50-10t雙梁中軌箱型橋式起重機設(shè)計【含CAD高清圖紙和文檔】【GC系列】

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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(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運行，構(gòu)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(shè)備的阻礙。橋式起重機廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。 橋式起重機設(shè)計設(shè)計方法可以簡單地劃分為傳統(tǒng)設(shè)計方法、現(xiàn)代設(shè)計方法和未來設(shè)計方法三類。傳統(tǒng)設(shè)計方法指的是以古典力學(xué)和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的類比法、直覺法、經(jīng)驗法等設(shè)計方法，該法仍用于我國部分起重機的設(shè)計。現(xiàn)代設(shè)計法指的是近30年發(fā)展起來的設(shè)計方法，如CAD、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、有限元分析、反求工程設(shè)計、動態(tài)仿真設(shè)計、模塊化設(shè)計、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計等等，這些方法在起重機的設(shè)計中都有應(yīng)用。橋式起重機設(shè)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(shù)的零部件組成多品種、 多規(guī)格的系列產(chǎn)品， 充分滿足用戶需求。同時，橋式起重機的并行工程的目標(biāo)在于縮短產(chǎn)品投放市場的時間，提高產(chǎn)品的質(zhì)量以及降低產(chǎn)品在整個生命周期中的消耗。并行工程應(yīng)使產(chǎn)品及其相關(guān)過程設(shè)計工作集成，產(chǎn)品開發(fā)過程中各階段工作交叉并行進行，以盡早發(fā)現(xiàn)并解決產(chǎn)品整個生命周期中的問題，達到多項工作的協(xié)調(diào)一致。可以相信，不遠(yuǎn)的將來智能設(shè)計會取得更大的突破，從而使起重機的智能設(shè)計成為可能。1.2橋式起重機設(shè)計的總體方案主要技術(shù)參數(shù)：中級工作級別，吊運金屬工件，起重機設(shè)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(shè)計主梁跨度28.5m ,主要構(gòu)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(gòu)的平面尺寸，司機室采用閉式一側(cè)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(shè)計端梁采用箱型的實體板梁式結(jié)構(gòu)，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(jù)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(qū)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(gòu)的設(shè)計2.1.1確定起升機構(gòu)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(gòu)構(gòu)造型式，如圖2-1所示，采用了雙聯(lián)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(shù)： 圖2-1 起升機構(gòu)文字簡圖2.1.2選擇鋼絲繩若滑輪組采用滾動軸承，當(dāng)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(dāng)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(shù)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(shè)計參數(shù)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(shù)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(jù)設(shè)計手冊232頁公式p=d+（24）mm及結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(shù):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(shè)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(shù)，由課本起重機械運輸?shù)诹虏榈?，由選用YWZ-400/90制動器，其制動轉(zhuǎn)矩，制動輪直徑制動質(zhì)量。2.2副起升機構(gòu)的設(shè)計2.2.1確定起升機構(gòu)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(gòu)構(gòu)造型式，如圖2-2所示，采用了雙聯(lián)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(shù)： 圖2-2起升機構(gòu)計算簡圖起重機課程設(shè)計附表8 P237頁選圖號為G15吊鉤組，得其質(zhì)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(dāng)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(shù)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(zhuǎn)速：已經(jīng)求得減速器總傳動比：由起重機設(shè)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(shè)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(gòu)2.3.1確定機構(gòu)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(cè)。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(cè)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(cè)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(xiàn)象。對于雙梁橋式起重機，小車運行機構(gòu)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(gòu)傳動簡圖先對運行阻力計算：小車質(zhì)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(jù)此選出Dc=500車輪組軸承亦為7524.軸承內(nèi)徑和外徑的平均值，由起重機設(shè)計規(guī)范書中表7-1表7-3查得滾動摩擦系數(shù)K=0.0009，軸承摩擦系數(shù)=0.02，附加阻力系數(shù)=2.0（采用導(dǎo)輪式電纜裝置導(dǎo)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(gòu)傳動效率 m=1驅(qū)動電機臺數(shù)初選電動機功率：式中電動機功率增大系數(shù)，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(zhì)量172kg2.3.3選擇減速器車輪轉(zhuǎn)速： 機構(gòu)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(qū)動電動機臺數(shù)；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(lián)軸器的飛輪矩：本機構(gòu)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(shù)，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(dāng)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(gòu)中同一級傳動的減速器個數(shù)，=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(zhuǎn)矩： 由焦作金箍制動器附表15選用YWZ4 315/23，其制動轉(zhuǎn)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(gòu)的設(shè)計2.4.1確定機構(gòu)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(gòu)布置方式1電動機；2制動器；3帶制動器的半齒輪聯(lián)軸器；4浮動軸；5半齒輪聯(lián)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(shè)計查得車輪的軸承型號為，軸承內(nèi)徑和外徑的平均值為：；由起重機設(shè)計規(guī)范書中表7-17-3查得：滾動摩擦系數(shù)，軸承摩擦系數(shù)；附加阻力系數(shù)代人上式得：當(dāng)滿載時的運行阻力矩： 運行摩擦阻力： 當(dāng)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(zhuǎn)速： 機構(gòu)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(xiàn)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(diào)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(jié)構(gòu)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?。?.2主梁尺寸主梁在跨度中部的高度h:由金屬結(jié)構(gòu)課本當(dāng)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(shù)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(jié)構(gòu)設(shè)計P195公式(7-32)翼緣板厚度?。欢肆侯^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(jié)構(gòu)設(shè)計P194公式（7-27）。3.2.2兩腹板內(nèi)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(yīng)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(jié)構(gòu)與主。端梁界面圖如下圖3-1雙梁橋架結(jié)構(gòu)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(zhì)量 （包括主梁端梁小車大車運行機構(gòu)、司機室和電氣設(shè)備等），可由下式估算： 由起重機設(shè)計手冊3-8-12知：而由起重機設(shè)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(zhì)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(jié)構(gòu)P453表20得，軌道理論質(zhì)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(yīng)系數(shù)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(cè)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(guān)零件，取。一根端梁的重量為： 一組大車運行機構(gòu)的重量（分別驅(qū)動兩組對稱配置）為：起重機課程設(shè)計表7-3中得，重心作用位置司機室及設(shè)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(cè)端梁總靜輪壓為：由及課本機械裝備金屬結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)載荷中軌梁扭轉(zhuǎn)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(nèi)力垂直載荷:計算大車傳動側(cè)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(nèi)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(nèi)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(shù)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(cè)向力在偏斜側(cè)向力作用下，橋架也按水平鋼架分析如圖3-7圖3-7 側(cè)向力作用下剛架的分析這時，計算系數(shù)為：小車在跨中。側(cè)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(cè)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(yīng)力主腹板邊至軌頂距離為：集中載荷對腹板邊緣產(chǎn)生的局部壓力為： 垂直彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為：水平彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為：=0慣性載荷與側(cè)向力對主梁產(chǎn)生的軸向力較小且作用方向相反應(yīng)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(yīng)力為： 點（2）的折算應(yīng)力為： 點（3）的折算應(yīng)力為： b.主梁上翼緣板的靜矩：c.主腹板下邊的切應(yīng)力為： d.主梁疲勞強度:橋架工作級別為A7，應(yīng)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(chǎn)生的應(yīng)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(cè)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(yīng)力循環(huán)特性 根據(jù)工作級別E4應(yīng)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(yīng)力循環(huán)特性是一致的。據(jù)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(yīng)力集中等級為K3，查的=103.7MPa拉伸疲勞許用應(yīng)力為： 3.9端梁的計算由端梁截面已經(jīng)初步確定，現(xiàn)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(shè)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(chǎn)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(zhì)量： 全橋架中點換算質(zhì)量為：起升質(zhì)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(chǎn)設(shè)個的水平位移：3.11總功率整車電機功率之和總結(jié)通過這次雙梁橋式起重機的畢業(yè)設(shè)計，對起重機的起升和金屬結(jié)構(gòu)，加工，裝配等一系列過程有了更多的認(rèn)識，從中學(xué)到了很多。在設(shè)計過程中，培養(yǎng)了我分析零件結(jié)構(gòu)，運行機構(gòu)傳動機構(gòu)的能力，對書本的知識做進一步的了解與學(xué)習(xí)，對資料進行查詢與合理的應(yīng)用。并熟悉了相關(guān)設(shè)計手冊和繪圖軟件，從而對我們所學(xué)專業(yè)知識更加深刻了解。完成此次設(shè)計，我學(xué)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(fù)雜，相信隨著經(jīng)濟的發(fā)展，在以后起重機設(shè)計的加工會日益優(yōu)化，精度和質(zhì)量會更得進一步的提高。這次設(shè)計讓我學(xué)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)起重機設(shè)計規(guī)范M（GB/T3811-2008 ）北京：中國 標(biāo)準(zhǔn)出版社，1983：P902003老師提供 起重機設(shè)計手冊編寫組起重機設(shè)計手冊M4 須雷起重機的現(xiàn)代設(shè)計方法，起重運輸機械M（學(xué)校內(nèi)部課本）P119-2755 王小明，盧志強 國內(nèi)外大型起重機的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢J. 機電產(chǎn)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(jié)構(gòu)設(shè)計M 第二版 太原科技大學(xué) 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(shè)計）任務(wù)書題目名稱 50/10t雙梁中軌箱型橋式起重機設(shè)計 -機械部件造型及金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計學(xué)生姓名所學(xué)專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化班級指導(dǎo)教師姓名 所學(xué)專業(yè)職稱完成期限2012年4月一、論文（設(shè)計）主要內(nèi)容及主要技術(shù)指標(biāo)1、對起重機的介紹及雙梁橋式起重機機構(gòu)組成和工作原理的說明。 2、起重機結(jié)構(gòu)方案的比較與確定確定橋架結(jié)構(gòu)的型式和大車運行機構(gòu)的傳動方式。3、工程力學(xué)、金屬機構(gòu)學(xué)、機械設(shè)計參數(shù)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(shè)計。二、畢業(yè)論文（設(shè)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(zhǔn)備工作，并完成符合要求的開題報告和任務(wù)書。2、開題報告、任務(wù)書經(jīng)指導(dǎo)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(xué)院本科畢業(yè)論文排版規(guī)范。4、按時、保質(zhì)、保量完成論文撰寫，并按標(biāo)準(zhǔn)格式裝訂成冊。三、畢業(yè)論文（設(shè)計）進度安排（1）2012年4月上旬，查閱與題目有關(guān)的報告，填好論文開題報告，經(jīng)指導(dǎo)老師及指導(dǎo)小組初審再經(jīng)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(dǎo)老師提交論文寫作提綱，待指導(dǎo)老師批準(zhǔn)后，正式開始論文寫作。（2）2012年4月下旬完成論文初稿，經(jīng)指導(dǎo)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(jīng)指導(dǎo)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(shè)計機械部件造型及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計 選題依據(jù)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(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運行，構(gòu)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(shè)備的阻礙。橋式起重機廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)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(shè)備。它在國民經(jīng)濟各部門都有廣泛的應(yīng)用，起著減輕體力勞動、節(jié)省人力、提高勞動生產(chǎn)率和促進生產(chǎn)過程機械化的作用。起重機械在現(xiàn)代化的生產(chǎn)過程中絕不是可有可無的輔助工具，而是合理組織生產(chǎn)的必不可少的生產(chǎn)設(shè)備。選題的研究現(xiàn)狀我國的起重機械制造行業(yè)起步較晚，原有的基礎(chǔ)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(shù)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(chǎn)品設(shè)計技術(shù)、制造工藝及裝備、制造過程自動化技術(shù)、管理技術(shù)落后，是制約機械產(chǎn)品水平的主要因素。 3機械產(chǎn)品技術(shù)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(chǎn)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(xiàn)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(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)所謂“三化”，是指起重機械的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和通用化。貫徹“三化”可以縮短設(shè)計周期，保證產(chǎn)品制造質(zhì)量，便于管理和提高經(jīng)濟效益。3.實現(xiàn)產(chǎn)品的機電一體化在當(dāng)今計算機技術(shù)、自控技術(shù)及數(shù)顯技術(shù)大發(fā)展的年代里，更新?lián)Q代的重要標(biāo)志是實現(xiàn)產(chǎn)品的機電一體化。再起重機械上應(yīng)用計算機技術(shù)，可以提高作業(yè)性能，增加安全性，以至實現(xiàn)無人自動操作。4.人機工程學(xué)的應(yīng)用起重機械一般應(yīng)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(yīng)根據(jù)人機工程學(xué)的理論，設(shè)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(nèi)容和思路1、 主要內(nèi)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(jù)工作級別選擇鋼絲繩安全系數(shù)，選擇合適的鋼絲繩直徑。1.1.2 卷筒 根據(jù)卷筒直徑確定卷筒轉(zhuǎn)速和卷筒長度。1.1.3 起升電機 計算起升靜功率，根據(jù)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(jù)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(gòu)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(zhì) 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(shù) 起升動載荷系數(shù)，突然卸載動力效應(yīng)系數(shù)，運行沖擊系數(shù)。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(yīng)力，合成應(yīng)力，小車滿載在極限位置時跨端剪切應(yīng)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(shù)表，標(biāo)題欄。2.2 小車圖示意圖 起升機構(gòu)和運行機構(gòu)布局，鋼絲繩纏繞方式，下車平面布局，小車性能參數(shù)表，標(biāo)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(biāo)題欄，明細(xì)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(biāo)題欄，明細(xì)表。2、 設(shè)計參數(shù)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（泰隆）。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?。?. 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(shè)計規(guī)范編寫組編.國家標(biāo)準(zhǔn)GB3811-33起重機設(shè)計規(guī)范，北京：國家標(biāo)準(zhǔn)局出版社.1993:P200-270.3起重機設(shè)計手冊編寫組編.起重機設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，2009：第二章到第十章.6起重機設(shè)計手冊編寫組編.起重機設(shè)計手冊.北京：機械出版社，1980：P120-P200.7大連起重機廠，起重機設(shè)計手冊編寫組編.起重機設(shè)計手冊.沈陽：遼寧人民出版社。1988：P320-500. 其他說明 指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日指導(dǎo)教師小組意見指導(dǎo)教師小組負(fù)責(zé)人：年 月 日院（系）備案意見院（系）公章年 月 日畢業(yè)論文(設(shè)計)指導(dǎo)過程記錄表論文(設(shè)計)題目 5010t雙梁中軌箱型橋式起重機畢業(yè)設(shè)計-機械部件造型及金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計學(xué)生姓名專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化學(xué)生學(xué)號班級指導(dǎo)教師姓名）職稱第1次指導(dǎo)：根據(jù)學(xué)生的愛好、特長和我校本科畢業(yè)設(shè)計的一些具體的要求，布置設(shè)計課題，指導(dǎo)學(xué)生搜集和查閱文獻資料的方法，主要是學(xué)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(wù)。 指導(dǎo)時間 2012 年 3 月 30 日第2次指導(dǎo)：檢查開題報告，指出里面的問題，指導(dǎo)如何寫開題報告中“選題依據(jù)及研究意義”、“研究現(xiàn)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(xué)生對課題相關(guān)文獻的掌握情況及其擬定設(shè)計思路的合理性。該同學(xué)的設(shè)計題目確定為50/10T雙梁橋式起重機運行機構(gòu)設(shè)計。 指導(dǎo)時間 2012 年 4 月 6 日第3次指導(dǎo)：第二次檢查開題報告，指出里面內(nèi)容上和格式上仍然存在的問題，并指導(dǎo)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(shè)計進展。 指導(dǎo)時間 2012 年 4 月 13 日第4次指導(dǎo)：驗收打印出來的開題報告和任務(wù)書，該同學(xué)能夠按照學(xué)院要求的格式撰寫，內(nèi)容上也很規(guī)范，并最終定稿。 指導(dǎo)時間 2012 年 4 月 16 日第5次指導(dǎo)：聽取學(xué)生匯報近一周的研究進度，為學(xué)生提出的問題提供解決方法。 指導(dǎo)時間 2012 年 4 月 20 日第6次指導(dǎo)：檢查學(xué)生交上來的進度報告，為學(xué)生提出的問題提供解決方法。 指導(dǎo)時間 2012 年 4 月 25 日續(xù)表第7次指導(dǎo)：解答學(xué)生所提出的設(shè)計中遇見的問題。布置撰寫畢業(yè)論文的任務(wù)，傳達了學(xué)校的一些具體的要求，指導(dǎo)撰寫畢業(yè)論文的思路和方法，比較詳細(xì)的講述了一下論文的寫作規(guī)范和寫作流程。 指導(dǎo)時間 2012 年 5 月 4 日第8次指導(dǎo)：檢查學(xué)生設(shè)計進度，該同學(xué)已經(jīng)完成了論文的基本的章節(jié)，論文的結(jié)構(gòu)已經(jīng)初步成型。審核學(xué)生繪制的電子版的零件圖，指出其中問題及修改方法。 指導(dǎo)時間 2012 年 5 月 11 日第9次指導(dǎo)：檢查學(xué)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(dǎo)如何撰寫論文其余章節(jié)。該同學(xué)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(dǎo)時間 2012 年 5 月 18 日第10次指導(dǎo)：對論文初稿進行修改，對學(xué)生存在的問題進行了集中的解決。該同學(xué)的設(shè)計在內(nèi)容和形式上都和以前相比有了較大的改善。 指導(dǎo)時間 2012 年 5 月 20 日第11次指導(dǎo)：對論文在格式和內(nèi)容上進行第二次修改，指導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)備答辯材料，講述答辯注意事項及答辯流程。 指導(dǎo)時間 2012 年 5 月 23 日第12次指導(dǎo)：審核打印出來的零件圖、裝配圖和設(shè)計論文，該學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)基本滿足學(xué)院的要求和本科畢業(yè)設(shè)計的要求，可以進行答辯準(zhǔn)備。 指導(dǎo)時間 2012 年 5 月 25 日說明：1.此表為指導(dǎo)教師指導(dǎo)學(xué)生結(jié)業(yè)論文(設(shè)計)的過程記錄表，由指導(dǎo)教師填寫。2.要求指導(dǎo)教師每周至少指導(dǎo)學(xué)生2次。每周集中填寫指導(dǎo)記錄表1次。3. 論文(設(shè)計)完成后，此表由指導(dǎo)教師交院(系)教學(xué)秘書處保存。50/10Tx28.5m雙梁橋式起重機的設(shè)計,橋式起重機設(shè)計的總體方案：主要設(shè)計參數(shù)：吊運金屬工件，起重機設(shè)操縱室a起重量主起升50t副起升10t，跨度28.5m；起升高度主起升12m副起升14m；b速度（m/min）主起升7.8，副起升13.2，小車38.5，大車87.3；c工作級別主起升M6副起升M5小車M5大車M6，d車輪直徑（mm）大車800，小車500；e卷筒直徑主起升800，副起升400；f起升倍率主起升5副起升3,總體設(shè)計,選型計算部分：1主起升機構(gòu)的設(shè)計2副起升機構(gòu)的設(shè)計3驗算起升速度4小車運行機構(gòu)的設(shè)計5大車運行機構(gòu)的設(shè)計,結(jié)構(gòu)計算部分：1橋架尺寸的確定2主梁尺寸3主端梁界面4端梁截面尺寸的確定5主端梁截面的幾何性質(zhì)6載荷及扭轉(zhuǎn)載荷7.主梁的計算8端梁的計算9穩(wěn)定性10總功率,一：選型計算：1主起升機構(gòu)的計算：a確定起升機構(gòu)傳動方案，選擇滑輪組和吊鉤組,b根據(jù)滑輪組倍率及參數(shù)選擇鋼絲繩c確定卷筒尺寸并驗算強度d選擇電機并選擇減速器驗算起升速度和實際所需的功率：這里需要注意的是誤差課本上為15%而在工廠實際誤差10%，所以此處的計算按照后者e選擇制動器2.副起升機構(gòu)的計算：a確定起升機構(gòu)傳動方案，選擇滑輪組和吊鉤組,b據(jù)滑輪組倍率及參數(shù)選擇鋼絲繩c確定卷筒尺寸并驗算強度d選擇電機并選擇減速器驗算起升速度和所需功率e選擇制動器3.小車運行機構(gòu):a確定機構(gòu)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(cè)。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(cè)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(cè)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(xiàn)象。對于雙梁橋式起重機，小車運行機構(gòu)采用上圖，減速器位于小車主動輪中間的傳動方案。其中，滿載時運行阻力矩，運行摩擦阻力及空載時運行阻力矩，運行摩擦阻力需進行計算對后面的計算作為參考。b電機及減速器并驗算運行速度，估算小車質(zhì)量對電機選擇中隊小車的靜阻力選擇電和電機靜功率計算后在大連伯頓資料中查找并確定電機型號對減速器需計算它的傳動比和輸入功率及運行啟動時的慣性力來綜合確定,4大車運行機構(gòu)的設(shè)計計算a大車運行電機及減速器的選擇確定機構(gòu)的傳動方案跨度為28.5m為中等跨度，為減輕重量，決定采用下圖的傳動方案。,此處要先計算大車車輪的滿載和空載輪壓后面計算怕用到。電機及減速器并驗算運行速度，估算小車質(zhì)量對電機選擇中隊小車的靜阻力選擇電和電機靜功率計算后在大連伯頓資料中查找并確定電機型號對減速器需計算它的傳動比和輸入功率及運行啟動時的慣性力來綜合確定二：結(jié)構(gòu)的計算：1橋架尺寸的確定取主梁在跨度中部的高度。主梁尺寸當(dāng)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(shù)為0的值。取腹板高度。2腹板和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。端梁腹板厚度都要算3兩腹板內(nèi)壁間距b；上下翼緣板的寬度B1；端梁高度H2；主梁端部變截面長d=（1/41/8）S2.主端梁的界面主.端梁采用焊接連接，端梁為拼接長。橋架結(jié)構(gòu)與主。,上為主梁與主梁支撐截面的簡圖3端梁截面尺寸的確定a起重機的總質(zhì)量（包括主梁端梁小車大車運行機構(gòu)、司機室和電氣設(shè)備等）b端梁中部上下翼緣板寬度B4c端梁與端梁支撐截面處的尺寸簡圖如下,4.主端梁截面幾何性質(zhì)a主梁、端梁截面面積的確定（見論文22頁）b載荷的計算:主梁均布載荷+主梁自重均勻載荷輪壓的計算：a滿載小車在主梁跨中央b滿載小車在主梁左端極限位置5.端梁總輪壓計算簡圖,6主梁的計算：a垂直載荷：計算大車傳動側(cè)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b水平載荷的計算：分小車在跨端跨中，據(jù)端梁中點的軸力和水平剪切力計算主梁在跨中的水平彎矩C因為選的計算部分為主梁跨中需驗算跨中截面的強度（1）翼緣板上邊緣與軌道接觸點（1）的應(yīng)力（2）主梁上翼緣板的靜矩（3）主腹板下邊的切應(yīng)力為（4）主梁疲勞強度7端梁的計算：,由端梁截面已經(jīng)初步確定，現(xiàn)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。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，并承處截面此部分老師要求只對型心和慣性矩進行計算,穩(wěn)定性計算:整體穩(wěn)定性h/b3,才穩(wěn)定局部穩(wěn)定性翼緣板（比例60穩(wěn)定）和腹板的計算（比例大于80小于160）橋架的剛度計算總功率的計算：整車電機功率之和:主、副起升電機功率和，小車大車電機功率和（大車為兩個電機所以此處寫2倍）,感謝,起重設(shè)備廠工程師王亮指導(dǎo)老師最后指導(dǎo)管理老師肖淼鑫老師院系領(lǐng)導(dǎo)及多位評委老師,