人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计【3张CAD图纸+毕业论文】

龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计论文.doc

龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计【3张CAD图纸+毕业论文】

资源目录

龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计【3张CAD图纸+毕业论文】.rar

龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计论文.doc---(点击预览)

龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计开题报告.doc---(点击预览)

吊钩装配图.dwg

机构.dwg

龙门式起重机总体结构总体图.dwg

压缩包内文档预览：(预览前20页/共51页)

编号：648906 类型：共享资源大小：2.95MB 格式：RAR 上传时间：2016-05-17 上传人：信达机械Q****3512... IP属地：江苏

45
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 龙门式起重机总体龙门式起重机结构设计金属结构 cad 图纸毕业论文

资源描述：

龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计

51页 16000字数+论文说明书+开题报告+3张CAD图纸【详情如下】

吊钩装配图.gif

机构.gif

龙门式起重机总体结构总体图.gif

全部文件.png

吊钩装配图.dwg

机构.dwg

龙门式起重机总体结构总体图.dwg

龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计开题报告.doc

龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计论文.doc

目录 0

1起重机的总体设计主要内容包括以下方面 1

1.1门式起重机总体设计方案确定 1

1.1.1起重机的设计参数是指 1

1.2龙门起重机的总体方案和基本参数确定 1

1.2.1起重机各构件质量数据如下 1

1．3主起升机构的设计 2

1.3.1选择钢丝绳 2

1.3.2选用钢丝绳标记如下 3

1.4门架的结构选择型式 4

1.4.1门架的主要尺寸的确定 4

1.4.2门式起重机的载荷及其组合 5

1.4.3惯性力(惯性载荷) 5

1.4.4大车运行偏斜侧向力 6

1.4.5进行最大拉力验算 6

1.4.6计算受拉单栓承载力 6

1.4.7载荷组合 6

1.5门式起重机的计算载荷组合通常考虑以下几种情况 6

1.5.1腿几何尺寸和几何特性 7

2起重机金属结构设计 9

2．1主梁危险载面的强度校核计算 9

2.1.1正应力的校核验算 9

2.1.2剪应力的校核验算 10

2.1.3支腿危险载面的强度校核验算 11

2.1.4下横梁的截面尺寸及几何特性强度验算 11

2.1.5支腿与下横梁的内力校核计算 12

2.1.6支腿平面内的支腿内力计算 12

2.1.7箱型梁的约束弯曲校核计算 12

2.1.8轮压产生的局部压应力校核计算 14

2.1.9主梁的刚度校核计算 17

2.1.10稳定性校核计算 20

2.1.11腹板局部稳定性的校核验算 23

2.1.12加肋板的稳定性校核计算 25

2.1.13受扭构件的校核计算 27

2.1.14开口薄板构件的扭转校核计算 30

2.1.15闭口薄壁构件的扭转校核计算 32

3螺栓连接 34

3.1构造与布置 34

3.1.1螺栓连接的强度校核计算 34

3.1.2受弯矩作用的剪力螺栓连接 35

3.1.3风载荷的计算 38

4连接的计算 40

4.1焊接 40

4.1.1焊逢的种类型式 41

4.1.2焊逢连接计算 42

5龙门起重机的使用和修理 44

5.1龙门起重机的安全技术规程要点为 44

5.1.1龙门起重机司机要求 44

6结论 46

致谢 47

参考文献 48

前言

龙门起重机的种类很多，按龙门起重机龙门架的七部结构型式可以分为单梁龙门起重机、双梁龙门起重机和单梁龙门起重机和单主梁龙门起重机等等各种类型起重机。按照上部结构，主梁的结构又可分为单箱形主梁和双箱形主梁等等各种类型

由于本人设计的起重机结构为龙门式箱形结构，支腿型式为“ ”型。就不考虑其他类型起重机的结构，箱形梁式结构起重机结构是国内外起重机中应用最普遍的一种梁架结构型式。因为箱形梁式具有设计简单、制造工艺性好等优点，而这些有利条件对于尺寸规格多、生产批量较大的箱式起重机标准化系列产品来说，显得更加重要。由于小车轨道整正中铺设的箱形梁式结构至今仍然是我国成批生产的、最常用的、典型的一种结构。我主要设计的内容是龙门起重机的总体设计和金属结构设计。总体设计中有起重机的选型、设计参数、质量、等。金属结构包括：梁、直架、力、强度、刚度、稳定性的校核和计算。

1起重机的总体设计主要内容包括以下方面

起重机选择类型为：箱形梁式龙门起重机，箱形梁式结构起重机主要由两根主梁和两根端梁组成。主梁是由上、下盖板和两块垂直腹板组成封闭的箱形截面的实体板梁结构。小车运行的轨道可以铺设在主梁上盖板的正中间，也可以设在靠里侧的垂直腹板的上方或介于上述两者之间的位置。因此，梁架中两根主梁的间距主要取决于起重小车的轨距，主要与起升机构的布置有关，梁架的两端梁间的距离取决于梁架的跨度大小。

相比之下，箱型梁结构比衍架结构耐用度高、抗弯能力强、稳定性好、经济实用。是市场上最为实用的一种类型起重机，深受客户欢迎的理想的起重机。

1.1门式起重机总体设计方案确定

1.1.1起重机的设计参数是指

起重量Q(t)、跨度L(m)起升高度H(m)起升速度 (m/min)、和工作级别等。

已知数据和计算：起重量：50 起升高度：4.2 跨度：5 起升速度：7.5 工作级别：级；机构接电持续率：25%

1.2龙门起重机的总体方案和基本参数确定

1.2.1起重机各构件质量数据如下

起重机总质量：；主梁：；支腿：（一根）；下横梁：（一根）；轨道：走台栏杆： =2067 ；电气均布质量：；吊具：。

吊钩的选择：吊钩装置是起重机最重要的一个承载部件。它要求强度足够，工作安全可靠，转动灵活，不会发生突然破坏和钢丝绳脱槽等现象。

吊钩装置有长型和短型两种。长型吊钩装置的构造特点：吊钩装在横轴上，滑轮装在单独的心轴上。而短型吊钩装置的构造特点：吊钩横轴与滑轮心轴合而为一。长型吊钩装置的吊钩较短；而短型吊钩的装置的吊钩较长。我的设计选择长吊钩。

滑轮组数选择：滑轮组是由定滑轮组和动滑轮组组成。由于动滑轮组与吊钩装在一起，称为吊钩组，所以我选择定滑轮组。定滑轮组的滑轮数依滑轮组倍率不同而不同，安装在起重小车架上。双梁箱形结构形式起重机提升50 的滑轮组为双联滑轮组。

吊钩组上起重机应用最广泛的取物装置，它由吊钩、吊钩螺母、横梁、动滑轮组、推力轴承和拉板等组成。

起重机常用的轨道有三种：1）起重机钢轨道；2）铁路轨道；3）方钢轨道。本次设计我选用起重机钢轨道（即正轨）。详细步骤如下：

6结论

紧张而又充实的毕业设计即将结束，通过这次设计，我充分认识到毕业设计是对学生综合运用所学知识，解决本专业范围内工程技术问题能力的很好检验，同时也进一步提高了学生理论联系实际的能力，综合思考的能力。也进一步培养和提高了学生的设计计算能力、绘图表达能力，应用标准规范能力和查阅资料的能力。在这次设计中，我很好的完成了设计任务，并设计了龙门式起重机总体及金属结构设计。在是设计中我对起重机有了很明确的认识、理解以及工作原理。我的设计是龙门式起重机，龙门式起重机主要是由横梁、支架、箱形梁等金属构成右螺栓连接，金属焊接组成。

我设计的起重机符合实际的工作情况，适应任何工作条件，提升高度，跨度能满足工作需要，希望能得到广大客户的认可。

改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对起重机的需求量不断增长。近年来，起重机工业一直以15%左右的增长速度快速发展，起重机工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业起重机厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。

研究推广能提高劳动生产率及产品质量、降低成本和扩大起重机应用范围的各种领域工作，也是起重机技术的发展方向之一。目前国内外相继涌现了高性能工艺、适应工作环境能力、承载能力强功能、抗疲劳强度性能及抗弯曲性能性能等精制、经济的起重机设计新方法。

虽然中国起重机工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。

致谢

在本文即将结束之际，特向我的指导老师老师表示衷心的感谢！本设计是在他的悉心指导和关怀下完成的，论文从选题、总体结构的确定、直至撰写和修改的每一步都凝聚着老师们的大量心血和汗水。师老师以其严谨的治学态度、渊博的专业知识、严密的逻辑思维和高度的责任心给我留下了深刻的印象，在本论文写作过程中，师老师曾多次提供富有创意的建议和意见，可以说，本文也饱含着师老师的汗水和心血。在论文选题和写作过程中师老师又给我提出了中肯的建议，在此对师老师致以诚挚的谢意！

参考文献

[1]．巩云鹏、黄秋波等主编机械设计课程设计[M]辽宁：东北大学出版社出版，2001

[2]．甘永立.几何量公差与检测[M].第五版.上海：科学技术出版社，2003

[3]．李贵轩.设计方法学[M].第一版.北京：世界图书出版公司，1989

[4]．常红，孟初阳主编物流机械[M]北京：人民交通出版社 2003

[5]．陈道南，盛汉中主编起重机课程设计[M]北京冶金工业出版社

[6]．Ing.J.verschoo著刘宝静译起重机设计、使用和保养[M]上海科学出版社 2002

[7]．梵兆馥主编重型设备吊装手册[M]北京冶金工作出版社 2001

[8]．梁治明,主编材料力学[M]辽宁：高等教育出版社出版，1985

[9]．王金诺于兰峰主编起重运输机金属结构[M]北京中国铁道出版社 2002

[10]．中国设计大典，南昌江西科学技术出版社 2002

[12]．范祖荛，编结构力学[M]机械工业出版社，1979

[13]．冷兴聚，王春华，王琦主编机械设计基础[M]沈阳东北大学出版社2002

[14]．陈玮璋，主编起重机械金属结构[M]上海海运学院 1986

[15]．李美荣，主编工程机械专业英语[M]人民交通出版社2002

内容简介：: 毕业设计开题报告学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级学号学生指导教师题目龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计 1 1 综述述物料搬运成了人类生产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，作为物料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，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高。起重机正经历着一场巨大的变革。大型化和专用化内外起重机的发展情况介绍由于工业生产规模的不断扩大，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。起重机不但要容易操作，容易维护，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有优异的耐久性、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达 6， 500t，最大的履带起重机起重量达 3， 000t，最大的桥式起重机起重量为 1， 200t，集装箱岸边装卸桥小车的最大运行速度已达350m/垛起重机最大运行速度是 240m/圾处理用起重机的起升速度达 100m/ 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。例如冶金、核电、造纸、垃圾处理的专用起重机，防爆、防腐、绝缘起重机和铁路、船舶、集装箱专用起重机的功能不断增加，性能不断提高，适龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计 2 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的专用起重机，在国际市场打开了销路。这种起重机安装在房屋结构上，跨度大、起升高度大、可过跨、停车精度高。在起重小车下面安装有多节伸缩导管，与飞机维修平台相连，并可作 360 度旋转。通过大车和小车的位移、导管的升降与旋转可使维修平台到达飞机的任一部位，进行飞机的维护和修理，极为快捷方便。内外起重机发展具体表现以下几个方面：块化和组合化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。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。可使单件小批量生产的起重机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，企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。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。目前，德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已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。德国德马格公司还开发了一种性组合式悬挂起重机，起重机的钢结构由冷轧型轨组合而成，起重机运行线路可沿生产工艺流程任意布置，可有叉道、转弯、过跨、变轨距。所有部件都龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计 3 可实现大批量生产，再根据用户的不同需求和具体物料搬运路线在短时间内将各种部件组合搭配即成。这种起重机组合性非常好，操作方便，能充分利用空间，运行成本低。有手动、自动多种形式，还能组成悬挂系统、单梁悬挂起重机、双梁悬挂起重机、悬臂起重机、轻型门式起重机及手动堆垛起重机，甚至能组成大型自动化物料搬运系统。型化和多样化有相当批量的起重机是在通用的场合使用，工作并不很繁重。这类起重机批量大、用途广，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。因此电动葫芦桥式起重机和梁式起重机会有更快的发展，并将大部分取代中小吨位的一般用途桥式起重机。德国德马格公司经过几十年的开发和创新，已形成了一个轻型组合式的标准起重机系列。起重量为 1，工作级别为个系列由工字形和箱型单梁、悬挂箱形单梁、角形小车箱形单梁和箱形双梁等多个品种组成。主梁与端梁相接以及起重小车的布置有多种型式，可适合不同建筑物及不同起吊高度的要求。根据用户需要每种规格起重机都有三种单速及三种双速供任意选择，还可以选用变频调速。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、无线遥控、司机室固定、司机室随小车移动、司机室自行移动等七种选择。大车及小车的供电有电缆小车导电、统两种方式。如此多的选择项，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，自重轻、轮压轻、外形尺寸高度小，可大大降低厂房建筑物的建造成本，同时也可减龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计 4 小起重机的运行功率和运行成本。与通用产品相比较，起重量为 10t，跨度用双梁桥式起重机自重是 24t，起重机轨面以上高度 1876重机宽度 5980德马格起重机的自重只有量轻了 176%，起重机轨面以上高度为 920低了 104%，起重机宽度为 2980形尺寸减少了 100%。动化和智能化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。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、故障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。变压变频调速、射频数据通讯、故障自诊监控、吊具防摇的模糊控制、激光查找起吊物重心、近场感应防碰撞技术、现场总线、载波通讯及控制、无接触供电及三维条形码技术等将广泛得到应用。使起重机具有更高的柔性，以适合多批次少批量的柔性生产模式，提高单机综合自动化水平。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，特殊场合的远距离遥控等，以适应自动化生产的需要。例如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 龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计 5 速度 s 的情况下很快使起吊物摇摆振幅减至几个毫米。起重机可通过磁场变换器或激光达到高精度定位。起重机上安装近场感应系统，可避免起重机之间的互相碰撞。起重机上还安装了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，如齿轮箱油温、油位，车轮轴承温度，起重机的载荷、应力和振动情况，制动器摩擦衬片的寿命及温度状况等。套化和系统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，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。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集成系统中的传输。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，柔性加工制造系统，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。例如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，用于钢板的喷丸处理、切割和入库的自动装卸搬运作业，比原先采用单机操作工作效率提高了 65%。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龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计 6 库。这些在空间移动的起重机搬运系统代替了过去通常使用的自动导向搬运车，使车间的地面面积得到充分利用。型化和实用化结构方面采用薄壁型材和异形钢、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。桥式起重机的桥架结构型式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 ”运行机构是当今世界轻、中级起重机运行机构的主流，将电动机、减速器和制动器合为一体，具有结构紧凑、轻巧美观、拆装方便、调整简单、运行平稳、配套范围大等优点，国外已广泛应用到各种起重机运行机构上。为使中小吨位的起重小车结构尽量简化，同时降低起重机的尺寸高度，减小轮压，国外已大量采用电动葫芦作为起升机构。为了减轻自重，提高承载能力，改善加工制造条件，增加产品成品率，零部件尽量采用以焊代铸，如减速器壳体、卷简、滑轮等都用焊接结构。减速器齿轮都采用硬齿面，以减轻自重、减小体积、提高承载能力、增加使用寿命。液压推杆盘式制动器的应用范围也越来越大。此外，各机构采用的电动机都向高转速发展，从而减小电机基座号，减轻重量与减小外形尺寸，并可配用制动力矩小的制动器。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。今后会更加注重起重机的安全性，研制新龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计 7 型安全保护装置。重视司机的工作条件，应用人体工程学设计司机室，降低司机的劳动强度。德国近年为解决起重机吊钩的防摆控制，开发了模糊逻辑电路的控制技术，用神经信息和模糊技术来寻找开始加速的最佳时刻，将有经验司机防摆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，再利用计算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。模糊控制作为新的控制方法已引人注目。 2 方案论证门式起重机总体结构设计及金属结构设计的特点和种类起重机是从事起吊、空中搬运的一种设备。常见的起重机有：桥式起重机门式起重机、塔式起重机、港口起重机、汽车起重机、履带起重机和铁路起重机等。桥式起重机是机械制造工业和冶金工业用得最广泛的一种起重机机械，桥式起重机又称“行车”或“天车”，是横架在固定跨间上空用来吊运各种物件的设备。桥式起重机的特点是它既不占地面面积，又不妨碍地面上的作业，而且以较少的物资材料和极为稳定的形态把建筑物内各处都当作可能的作业范围，进行高速、高效的服务，可以在起升高度和大、小车轨道所允许的空间内负担任意位置的吊运工作。此外，桥式起重机容易以廉价实现借助控制盘和操纵盘进行自动操纵、或半自动操纵、内装电脑的程序操纵。设置在室内的起重机中，桥式起重机约占 90%。桥式起重机有很多类型。一般按以下方法进行分类。龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计 8 根据桥架的结构不同，分为箱式结构，四珩架结构和腹板梁结构等，其中箱式结构用得最广泛。根据起吊装置不同，分为吊钩桥式起重机、电磁盘桥式起重机、抓斗桥式起重机。为了使吊钩桥式起重机使用场合更广泛，在吊钩上附以可更换的电磁盘或马达抓斗，以便作两种或三种用途。重机的一般构造龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计：沿建筑物较长方向的两壁设置的承轨梁，在梁上铺设大车运行轨道，将装有 4 个车轮（载荷大时装有 6 个或 8 个车轮）的桥架跨在轨道上；装有起升机构和运行机构的电动小车（桥架上运行。大车轨道中心间的距离称为跨度（在该轨道上运行的动作称为大车运行。在桥架的中心或两端装有大车运行电动机，从电动机的水平轴引出动力，驱动半数的车轮。起升、小车运行及大车运行的速度，按工况和起重量的大小适当选定。一般来说，在起重量小和使用频繁时，速度较高。小车运行速度同大车运行的速度相比低得多，原因是小车运行距离接近建筑物的宽度，它不会太长，一般小于 40m，而大车沿建筑物的长度方向运行，所以多数运行距离都是相当长的。小型和低速的起重机，多数在地面上用按钮进行操纵，而大型的高速的起重机，几乎都坐在驾驶室内进行操作。起重机 5t 以下的起重机，多半用带有电动运行机构的电葫芦代替电动小车。最近已有 30t 级的电葫芦作为标准产品在市场上销售。当起重量超过 20t 时，一般起升速度比较低。只用单一的起升机构长时间处理小件货物效率很低。因此在这种起重机上，一般并设一个副起升机构。龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计 9 副起升也设在该小车上，但不用主起升电动机，而大型起重机的主梁，多数都采用单腹板梁、箱形梁等焊接结构。在主梁两侧设有轻型水平梁，称为副梁。它通过水平构件同主梁一起构成一个水平框架，这对因主梁在大车运行时产生的惯性力所引起的水平载荷，是一个十分坚固的结构。此外，主副梁之间布置大车运行驱动电动机，与其相联的减速机构、传动轴、轴承等。在它们的上方铺设走台板，设立栏杆，以便检修人员行走。对箱形结构或壳体结构的主梁来说，因为其水平抗弯刚度大，所以多数都不带副梁。小车是用型钢和钢板制成一个构架，在上面设有主副起升用电动机、支持货物用制动器及和它们相联的减速齿轮机构，通过该机构驱动卷筒旋转。必要时，在该机构上还设速度制动器，供调节下降速度用，在小车外侧设有运行电动机，它经过齿轮减速减低速度并驱动车轮旋转，使小车运行。次毕业设计的起重机介绍桥式起重机的一般由主桥架、装有升降机构和运行机构的小车、大车运行机构、操纵室、小车导电装置、起重机总电源导电装置等组成。本次设计主要任务是 250/50/10t+250/50/电站桥式起重机，安装于丰满水电站扩建工程厂房内，用于水轮发电机组及其附属设备的安装和检修工作。客户需求开发设计相应的起重机的小车运行机构。车运行机构小车又称台车，主要包括小车架、小车运行机构和起升机构。小车架由钢板焊接而成，其上装置有小车运行机构、起升机构、栏杆及卷扬限位开关，小车运行结构的两端装有缓冲器及限位开关。小车运行机构分两种：一种是减速器在中间，另一种的减速器在一侧。龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计 10 图 a）中，小车运行机构是减速器位于小车中间，这种方式使小车减速器的输出轴及传动轴所承受的扭矩比较均匀。图 b）所示的结构是减速器在小车一侧，这种结构的特点是安装和维修比较方便。小车的被动轮与大车被动轮一样独立运行。图车运行机构龙门式起重机总体结构设计及金属结构设计 11 参考文献 1 濮良贵 . 机械设计 M 高等教育出版社， 2001 2 起重机设计规范 S 机械工业出版社， 1990 3 起重机设计手册编写组起重机设计手册 M机械工业出版社， 1980 4 14405. 太原重型机器有限公司通用桥式起重机 S 机械工业出1980 5 . 1998 6 上海交通大学起重运输机教研组 M海科技出版社， 1977 7 扬长葵 M. 北京：机械工业出版社， 1982 8 胡宗武顾迪民 . 起重机设计计算 M. 北京：北京科学技术出版社， 1989 9 日坂本种芳长谷川政弘 M. 北京：中国铁道出版社， 1987 10 陈道南盛汉中 . 起重机课程设计 M. 北京：冶金工业出版社， 1983 目录目录 . 0 1 起重机的总体设计主要内容包括以下方面 . 1 式起重机总体设计方案确定 . 1 . 1 门起重机的总体方案和基本参数确定 . 1 . 1 1 3主起升机构的设计 . 2 . 2 . 3 架的结构选择型式 . 4 . 4 . 5 惯性载荷 ) . 5 . 6 . 6 . 6 . 6 式起重机的计算载荷组合通常考虑以下几种情况 . 6 . 7 2 起重机金属结构设计 . 9 2 1主梁危险载面的强度校核计算 . 9 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 1 . 9 . 10 . 11 . 11 . 12 . 12 . 12 . 14 . 17 . 20 . 23 . 25 . 27 . 30 . 32 3 螺栓连接 . 34 造与布置 . 34 . 34 . 35 . 38 4 连接的计算 . 40 接 . 40 龙门式起重机总体设计及金属结构设计 2 . 41 . 42 5 龙门起重机的使用和修理 . 44 门起重机的安全技术规程要点为 . 44 . 44 6 结论 . 46 致谢 . 47 参考文献 . 48 前言龙门起重机的种类很多，按龙门起重机龙门架的七部结构型式可以分为单梁龙门起重机、双梁龙门起重机和单梁龙门起重机和单主梁龙门起重机等等各种类型起重机。按照上部结构，主梁的结构又可分为单箱形主梁和双箱形主梁等等各种类型。由于本人设计的起重机结构为龙门式箱形结构，支腿型式为 “ ” 型。就不考虑其他类型起重机的结构，箱形梁式结构起重机结构是国内外起重机中应用最普遍的一种梁架结构型式。因为箱形梁式具有设计简单、制造工艺性好等优点，而这些有利条件对于尺寸规格多、生产批量较大的箱式起重机标准化系列产品来说，显得更加重要。由于小车轨道整正中铺设的箱形梁式结构至今仍然是我国成批生产的、最常用的、典型的一种结构。我主要设计的内容是龙门起重机的总体设计和金属结构设计。总体设计中有起重机的选型、设计参数、质量、等。金属结构包括：梁、直架、力、强度、刚度、稳定性的校核和计算。辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 1 1 起重机的总体设计主要内容包括以下方面起重机选择类型为：箱形梁式龙门起重机，箱形梁式结构起重机主要由两根主梁和两根端梁组成。主梁是由上、下盖板和两块垂直腹板组成封闭的箱形截面的实体板梁结构。小车运行的轨道可以铺设在主梁上盖板的正中间，也可以设在靠里侧的垂直腹板的上方或介于上述两者之间的位置。因此，梁架中两根主梁的间距主要取决于起重小车的轨距，主要与起升机构的布置有关，梁架的两端梁间的距离取决于梁架的跨度大小。相比之下，箱型梁结构比衍架结构耐用度高、抗弯能力强、稳定性好、经济实用。是市场上最为实用的一种类型起重机，深受客户欢迎的理想的起重机。式起重机总体设计方案确定重机的设计参数是指起重量 Q(t)、跨度 L(m)起升高度 H(m)起升速度qV(m/和工作级别等。已知数据和计算：起重量： 50t 起升高度：跨度： 5m 起升速度：作级别：5 机构接电持续率： 25% 门起重机的总体方案和基本参数确定重机各构件质量数据如下起重机总质量： 49612 ；主梁： 8612；支腿： 853（一根）；下横梁： 346 （一根）；轨道： 950走台栏杆：067电气均布质量：50 ；吊具： 220 。吊钩的选择：吊钩装置是起重机最重要的一个承载部件。它要求强度足够，工作安全可靠，转动灵活，不会发生突然破坏和钢丝绳脱槽等现象。吊钩装置有长型和短型两种。长型吊钩装置的构造特点：吊钩装在横轴上，滑轮装在单独龙门式起重机总体设计及金属结构设计 2 的心轴上。而短型吊钩装置的构造特点：吊钩横轴与滑轮心轴合而为一。长型吊钩装置的吊钩较短；而短型吊钩的装置的吊钩较长。我的设计选择长吊钩。滑轮组数选择：滑轮组是由定滑轮组和动滑轮组组成。由于动滑轮组与吊钩装在一起，称为吊钩组，所以我选择定滑轮组。定滑轮组的滑轮数依滑轮组倍率不同而不同，安装在起重小车架上。双梁箱形结构形式起重机提升 50t 的滑轮组为双联滑轮组。吊钩组上起重机应用最广泛的取物装置，它由吊钩、吊钩螺母、横梁、动滑轮组、推力轴承和拉板等组成。起重机常用的轨道有三种： 1）起重机钢轨道； 2）铁路轨道； 3）方钢轨道。本次设计我选用起重机钢轨道（即正轨）。详细步骤如下： 1 3 主起升机构的设计图（ 1主起升机构传动简图电动机； 2 联轴器； 3 传动轴； 4 制动轮联轴器； 5 制动器； 6 减速器； 7 卷筒； 8 滑轮组； 9 吊钩组择钢丝绳采用双联滑轮组，取主起升机构滑轮组倍率 3起升机构承载绳索分支数 6322 的 50文） 3 吊钩组代用。吊钩组质量 220 ，两滑轮间距 580 。滑轮组采用滚动轴承，当 3，滑轮组效率。钢丝绳承受最大拉力： 7 0 6 59 8 2 21 6 0 0 0(2m a x 用钢丝绳标记如下 888 9 1 81 6 7 01918 T 确定滑轮尺寸：滑轮的许用最小直径： 3 2)125(18)1( 式中，系数 25e 。选用标准滑轮 50 。选用平衡滑轮。选择电动机：静功率计算： 601000 221 6 0 0 0(601000 )( （ 1 式中机构的总效率，取 = 电动机计算功率：式中， ,8.0选则电动机的型号如下： 40%， 6， 2%)40( ，，22 3.3 。电动机轴端尺寸 5 ， 40 电动机的验算：电动机的过载能力 N 0 060 2 21 6 0 0 0( 0 060 )( （ 1 式中 H 系数。； M 电动机转矩允许过载倍率，。 m 机构中电动机个数。龙门式起重机总体设计及金属结构设计 4 N ，过载演算通过架的结构选择型式采用板梁结构。由于板梁结构制造方便，采用这种型式的门式起重机占多数。门架可制成双腿 (全门架 )，门架主梁与支腿的选择是刚性连接的。门架采用双梁。门架结构是板梁式箱形结构。双梁箱形结构门架的支腿制成“ ”型。架的主要尺寸的确定门架主要构件有主梁、支腿和下横梁，皆采用箱形结构。主梁截面如图（ 1所示，其几何尺寸如下： is as 行主梁的截面以矩形截面。门式起重机的主梁高度 201151(：当采用两条刚性支腿时，取 251151(， 3121(，采用单箱型时，取 132(。主梁几何特性：面积；静面矩 0150； 36860 ；惯性矩 41328762 x ； 4559431 y 截面模数 317035 x ； 310884 ；39457 。对于支腿，腿高 h 由所要求的门架净空尺寸确定。刚性支腿的上部连接按箱形结构宽度 (主梁高度 )确定；柔性支腿的上、下部和刚性支腿的下部连接按门架下横梁宽度及具体结果确定。辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 5 考虑到起重机沿大车轨道方向稳定性的要求，门式起重机的轮距6141(，式起重机的载荷及其组合载荷：作用在门式起重机上的载荷有：起重载荷、门架自重、电气设备及司机室等自重；、及风力等。箱形结构的门架自重：箱形截面桥架自重对于 75t 以下的普通门式起重机，桥架 (主梁 )自重按下式估算：带悬臂 qG 133236 悬臂式中 Q 额定起重量 (t )；桥架 (主梁 )全长 (m )；起升高度 (m )。门架的计算载荷：支腿自重：双梁门架的支腿单位长度自重常取为主梁单位长度自重的。性力 (惯性载荷 ) 机构起、制动时产生的惯性力和冲击振动引起的惯性载荷的确定。对于主动轮仅布置在一侧的门式起重机，设 1轮为主动轮， 2轮为从动轮，则大车制动惯性力 ( = 3150 634(3150 中大车制动时，由桥架自重引起的水平惯性力； pG、符号龙门式起重机总体设计及金属结构设计 6 车运行偏斜侧向力当门式起重机的运行速度与桥式起重机的运行速度相近时，可按下式计算侧向力： S 式中大车的最大轮压。当门式起重机的运行速度较低时，侧向力按照之腿由于运行阻力不同时求出 A 2 )( = 表示主梁由于侧向力引起的弯矩。其中： = 06153129325 式中两支腿处的运行阻力，且两支腿运行牵引力，且 T 。行最大拉力验算 2)2 4 521 5 02552(2 2 4 54 4 8 5 02 2222m a x 算受拉单栓承载力 t 故 T 验算通过。荷组合由于各种载荷不可能同时作用在门架结构上，因此要根据门式起重机的使用情况来确定这些载荷的组合。式起重机的计算载荷组合通常考虑以下几种情况对于主梁，考虑小车位于跨中或悬臂端，小车满载下降制动，同时大车平稳制动，风力平行大车轨道方向。称为计算情况对于支腿，分别考虑门架平面和支腿平面内的辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 7 两种载荷组合几何尺寸和几何特性支腿总体尺寸采用型支腿，确定总体几何尺寸如下 1）在门架的平面内，大车不动，小车位于跨端或悬端，小车满载下降制动，同时小车运行机构制动，风力沿小车轨道方向，称为计算情况表（ 1门式起重机的计算载荷组合 1 算构件主梁支腿载荷情况及组合门架自重起升载荷小车惯性力大车惯性力大车偏斜侧向力 S S S 门架支承横推力 H H 风力注：表中桥架 (主梁 )自重；门架 (包括主梁和支腿等 )自重，在门架平面内，沿小车轨道方向的风力；在支腿平面内，沿大车轨道方向的风力。其余符号同前述。 2）在支腿平面内，小车位于跨度端或悬臂端，小车满载下降制动，同时大车平稳制动，风力平行大车轨道。称为计算情况。对于主梁和支腿，还应考虑非工作状态下的载荷组合，这时大车和小车皆不动，空载。仅作用有非工作状态的最大风载荷，称为技术情况。对于每种计算情况，由于其载荷组合出现的可能性不同，所以在设计计算时，对金属龙门式起重机总体设计及金属结构设计 8 结构的许用应力值也各不相同。辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 9 2 起重机金属结构设计箱型结构形式，支腿型式为 “ ” 型。主要参数及校核计算如下： 2 1 主梁危险载面的强度校核计算主梁的内力计算：计算主梁的内力时，将门架当作平面静定分析应力的校核验算根据公式计算的垂直弯矩同时作用在主梁上，并考虑约束弯曲和约束扭转的影响，主梁再面上的正应力可按下式叠加：主梁跨中： 3 m a xm a 1 2 9 035 0( 3 主梁支承载面： m a xm a 7 式中主梁跨中的最大垂直弯矩和水平弯矩；主梁支承载面的最大垂直弯矩和水平弯矩；主梁跨中和支承载面对 x 轴的载面摸数；主梁对 y 轴的载面摸数。强度许用应力为： M P an s 确定应力循环特性 a xm 的强度许用应力为： M P an s 式中龙门式起重机总体设计及金属结构设计 10 应力的校核验算箱形载面主梁支承载面处的剪力 )( 21 x 669(39 203325 式中主梁载面的一部分对中性轴的静矩；主梁载面对 x 轴的惯性矩； 1 、 2 主梁的主、副腹板的厚度。在水平载荷作用下，盖板上的剪应力： 2= 432 式中支承处的水平剪力；主梁载面的一部分对 y 轴的静矩；主梁载面对 y 轴的惯性矩； o 上、下盖板厚度。主梁受扭的影响。则按纯扭转计算，计算式为：主腹板上 11 2 3019 62 32 5 副腹板上 22 2 3619 62 32 5 盖板上 2= 3919 62 32 5 式中作用与主梁支承载面的扭矩；主梁封闭载面的轮廓面积，。在主梁载面上，各种载荷在同一点引起的剪应力予叠加。主梁扭转剪应力：对于单主梁箱形门式起重机，其主梁截面除承受自由弯曲应力外，还承受约束弯曲应力、约束扭转正应力（以增大 15%的自由弯曲应力计入）和剪应力。此辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 11 外。主梁截面还承受纯扭转剪应力，县验算如下： o 腿危险载面的强度校核验算对于单主梁箱形结构门架的支腿应分别选取几个载面进行强度计算：强度验算式为： m a xm a xm a x 式中门架平面，支腿验算载面的最大弯矩；支腿平面，支腿验算载面的最大弯矩；支腿平面，支腿验算载面的轴向力； xW、验算载面对 x 轴和 y 轴的载面模数； F 验算载面的面积。根据静强度和疲劳强度条件计算截面需要的面积： 2m a x 0 8 02 0 0 0 0 0 0 2 7 3 0 0 0 0 0 rt 由计算结构知，杆件应根据疲劳强度条件确定截面积。横梁的截面尺寸及几何特性强度验算将各种载荷作用在门架上引起的下横梁的弯矩叠加，然后按下式验算其强度，即弯曲应力： 185322318 式中 M 作用在下横梁载面的总弯矩；验算载面对 x 轴的载面模数。龙门式起重机总体设计及金属结构设计 12 主梁支腿抗弯刚度比：系数： 12= 式中 2I 主梁绕 1I = 42 565398 x 支腿折算惯性矩； h=2 122 5 3 9 81 3 2 8 7 6 212 腿与下横梁的内力校核计算由主梁均布自重产生的内力。有悬臂时的侧推力为： )32(4)6( 212j = 1402(1294)3126120(320 22 为了安全起见，现将有悬臂门架当作无悬臂门架计算，即 qH j 12(9804 2(4 22 弯矩 1 3 1 4 5 99 8 3 7 腿平面内的支腿内力计算由垂直载荷引起的支腿内力在垂直载荷 Nl c 1 Nl c 12 型梁的约束弯曲校核计算根据理论分析和实验验证，在薄壁箱型梁的角点上，最大约束弯曲正应力可近似取为：)1( o 式中 o 自由弯曲正应力；考虑约束弯曲而使应力增大的系数；辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 13 B 翼缘板宽度。初选箱形截面腹板厚度 1 31221422 323 31285280 1 0 0 ,22 刚度是控制条件。图（ 2壁箱形梁的计算图（ 2壁箱形梁约束弯曲时剪应力分布 2门式起重机总体设计及金属结构设计 14 图（ 2腹板受轮压局部挤压计算图（ 2薄壁箱形梁约束弯曲时截面正应力分布 22 轮压产生的局部压应力校核计算由于门架平面内 A 支座处轮压最大，其值为若在是设计时，能使得，则：当起重机小车的轮压直接作用在梁的腹板上时（图 2，腹板边缘产生的局部压应力为： m= _m 局部压应力 2 P 集中载荷（ N）；板厚（集中载荷分布长度，可按下式计算： 12h =50+ 102 =70 式中集中载荷作用长度，对车轮取； 1h 轨时）或轨顶（有轨时）至板计算高度上边缘的距离（ . 当起重机小车的轮压直接作用在梁的上盖板时，局部弯曲应力为：普通正轨布置在两腹板中间的上盖板上，由轮压作用而使上盖板产生局部弯曲，此时上盖板应按被两腹箱型梁上盖板是超静定薄板。它支承在梁的腹板和横向加筋板上。这种薄板的计算简图较复杂，再加上在小车轮压作用下，起重机箱型梁的盖板连同轨道一起承受局部弯曲，使其计算简图更加复杂。辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 15 为了简化计算，特作如下假设： 1）把上盖板看作为是腹板和横向加筋板约束的自由支承的薄板； 2）轨道视为一根中部受集中载荷的梁； 3）根据薄板受集中载荷作用来计算盖板挠度； 4）计算应力时，假设轨道和盖板间仅在边长为 a和时， 521 1b 为轨道宽度，图（ 2上盖板的局部弯曲计算简图 2 于正轨箱型梁，由于集中载荷的作用点在板的中心或偏一距离，故应采用板壳理论计算。根据板壳理论，作用在受载面积中心（图 2距： 8 )1)()1)(s i 01)(1325()291)(i 龙门式起重机总体设计及金属结构设计 16 8 )1)()1)(s i 01)(1325()291)(i 式中 )(112121 3321961 a 在此处上盖板的厚度； 1k 系数，取决于间值，见表（ 2。表（ 2系数 1k 2 k 轨道中心线至腹板的距离，正轨时， 2b ； 1 11 = 392513113 11 =1 11 =3 39251311 11 文） 17 =1 ；，系数，其值取决于 a 的值（参见表 2 ；上盖板上的折算应力按下式求得： 2)( z 折 (2 = 318231)21330(2130)21330( 222 式中由垂直弯矩引起的正应力，，x， z 应带各自的正负号代入。表（ 2对于矩形板的因子和的值 2 879 主梁的刚度校核计算梁除了满足强度条件外，还需具有一定的刚度（限制变形）才能满足使用要求。用于龙门式起重机总体设计及金属结构设计 18 起重机的梁只验算由有效载荷（移动载荷）产生的静挠度（不计动力系数），梁的这种变形是弹性变形，外载荷消失后梁能复原，绝对不允许残余（永久）变形。 1）静刚度当两个不相等的移动集中载荷对称作用于梁的跨度中央时（图 2 ，其最大静挠度由下式确定：对于图（ 2 所示情况，梁的最大静挠度： )2 )( 2222212121 = 0103212 )102130( 2222 允许静挠度值 f 分别推荐如下： 2）门式起重机的跨中挠度 100017001 式中 L 起重机的跨度。 3）门式起重机的悬臂挠度 13501 = 133501 =12930 式中 1L _悬臂长度。 4）门式起重机跨中水平位移 0001 = 283101320001 根据刚度条件，型钢梁需要的截面惯性矩为： 25533 0 048 式中 L 梁的跨度（； f 型钢梁的许用挠度 700 p 电动葫芦在额定起重量时的总轮压（不计动力系数）。按下式计算：辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 19 其中， Q 额定起重量 )(N ，电动葫芦自重 )(N 。 5）动刚度在起重机小车卸载时，主梁在垂直方向将产生衰减振动，这种振动对结

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。