50-10t雙梁中軌箱型橋式起重機設計【5張CAD圖紙】

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As Chinas manufacturing industry, more and more applications crane to which industrial production. Carry a heavy load in the factory, machine parts up and down, the work of lifting parts of shipment, assembly line work should be fixed on the crane is used. The largest number of species of cranes, both in the size of the factory into the application is small tonnage cranes, bridge cranes small tonnage of lightweight parts for a wide range of lifting, in Chinas machinery industry plays a very important position. However, our current application, or copy large crane behind the technology produced abroad, and has been applied in the factory for many years, and some 70 to 80 years of products, both in quality or functionality are not growing to meet the industrial demand. How to design it the lowest cost, rationalize the layout, function modernization is the subject of our study. This design is for small tonnage bridge crane design, the main design elements are 50t/10t crane structure and operation of institutions, including the bridge structure, calculation and checking the layout, the main beam structure calculation and checking , end beams calculation and checking, the main end beam connect and run the cart and checking body parts of choice.Key words：Crane The moving mainframe Bridge Main beam and end beam Small tonnage1.緒 論1.1橋式起重機的介紹 橋式起重機是橋架在高架軌道上運行的一種橋架型起重機，又稱天車。橋式起重機的橋架沿鋪設在兩側高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設在橋架上的軌道橫向運行，構成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運物料，不受地面設備的阻礙。橋式起重機廣泛地應用在室內外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。 橋式起重機設計設計方法可以簡單地劃分為傳統(tǒng)設計方法、現代設計方法和未來設計方法三類。傳統(tǒng)設計方法指的是以古典力學和數學為基礎的類比法、直覺法、經驗法等設計方法，該法仍用于我國部分起重機的設計?，F代設計法指的是近30年發(fā)展起來的設計方法，如CAD、優(yōu)化設計、可靠性設計、有限元分析、反求工程設計、動態(tài)仿真設計、模塊化設計、工業(yè)藝術造型設計等等，這些方法在起重機的設計中都有應用。橋式起重機設計模塊化和組合化達到改善整機性能，降低制造成本， 提高通用化程度，用較少規(guī)格數的零部件組成多品種、 多規(guī)格的系列產品， 充分滿足用戶需求。同時，橋式起重機的并行工程的目標在于縮短產品投放市場的時間，提高產品的質量以及降低產品在整個生命周期中的消耗。并行工程應使產品及其相關過程設計工作集成，產品開發(fā)過程中各階段工作交叉并行進行，以盡早發(fā)現并解決產品整個生命周期中的問題，達到多項工作的協調一致?？梢韵嘈?，不遠的將來智能設計會取得更大的突破，從而使起重機的智能設計成為可能。1.2橋式起重機設計的總體方案主要技術參數：中級工作級別，吊運金屬工件，起重機設操縱室。起重量主鉤50t，副鉤10t，跨度28.5m，起升高度為主鉤12m，副鉤14m起升速度主鉤7.8m/min,副鉤13.2m/min；小車運行速度v=38.5m/min，大車運行速度V=87.3m/min。1.3主梁和橋架的設計主梁跨度28.5m ,主要構件是上蓋板、下蓋板和兩塊垂直腹板，主梁和端梁采用搭接形式，走臺的寬度取決于端梁的長度和大車運行機構的平面尺寸，司機室采用閉式一側安裝，腹板上加橫向加勁板和縱向加勁條或者角鋼來固定，縱向加勁條的焊接采用自動焊，主梁翼緣板和腹板的焊接采用貼角焊縫，腹板的下邊和下蓋板硬做成拋物線形。1.4端梁的設計端梁采用箱型的實體板梁式結構，是由車輪組合端梁架組成，端梁的中間截面也是由上蓋板，下蓋板和兩塊腹板組成；通常把端梁制成制成三個分段，端梁是由兩段通過連接板和角鋼用高強螺栓連接而成。端梁的主要尺寸是依據主梁的跨度，大車的輪距和小車的軌距來確定的；大車的運行采用分別驅動的方案。在裝配起重機的時候，先將端梁的一段與其中的一根主梁連接在一起，然后再將端梁的兩段連接起來。2.選型計算部分2.1主起升機構的設計2.1.1確定起升機構傳動方案，選擇滑輪組和吊鉤組 按照布置宜緊湊的原則，采用閉式傳動起升機構構造型式，如圖2-1所示，采用了雙聯滑輪組，按，查起重機械課本表5-5：取滑輪組倍率。承載繩分支數： 圖2-1 起升機構文字簡圖2.1.2選擇鋼絲繩若滑輪組采用滾動軸承，當時，課本起重機械表（67頁）5-6得滑輪組效率：，鋼絲繩所受最大拉力： （只有當起升高度大于50米時q才計入所以此處只記Q） 查課本起重機械表（59頁）5-3得，工作級別為M6時，安全系數n=6，鋼絲繩計算破斷拉力。 N=312.48KN由已知要求讓選擇破斷拉力1670的纖維芯鋼絲繩，由課本公式直徑 。2.1.3確定卷筒尺寸并驗算強度卷筒直徑：由設計參數要求知：。卷筒尺寸：（注:t為槽距；H為主起升高度；d為鋼絲繩直徑；l1為固定繩尾所需的長度；l2為卷筒兩端空余部分的長度l3為允許偏差度決定） n為附加安全圈數為使繩尾受力減小偏于固定通常取n為1.5到3圈。 mml13t=78mm；l2根據設計手冊232頁公式p=d+（24）mm及結構需要定為26mm ； 具課本68頁鋼絲繩允許偏斜度為1:10（） 取L3=500mm卷筒轉速：2.1.4選電動機計算靜功率：=(0.0180.04)Q=934kg 選自起重機計算實例P238頁 ：查大連伯頓YZR電機資料選用電動機： YZR-315s-8 2.1.5選擇減速器由上算得:減速器總傳動比： 又查參考資料得ZQ-1000型號減速器參數:2.1.6驗算起升速度和實際所需功率實際起升速度： 誤差：=100%=100%=1.9%=10% 實際所需等效功率：=48.57KW=52.5KW2.1.7校核減速器輸出軸強度由起重機設計規(guī)范書中公式(6-16)得輸出軸最大徑向力： 由起重機計算實例239頁得輸出軸最大扭矩為： 由以上計算知，所選減速器能滿足要求。2.1.8選擇制動器所需靜制動力矩： 制動安全系數，由課本起重機械運輸第六章查得，由選用YWZ-400/90制動器，其制動轉矩，制動輪直徑制動質量。2.2副起升機構的設計2.2.1確定起升機構傳動方案，選擇滑輪組和吊鉤組 按照布置宜緊湊的原則，采用閉式傳動起升機構構造型式，如圖2-2所示，采用了雙聯滑輪組，按，查起重機械課本表5-5：取滑輪組倍率。承載繩分支數： 圖2-2起升機構計算簡圖起重機課程設計附表8 P237頁選圖號為G15吊鉤組，得其質量：G0=219kg，兩動滑輪間距為A=185mm。2.2.2選擇鋼絲繩若滑輪組采用滾動軸承，當時，查起重機械課本67頁表5-6得滑輪組效率：，鋼絲繩所受最大拉力：課本起重機械59頁表5-3，工作級別為時，安全系數n=5，鋼絲繩計算破斷拉力。由上知選擇6x19破斷拉力1670的纖維繩芯鋼絲繩，由課本公式直徑得d為13mm，鋼絲繩最小破斷拉力。 2.2.3確定卷筒尺寸并驗算強度已知卷筒直徑：D=400mm卷筒尺寸：， 2.2.4選電動機計算靜功率： ：查大連伯頓YZR系列選用電動機： YZR250M1-8 2.2.5選擇減速器卷筒轉速：已經求得減速器總傳動比：由起重機設計手冊P237查得 2.2.6驗算起升速度實際起升速度：誤差：=100%=100%=0.25%=10%2.2.7校核減速器輸出軸強度由起重機設計規(guī)范書公式(6-16)得輸出軸最大徑向力： 由以上計算知，所選減速器能滿足要求。2.2.8選擇制動器所需靜制動力矩 2.3小車運行機構2.3.1確定機構傳動方案小車的傳動方式有兩種即減速器位于小車主動輪中間或減速器位于小車主動輪一側。減速器位于小車主動輪中間的小車傳動方式使小車減速器輸出軸及兩側傳動軸所承受的扭矩比較均勻。減速器位于小車主動輪一側的傳動方式，安裝和維修比較方便，但起車時小車車體有左右扭擺現象。對于雙梁橋式起重機，小車運行機構采用圖2-3減速器位于小車主動輪中間的傳動方案：圖2-3小車運行機構傳動簡圖先對運行阻力計算：小車質量估計取摩擦阻力矩： 查得，由Dc=500mm車輪組的軸承型號為7524，據此選出Dc=500車輪組軸承亦為7524.軸承內徑和外徑的平均值，由起重機設計規(guī)范書中表7-1表7-3查得滾動摩擦系數K=0.0009，軸承摩擦系數=0.02，附加阻力系數=2.0（采用導輪式電纜裝置導電），代入上式得滿載時運行阻力矩： 運行摩擦阻力：無載時運行阻力矩： 運行摩擦阻力：2.3.2選電動機電動機靜功率：式中 滿載時靜阻力； =0.9機構傳動效率 m=1驅動電機臺數初選電動機功率：式中電動機功率增大系數，由起重運輸機械表7-6得，=1.15由大連伯頓系列電機選用電動機YZR160L-8，Ne=16kW，n1=705/min,電機質量172kg2.3.3選擇減速器車輪轉速： 機構傳動比： 查泰隆ZQ系列軟齒面減速器表：選用ZQ-500減速器，N中級=12.8kW。 2.3.4驗算運行速度實際運行速度： 誤差：故合適。起動時間：式中 n1=715r/min；m=1驅動電動機臺數；其中 滿載運行時折算到電動機軸上的運行靜阻力矩：空載運行時折算到電動機軸上的運行靜阻力矩：初步估算制動輪和聯軸器的飛輪矩：本機構總飛輪矩： 式中C由起重機械運輸表4-1查得及其他傳動飛輪矩影響系數，折算到電動機軸上可取C=1.15滿載起動時間： 無載起動時間： 由起重運輸機械表5-1查，當時，推薦值為5.5s，（Q=Q），故所選電動機能滿足快速起動要求。2.3.5按起動工況校核減速器功率起動狀況減速器傳遞的功率： （）運行機構中同一級傳動的減速器個數，=12.3.6選擇制動器通常起重機的起動時間為15s,取=3s所需制動轉矩： 由焦作金箍制動器附表15選用YWZ4 315/23，其制動轉矩=180Nm考慮到所取制動時間=3s與起動時間=0.729s差距不大，故可省略制動不打滑驗算。2.4大車運行機構的設計2.4.1確定機構的傳動方案跨度為28.5m為中等跨度，為減輕重量，決定采用圖2-4的傳動方案。圖2-4集中傳動的大車運行機構布置方式1電動機；2制動器；3帶制動器的半齒輪聯軸器；4浮動軸；5半齒輪聯軸器；6減速器；7車輪2.4.2輪壓按圖4.2所示的重量分布，計算大車車輪的最大輪壓和最小輪壓。滿載時，最大輪壓： 空載時，最小輪壓： 車輪踏面疲勞計算載荷： 圖2-5輪壓計算圖2.4.3運行阻力計算 摩擦總阻力矩：由起重機課程設計查得車輪的軸承型號為，軸承內徑和外徑的平均值為：；由起重機設計規(guī)范書中表7-17-3查得：滾動摩擦系數，軸承摩擦系數；附加阻力系數代人上式得：當滿載時的運行阻力矩： 運行摩擦阻力： 當空載時： 2.4.4選擇電動機 電動機靜功率：式中：初選電動機功率： 式中：由參考資料YZR系列大連伯頓選用電動機為：2.4.5選擇減速器車輪轉速： 機構傳動比：查泰隆資料表，選用兩臺減速器，其型號為：可見。2.4.6起動工況下校核減速器功率 起動工況下減速器傳遞功率：式中： 因此： ，所以減速器合適。2.4.7選擇制動器 由焦作金箍系列的YWZ4系列電力液壓筷式制動器的制動時間，按空載計算制動力矩，即代人起重運輸機械的（7-16）式 ：； 現選用兩臺制動器,由焦作金箍制動器資料得其額定制動力矩，為避免打滑，使用時需將其制動力矩調至以下?？紤]到所取的制動時間，在驗算起動不打滑條件時，已知是足夠安全的，故制動不打滑驗算從略。3.結構計算部分3.1橋架尺寸的確定大車軸距的大小直接影響大車運行狀況，常取：3.2主梁尺寸主梁在跨度中部的高度h:由金屬結構課本當小跨度時取較大值，反之取較小值。求得的梁高通常作為腹板高度，為下料方便，腹板高度一般取尾數為0的值。取腹板高度。3.2.1腹板和翼緣板厚度 腹板厚度通常按起重重量決定：主、端梁翼緣板厚度:由課本機械裝備金屬結構設計P195公式(7-32)翼緣板厚度??；端梁頭部下翼緣板板厚；上翼緣板與中部下翼緣板板厚；端梁腹板厚度。由課本機械裝備金屬結構設計P194公式（7-27）。3.2.2兩腹板內壁間距b:b=（0.40.8）=（0.40.8）1800=7201440mm 取b=900mm 驗算：3.2.3上下翼緣板的寬度B13.2.4端梁高度H2主梁總高度 端梁高度H2應略大于車輪直徑 3.2.5主梁端部變截面長d=3.3主端梁界面主、端梁采用焊接連接，端梁為拼接長。橋架結構與主。端梁界面圖如下圖3-1雙梁橋架結構圖3-2主梁與主梁支撐截面的尺寸簡圖3.4端梁截面尺寸的確定3.4.1起重機的總質量 （包括主梁端梁小車大車運行機構、司機室和電氣設備等），可由下式估算： 由起重機設計手冊3-8-12知：而由起重機設計手冊P358表3-8-10，選為15t。 對較大起重量得起重機，為增大端梁水平剛度和便于主端梁連接，通常B2比B3大50100mm左右，但給制造帶來不便。B23.4.2端梁中部上下翼緣板寬度B43.5主.端梁截面幾何性質3.5.1截面尺寸主梁截面面積： 3.5.2端梁截面端梁截面積：圖3-3端梁與端梁支撐面處的尺寸簡圖3.6載荷3.6.1自重載荷a.主梁自重均勻載荷：小車軌道重量由課本金屬結構P453表20得，軌道理論質量60.8N/m欄桿等重量： b.主梁均布載荷：3.6.2小車輪壓：起升載荷為： 小車自重: 假定輪壓均布，課本起重機械表4-2距K=2400mm滿載小車輪壓：3.6.3動力效應系數3.6.4慣性載荷大小車都是四個車輪，其中主動輪各占一半，按車輪打滑條件確定大小車運行的慣性力。一根主梁上的小車慣性力為：大車運行起.制動慣性力（一根主梁上）為：3.6.5偏斜運行側向力小車左輪至跨度極限位置C1=1.2m，一根主梁的重量力為：一根端梁單位長度的重量為： 考慮大車車輪直徑以及其他相關零件，取。一根端梁的重量為： 一組大車運行機構的重量（分別驅動兩組對稱配置）為：起重機課程設計表7-3中得，重心作用位置司機室及設備的重量為：重心作用位置到主梁一端的距離大約取2.8m。3.6.6滿載小車在主梁跨中央一側端梁總靜輪壓為：由及課本機械裝備金屬結構53頁圖3-9用插值法求得：3.6.7滿載小車在主梁左端極限位置3.7扭轉載荷中軌梁扭轉載荷較小，且方向相反，可忽略。故在此不用計算。7端梁總輪壓計算簡圖見圖3-4圖3-4 端梁總輪壓計算3.8主梁的計算3.8.1內力垂直載荷:計算大車傳動側的主梁。在固定載荷與移動載荷作用下，主端梁按簡支梁計算，如圖3-5所示圖3-5 主梁計算模型固定載荷作用下主梁跨中的彎矩 3.8.2跨端剪切力 移動載荷作用下主梁的內力輪壓合力與左輪的距離為：a.滿載小車在跨中:跨中E點彎矩為： 跨中E點剪切力為： 跨中內扭矩為： b.滿載小車在跨端極限位置（z=C1）: 端梁剪切力： 主梁跨中總彎矩為：主梁跨端總剪切力（支撐力）為：3.8.2水平載荷a.水平慣性力載荷在水平載荷水平鋼架計算模型如圖3-6圖3-6 水平剛架計算模型小車在跨端，鋼架的計算系數為：跨中水平彎矩為： 跨中水平剪切力為： 跨中軸力為： 小車在跨端，跨端水平剪切力為： b.偏斜側向力在偏斜側向力作用下，橋架也按水平鋼架分析如圖3-7圖3-7 側向力作用下剛架的分析這時，計算系數為：小車在跨中。側向力為：超前力為： 端梁中點的軸力：端梁中點的水平剪切力：主梁跨中的水平彎矩為： 主梁軸力為：主梁跨中總的水平彎矩為：小車在跨端,側向力為：超前力為：端梁中點的軸力為： 端梁中點水平剪切力為： 主梁跨端的水平彎矩為：主梁跨端的水平剪切力為：主梁跨端總的水平剪切力為：小車在跨端時。主梁跨中水平彎矩與慣性載荷的水平彎矩組合值較小，不需計算。3.8.3強度 需要計算主梁跨中截面如圖2危險點（1）（2）（3）的強度。a.翼緣板上邊緣與軌道接觸點（1）的應力主腹板邊至軌頂距離為：集中載荷對腹板邊緣產生的局部壓力為： 垂直彎矩產生的應力為：水平彎矩產生的應力為：=0慣性載荷與側向力對主梁產生的軸向力較小且作用方向相反應力痕小，故不用計算。假定剪力由腹板承受，彎矩由翼緣板和腹板共同承受且按慣性矩分配。點（1）的折算應力為： 點（2）的折算應力為： 點（3）的折算應力為： b.主梁上翼緣板的靜矩：c.主腹板下邊的切應力為： d.主梁疲勞強度:橋架工作級別為A7，應按載荷組合1計算主梁跨中的最大彎矩截面（E）的疲勞強度。由于水平慣性載荷產生的應力很小，為了計算簡明而忽略慣性力。求截面E的 最大彎矩和最小彎矩，滿載小車位于跨中（輪壓P1在E點上），則空載小車位于右側跨端時如圖3-8圖3-8 主跨梁中（E）最小彎矩的計算左端支反力為： 驗算腹板受拉翼緣板焊縫（4）的疲勞強度（見圖3-9）圖3-9 主梁截面疲勞強度驗算應力循環(huán)特性 根據工作級別E4應力集中等級k1及材料Q235，查得 e.因后面要用需驗算橫隔板下端焊縫與主腹板連接處（5）顯然，相同工況下的應力循環(huán)特性是一致的。據E4及Q235橫隔板采用雙面連續(xù)焊縫連接，板底與受拉翼緣板間隙為50mm，應力集中等級為K3，查的=103.7MPa拉伸疲勞許用應力為： 3.9端梁的計算由端梁截面已經初步確定，現進行具體計算：取滿載小車位于主梁跨端，大小車同時運行起，制動及橋架偏斜。截面3-3及4-4.端梁支撐處兩個截面很近，只計算受力稍大的截面4-4。端梁支撐處為安裝大車輪角軸承箱座而切成缺口并焊上兩塊彎板(16mm185mm)。端部腹板兩邊都采用雙面貼角焊縫，取=8mm，支撐處高度400mm，彎板參與端梁承載工作，并承處截面（3-3及4-4）如圖所示3-10。圖3-10 端梁支承處截面形心：慣性矩為：3.10穩(wěn)定性3.10.1整體穩(wěn)定性局部穩(wěn)定性翼緣板: 腹板: 故只需對著主梁腹板位置設置四塊橫隔板，隔板厚度隔板間距 3.10.2橋架的剛度計算a.滿載小車位于主梁跨中產生的靜撓度：橋架的水平慣性位移：b.垂直動剛度起重機動剛度以滿載小車位于橋架跨中的垂直振頻率來表征，計算如下：主梁質量： 全橋架中點換算質量為：起升質量為： 起升載荷： 起升鋼絲繩滑輪組的最大下放長度：橋架跨中靜位移： 起升鋼絲繩滑輪組的靜伸長：c.水平動剛度起重機水平動剛度以物品高度懸掛，滿載小車位于橋架跨中的水平自振頻率來表征。半主梁跨中在單位水平作用下產設個的水平位移：3.11總功率整車電機功率之和總結通過這次雙梁橋式起重機的畢業(yè)設計，對起重機的起升和金屬結構，加工，裝配等一系列過程有了更多的認識，從中學到了很多。在設計過程中，培養(yǎng)了我分析零件結構，運行機構傳動機構的能力，對書本的知識做進一步的了解與學習，對資料進行查詢與合理的應用。并熟悉了相關設計手冊和繪圖軟件，從而對我們所學專業(yè)知識更加深刻了解。完成此次設計，我學到了很多專業(yè)與非專業(yè)的知識，真是獲益匪淺。箱體的加工很復雜，相信隨著經濟的發(fā)展，在以后起重機設計的加工會日益優(yōu)化，精度和質量會更得進一步的提高。這次設計讓我學到了很多的東西。參考文獻1陳道南，盛漢中主編起重機課程設計M（第二版）北京：冶金工業(yè)出版社， 1993：661282中華人民共和國國家標準起重機設計規(guī)范M（GB/T3811-2008 ）北京：中國 標準出版社，1983：P902003老師提供 起重機設計手冊編寫組起重機設計手冊M4 須雷起重機的現代設計方法，起重運輸機械M（學校內部課本）P119-2755 王小明，盧志強 國內外大型起重機的研究現狀及發(fā)展趨勢J. 機電產品開發(fā)與創(chuàng)新1002-6673 （2009）02-006-036徐格寧 主編。08級課本機械裝備金屬結構設計M 第二版 太原科技大學 2009.9：17-3487 陳國章等 起重機計算實例 1984版 8 通用橋式起重機M GB/T14405-2011 1993： P100-1509ZQ系列減速器泰隆減速器股份有限公司提供10大連伯頓有限公司的YZR系列起重專用電機提供11焦作金箍的YWZ4系列的制動器提供致謝 畢業(yè)論文（設計）任務書題目名稱 50/10t雙梁中軌箱型橋式起重機設計 -機械部件造型及金屬結構的設計學生姓名所學專業(yè)機械設計制造及其自動化班級指導教師姓名 所學專業(yè)職稱完成期限2012年4月一、論文（設計）主要內容及主要技術指標1、對起重機的介紹及雙梁橋式起重機機構組成和工作原理的說明。 2、起重機結構方案的比較與確定確定橋架結構的型式和大車運行機構的傳動方式。3、工程力學、金屬機構學、機械設計參數的選擇與計算。 4、主要零部件選擇方案的比較與確定。5、綜合考慮完成各部分的設計。二、畢業(yè)論文（設計）的基本要求1、進行廣泛的資料查詢和文獻檢索等前期準備工作，并完成符合要求的開題報告和任務書。2、開題報告、任務書經指導教師審核通過后進行論文的撰寫工作。3、論文寫作要求符合新鄉(xiāng)學院本科畢業(yè)論文排版規(guī)范。4、按時、保質、保量完成論文撰寫，并按標準格式裝訂成冊。三、畢業(yè)論文（設計）進度安排（1）2012年4月上旬，查閱與題目有關的報告，填好論文開題報告，經指導老師及指導小組初審再經教研室集體討論通過后，開始畢業(yè)論文寫作提綱的編寫。4月中旬向指導老師提交論文寫作提綱，待指導老師批準后，正式開始論文寫作。（2）2012年4月下旬完成論文初稿，經指導老師審閱提出修改意見后進行修改。（3）2012年5月上旬前完成論文第二稿，再經指導老師進行修改，最后定稿。（4）2012年5月上旬，進行論文答辯資格審查。擬選題目50t/10t雙梁中軌箱型橋式起重機畢業(yè)設計機械部件造型及金屬結構設計 選題依據及研究意義橋式起重機是橋架在高架軌道上運行的一種橋架型起重機，又稱天車。橋式起重機的橋架沿鋪設在兩側高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設在橋架上的軌道橫向運行，構成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運物料，不受地面設備的阻礙。橋式起重機廣泛地應用在室內外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。起重機械是用來對物料進行期中、運輸、裝卸或安裝等作業(yè)的機械設備。它在國民經濟各部門都有廣泛的應用，起著減輕體力勞動、節(jié)省人力、提高勞動生產率和促進生產過程機械化的作用。起重機械在現代化的生產過程中絕不是可有可無的輔助工具，而是合理組織生產的必不可少的生產設備。選題的研究現狀我國的起重機械制造行業(yè)起步較晚，原有的基礎比較薄弱，與工業(yè)先進國家相比，差距不小，近年來盡管機械工業(yè)的綜合技術水平近幾年有了大幅度提高，但與工業(yè)發(fā)達國家相比，仍存在著階段性的差距。主要問題在于： 1科技進步對機械工業(yè)增長的貢獻率目前僅為34%，先進國家高達70%以上。 2產品設計技術、制造工藝及裝備、制造過程自動化技術、管理技術落后，是制約機械產品水平的主要因素。 3機械產品技術水平不高，達到80年代末、90年代初國際先進水平的僅占18%，達到80年代中期國際水平的占27%，其余產品均在80年代以前的水平線上。 縱觀世界各國起重機械發(fā)展的現狀，對今后的動向，可歸納如下：1. 大型化由于石油、化工、冶金、造船以及電站等的工程規(guī)模越來越大，所以吊車起吊物品的重量也越來越大。如海上采油平臺的超大型結構件重達3000t，所以目前世界上起重量最大的起重機是3000t的浮式起重機。2. 重視“三化”，逐步采用國際標準所謂“三化”，是指起重機械的標準化，系列化和通用化。貫徹“三化”可以縮短設計周期，保證產品制造質量，便于管理和提高經濟效益。3.實現產品的機電一體化在當今計算機技術、自控技術及數顯技術大發(fā)展的年代里，更新換代的重要標志是實現產品的機電一體化。再起重機械上應用計算機技術，可以提高作業(yè)性能，增加安全性，以至實現無人自動操作。4.人機工程學的應用起重機械一般應用在沉重和繁忙的、環(huán)境比較惡劣的場合。為了減少司機的工作強度，保持旺盛的注意力，應根據人機工程學的理論，設計駕駛室，改善震動和噪聲的影響，防止廢氣污染，使其符合健康規(guī)范的要求。擬研究的主要內容和思路1、 主要內容1. 計算說明部分1.1 選型計算1.1.1 鋼絲繩 計算鋼絲繩拉力，根據工作級別選擇鋼絲繩安全系數，選擇合適的鋼絲繩直徑。1.1.2 卷筒 根據卷筒直徑確定卷筒轉速和卷筒長度。1.1.3 起升電機 計算起升靜功率，根據工作級別確定電機機座號和額定功率。1.1.4 起升減速器 計算速比、選擇減速器型號，驗算承載力、低速軸扭矩、徑向載荷。1.1.5 起升制動器 計算制動力矩，根據不同的工作級別選擇制動器。1.1.6 大小車運行電機 計算運行電機功率、選擇運行電機。1.1.7 大小車運行減速器 計算速比，選擇型號。1.2 機構計算1.2.1 確定主端梁截面（正軌箱型梁）1.2.2 計算主端梁截面幾何性質 形心、垂直慣性矩、水平慣性矩。1.2.3 載荷 自重載荷、起升載荷。1.2.4 載荷系數 起升動載荷系數，突然卸載動力效應系數，運行沖擊系數。1.2.5 小車輪壓 滿載小車輪壓，空載小車輪壓。1.2.6 主梁強度校核 跨中截面3個危險點的應力，合成應力，小車滿載在極限位置時跨端剪切應力。1.2.7 剛度校核 滿載小車在跨中時主梁的垂直靜剛度。1.2.8 大車輪壓 最大輪壓和最小輪壓。1.2.9 總功率 整車電機功率之和。2. 圖紙部分2.1 總圖 整車外形示意圖，包括界限尺寸（長、寬、高），性能尺寸（軌距、輪距），極限尺寸（主副鉤左右極限），性能參數表，標題欄。2.2 小車圖示意圖 起升機構和運行機構布局，鋼絲繩纏繞方式，下車平面布局，小車性能參數表，標題欄。2.3 主梁工程圖 外形，主要截面，重要焊縫的焊接方式，序號，標題欄，明細表。2.4 端梁工程圖 外形，主要截面，重要焊縫的焊接方式，序號，標題欄，明細表。2、 設計參數起重量（t）跨度(m)起升高度(m)速度(m/min)主起升副起升主起升副起升主起升副起升大車小車501028.512147.813.238.587.3工作級別車輪直徑(mm)卷筒直徑(mm)起升倍率主起升副起升大車小車大車小車主起升副起升主起升副起升M6M5M6M580050080040053主要思路：1. 鋼絲繩選用6X19破斷拉力1670的纖維芯鋼絲繩。2. 卷筒采用鑄造卷筒，直徑已知。3. 起升減速器為ZQ系列軟齒面減速器（泰?。?。4. 制動器為YWZ4系列電力液壓塊式制動器（焦作金箍）。5. 小車運行減速器為ZSC(L)系列軟齒面立式減速器（泰?。?。6. 小車運行減速器為ZQ系列軟齒面減速器（泰?。?。7. 電動機選用YZR起重專用電機（大連伯頓）。8. 圖紙格式為autoCAD2004版本，計算書用WORD編寫。主要參考文獻1 GB-14405-93通用橋式起重機1995:P100-150.2起重機設計規(guī)范編寫組編.國家標準GB3811-33起重機設計規(guī)范，北京：國家標準局出版社.1993:P200-270.3起重機設計手冊編寫組編.起重機設計手冊.第62篇，起重機械。北京：機械出版社。1979.408級課本起重機械M.P119-275.5 徐格寧.機械裝備金屬結構設計.北京：機械工業(yè)出版社，2009：第二章到第十章.6起重機設計手冊編寫組編.起重機設計手冊.北京：機械出版社，1980：P120-P200.7大連起重機廠，起重機設計手冊編寫組編.起重機設計手冊.沈陽：遼寧人民出版社。1988：P320-500. 其他說明 指導教師意見指導教師簽名： 年 月 日指導教師小組意見指導教師小組負責人：年 月 日院（系）備案意見院（系）公章年 月 日畢業(yè)論文(設計)指導過程記錄表論文(設計)題目 5010t雙梁中軌箱型橋式起重機畢業(yè)設計-機械部件造型及金屬結構的設計學生姓名專業(yè)機械設計制造及其自動化學生學號班級指導教師姓名）職稱第1次指導：根據學生的愛好、特長和我校本科畢業(yè)設計的一些具體的要求，布置設計課題，指導學生搜集和查閱文獻資料的方法，主要是學校圖書館電子資源的使用方法，并布置撰寫開題報告的任務。 指導時間 2012 年 3 月 30 日第2次指導：檢查開題報告，指出里面的問題，指導如何寫開題報告中“選題依據及研究意義”、“研究現狀”及 “研究思路”幾個部分。說明排版的具體要求，指出存在的問題，檢查學生對課題相關文獻的掌握情況及其擬定設計思路的合理性。該同學的設計題目確定為50/10T雙梁橋式起重機運行機構設計。 指導時間 2012 年 4 月 6 日第3次指導：第二次檢查開題報告，指出里面內容上和格式上仍然存在的問題，并指導開題報告格式排版中的問題，參考文獻的書寫格式和具體要求。并檢查資料搜集的情況和設計進展。 指導時間 2012 年 4 月 13 日第4次指導：驗收打印出來的開題報告和任務書，該同學能夠按照學院要求的格式撰寫，內容上也很規(guī)范，并最終定稿。 指導時間 2012 年 4 月 16 日第5次指導：聽取學生匯報近一周的研究進度，為學生提出的問題提供解決方法。 指導時間 2012 年 4 月 20 日第6次指導：檢查學生交上來的進度報告，為學生提出的問題提供解決方法。 指導時間 2012 年 4 月 25 日續(xù)表第7次指導：解答學生所提出的設計中遇見的問題。布置撰寫畢業(yè)論文的任務，傳達了學校的一些具體的要求，指導撰寫畢業(yè)論文的思路和方法，比較詳細的講述了一下論文的寫作規(guī)范和寫作流程。 指導時間 2012 年 5 月 4 日第8次指導：檢查學生設計進度，該同學已經完成了論文的基本的章節(jié)，論文的結構已經初步成型。審核學生繪制的電子版的零件圖，指出其中問題及修改方法。 指導時間 2012 年 5 月 11 日第9次指導：檢查學生已初步撰寫的論文章節(jié)，指出其中問題及修改方法，并指導如何撰寫論文其余章節(jié)。該同學能夠積極的提出問題，對文檔中存在的問題進行了修改。 指導時間 2012 年 5 月 18 日第10次指導：對論文初稿進行修改，對學生存在的問題進行了集中的解決。該同學的設計在內容和形式上都和以前相比有了較大的改善。 指導時間 2012 年 5 月 20 日第11次指導：對論文在格式和內容上進行第二次修改，指導學生準備答辯材料，講述答辯注意事項及答辯流程。 指導時間 2012 年 5 月 23 日第12次指導：審核打印出來的零件圖、裝配圖和設計論文，該學生的畢業(yè)設計已經基本滿足學院的要求和本科畢業(yè)設計的要求，可以進行答辯準備。 指導時間 2012 年 5 月 25 日說明：1.此表為指導教師指導學生結業(yè)論文(設計)的過程記錄表，由指導教師填寫。2.要求指導教師每周至少指導學生2次。每周集中填寫指導記錄表1次。3. 論文(設計)完成后，此表由指導教師交院(系)教學秘書處保存。房建行業(yè)的塔式起重機 動臂裝在高聳塔身上部的旋轉起重機。作業(yè)空間大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平輸送及建筑構件的安裝。由金屬結構、工作機構和電氣系統(tǒng)三部分組成。金屬結構包括塔身、動臂和底座等。工作機構有起升、變幅、回轉和行走四部分。電氣系統(tǒng)包括電動機、控制器、配電柜、連接線路、信號及照明裝置等。 塔式起重機簡稱塔機，亦稱塔吊，起源于西歐。 塔機分為上回轉塔機和下回轉塔機兩大類。其中前者的承載力要高于后者，在許多的施工現場我們所見到的就是上回轉式上頂升加節(jié)接高的塔機。按能否移動又分為：走行式和固定式。固定式塔機塔身固定不轉，安裝在整塊混凝土基礎上，或裝設在條形式X形混凝土基礎上。在房屋的施工中一般采用的是固定式的。塔式起重機的動臂形式分水平式和壓桿式兩種。動臂為水平式時，載重小車沿水平動臂運行變幅，變幅運動平衡，其動臂較長，但動臂自重較大。動臂為壓桿式時，變幅機構曳引動臂仰俯變幅，變幅運動不如水平式平穩(wěn)，但其自重較小。 為了確保安全，塔式起重機具有良好的安全裝置，如起重量、幅度、高度和載荷力矩等限制裝置，以及行程限位開關、塔頂信號燈、測風儀、防風夾軌器、爬梯護身圈、走道護欄等。司機室要求舒適、操作方便、視野好和有完善的通訊設備。 以下分幾個方面來具體介紹房建中常用的塔機。 (一)、塔機的金屬結構 塔機的金屬結構由起重臂、塔身、轉臺、承座、平衡臂、底架、塔尖等組成。起重臂構造型式為小車變幅水平臂架，再往下分又有單吊點、雙吊點和起重臂與平衡臂連成一體的錘頭式小車變幅水平臂架。單吊點是靜定結構，雙吊點是超靜定結構。錘頭式小車變幅水平臂架，裝設于塔身頂部，狀若錘頭，塔身如錘柄，不設塔尖，故又叫平頭式。平頭式的使結構形式更簡單，更有利于受力，減輕自重，簡化構造等優(yōu)點。小車變幅臂架大都采用正三角形的截面。 (二)、塔機的零部件 每臺塔機都要用許多種起重零部件，其中數量最大，技術要求嚴而規(guī)格繁雜的是鋼絲繩。塔機用的鋼絲繩按功能不同有：起升鋼絲繩，變幅鋼絲繩，臂架拉繩，平衡臂拉繩，小車牽引繩等。鋼絲繩的特點是：整根的強度高，而且整根斷面一樣大小，強度一致，自重輕，能承受震動荷載，彈性大，能卷繞成盤，能在高速下平衡運動，并且無噪聲，磨損后其外皮會產生許多毛刺，易于發(fā)現并便于及時處置。 (三)、塔機的工作機構 塔機的工作機構有五種：起升機構、變幅機構、小車牽引機構、回轉機構和大車走行機構(行走式的塔機)。 (四)、塔機的電氣設備 塔機的主要電氣設備包括：電纜卷筒-中央集電環(huán);電動機;操作電動機用的電器，如：控制器、主令控制器、接觸器和繼電器。保護電器，如：自動熔斷器，過電流繼電器和限位開關等。主副回路中的控制、切換電器，如：按鈕、開關和儀表等。屬于輔助電氣設備的有：照明燈、信號燈、電鈴等。 (五)、塔機的液壓系統(tǒng) 塔機液壓系統(tǒng)中的主要元器件是液壓泵、液壓油缸、控制元件、油管和管接頭、油箱和液壓油濾清器等。液壓泵和液壓馬達是液壓系統(tǒng)中最為復雜的部分，液壓泵把油吸入并通過管道輸送給液壓缸或液壓馬達，從而使液壓缸或馬達得以進行正常運作。液壓泵可以看成是液壓和心臟，是液壓的能量來源。(六)、塔機的安全裝置 安全裝置是塔機必不可少的關鍵設備之一，可以分為：限位開關(限位器);超負荷保險器(超載斷電裝置);緩沖止擋裝置;鋼絲繩防脫裝置;風速計;緊急安全開關;安全保護音響信號。限位開關按功能有：吊鉤行程限位開關，回轉限位開關，小車行程限位開關，大車行程限位開關。 (七)、塔機的防傾翻規(guī)定 嚴禁超載運行;不得斜牽重物;不許猛然急制動;禁止在大風中運行吊運作業(yè);工作班后，必須把夾軌器夾緊，以防大風將塔機吹動溜出軌道。 (八)、自升式塔機的附著錨固 當自升式塔機在達到其自由高度繼續(xù)向上頂升接高時，為了增強其穩(wěn)定系數保持起重能力，必須通過錨固附著于建筑結構上。附著層次與施工層建筑總高度、塔機和塔身結構、塔身自由高度有關。Tower Crane Boommounted on the upper part of the rotation of the tall tower crane. Operating a large space, mainly used for housing construction materials in the vertical and horizontal transportation and installation of building components. From the metal structure, working bodies and the electrical system consists of three parts. Metal structure including the tower moving arms and base and so on. The work of organizations including lifting, luffing, slewing and walking four parts. Electrical systems including motors, controllers, power distribution cabinets, connection lines, signals and lighting devices. Short tower crane tower crane, also known as tower crane, originated in Western Europe. Device characteristics and safety devices Tower crane boom and struts form of sub-horizontal type two kinds. For the horizontal boom, the load car runs along the level luffing boom, luffing movement balance, its long boom, but the greater weight boom. Boom for the strut-type when the tractor boom luffing mechanism Pitch amplitude, amplitude motion than horizontal steady, but its relatively small weight. In order to ensure the safety of tower crane has a good safety device, such as starting weight, range, height and load torque constraints such devices, as well as the travel limit switches, tower lights, wind instrument, wind clip-rail device, Ladders and athletic supporter circle, walkways and railings. Drivers cab demand for comfort, easy operation, good vision and good communications equipment. Used tower crane following specific description in several aspects of the tower crane used room Jianzhong. (1)the tower crane metal structure metal structure is composed of tower crane boom, tower, turret, bearings, balance arm, chassis, composed of apex. Construction boom level luffing jib type of car, and then have a single hanging point down the minutes, double-hanging point and the lifting arm and balance arm fused hammerhead-type level luffing jib car. Single hanging point is statically determinate structure, twin-lift point is statically indeterminate structure. Hammerhead-type trolley level luffing jib installed at the tower top Zhuangruo hammer, shaft, such as hammer handle, no spire, it is also known as flat head style. Flat-style of making structure simpler and more conducive to the force, to reduce weight and simplify construction and so on. Most used car luffing jib equilateral triangle cross-section. (2)the tower crane spare parts Each tower crane must be used in many kinds of lifting parts, of which the largest number of technical requirements are strict and complicated rope specifications. Tower crane wire rope used in accordance with different functions are: lifting wire rope, rope luffing, jib ropes, balance the arm ropes, trolleys and other traction rope. Steel wire rope is characterized by: the entire root, high strength, but also the whole root sections, the size of the same intensity, light weight, able to withstand shock loads, flexible enough to winding into a disk, can be balanced at high speed movement, and no noise, wear and tear After the skin will produce a number of glitches, easy to detect and facilitate the timely disposal. (3)the tower crane working body The tower crane working body there are five: hoisting mechanism, varying from agencies, car towing agencies, institutions and carts Traveling rotary body (walking style tower crane). (4)the tower crane electrical equipment The main tower crane electrical equipment including: Cable Reels - Central collector ring; Motor; Operation of electrical motors, such as: controller, master controller, contactors and relays. Protection of electrical appliances, such as: automatic fuses, over-current relays and limit switches. Vice-loop in the main control switch electrical appliances, such as: buttons, switches and meters. There are auxiliary electrical equipment: lights, lights, bells and so on. (5)tower cranes hydraulic system Tower crane hydraulic systems main components are hydraulic pumps, hydraulic cylinders, control components, tubing and fittings, fuel tank and hydraulic oil filters and so on. Hydraulic pump and hydraulic motor is a hydraulic system of the most complex part of the oil suction pump through the pipeline to the hydraulic cylinders or hydraulic motors, hydraulic cylinder or motor so that normal operation can be carried out. Hydraulic and hydraulic pump can be seen as the heart, is the hydraulic energy source. (6)tower crane safety devices Safety device is essential for the tower crane, one of the key equipment, can be divided into: limit switch (stopper); overload Insurance devices (overload power plant); buffer only block devices; steel wire rope anti-off device; anemometer ; emergency safety switch; security audio signal. Limit switches according to the functions are: hook travel limit switch, rotary limit switches, trolley travel limit switch, carts travel limit switch. (7)the provisions of the tower crane anti-tipping Non-overloading operation; not oblique pull heavy loads; not allowed to suddenly emergency braking; prohibit running wind lifting operations; working class, must be clip-rail clamping device to prevent the wind blowing the tower crane slipped out of orbit. (8)since the l-type tower crane attachment anchor When the self-climbing tower crane in achieving a high degree of their freedom to continue to pick up high-jacking, in order to enhance its stability factor to keep lifting capacity, they must anchor attached to the building structure. Attachment level, the total construction and construction-layer height, tower crane and tower structures, freedom tower height.