加压，确保腹板与盖板能充分贴紧，提高主梁的承载能力和刚度。为保证质量，每条焊缝都打上焊工的工号，责任到人。由于提高了制造的自动化程度，德马格公司制造一根起重量 50个工时，端梁为 14个工时，整台起重机 100多个工时便可完成，大大缩短了交货周期。应力技术预应力技术最早应用于实腹钢梁中，对它的研究也较深人与广泛。前苏联中央建筑结构科研院在 50年代就对预应力梁在弹性阶段受力过程与计算进行研究与模型试验。以后， 1948 年美国爱握华大学对 7根同一截面的预应力实腹梁进行试验研究。梁由张拉变形 7%一 10%的一 7%的翼缘板两部分按不同组合在张拉态下焊接而成。由于弹性变形产生的预应力效应使预应力梁的承载力与非预应力梁相比最大的可提高 78%。 50年代我国西安冶金学院陈叔陶教授等对 12出撑杆式实腹梁在用钢量及制造加工量都是最经济的结论。同期哈尔滨工业大学的钟善桐教授也对装配式预应力钢梁进行过计算及试验研究。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跨连续实腹钢梁桥，最大跨度达 147 m,节约钢材分别为 9%及德国蒙塔堡的 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。黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 9 - 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。要研究内容 5吨液压卷扬机的设计计算黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 10 - 第 2 章杆起重机设计计算号意义： G 自重 Q 吊重剪力 0P 作用力 N 轴向力 M 力矩弯矩 x y 0S 钢丝绳牵引力 G 索具重量风q 均布载荷 F 面积 0W 截面模量 D、 d 直径 L、 l 长度 H、 h 高度 1k 动载荷系数 k 偏载增重系数 n 安全系数拉、压弯曲应力计算应力许用应力压许用压应力弯许用弯曲应力许用剪应力弯曲产生的应力剪应力拖拉绳与地面的理论夹角 030 滑轮组与桅杆中心的夹角 010 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算原则计主要参数 1、起重量 400t 2、桅杆高度 62m / 72m 3、桅杆分节数： 9节（节； 6m 1 节； 4m 1节；节（顶节）；节）） 1、中间最大断面 2000 2100 ( 2、两端断面顶节： 1800 1900 (底节： 1800 1900 (黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 11 - 3、滑轮组悬挂偏心距 1： 2e 865、滑轮组悬挂偏心距 2： 2e 835小轴起吊小重量用） 5、拖拉绳系点偏心距 1e 830、直立桅杆时滑轮组最大张角 12 度 10、盘上均匀分布 m 8根拖拉绳，每根拖拉绳预拉力0T 拖拉绳与地面夹角 030 11、桅杆自重 62m)、 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： 0w 11.4 2取0w 10 2料许用应力 A、整体稳定安全系数： n=2100 2206B、局部稳定安全系数 2n （ n 、板的安全系数 3n 4 20 2100 2206当 20 40 1866 2183D、轴的安全系数 4n 2 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 12 - 2500 2245(d 100300) 2m、 72m 典型结构计算 2m 典型结构计算图 1、计算荷重 P=(Q+g) k =（ 400+20） 506 t 式中： 1k 动载荷系数； k 偏载增量系数； g 索具总量； Q 起吊重量对桅杆的压力黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 13 - 1N = 7 =506 7 =t 2、滑轮组跑绳受力跑S= = 1 1 3125 0 6 1 . 0 4 1 1 . 0 4 1 . 0 22 1 . 0 4 1 =27.5 t 式中： f滑动摩擦系数 f= 滚f滚动摩擦系数；滚f= 两根跑绳的拉力： S=2 27.5 t=55 t 对桅杆的压力 2N =S =55 t 3、拖拉绳受力 1T = H 2T =P 21 式中：风缆绳每米长的重力； =m；动摩擦系数 T 单根风缆绳的重量； 2T 风缆绳受负载张力 c o ss o s = 6 1 . 4 2 1 c o s 1 2 5 . 4 7 9 5 0 6 s i n 1 28s i n 3 0 1 0 0 0 c o s 4 0 =t 对桅杆的压力 3N= 7 =1 3 7 s 07 =t 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 14 - 4、桅杆自重通过实体精确建模（算得到桅杆自重： 62G t 重心位置：距下铰点 33m 5、风载计算（参考建筑结构设计载荷）桅杆高度 62m，排子和道木高度共 1m，沿桅杆每米高度的风压 q（ kg/m）： xz 1式中 : n风载系数取 n=k 体形系数取 1k =1.5 风压高度系数 B风振系数取 B=w基本风压值对于蒲式五级风为桅杆断面宽度取高度系数风压计算结果离地高度 m 10 20 30 40 50 60 70 80 q(N/m) 590 750 870 910 970 1020 1060 1100 表 1 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 15 - 5、力学模型 6、强度计算结果 (理论 ) 1）通过对铰点）取力矩平衡可以求得：风绳拉力 113 t 2） X、 25t 3）弯矩与剪力计算：黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 16 - 模型：图 3 弯矩图：单位（ NM）图 4 剪力图：单位 (N) 图 5 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 17 - 2m 典型结构计算图 1、计算荷重 P=(Q+g) k =（ 400+20） 506 t 式中： 1k 动载荷系数； k 偏载增量系数； g 索具总量； Q 起吊重量对桅杆的压力 1N = 7 =506 7 =t 黑龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 18 - 2、滑轮组跑绳受力跑S= = 1 1 3125 0 6 1 . 0 4 1 1 . 0 4 1 . 0 22 1 . 0 4 1 =27.5 t 式中： f滑动摩擦系数 f= 滚f滚动摩擦系数；滚f= 两根跑绳的拉力： S=2 27.5 t=55 t 对桅杆的压力 2N =S =55 t 3、拖拉绳受力 1T = H 2T =P 21 式中：风缆绳每米长的重力； =m；动摩擦系数 T 单根风缆绳的重量； 2T 风缆绳受负载张力 c o ss o s = 6 1 . 4 2 1 c o s 1 2 5 . 4 7 9 5 0 6 s i n 1 28s i n 3 0 1 0 0 0 c o s 4 0 =t 对桅杆的压力 3N= 7 =1 3 7 s 07 =t 4、桅杆自重通过实体精确建模（算得到桅杆自重： 72G t 重心位置：距下铰点龙江八一农垦大学毕业设计论文 - 19 - 5、风载计算（参考建筑结构设计载荷）桅杆高度 72m，排子和道木高度共 1m，沿桅杆每米高度的风压 q（ kg/m）： xz 1式中 : n风载系数取 n=k 体形系数取 1k =1.5 风压高度系数 B风振系数取 B=w基本风压值对于蒲式五级风为桅杆断面宽度取高度系数风压计算结果离地高度 m 10 20 30 40 50 60 70 80 q(N/m)

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