20T吊钩桥式起重机的设计
63页 23000字数+论文说明书+9张CAD图纸【详情如下】
保护电路电气原理图.dwg
卷筒零件图.dwg
大车运行机构电气原理图.dwg
小车体结构图.dwg
小车运行机构电气图.dwg
起升机构电气原理图.dwg
20t吊钩小车装配图.dwg
20T吊钩桥式起重机的设计论文.doc
20t吊钩桥式起重机设计答辩稿.ppt
20t桥式起重机总电气原理图.dwg
20t桥式起重机装配图.dwg
摘要
桥式起重机是一种提高劳动生产率重要物品搬运设备，主要适应车间物品搬运、设备的安装与检修等用途。我国生产的吊钩电动双梁桥式起重机额定起重范围为5～500t，一般10t以上，起重机有主、副两套起升机构；300t以上，起重机还有三套起升机构。
电动双梁起重机由桥架、小车运行机构、大车运行机构和电气设备构成。在系统整体设计中采用传统布局的典型结构，小车运行机构采用集中驱动。起升机构滑轮组采用双联滑轮组，重物在升降过程中没有水平移动，起升过程平稳，且钢丝绳的安装和更换容易。相应的卷绕装置采用单层卷筒，有与钢丝绳接触面积大，单位压力低的优点。在起升机构中还涉及到钢丝绳、减速器、联轴器、电动机和制动器的选择等。小车运行机构中涉及小车轮压计算、小车车轮、小车轨道、减速器、联轴器、电动机和制动器的选择计算等。
在起重机控制方面，起升机构用主令控制器和磁力控制屏来实现控制，大、小车运行机构用凸轮控制器直接控制。在控制系统设计中，主要针对起升机构、大车运行机构、小车运行机构电路控制系统的设计及保护电路的设计。利用低压电气元件控制起重机，其使用寿命较长，适合车间恶劣环境。
关键词：桥式起重机 起升机构 小车运行机构 电气控制系统
ABSTRACT
Bridge crane is a significant increase labor productivity goods handling equipment, primarily to carry goods workshops, equipment installation and maintenance, and other purposes. China's production of electrical hook rated double-beam bridge crane lifting the range of 5 ~ 500 t, generally more than 10 t, cranes are the main, two sets of lifting300 t above, there are three sets of cranes lifting bodies.
Two-electric beam from the bridge crane, the trolley running, traveling mechanism and electrical equipment constituted. The overall design of the system using the traditional layout of the typical structure and operation of institutions used car driven focus. Pulley group or agency from using double-pulley blocks, heavy objects in the process of lifting the level of no movement, or from the process smooth, and the installation and replacement of wire rope easily. Winding installations in the corresponding single reel, a large area of contact with the rope, the advantages of low pressure units. In lifting bodies also involves rope, reducer, couplings, electrical and brake the choice. Vehicles involved in the operation of institutions pressure on the wheels, car wheels, car track, reducer, couplings, electrical and brake the choice of calculation.
In the crane control, or from the institutions with the main controller and magnetic control of the screen to achieve control, big and small car cam controller running institutions with direct control. In the control system design, mainly for lifting bodies, traveling mechanism, the car run institutions circuit design and control system for the protection of the circuit design. Use of low-voltage electrical components control crane, a longer service life for workshop harsh environment.
Key words: bridge crane hoisting mechanism car agencies operating electric control system
目录
中文摘要 ……………………………………………………………………… Ⅰ
英文摘要 ……………………………………………………………………… Ⅱ
1绪论 …………………………………………………………………………… 1
1.1桥式起重机简介 ………………………………………………………… 1
1.2普通桥式起重机的主要组成部分 ……………………………………… 1
1.2.2大车 ………………………………………………………………… 1
1.2.2小车 ………………………………………………………………… 1
1.2.3动力装置和控制系统 ……………………………………………… 1
1.3普通桥式起重机的运行方式 …………………………………………… 1
2设计任务及参数 ……………………………………………………………… 2
2.1主要技术参数 …………………………………………………………… 2
2.2起重机工作机构的级别 ………………………………………………… 2
3吊钩组的设计计算 …………………………………………………………… 3
3.1原始参数 ………………………………………………………………… 3
3.2设计步骤 ………………………………………………………………… 3
4滑轮组的设计计算 …………………………………………………………… 8
5钢丝绳的选择 ……………………………………………………………… 11
6卷筒的设计计算……………………………………………………………… 12
7钢丝绳在卷筒上的固定……………………………………………………… 16
8起升机构的设计计算………………………………………………………… 18
8.1原始参数 ……………………………………………………………… 18
8.2设计计算步骤…………………………………………………………… 18
9小车运行机构的设计计算…………………………………………………… 26
9.1原始参数………………………………………………………………… 26
9.2设计计算步骤…………………………………………………………… 26
10起重机主梁的设计计算 …………………………………………………… 36
10.1桥式起重机主梁的设计计算主要涉及内容 ………………………… 36
11安全装置的选择说明 ……………………………………………………… 37
11.1主要安全装置的说明 ………………………………………………… 37
11.1.1走台与栏杆 …………………………………………………… 37
11.1.2排障板 ………………………………………………………… 37
11.1.3小车行程限位开关……………………………………………… 37
11.1.4起升高度限位开关……………………………………………… 37
11.1.5大车行程限位开关……………………………………………… 37
11.1.6缓冲器与挡铁…………………………………………………… 37
11.2小车缓冲器选择计算 ………………………………………………… 38
11.3大车缓冲器选择计算 ………………………………………………… 39
12 20吨桥式起重机的控制系统设计………………………………………… 40
12.1控制电路设计分析 …………………………………………………… 40
12.1.1控制对象分析及控制元件的确定……………………………… 40
12.1.2控制系统的基本要求…………………………………………… 40
12.1.3电动机的工作状态分析 ………………………………………… 41
12.1.4起重机的供电 …………………………………………………… 43
12.2起升机构控制电路的工作原理………………………………………… 44
12.2.1起升机构控制电路的特点 ……………………………………… 44
12.2.2起升机构电路的保护与联锁 …………………………………… 44
12.2.3起升机构电气工作控制原理 …………………………………… 45
12.3小车运行机构电路工作原理…………………………………………… 49
12.3.1小车运行机构电路工作特点 …………………………………… 49
12.3.2小车运行机构的电气控制原理 ………………………………… 50
12.4大车运行机构电路工作原理…………………………………………… 51
12.4.1大车运行机构电路工作特点 …………………………………… 51
12.4.2大车运行机构的电气控制原理 ………………………………… 52
12.5保护电路的工作原理…………………………………………………… 53
12.5.1保护电路的组成 ………………………………………………… 53
结束语 …………………………………………………………………………… 55
参考文献 ………………………………………………………………………… 56
附录1触点状态表
1.1起升机构主令控制器SA触点状态表
1.2小车凸轮控制器SA1触点状态表
1.3大车凸轮控制器SA2触点状态表
附录2电气原理图
2.1起升机构电气原理图
2.2小车运行机构电气原理图
2.3大车运行机构电气原理图
2.4保护电路电气原理图
2.5 20t桥式起重机总电气原理图
1 绪论
1.1桥式起重机的简介
桥式起重机是生产车间、料场、电站厂房和仓库中为实现生产过程机械化和自动化，减轻体力劳动，提高劳动生产率的重要物品搬运设备。它通常用来搬运物品，也可用于设备的安装与检修等用途。桥式起重机安装在厂房高处两侧的吊车梁上，整机可以沿铺设在吊车梁上的轨道纵向行驶，而起重小车又可沿小车轨道（铺设在起重机的桥架上）横向行驶，吊钩则作升降运动。因此，它的工作范围是其所能行驶地段的长方体空间，正好与一般车间形式相适应。
1.2普通桥式起重机的主要组成部分
1.2.1大车
由桥架和大车运行机构组成。桥架：桥架为起重机的金属结构，一方面支撑小车，允许小车在它上面横向行驶；另一方面又是起重机行走的车体，可沿铺设在厂房上面的轨道行驶。在其两侧的走台上，安装有大车运行机构和电器设备，大车运行机构用来驱动大车行走，大车上一般还有驾驶室，用来操纵起重机和安装各机构的控制设备。桥架主要由主梁和端梁组成。设计时要考虑其强度，刚度和稳定性要求，也应考虑自重和外形尺寸要小，加工制造简单，运输，存放和使用维修方便，成本低等因素。
1.2.2小车
小车由起升机构，小车运行机构，小车架和保护装置等组成。小车架要承受起升载荷和各机构自重，应有足够的强度和刚度，同时又要尽量减轻自重，以降低轮压和桥架受载。小车的电力则由滑线或软电缆引入。设计时要考虑改善零部件的受力情况、减少外形尺寸和自重、安全可靠、工作平稳、装配维修方便等因素。
1.2.3动力装置和控制系统
动力装置是驱动起重机运动的动力设备，它在很大程度上决定了起重机的性能和构造特点，桥式起重机的动力装置一般采用电动机。控制系统包括操纵装置和安全装置。各机构的启动、调速、改向、制动和停止，都通过操纵控制系统来实现。
1.3普通桥式起重机的运行方式
桥式起重机是一种循环的、间隙动作的、短程搬运机械。一个工作循环一般包括上料、运送、卸料及回到原位的过程，即取物装置从取物地点由起升机构把物料提起，由运行机构把物料移位，然后物料在指定地点下放，接着进行相反动作，使取物装置回到原处，以便进行下一次工作循环。在两个工作循环之间一般有短暂的停歇。起重机工作时，各机构经常处于起动、制动以及正向、反向等相互交替的运动状态之中。
2 设计任务及技术参数
2.1主要技术参数：
最大起重量： 20吨
粱跨度： 31500mm
起升速度: 18 ~ 28m/min
起升高度: 14mm
起重机运行速度: 80 ~ 95m/min
起升机构运行速度: 40 ~ 45m/min
当主令控制器，大、小车凸轮控制器处于“0“位状态，舱门开关，栏杆门开关，各门在关闭位置，常开触点闭合，起重机可以起动运行，KA1~KA9’各电动机过流保护继电器无过流现象，其常闭触点闭合。按下启动按钮SB，KM接触器通电自锁，电动机可以开始工作了。
交流接触器KM线圈通电自锁回路由大车移行凸轮控制器SA2的K2、K3触点，大车前后移行极限位置保护开关SQ1、SQ2，小车移行凸轮控制器SA1的K1、K2触点，小车左右移行极限位置保护开关SQ3、SQ4，起升机构主令控制器SA的K2、K3触点，提升高度限位开关SQ6、SQ5构成的并、串联电路组成。其中，SQ5极限开关理论上可接在KM自锁触头下方，而实际接线在起升定子端线号L22线上，既方便，也不影响自琐电路的正常工作。
大车移行凸轮控制器SA2的K2触点与前行程开关SQ1串联，K3与后极限行程开关SQ2串联，然后两支路并联，大车前行，触点K2与SQ1串联支路使KM接触器通电自锁，达到前行极限位置时，压下SQ1，KM线圈断电，大车停止运行，将SA2转到“0“位，重新按下SB启动按钮，通过SQ2，K3触点支路使KM线圈通电自锁。SA2转到后行操作位置，K3触点仍闭合，大车离开前行极限位置，向后移行。SA2转回“0”时，大车停车。同理，可以分析出SA，SA1的极限保护功能，上述电路中，任何过流继电器动作，各门未关好或按下急停按钮SB2，交流接触器KM线圈都会断电，将主回路的电源切断。
结束语
在将近二个月的毕业设计中，我完成了起重机的起升机构、小车运行机构、起重机的安全保护装置及控制系统的设计工作，通过设计后基本上熟悉了起重机的构造和工作原理，为以后从事这方面的工作奠定了基础。
在设计过程中，第一阶段，我们精心收集整理各种资料，提高了对新知识的自学能力，对资料的搜集整理能力。在极短的时间中，我们熟悉了桥式起重机的设计流程，并了解了起重机的组成结构及在国民产业中的应用，为起重机整体和部件的设计作好了准备。第二阶段，我们提出了初步的设计方案，在谭勇虎老师的指导下，我们不断修改错误的设计，在该阶段的设计中，我们对整个大学以来的有关专业课程进行了深化，应用了有关材料力学，静力学，低压电器元件控制系统的设计等理论知识，在该阶段中我们受益很多，但由于我们的实践经验不足，设计中可能存在不少错误。第三阶段中，我们完善设计任务书，核对了设计内容，完成了主要零部件的装配图和桥式起重机总装配图设计，并查阅了有关资料，为毕业答辩做好了准备。
总之，通过毕业设计使我们的综合素质能力得到了提高，也给我们整个大学阶段画上了一个完美的句号。我相信，通过我们以后在实际工作中的不断努力，我们一定能成为国家建设中有用的人才。
此时，我们即将各奔前程，在三年的大学生涯中，我们学到了很多东西，在此要感谢母校对我们的辛勤培育。在毕业设计完成之即，十分感谢谭勇虎老师的精心指导，和同组人刘海浪同学的积极配合，使毕业设计圆满完成。在整个设计中由于时间仓促，难免出现不少错误，望各位老师 和有关人士批评指正。
参考文献
[1] 机械设计手册编委会主编，机械设计手册?起重运输机械零部件、操作件和小五金.北京：机械工业出版社，2007，3
[2] 严大考、郑兰霞主编，起重机械.郑州：郑州大学出版社，2003，9
[3] 余维张主编，起重机械检修手册.北京：中国电力出版社，1998，11
[4] 杨长睽，傅东明主编，起重机械（第2版）.北京：机械工业出版社，1992，5
[5] 机械设计手册编委会主编，机械设计手册?联轴器、离合器与制动器.北京：机械工业出版社，2007，2
[6] 机械设计手册编委会主编，机械设计手册?减速器和变速器.北京：机械工业出版社，2007，2
[7] 罗宗泽，罗圣国主编，机械设计课程设计手册（第3版）.北京：高等教育出版社，2006
[8] 张莹主编，机械设计基础.北京：机械工业出版社，1997，7
[9] 何焯主编，设备起重吊装工程便携手册（第2版）.北京：机械工业出版社，2005，2
[10] 黄大巍，李风，毛文杰等主编，现代起重运输机械.北京：化学工业出版社，2006，3
[11] 北京科技大学，东北大学主编，工程力学（静力学）.北京：高等教育出版社，1997
[12] 北京科技大学，东北大学主编，工程力学（材料力学）.北京：高等教育出版社，1997
[13] 余雷声主编，电气控制与PLC应用.北京：机械工业出版社，1998，10
[14] 熊幸明主编，工厂电气控制技术.北京：清华大学出版社，2005，10
[15] 张质文等主编，起重机设计手册.北京：中国铁道出版社，1997
[16] 赵秉衡主编，工厂电气控制设备.北京：冶金工业出版社，2001，8
[17] 苑尚尊，程岷沙主编，电工与电子技术.东营：石油大学出版社，2004，6
[18] 田复兴等主编，起重机械事故案例分析与预防.北京：中国水利水电出版社，2005
[19] 李铮主编，起重运输机械.北京：冶金工业出版社，1989，10
[20] 陈敢泽主编，现代起重机管理与实用技术.北京：科学出版社，2000
[21] 孙桂林主编，起重与机械安全工程学.北京：北京经济学院出版社，1991，9
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