某型号起重机抓斗结构设计【含8张CAD图+说明书1.2万字51页，开题报告文献综述带三维】
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起重机
抓斗
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开题
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综述
三维
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!【包含文件如下】【机械设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc[12000字，51页]【需要咨询购买全套设计请加QQ97666224】.bat
上成梁.dwg
下成梁.dwg
右抓斗.dwg
滑轮.dwg
滑轮支撑体.dwg
左抓斗.dwg
抓斗.dwg
抓斗三维模型
抓斗二维工程图
撑杆1.dwg
任务书.doc
设计说明书.doc[12000字，51页]
抓斗设计开题报告+文献综述.doc
外文翻译.docm
型号起重机抓斗结构设计
摘要：首先要对起重机抓斗进行自重分配，对抓斗的结构进行设计以及计s算，然后对抓斗进行受力分析，其次，对抓斗进行验算校核，最后根据设计
参数对抓斗进行三维建模以及绘制二维工程图。
关键词：抓斗；参数；校核；三维建模
Grab a certain type of crane design
Abstract：We must first carry out weight distribution of the crane grab,grab the structure of the design and calculation, then grab stress analysis, and secondly,
to grabwere checking verification, according to the final design parameters for grabs three-dimensional construction mold and drawing two-dimensional drawings.
Main glossary:Grab；parameter；Checked；Three-dimensional modeling
目 录
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
目录 Ⅲ
1 绪论 1
1.1 抓斗的概述 1
1.2 抓斗的发展趋势 2
1.2.1 国内起重机抓斗发展趋势 2
1.2.2 国外起重机抓斗发展趋势 3
1.3 抓斗的分类 4
2 抓斗方案的确定 8
2.1 抓斗的选用 8
2.2 抓斗的维护 8
2.3 抓斗的结构 9
2.4 抓斗的工作原理 9
3 抓斗的结构设计及计算 11
3.1 抓斗的主要技术参数 11
3.2 抓斗自重的确定 11
3.2.1 抓斗抓取能力的影响因素 11
3.2.2 抓斗的自重 12
3.2.3 抓斗自重的分配 12
3.2.4 颚板宽度 13
3.2.5 抓斗的最大开度 14
3.2.6 抓斗的其他几何参数 15
3.2.7 抓斗颚板侧面形状 15
3.2.8 滑轮组的倍率 18
3.3 抓斗各部分的具体参数 18
3.3.1 上承梁具体参数 18
3.3.2 下承梁具体参数 18
3.3.3 滑轮支撑体具体参数 18
3.3.4 撑杆具体参数 19
3.3.5 颚板具体参数 19
3.3.6 滑轮 19
3.4 抓斗的验算 19
3.4.1 对抓取能力进行验算 19
3.4.2 对颚板的强度进行校核 20
3.4.3 颚板跟撑杆链接处连接轴的校核 21
3.4.4 对连接螺栓M48强度校核 21
3.4.5 对撑杆强度进行校核 22
3.4.6 对滑轮组轴强度进行校核 22
4 对零件三维建模 23
4.1 SoidWorks软件的简介 23
4.2 SolidWorks软件常用工具栏 23
4.2.1 标准栏 23
4.2.2 视图工具栏 24
4.2.3 草图绘制工具栏 24
4.2.4 特征绘制工具栏 24
4.3 对抓斗实体进行三维建模 24
4.3.1 上承梁建模 25
4.3.2 下承梁建模 27
4.3.3 撑杆建模 28
4.3.4 垫圈建模 29
4.3.5 滑轮建模 30
4.3.6 颚板1建模 31
4.3.7 颚板2建模 33
4.3.8 滑轮装配体 34
4.3.9 抓斗装配体 35
4.4 对各零件绘制二维工程图 35
4.4.1 撑杆二维工程图 35
4.4.2 上承梁二维工程图 36
4.4.3 下承梁二维工程图 37
4.4.4 滑轮支撑体二维工程图 37
4.4.5 垫圈二维工程图 38
4.4.6 滑轮二维工程图 39
4.4.7 颚板二维工程图 39
4.4.8 抓斗二维工程图 41
5 总结 42
参考文献 43
致谢 45
- 内容简介：
-
毕 业 设 计 开 题 报 告 1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述： 抓斗（ 靠左右两个组合斗或多个颚板的开合来抓取和卸出物料的吊具， 是起重机下的取物装置，用于装卸各种货物。 它的抓取和开卸都是由司机在司机室内操作，不需要辅助人员协助，因而工作效率高，广泛运用在港口、车站、矿场、料场等。抓斗的全部动作由起重机司机集中操作，只在特殊情况下，才需要增补做辅助工作的作业人员。尽管配备抓斗的起重机械在工作方式上具有非连续输送的各种缺点，但 在规模较大或堆料较杂的货场上，为了从船舶和不能翻转的铁路车厢中卸载，以及对于特别难抓取的物料，仍然要使用抓斗。在水上运输和铁路运输部门中，常常使用抓斗为货船，驳船和铁路货车进行装卸作业和岸上仓的堆垛，转载作业。例如，在上海港务局所属的各装卸区，转运的各种散粒物料几乎都是用抓斗进行装卸的。抓斗起重机的产生避免了工人的繁重劳动，节省了辅助工作时间，大大提高了装卸效率，并且可以避免工人人身受到伤害事故，提高生产安全性。近些年，随着科学技术的进一步发展进步，以及我国工业建设规模的扩大，抓斗起重机也得到迅速发展，其功 能范围也越来越大，设计要求也越来越高。 随着社会的日益发展，一些强度较大的体力劳动逐步被机械生产所替代，起重机则是其中运用最为广泛的工业机械，它对减轻劳动强度，节省人力，降低建设成本，提高生产质量，加快施工建设，实现工程施工机械化起着十分重要的作用。 抓斗的发展趋势 我国工程起重机研制起步于 20 世纪五六十年代，经历了七十年代末至八十年的引进、吸收以及九十年代以来的自主开发阶段，目前 ,整体吊装工程越来越普遍 ,这就要求吊装用起重机的起重能力、作业幅度和高度越来越大。 国内大型吊装用起重设备已由过去单一的抱杆方式 ,逐步扩大发展成为以高性能、更安全可靠的大型移动式起重机为核心的吊装设备。我国的抓斗设计则受技术限制，更多的是功能单一，体积较大，自动化程度低的机械式抓斗。近些年，在无数技术人员的努力研究设计下，我国在抓斗领域也 取得了一些突破，如侧面定位的戟叉式启闭机构、斗齿与刃口板的连接机构、液压缸闭环串联的异步启闭多颚板抓斗、车站货场卸码原木用的旋转定位装置，以及对长撑杆抓斗有重大改进的扭矩撑推式抓斗等。 欧洲作为工程起重机抓斗的发源地，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，使美国工程起重机抓斗行业得以蓬勃发展。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，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。 随着工业生产规模的扩大，机械自动化程度的提高，起重机抓斗在现代化生产中运用越来越广泛，作用也越来越大，从而对起重机抓斗的要求也越来越高。即：大型化和专用化；自动化和智能化；轻型化；新型化和实用化 斗的分类 （ 1）按形状分类：按形状主要可分为贝形抓斗和桔瓣抓斗，前者由两个完整的铲斗组成，后者由三个或三个以上的颚板组成。 贝 型抓斗：适用于港口、码头、车站货场、矿山等方面装载各种散货、矿物、煤炭、砂石料、土石方等，也可用于土石方开挖、基础以及沟渠开挖、公路建设、铁轨铺设等工程中。 多瓣式抓斗：适用于钢厂的废钢铁抓取和分炼工作、垃圾处理场和建筑工地的大宗废物、废物分炼、装卸和搬运工作，汽车回收场进行汽车的解体、分炼和回收工作，斗齿可更换，并且采用高硬度耐磨钢，从而确保使用寿命长。 木材抓斗主要用于各种规格的原木、木材、管道、圆桶等物体的抓取和装卸。 （ 2）按驱动方式分类：按驱动方式可分为液压式抓斗和机械式抓斗两大类。 液压式抓斗： 液压抓斗在液压类专用设备中应用比较广泛，如液压挖掘机、液压起重塔等。 机械式抓斗：机械式抓斗本身没有配置开合结构，通常由绳索或连杆外力驱动，按操作特点可分为双绳抓斗和单绳抓斗，最常用的是双绳抓斗。 遥控抓斗：遥控抓斗是一种配在单卷筒起重机下的取物装置，用于装卸矿粉、煤炭、粮食、化肥、工业盐、氧化铝等各种散货。 （ 3）此外根据被抓取散料的容量分为：轻型抓斗、中型抓斗、重型抓斗、特重型抓斗。 通常抓斗按开闭方式分成三类：单绳抓斗、双绳抓斗和马达抓斗。其中双绳抓斗发展较快，除常用的长撑杆抓斗和多颚板抓斗外，还有 剪式抓斗、耙式抓斗和钳式抓斗等。 单绳抓斗 单绳抓斗只有支撑绳，供其升降，而颚板的闭合必须由卸料机构配合完成。卸料机构的种类较多，能在空中完成卸料动作的有卸料钟式和拉绳脱锁式；触地卸料的重锤偏心块式、中心导杆摇齿式和翻版式等。 缺点：单绳抓斗生产效率低，应用范围受到限制。 长撑杆抓斗 长撑杆抓斗是抓斗的基本形式，属于双绳抓斗的一种。其组成是由由颚板、上承梁、下承梁、支撑绳和闭合绳等五部分组成。闭合滑轮组的上、下滑轮分别安装在上、下承梁上。抓斗上的铰点为减少磨损，大都采用滚动轴承及自动润滑 套。 优点：长撑杆抓斗对各类散料具有良好的适应性，且重心低，因而获得广泛的应用。 缺点：颚板在抓斗闭合过程中，闭合力矩渐趋减小，这与抓斗作业要求相左，因而用长撑杆抓斗抓取大块度散料时，填充率明显不足。 耙集式抓斗 耙集式抓斗也是双绳抓斗的一种，其结构是由上承梁、下承梁、颚板、撑杆和滑轮组等五部分组成。当支撑绳拉紧、开闭绳放松时，撑杆撑开颚板，使抓斗打开。 优点：耙集式抓斗的开度大，颚板在闭合过程中其刃口轨迹近似为水平直线，有良好的耙集性能，适宜于分层抓取散物，以及淸舱底作业等。 缺点：它 的不足之处是在闭合状态时，重心较高，容易倾倒。此外，颚板铰点与刃口之间的距离交大，抓斗的切入性能差。 剪式抓斗 剪式抓斗是按剪刀原理设计的叉铰结构，由平衡架（或称均衡架）、前臂、颚板、中心铰轴和滑轮组组成。 剪式抓斗抓取能力大，特别适用于大容量的矿石，由于选用了较小的闭合滑轮组倍率，故开闭绳行程短，缩短了抓斗的闭合时间，提高了装卸效率，剪式抓斗在最大开度下的覆盖面积，具有耙集性能，且抓取深度均匀。剪式抓斗在悬空状态下颚板的开闭，其刃口几乎在一个水平面上移动，可以贴近料堆开闭斗，减少卸料时粉尘飞扬。 优点：剪式抓斗的最大特点是斗闭合时挖掘力矩逐渐增大，闭合终了时达到最大值，保证抓斗有较高的填充率。 缺点：但由于它出使抓取能力较低，不利于抓取较大块度散料。 钳式抓斗 钳式抓斗由一字横梁、内、外斗壁、颚板、中心铰轴和增力滑轮组组成。 优点：钳式抓斗具有很好的耙集性能，结构也较耙集式抓斗简单，抓取能力大，从抓斗闭合初期到终了时闭合力都较大，因而抓斗的填充率很高。与长撑杆抓斗进行对比试验表明，卸载效率高出 而且其自重轻，构造简单，重心低。 多颚板抓斗 抓斗的颚板数超过 2个的被称为多颚板抓斗。颚板头部铰接在下承梁上或浮动，以撑杆的铰点作支点，颚板绕其转动，实现抓斗的开闭运动。颚板数越多，则颚板宽度越窄，张开后易于插入散料堆中，适于装卸大块度 矿石和废钢铁之类的物料。 多颚板抓斗有挠性结构和刚性结构两种，脑型结构的特点是下滑轮组的每一个滑轮分别装在一块颚板的头部，开闭绳依次绕过各滑轮，这样颚板的开闭量各不相同，便于抓取形状不规则的大块物料。刚性多颚板抓斗的颚板与下承梁铰接在一起，随着下横梁的升降，每块颚板闭合或张开量相同。这种结构在抓取不规则物料时，容易出现颚板闭合不严实， 有的颚板不受力。近年来，多采用液压多颚板抓斗，用液压缸代替撑杆 马达抓斗 马达抓斗用本身动力和传动机构开闭斗，完成抓取和卸载动作，可以悬挂在任何一种吊钩起重机上 作业，只要在起重机上安装一个与吊钩卷筒保持同步的电缆卷筒就可作业。马达抓斗能够在任意高度上开闭斗，并且开闭斗的动作可以与升降运动重合，因而装卸效率比单绳抓斗高。但自重大，重心高，电机容易过载，必须有可靠地过载保护装置。马达抓斗有两种结构形式：电动机械传动和液压传动抓斗。 扭矩抓斗 优点：结沟简单，较为理想的闭合特性。具有深挖的特性。能适应多种物料的装卸。 根据本设计的要求，结合目前的主流抓斗，选择长撑杆双绳抓斗进行设计建模。 长撑杆双绳抓斗是抓斗的基本型式，由颚板 1，下承梁 2，撑杆 3，上承梁 4，支撑绳 5和闭合绳 6以及闭合滑轮组组成。 参考文献 ： 1顾迪民 . 工程起重机械 . 中国建筑工业出版社 . 1988年 12月第二版 2刘永峰 ,田洪森 . 国内外工程起重机发展状况研究 . 施工技术 . 2008 年 12月第 3卷 3贺在华 ,段嘉宣 . 2013 中投顾问 . 2012 年 8月 4高如桐 . 介绍几种新结构抓斗 . 设施与设备 . 2002年第 6期 5须雷 . 起重机的六大发展趋势 . 市场周刊 2008年第 11 期 6王宪龙，梁庆华 . 长撑杆抓斗静力学性能分析及参数优化 . 机械设计与研究 . 第 27 卷第 4 期 2011 年 8 月 7冯国臣 ,丁福生 . 长撑杆双颚板绳索抓斗自重的确定及其在抓斗各部件上的分配比例 . 港口装卸 . 2009 年第 6期 8辛文彤 . 文版从入门到精通 . 人民邮电出版社 2012年 1月 9刘申全 ,梁雅琴 . 抓斗的原理方案创新设计 . 太原重型机械学院学报 . 第 17卷第 1期 1996年 3月 10王欣 ,高顺德 ,屈福政 . 国内外大型起重机的发展 状况 . 建筑机械 . 11张质文 ,虞和谦 ,王金诺 ,包起帆 . 起重机设计手册 . 中国铁道出版社 . 1998年 3月第一版 12詹迪维 . 级应用教程（ 2012 中文版） . 机械工业出版社 . 2012年 03月 13起重机设计手册编写组 北京：机械工业出版社， 1980. 14 石殿钧 北京：水利电力出版社， 1987. 15机械工程手册编委会 北京：机械工业出版社 ,1997 六、吴克坚 ,钱瑞明主编 北京：高档 教育出版社 ,2003 7、陈道南，盛汉中 北京：冶炼金属工业出版社， 1993. 16006,21(5)： 1420 毕 业 设 计 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）： 为了便于设计和选用，抓取钢铁等散物可以按抓取物料容（ 选用长撑杆双绳抓斗。 本次设计的抓斗起重机额定起重量为 8t，所抓取物料容重为 3.2 t/ 本设计的长撑杆双绳抓斗起重机主体由起升机构和运行机构组成。起升机构主包 括电动机、卷筒、减速器三个部分。电动机选用交流异步线绕式 列电动机，减速器选用同轴减速器。电动机通电后旋转，从电动机轴输出的扭矩经联轴器传到减速箱，经减速箱三级减速后达到需要的传动比，减速箱带动卷筒转动，使缠绕在卷筒上的钢丝绳随之转动，同时钢丝绳把转动转变为上下方向的移动。钢丝绳通过滑轮组带动抓斗，使抓斗实现下降、张开、抓料、闭合、卸料等一系列动作，从而完成整个工作过程。 1*Q 式中 Q 抓斗起重机 额定起重量（ t） 抓斗自重系数 板宽度的计算： 33 式中 抓斗容积（ 3m ） 其中： 抓斗抓取量 散料 容积 3k 颚板宽度系数 斗的最大开度： 34 式中 4k 为抓斗最大开度系数 杆参数：撑杆与颚板间均采取铰接连接，根据抓斗撑杆外形尺寸及主要参数，选取军运管厚度宽度的撑杆。 板强度校核 抓斗颚板与下承梁连接 轴校核 连接螺栓 撑杆强度校核 滑轮组强度校核 利用 件对抓斗各零件进行三维建模，完成后用 件将 二维工程图导出。将各零件 装配正确后进行运动的仿真与分析。 度安排 2016年 2月 29 日 - 3月 21日：查阅资料 ,确定毕业设计思路 ,撰写开题报告； 2016年 3月 21 日 - 4月 19日：熟悉 境，建立起重机抓斗三维模型； 2016年 4月 19 日 - 5月 18日：对起重机抓斗结构进行计算分析； 2016年 5月 18 日 - 5月 28日： 完成毕业论文初稿； 2016年 5月 28 日 - 6月 2日： 根据指导老师意见修改论文初稿，完成终稿进行 答辩。 毕 业 设 计 开 题 报 告 指导教师意见 ： 该生毕业设计题目为某型号起重机抓斗结构设计，选题具有一定的实用价值。 该生通过查阅文献，了解了起重机抓斗的结构、工作原理，文献综述部分对起重机抓斗发展现况作了较为完整的叙述，并介绍了设计的目的和意义。 在第二部分确定了课题研究的内容，拟定了合理的设计方案和设计思路。 开题报告书写格式规范，条理清晰，基本达到要求。 同意该生开题。 指导教师： 2016 年 3 月 21 日 所在系审查意见： 同意开题 系主任： 2016 年 3 月 22 日 毕 业 设 计 任 务 书 1毕业设计课题的任务和要求： 熟悉起重机抓斗的结构和工作原理，明确给定型号起重机抓斗的作用和设计知识，进行抓斗的设计计算，根据计算结果利用 制二维工程图，相关数据可查阅起重机设计手册。 2毕业设计课题的具体工作内容（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 1 学习掌握三维设计 使用技术； 2 掌握起重机抓斗的工作原理和设计步骤； 3 进行该起重机抓斗的设计计算与校核； 4 完成该起重机抓斗的三维建模， 绘制二维工程图； 5 撰写设计说明书： (1)设计合理，语句通顺，格式规范，图表正确，表述清晰； (2)打印成册。 毕 业 设 计 任 务 书 3对毕业设计课题成果的要求包括毕业设计、图纸、实物样品等 )： 1 毕业设计开题报告一份； 2 毕业设计说明书一本，要求思路清晰，语句通顺，无错别字； 3 图纸一套，要求结构合理，表达正确、清晰。 4毕业设计课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2016 年 2 月 29 日 3 月 21 日 3 月 21 日 4 月 19 日 4 月 19 日 5 月 18 日 5 月 18 日 5 月 28 日 5 月 28 日 6 月 5 日 查阅资料，确定毕业设计思路，撰写开题报告； 熟悉 境，建立起重机抓斗三维模型； 对起重机抓斗结构进行计算分析，撰写说明书； 完成毕业论文初稿； 根据指导老师意见修改论文初稿，完成终稿进行答辩。 学生所在系审查意见： 同意下发任务书 系主任： 2016 年 2 月 29 日 I 某型号起重机抓斗结构设计 摘要： 首先要对起重机抓斗进行自重分配，对抓斗的结构进行设计以及计 后对抓斗进行受力分析，其次，对抓斗进行验算校核，最后根据设计 参数对抓斗进行三维建模以及绘制二维工程图。 关键词： 抓斗；参数；校核；三维建模 a of We of of to to 录 摘要 . . 目录 . 1 绪论 . 1 斗的概述 . 1 斗的发展趋势 . 2 内起重机抓斗发展趋势 . 2 外起重机抓斗发展趋势 . 3 斗的分类 . 4 2 抓斗方案的确定 . 8 斗的选用 . 8 斗的维护 . 8 抓斗的结构 . 9 斗的工作原理 . 9 3 抓斗的结构设计及计算 . 11 抓斗的主要技术参数 . 11 抓斗自重的确定 . 11 斗抓取能力的影响因素 . 11 斗的自重 . 12 抓斗自重的分配 . 12 板宽度 . 13 斗的最大开度 . 14 斗的其他几何参数 . 15 斗颚板侧面形状 . 15 轮组的倍率 . 18 斗各部分的具体参数 . 18 承梁具体参数 . 18 承梁具体参数 . 18 轮支撑体具体参数 . 18 杆具体参数 . 19 板具体参数 . 19 轮 . 19 斗的验算 . 19 抓取能力进行验算 . 19 颚板的强度进行校核 . 20 板跟撑杆链接处连接轴的校核 . 21 连接螺栓 度校核 . 21 撑杆强度进行校核 . 22 滑轮组轴强度进行校核 . 22 4 对零件三维建模 . 23 . 23 V . 23 准栏 . 23 图工具栏 . 24 图绘制工具栏 . 24 征绘制工具栏 . 24 抓斗实体进行三维建模 . 24 承梁建模 . 25 承梁建模 . 27 撑杆建模 . 28 圈建模 . 29 轮建模 . 30 板 1建模 . 31 颚板 2建模 . 33 轮装配体 . 34 斗装配体 . 35 各零件绘制二维工程图 . 35 杆二维工程图 . 35 承梁二维工程图 . 36 承梁二维工程图 . 37 轮支撑体二维工程图 . 37 圈二维工程图 . 38 轮二维工程图 . 39 颚板二维工程图 . 39 斗二维工程图 . 41 5 总结 . 42 参考文献 . 42 致谢 . 415 1 1 绪论 斗的概述 抓斗，英文名叫 文名叫 ；是对物料实施抓取和卸掉物料的一种吊具，抓取和卸掉物料一般是要靠它的左右两个合斗或者多个颚板的开合来实现的。一般情况下由多个颚板构成的抓斗也叫抓爪。它是起重机下的取物装置，用来装卸各种货物。 在工作中经常被驾驶者在驾驶室内操纵抓斗来对物料进行抓取和开卸，并不需要别人的帮忙，是以工作效率高，通常在口岸、车站、矿山石厂、材料场等场合中被普遍大量的运用。一般情况下抓斗所有的动作都是由起重驱动的集中运行，但也有特殊情况例外，需要辅助人员来辅助机械来运作完成任务。虽然用一个重型机械的方式工作的方式与不连续输送各种缺点，但在更大或更复杂的材料堆场堆上，从船上卸下，无法扭转铁路车辆，和对于格外难抓取的物料，依然要使用抓斗。在江海联运运和铁路运载部门中，货船，铁路货车以及大型驳船在进行装卸作业和岸上仓的堆垛时， 转运载物作业时要经常使用抓斗来实施的。比如，北京地铁 8 号线三期永定门外站的项目工程采用宝额 压抓斗来进行抓取的，该抓斗减轻了劳动人员的压力，也实现了最大化的挖掘速度 16。抓斗起重机的产生大大减少了劳作人员的疲劳强度，节约了辅助工作时间，大大提高了装卸效率，而且大大减少了工人的人身受到伤害的事故，提高了生产安全性。最近几年，随着科学技术的进一步发展，生产工艺的不断发展改进，以及我国工业建设规模的扩大，抓斗起重机也得到迅速发展，其功能范围也越来越大，不断地向智能化发展，设计要求也越来越高。 随着社会 的进一步发展，机械化生产逐渐代替了高强度的劳力生产，也代替了传统生产模式，最为普遍最为典型的工业机械生产使用的机械中起重机就是其中一种，它对减轻传统劳力人员的劳动强度，节省人力，使建设成本下降，生产质量提高，施工建设速率的加快对实现工程施工机械化起着举足轻重的作用。 2 斗的发展趋势 内起重机抓斗发展趋势 抓斗往往装配在起重机中，因此抓斗的发展往往跟起重机的发展有着很大的关联。我国的工程起重机最先是在 20 世纪五六十年代开始着手研制，在七十年代末至八十年中引进和汲取国外经验来研制， 九十年代以来我国开始独立研制发展成功。目前 ,整体吊装工程愈来愈广泛 ,这就要求起重吊装的起重能力，操作范围和高度也越来越大。目下当今，我国沿海地区许多专业大型吊装起重设备逐渐被大型移动式起重机为中心的吊装起重设备所取代，其中过去的吊装起重设备是结构简单的抱杆方式的设备，而现在越来越多的是高性能，灵活性更高，安全可靠性更高的起重设备。挖掘机的斗式设计受到技术上的限制，更多的是单功能、大容量、低程度的自动化机械抓取。近几年，在无数技术人员的不懈努力研究设计下，我国在抓斗领域上也取得了很大突破，如桥式起重机抓斗、抓 斗式的压缩垃圾车、抓斗式地下连续墙成墙机、中国滑块式单索多瓣抓斗，天津港发明的新型镍矿抓斗，以及电动式抓斗机等 123。近几年来，由于港口工程技术环境的不断改善和客户需求的不断增长，运输产业也是在不断的发展中，传统装卸业进行转型 ：安庆市华鑫重工股份有限公司生产的液压抓斗，气动抓斗，称重计量抓斗，绳索多瓣抓斗，绳索平口抓斗，并且许多小公司在其下进行批发，很多小公司成为其代理。如今抓斗企业市场蓬勃发展，比较著名的大型企业有：山东神力起重机械有限公司，保定大力起重机械有限公司，太原市晋昌盛起重索具有限公司，无锡市协兴港口机械有限公司，山东亨展重工机械有限公司等。主要产品为海口，工厂，工程等各种起重机配套专用的抓斗等 工业污染程度大大降低，为了顺应这一号召，液压挖掘机率先采用国际先进的电液技术，根据系统的需求进行了压力和流量的匹配，实现最大里的节能减排 需要顺应时代的潮流，让污染最小化让保护环境称为首要目标，然后进行该方面的改革创新从而成为最好的产品，目前的液压抓斗技术就是改革潮流中成功的案例之一 111314。 2016 年 是抓斗行业在发展过程中最为关键的一年，在工业生产技术每日不断的更新环境下有许多问题需解决：一方面，从外部宏观环境来说，影响行业发 3 展的新政策、新法规都将不断出台。经济增长方式进行转变，节能减排的要求越来越严格以及通货膨胀，人民币不断的升值，人力资源成本也在持续的上升和都对抓斗行业的发展产生了深远的影响；另一方面，从企业的内部来看，企业决策者所必需面对和亟待解决的问题有公司各部门各员工的竞争、公司生产技术需要不断更新升级、出口市场愈来愈萎缩、产品销售市场越来越复杂等。 我国起重机抓斗行业虽然与国外相比还有差距， 但技术水平也有全新的突破。在设计上尤其是大吨位产品功能不够齐全，要逐步完善试验、研究体系为了确保产品性能的精确和可靠要尽量与国外公司配套接轨。总的来说国内企业都有其独特的核心技术，并不断创新，提升在同行业内的领先地位。并且都在努力研究开发自己的核心技术，以不断提升自己的产品档次和竞争能力。 外起重机抓斗发展趋势 由于抓斗往往跟起重机一起进行作业，因此，抓斗的发展跟起重机息息相关。欧洲工业革命的最先开始使得欧洲成为工程起重机抓斗的发源地，欧洲由于经济水平 高，高端人才集中，工业先进，因此欧洲生产的起重机一般代表轮式起重机的最高水平，比如利勃海尔、德马克，其中起重机抓斗生产基地的典型代表有特雷克斯起重机公司，贝尔特公司，加藤公司 ,特彼勒公司，森尼波根 （） 公司，林克 ）公司等知名企业。这些公司其产品技术水平高潮、性能高、可靠性高，产品遍布全世界。但是美国工程起重机要远远落后于欧洲的水平。美州地区和亚太地 区是它的主要产品销售地。随着第二次世界大战后的经济实力，轮式起重机的开发和生产起步较晚，但发展速度很 快，在亚太市场非常流行；同时，日本通过收购的手段来采集信息来研究创新新技术，比如：日本多田野公司为了加快自身发展步伐从而通过收购德国的恩底盘公司来采集信息进行技术创新以至于公司全路面技术得到了迅速发展，其中 40%的产品主要用于出口。起重机抓斗市场通常划分为欧洲市场，亚洲市场和北美市场，多品种，高标准和一机多用是国外起重机抓斗的主要特点。亚洲市场和北美市场主要以日本和美国为主，它们的主要产品特点是：主导地位被越野轮胎起重机所占用，其次为汽车起重机；生产系列多，以中吨位为主；追求产品的适应性，经济性，高可靠性。 欧洲市场主要以德国为主，它们 4 的主要产品特点是：主导地位被全路面起重机所占；以大吨位为主；技术水平最为先进；专业配套件多。八九十年代开始，国外多功能、大型化的随车起重机发展迅速，如今，世界年产量已达 13万台左右，它的油缸工作速度比十年以前提高了一半以上，遥控装置也得到了广泛的应用。因此，今后部分小吨位流动式起重机的市场将会被随车起重机进一步侵占。总的来说，日本的产品技术性能与德国还是有相当大的差距，但其发展进步速度非常快，价格比德国更具有竞争力。 斗的分类 1） 按照起重机抓斗工作特点来分类 ：一般分为双绳抓斗、单绳抓斗和电机抓斗，其中双绳抓斗是最常用的。 2） 按照抓斗形状来分类：一般可分为贝壳式抓斗和桔瓣抓斗，贝壳式抓斗是由两个完全相同的铲斗构成的，而桔瓣抓斗是由三个或三个以上的颚板所构成的。 贝壳式抓斗：在港口、车站、船埠、码头，矿山，采矿等方面对矿物、煤炭、砂石料、土石方等各种各样的物料进行装卸，也可用于岩土开挖、基坑开挖以及沟渠开挖、公路施工、铁轨铺设等工程中。 多瓣式抓斗：一般在钢铁厂抓取精炼废钢铁中使用、在垃圾处理场和建筑工地中抓取大批废料、分炼、装卸和搬运 废物中使用，在汽车回收场解体精炼和回收汽车中使用，并且其中的斗齿是可以不断更换的，而且选用高硬度耐磨钢，从而改善了抓斗的使用寿命时间。 其中抓取和装卸各种规格的木材、原料、管道、圆桶等物体要用木材抓斗。 3） 按照被抓取物料的聚集密度分类：一般可以分为轻型抓斗、中型抓斗和重型抓斗三大类；其中轻型一般用来抓取谷物等物料，中型抓取砂砾等物料，重型用来抓取铁矿石等物料。 4） 按照抓斗颚板的数量个数来分类：一般可以分为双颚板抓斗和多颚板抓斗 ,其中双颚板抓斗是最常用的。对于多颚板抓斗来说一般用来抓取大型矿石，废铁废钢和 其他材料，因为它多爪，并且有着尖锐的切齿，十分容易插入物料堆，因此可以得到很好的抓取效果。 5 5） 按照抓斗的驱动模式来分类：一般可以分为机械式抓斗和液压式抓斗两大类。 液压式抓斗：液压挖掘机、液压起重塔是液压式抓斗在液压类专用设备使用中应用比较普遍的一种； 机械式抓斗：机械式抓斗自身没有开合结构设备，一般靠绳索或连杆外力来驱动，根据操作特点可以分为双绳抓斗和单绳抓斗，最常用的是双绳抓斗； 6） 一般抓斗根据开闭方式分成三类：单绳抓斗、双绳抓斗和电机抓斗。一般双绳抓斗发展比较迅速，除了长撑杆抓斗和多颚板抓斗的正常 使用，另外还有剪式抓斗、耙式抓斗和钳式抓斗等。 单绳抓斗 单绳抓斗只有支撑绳，供其起落，而颚板的闭合必需由卸料机构配合完成。有多种多样的卸料机构，比如空中卸料跟触地卸料：卸料钟式和拉绳脱锁式在空中以卸荷作用完成卸料动作；触地卸料式有重锤偏心块式、中心导杆摇齿式和翻版式等卸料。 优点：结构简单，易操作； 缺点：单绳抓斗生产效率低，应用范围不广。 长撑杆抓斗 长撑杆抓斗是抓斗的基本形式，属于双绳抓取斗的一种。它是由由颚板、上承梁、下承梁、支撑绳和闭合绳等五部分构成。闭合滑轮组的上、下滑轮分别安装在上、下承梁上。抓斗上的铰点采用滚动轴承及自动润滑套来减少磨损。 优点：长撑杆抓斗抓取各种物料具有很好的适应性，且有较低的重力，被广泛应用于各种生产中。 缺点：颚板在抓斗紧闭过程中，闭合扭矩逐渐减小，这与抓斗作业要求相左，是以用长撑杆抓斗抓取大块度散料时，填充率十分明显有所不及。 耙集式抓斗 6 耙集式抓斗同样属于双绳抓斗的一种，它的是由上承梁、下承梁、颚板、撑杆 和滑轮组等五部分构成。当开闭绳松开、支撑绳拉紧受力时，撑杆撑开颚板，抓斗张开到物料附近进行抓取物料。 优点：耙集式抓斗的开度大，颚板在紧闭过程当中其刃口轨迹与水平直线十分相似，有很好的耙集性能，适宜于分层抓取散物，以及淸舱底作业等。 缺点：它的弊端是在紧闭状态时，重心比较高，容易倾斜。另外，颚板铰点与刃口之间的间隔比较大，抓斗的切入性能不好。 剪式抓斗 剪式抓斗是一种叉铰结构，它是根据铰剪原理来设计完成的。由平衡架（或称均衡架）、前臂、颚板、中心铰轴和滑轮组构成。剪式抓斗的抓取能力比较大，分外适用 于大容量的矿石，又因为选采用了较小的闭合滑轮组倍率，所以开闭绳行程较短，缩短了抓斗的合拢时间，提高了装卸效率，剪式抓斗在最大开度下的覆盖面积，耙集性能同样在它身上可以体现出来，并且抓取深度比较匀称。剪式抓斗在悬空状态下的颚板的启闭，其刃口在水平面上几乎成一直线挪移，能够向材料堆开闭斗靠拢，减少卸料时的尘土排尘。优点：剪式型抓斗的最大特点是斗式封闭的时候，当开采扭矩逐渐增大时 3，抓斗合拢时达到最大值，并确保抓斗有较高的填充率。 钳式抓斗 钳式抓斗的结构包括一字横梁、中心铰轴，内斗壁、外斗壁、颚板和增力滑轮 组。 优点：钳式抓斗的性能也很好的体现了耙集性能，耙集式抓斗的结构比钳式抓斗的结构复杂，钳式抓斗抓取能力比耙集式抓斗的抓取能力大，从抓斗合拢早期到停止时闭合时比较大，所以抓斗的填充率很高。与长撑杆抓斗进行对照试验表明，钳式抓斗的卸载效率比长撑杆高 右，而且其自重轻，结构简单，重心低。 缺点：操作笨重，不方便。 7 多颚板抓斗 抓斗的颚板数超过 2个的被称为多颚板抓斗。颚板的头部是铰链在甲板下或浮动，杆铰链点作为一个支点 ，颚板绕着它，可以实现抓斗的开闭运动。该颚板的数量越多，则颚板的宽度越窄，颚板伸开后容易插入堆料口中，适合装和卸散装矿石和废钢铁材料等物料。挠性结构和刚性结构是多颚板抓斗最常用的两种结构，脑型结构的特证是下滑轮组的各个滑轮分别装配在一块颚板的头部，开闭绳挨次绕过各个滑轮，如此颚板的开闭量各不相同，便于抓取形状不规则的大块物料。刚性多颚板抓斗的颚板与下承梁铰接在一起，跟着下横梁的起落，每块颚板闭合或张开量相同。这类结构在抓取不规则的物料时，颚板闭合很容易不严实，有的颚板不受力。近年来，多采用液压多颚板抓斗抓取 ，不是用撑杆而是用液压缸。 马达抓斗 马达抓斗用自身机械动力和传动机构来伸合抓斗，实现抓取和卸载物料作用，能够配置在任何一种吊钩起重机上工作，只要在起重机上安装一个与吊钩卷筒保持同步的电缆卷筒就可作业。马达抓斗可以在任意位置上开启和关闭斗，而且开闭斗的动作可以配合升降运动，所以装卸效率要比单绳抓斗高。但自重大，高重心，电机容易过载，必需有可靠的过载保护装置。电动机械传动和液压传动是马达抓斗最常用的两种结构形式。 扭矩抓斗 通过扭转力矩来进行抓取物料堆的抓斗； 优点：结构简单，封闭性比较 理想。 挖掘的特点是可以大深度的挖掘。能适应各种物料的装卸。 8 2 抓斗方案的确定 斗的选用 第一按照起重机来选取抓斗动力的形式。根据抓斗的定义：抓斗是配置在起重机下的取物机构件，所以即使是最先进的抓斗，也离不开起重机自己单独完成工作。反之离开抓斗再先进、再大吨位的卸船机也不会有生产效率。是以什么样的起重机应该用什么样的抓取，配置错误的不能用，用大的超负荷也不能用。比方：起重机起升卷筒是单个的，要配用机械抓斗，只可配单索抓斗，假如配了四索抓斗，抓斗就不能工作了；另一个例子：起重机的额定起重量是 25t，要配抓斗，只能配抓斗自重 +持有货物重量 =采用长撑杆双绳抓斗。 本次设计内容所采用的的抓斗起重机额定起重量为 8t，所抓取物料的容重为 3.2 t/ 抓斗自重的确定 斗抓取能力的影响因素 抓斗自重不仅是抓斗产生抓取力矩的来源 ,也是确保抓斗具有一定强度和刚度。一个影响抓斗抓取能力的重要因素就是抓斗的自重。 其中：抓斗的抓取量 Q 公式 1 Q 为起重机的起重量（ t） 为抓斗自重（ t） 抓斗的评价指标是用抓斗起重的起重量利用率来表示的： g= d= 11 11 c 公式 2l 公式 3 1 c 公式 4 D 称为抓斗的抓取能力系数。 通过对影响抓取能力的因素的研究影表明主要有两方面影响因素：首先是被 12 抓物料的本身特征，如物料的容重、粒度 S 以及自然坡度角 B 等因素；其次是抓斗自身的几何尺寸和结构形式，如抓斗的最大开度 板的宽度 B、颚板的底背角 S 和抓斗自重 。 斗的自重 研究表明影响抓取能力的重要因素是抓斗的自重。由于其自重大，在垂直压力下抓取散装物料时，抓取体积也多，抢斗设计必须保证有足够的重量。经实践表明，抓斗的自重、颚板宽度与最大开度的比值以及颚板底背角和散料计算粒度对抓取能力有很大的影响。 抓斗自重可以由以下公式表示： 1*Q 公式 5 其中： Q 为抓斗起重机额定起重量（ t）。 抓斗自重系数，可由表 出： 表 抓斗自重系数表 本次设计主要内容为抓取大型特重型物料，根据常用散料特性表可以得出，煤炭的散料容重为 斗额定轻重重量为 5t，则 抓斗自重： 1*Q=t= 抓斗自重的分配 抓斗各部分的重量分配对抓斗的抓取能力有很大影响。抓斗各部分重量分配散料容重 （ t/ ） 斗 自 重系数 13 可以根据以下公式来分配： d 公式 6 其中： 抓斗各部分自重（ t）； 抓斗自重分配系数。 表 抓斗自重分配系数 2k 鄂板 上承梁 下承梁 撑杆 2k 板自重： 公式 7 上承梁： 公式 8 下承梁： 公式 9 撑杆： 公式 10 板宽度 将颚板的宽度增加可以对应的增加抓斗张开后的覆盖区域 ,并且在满足抓斗充填量的前提下 ,相应地减少了对抓斗闭合时挖掘物料的深度 ,也降低了抓取阻力。 颚板宽度 公式 11 其中： 斗容积（ 公式 12 其中：为抓斗抓取量； 为散料容积； 33 14 3k 为颚板宽度系数，由起重机设计手册98表 选取 颚板宽度系数 料容量（ t/ ） 板宽度系数 据起重机设计手册表 取 公式 13颚板宽度 d 33 公式 14 斗的最大开度 抓斗的最大开度 34 公式 15其中： 抓斗最大开度系数，由表 510选取 表 斗最大开度系数 散 物 容 重 （ t/） 斗最大开度系数 此取 15 公式 16 斗的其他几何参数 1） 根据上述计算，对颚板的宽度 以得出抓斗其他几何参数。 抓斗张开的覆盖面积 A=B*,911 公式 17 2） 抓斗在抓取过程中的平均挖掘深度 d 38 公式 183） 抓斗挖掘深度系数 1 3 3 公式 194） 抓斗颚板宽度 4 7 8 公式 斗颚板侧面形状 抓斗颚板侧面积为d公式 21 其中 给定的抓斗容积（ 日常生活中我们用作图法来测算颚板侧面积，并与上式算出的 F 相比，如果 不相等可调整 到与 F 相等。（如图 示：） 16 图 斗侧面图 表 斗颚板侧形系数 货密度（容重） 3/17 由上述图表可以知道： t an)c o s1(s i n)c o s1(s i n)c o s i n (c o s)s i n (s i nc o ss i ns i nc o ss i ns i ns i nt 故则令其中： s 为抓斗颚板底背角； B 为散货自然坡角； 为抓斗颚板侧背角； 为颚板闭合后，斗内物料最多滑移角。 取 B =25，s=13， =56， = =35 a a (t a nt a n)(o o )c o 356s i n (o s)i n (i nc o ss i ns i ns i 则所算的 取 18 轮组的倍率 双绳抓斗的滑轮组倍率推荐值如表 表 斗闭合滑轮组倍率 轻型抓斗 中型抓斗 重型抓斗 特重型抓斗 滑轮组倍率 2 3 3 4 5 6 6 取滑轮组倍率 m=6。 斗各部分的具体参数 承梁具体参数 上承梁一般是由一个长方体来切割拉伸而成的，同时上承梁也要装配一个滑轮。采用正视图，参数具体如下： 长： 1000 宽： 800： 700 切槽宽 :150： 500距边缘处： 80中心孔直径： 100 承梁具体参数 颚板跟下承梁链接，在下承梁上表面与滑轮支撑体装配，用螺栓固定。具体参数如下： 长： 1200宽： 1000高： 300 轮支撑体具体参数 滑轮支撑体装配在下承梁上表面，用来支撑滑轮，其具体参数如下： 底板尺寸长： 1000宽： 800高： 100 板上两支撑件相距为： 150支撑件外缘半径： 90 支撑件上轴心圆直径： 100 19 支撑体上绳索固定件长： 160宽： 50高： 80 外缘半径： 80中心孔直径： 100 杆具体参数 撑杆用来链接上承梁与颚板，并且起支撑作用，跟颚板的张闭合一块运动。撑杆必须保持其稳定性。其具体参数如下： 撑杆轴孔中心距： 2800 ： 100 连接处厚： 150圆半径： 100 板具体参数 颚板是采用钢板焊接形成的 颚板具体参数如下 颚板与撑杆链接处各板块厚： 200轴孔直径： 100 颚板壳体厚 ： 800壳体边缘厚： 10： 2000 轮 滑轮整体厚： 120最外圆直径： 200轴心圆内径： 100 垫片内径为： 100径： 150厚： 15 斗的验算 抓取能力进行验算 确定抓斗的主要参数后，我们可以用一下公式来进行验算： =*e* 公式 22 可以得出抓斗的填充量 ，抓斗自重系数 出的抓斗填充量为 20 两者近似相等。 颚板的强度进行校核 颚板呈开口式结构的，底边有刃口部分，受力比较大因此要加强强度，韧度。 颚板按受到的载荷均匀来算，刃口部分进行单独验算，其弯曲力矩计算公式由一下公式来计算： 2001020 ( 0 . 8 0 . 8 5 )/B K q 公式 23 式中 颚板底板长度比 A/B， 由表 取。 底板上的均布压力， 按下式计算： 072 7 为物料分布不均匀系数，取 公式 24 表 ： = =19354=200 公式 25 式中 0 为底板厚度； 为 许用应力，材料 =200核结果：此抓斗符合强度要求。 21 板跟撑杆链接处连接轴的校核 由于颚板跟撑杆链接处比较复杂，我们只对满载的情况下进行校核。 此时颚板受自身重力、物料质量以及颚板轴上的力。 颚板质量为： 物料质量为： 3.2 t； 轴直径为： 100 可以得出剪切应力为 = 公式 26 因此轴采用 45 钢，它的许用切应力为 =335 因此，颚板与下承梁连接轴满足强度要求。 连接螺栓 度校核 各链接处都采用螺栓 以我们仅需分析其中一个螺栓链接受力处。螺栓的材料为 45 钢。 当抓斗空载的时候，支撑绳的拉力为 G=受力平衡定理可以得出 4G 公式 27 F= 29N 因为轴直径为 d= 100所以剪切应力为： = =335 公式 28 22 因此 ，螺栓 足强度要求。 撑杆强度进行校核 撑杆受力跟螺栓受力相等，即 F=29N 撑杆的横截面积为 A=以它的截切应力 = 335 公式 29 因此，撑杆强度也满足要求 滑轮组轴强度进行校核 在本设计中我们所选用的滑轮组倍率为 6，轴上所受到的最大力为满载时的65，即 F= 65*5*104= 公式 30 所以剪切应力为 = P 33523 4 对零件三维建模 件的简介 件公式成立于 1993 年，总部位于马萨诸。世界上第一个面对 件，随着技术的不断发展创新使的越来越符合社
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