【JX415】10吨位桥式起重机总体设计【KT+RW+FY】[2A0]
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10
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桥式起重机
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【JX415】10吨位桥式起重机总体设计【KT+RW+FY】[2A0],jx415,10,吨位,桥式起重机,总体,整体,设计,kt,rw,fy,a0
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I 无锡 太湖学院 信机 系 机械 工程 及 自 动 化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 、 题目 十吨位桥式起重机总体设计 、专题 二、课题来源及选题依据 生产实践所得。根据起重机主要技术参数包括起重量 Q=10t，起升高度 H=16m，跨度 L=升速度 V=行速度V=行速度 V=器重量 G=车轨距l=2m，工作级别为 行选择。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 熟悉 桥式起重机的工作特点和基本参数 ； 熟练掌握 桥式起重机的主要零部件和工作原理 ； 熟练掌握 桥式起重机的大小车及起升机构的布置型式 ； 掌握 主梁的受力分析及各种载荷的验算； 能够熟练 了解变频调速的基本原理桥式起重机的变频调速； 熟练使用 桥式起重机进行控制系统的设计。 四、接受任务学生： 机械 96 班 姓名 夏宇峰 五、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师 签名 签名 签名 教研室主任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日 编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 相关资料 题目： 十吨位桥式起重机总体设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923283 学生姓名： 夏宇峰 指导教师： 陈炎冬 （职称： 讲师 ） （职称： ） 2013年 5月 25日 目 录 一、毕业设计（论文）开题报告 二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文 三、学生 “毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表 ” 四、实习鉴定表 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 开题报告 题目： 十吨位桥式起重机总体设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923283 学生姓名： 夏宇峰 指导教师： 陈炎冬 （职称： 讲师 ） （职称： ） 2013年 5月 25日 课题来源 生产 实践所得 。 目前国外起重机械总的发展趋势是：发展快，水平高。如国外起重机在集成电路、微处理器、微型计算器及电子监控技术等方面都有广泛的运用，一些节能新技术得到了推广，可靠性、安全性、舒适性、环保性能得到了高度重视，并向大型和微型化方向发展。经过多年的发展，我目前国外起重机械总的发展趋势是：发展快，水平高。到目前，我国起重机械行业的产品种类 已经超过 1000 个，并不断有新的起重机械设备问世。借鉴国外起重机发展趋势，我国起重机发展走势应是：大力发展机电一体化产品，实现装载机工作状态的自动监测和控制，实现平地机的激光导平自动控制，实现在有毒、有危险环境下起重机作业的遥控，大力提高产品的质量、可靠性和技术水平，大力发展起重机品种，加强新技术的应用，改善驾驶员的工作条件。 科学依据 （ 1）课题科学意义 起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备， 它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、矿山、车 站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域部门中得到了广泛的使用，随着生产规模的日益扩大，特别是现代化、专业化的要求，各种专门用途的起重机相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。起重机械是起升，搬运物料及产品的机械工具。起重机械对于提高工程机械各生产部门的机械化，缩短生产周期和降低生产成本，起着非常重要的作用 在高层建筑、冶金、华工及电站等的建设施工中，需要吊装和搬运的工程量日益增多，其中不少组合 件的吊装和搬运重量达几百吨。因此必须选用一些大型起重机进行吊装工作。通常采用的大型起重机有龙门起重机、门座式起重机、塔式起重机、履带起重机、轮式起重机以及在厂房内装置的桥式起重机等。 在道路，桥梁和水利电力等建设施工中，起重机的使用范围更是极为广泛。无论是装卸设备器材，吊装厂房构件，安装电站设备，吊运浇注混凝土、模板，开挖废渣及其他建筑材料等，均须使用起重机械。尤其是水电工程施工，不但工程规模浩大，而且地理条件特殊，施工季节性强、工程本身又很复杂，需要吊装搬运的设备、建筑材料量大品种多，所需要的起重机数量和 种类就更多。在电站厂房及水工建筑物上也安装各种类型的起重机，供检修机组、起闭杂们及起吊拦污栅之用。 (2) 国内外研究概况、水平和发展趋势 经过多年的发展，我 目前国外起重机械总的发展趋势是：发展快，水平高。 到目前，我国起重机械行业的产品种类已经超过 1000 个，并不断有新的起重机械设备问世。借鉴国外起重机发展趋势，我国起重机发展走势应是：大力发展机电一体化产品，实现装载机工作状态的自动监测和控制，实现平地机的激光导平自动控制，实现在有毒、有危险环境下起重机作业的遥控，大力提高产品的质量、可靠性和技术水平，大力 发展起重机 展起重机展起重机品种，加强新技术的应用，改善驾驶员的工作条件。 国外发展现状 目前国外起重机械总的发展趋势是：发展快，水平高。如国外起重机在集成电路 、微处理器、微型计算器及电子监控技术等方面都有广泛的运用，一些节能新技术得到了推广，可靠性、安全性、舒适性、环保性能得到了高度重视，并向大型和微型化方向发展。 国内发展现状和目标 应开发一机多用型的多功能产品，应开发技术先进、可靠性高、寿命长、施工质量好而且新技术含量高的产品。 相关业内人士指 出，未来全球起重机行业将向重点产品大型化、高速化和专业化方向，系列产品模块化、组合化、标准化和实用化方向及通用产品小型化、轻型化、简易化和多样化方向发展。为此我国起重机行业应加大研发投入，注重人才的培养和引进，切实增强行业的核心竞争力，积极参与国际市场竞争，以此来促进行业的进一步发展。 研究内容 箱形双梁桥式起重机是由一个有两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架 ,在桥架上运行起重小车 ,可起吊和水平搬运各类物体 ,它适用于机械加工和装配车间料场等场合 。 本次起重机设计的主要参数如下 ： 起重量 10t,跨度 升高度为 163m/车运行速度 v=车运行速度 V=车运行传动方式为分别传动 ;桥架主梁型式 ,箱形梁 t， 工作级别 究的成果包括 （ 1）图纸（ 成，包括仿真和机械系统） 4 张； （ 2）论文打印稿： 字及中英文摘要、开题报告； （ 3）英翻中 2000 字。 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 （ 1）实验方案 对桥式起重机总体结构的布置及桥架结构和电气部分的设计 （ 2）研究方法 对桥式起重机首先选择好其基本 参数，大小车及起升机构的布置方案，再对桥架主梁、端梁的尺寸如高度，厚度，加劲板间距等的计算，还有各种载荷，如均布载荷和固定载荷的计算，主梁上最大弯矩和剪力及其组合载荷也要进行考虑。电气部分还需多加了解主要对桥式起重机变频调速的特点包括起升机构大小车机构在变频调速上的要点及 统的设计。 研究计划及预期成果 研究计划： 第 1步 熟悉课题的背景，收集资料，阅读参考书； 第 2步 阅读参考书，翻译外文资料，完成开题报告； 第 3步 方案选择及总体方案确定； 第 4步 机械传动系统设计计算； 第 5步 设 计计算及绘制机械系统装配图； 第 6步 绘制零件图； 第 7步 整理撰写论文； 第 8步 准备答辩材料； 第 9步 答辩； 预期成果： 达到预期的实验结论： 据给定的参数设计计算器总体结构的基本尺寸，然后对重要部分的尺寸进行大量的计算验证，如载荷大小，梁的强度、刚度等看是否真正满足要求以保证能投入实际生产运用中。 特色或创新之处 本章主要对箱形桥式起重机进行介绍，确定了其总体方案并进行了一些简单的分析。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，在设计和制造时必须采取一些措施来防止或者减少。 已具备的条件和尚需解决的问题 研究的难点： （ 1） 主梁上所受的弯矩和剪力的分布及其组合载荷的考虑 （ 2） 大小车变频调速的特点和整体 统的设计 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 教研室（学科组、研究所）意见 教研室主任签名： 年 月 日 系意见 主管领导签名： 年 月 日 英文原文 of of a . of of of in as in of in in at to a 2 000 of at of to to of 2. of or a at in a to or of A so A of is 1. 13509/$一 1999 S 1 3 5 0 一 6307(98) 00041 一 7 A of be of if of is a of a of a on an to on of of is to be a to of a is on k=1.4 of of t is is be as a of of of 3 to is by of an on of to be of in be in in in in 18 of it is to g(t) as of is as be to of an It be to of to is to of a of is we as on of (t) by q(t) is as is of a A is of in . , 00,000 m3 =10%, of by , 60,000 m3 ,. of he of as of a be as of As a to of a be by 1.5 .5 be of of as is a of of it is to of it is to as of a be by a a t) m3 ;一 3 of 5 of a a or it is to of of to of of 1. to a as 2 is of a of In of ， a -(t), as of of or of a ， th is as (t)=Pn t . -(t) is v(t) be of a t. In of a t is a it is of of As an of v to t on of t) of a is on of 4) of of m,. ,., . of 5 % of a 2,719 20 3. n to of to a of by a a of . As in in of 1 of is to by of of to of in of 一 70 of 5 of in of ). in of 5 of in to to to of to on he of of a of a At it of of is of is by of of is be of to an to is to in is of a s on an of in a in of s in of . s. of a of on to of in s, in to in of up to -2 s an a is of in is as in of of a by .6 s, of of so of 3a it is of in of mm In of is of a of 4. at as , of a of a of a to a to to 1) 6 of an is At to a is a is to to on in of of of a of wo be of is of an 2 of to (1) of 1), (2) of 7), (3) of ). of by of . It be of to of of of of a of is of 24 6. of be by =34. of so it is to of or if is it is of k a k,. On be by ,. of a of of to If of a of of 23,096 50 of k as . 7. he of of by of in (1) of in of (2) of a of (3) of (4) of by in a to 1 . An to 2. 3rd 1970. 2 . 987;9:119. 3 (i. of 1991 ( 4 D 50of of (1990 ( 5 A. 993;16:1041. 6 A. 997;26:169. 中文译文 起重机金属材料的疲劳强度预测 频繁观测 龙门式起重机 劳失效。引起疲劳裂纹的故障沿着起重机的桥梁焊接接头进行传播，并且能够支撑三到四年。这种起重机在森林工业的伐木林场被广泛使用，用来转移完整长度的原木和锯木到铁路的火车上，有一次装载 30 吨货物的能力。 这种类型的起重机大约 1000台以上工作在俄罗斯森林工业的企业中。限制起重机寿命的问题即最弱的要素被正式找到之后，预测其疲劳强度，并给制造商建议，以提高起重机的寿命。 为 了分析，在叶卡特琳堡地区的林场码头选中了一台被安装在叶卡特琳堡地区的林场码头的龙门式起重机 这台起重机能够供应两个伐木厂建立存储仓库，并且能转运木头到铁路的火车上，这条铁路通过存储仓库。这些设备的安装就是为了这个转货地点在起重机的跨度范围之内。一个起重机示意图显示在图 1中 。 13509 /元，看到前面的问题。 1999年 13508)00041械故障分析 6（ 1999） 131 1起重机简图 检查起重机的工作之后，一系列的假设可能会作出： 如果每月从森林移动的原木超过加工率，即是有一个原木存储的仓库，这个起重机期待的工作，也只是在原木加工的实际堆数在所供给原木数量的中心线以下； 当处理超过原木从森林运出的速度时，起重机的工作需要在的大量的木材之上进行操作，相当于在大量的木材上这个锯木厂赚取的很少； 原木不同的仓库 ;大量的木材的高度被认为是最高的 ; 仓库的变化，取替了一侧对面的锯轧机 ; 装载进程中总量是平均为 K= 摘 要 经过十几年的发展，我国工业化进程不断推进，起重行业的需求进一步增大。桥式起重机是桥架型起重机中最主要的型式 ,它具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点。桥式起重机一般由桥架，起升机构和小车运行机构，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。本设计采用 10 吨位电动双梁桥式起重机进行研究。 全文分五部分内容来完成本次设计课题内容： 第一部分为绪论部分，简要介绍了起重机械的作用、国内外起重机械的发展状况及存在的问题、我国起重机械的发展方向。 第二部分为总体结构布置的确 定，该部分主要分析了起重机的工作特点，主要参数及组成部分包括起升机构、大小车机构的布置方案，轮压的计算。 第三部分为桥架结构的设计，该部分包括桥式起重机主要尺寸如大车轮距、主梁高度、端梁高度、加劲板的布置尺寸等和计算载荷，箱型结构主梁，主要焊缝的验算。 第四部分为电气部分的设计，该部分介绍了变频调速的基本原理及发展现状，桥式起重机的变频调速，起升机构的变频调速，大小车的变频调速及整体 计。 第五部分为结论及展望部分，对本设计进行分析总结，论证桥式起重机基本尺寸和电气部分的可靠性，同时也指出其不足待改进 之处。 关键词：桥式起重机；起升机构；桥架结构； of is of it of so In is of of of is to is of of of at be is of of of of of of be is of of as of of of so We of is of of be is a of In to to to be to of , 4 目 录 摘 要 . I . 录 . 4 1 绪论 . 错误 !未定义书签。 言 . 错误 !未定义书签。 外发展现状 . 错误 !未定义书签。 内发展现状和目标 . 错误 !未定义书签。 2 起重机总体结构的布置方案 . 错误 !未定义书签。 重机工作时的特点 . 错误 !未定义书签。 重机主要参数的确定 . 错误 !未定义 书签。 重机的主要组成部分 . 错误 !未定义书签。 升机构的布置方案 . 错误 !未定义书签。 车运行机构的布置方案 . 错误 !未定义书签。 车运行机构的布置方案 . 错误 !未定义书签。 重机的轮压的计算 . 错误 !未定义书签。 架支撑反力的计算 . 错误 !未定义书签。 车支承反力的计算 . 错误 !未定义书签。 3 桥式起重机桥架结构的计算 . 错误 !未定义书签。 要尺寸的确定 . 错误 !未定义书签。 确定尺寸 . 错误 !未定义书签。 车轮距的计算 . 错误 !未定义书签。 梁高度的计算 . 错误 !未定义书签。 梁高度的计算 . 错误 !未定义书签。 架端部梯形高度的计算 . 错误 !未定义书签。 梁腹板高度的选用 . 错误 !未定义书签。 梁截面尺寸的确定 . 错误 !未定义书签。 劲板的布置尺寸 . 错误 !未定义书签。 算载荷 . 错误 !未定义书签。 定载荷的计算 . 错误 !未定义书签。 动载荷的计算 . 错误 !未定义书签。 平惯性载荷的计算 . 错误 !未定义书签。 轮侧向载荷的计算 . 错误 !未定义书签。 荷组合 . 错误 !未定义书签。 形结构主梁的计算 . 错误 !未定义书签。 梁垂直方向最大弯矩和剪力的计算情况 . 错误 !未定义书签。 梁水平方向最大弯矩的 计算 . 错误 !未定义书签。 梁的强度验算 . 错误 !未定义书签。 梁的垂直刚度验算 . 错误 !未定义书签。 梁的水平刚度验算 . 错 误 !未定义书签。 要焊缝的计算 . 错误 !未定义书签。 梁与端梁的连接焊缝 . 错误 !未定义书签。 梁上盖板焊缝 . 错误 !未定义书签。 算总结 . 错误 !未定义书签。 4 电气部分的设计 . 错误 !未定义书签。 4. 1 变频调速的基本原理及发展现状 . 错误 !未定义书签。 频器工作原理 . 错误 !未定义书签。 频调速的方式 . 错误 !未定义书签。 频器的类型 . 错误 !未定义书签。 频调速时电动机的过渡状态 . 错误 !未定义书签。 频器的功能 . 错误 !未定义书签。 式起重机的变频调速 . 错误 !未定义书签。 式起重机的负载特点 . 错误 !未定义书签。 式起重机的调速方法和节能比较 . 错误 !未定义书签。 动机容量选择 . 错误 !未定义书签。 频器容量选择 . 错误 !未定义书签。 升机构的变频调速 . 错误 !未定义书签。 升机构的转矩分析 . 错误 !未定义书签。 升过程中电动机的工作状态 . 错误 !未定义书签。 升机构对拖动系统的要求 . 错误 !未定义书签。 升机构变频器的调速方案 . 错误 !未定义书签。 车的变频调速 . 错误 !未定义书签。 车拖动系统 . 错误 !未定义书签。 车变频调速控制要点 . 错误 !未定义书签。 车的变频调速 . 错误 !未定义书签。 制系统的设计 . 错误 !未定义书签。 制系统的设计原则 . 错误 !未定义书签。 制系统的设计步骤 . 错误 !未定 义书签。 控系统的类型 . 错误 !未定义书签。 制系统设计 . 错误 !未定义书签。 5 结论与展望 . 错误 !未定义书签。 论 . 错误 !未定义书签。 足及展望 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 周次 起止日期 工作计划、进度 每周主要完成内容 存在问题、改进方法 指导教师意见并签字 备 注11月 12日 2月 2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书存在问题：不了解课题，资源缺乏，对设计目的及要求不明确，没有实际设计能力。 改进方法：寻求导师的指导，自己上网查资料，多读点起重机方面的的书籍。4012年 12月 3日 月 20日 指导专业实训 机械制造综合实训，机械零件加工方法和加工工艺编制存在问题：知识能力欠缺，实际与理论相差较远，动手能力不足。 改进方法：及时的对自己的知识点查漏补缺，了解加工的工序，理解工艺编制。11月 21日 日 指导毕业实习 到企业进行岗位实习，了解本专业的实践知识 存在问题：缺乏实际动手能力。 改进方法：向工厂师傅多请教，认真学习实际能力。13 2013年 3月 4日 日 查阅参考资料 查阅与设计有关的参考资料不少于10篇，其外文不少于5篇存在问题：身边资料欠缺，相关理论知识不足。 改进方法：利用周末的时间去校图书馆，新华书店等地方翻阅书籍，并利用工作之余在网上搜索相关资料加以整理14 2013年 3月 11日 5日 翻译外文资料 翻译外文资料（8000在问题：不了解专业词汇，需要慢慢查找。 改进方法：翻阅字典并结合翻译软件，上网查找，向老师求助等方法，不断提升英语翻译能力。15 2013年 3月 18日 2日 桥式起重机主要参数的确定 对起重量，起升高度，跨度，各机构速度，轨距，基距的确定 存在问题：对各主要参数的选用和确定不明确。 改进方法：查阅相关资料和询问老师来确定主要参数。16 2013年 3月 25日 9日 桥式起重机桥架结构的计算 计算包括主要尺寸，计算载荷，主梁最大弯矩和剪力等存在问题：以前所学的知识，如材料力学，理论力学等遗忘较多。 改进方法；重新翻阅书籍并向老师请教。17 2013年 4月 1日 日 对主要的焊缝进行计算 了解焊接符号，验算焊缝是否合格 存在问题：对于焊接方面的知识不了解。改进方法：多向工厂师傅请教并自学焊接知识。18 2013年 4月 8日 2日 对各计算进行总结归类，便于查看 以上面计算结果进行分类，并以表格表示 存在问题：无很大问题，但总结归类需细心。存档编码：无锡太湖学院 2013 届毕业作业周次进度计划、检查落实表系别：信机系 班级：机械 96 学生姓名： 夏宇峰 课题（设计）名称： 十吨位桥式起重机总体设计 开始日期： 2012年 11月 12日周次 起止日期 工作计划、进度 每周主要完成内容 存在问题、改进方法 指导教师意见并签字 备 注19 2013年 4月 15日 9日 了解变频调速的工作原理及发展现状 通过了解变频调速的工作原理及调速方式选用适合变频器存在问题：对变频调速原理及优势并不太了解。改进方法：通过观察工厂带变频的机械并询问别人来增加了解程度。20 2013年 4月 22日 6日 通过据I/0表格绘制输入，输出图，主连接图和梯形图存在问题： 改进方法：查阅有关看懂梯形图和输入输出图的工作原理。21 2013年 4月 29日 日 结论总结，不足之处和格式的完成 能总结本设计完成那些内容并看出不足之处存在问题：需回顾全文并了解做了那些主要方面分析不足之处。 改进方法：根据前面所做内容进行总结分析22 2013年 5月 6日 0日 图纸的绘制 包括总体装配图，桥架图，端梁等图纸的绘制 存在问题：画图能力不足。改进方法：多画，多想，参考相关图纸绘制并检查不足之处。23 2013年 5月 13日 7日 设计说明书（论文），摘要和小结编写 完成设计说明书，摘要和小结存在问题：说明书（论文）的格式不规范，摘要不合要求等。 改进方法：按学院要求重新修改书面格式，重新编写摘要。24 2013年 5月 20日 5日 上交资料，准备答辩 整理所有资料，打印后上交指导教师，准备答辩 按指导老师要求结合学院要求整理书籍及资料说明： 1、 “工作计划、进度 ”、 “指导教师意见并签字 ”由指导教师填写， “每周主要完成内容 ”， “存在问题、改进方法 ”由学生填写。2、本表由各系妥善归档，保存备查。编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 十吨位桥式起重机总体设计 信机 系 机械 工程 及自动化 专业 学 号： 0923283 学生姓名： 夏宇峰 指导教师： 陈炎冬 （职称： 讲师 ） （职称： ） 2013 年 5 月 25 日 无锡太湖 学院本科毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 十吨位桥式起重机总体设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 96 学 号： 0923283 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 无锡 太湖学院 信机 系 机械 工程 及 自 动 化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 、 题目 十吨位桥式起重机总体设计 、专题 二、课题来源及选题依据 生产 实践所得。 根据起重机主要技术参数包括起重量 Q=10t，起升高度 H=16m，跨度 L=升速度 V=行速度V=行速度 V=器重量 G=车轨距l=2m，工作级别为 行选择。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 熟悉 桥式起重机的工作特点和基本参数 ； 熟练掌握 桥式起重机的主要零部件和工作原理 ； 熟练掌握 桥式起重机的大小车及起升机构的布置型式 ； 掌握 主梁的受力分析及各种载荷的验算； 能够熟练 了解变频调速的基本原理桥式起重机的变频调速 ； 熟练使用 桥式起重机进行控制系统的设计。 四、接受任务学生： 机械 96 班 姓名 夏宇峰 五、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师 签名 签名 签名 教 研 室 主 任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日 要 经过十几年的发展，我国工业化进程不断推进，起重行业的需求进一步增大。桥式起重机是桥架型起重机中最主要的型式 ,它具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点。桥式起重机一般由桥架，起升机构和小车运行机构，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。本设计采用 10 吨位电动双梁桥式起重机进行研究。 全文分五部分内容来完成本 次设计课题内容： 第一部分为绪论部分，简要介绍了起重机械的作用、国内外起重机械的发展状况及存在的问题、我国起重机械的发展方向。 第二部分为总体结构布置的确定，该部分主要分析了起重机的工作特点，主要参数及组成部分包括起升机构、大小车机构的布置方案，轮压的计算。 第三部分为桥架结构的设计，该部分包括桥式起重机主要尺寸如大车轮距、主梁高度、端梁高度、加劲板的布置尺寸等和计算载荷，箱型结构主梁，主要焊缝的验算。 第四部分为电气部分的设计，该部分介绍了变频调速的基本原理及发展现状，桥式起重机的变频调速，起升机构的变频 调速，大小车的变频调速及整体 计。 第五部分为结论及展望部分，对本设计进行分析总结，论证桥式起重机基本尺寸和电气部分的可靠性，同时也指出其不足待改进之处。 关键词：桥式起重机；起升机构；桥架结构； of is of it of so In is of of of is to is of of of at be is of of of of of of be is of of as of of of so We of is of of be is a of In to to to be to of ,V 目 录 摘 要 . . 录 . V 1 绪论 . 1 言 . 1 外发展现状 . 1 内发展 现状和目标 . 1 2 起重机总体结构的布置方案 . 2 重机工作时的特点 . 2 重机主要参数的确定 . 2 重机的主要组成部分 . 2 升机构的布置方案 . 2 车运行机构的布置方案 . 3 车运行机构的布置方案 . 3 重机的轮压的计算 . 4 架支撑反力的计算 . 4 车支承反力的计算 . 5 3 桥式起重机桥架结构的计算 . 6 要尺寸的确定 . 6 确定尺寸 . 6 车轮距的计算 . 6 梁高度的计算 . 6 梁高度的计算 . 6 架端部梯形高度的计算 . 6 梁腹板高度的选用 . 6 梁截面尺寸的确定 . 6 劲板的布置尺寸 . 7 算载荷 . 9 定载荷的计算 . 9 动载荷的计算 . 10 平惯性载荷的计算 . 10 轮侧向载荷的计算 . 11 荷组合 . 12 形结构主梁的计算 . 12 梁垂直方向最大弯矩和剪力的计算情况 . 12 梁水平方向最大弯矩的计算 . 13 梁的强度验算 . 14 主梁的垂直刚度验算 . 16 梁的水平刚度验算 . 16 要焊缝的计算 . 17 梁与端梁的连接焊缝 . 17 梁上盖板焊缝 . 17 算总结 . 18 4 电气部分的设计 . 19 4. 1 变频调速的基本原理及发展现状 . 19 频器工作原理 . 19 频调速的方式 . 19 频器的类型 . 20 频调速时电动机的过渡状态 . 20 频器的功能 . 21 式起 重机的变频调速 . 21 式起重机的负载特点 . 21 式起重机的调速方法和节能比较 . 22 动 机容量选择 . 23 频器容量选择 . 24 升机构的变频调速 . 24 升机构的转矩分析 . 24 升过程中电动机的工作状态 . 24 升机构对拖动系统的要求 . 26 升机构变频器的调速方案 . 26 车的变频调速 . 28 车拖动系统 . 28 车变频调速控制要点 . 28 车的变频调速 . 29 制系统的设计 . 29 制系统的设计原则 . 29 制系统的设计步骤 . 29 控系统的类型 . 30 制系统设计 . 30 5 结论与展望 . 41 论 . 41 足及展望 . 41 致谢 . 42 参考文献 . 43 十吨位桥式起重机总体设计 1 1 绪论 言 起重机 最 基本 要求是对物体进行 垂直升降， 同时带动 物体在较短的一段距离进行移动 ， 以此来适应物体在不同状态下的需求 。 随着时代的发展，起重机在现代生活中扮演着越来越重要的角色，它为人们节省了大量的 人力 、 物力并在机械自动化方面得到进一步的发展。 因为 看起来像金属的桥架，桥式起重机因此得名。桥式起重机主要被放置在仓库 、 工厂等场所并只能在指定的区域内进行工作。 外发展现状 在国外，起重机发展速度较快，水平较高。国外在集成电路 、 微处理器 、 微型计算器及电子监控技术等方面具有较大的运用，并在节能 、 环保方面等方面加大了投入。 内发展现状和目标 随着时代的发展，我国起重机械的种类不断增加，但在集成电路和微型计算机方面仍需不断加强。对比国外发展情况，我国应大力发展机电一体化产品，加强起重机可靠性和技术水平，应用新技术来改善恶劣工作条件，进一步提高产 品质量 。 相关业内人士指出，未来全球起重机行业将向重点产品大型化、高速化和专业化方向，系列产品模块化、组合化、标准化和实用化方向及通用产品小型化、轻型化、简易化和多样化方向发展。 因此本土 起重行业应加大 开发 ，注重人才的培养和引进，切实增强行业的核心竞争力，积极参与国际市场竞争。 无锡太湖学院学士学位论文 2 2 桥式 起重机总体结构 上 布置 方案 的确定 重机 工作 时的 特点 起重机械是间歇动作并具有一定的重复特点，在搬运物体时，首先起升重物，然后进行水平方向的移动，随着降落被吊物会回到原始位置 。 像起升机构包括 空载和负载两种升降情况，而对于大车这类运行机构则具有空载和负载下的往复运动。 对于起重机械 的一个工作循环，即搬运一次物品的过程中， 相关 的工作机构 需要 进行 一次正向和反向的运动。对于 起重机械 和 连续运输机械的区别就在于前者是以周期性的短暂工作循环 往复 运送物品，而后者是以长期连续单向的工作运送物品。 就是 这种 差异导致 起重机械 与 连续运输在结构 和 用途上有着 区别 。 重机 主要参数 的确定 对于 起重机 ，它 的主要参数 有额定起重量 Q 、 上升高度 H 、起升速度主梁 跨度 L 、大车 额定工作 速度车 额定工作 速度起重机总质量 G 、 轨距大小车轮距 B 、最大和最小 轮压 F 和 额定 工作级别6M。 其具体数值如下： 10; 16; ; 3 .3 m / m i n ; 1 6 . 8 m / m i n ; 3 .8 m / m i n; G ; 2 5 4x c m a . 5 1 0 N; 4x c m 1 0 N ; d c m a 1 7 k N ; d c m 2 k N ;额定 工作级别为 6M 。 重机的主要 组成 部分 一个正常起重机由运行机构和起升机构 、 桥架金属结构和电力设施组成。其中运行机构和起升机构是使物体作升降及水平方向上的移动，以此来完成一个周期运动。 桥架金属结构是根据起重机的结构进行设计的，像运行机构和起升机构 、 被掉重物 、桥架本身等这些重力将作用在金属结构上并要满足一定条件下载荷的要求。 电力设施为起重机提供动力来源，并相应提供一些辅助功能。 升机构的布置方案 本起升机构由吊钩，钢丝绳，制动器，减速器，电动机等部分组成，其中有些零件采用标准件 。 起升机构的连接方式为：电动机 依靠联轴器同减速器进行连接，再经过减速器与卷筒相连，而卷筒上的钢丝绳因为连着吊钩而使物体可以进行升降。 起升机构需先确定技术参数方可考虑布置方案。主要的标准件根据计算进行选用，而非标准件要对零件受弯矩 、 剪力和组合载荷等情况进行考虑。 布置方案如图 示： 十吨位桥式起重机总体设计 3 图 升机构的传动简图 车运行机构 的布置方案 小车运行机构依靠电动机与联轴器相连，并通过减速器，低速联轴器与小车主动轮进行连接。 起重小车运行机构的功能是让小车在水平方向进行移动，使被吊重物能改变工作位置从而满足不同要求，而被吊 重物又可通过小车传递载荷。 小车运行机构分为支撑装置和驱动装置。支撑装置主要通过车轮组传递载荷。运行时可通过平衡梁来减小轮压，而缓冲器安装在小车上可保证运行的安全。因为开式齿轮摩擦严重，因此驱动装置采用闭式齿轮传动，驱动方式为集中驱动，小车传动方案如图 图 车运行机构传动简图 1、 电动机 2、制动器 3、减速器 4、车轮 5 联轴器 6 浮动轴 7 联轴器 本方案传动轴所受的扭矩较小，每边轴的扭矩是减速器输出轴扭矩的一半。减速器输出轴与车轮轴之间的联接采用了半齿联轴器 5 和浮动轴 6，因而便于 安装，且允许有较大的安装误差。由于齿轮的维护保养条件好，齿轮传动构成独立的减速器部件，因而机构的拆装分组性好。但这种方案中， 车轮轴承和联轴器不可避免增多会使运行机构的结构复杂化，造成制造难度加大。 车运行机构 的布置方案 在连接方式上，大车运行机构和小车运行机构基本相同，都是通过电动机与联轴器，减速器的连接将动力矩传递到到主动车轮 组 上 ，其与小车运行机构的主要区别在于两者间轨距的差别。 因为大车运行机构比起小车运行机构对负载的要求更大，所以大车运行机构采用分别驱动，这样即方便了安装又不会因一侧电动 机损坏而在运行时造成停止。传动方案如图 无锡太湖学院学士学位论文 4 图 车运行机构的传动简图 1、 电动机 2、制动器 3、联轴器 4、浮动轴 5、联轴器 6、减速器 7、轴承座 8 车轮 重机的轮压 的计算 架支撑反力 的计算 考虑到桥架部分为 柔性支撑架结构。 暂定 桥架重心与桥架支承平面 交与 此时设小车的重心位于 x x 轴线上（如图 那么 桥架各支承点在静止状态 下 的 支承 反力 如下 ： 图 架支承反力计算图 11 2+2+ 1 14 4 4 2 桥 小 运 ( 11 2 t +2t+ 1 + 14 4 4 2 桥 小 运 ( 11 2 t +2t+ 1 + 14 4 4 2 桥 小 从 ( 11 2 t +2t+ 1 14 4 4 2 桥 小 从 (式中： =145106: 桥架自 身 重 量 （ N） 39330 : 小车自重（ N） Q P 10000: 起升载荷（ N） 25204 : 起重机运行 部分 自 身 重 量 （ N） 8920 : 从动车轮组自重（ N） 1 : 小车 与桥架重心间的距离 （ m） 十吨位桥式起重机总体设计 5 : 物品 与 小车 重心间的 距离（ m） L : 起重机跨度（ m） 当小车位于右端极限位置时，小车位于左端极限位置时， 当小车 处于 右极限位置时1t 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 2 1 0 . 5 5 1 0 0 0 0 2 5 2 0 41 1 4 9 6 9 04 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 2 1 0 . 5 5 1 0 0 0 0 2 5 2 0 41 1 7 2 7 3 24 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2B 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 2 1 0 . 5 5 1 0 0 0 0 8 9 2 01 1 6 4 5 9 04 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2C 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 2 1 0 . 5 5 1 0 0 0 0 8 9 2 01 1 4 1 5 4 84 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2D 当小车 处于 左极限位置时1t ； 2 1 0 . 5 5 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 1 0 0 0 0 2 5 2 0 41 + 1 7 2 7 3 24 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2 2 1 0 . 5 5 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 1 0 0 0 0 2 5 2 0 41 1 4 9 6 9 04 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2B 2 1 0 . 5 5 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 1 0 0 0 0 8 9 2 01 1 4 1 5 4 84 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2C 2 1 0 . 5 5 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 1 0 0 0 0 8 9 2 01 1 6 4 5 9 04 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2D 车支承反力 的计算 由于 小车车架刚度 很大 ， 所以为 刚性支承架，小 车各支承点 的 支承反力 如下计算 ： 2+14 4 小( 2+14 4 小(式中 b 为小车轮距（ m），其它符号同前。 故 ： 3 9 3 0 0 1 0 0 0 0 2 0 . 21 1 1 6 1 14 4 1 .
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