5T單梁橋式起重機(jī)卷揚機(jī)構(gòu)設(shè)計含SW三維及6張CAD圖
5T單梁橋式起重機(jī)卷揚機(jī)構(gòu)設(shè)計含SW三維及6張CAD圖,橋式起重機(jī),卷揚,機(jī)構(gòu),設(shè)計,sw,三維,cad
一、選題依據(jù)
1.論文(設(shè)計)題目
5T 單梁橋式起重機(jī)卷揚機(jī)構(gòu)設(shè)計
2.研究領(lǐng)域
起重機(jī)械設(shè)計
3.論文(設(shè)計)工作的理論意義和應(yīng)用價值
理論意義:隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、制造業(yè)、運輸業(yè)等的發(fā)展,卷揚機(jī)的應(yīng)用越來越多。目前,國內(nèi)的卷揚機(jī)發(fā)生故障較多、監(jiān)管工作不足。橋式起重機(jī)做作為物料搬運的起重機(jī)械在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。因此,設(shè)計一款可靠性高, 制造成本低,運行精度高的橋式起重機(jī)是大勢所趨。
應(yīng)用價值:近些年來,我國的固定資產(chǎn)投資飛速增長,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和大型項目的不斷上馬,橋式起重機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。我國在起重機(jī)領(lǐng)域從未放棄過自主研發(fā),并且已具備了相當(dāng)大的規(guī)模。所以設(shè)計制造能夠滿足各個行業(yè)需求的橋式起重機(jī)是在激烈的市場競爭中立于不敗之地的關(guān)鍵。
4.目前研究的概況和發(fā)展趨勢
我國的起重機(jī)設(shè)計起步較晚,我們只能模仿蘇聯(lián)的設(shè)計,產(chǎn)品功能單一局限性比較大。六十年代開始,我國開始大力發(fā)展新產(chǎn)品新部件的設(shè)計工作,開始走向自主設(shè)計自主生產(chǎn)的道路。通過引進(jìn)外國起重設(shè)備,我們研究改進(jìn)設(shè)計適合我們自己國情和實際應(yīng)用的起重機(jī)械設(shè)備,為我國的建設(shè)作出重大貢獻(xiàn)。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我過橋式起重機(jī)行業(yè)已經(jīng)形成了一定的規(guī)模,市場競爭也越來越激烈。橋式起重機(jī)行業(yè)在需求旺盛和出口的帶動下,保持著告訴的發(fā)展速度,產(chǎn)品的市場十分廣闊。
盡管我國起重機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速,但是仍然缺乏競爭力,從技術(shù)層面看,仍然與歐美日等發(fā)達(dá)國家有很大的差距,在技術(shù)實力上有一定的差距。目前國內(nèi)大型起重機(jī)不具備大規(guī)模生產(chǎn)的能力。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看,我國在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上也不完善。
在未來激烈的市場競爭中,我國的起重機(jī)行業(yè)要向以下的方向發(fā)展:
(1)整機(jī)性能:由于先進(jìn)技術(shù)和新材料的應(yīng)用,同種型號的產(chǎn)品,整機(jī)重量要輕
20%左右。隨著結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用和先進(jìn)設(shè)備的使用,結(jié)構(gòu)形式更加合理;
(2)高性能、高可靠性的配套件,選擇余地大、適應(yīng)性好,性能得到充分發(fā)揮;
(3)電液比例控制系統(tǒng)和智能控制顯示系統(tǒng)的推廣應(yīng)用;
(4)操作更方便、舒適、安全,保護(hù)裝置更加完善;
(5)向吊重量大、起升高度、更大的大噸位方向發(fā)展。
二、論文(設(shè)計)研究的內(nèi)容
1.重點解決的問題
1)鋼絲繩的設(shè)計計算及校核。
2)卷筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算。
3)卷筒軸的設(shè)計計算。
4)減速器的設(shè)計計算。
2.擬開展研究的幾個主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計思路)
1)卷揚機(jī)的基本機(jī)構(gòu)設(shè)計
2)卷揚機(jī)的傳動系統(tǒng)的方案確定
3)減速器和齒輪的設(shè)計
4)鋼絲繩和卷筒的設(shè)計
5)電動機(jī)的選擇與確定
6)制動器與聯(lián)軸器的設(shè)計計算
7)其他輔件的設(shè)計
3.本論文(設(shè)計)預(yù)期取得的成果
在設(shè)計完成的情況下完成并完善工程圖,使其在實際生產(chǎn)操作中能夠準(zhǔn)確穩(wěn)定的完成各項起重工作,達(dá)到解放人力,提高生產(chǎn)效率的效果。最終產(chǎn)品能夠投入量產(chǎn)并得到市場認(rèn)可。
三、論文(設(shè)計)工作安排
1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù));
主要查詢各類相關(guān)設(shè)計手冊,到市場進(jìn)行調(diào)研并參照現(xiàn)有的卷揚機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究工作,向從事卷揚機(jī)行業(yè)的相關(guān)人員請教,在輔導(dǎo)老師的指導(dǎo)下開展設(shè)計研究工作, 并利用 solidworks 等軟件進(jìn)行仿真模擬。
2.論文(設(shè)計)進(jìn)度計劃
第 1 周 了解題目研究的主要內(nèi)容和技術(shù)路線,查閱有關(guān)文獻(xiàn)。第 2 周 查閱文獻(xiàn)、閱讀文獻(xiàn)
第 3 周 閱讀文獻(xiàn)并完成外文文獻(xiàn)翻譯第 4 周 撰寫文獻(xiàn)綜述并完成開題報告
第 5 周 卷揚機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計,繪制二維機(jī)構(gòu)簡圖草圖。第 6 周 起升機(jī)構(gòu)的傳動型式選擇、鋼絲繩的設(shè)計計算及校核第 7 周 卷筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計及尺寸確定、卷筒軸的設(shè)計計算
第 8 周 減速器的設(shè)計計算
第 9 周 滑輪及吊鉤的選擇及吊鉤的計算及校核
第 10 周 制動器聯(lián)軸器的選擇。小車行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計第 11 周 修改并完成二維總裝配圖
第 12 周 修改并完成部件二維工程圖
第 13 周 繪制一個部件的三維裝配圖,并做爆炸視圖和動畫演示。第 14 周 撰寫設(shè)計說明書
第 15 周 提交論文、圖紙、查重報告
四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
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附:文獻(xiàn)綜述或報告
0 引言
卷揚機(jī)是用卷筒纏繞鋼絲繩提升或牽引重物的輕小型起重設(shè)備,雖然現(xiàn)在塔吊和吊車等取代了卷揚機(jī)的部分工作,但由于塔吊和吊車體積大,而且其靈活性較差,一般在大型工程中使用,而且其成本高,難以進(jìn)行較大范圍的應(yīng)用,因此一般中小型企業(yè)行業(yè)仍然廣泛應(yīng)用卷揚機(jī),就算大型工程中雖有塔吊和吊車,也還需要卷揚機(jī)作輔助提升用,而卷揚機(jī)又有“礦井咽喉”之稱,因此,卷揚機(jī)被廣泛應(yīng)用于建筑、采礦、企業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。卷揚機(jī)的性能、工作效率,安全可靠性等,都對產(chǎn)品生產(chǎn)和人員、設(shè)備的安全起著重要的影響,基于此設(shè)計了一種合理的卷揚機(jī)結(jié)構(gòu),可適用于各類含有卷筒的、工程機(jī)械、建筑機(jī)械等領(lǐng)域。
1 卷揚機(jī)的種類:
卷揚機(jī)在我國生產(chǎn)、使用歷史悠久。由于卷揚機(jī)具有制造簡單、操作方便、價格便宜、對自然條件適應(yīng)性強(qiáng)等特點,因此,很受用戶歡迎。是起重、拖曳及建筑施工作業(yè)不可缺少的機(jī)械設(shè)備。廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、海運、交通、化工、冶金、油田等部門。由于卷揚機(jī)的用途極為廣泛,規(guī)格繁多,結(jié)構(gòu)和傳動型式不一,有不同的分類方法 : 1.按用途分:土建用卷揚機(jī)、林業(yè)用卷揚機(jī),船舶用卷揚機(jī),礦建用卷揚機(jī)。
2.按動力型式分:手動式卷揚機(jī),電動式卷揚機(jī),液壓式卷揚機(jī),其它動力式卷揚機(jī)(空壓機(jī)、蒸氣機(jī)、汽油機(jī)、柴油機(jī)等)。
3.按傳動型式分:直齒齒輪傳動卷揚機(jī),斜齒齒輪傳動卷揚機(jī),行星齒輪傳動卷揚機(jī),球面蝸桿傳動卷揚機(jī),蝸輪蝸桿傳動卷揚機(jī)。 4.按速度分:快速卷揚機(jī),中速卷揚機(jī),慢速卷揚機(jī)。
5.按卷筒數(shù)量分:單筒卷揚機(jī),雙筒卷揚機(jī),多筒卷揚機(jī)。
2 國內(nèi)外起重機(jī)及卷揚機(jī)的發(fā)展情況
一.國際現(xiàn)狀
歐洲作為工程起重機(jī)的發(fā)源地,也是經(jīng)濟(jì)非常發(fā)達(dá)的地區(qū),代表輪式起重機(jī)的最高水平,最負(fù)盛名的生產(chǎn)企業(yè)有利勃海爾、德馬克,同時還有森內(nèi)博根、德國格魯夫多田野?法恩、波塔恩、奧米格、里格、PPM 等著名企業(yè),該地區(qū)主要現(xiàn)狀為:主要生產(chǎn)全地面起重機(jī)、履帶式起重機(jī),緊湊型輪胎起重機(jī),也生產(chǎn)少量汽車起重機(jī)。其中全路面起重機(jī)、履帶起重機(jī)以中大噸位為主;緊湊型輪胎起重機(jī)則以小噸位為主;汽車起重機(jī)一般為通用底盤組裝全地面上車,即以改裝為主。其產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、性能高、可靠性高,產(chǎn)品遍布全球。美國工程起重機(jī)相對落后于歐洲水平。近年來,通過收購和合并的手段,先是格魯夫收購了歐洲老牌起重機(jī)企業(yè)克虜伯公司,然后特雷克斯收購了德國德馬克;隨后,馬尼托瓦克兼并了包括美國格魯夫公司在內(nèi)的國內(nèi)大部分工程起重機(jī)企業(yè),使美國工程起重機(jī)行業(yè)得以蓬勃發(fā)展。目前該地區(qū)主要生產(chǎn)輪胎起重機(jī)、履帶式起重機(jī)、全路面起重機(jī)和汽車起重機(jī)。主要生產(chǎn)企業(yè)為馬尼托瓦克,特點是技術(shù)較先進(jìn)、性能較高、可靠性能高,其中汽車底盤技術(shù)和全路面技術(shù)領(lǐng)先于歐洲, 產(chǎn)品主要銷往美州地區(qū)和亞太地區(qū)。
二.我國現(xiàn)狀
我國的卷揚機(jī)生產(chǎn)已有近 40 年的歷史,而真正定型生產(chǎn)是在 70 年代初的事。80 年代
初我國的卷揚機(jī)動技術(shù)的研究才活躍起來,但和國外的卷揚機(jī)技術(shù)相比落生至少 30
年,我國目前生產(chǎn)使用的卷揚機(jī)還是 70 年代定型的產(chǎn)品。在 80 后代以前,我國還沒有制定有關(guān)卷揚機(jī)的國家標(biāo)準(zhǔn),也缺少卷揚機(jī)的設(shè)計、試驗、生產(chǎn)、使用規(guī)范。全國處于無標(biāo)準(zhǔn)可循,呈現(xiàn)出放任自流狀態(tài),產(chǎn)品規(guī)格五花八門,結(jié)構(gòu)與技術(shù)基本上維持根據(jù)日本 JIS800l 等 40 年代落后標(biāo)準(zhǔn)及按蘇聯(lián)圖紙制造的 1011、1012 等落后機(jī)型, 進(jìn)展十分緩慢。 80 年代以后,各種競爭機(jī)制的引入,科技是第一生產(chǎn)力的概念逐漸被人們所認(rèn)識,所接受。是我國卷揚機(jī)設(shè)計制造技術(shù)發(fā)展最快的時期。國家也制定了有關(guān)卷揚機(jī)的配套標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。目前國內(nèi)外廣泛使用的用卷揚機(jī),一般均有電機(jī)、制動器、獨立的減速箱、鋼繩卷筒、底架等組成。它們的減速箱通常采用笨重的齒輪減速箱或蝸輪蝸桿減速箱,電機(jī)與減速箱、鋼繩卷筒的安裝形式一般有“n 型、 J 型” 等。普遍存在的不足是:體積大、過載能力差、噪音大、效率低、使用壽命短、工作不夠安全可靠等,有些產(chǎn)品還已列入國家淘汰產(chǎn)品。國內(nèi)外的卷揚機(jī)設(shè)計都在致力于縮小體積、減輕重量,提高承載能力,節(jié)省能源,工作安全可靠,但都沒有理想的可供選擇的卷筒內(nèi)藏減速傳動裝置,而使設(shè)計、試制工作遇到困難。我們應(yīng)該把握有利時機(jī),瞄準(zhǔn)國際先進(jìn)水平,從宏觀上及時修訂新的卷揚機(jī)國家標(biāo)準(zhǔn),以替代 86 標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)進(jìn)步的主要表現(xiàn)是逐步制訂一整套先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),用于指導(dǎo)卷揚機(jī)的設(shè)計生產(chǎn),使產(chǎn)品質(zhì)量日益提高,且標(biāo)準(zhǔn)的制訂、修改盡量地走在設(shè)計的前頭,向世界先進(jìn)水平靠攏, 以促進(jìn)我國的卷揚機(jī)技術(shù)不斷更新,不斷發(fā)展[18]。
二.國內(nèi)起重機(jī)的發(fā)展趨勢
一、國內(nèi)工程機(jī)械產(chǎn)品近十年來隨著技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收,有了長足的進(jìn)步, 產(chǎn)品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的提高,但同國外工程機(jī)械比較來看,還存在較大差距,就卷揚機(jī)而言,今后的發(fā)展主要表現(xiàn)在如下幾個方面:
1、整機(jī)性能:由于先進(jìn)技術(shù)和新材料的應(yīng)用,同種型號的產(chǎn)品,整機(jī)重量要輕
20%左右。隨著結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用和先進(jìn)設(shè)備的使用,結(jié)構(gòu)形式更完善。
2、高性能、高可靠性的配套件,選擇余地大、適應(yīng)性好,性能得到充分發(fā)揮;
3、電液比例控制系統(tǒng)和智能控制顯示系統(tǒng)的推廣應(yīng)用;
4、操作更方便、舒適、鏈,保護(hù)裝置更加完善;
5、向吊重量大、起升高度、幅度更大的大噸位方向發(fā)展。
3.卷揚機(jī)各部件:
一.減速器的類型:1.軟齒面減速器,有的軟齒面減速器使用合金鋼有的使用碳素鋼來制造,齒面硬度在 HB300 左右。這種齒輪制造成本低,但耐磨性和抗點蝕性較差, 使用時的壽命較短。2.中硬齒面減速器,該減速速器所用齒輪多數(shù)使用優(yōu)質(zhì)碳素鋼, 這種齒輪的表面硬度較高,具有較強(qiáng)的抗點蝕和耐磨損性能,中心部分的韌性好,表面在硬化處理后產(chǎn)生殘余應(yīng)力,為消除應(yīng)力會增加制造成本和生產(chǎn)時間,但齒輪的可靠性和使用壽命都會有很大的提高。3.硬齒面減速器,硬齒面減速器的齒輪多采用合金鋼制造,經(jīng)過齒面滲碳淬火處理, 使其齒面硬度達(dá)到 HRC56~62。這種齒輪的表面硬度很高, 具有很強(qiáng)的抗點蝕和耐磨損性能, 心部具有很好的韌性, 表面經(jīng)硬化后產(chǎn)生殘余應(yīng)力, 使齒根強(qiáng)度比中硬齒面又有提高, 熱處理后變形較大,齒面需進(jìn)行磨削加工,增加了加工時間,使制造成本增加,但使用壽命卻大大提高[11]。
二.鋼絲繩的種類:1.點接觸鋼絲繩 點接觸鋼絲繩繩股中各層鋼絲直徑均相同,而內(nèi)外各層鋼絲的節(jié)距不同.因而相互交叉形成點接觸。其特點是接觸應(yīng)力高.表面粗糙, 鋼絲易折斷,使用壽命低。但制造工藝簡單,價格便宜。在實際中常發(fā)現(xiàn)這種鋼絲繩在受拉、尤其是受彎時由于鋼絲間的點接觸、造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生嚴(yán)重壓痕,由此導(dǎo)致鋼絲疲勞斷裂而使鋼絲繩過早報廢。 2.線接觸鋼絲繩 線接觸鋼絲繩繩股由不同直徑的鋼絲統(tǒng)制而成,每一層鋼絲的節(jié)距相等,由于外層鋼絲位于內(nèi)層鋼絲之間的溝槽內(nèi),因此內(nèi)外層鋼絲間形成線接觸。這種鋼絲繩的內(nèi)層鋼絲雖承受比外層鋼絲稍大的應(yīng)力,但它避免了應(yīng)力集中,消除了鋼絲在接觸處的二次彎曲現(xiàn)象,減少了鋼絲間的摩擦阻力。使鋼絲繩在彎曲上有較大的自由度,從而顯著提高了抗疲勞強(qiáng)度,其壽命通常高于點接觸鋼絲繩。由于線接觸鋼絲繩比點接觸鋼絲繩的有效鋼絲總面積大,因而承載能力高。如果在破斷拉力相同的情況下選用線接觸鋼絲繩,可以采用較小的滑輪和卷筒直徑,從而使整個機(jī)構(gòu)的尺寸減小[12]。
指導(dǎo)教師評閱意見(對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評閱)
審
核
意 教研室主任意見
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