龙门式可行走小型提升机设计-龙门起重机设计【2吨】【24张CAD图纸】
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- 内容简介：
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龙门式可行走小型提升机1 绪论在科学突飞猛进的时代，在卸载中等重量的货物时，提升机械变得尤为重要，它可以垂直升降重物，并可使重物做短距离的水平移动，以满足重物的装卸、运输、安装作业的要求。它对减轻繁重的体力劳动、提高劳动生产率和实现生产过程的机械化、自动化具有重大意义。龙门式可行走小型提升机适用于机械企业、港口码头、车站仓库、建筑工地等各个工业部门。1.1国内提升机械的发展状况目前，国内专业生产大型起重机的厂家很多。其中，以中眹重科、三一重工、抚挖等公司产品系列比较齐全，市场占有率较高。中眹重科在2007年12月宣布实行品牌统一战略后，现已成功开发了50t600t履带式起重机产品系列。作为中国起重机行业的领跑者，徐州重型机械有限公司现在已经形成了以汽车起重机为主导i，履带式起重机和全路面起重机为侧翼强势推进的庞大型谱群。国内最具历史的履带式起重机生产企业抚挖现已拥有35t350t的履带式起重机产品系列。QUY350是抚挖2007年推出的国产首台350t履带式起重机，填补了国内350t起重机产品型谱的空白。三一科技自2004年初进入履带式起重机的研发和生产领域至今，已成功开发出50t900t共10个型号的全系列产品并全部实现销售。其900t履带式起重机顺利下线，标志着我国在大型、超大型履带式起重机的顺利下线，标志着我国在大型、超大型起重机自主研发领域已走在亚洲前列，成为目前亚洲最大吨位的履带式起重机。据悉，目前三一科技已具备3200t一下履带式起重机的开发。近年来国内外起重机行业的先进技术高速发展，给起重机管理工作提出了新的要求。如起重机的操纵控制已由司机室作业发展到遥控，一改由司机操作为起重工或其他生产工人在工作位置借助于微型携带式控制台，运用遥控系统命令起重机动作。如前苏联亚历山大起重运输设备厂，已将遥控系统运用于通用桥式起重机上；别尔戈罗德金属结构厂将原有台双小车桥式起重机全部采用了遥控系统。另外一点是由常规的继电器控制装置发展到利用微机实现半自动或自动化控制。先进技术的研究与应用对人机管理问题更有着重要性。6起重机遥控技术和微机控制系统的操作与维护，只有受过专门训练和考核合格的人员才能胜任。制定操作保养人员的培训大纲，严格培训教育，考核合格上岗等实施的教育管理，也是为了适应先进技术的发展。所以，我们要充分认识起重机管理现状，重视起重机管理在企业经营活动中的重要性。发能力。 1.2国外提升机械的发展现状目前，国外专业生产大型起重机的厂家很多。其中利勃海尔、特雷克斯德马格、马尼托瓦克与神钢等公司产品系列较全，市场占有率较高。利勃海尔公司的产品技术先进、工作可靠，其生产的LR系列履带起重机最大起重量已达1200t。其桁架臂履带式起重机系列在2007年又喜添新产品LR1600/2,使其产品型谱更加完善。德马格公司主要生产起重量从50t1600t的CC系列履带式起重机。最近推出了世界最大的履带式起重机CC88001.双臂新增功能套件使其起重能力达到3200t。马尼托瓦克公司团推出了新研发的31000型履带式起重机。其独特的创新是可变位配重(VPC)。与使用普通的吊运能力增强附件相比，可大量减少所需的地面准备工作。此外，配备可变位配重的起重机能够起吊和运送所有等级的额定负荷，可以很方便地在工地上移动。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。日本主要生产汽车起重机、履带起重机、越野轮胎起重机、全路面起重机，其中越野轮胎起重机产量最大，汽车起重机的产量次之，呈减少趋势，全路面起重机的产量最少，呈上升趋势，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%的产品用于出口欧洲作为工程起重机的发源地，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、PPM等著名企业，该地区主要现状为：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，使美国工程起重机行业得以蓬勃发展。目前该地区主要生产轮胎起重机、履带式起重机、全路面起重机和汽车起重机。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。 2 整机的机构设计和工作原理2.1 整机机构简图如下：1-主梁 2-卷扬机 3-支架 4-减速器 5-联轴器 6-半齿轮减速器 7-电机 8-大车运行机构2.2工作原理此提升机主要用于卸妆货物，首先由提升机构卷扬机把货物提升至货物须至的高度，然后可以由滑车左右进行移动；同时整个机构可以行走，由电动机带动，通过联轴器和减速器的浮动轴连接，减速后，再通过半齿轮减速器和大车的主动轴连接，驱动整个机构运行。2.3 基本参数（1）主梁的跨度为4m，总长4.32m ；支架高为4.295m; 横梁长为2.5m（2）提升货物为2吨，卷扬机整机重600kg（3）提升速度为8m/min(4) 滑车左右移动的速度为20m/min（5）大车车轮滚动速度为30.6m/min（6）电机型号：卷扬机Y132M-4，7.5KW，1440r/min 滑车 ZDM112-4F1，0.5kw，1380r/min 大车 YZR132M2-6,3.7KW,908r/min3 主梁的设计及校核计算3.1 主梁的技术要求根据货物总重Q1=2000kg 卷扬机整机重量Q2=600kg 则所要提升的总重为Q=2600kg 则主梁至少要承受的拉力F=2600x9.8=25.48KN3.2主梁的受力分析及校核计算3.2.1 主梁受力示意图及校核:由静力平衡方程 MB=0,Fb-FRAL=0 MA=0,FRB-Fa=0 求的反力FRA=Fb/L FRB=Fa/L以主梁的左端为坐标原点，选取坐标系，集中力F作用于C点，梁在AC与BC段的剪力图和弯矩图不同，因分段考虑。在AC段内距原点为x为任意的截面，截面以左只有外力FRA,根据剪力和弯矩的计算方法及规则，可以分别画出剪力图和弯矩图，如下所示：3.2.2 剪力图：3.2.3 弯矩图：Fs(x)=Fb/L (0xa)M(x)=Fbx/L (0xa)这就是在AC段内的剪力方程和弯矩方程。同理可以列出在BC段的剪力方程和弯矩方程：Fs(x)=Fb/L-F=-Fa/L (axL)M(x)=Fa(L-a)/L (axL)由以上公式可知，在AC段的任意截面的剪力皆为常数Fb/L，且符号为正，为一平行x轴的直线，同样可知在BC段内，剪力图也为一直线。当a25.48KN 满足要求最大弯矩：计算公式：Mmax=Wf22b工字钢截面模量：W=1/6HBH3-(B-b)h3 =325cm3型钢抗拉强度标准值：210N/mm2Mmax=325cm3x210N/mm2 =68.25KN.m25.48同理满足要求。4 卷扬机及滑车电机的选择4.1 选取外购卷扬机取提升机的跨度为4m，起升重量为2吨，卷扬机的起升机构的起升速度为8m/min由所提升的重量及速度可查，JM2可满足要求，基本技术参数如下表：上表可知，电动机的型号为Y132M-4，功率为7.5kw，整机重量为600kg。4.2 电机的选择滑车在主梁上的滑动速率为20m/min, 大车机构的驱动车轮在轨道上的滑行速度为30.6m/min。同理可以选取配套的滑车的电动机，即小车的电动机型号为ZDM112-4F1，转速为1380r/min，功率为0.5kw。 滑车及卷扬机整体结构图如下：5 主动轴的设计5.1轴的材料和热处理的选择由机械零件设计手册中的图表查的，可以选45号钢，调质处理，b=637MPa,-1=59MPa初步设计轴的最小直径从动轴的传递功率为3.7KW，查表得C=210350，则从动轴d c =(210350)=50.3475.56考虑键槽及相关要求，则可以确定为轴的最小直径为65mm5.2轴的结构设计根据轴上零件定位，拆装方面的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴的均设计为阶梯轴。主动轴轴径的确定：d1=65mm, d2=d+2h=85同理可以求得d3=100,d4=110轴承初选为T520，基本技术参数如下：新型号老型号内径 d(mm)外径 D(mm)厚度 H(mm)重量 (kg)T520127250.8255.56220.1轴的长度确定：L1=85 L2=71 L3=76 L4=136 L5=444 则左端轴承至齿轮的距离为161.5mm两轴承的跨距为192mm6 主动轴的校核计算6.1 联轴器的齿轮受力计算分度圆的直径 d=mz=3x40=120转矩 T=9.55x106xp/n=1470000N.mm圆周力Ft=2T/d=2x1470000/120=24500N径向力Fr=Ft tan20o=24500xtan20 o=8820N6.2 轴的受力分析及校核6.2.1 轴的受力图如下所示：6.2.2 轴的校核计算H面弯矩图：V面弯矩图：合成弯矩图：转矩图：当量弯矩图：Rha=161.5x8820/192=7418.9NRhr=8820-7418.9=1401.1NRva=Rvb=0.5Ft=12250NMhc=161.5x1401.1=226277.65N.mmMvc=161.5x12250=1978375N.mmMc2=Mhc2+Mvc2 解得 Mc=2125412N.mmMec2=Mc2+(aT)2 解得 Mec=1674523N.mm = Mec/w=48.359(MPa) w为抗扭截面系数6.3 轴承的校核计算（1）计算轴承的当量动载荷P，受力示意如下：由式：P=XFr+YFa知，对不承受轴向载荷的深沟球轴承，X=1，Y=0Fr=有力学的相关知识解得：Fz1=25KN；Fz2=60KN Fy1=23KN；Fy2=73KNFr1=Fr2=得P1=35KN；P2=61KN(2)校核计算轴承的计算额定动载荷C*，它与所选用的轴承型号基本额定载荷C值必须满足下式要求：CC*=P 为寿命指数，球轴承=3，Lh*为轴承的预期使用寿命，查表得Lh*=6000h解得 C1*=18.24kw29.5kwC2*=30.64kw29.5kw7 大车运行机构7.1 传动方案1-电机 2-联轴器 3-车轮 4-半齿轮联轴器 5-减速器 7.2减速比大车驱动机构需要驱动整个钢架运行，所要驱动最大，而且车轮的滚动速率为n1=30.6m/min。则可以求得车轮轴的滚动转速。V=n1/D=30.6/3.14x0.4=24r/min经过查数据，可以选取型号为YZR132M2-6的电动机，转速为n2=908r/min，功率3.7kw。则减速比：n2/n1=908/24=37.83根据减速比减速器可以购买成品型号为ZSC400 8 其他机构的设计及选择8.1 支架采用16a槽钢焊接而成，如下图所示：8.2横梁采用材料Q235焊接制成，如下图：8.3最大轮压根据轴的大小及相关因数，可设定主动车轮的直径为400mm，示意图如下：8.3.1 提升重量Q1=2000KG 卷扬机整机重量Q2=600KG主梁的重量Q3=36.524KG/Mx4.32=158KG支架重量Q4=17.240KG/Mx16=275.84kg横梁Q5=200KG8.3.2最大静轮压 F=（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）X9.8=32KN 参考文献1材料力学.刘鸿文主编. 高等教育出版社第四版2机械设计课程设计.华中科技大学出版社.3起重机械设计手册.上海人民出版社.19744机械设计.武汉理工大学出版社. 杨明忠主编.20015机械原理.高等教育出版社6机械可靠性设计.国防工业出版社7互换性与测量技术基础（第2版）.机械工业出版社.陈于萍 周兆元 主编.20088机械工程材料（第七版）.大连理工大学出版社. 于永泗 齐民 主编.20079机械设计实用手册 .化学工业出版社.吴宗泽 主编. 1993致谢本次毕业设计，是在龚水泉教授的指导下与同组同学姜涛和刘伟东合作下共同完成的，通过本次设计，不仅检验了我大学四年来知识积累的程度，而且了我在实际设计中经验的累积，更是对我设计思想的一次全面升华。在设计过程中，我本着认真刻苦的态度去学习设计的步骤、方法、以及经验，但是由于该设计许多方面的细节问题涉及面太广，而本人知识面和能力都极其有限，同时由于时间仓促，因而不能科学详尽地做出正
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