門座起重機(jī)總體設(shè)計(jì)

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1、2021-5-3 1門座起重機(jī)總體設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)參數(shù)確定3轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)參數(shù)確定4抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算5輪壓計(jì)算6圓筒門架、運(yùn)行機(jī)構(gòu)參數(shù)確定 7總體設(shè)計(jì)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(jì)依據(jù)技術(shù)規(guī)格書總體設(shè)計(jì)依據(jù)工作級(jí)別工作條件主要技術(shù)參數(shù)機(jī)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(dòng)使貨物在變幅過程中沿著水平線或接近水平線的軌跡運(yùn)動(dòng)，采用貨物水平位移補(bǔ)償裝置。設(shè)計(jì)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(bǔ)償貨物水平移動(dòng)補(bǔ)償繩索補(bǔ)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(shí)放出或收進(jìn)一定長(zhǎng)度的起升繩來補(bǔ)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(dòng)。組合臂架型在變幅過程中貨物的水平移動(dòng)靠臂架端點(diǎn)沿水平線或接近水平線的軌跡移動(dòng)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(bǔ)償貨物水平位移補(bǔ)償繩索補(bǔ)償型 補(bǔ)償滑輪組補(bǔ)償滑輪補(bǔ)償卷筒連桿補(bǔ)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(bǔ)償v補(bǔ)償滑輪組 它 的 特 點(diǎn) 是 在 起 升 繩 繞 繩 系 統(tǒng) 中 增 設(shè) 一 個(gè)補(bǔ)償滑輪組， 當(dāng) 臂 架 從 位 置 I轉(zhuǎn) 動(dòng) 列 位 置 II時(shí) ， 貨 物 和取 物 裝 置 一 方 面 隨 著 臂 架 端 點(diǎn) 的 升 高 而 升 高 ， 另一 方 面 又 由 于 補(bǔ) 償 滑 輪 組 長(zhǎng) 度 縮 短 ， 放 出 鋼 絲 繩增 加 懸 掛 長(zhǎng) 度 而 下 降 。 如 果 在 變 幅 過 程 中 的 各 個(gè)位 置 上 由 于 臂 架 端 點(diǎn) 上 升 而 引 起 的 物 品 升 高 值大 致 等 于 因 補(bǔ) 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(dòng) 。 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(bǔ)償v補(bǔ)償滑輪組 采 用 滑 輪 組 補(bǔ) 償 時(shí) ， 實(shí) 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(bǔ) 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(bǔ)償v卷筒補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)： 構(gòu) 造 簡(jiǎn) 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(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)： 起 升 繩 的 長(zhǎng) 度 大 ， 磨 損 快 小 幅 度 時(shí) 物 品 擺 動(dòng) 角 度 大 用 于 大 起 重 量 起 重 機(jī) 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(bǔ)償v補(bǔ)償滑輪 從 卷 簡(jiǎn) 出 來 的 鋼 絲 繩 ， 經(jīng) 過 裝 在 擺 動(dòng) 杠 桿 上的導(dǎo)向滑輪， 然 后 通 向 臂 架 頭 部 。 裝 有 補(bǔ) 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(bǔ) 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(zhǎng) 度

6、 的 變 化 與吊 鉤 隨 臂 架 頭 部 的 升 降 相 補(bǔ) 償 ， 實(shí) 現(xiàn) 貨 物 沿近 似 水 平 線 移 動(dòng) 。 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(bǔ)償v補(bǔ)償滑輪 采 用 滑 輪 補(bǔ) 償 時(shí) ， 實(shí) 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(bǔ)償v補(bǔ)償滑輪的優(yōu)點(diǎn) 起 升 繩 的 長(zhǎng) 度 和 磨 損 減 小 擺 動(dòng) 杠 桿 可 以 兼 作 對(duì) 重 杠 桿v補(bǔ)償滑輪的缺點(diǎn) 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(bǔ)償v補(bǔ)償卷筒 將 起 升 繩 的 另 一 端 裝 在 一 個(gè) 由 變 幅 機(jī) 構(gòu) 驅(qū) 動(dòng) 的補(bǔ) 償 卷 筒 上 而 補(bǔ) 償 卷 筒 是 與 變 幅 卷 筒 同 軸 聯(lián)系 的 。 在 變 幅 過 程 中 ， 補(bǔ) 償 卷 筒 放 出 或 收 進(jìn) 一定 長(zhǎng) 度 的 起 升 繩 以 補(bǔ) 償 由 于 臂 架 擺 動(dòng) 而 引 起的 貨 物 升 降 ， 可 近 似 地 達(dá) 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(bǔ)償v補(bǔ)償卷筒 圖中：1 起升卷筒；2 變幅卷筒；3 補(bǔ)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(bǔ)償v補(bǔ)償滑輪組的優(yōu)點(diǎn)： 構(gòu) 造 簡(jiǎn) 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(bǔ)償滑輪組的缺點(diǎn)： 小 幅 度 時(shí) 物 品 懸 掛 長(zhǎng) 度 大 ， 擺 動(dòng) 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(bǔ)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(jī) 架 一 起 構(gòu) 成 一 個(gè) 平面 四 桿 機(jī) 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(diǎn) 將 沿 著 接近 水 平 線 的 軌 跡 移 動(dòng) 。 當(dāng) 起 升 繩 沿 著 拉 桿 或 臂架 到 象 鼻 梁 從 其 頭 部 引 出 時(shí) ， 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(jī) 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(bǔ)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(bǔ)償v四連桿式組合臂架的優(yōu)點(diǎn)： 貨 物 懸 掛

10、 長(zhǎng) 度 減 小 ， 擺 動(dòng) 現(xiàn) 象 減 輕 起 升 繩 的 長(zhǎng) 度 和 磨 損 減 小 起 升 滑 輪 組 倍 牢 的 大 小 對(duì) 補(bǔ) 償 系 統(tǒng) 沒 有 影 響 。v四連桿式組合臂架的缺點(diǎn)： 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(bǔ)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(yán) 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(bǔ)償滑輪組舉例v確定臂架長(zhǎng)度 根 據(jù) 最 大 幅 度 Rmax、 最 小 幅 度 Rmin確 定 臂 架 長(zhǎng) 度 ,幅 度 為 Rmax時(shí) ， 臂 架 仰 角 min宜 取 20 40 ，幅 度 為 Rmin時(shí) ， 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(bǔ)償滑輪組舉例v確定補(bǔ)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(dá) 式 以 補(bǔ) 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(biāo) 函 數(shù) 進(jìn) 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(bǔ)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(jì)貨物水平位移補(bǔ)償v補(bǔ)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(bǔ) 償 采 用 補(bǔ) 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(duì) 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(shí) 需 要 作 功 或 吸 收 能 量 而 引 起 變 幅 機(jī) 構(gòu) 驅(qū) 動(dòng) 功 率的 增 大 ， 臂 架 系 統(tǒng) 的 自 重 要 用 對(duì) 重 加 以 平 衡 。 對(duì)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(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)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