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起重夹钳设备的总体设计【5张图/23000字】【优秀机械毕业设计论文】

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A0-夹钳装置装配图 .dwg

A0-总装图.dwg

A2-轴1.dwg

A2-齿轮 .dwg

A3-钳臂1 .dwg

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关键词：: 起重夹钳设备装备总体整体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，44页。23000字。
任务书一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。

图纸共5张，如下所示
A0-夹钳装置装配图 .dwg
A0-总装图.dwg
A2-轴1.dwg
A2-齿轮 .dwg
A3-钳臂1 .dwg

摘要
本文首先对起重夹钳技术的发展及应用情况、国内外的发展状况及发展趋势，通过对50kg起重机的设计方案的确定，包括针对本设计选取起重机的型号，确定为臂架式起重机，然后对起重机结构的各个部件进行设计，包括夹持机构、吊臂、钳臂、轴、自动开关装置和设备稳定性分析等等的设计。采用了机械设计的一般设计方法，机械设计辅助软件AutoCAD和Pro/e，设计制作出起重夹钳设备，吊起重量达50Kg，起升速度达0.1m/s,运行速度达0.5m/s,搬运物体快速便捷，无卡壳，设备运行良好。
通过了解学习掌握夹钳装置的工作原理，对起重夹钳装置的结构进行分类与分析，通过分析从而确定起重机设计方案夹钳装置的设计，传动装置方案的设计以及分析设备的稳定性。

关键字：起重机；起重夹钳；机构设计；自动开关装置；稳定性

1、主题词、关键词：
滑移式起重机方案设计;传动装置方案的设计计算; 夹钳装置的设计;设备稳定性分析
2、毕业设计（论文）内容要求：
(1) 查阅文献资料, 其中中文文献不得少于15篇，外文文献不少于3篇，将其中一篇外文文献（不少于3000英文单词）翻译成中文（将中英文装订在一起）。写出国内外起重夹钳技术的发展及应用情况、夹钳装置的工作原理、夹钳装置的工作要求及性能
(2) 确定起重机设计方案; 设计夹钳装置;传动装置方案的设计
(3) 设备稳定性分析
(4) 用铅笔绘起重运输设备总装配图一张(0#)，主要部件图两张；还要求用AUTOCAD将上述图绘出
(5) 说明书的撰写要求认真、准确、条理清晰;文中引用的文献要依次编号，其序号用方括号括起，如[1]、[2]，置于右上角，文献内容必须严格按照引用的先后顺序依次在毕业设计论文的最后列出;文档运用 “word长篇文档排版技巧”，按学院毕业设计手册要求的格式与样式排版;用公式编辑器编辑公式;毕业设计说明书正文字数在1.5万字左右,交打印稿与电子稿

3、文献查阅指引:
[1]吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册[M].北京:高等教育出版社，2007.
[2]曹自立. 60t板坯夹钳搬运起重机试制成功[J]. 起重运输机械, 1996,(9):15-17.
[3] 谢华,郗江云,李建红.装配设计[M]. 北京：机械工业出版社,2007.
[4]倪泽娅. 重力式板坯夹钳的开发与研制[J]. 重型机械科技, 2006, (2):14-17.
[5] 利用百度搜索工具查阅相关内容的最新进展
[6]利用湖南理工学院图书馆电子阅览室查阅、收集相关资料
[7]一定要找到三篇与论文有关的英文原版参考文献，参考文献至少1８篇
其中外文文献不少于3篇，将一篇外文文献（不少于3000英文单词）翻译成中文

4、毕业设计（论文）进度安排：
第1周实习;设计前准备工作，接受设计任务、收集资料（至少18篇参考文献）
第2、4周了解国内外起重夹钳技术的发展及应用情况、夹钳装置的工作原理；作好制作准备工作；将3000字的与本课题有关的英文文献译成中文；交毕业设计（论文）开题报告
第5、6周进行常用夹钳装置的结构分类与分析；确定起重机设计方案
第7、8周夹钳装置的设计;传动装置方案的设计；设备稳定性分析;毕业设计（论文）中期检查
第9、10周用铅笔绘起重运输设备总装配图一张(0#)，主要部件图两张；还要求用AUTOCAD将上述图绘出；交论文初稿（纸质打印稿）
第11、12周制作夹钳设备
第13、14周整理设计说明书，交毕业设计完成稿（要交WORD文档和PDF文档两种格式的电子稿)；准备毕业答辩
第15周交毕业设计（论文）答辩申请暨资格审查表；毕业答辩

ABSTRACT
This paper firstly lifting clamp technology development and application, domestic and foreign development and development trend of 50kg crane, through the design scheme based on the determination of design, including selecting the model, determine crane for arm, then to pose crane components of the crane structure design, including holding mechanism, the arm, clamp arm, axle, automatic switch devices and equipment stability analysis and so on design. Adopted the general design method of mechanical design, mechanical design support software AutoCAD and Pro/e, design a lifting clamp device, lift the weight of hoisting speed, 50Kg of 0.1 m/s, operation speed reaches 0.5 m/s, handling objects without jam, fast and convenient, equipment operation is good.
By understanding learn clamp device's working principle, the structure of the crane clamp device classified and analysis, through the analysis to determine crane design scheme clamp device design, transmission device scheme design and analysis equipment stability.

Keywords: Lifting appliance； Clamping devices； Design of structure； Automatic
control device； Stability

目录

摘要 I
ABSTRACT II
1 起重机简介 1
1.1现代起重机的特征和发展趋向 1
1.2国产起重机与国外产品的差距 5
2起重夹钳简介 7
2.1 国内外起重夹钳发展状况 7
2.2 常用夹钳装置的发展与应用 7
2.3.1 螺杆夹紧式 8
2.3.2 夹钳自重夹紧式 9
2.3.3 夹钳装置自重夹紧式 12
2.3.4 钢绳张力附加夹紧式 13
3 设计目的及主要内容 15
3.1 设计的基本内容 15
3.2 设计目的 15
4 50kg 起重机的设计方案的确定 15
4.1 50kg起重机的设计思想 15
4.2 50kg起重机种类的选择与确定 15
4.3 臂架式起重机的工作原理 16
4.4 50kg起重机电机的选择 17
4.5 50kg起重机的传动装置方案的设计 17
4.5.1功率与效率 17
4.5.2速度 18
4.5.3外廓尺寸、质量和成本 18
4.6 50kg起重机结构的设计方案 19
4.6.1起重机构件的材料选择 19
4.6.2 起重机构件的设计方案 20
5 50 kg起重夹钳主机的总体设计 21
5.1 起重夹钳设计思想 21
5.2 50kg起重夹钳工作原理 22
5.3 起重夹钳的夹持机构 22
5.4 吊臂的设计 22
5.4.1吊臂的材料的选择 23
5.4.2吊臂的尺寸计算 23
5.5 钳臂的设计 23
5.5.1钳臂的材料的选择 23
5.5.2钳臂1的设计 23
5.5.3钳臂2的设计 24
5.6 轴的设计 27
5.6.1轴的材料选择 27
5.6.2主轴的设计 28
5.6.3轴1的设计 29
5.6.4轴2的设计 30
5.6.5吊轴的设计 30
6 起重夹钳主要部件的工艺 31
6.1 吊臂的工艺 31
6.2 钳臂的工艺 31
6.3 轴的工艺 31
7 自动开关装置的设计 32
7.1自动开关装置的材料选择 32
7.2自动开关装置的结构设计 32
8 设备的稳定性分析 34
8.1温度对系统稳定性的影响 34
8.2机械加工及整体装配对系统稳定性的影响 34
9 润滑剂的选择 35
10 结论及前景 36
10.1 结论 24
10.2 前景 25
参考文献 37
致谢 38

起重夹钳设备的总体设计

内容简介：: 附录 1 外国文献翻译：液压气动从海上到航空航天的应用，液压系统可在实验室或条件恶劣情况下 ,比如温度的极端变化，冲击，振动，电磁干扰（射频干扰（脉动。电子控制作为一个新的控制系统出现于 20 世纪 70 年代初，电动水力学开始进入了工业化国家。这些早期的控制系统开始了工业的自动化革命。随着时间的推移，更好的传感技术和低成本的微处理器和控制器的供应加速液压控制的增长。今天，压力测量通过整体性能，安全手段和反馈方式在确定液压系统健康的起了重要作用。根据不同的应用，最先进的液压系统工作于 1000至 10,000 磅 /平方英寸的，但也有一些可能会高达 60,000 磅 /平方英寸的。压力测量一个简单的开关压力转换或一个电子压力传感器就可以完成，这种电子压力传感器提供了一个线性电子输出信号。由于其灵活性和其它方面的优良性能，电子压力传感器正在逐步取代换压力开关，但是，在液压应用的性能和可靠性方面还有一些必须解决的课题。压力传感技术，传感器封装，液压系统暂态保护和护，这些方面的应用都必须仔细考虑。图 1。一个典型的电容传感器包含一个固定和移动盘。压力传感技术传感压力的两个主要技术是电容和压阻。电容技术采用一两个板块之间的电容变化的差距的手段，固定一个和移动其他的，如图 1 所示。该电容通常是连接到一个复杂的电子电路，可以转换如 1 或 4安输出的电容信号。因为电容变化在 1 微法拉到 1 法拉级，电子电路安装的位置很接近感应板，以减少杂散电容。由于这种媒体和电容之间的距离很短，能够限制了传感器的工作温度。如果是金属或掺杂半导体拉伸或压缩，因为尺寸变化（长度和横截面积的电阻变化）和电阻率变化（这后者的属性称为压阻）它的抵抗力会改变。应变传感器技术是用来测量当长度由和阻力从的变化。应变计的敏感性因素，可以计算 G：变化（ R 注册商标）（ L 长）金属应变计，典型的应变系数为 2。这些应变电测设备，因为其不同的大小通常称为应变计。图 2 显示了一个保税箔应变计的轮廓。保税箔应变计是由镍铬或镍康斯坦丁物质通常具有绝缘聚酯薄膜作后盾。这种可以粘一个金属或陶瓷基片。薄膜测量仪通过溅射金属而焊接在金属绝缘基片上，所以不需要任何粘合胶。在 20 世纪 60 年代初，开发半导体测量仪提供更高的量规因素（ 55，具有更小的封装尺寸。半导体压力表制作方法有两种：散装硅或锗材料，现有的任一P 型如硼或 N 型材料如磷，能掺杂使用以提供电力和热性能 ;使用磷，离子植入成一个。这些应变计通常是连接在一个惠斯通电桥配置如图 3（ 4 活性武器是为最高赔偿所示）提供有限的温度补偿。对于金属或薄膜应变计， 1100 显微应变才输出信号 3，而半导体计 300 微变将提供高达50。压力传感器包装最初的压力传感包装是基于传感技术的应用程序和经营条件。作为这次讨论的一部分，信号调理电路和电气接口可被视为次要问题。让我们回顾其中一些包装的优点和问题。大多数低成本的陶瓷电容传感元件采用了陶瓷膜与氧化铝 96 个，机械压力，扣环，外壳和 O 型环。通常陶瓷膜片由 O 形圈连接。一个 O 形圈是用于与对面扣环连接的陶瓷膜片受到压力时应用。在这个设计中，媒介用来连接陶瓷隔膜，小学的 O 型环接触和压力材料。对于低压应用中，往往是陶瓷膜片大而薄。这就在高冲击和振动条件下可能导致失败。陶瓷传感器用于工业和越野高达 1500 磅 /平方英寸的应用，然而，耐压（也称为压力超负荷）被限制到额定压力。如今，这项技术已高于 1500 磅 /平方英寸的用途有限，因为与更好的性能和寿命的低成本应变片技术的可用性。在循环的环境中，证明压力等级必须减少到相同的操作压力范围，以避免对于这种设计没有纳入一个密封盖章，这些传感器不适合操作氨，氢，石油和天然气生产，液压系统，氧气服务，以及许多其他关键轻度到苛刻的应用程序。 O 形圈可在指定的材料范围受到特定媒介的攻击，可能会导致在某些恶劣环境的系统故障。传感器制造商通常提供的 O 型圈材料，如丁腈橡胶，氟橡胶清单，三元乙丙橡胶，可以由客户指定。由于金属箔应变计往往会相当多，他们通常把一前束或膜片焊接压力端口。薄膜传感器体积更小，但他们还需要焊接压力端口。在这两种情况下，焊接需要足够深，使他们不超过载情况下 500 磅 /平方英寸以上的操作。在高循环和压力条件下，的压力传感器的压力脉动可以在相差 50范围内变动，传感器包装设计必须包括一个机制，确保焊缝压缩条件下，以避免传感器故障。因为这两个金属箔和薄膜技术，在高工作压力（通常为 1000 微观）低产出，膜片材料必须是经过精心挑选，以便有足够的空间用于超压传感器的性能而不牺牲的转变。普通隔膜在金属箔和薄膜传感器使用的材料往往是 1517790,000磅 /平方英寸和低热膨胀系数。压力端口必须是相同的隔膜材料，以避免任何温度条件下焊接分离。传感器采用半导体应变计技术可分为两类，一类充油传感器采用薄的隔离膜片和离子注入技术和新兴的保税体硅克里斯塔尔扩散焊工艺。充油压阻式传感器主要采用与硅芯片植入离子小应变计，孤立于真实世界的一个薄金属膜（寸典型厚度的手段，这取决于压力范围）。随着批量半导体应变计技术，应变计是直接安装到一个加工传感元件，其中光圈和压力端口是在同一进程中加工的。这消除了与焊接有关的问题，油填充了空腔以及内部 O 形圈。一个直接的扩散过程中使用的无机半导体测量仪器，以使被放置在一个金属膜片准确高效，准确地对是不会受到媒体的隔膜一侧。该密封设计与液压泵和马达相关的高循环环境优良。高应变系数，以及低操作压力，使膈肌要厚。这提供了强有力的证明。图 2。查看一个典型的保税箔应变计。图 3。半导体测量仪使用惠斯通电桥电路。压力尖峰和瞬态保护迅速开放和阀和液压系统电磁阀关闭往往产生快速、高频尖峰和瞬态压力可能从几微秒到最后的几百毫秒。这些快速移动瞬变幅度可高达 20 倍的一个系统的额定压力，而且会破坏电子压力传感器，除非它们是受保护的使用缓冲器和节流器。这些保护装置可以安装在传感器作为一个不可分割的组成部分或作为一个独立的设备。这些设备，同时保护损坏移动瞬变快速传感器，可以挫伤传感器（取决于设计反应时间）。图 4 显示详细积分和外部压力穗冷落技术。对于系统优化，如响应时间，长度 L 和直径必须仔细挑选。在理想的条件下，缓冲器必须能够缓慢对 100间的所有信号的施加压力，以保持快速吞吐量，但仍然依靠传感技术和包装类型而定。电磁干扰 /射频干扰在移动式液压应用的保护，在快速电瞬态电污染，静电放电（电磁干扰 /射频干扰，必须对系统的控制保持稳定。这种干扰的例子包括通信设备，开关电源，焊接设备，电动马达。该传感器包不能产生或受到从 100千赫信号至 2千兆赫的不必要的外部电力的影响。它也必须能够抵御辐射，并进行了敏感性，并在其发布的规格严格运作，如移动式起重机，剪式千斤顶，叉车和许多其他关键应用。典型的保护使用中可以看到图 5。图 4。缓冲器可以使用内部或外部的技术，以减少压力尖峰图 5。典型的司，公共服务电子化，并在压力传感器，电快速瞬变保护计划。压力峰值压力峰值危险微秒到毫秒的压力，可以达到 15 倍，正常的系统操作压力扫射。例如，如果一个阀门突然转向以阻止流动，产生的冲击波可以在系统内产生。同样，如果是移动的液压系统负载和负载突然停止，系统可能会作出反应，系统的压力可能短时间激增。电子控制系统 - 例如与微差扫描时间 - 没有足够快，检测时间短穗的常，第一个迹象是生成一个系统压力尖峰，是在一个压力传感器的零输出的积极转变。电子控制系统中的传感器通常表明输出作为转移的需求压力范围外的条件，这可能导致系统控制器关闭。压力传感器组件最容易受到压力尖峰的损害。传感器的反应很快，能作出反应的峰值有迹象显示压力已经过度。这是不是因为换能器是小于机械衡量它取代耐用。其实，一个传感器服务，旨在为严重的应该已被指定。斯派克斯也破坏产生他们的机器。不稳定流动的液体一般在系统产生不稳定的尖峰流量，降低效率，加快阀门和密封件的磨损。 (请注意，不构成压力峰值在气动系统的严重问题，因为空气是可压缩的，这往往会挫伤休克。循环压力骤增，由压缩机脉动造成的，构成一个更大的潜在问题，因为压力骤增 - 而不是剧增是经常反复发生。）压力峰值通常可以通过一个换能器来检测，例如， 5 倍的正常工作压力范围示波器。一旦确定存在于一个系统尖峰脉冲，这些应用中的任何一个都可以用来防止损害他们的传感器。具有更高压力等级传感器都可以使用。但是，这样做牺牲在正常范围的准确性，因为一个拥有更广泛的工作范围传感器它的解决方案会更难。作为替代方案，一个缓冲可以用来限制峰值脉冲。是一个缓冲的传感器之间和峰值脉冲源管道安装一孔。这种做法的潜在缺点是，它减缓了测量反应。如果测量途径和反应都能被控制，则对可以耐受峰值脉冲传感器应作出具体规定。显然，这些传感器成本更高 . 006 a on 57, 810, in 1), 1922. a of of on of 2326. 22* +86 531 D. by at a to be a is in of is in of 11,15by of be a to is an is 1, 2, 3,4,It is of a of 116, 17,18. as 11,15 a of As at 0at of 1 006;W, of of iC W, by to of - 211 2006 50061, 0 006by in to at to of an 5 (2007) 263270in an W, W, of .8 iC , (55, 57, 59, 61, 63, 65 ) W, of is of . et (2007) 263270et of 27et a to et 28. 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易延展的金属，合金和非金属的材处理。在沙喷的过程中，从喷嘴里出来的高速喷射的精细研磨微粒和载流气体撞击目标对象的表面来冲蚀该表面。精细微粒通常由高于几倍大气压的气流来加速。粒子直接对表面进行处理。当粒子冲击表面时 , 粒子引起一个小的破碎，气流会将研磨粒子和已破碎的粒子带离去。喷嘴是喷沙设备中最紧要关头的部份。有许多因素影响力喷嘴的磨损如：流量率和冲击角度，冲蚀研磨剂性能，喷嘴的材料和它的几何形状，温度。有高耐磨性的陶瓷有很大的潜力做为沙喷的喷嘴材料。一些研究已经显示陶瓷喷嘴的进口区域展现了一个感应去除程序的脆性破碎而中央的区域显示出材料切除模态的耕犁类型。在沙喷中当冲蚀的微粒以高的角度 ( 将近 90 ) 冲撞喷嘴进口区段 (见到图 1) ，喷嘴进口区域遭受形严重的研磨冲击 , 这可能引起大的张应力。最高的张应力位于喷嘴的进口区域。因此，喷嘴进口区域的冲蚀磨损相对于中心区域的磨损来说，总是严重的。 2 图 1 沙喷过程中冲蚀粒子与喷嘴间的作用示意图由不同材料的交替层构成的叠层混合结构能适当地被设计 , 促使对一个表面产生压缩残余应力，从而提高了表面的机械性能和耐磨性。残余应力增大主要是在于热膨胀系数 (，烧结率，相阶段和相邻层的弹性模量之间的搭配 , 并且残余应力区域决定于分层的结构几何形状和层之间的厚度比率。人报告叠层混合结构能改善氧化铝的滑动耐磨性。人表明表面区域受压缩残余应力的叠层结构组成而得的混合物材料能具备更好的磨擦性能。邓教授等人证实倾斜的陶瓷喷嘴能展现出比一般位置的陶瓷喷嘴更高的耐磨性。目前的研究中 , W, 叠层结构的陶瓷喷嘴为了要在喷嘴的进出口区域减少张应力 , 靠热压的方式生产。在烧结过程式中叠层喷嘴的残余应力由有限元方法计算而得。叠层陶瓷喷嘴冲蚀磨损对照于相同的条件下一个不受应力的叁考喷嘴而被考查。 3 2材料和实验步骤准备叠层陶瓷喷嘴材料 (W, 开始的材料是 (W, 固溶体粉末，平均颗粒大约为 m，纯度为。的平均颗粒大约为 1 m ，纯度为。六种不同含量的 (W,C(55,57,59,61,63,65 )被选择去设计六层结构 (W, 叠层喷嘴材料。叠层陶瓷喷嘴材料的成分分配在图 2 被显示。它指出叠层喷嘴材料的成分分配在喷嘴轴的方向中改变。如热导率比 (W,C 的更高 , 当它的热膨胀系数比 (W,C 的更低时候 , 最高含量的层被提出在进入层和出口层中两地方 ( 见图 2.1 a) 。相似的无应力的喷嘴没有成分变化在图中 2(b) 被显示。叠层陶瓷喷嘴在进入和出口两区域叫做无压应力喷嘴叫做图陶瓷喷嘴在进口和出口区域（辗压的照抄原文 / （ W ， C 成分分配示意图； b 为相似的无应力喷嘴（ W,C 以六种不同混合比合成的粉末被分别地在酒精中和接合的碳化物球体研磨 80 个小时而成湿球来作准备。在弄干之后，和不同的混合比的混合物粉末依次被叠压进入模子之内。这时样品在流动的氮气中以 30 力 ,1900 温度热压 40 分钟。试如图示，空气喷射研磨机床 ( 型 ) 的示意图，它由一个空气压缩机，一只喷射枪，一个控制阀，粒子供应管，一个过滤器，一个干燥器，一个调压阀，4 灰尘捕捉器，一个研磨漏斗 , 和一个喷嘴。气流流程率被被压缩的空气控制，而且研磨粒子的速度经过喷嘴被调整为 60 米 / 秒。图空气喷射研磨机床的示意图（ 1 ）空气压缩机，（ 2 ）控制阀，（ 3 ）过滤器，（ 4 ）干燥器，（ 5 ）调压阀，（ 6 ）吸尘器，（ 7 ）喷枪）（ 8 ）研磨漏斗，（ 9 ）陶瓷喷嘴）。被用于这一项研究的冲蚀研磨剂是 50 150 m 谷粒大小碳化硅粉末。作为干沙喷射的末的微图在图 4 中所示。图喷中被用的磨剂的微图 5 内直径 8 毫米和长度 30 毫米的喷嘴由 (W,C 的叠压结构 (制造而成，无压应力结构 (被热压制造而成，如图示。图层陶瓷喷嘴的照片磨损的喷嘴损失量被一个精确的电子称测量。 ( 最小量克 ) 。所有的测试情况在表一中被列出。喷嘴的冲蚀率 (W) 被定义为喷嘴损失量 1m 除以喷嘴密度 d 和冲蚀研磨粒子 2m 的乘积 : 21 / W 的单位为。有限元方法 (被做为一种数字地分析在制造过程中叠层陶瓷喷嘴的残余应力和它的分布状态的方法。为微小损害的观察和冲蚀机制的检测 , 磨损的喷嘴被轴向地分6 为区段。喷嘴的被侵蚀的孔表面由扫描电子显微镜检查。 3结果和讨论层喷嘴材料的显微结构特征和性能硬度测量在层喷嘴材料的横截面面的每层上放着维氏压痕处操纵。压痕负荷是 200 N ，这时每层的三个压痕的最小量被测试。每层的维氏硬度 (（ P 是压痕负荷（ N）， 2 是压痕对线的长度）计算所得。每层层喷嘴材料的硬度被列出在表二中。层陶瓷的喷嘴材料磨光的每层色的区域被析鉴别为和鲜明的对比白色的区域是 (W,。可以被看到，子非常匀均地在显微结构中普遍分布 , 多孔性事实上是不存在的。图层陶瓷的喷嘴材料磨光的每层微图（ a）第一层（进口区域），（ b）第二层，（ c）第三层，（ d）第四层，（ e）第五层，（ f）第六层层喷嘴的残余应力制造过程中的叠层陶瓷喷嘴的残余应力被假设箱子从烧结温度 1900冷却到室温 20经由有限元方法计算。（ W， C 和热机械性能依下列各项所得 : 7 由于对称，轴对称的计算被推荐。假定它是稳定状态边界条件，在层喷嘴中从烧结温度冷却到窒温过程中轴向的，径向的。很明显，一个额外的压缩残余应力在层喷嘴进口与出口区域处被形成。图层喷嘴在制造过程中的 (a)轴向的 ( z )， (b)径向的 ( r )， (c)圆周向的( )残余应力沿喷嘴轴向不同位置的分布层喷嘴的冲蚀磨损层陶瓷喷嘴的冲蚀磨损靠在沙喷时和应力陶瓷喷嘴对比来被评定。图示嘴在沙喷过程中累积的损失量。很明显累积的损失量随着操作时间不断地增加。在相同实验条件下，与层喷嘴比较 ,压应力喷8 嘴有更高的累积损失量。图 3.3 a 嘴和压应力喷嘴在沙喷过程中累积的损失量磨损的陶瓷喷嘴在操作之后在纵向的方向被切断，出现分析失败。图 3.3 a 所示为操作 540 分钟后的嘴的内部孔的轮廓相片。它被表明沿着喷嘴纵向的方向磨损的嘴的内部孔的直径是比磨损的层喷嘴更大 , 尤其在喷嘴进口区域。图 3.3 b 操作 540 分钟后的嘴的内部孔的轮廓相片嘴进口孔直径随着冲蚀时间而变化的结果如图 3.3 b 所示。它被指出压应力喷嘴进口孔的直径随操作运行时间而扩大得很快。然而层喷嘴进口孔直径慢慢地随操作运行时间增大。图 3.3 嘴的冲蚀率对比。显而可见，无压应力喷嘴的冲蚀率比叠层喷嘴的冲蚀率更高。因此，很显然在相同测试条件下层喷嘴比起压应力喷嘴展现了较高的冲蚀耐9 磨性。图 3.3 c 嘴进口孔直径随着冲蚀时间而变化图 3.3 d 沙喷过程中嘴的冲蚀率对比图 3.3 e 表明受磨损的压应力喷嘴的进口孔的表面微像。从这些微像 , 喷嘴的不同形态学和破碎模态能被清楚地看见。压应力喷嘴在进口区域处以非常脆的方式中失败 , 而且展现了一个促使去除处理的脆性破碎。位于喷嘴孔表面上有许多明显的凹坑，该表面表示脆性破碎发生的表面。呈现在层陶瓷喷嘴被侵蚀的进口孔表面的典型如图 3.3 f 所示。显而可见，叠层喷嘴受侵蚀的区域的出现表示与无压应力喷嘴受侵蚀的区域相比，它有一个相对平滑的表面。 10 图 3.3 e 受磨损的压应力喷嘴的进口孔的表面微像图 3.3 f 受磨损的层陶瓷喷嘴的进口孔表面的因冲蚀磨损而失败的陶瓷喷嘴通常由在喷嘴进口区域受大的张应力的破碎所引起的 11因为喷嘴进口区域遭受严重的研磨冲击 , 而且产生大的张应力 ,这可能引起表面下的侧部裂缝而且促进了材料碎片的去除嘴在进口区域处的冲蚀磨损依赖于压应力的分布。一旦最大的张应力超过喷嘴材料的极限强度，将会发生破碎。在进口区域和出口区域根据压缩残余应力的形成而分析，层喷嘴比压应力喷嘴具有较高的冲蚀耐磨性。当计算以上数据之时 ,在从烧结温度到室温的制造过程中，层喷嘴的进口区域和出口区域处将形成受压的残余应力，它可能会部份地与产生外部负载的喷嘴的进出区段处的的张应力相抵消。这影响可能导致增加对破碎的抵制 , 因此增加了叠层喷嘴的冲蚀耐磨性。 4结论 11 W, 叠层陶瓷喷嘴通过热压而制造。目的是在沙喷过程间减少喷嘴在进口和出口的区域的张应力。特别注意的是叠层陶瓷喷嘴的冲蚀磨损。结果表示了相对于类似的无压应力陶瓷喷嘴，叠层陶瓷喷嘴有上好的冲蚀耐磨性。可靠的机制被解释作为在制造过程中叠层陶瓷喷嘴进口和出口两区域压缩残余应力的形成，它可能会部份地与产生外部负载的张应力相抵消。叠层结构在陶瓷喷嘴中是一种有效的改善无压应力陶瓷喷嘴的冲蚀耐磨性的方法。鸣谢该研究受到了“中国 (50475133) 的国家自然科学基金”“高等教育 (20030422105) 的博士计划专门研究基金”，“山东省 (自然科学基金”和“大学（世纪杰出人才计划”的大力支持。参考文献 1李国英，曲面工程，北京，机械工业出版社， 1998 2邓建新，改良的机器制造陶瓷合成物表面完整性和可靠性的技术，曲面工程 2000； 16(5):411 4. 3A，燃气蜗轮机混合涂料的喷射清洁，存放移动和基体变形。磨损 2001;249: 127 32. 4 ，纤维合成物的涂料移动和使用淀粉媒体喷射的铝。磨损 1999;224:22 37. 5I ，。坚硬的粒子冲击引起冲蚀损害依赖于冲击角度，磨损 1997;203 204:573 9. 6， R, 角研磨粒子碰撞角度在易延展金属的冲蚀中的影响，磨损 1992;152:91 7. 7G ，艾伦 C ，冲击角度和材料性能对陶瓷冲蚀率的影响，磨损 1995;186 187:117 23. 8， O ，冲蚀硬度对脆性材料的冲蚀的影响，磨损 1988;128:139 52. 9H，粒子性能对烧结的碳化硼冲蚀磨损的影响，磨损 1991;149:85 98. 10 ，，冲蚀粒子的特征和粒子大小与形状对冲蚀的影响，关于材料磨损的国际会议学报，约， (1989):143 53. 11邓建新，研磨空气喷射的碳化硼喷嘴的冲蚀磨损，材料科学工程学 A， 2005;408(122712邓建新，在沙喷处理中陶瓷喷嘴的磨损行为。欧洲陶瓷社会的杂志， 2003;23:323 9. 13邓建新，张西华，刘平彰，干沙喷射的陶瓷喷嘴的磨损，国际摩擦学 2006;39(3):274 80. 14邓建新， W,C 陶瓷喷击喷嘴的沙子冲蚀性能。应用陶瓷的进步 2005;104:59 15邓建新，郑中菜，在干沙喷射过程陶瓷和粘合的碳化物喷嘴的冲蚀磨损，英国的陶瓷交易， 2003;102:61 5. 16 W, C, 涂抹碳化钨的蚀性能 ,磨损， 1999;233 34 50. 12 17邓建新，煤泥浆 (陶瓷喷嘴的冲蚀磨损的机械装置，材料科学工程 A， 2006;417(1 1 18丁泽亮，邓建新，用煤水泥浆烧结的陶瓷喷嘴的磨损行为，国际陶瓷， 2004;34(4):591 6. 19 ， K ，带有残余表面压缩的分层的陶瓷合成物变坚固，美国陶瓷社会的杂志 1996； 79(1):79 87. 20Z ， J，血叠压片的机械性能，欧洲陶瓷社会的杂志， 1998;5:2025 34. 21，，，，叠压合成物的磨擦行为，磨损， 2000;244:29 40. 22 ，，，残余压应力对矾土 / 矾土氧化锆叠层混合物的磨损的影响，美国陶瓷社会杂志， 2003;86(9):1547 53. 23 ，，叠压片受双轴的张应力的裂痕，美国陶瓷社会杂志， 1996;79:2127. 24B,J,F，分层的微混合物破碎韧性的提高，美国陶瓷社会杂志， 1991;74:2979. 25 ， M ， D ，矾土 /氧化锆叠压片的边缘应力，美国陶瓷社会杂志1997;80(7):1633 8. 26D ，，，层合成物残余应力分布的测量，2005;53:1511 20. 27D ，，，叠层陶瓷合成物的研磨磨损在，磨损， 2006;260(9 10):1104 11. 28邓建新，刘丽丽，李建风，喷沙表面处理中基能上倾斜的陶瓷喷嘴材料发展，难熔金属和高硬度材料的国际杂志，印刷，修正校样毕业设计（论文）任务书课题名称：滑移式起重夹钳设备的总体设计学生姓名：方继松院别：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化指导教师：谭湘夫 2010年 12月 1日 1、主题词、关键词：滑移式起重机方案设计 ;传动装置方案的设计计算 ; 夹钳装置的设计 ;设备稳定性分析 2、毕业设计（论文）内容要求： (1) 查阅文献资料 , 其中中文文献不得少于 15 篇，外文文献不少于 3 篇，将其中一篇外文文献（不少于 3000 英文单词）翻译成中文（将中英文装订在一起）。写出国内外起重夹钳技术的发展及应用情况、夹钳装置的工作原理、夹钳装置的工作要求及性能 (2) 确定起重机设计方案 ; 设计夹钳装置 ;传动装置方案的设计 (3) 设备稳定性分析 (4) 用铅笔绘起重运输设备总装配图一张 (0#)，主要部件图两张；还要求用(5) 说明书的撰写要求认真、准确、条理清晰 ;文中引用的文献要依次编号，其序号用方括号括起，如 1、 2，置于右上角，文献内容必须严格按照引用的先后顺序依次在毕业设计论文的最后列出 ;文档运用 “ 篇文档排版技巧”，按学院毕业设计手册要求的格式与样式排版 ;用公式编辑器编辑公式 ;毕业设计说明书正文字数在字左右 ,交打印稿与电子稿 3、文献查阅指引 : 1吴宗泽 ,罗圣国 M高等教育出版社， 2007. 2 曹自立 . 60t 板坯夹钳搬运起重机试制成功 J. 起重运输机械 , 1996,(9):15 3 谢华 ,郗江云 ,李建红 M. 北京：机械工业出版社 ,2007. 4倪泽娅 . 重力式板坯夹钳的开发与研制 J. 重型机械科技 , 2006, (2):14 5 利用百度搜索工具查阅相关内容的最新进展 6利用湖南理工学院图书馆电子阅览室查阅、收集相关资料 7一定要找到三篇与论文有关的英文原版参考文献，参考文献至少 1 篇其中外文文献不少于 3 篇，将一篇外文文献（不少于 3000 英文单词）翻译成中文 4、毕业设计（论文）进度安排：第 1 周实习 ;设计前准备工作，接受设计任务、收集资料（至少 18 篇参考文献）第 2、 4 周了解国内外起重夹钳技术的发展及应用情况、夹钳装置的工作原理；作好制作准备工作；将 3000字的与本课题有关的英文文献译成中文；交毕业设计（论文）开题报告第 5、 6 周进行常用夹钳装置的结构分类与分析；确定起重机设计方案第 7、 8 周夹钳装置的设计 ;传动装置方案的设计；设备稳定性分析 ;毕业设计（论文）中期检查第 9、 10 周用铅笔绘起重运输设备总装配图一张 (0#)，主要部件图两张；还要求用交论文初稿（纸质打印稿）第 11、 12 周制作夹钳设备第 13、 14 周整理设计说明书，交毕业设计完成稿（要交档和档两种格式的电子稿 )；准备毕业答辩第 15 周交毕业设计（论文）答辩申请暨资格审查表；毕业答辩教研室意见：负责人签名：注：本任务书一式三份，由指导教师填写，经教研室审批后一份下达给学生，一份交指导教师，一份留系里存档。毕业设计开题报告课题名称：滑移式起重夹钳设备的总体设计学生姓名：方继松院别：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化指导教师：刘伟香 2011 年 3 月 1 日一、综述国内外对本课题的研究动态，说明选题的依据和意义：国内外对本课题的研究动态：夹钳作为一种起重作业机具被广泛应用于冷、热轧薄板厂，用来搬运各种半成品及成品钢卷，是一种工作效率很高、适应性极强、用途非常广泛的起重设备，属于冶金行业中的特种设备。按夹钳在夹持物料的过程中有无辅助外力，可将其分为外力辅助式夹钳和重力式夹钳。外力辅助式央钳是靠辅助外力实现对物料的夹持，不管货物的尺寸如何，只要辅助设备工作得当，这种夹钳就能轻易地对其实现夹紧，它具有操作简单、生产效率高、夹持力可调等特点。相对于外力辅助式夹钳，重力式夹钳只能靠夹钳和物料的自重实现对物料的夹持，它具有安全可靠、结构简单、制造方便、成本低廉、不消耗动力能源、寿命较长等特点，因此得到了广泛的应用。目前我国应用较多的是重力式夹钳，由于其初始夹紧力的产生是靠夹钳和物料的自重实现的，如何用合适的力夹取物料，做到既能安全实现夹取，又避免钳体的受力太大而导致钳臂或物料的破坏就显得非常重要了。以带卷夹钳为例，如果钳口产生的夹持力不够大，夹钳夹持带卷就不可靠；如果产生的夹持力太大，钳臂的受力会很大，各钳臂的强度也会要求很高，导致钳体笨重：而且在夹持高温带卷时，夹持力太大时带卷接触面容易出现较大的塑性变形，而使其表面产生较深的压痕，破坏了带卷表面的完整性，给它的进一步加工带来不必要的麻烦。德国、美国、俄罗斯等国家，在央钳的研究方面做得很好，这些国家很早就对各种钳式取物装置进行了理论和实验研究。在我国，在吊夹装置、液压钢卷夹钳、重力式板坯夹钳、电动平移式板坯夹钳等方面进行过研究性工作。相对于国外，我们国家在夹钳上的研究还是非常有限，特别是在重力式带卷夹钳上，很少进行系统性的研究。选题的依据和意义我国目前的现役重力式带卷兴钳，一部分来源于原装进口，另一部分则是靠对国外同类产品的测绘仿制。由于缺乏对原装进口样机的深入性研究，事实上并没有真正消化吸收国外的相关技术，整个带卷夹钳的生产仍然处于仿制阶段。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：研究的基本内容 : 钳装置的工作原理，进行常用夹钳装置的结构分类与分析。重机设计方案夹钳装置的设计、传动装置方案的设计以及对设备的稳定性进行分析。拟解决的主要问题 : 通过了解学习掌握夹钳装置的工作原理，对起重夹钳装置的结构进行分类与分析，通过分析从而确定起重机设计方案夹钳装置的设计，传动装置方案的设计以及分析设备的稳定性。三、研究的步骤、方法、措施及进度安排：研究的步骤、方法、措施先在导师的帮助下查阅相关的资料，通过收集资料对课题进行初步的了解，在理清夹钳装置的工作原理之后对其结构进行分析，确定总体方案，然后确定传动装置方案的设计和分析稳定性，最后通过分析设计模拟制作夹钳设备，通过实践看是否设计合理。进度安排序号各阶段完成的内容完成时间 1 熟悉课题及基础资料第一周 2 了解原理、翻译以及开题报告第二四周 3 确定起重机设计方案第五六周 4 夹钳装置的设计 ;传动装置方案的设计；设备稳定性分析 ;毕业设计中期检查第七八周 5 绘制和叫论文初稿第九十周 6 制作夹钳设备第十一十二周 7 整理设计说明书，交毕业设计完成稿第十三十四周 8 交毕业设计答辩申请暨资格审查表，答辩第十五周四、主要参考文献： 1吴宗泽 ,罗圣国 M高等教育出版社， 2007. 2曹自立 . 60t 板坯夹钳搬运起重机试制成功 J. 起重运输机械 , 1996,(9):15 3 谢华 ,郗江云 ,李建红 M. 北京：机械工业出版社 ,2007. 4倪泽娅 . 重力式板坯夹钳的开发与研制 J. 重型机械科技 , 2006. 5 马保生 . 夹钳起重机的夹钳装置 J. 太原重型机械研完所， 2009. 6贾和平 . 25112t 电动平移式板坯夹钳起重机太远 J. 太原重型机械 (集团 )有限公司设计研究院， 2009. 五、指导教师意见：资料搜索较全面，准备充分，可以开题。签名：六、教研室意见：签名：注：此表由学生本人填写，一式三份，一份留系里存档，指导教师和学生本人各保存一份。学号：毕业设计 (论文 ) 题目：重夹钳设备的总体设计作者：届别： 2010 届院别：机械工程学院指导教师：谭湘夫专业：机械设计制造及其自动化职称：副教授完成时间：年月日 I 摘要本文首先对起重夹钳技术的发展及应用情况、国内外的发展状况及发展趋势，通过对50括针对本设计选取起重机的型号，确定为臂架式起重机，然后对起重机结构的各个部件进行设计，包括夹持机构、吊臂、钳臂、轴、自动开关装置和设备稳定性分析等等的设计。采用了机械设计的一般设计方法，机械设计辅助软件 e，设计制作出起重夹钳设备，吊起重量达 50升速度达 s,运行速度达 s,搬运物体快速便捷，无卡壳，设备运行良好。通过了解学习掌握夹钳装置的工作原理，对起重夹钳装置的结构进行分类与分析，通过分析从而确定起重机设计方案夹钳装置的设计，传动装置方案的设计以及分析设备的稳定性。关键字：起重机；起重夹钳；机构设计；自动开关装置；稳定性 0kg on of to of so on of ro/e, a of 50Kg .1 m/s, .5 m/s, is By s of to of I 目录摘要 . I . 起重机简介 . 26 . 错误 !未定义书签。产起重机与国外产品的差距 . 5 2起重夹钳简介 . 7 内外起重夹钳发展状况 . 7 用夹钳装置的发展与应用 . 7 杆夹紧式 . 8 钳自重夹紧式 . 9 钳装置自重夹紧式 . 12 绳张力附加夹紧式 . 13 3 设计目的及主要内容 . 15 计的基本内容 . 15 计目的 . 15 4 50重机的设计方案的确定 . 15 0. 15 0. 15 架式起重机的工作原理 . 16 0. 17 0. 17 . 17 . 44 量和成本 . 44 0. 45 . 45 重机构件的设计方案 . 46 5 50 计 . 21 重夹钳设计思想 . 21 0. 22 重夹钳的夹持机构 . 22 臂的设计 . 22 . 23 尺寸计算 . 23 臂的设计 . 23 . 23 的设计 . 23 的设计 . 24 的设计 . 27 . 27 . 28 的设计 . 29 的设计 . 30 . 30 6 起重夹钳主要部件的工艺 . 57 臂的工艺 . 57 臂的工艺 . 57 的工艺 . 57 7 自动开关装置的设计 . 58 料选择 . 58 . 58 8 设备的稳定性分析 . 34 . 34 . 60 9 润滑剂的选择 . 61 10 结论及前景 . 36 结论 . 62 前景 . 62 参考文献 . 37 致谢 . 38 38 1. 起重机械简介起重机械是现代工业企业中实现生产过程机械化、自动化、减轻繁重体力劳动、提高劳动生产率的重要工具和设备。如在港口码头和铁路车站，没有起重机械，装卸工作就不能进行；在冶金生产中起重机械已用于金属生产的全部过程；现代建筑工程，不能离开起重机械；在农业和林场，最困难、最费力的工作也由起重机械来完成；在核发电站中，采用特殊的起重机，用以代替人的操作去担当对人体健康有严重危害的作业。随着科学技术和生产的发展起重机械在不断地完善和发展之中 1 。代起重机的特征和发展趋向随着现代科学技术的迅速发展，工业生产规模的扩大和自动化程度的提高，起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高。尤其是电子计算机技术的广泛应用，促使了许多跨学科的先进设计方法出现，推动了现代制造技术和检测技术的提高。激烈的国际市场竞争也越来越依赖于技术的竞争。这些都促使起重机的技术性能进入崭新的发展阶段，起重机正经历着一场巨大的变革。我国正以前所未有的速度进入全球化国际竞争市场，中国的起重机制造业面临着机遇与挑战并存的新形势。因此起重机的不断发展和创新是关键。现根据国内外起重机的新理论、新技术和新动向，结合实例，简要论述现代起重机的特征和发展趋向。 1、重点产品大型化、高速化、耐久化和专用化由于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长。起重量越来越大，工作速度越来越高，并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。起重机不但要好用，容易维护，操作方便，而且安全性要好，故障要少，平均无故障工作时间要长。可靠性是国际市场产品竞争的焦点，国外许多大公司都制定了可靠性内控标准。我国起重机的性能要赶超世界先进水平，最关键的是要提高可靠性，使起重机具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。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 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 38 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。 2、系列产品模块化、组合化、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。德国德马格公司生产的桥式起重机充分考虑了模块化和组合化，使系列、整机、机构、部件和零件互相之间的参数匹配，能力分布达到最为经济合理的搭配效果。利用起重量与起升速度的乘积为常数的方法使起升机构主要部件达到最大限度的通用。再通过滑轮倍率的变化派生出更多的规格。 5 125t 桥式起重机系列，多种工作级别，只需4 种基型的起重小车。该公司开发的标准车轮箱模块系列，上面有多组联接孔，可选装不同型号的驱动单元，可组装成台车，可与金属结构件组合后用作各种桥式、门式起重机，巷道堆垛起重机或其它轨行式起重运输机械的运行机械，其车轮有多种踏面形式可供选用。由于不受基距限制，组合灵活，用途广泛。该公司的端梁标准模块系列已经商品化，与主梁之间采用摩擦环和高强度螺栓的连接方式，提高了互换性和尺寸精度，减少了接合面的加工量。与任一主梁都可快速有效相接。有适用于单梁或双梁两种形式的端梁模块，根据起重量及跨度就可确定出适用的端梁型号。 3、通用产品小型化、轻型化、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，降低制造成本，是市场竞争能否获胜的关键。考虑综合效益，要求起重机尽量降低外形高度，简化结构，减小自重和轮压，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。 38 德国德马格公司经过长期的开发和创新，已形成一个轻型组合式标准起重机系列。整个系列由组合式工字形单梁、悬挂箱形单梁、角形小车箱形单梁和箱形双梁多个品种组成。主梁与端梁相接共有 15 种形式，可适合不同建筑物和不同起吊物的要求。每种规格起重机都有三种单速及三种双速可供任意选择。操纵方式有地面手电门自行移动、手电门随小车移动、手电门固定、远红外或无线电遥控、司机室固定、司机室随小车移动、司机室自行移动等 7种选择，外加不同的导电形式，不同的电控形式，通过不同的组合，可搭配成百上千种起重机，充分满足用户不同的需求。这种起重机的另一最大优点是轻型化，与国内产品相比较，起重量 32t，跨度内双梁桥式起重机自重为动葫芦桥式起重机自重为德马格电动葫芦桥式起重机的自重只有国内产品分别轻 60和 35。随着起重机的不断发展，我们公司的产品，能够适应行业的发展，我们公司的智能超载限制器及科蓝安控系统，作为起重机安全运行的保护神，可异地、远程、实时监控起重机的运行。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。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。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 38 用单机操作工作效率提高 65%。日本东芝浜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。 38 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 2 。产起重机与国外产品的差距 3 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。近期炒得沸沸扬扬的 “ 徐工收购案 ” 更是吸引了众多业内外人士的目光。那么，我国工程机械行业的竞争力究竟如何？同国外的对手相比，孰优孰劣？有关专家以起重机产品为例，从四个方面进行了分析对比。技术实力应该说，我国起重机的制造技术还是位于世界前列的，众多产品也在国内外拥有广阔的市场。然而，与欧美日等发达地区相比，我们的技术实力还是有一定差距的。根据数据显示，级别超过 200吨的履带式起重机、超过 100吨的汽车起重机大多要进行国际招标采购，这说明目前国内在这方面尚不具备大量生产的能力。欧洲起重机的平均吨位在 800吨，而我国目前这一数字却不到 200。徐州重型机械公司的 00吨，全路面起重机额定起重量为 200吨，这已是目前国内之最，与利渤海尔、马尼托瓦克等国际起重机行业巨头在技术方面还有很大差距。产品结构由于技术能力所限，我国起重机在产品结构上也不够完善，难以同国外匹敌。中国国际招标网的资料显示，技术要求较高的全路面起重机和履带式起重机这两种 38 产品在我国产能较低，目前只有徐州重机等少数几家行业内的龙头企业具备一定的生产能力。而这两种产品是起重机众多类别当中吨位最大的，其价格也远远高于普通的汽车或轮胎式起重机，这一领域国内产能的匮乏使得我们不得不付给国外厂商更多的成本。产业链条决定产品竞争能力的不只是技术研发的实力，处于产业链下游的制造业必将受制于上游产业的影响。在我国，钢铁企业的技术缺陷也给下游的工程机械行业发展造成了一定程度的制约，钢材的硬度、弹性、延展性等质量标准直接关系到技术能否实现。同时，汽车工业的发展与起重机的关联也十分密切，汽车底盘技术的成熟会对起重机承载能力的提高起到决定性的作用。然而，我国在这方面显然不能同欧美日等发达国家相比。另外，下游的工程机械租赁产业尚处于发育阶段，这也给起重机生产企业把握市场动向、完善售后服务带来了更多的成本消耗。进出口结构从起重机的进出口结构来看，我国起重机行业总体上以出口为主，贸易顺差较大，尤其在亚洲有着非常广阔的市场。尽管在技术上与欧美等国的竞争对手有一定差距，但是这并不影响我们成为起重机的制造大国。在中低端市场上，由于价格上的优势，我们拥有更多的市场份额，也涌现出了徐工，中联浦沅这样优秀的民族品牌。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。这也就是为什么凯雷对徐工的收购会引来如此大的反响，作为很有希望的民族产业，我们当然不可能拱手相让。 38 2 起重夹钳简介内外起重夹钳发展状况夹钳作为一种起重作业机具被广泛应用于冷、热轧薄板厂，用来搬运各种半成品及成品钢卷，是一种工作效率很高、适应性极强、用途非常广泛的起重设备，属于冶金行业中的特种设备。按夹钳在夹持物料的过程中有无辅助外力，可将其分为外力辅助式夹钳和重力式夹钳。外力辅助式央钳是靠辅助外力实现对物料的夹持，不管货物的尺寸如何，只要辅助设备工作得当，这种夹钳就能轻易地对其实现夹紧，它具有操作简单、生产效率高、夹持力可调等特点。相对于外力辅助式夹钳，重力式夹钳只能靠夹钳和物料的自重实现对物料的夹持，它具有安全可靠、结构简单、制造方便、成本低廉、不消耗动力能源、寿命较长等特点，因此得到了广泛的应用。目前我国应用较多的是重力式夹钳，由于其初始夹紧力的产生是靠夹钳和物料的自重实现的，如何用合适的力夹取物料，做到既能安全实现夹取，又避免钳体的受力太大而导致钳臂或物料的破坏就显得非常重要了。以带卷夹钳为例，如果钳口产生的夹持力不够大，夹钳夹持带卷就不可靠；如果产生的夹持力太大，钳臂的受力会很大，各钳臂的强度也会要求很高，导致钳体笨重：而且在夹持高温带卷时，夹持力太大时带卷接触面容易出现较大的塑性变形，而使其表面产生较深的压痕，破坏了带卷表面的完整性，给它的进一步加工带来不必要的麻烦。在我国，在吊夹装置、液压钢卷夹钳、重力式板坯夹钳、电动平移式板坯夹钳等方面进行过研究工作。相比对于国外，我们国家在夹钳上的研究还是非常有限。德国、美国、俄罗斯等国家，在央钳的研究方面做得很好，这些国家很早就对各种钳式取物装置进行了理论和实验研究。在我国，在吊夹装置、液压钢卷夹钳、重力式板坯夹钳、电动平移式板坯夹钳等方面进行过研究性工作。相对于国外，我们国家在夹钳上的研究还是非常有限，特别是在重力式带卷夹钳上，很少进行系统性的研究。用夹钳装置的发展与应用夹钳装置是夹钳起重机的取物装置，它与起重机的几个工作机构配合，可从铸锭车上拧断汤道，夹取钢锭，将钢锭装入均热炉，再从均热炉取出加热后的钢锭送进运锭车或直接放到棍道上运往初轧机。此外，夹钳起重机还可用来拨移钢锭车或夹上清炉耙清理炉底。夹钳起重机在完成上述工艺程序时，由于运行速度较快，振动大，夹持的又往往是红热的钢锭，因此夹钳装置的各个零部件除应有足够的强度外，还应有良好的夹持性能，保证夹持的钢锭不至从钳口脱落。夹钳装置夹持钢锭的工作可靠性通常用夹紧系数 8 两个水平作用力 (央紧力 )之和对钢锭自重的比值，钢锭越不会从夹钳中脱落下来。为了加大夹紧系数 K，除应提高夹钳装置的强度与刚性外，还应设法寻求最为合理舶结构形式，以免过多地增大夹钳装置的几何尺寸和自重，影响起升机构的电机功率或起升速度。因此合理地选择及改进央钳装置的结构形式是减小设备自重和提高夹钳装置工作可靠性的重要环节。杆夹紧式 4 夹钳装置有 4个起升动滑轮 2，每两根钢绳由起升卷筒经起升动滑轮成对地固定到小车架上的平衡杠杆或平衡轮上。央钳开圃机构的驱动装置设在上方，由电机通过立式减速机瓤伞齿轮对传动垂直螺杆 4，由具有内螺纹可上下移动的套筒带动拉杆，使夹钳启闭。拉杆向上时夹钳闭合，拉杆向下时，夹钳在自重的作用下开启。亦可设计成使拉杆带动夹钳上方的连杆，当拉杆向上时夹钳闭合，拉杆向下时夹钳张开如图。为了保持央钳对钢锭的稳定夹持力，在开闭机构自底座上方装有弹簧装置，弹簧的压力越大，夹钳对钢锭的夹紧力就越大。为了防止机构过载，在立式减速机上设有极限力矩保护装置。在确定弹簧压力时，除应根据电机功率、传动装置的传动比，螺杆螺纹导角、夹钳钳杆的传动比及传动效率等因素外，还与各运动物件运动时的惯量有关。此外，它还应根据极限力矩保护装置的设计值及其在使用过程中的稳定性决定。螺杆夹紧式夹钳装置的夹钳钳杆自重对夹紧力的影响甚小。在不同的钳口开度，钢锭的自重对夹紧力虽有一定影响，但占的比重不大。这种夹钳装置的夹紧力主要是由机构传动在螺杆中产生轴向力带动夹钳钳杆产生的。夹钳的回转机构装于夹钳装置翼架的下方，通过啮合齿轮带动夹钳回转。为了防止机构在刮渣时过载，机构也设有极限力矩保护装置。其结构形式如图 38 图夹钳自重夹紧式 5 按照连接夹钳钳杆的销轴数量和结构，夹钳装置可分为如图示的单销轴式，图 c 所示的双销轴轴距可调式。单销轴夹钳装置结构较简单，但适用的有效开度较小，双销轴的适用于较大的钳口开度，在导槽曲线和夹钳钳杆两段长度比不变的情况下，双销轴式的夹紧系数较大。双销轴可调式夹钳装置适用于钢锭尺寸变动范围较大的情况，轴距的调节可以用人工，亦可用机械前者费工费时，且在高温时进行调节的劳动条件很差，后者可以无级调距，但需增加一套传动装置，结构较复杂。在夹钳自重夹紧式夹钳装置中，革销轴式的应用最为普遍，单销轴夹钳装置有两个起升动滑轮，每根钢绳由起升卷筒经起升动滑轮固定到小车架平面上的拉杆上面。当中的启闭钢绳由启闭卷筒经启闭动滑轮缠绕到起升卷筒上，它与起升钢绳有相同的缠绕中径。夹钳的动作原理是：当夹钳处于张开状态时，夹钳的重量由启闭钢绳支承，而夹钳装置的其它部分，如：导槽架、立柱、横粱等的重量垒由起升钢绳支承。夹钳须闭合时，由启闭机构。将启闭钢绳下放，让启闭动滑轮下降，与动滑轮用拉杆和链条相连接的钳销轴随之下降，夹钳因而下降。由于夹钳钳杆上部的滚予是沿着八字形导槽向下滚动的，夹钳因而闭台。当钳尖接触到钢锭侧面时，虽然启闭机构可能继续使启闭动滑轮下降，但夹钳及钳销轴已不能继续下降，这时为了防止因钢绳松弛而脱槽，在拉杆和钳销轴之间 38 采用了焊接链连接，用来保证必要的柔性环节。夹钳的开启过程就是闭合运动的逆过程。为了防止启闭机构在使夹钼向上运动时夹钳钳杆上部滚子与八字形导槽顶部接触时机构出现过载，在启闭机构设有极限力矩保护装置。夹钳装置的起升运动是使起升卷筒以相同的速度缠绕起升钢绳和启闭钢绳，起升动滑轮与启闭动滑轮间相对位置不变，因而夹钳装置不论处于任何高度，夹钳的钳口开度也不会变化。当用夹钳装置央取钢锭时，先下放夹钳，使钳夹与钢锭侧面接触，并使链条呈松弛状态。起升机构动作时，起升动滑轮带动上横粱、立柱及导饴架一起上升。开始时，夹钳上部滚子与导槽之间存在相对运动，当导槽架上升到某一高度后，夹钳开始夹紧钢锭，滚子与导槽之间不再出现相对运动，由夹钳带着钢锭与导槽架一起上升。在夹钳夹住钢锭、起升机构起升钢锭前，夹钳的夹紧力主要是夹钳的自重产生的，此时的夹紧力称为初始夹紧力。夹钳的白重越大，初始夹紧力就越大。在夹钳自重不变的情况下，夹紧力的大小只与夹钳的几何尺寸、钳口开度及导向槽的曲线形状有关。当夹钳夹住钢锭，导槽架带动夹钳和钢锭一齐起升时，夹紧力是由夹钳和钢锭的重量共同构成的。为了使夹钳装置工作可靠，设计常取夹紧系数 K 1 8 2 0。起升机构与启闭机构是完垒独立的两个机构，它们可以单独工作，亦可同时动作。在实际工作时，夹钳起重机所夹取的钢锭品种和规格是多种多样的，即使是同一品种和规格的钢锭，由于钳口与钢锭侧面的接触位置不同，或夹钳夹取钢锭的开度不同，夹紧系数常常是变化的。为了工作可靠，应使夹钳在任何开度时的夹紧系数都保持足够大的值，这可由设计特殊的导槽曲线来实现。但是这种曲线不论在设计和制造时都是困难的，通常简单地选用椠一等半径的曲线。此种夹钳装置的回转机构设于小车架上，通过蜗轮蜗杆减速机、长的方形立轴及齿轮对使夹钳装置回转。为防止机构在回转刮渣时过载，机构设有极限力矩保护装置。 38 图图销轴夹钳自重夹紧式夹钳装置 38 图销轴轴距可调式自重夹紧式夹钳装置钳装置自重夹紧式 6 夹钳装置自重夹紧式夹钳装置的结构型式见图钳装置有 4个起升动滑轮，每两根起升钢绳由起升卷筒经起升动滑轮成对地固定到小车架上的平衡滑轮上。两根启闭钢绳由启闭卷筒经启闭动滑轮缠绕到起升卷筒上，它们与缠绕在起升卷筒上的起升钢绳有相同的缠绕中径。夹钳在闭台时，原来张开的夹钳装置重量支承在启闭钢绳上，当启闭机构下放钢绳耐，启闭动滑轮 3及外部滑块 2下降，夹钳装置的立柱及钳销轴因而下降，起升动滑轮与钳销轴问的距离变大，夹钳开始闭合当夹钳尖接触到钢锭侧面时，闭台动作停止，立柱亦不再下降，启闭机构继续下放钢绳，夹钳装置的重量通过钳销轴悬挂在起升钢绳上，从而产生初始夹紧力。夹钳的张开运动是闭合运动的通过程，当启闭机构动作时，滑块的移动量由限位开关控制。为了减小滑块上升时与立柱的冲击，在其间装有弹簧缓冲器夹钳装置起升时，起升卷筒以相同的速度卷绕启闭钢绳和起升钢绳，因而启闭动滑轮与起升动滑轮阀的距离不变，夹钳的开度也不变。如果夹钳已夹住钢锭，此时因滑块已与立柱脱离，夹钳装置及钢锭的垒部重量支承在起升钢绳上并产生最大夹紧力。这起升机构与启闭机构也是独立的机构，它们可以分别动作或同时动作。回转机构设在立柱最上方，电机通过减速机伞齿轮对、立柱及立柱下方的内齿轮使夹钳回转。 38 图钳装置自重夹紧式夹钳装置绳张力附加夹紧式钢绳张力附加夹紧式央

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