門座起重機總體設(shè)計

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1、2021-5-3 1門座起重機總體設(shè)計袁建明 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院2 內(nèi)容提要變幅系統(tǒng)參數(shù)確定2變幅、起升機構(gòu)參數(shù)確定3轉(zhuǎn)臺、回轉(zhuǎn)機構(gòu)參數(shù)確定4抗傾覆穩(wěn)定性計算5輪壓計算6圓筒門架、運行機構(gòu)參數(shù)確定 7總體設(shè)計依據(jù)1 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院3 總體設(shè)計依據(jù)技術(shù)規(guī)格書總體設(shè)計依據(jù)工作級別工作條件主要技術(shù)參數(shù)機構(gòu)及零部件要求材料、加工工藝電氣及控制概述主要鋼結(jié)構(gòu)要求 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院4 主要技術(shù)參數(shù)舉例 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院5 變幅系統(tǒng)參數(shù)臂架自重平衡使臂架系統(tǒng)的總重心高度在變幅過程中不變或變化較小，采用臂架平衡系

2、統(tǒng)。貨物水平移動使貨物在變幅過程中沿著水平線或接近水平線的軌跡運動，采用貨物水平位移補償裝置。設(shè)計原則 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院6 變幅系統(tǒng)參數(shù)貨物水平位移補償貨物水平移動補償繩索補償型貨物在變幅過程中引起的升降依靠起升繩繞繩系統(tǒng)及時放出或收進一定長度的起升繩來補償，從而使物品在變幅過程中沿水平線 或接近水平線的軌跡移動。組合臂架型在變幅過程中貨物的水平移動靠臂架端點沿水平線或接近水平線的軌跡移動來保證 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院7 變幅系統(tǒng)參數(shù)貨物水平位移補償貨物水平位移補償繩索補償型 補償滑輪組補償滑輪補償卷筒連桿補償滑輪組組合臂架型四連桿式組合臂架平行四邊形

3、組合臂架 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院8 變幅系統(tǒng)參數(shù)貨物水平位移補償v補償滑輪組 它 的 特 點 是 在 起 升 繩 繞 繩 系 統(tǒng) 中 增 設(shè) 一 個補償滑輪組， 當(dāng) 臂 架 從 位 置 I轉(zhuǎn) 動 列 位 置 II時 ， 貨 物 和取 物 裝 置 一 方 面 隨 著 臂 架 端 點 的 升 高 而 升 高 ， 另一 方 面 又 由 于 補 償 滑 輪 組 長 度 縮 短 ， 放 出 鋼 絲 繩增 加 懸 掛 長 度 而 下 降 。 如 果 在 變 幅 過 程 中 的 各 個位 置 上 由 于 臂 架 端 點 上 升 而 引 起 的 物 品 升 高 值大 致 等 于 因 補 償

4、滑 輪 組 縮 短 而 引 起 的 貨 物 下 降 值 ，則 貨 物 將 沿 近 似 水 平 線 移 動 。 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院9 變幅系統(tǒng)參數(shù)貨物水平位移補償v補償滑輪組 采 用 滑 輪 組 補 償 時 ， 實 現(xiàn) 水 平 變 幅 應(yīng) 滿 足 的 條 件 是 ： 式 中 ： mL 起 升 滑 輪 組 的 倍 率 ； mK 補 償 滑 輪 組 的 倍 率 ； KL mLLHm )( 21 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院10 變幅系統(tǒng)參數(shù)貨物水平位移補償v卷筒補償?shù)膬?yōu)點： 構(gòu) 造 簡 單 臀 架 受 力 情 況 比 較 有 利 容 易 獲 得 較 小 的 最 小

5、幅 度v卷筒補償?shù)娜秉c： 起 升 繩 的 長 度 大 ， 磨 損 快 小 幅 度 時 物 品 擺 動 角 度 大 用 于 大 起 重 量 起 重 機 有 一 定 困 難 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院11 變幅系統(tǒng)參數(shù)貨物水平位移補償v補償滑輪 從 卷 簡 出 來 的 鋼 絲 繩 ， 經(jīng) 過 裝 在 擺 動 杠 桿 上的導(dǎo)向滑輪， 然 后 通 向 臂 架 頭 部 。 裝 有 補 償導(dǎo) 向 滑 輪 的 杠 桿 通 過 拉 桿 與 臂 架 連 接 。 在 變幅 過 程 中 ， 補 償 導(dǎo) 向 滑 輪 位 置 的 變 化 ， 使 從卷 筒 到 臂 架 頭 部 之 間 的 鋼 絲 繩 長 度

6、 的 變 化 與吊 鉤 隨 臂 架 頭 部 的 升 降 相 補 償 ， 實 現(xiàn) 貨 物 沿近 似 水 平 線 移 動 。 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院12 變幅系統(tǒng)參數(shù)貨物水平位移補償v補償滑輪 采 用 滑 輪 補 償 時 ， 實 現(xiàn) 水 平 變 幅 應(yīng) 滿 足 的 條 件 是 ：HCBABBCAB 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院13 變幅系統(tǒng)參數(shù)貨物水平位移補償v補償滑輪的優(yōu)點 起 升 繩 的 長 度 和 磨 損 減 小 擺 動 杠 桿 可 以 兼 作 對 重 杠 桿v補償滑輪的缺點 臂 架 所 受 彎 曲 力 矩 較 大 難 以 獲 得 較 小 的 最 小 幅 度 。

7、 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院14 變幅系統(tǒng)參數(shù)貨物水平位移補償v補償卷筒 將 起 升 繩 的 另 一 端 裝 在 一 個 由 變 幅 機 構(gòu) 驅(qū) 動 的補 償 卷 筒 上 而 補 償 卷 筒 是 與 變 幅 卷 筒 同 軸 聯(lián)系 的 。 在 變 幅 過 程 中 ， 補 償 卷 筒 放 出 或 收 進 一定 長 度 的 起 升 繩 以 補 償 由 于 臂 架 擺 動 而 引 起的 貨 物 升 降 ， 可 近 似 地 達 到 物 品 水 平 變 幅 。 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院15 變幅系統(tǒng)參數(shù)貨物水平位移補償v補償卷筒 圖中：1 起升卷筒；2 變幅卷筒；3 補償卷筒

8、；4 鋼絲繩 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院16 變幅系統(tǒng)參數(shù)貨物水平位移補償v補償滑輪組的優(yōu)點： 構(gòu) 造 簡 單 臀 架 受 力 情 況 比 較 有 利 臂 架 自 重 小 容 易 獲 得 較 小 的 最 小 幅 度v補償滑輪組的缺點： 小 幅 度 時 物 品 懸 掛 長 度 大 ， 擺 動 角 度 大 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院17 變幅系統(tǒng)參數(shù)貨物水平位移補償v四連桿式組合臂架 臂 架 系 統(tǒng) 是 組 合 式 的 ， 它 由 臂 架 、 象 鼻 梁 和 剛性 拉 桿 三 部 分 組 成 ， 連 同 機 架 一 起 構(gòu) 成 一 個 平面 四 桿 機 構(gòu) 。 如 果

9、臂 架 系 統(tǒng) 的 尺 寸 選 擇 得 合 適 ，則 在 有 效 幅 度 范 圍 內(nèi) ， 象 鼻 梁 的 端 點 將 沿 著 接近 水 平 線 的 軌 跡 移 動 。 當(dāng) 起 升 繩 沿 著 拉 桿 或 臂架 到 象 鼻 梁 從 其 頭 部 引 出 時 ， 可 滿 足 貨 物 水 平變 幅 的 要 求 。 這 種 方 案 在 港 口 及 造 船 門 座 起 重機 上 應(yīng) 用 最 廣 。 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院18 變幅系統(tǒng)參數(shù)貨物水平位移補償v四連桿式組合臂架 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院19 變幅系統(tǒng)參數(shù)貨物水平位移補償v四連桿式組合臂架的優(yōu)點： 貨 物 懸 掛

10、 長 度 減 小 ， 擺 動 現(xiàn) 象 減 輕 起 升 繩 的 長 度 和 磨 損 減 小 起 升 滑 輪 組 倍 牢 的 大 小 對 補 償 系 統(tǒng) 沒 有 影 響 。v四連桿式組合臂架的缺點： 臂 架 系 統(tǒng) 復(fù) 雜 和 自 重 大 臀 架 受 力 情 況 不 好 最 小 幅 度 比 單 臂 架 的 大 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院20 變幅系統(tǒng)參數(shù)貨物水平位移補償v平行四邊形組合臂架 通 過 由 拉 桿 、 象 鼻 梁 、 臂 架 與 連 桿 所 構(gòu) 成 的 平行 四 邊 形 ， 可 保 證 貨 物 在 變 幅 過 程 中 嚴 格 地 走水 平 線 。 2021-5-3武漢理工

11、大學(xué)物流工程學(xué)院21 變幅系統(tǒng)參數(shù)補償滑輪組舉例v確定臂架長度 根 據(jù) 最 大 幅 度 Rmax、 最 小 幅 度 Rmin確 定 臂 架 長 度 ,幅 度 為 Rmax時 ， 臂 架 仰 角 min宜 取 20 40 ，幅 度 為 Rmin時 ， 臂 架 仰 角 max宜 取 60 80 。v確定起升滑輪組倍率 根 據(jù) 起 重 量 ， 選 擇 起 升 滑 輪 組 倍 率 m L=2 4 ,使 鋼絲 繩 拉 力 在 5 12 t。 cosRL 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院22 變幅系統(tǒng)參數(shù)補償滑輪組舉例v確定補償滑輪組倍率、人字架起升定滑輪位置 列 出 貨 物 水 平 位 移 表

12、達 式 以 補 償 滑 輪 組 倍 率人 字 架 起 升 定 滑 輪 位 置為 變 量 ， 以 y=3%(R max-Rmin) 為 目 標 函 數(shù) 進 行 優(yōu) 化 LmDKKtLy )sin(21sin 2 LdK LKmmt 常數(shù) kkQL lmlmD 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院23 變幅系統(tǒng)參數(shù)補償卷筒舉例 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院24 變幅系統(tǒng)設(shè)計貨物水平位移補償v補償卷筒舉例 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院25 變幅系統(tǒng)參數(shù)臂架自重平衡系統(tǒng)v杠桿式自重平衡系統(tǒng) 一 般 ， 如 果 貨 物 水 平 位 移 補 償 采 用 補 償 滑 輪 組 型式

13、 或 四 連 桿 組 合 臂 架 型 式 ， 則 大 多 采 用 由 小 拉 桿 、平 衡 梁 、 活 對 重 組 成 的 臂 架 自 重 平 衡 系 統(tǒng) 。 為 了 使 俯 仰 式 臂 架 系 統(tǒng) 在 變 幅 過 程 中 臂 架 系 統(tǒng) 的重 心 盡 可 能 不 發(fā) 生 升 降 現(xiàn) 象 ， 以 免 由 于 重 心 升 降時 需 要 作 功 或 吸 收 能 量 而 引 起 變 幅 機 構(gòu) 驅(qū) 動 功 率的 增 大 ， 臂 架 系 統(tǒng) 的 自 重 要 用 對 重 加 以 平 衡 。 對重 或 是 直 接 裝 在 臂 架 上 ， 或 是 通 過 杠 桿 系 統(tǒng) 或 撓性 件 與 臂 架 相 連 接 。 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院26 變幅系統(tǒng)參數(shù)臂架自重平衡系統(tǒng)v杠桿式自重平衡系統(tǒng) 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院27 變幅系統(tǒng)參數(shù)幾何參數(shù)的確定設(shè)計依據(jù)設(shè)計原則設(shè)計內(nèi)容 2021-5-3武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院28 變幅系統(tǒng)參數(shù)載荷參數(shù)的確定起 重 量系統(tǒng)各構(gòu)件自重（預(yù)估）不同幅度、工況 2021-5-3 29