梁式起重機設(shè)計【煤礦】【碼頭】
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畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書
機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)
1102班
學(xué)生:薛建軍
畢業(yè)設(shè)計(論文)題目:
梁式起重機設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計(論文)內(nèi)容:
1.設(shè)計說明書一份
2.CAD圖紙一套(包括總裝圖、零件圖 )
3.文獻綜述(不少于3000字)
畢業(yè)設(shè)計(論文)專題部分:
梁式起重機結(jié)構(gòu)
起止時間: 2015年3月6日至 2015年6月5日
指導(dǎo)教師: 簽字 2015年 3 月 6 日
沈 陽 化 工 大 學(xué) 科 亞 學(xué) 院
本科生畢業(yè)設(shè)計成績考核評價表
畢業(yè)設(shè)計
名 稱
粱式起重機設(shè)計
專 業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
班級
1102
姓名
薛建軍
評價人
權(quán)重
評價點
得分
指導(dǎo)教師
10
圖紙完備、整潔,設(shè)計說明書的撰寫質(zhì)量
9
5
分析、計算、論證的綜合能力
4
5
能綜合運用所學(xué)知識和專業(yè)知識,獨立工作能力強
4
5
畢業(yè)實習(xí)表現(xiàn)、進度表書寫情況
4
評閱人
10
設(shè)計的有重大改進或獨特見解,有一定應(yīng)用價值
8
5
設(shè)計的難度和工作量,結(jié)合本專業(yè)情況
4
5
計算、圖紙、公式、符號、單位是否符合工程設(shè)計規(guī)范
4
5
說明書的條理性、語言、書寫、圖表水平
4
答辯小組
10
設(shè)計規(guī)格符合要求及答辯規(guī)范程度
10
答辯掛圖準備情況
10
答辯中思維敏捷,知識面寬厚程度
10
回答問題的正確性,有無錯誤
10
是否有創(chuàng)新意識,設(shè)計是否有新意
教師、評閱人和答辯小組按以上各條的相應(yīng)評價點給出得分,合計總分數(shù)。
在總成績分數(shù)中,90-100分為優(yōu)秀,80-89分為良好,70-79為中等,60-69為及格,不足60分為不及格,列入本表右側(cè)成績欄中。
注意:有嚴重抄襲現(xiàn)象的學(xué)生成績應(yīng)定為不及格,有抄襲現(xiàn)象但不嚴重的學(xué)生成績應(yīng)降檔處理。指導(dǎo)教師、評閱人及答辯小組對此應(yīng)切實注意,如有不可解決的分歧,可交于院系答辯委員會裁定。
合計分數(shù)
成績
答辯小組:
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)教師評閱意見表
專業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
班級
1102
姓名
薛建軍
題目
梁式起重機設(shè)計
指
導(dǎo)
教
師
評
語
薛建軍同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計中,設(shè)計題目為梁式起重機設(shè)計,經(jīng)檢查得出以下結(jié)論:
1.完成圖紙和設(shè)計計算說明書的規(guī)定畢業(yè)設(shè)計的工作量。
2.設(shè)計計算書參數(shù)選取及計算正確,應(yīng)用基礎(chǔ)理論知識的能力較強,文中插圖較合理。
3.結(jié)構(gòu)設(shè)計較好, 視圖表達較為清晰,能用計算機進行繪圖。
4.具有良好的專業(yè)知識基礎(chǔ),能夠結(jié)合題目進行分析運算,基礎(chǔ)概念清楚。
5.能夠結(jié)合題目查閱技術(shù)文獻,參考文獻較多。
可以參加答辯。
簽字: 2015年 5月 25日
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)論文文獻綜述
梁式起重機文獻綜述
班級:機制1102 姓名:薛建軍 指導(dǎo)老師:趙艷春
1.雙梁橋式起重機概述
橋式起重機是橫架于車間、倉庫和料場上空進行物料吊運的起重設(shè)備。由于它的兩端坐落在高大的水泥柱或者金屬支架上,形狀似橋。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,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。它是使用范圍最廣、數(shù)量最多的一種起重機械。
普通橋式起重機一般由起重小車、橋架運行機構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。?起重小車又由起升機構(gòu)、小車運行機構(gòu)和小車架三部分組成。?? 起升機構(gòu)包括電動機、制動器、減速器、卷筒和滑輪組。電動機通過減速器,帶動卷筒轉(zhuǎn)動,使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下,以升降重物。小車架是支托和安裝起升機構(gòu)和小車運行機構(gòu)等部件的機架,通常為焊接結(jié)構(gòu)。
?? 起重機運行機構(gòu)的驅(qū)動方式可分為兩大類:一類為集中驅(qū)動,即用一臺電動機帶動長傳動軸驅(qū)動兩邊的主動車輪;另一類為分別驅(qū)動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅(qū)動。中、小型橋式起重機較多采用制動器、減速器和電動機組合成一體的“三合一”驅(qū)動方式,大起重量的普通橋式起重機為便于安裝和調(diào)整,驅(qū)動裝置常采用萬向聯(lián)軸器。
?? 起重機運行機構(gòu)一般只用四個主動和從動車輪,如果起重量很大,常用增加車輪的辦法來降低輪壓。當(dāng)車輪超過四個時,必須采用鉸接均衡車架裝置,使起重機的載荷均勻地分布在各車輪上。
橋架的金屬結(jié)構(gòu)由主梁和端梁組成,分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類。單主梁橋架由單根主梁和位于跨度兩邊的端梁組成,雙梁橋架由兩根主梁和端梁組成。
?? 主梁與端梁剛性連接,端梁兩端裝有車輪,用以支承橋架在高架上運行。主梁上焊有軌道,供起重小車運行。橋架主梁的結(jié)構(gòu)類型較多比較典型的有箱形結(jié)構(gòu)、四桁架結(jié)構(gòu)和空腹桁架結(jié)構(gòu)。
?? 箱形結(jié)構(gòu)又可分為正軌箱形雙梁、偏軌箱形雙梁、偏軌箱形單主梁等幾種。正軌箱形雙梁是廣泛采用的一種基本形式,主梁由上、下翼緣板和兩側(cè)的垂直腹板組成,小車鋼軌布置在上翼緣板的中心線上,它的結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,適于成批生產(chǎn),但自重較大。?偏軌箱形雙梁和偏軌箱形單主梁的截面都是由上、下翼緣板和不等厚的主副腹板組成,小車鋼軌布置在主腹板上方,箱體內(nèi)的短加勁板可以省去,其中偏軌箱形單主梁是由一根寬翼緣箱形主梁代替兩根主梁,自重
較小,但制造較復(fù)雜。
?? 四桁架式結(jié)構(gòu)由四片平面桁架組合成封閉型空間結(jié)構(gòu),在上水平桁架表面一般鋪有走臺板,自重輕,剛度大,但與其他結(jié)構(gòu)相比,外形尺寸大,制造較復(fù)雜,疲勞強度較低,已較少生產(chǎn)。
?? 空腹桁架結(jié)構(gòu)類似偏軌箱形主梁,由四片鋼板組成一封閉結(jié)構(gòu),除主腹板為實腹工字形梁外,其余三片鋼板上按照設(shè)計要求切割成許多窗口,形成一個無斜桿的空腹桁架,在上、下水平桁架表面鋪有走臺板,起重機運行機構(gòu)及電氣設(shè)備裝在橋架內(nèi)部,自重較輕,整體剛度大,這在中國是較為廣泛采用的一種型式。
?? 普通橋式起重機主要采用電力驅(qū)動,一般是在司機室內(nèi)操縱,也有遠距離控制的。起重量可達五百噸,跨度可達60米。
2、雙梁橋式起重機應(yīng)用
? 雙梁橋式起重機是現(xiàn)代工業(yè)在實現(xiàn)生產(chǎn)過程機械化、自動化,改善物料搬運,提高勞動生產(chǎn)率必不可少的重要機械設(shè)備。它對于發(fā)展國民經(jīng)濟,改善人們的物質(zhì)文化生活的需要都起著重要的作用。
? 雙梁橋式起重機用于高層建筑的施工,上萬噸級或幾十萬噸級的大型船只的建造,火箭和導(dǎo)彈的發(fā)射,大型電站的施工和安裝,大型重件的裝卸和搬運等。它不僅可以作為輔助的生產(chǎn)設(shè)備,完成原料、半成品的裝卸和搬運,進行機電設(shè)備、船體分段的吊運與安裝,而且也是一些生產(chǎn)過程及工藝操作中的必需的裝備。再如冶煉金屬工業(yè)生產(chǎn)中的爐料籌辦、加料、鋼水澆鑄、脫模取錠等,必需依靠起重機進行生產(chǎn)作業(yè)。
? 據(jù)統(tǒng)計,在國內(nèi)的冶煉金屬、煤炭部門的機械設(shè)備總數(shù)量中,起重運輸機械約占45%。起重機是機械化作業(yè)的重要的事物基礎(chǔ),是一些工業(yè)企業(yè)中主要的固定資產(chǎn)。對于工礦企業(yè)、港口碼頭、車站庫場、建筑施工工地、海洋開發(fā)、宇宙航行等部門,起重機已成為主要的生產(chǎn)力要素,在生產(chǎn)中進行著高效的工作,組成合理批量生產(chǎn)和機械化流水作業(yè)的基礎(chǔ),是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要標(biāo)志之一。
3、雙梁橋式起重機優(yōu)缺點及發(fā)張趨勢?
當(dāng)今起重機械的發(fā)展方向如下:向大型、高效和節(jié)能方向發(fā)展;向自動化、智能化、集成化和信息化發(fā)展。將機械技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合,將先進的微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機械的驅(qū)動和控制系統(tǒng),實現(xiàn)自動化和智能化;向成套化、系統(tǒng)化、綜合化和規(guī)?;l(fā)展。將各種起重機械的單機組合為成套系統(tǒng),加強生產(chǎn)設(shè)備與物料搬運機械的有機結(jié)合,提高自動化程度,改善人機系統(tǒng);向模塊化、組合化、系列化和通用化發(fā)展。許多通用起重機械是成系列成批量的產(chǎn)品,為了降低制造成本,提高通用化程度,可采用模塊組合的方式,
用較少規(guī)格的零部件和各種模塊組成多品種、多規(guī)格和多用途的系列產(chǎn)品,充分滿足各類用戶的需要;向小型化、輕型化、簡易化和多樣化發(fā)展。有相當(dāng)批量的起重機是在一般的車間和倉庫等處使用,采用新理論、新方法、新技術(shù)和新手段提高設(shè)計質(zhì)量,進一步應(yīng)用計算機技術(shù),不斷提高產(chǎn)品的設(shè)計水平與精度,采用新結(jié)構(gòu)、新部件、新材料和新工藝提高產(chǎn)品性能。
4、總結(jié)
? 雙梁橋式起重機主要運用于建筑、水利、橋梁、航空、碼頭、冶金等行業(yè)中,是目前我國應(yīng)用范圍最廣泛的工程機械之一。它對于提高生產(chǎn)能力,保證產(chǎn)品質(zhì)量、減輕勞動強度、降低成本,提高運輸效率、加快物質(zhì)周轉(zhuǎn)、流通等方面均有著重要的影響,對安全生產(chǎn)、減少事故更有顯著的作用。而在眾多的起重運輸機械中橋式起重機是使用面廣而多的一種。
? 目前世界上發(fā)達國家已經(jīng)進入了新的科學(xué)技術(shù)革命時代,而我國仍然處在生產(chǎn)技術(shù)落后,起點低,人力資源得不到充分的發(fā)揮,相對于發(fā)達國家還存在一定的距離。我們應(yīng)當(dāng)在學(xué)習(xí)國外先進技術(shù)的同時不斷提高自己,加快我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)。
參考文獻
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[12]?張質(zhì)文?等.起重機設(shè)計手冊[M].北京:中國鐵道出版社,1998,101-104.?
[13]?中國國家標(biāo)準.?起重機設(shè)計規(guī)范(GB3811-83).北京:中國標(biāo)準出版社,1984,92-98.?
[14]?倪慶興,王煥勇.?起重機械[M].上海:上海交通大學(xué)出版社,1990,78-84.?
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[16]?Sores?L.?Fatigue?Design?of?Machine?Components.?Oxford:?Pergamum?Press,?1971,?66-73.
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯成績評定
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會于 年 月 日 審查了 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 薛建軍 的畢業(yè)設(shè)計(論文)。
設(shè)計(論文)題目: 梁式起重機設(shè)計
設(shè)計(論文)專題部分: 梁式起重機結(jié)構(gòu)
設(shè)計(論文)共 30 頁,設(shè)計圖紙 4 張
指導(dǎo)教師: 趙艷春
評 閱 人: 于玲
畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會意見:
成績:
學(xué)院答辯委員會
主任委員(簽章)
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯記錄
專業(yè)班級: 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號: 311202337 姓 名: 薛建軍
答辯內(nèi)容記錄:
記錄人:
畢業(yè)設(shè)計(論文)評閱教師評閱意見表
專業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
班級
1102
姓名
薛建軍
題目
粱式起重機設(shè)計
評
閱
人
評
語
薛建軍同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計中,設(shè)計題目為梁式起重機設(shè)計,經(jīng)檢查得出以下結(jié)論:
1.完成規(guī)定畢業(yè)設(shè)計的工作量。
2.設(shè)計計算正確,應(yīng)用基礎(chǔ)理論知識的能力較強,計算說明書中插圖較合理。
3.結(jié)構(gòu)設(shè)計較好, 視圖表達較為清晰,能用計算機進行繪圖。
4.具有良好的專業(yè)知識基礎(chǔ),能夠結(jié)合題目進行分析運算,基礎(chǔ)概念清楚。
5.能夠結(jié)合題目查閱技術(shù)文獻,參考文獻較多。
可以參加答辯。
簽字: 2015年 5月 25日
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)論文
題 目: 梁式起重機設(shè)計
專 業(yè): 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級: 機制1102班
學(xué)生姓名: 薛建軍
指導(dǎo)教師: 趙艷春
論文提交日期: 2015 年 6 月 1 日
論文答辯日期: 2015 年 6 月 5 日
畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書
機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)
1102班
學(xué)生:薛建軍
畢業(yè)設(shè)計(論文)題目:
梁式起重機設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計(論文)內(nèi)容:
1.設(shè)計說明書一份
2.CAD圖紙一套(包括總裝圖、零件圖 )
3.文獻綜述(不少于3000字)
畢業(yè)設(shè)計(論文)專題部分:
梁式起重機結(jié)構(gòu)
起止時間: 2015年3月6日至 2015年6月5日
指導(dǎo)教師: 簽字 2015年 3 月 6 日
摘要
隨著我國科技建設(shè)的不斷推進,我國在生產(chǎn)等各個領(lǐng)域的建設(shè)規(guī)模也在不斷擴大,同時促進了我國機械化建設(shè)水平的提高。所以,先進的機械設(shè)備將會成為促進施工速度的重要保障,同時也是保障工程質(zhì)量的物質(zhì)保證。起重機械在煤礦,碼頭等實現(xiàn)機械化,自動化以及提高勞動生產(chǎn)量方面發(fā)揮了重要作用。起重機械一般以間歇,重復(fù)的方法進行工作,取物裝置的起升,下降或者平移等完成運送貨物。在工作進行中,工作范圍相對來說較大,且危險因素較多。
因此,在起重機的設(shè)計,制造過程中,設(shè)計參數(shù)和設(shè)計要素就相對重要,主要設(shè)計參考的幾個要素包括:起重繩索,絞車及錨碇,輪胎起重機和汽車起重機,纜索起重機,樁基,構(gòu)件裝卸運輸與堆放等。
設(shè)備管理是企業(yè)經(jīng)營的重要環(huán)節(jié),通過各種技術(shù),經(jīng)濟和組織等措施,對現(xiàn)有設(shè)備進行規(guī)劃,設(shè)計,使用,維修,改造,直至完全報廢等全過程的管理。
我國對安全生產(chǎn)方面一直都相當(dāng)重視,但是在執(zhí)行和客觀的條件方面都有許多不確定的不安全因素,尤其是在人為方面,由于生產(chǎn)者忽視安全生產(chǎn)的作用,往往會造成很大的安全事故。我們應(yīng)該從這些相當(dāng)重大的生產(chǎn)事故中吸取教訓(xùn),防患于未然,最根本的最重要的就是從起重機械的設(shè)計和管理等一些方面做起,保證產(chǎn)品的質(zhì)量,盡量減少事故的發(fā)生。
關(guān)鍵詞:起升機構(gòu); 小車運行機構(gòu); 門式起重機
Abstract
With the continuous advance of China's economic construction, manufacturing and other areas of the building are getting bigger, while promoting improvement in the level of mechanization. Therefore, advanced machinery and equipment has become an important guarantee to promote the construction speed, but also ensure the quality of the material guarantee. Lifting machinery in the mines, docks and other mechanization, automation, and improve labor productivity has played an important role.
Lifting generally intermittent, repetitive approach to work, extract lifting devices, down or panning, etc. to achieve delivery of goods. In the course of their work, the scope of work is relatively large, and a lot of risk factors.
So, in crane design, manufacturing process, design parameters and design elements is quite important, the main design elements of reference include: lifting rope, all kinds of pulleys, winches and anchor, mast, truck crane stack components such as transportation and handling.
Device management is an important part of business, through a variety of technical, economic and organizational measures for existing equipment planning, design, manufacture, installation, use, maintenance, alteration, until the retirement of the whole process of management. Management objective is to obtain a better job running effect, that is, we
should give full play to the effectiveness of the device, but also the pursuit cycle cost of the most economical.
Our country has always attached great importance to production safety, but in the execution, command and objective conditions, there are many uncertain factors of insecurity, especially in human terms, because producers ignore the role of production safety, often cause significant security incidents. We should start with the production of these major accidents learn and take preventive measures, the most important of the most fundamental is from the crane design, manufacture, use and management to start a series of aspects, to ensure product quality, as far as possible reduce accidents.construction, mechanization and automation are also rising, with this adaptation of crane technology is developing rapidly, increasing product range, range more widely.
Key Words:Hoisting mechanism; Trolley run institutions; Gantry crane
目 錄
第一章 引言 1
1.1 門式起重機的用途以及工作特點 1
1.2 門式起重機分類及其應(yīng)用 1
1.3 門式起重機的主要參數(shù) 2
1.4 門式起重機的表示方法 3
1.5 門式起重機的選用 3
1.6 門式起重機的傳動過程和工作原理 4
1.7 門式起重機國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀 4
1.8 本次起重機設(shè)計的結(jié)構(gòu)圖 5
第二章計算 6
2.1 載荷情況 6
2.1.1 正常的載荷 6
2.1.2 工作最大載荷 7
2.1.3 非工作最大載荷 7
2.2 起重機設(shè)計算依據(jù) 8
2.2.1 起重機設(shè)計依據(jù) 8
2.2.2 起重機設(shè)計參數(shù) 8
2.3 起重機截面特性設(shè)計計算 9
2.31 主梁截面幾何設(shè)計 9
2.3.2 支腿截面特性 10
2.4 主梁設(shè)計計算及校核 12
2.4.1 主梁計算載荷與內(nèi)力 12
2.4.2 主梁強度計算 16
2.4.3 主梁工字鋼下翼緣局部集中應(yīng)力 16
2.4.4 合成應(yīng)力 17
2.5 支腿設(shè)計計算及校核 19
2.5.1 支腿幾何參數(shù) 19
2.5.2 支腿強度計算 20
2.5.3 主梁剛度計算 23
結(jié)束語 24
致謝 25
參考文獻 26
附錄 27
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 引言
第一章 引言
1.1 門式起重機的用途以及工作特點
門式起重機是通過改進橋式起重機上所得。在港口上,門式起重機主要用在貨場的裝卸作業(yè)等。它的結(jié)構(gòu)跟門形框架相近,承載重力的主梁下面安裝兩條支腳,可以用于在地面的軌道上行動,主梁兩側(cè)可以安裝外伸懸臂梁。門式起重機場地利用率較高,作業(yè)范圍大,通用性較強,在港口等得到廣泛使用。
起重機作為對物料進行起重、裝卸等的機械設(shè)備,可以有效的減輕體力勞動,提升勞動生產(chǎn)率并且在生產(chǎn)過程中可以進行一些特殊的工藝加工操作,實現(xiàn)機械化。
1.2 門式起重機分類及其應(yīng)用
⑴ 單梁門式起重機
單梁門式起重機結(jié)構(gòu)相對來說簡單,在生產(chǎn)單梁式起重機比較簡易,自身重量偏低,安裝成本較低,主梁多用作偏軌箱形架式結(jié)構(gòu)。軌箱形架式結(jié)構(gòu)與雙主梁門式起重機相比,單主梁整體剛度要稍微弱一些,所以,當(dāng)起重量Q50t、跨度L35m時,可采用單主梁形式。單主梁門式起重機門腿有C型和L型兩種結(jié)構(gòu)形式。L型結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)和安裝較簡便,韌性好、抗壓,但是在吊運貨物時貨物的運動范圍較小。C型的支腳常常做成傾斜或彎曲形,貨物有足夠的空間通過支腳。
⑵ 雙梁橋式起重機
雙梁橋式起重機承載量較多,跨度較大,并且整體支架的穩(wěn)定性比較好,品種多,但是起重機自身重量與同等起重的單主梁門式起重機相比要偏大,造價也相對較高,根據(jù)主梁結(jié)構(gòu)的不同,又可以分為桁架、箱梁橋兩種,現(xiàn)在大多采用箱形結(jié)構(gòu)。
⑶ 水電站龍門起重機
此類起重機主要用來吊運和啟閉閘門,同時可以用于安裝作業(yè)。起重量高達80--500t,跨度小,一般在8--16米,起升速度較低,一般為1--5m/min。
這種類型的起重機并不經(jīng)常用于來回吊運貨物,但使用時工作量卻非常多,所以需要適當(dāng)提高此起重機的工作級別。
⑷ 普通龍門起重機
這類起重機有很多采用箱型式和桁架式兩種結(jié)構(gòu),可以搬運散裝的貨物或者成品裝貨物,起重量一般在100t以下,跨度大多在4--39米,普通門式起重機主要指吊鉤、抓斗、葫蘆門式起重機,一般也包括半門式起重機等。
⑸ 集裝箱龍門起重機
此起重機主要用在碼頭,使用拖車把集裝箱搬運到堆場后,由集裝箱龍門起重機堆疊起來或者直接裝車運走,可以加速集裝箱運載橋或者其他起重機的周轉(zhuǎn)及其利用率,一般來說可以堆放3--4層的集裝箱的堆場,且一般用輪胎式,也有使用有軌式的結(jié)構(gòu)的,集裝箱龍門起重機與集裝箱跨車相比,跨度和門架兩側(cè)高度都比較大,為了適應(yīng)碼頭的需要,這類起重機的工作等級都較高,起升速度為8--10m/min。
⑹ 造船龍門起重機
此類起重機主要用于海岸的造船和大型船體的搬運工作等。
1.3門式起重機的主要參數(shù)
門式起重機的主要參數(shù)是衡量起重機性能的主要指標(biāo),同時也是設(shè)計起重機的最主要的依據(jù)與憑據(jù),門式起重機的主要參數(shù)有:起重量、起升高度、機構(gòu)工作速度以及工作類型等,此外,起重機的軌距、基距等也都是作為設(shè)計的重要參數(shù)。
門式起重機的參數(shù)應(yīng)該首先由使用單位根據(jù)自身需要來提出,具體值需要按照國家標(biāo)準或者是工廠標(biāo)準來最終規(guī)定,并且要考慮到制造廠的現(xiàn)實條件等約束因素,所以在確定最終參數(shù)時,應(yīng)該進行有效的研究。
1.4門式起重機的表示方法
門式起重機一般采用代號、額定起重量、跨度三個要素來表示門式起重機的相關(guān)型號。
M:表示門式類型,M后加的一個字符符號代表雙梁門式起重機,如:MG、ME、MZ、MC、MS,加兩個字符符號則表示單主梁門式起重機,其如:MDG、MDZ、MDN、MDP、MDS等,如下:
MG—雙梁單小車吊鉤門式起重機;
ME—雙梁雙小車吊鉤門式起重機;
MDN—單主梁單小車抓斗吊鉤門式起重機;
MDS—單主梁小車三用門式起重機。
1.5 門式起重機的選用
⑴ 單主梁和雙梁門式起重機的選用
一般來說,當(dāng)起重量在50t以下且跨度在35m以內(nèi),并且無特殊使用要求時,一般選用單主梁式起重機,假如要求門腿寬度偏大,工作速度高,經(jīng)常吊運重件、大件等時,需要選用雙梁門式起重機。
⑵ 輪距的確定原則
①需要滿足門架沿起重機軌道方向穩(wěn)定性的需求;
②要求貨物的外形尺寸能成功的平穩(wěn)的通過支腿平面鋼架;
③要求使輪距B與跨度S成一定比例關(guān)系,一般來說取輪距B=(1/4—1/6)S
⑶ 跨度和懸臂長度
門式起重機的跨度對起重機自身重量的要求比較大,設(shè)計時,在滿足使用條件和符合跨度系列相關(guān)標(biāo)準的前提下,應(yīng)該盡量減小起重機跨度。
⑷ 門式起重機間距尺寸確定
工作中,門式起重機的外部尺寸與貨物和運輸車輛通道之間應(yīng)該留有一定的空間,以便于裝卸作業(yè),運輸車輛在跨度內(nèi)裝卸時,通常應(yīng)與門腿保持0.7m以上的間距,吊具不使用時也應(yīng)與運輸車輛保持0.5m以上的間距,貨物通過門腿時,應(yīng)保持0.5m以上的間距。
⑸ 門式起重機電氣設(shè)備的選用
門式起重機的電氣設(shè)備應(yīng)符合通用門式起重機GB/T14406—1993的相關(guān)規(guī)定。在選取時應(yīng)參照相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準和有關(guān)設(shè)計手冊進行型號選擇。
1.6門式起重機的傳動過程和工作原理
主要組成結(jié)構(gòu):電動機、齒輪聯(lián)軸器、傳動軸帶、齒輪、聯(lián)軸器、減速器、齒輪聯(lián)軸器、卷筒、鋼絲繩、定滑輪組、吊鉤組
當(dāng)起升機構(gòu)接通電源后,制動器自動松閘,在控制電動機的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)時,動力就會通過聯(lián)軸器、制動輪聯(lián)軸器傳遞給減速器,電動機所輸出的高轉(zhuǎn)速通過減速器將迅速減速,在之后,就會出現(xiàn)低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩,然后就會拖動卷筒轉(zhuǎn)動。當(dāng)整條鋼絲繩兩端穿過裝有滑輪組的吊鉤后,分別固定在卷筒的兩端,隨著卷筒的正反轉(zhuǎn)動吊鉤組就會達成升降,貨物就會實現(xiàn)上下降落。如果在工作過程中切斷電源,電動機斷電從而失去動力,進而制動器就會立刻制動,抱緊閘門,貨物就會被懸吊在半空。電動機和制動器一般都實行電氣聯(lián)鎖裝置,只需要切斷電動機電源,制動器就會依靠自身彈簧的張力作用而發(fā)生制動,以便于可以保證工作中的安全。
1.7門式起重機國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
門式起重機的發(fā)展歷史:
⑴ 14世紀西歐出現(xiàn)人力和畜力驅(qū)動的轉(zhuǎn)動臂架型起重機
⑵ 19世紀初出現(xiàn)橋式起重機
⑶ 19世紀中后期,蒸汽機驅(qū)動的起重機取代了水力驅(qū)動的起重機
⑷ 20世紀20年代,電氣工業(yè)和內(nèi)燃機工業(yè)的迅猛發(fā)展,以電機和內(nèi)燃機為驅(qū)動裝置的各種起重機逐漸成為發(fā)展趨勢。
我國起重機發(fā)展歷史:
我國的起重機行業(yè)發(fā)展是從建國初期開始初步進行建設(shè)的,開始時大多采用蘇聯(lián)標(biāo)準,改革開放后,隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展,各個行業(yè)對起重機的需求和要求精度等也隨之提升。同時作為特殊設(shè)備來說其檢驗標(biāo)準要求也是相當(dāng)嚴格的。起重機發(fā)展的同時,我國也逐漸設(shè)定了制造檢驗標(biāo)準。同時傳統(tǒng)的接觸器控制也逐漸被自動化控制相替代??删幊炭刂破鱌LG的技術(shù)也逐漸的被廣泛應(yīng)用于起重機。起重機的安全方面,為了確保操作人員的自身安全,設(shè)計人員在設(shè)計中引入了無線遠程控制設(shè)備。在高精度、多速度行車方面,對于機械相關(guān)件的要求精度也相對較高、設(shè)計也更精確。
鋼絲繩起重機作為一種大型的起重設(shè)備,在國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用,但是現(xiàn)在國內(nèi)的鋼絲繩起重機發(fā)展卻相對來說落后。19世紀60年代到70年代,我國從前蘇聯(lián)引進了TV型號的鋼絲繩式起重機設(shè)備,當(dāng)時有部分生產(chǎn)廠家曾引進國外較為先進的生產(chǎn)制造技術(shù), 但絕大多數(shù)都沒有得到廣泛的使用。
1.8本次起重機設(shè)計的結(jié)構(gòu)圖
圖1-1 門式起重機總裝圖
1-主梁 2-支腿 3-大車運行機構(gòu) 4-電氣設(shè)備及管子布置 5-電動葫蘆 6-噸位牌安裝 13-遙控器
4
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算
第二章計算
2.1 載荷情況
起重機要安全穩(wěn)定的工作,必須對起重機及其零件來進行高精度的設(shè)計以及校核,舉例來說脆性材料制成的零件,當(dāng)零件承受最大應(yīng)力達到強度極限時就會出現(xiàn)裂痕致使零件斷裂,如采用韌性較好,不易斷裂的材料所制的零件,當(dāng)其應(yīng)力達到甚至超過屈服極限時就會產(chǎn)生塑性變形,如果零件產(chǎn)生的塑性變形過大時會影響起重機的正常工作。為了保證對這些破壞形式有一定的安全措施(也就是說把破壞的幾率控制在一定范圍內(nèi))需要一些相關(guān)的強度計算。對于一些受壓彎的細長桿或者薄壁構(gòu)件等還需要檢查細桿或者薄壁構(gòu)建會不會產(chǎn)生局部失穩(wěn)的現(xiàn)象。另外,對于運行式起重機來說,為了保證其在風(fēng)險載荷工作時不顛倒,還需要進行起重機抗顛覆穩(wěn)定性的計算等。起重機在使用過程中,只要其全部零件發(fā)生任何形式的破壞或者出現(xiàn)一定的尖峰載荷時,事故就有可能發(fā)生。所以,在設(shè)計計算過程中使用的計算載荷必須是在工作中所能產(chǎn)生的最大載荷而不是計算載荷所作用的時間及作用次數(shù)的多少等因素。另外,機器零件在反復(fù)應(yīng)力的作用下所產(chǎn)生的疲勞破壞以及電動機或者渦輪減速器等部件因溫度過好而產(chǎn)生破壞,都會隨時間而累積。所以,此類效益引起事件的發(fā)生,與載荷的大小、作用時間以及作用次數(shù)有著密不可分的關(guān)系。此外,露天使用的起重機還必須能經(jīng)受的起強風(fēng)、暴雨、暴雪等的襲擊而不致于被損壞。因此,設(shè)計人員在設(shè)計時也要對其進行嚴格的計算和校核。總的來說,起重機的設(shè)計過程中,必須通過不同的計算類型,將其載荷進行適當(dāng)?shù)姆诸惡徒M合。通常分為三種載荷情況,如下:
2.1.1 正常的載荷
這類載荷一般用來計算零件的疲勞、磨損和發(fā)熱等。它需要考慮的因素通常是起重機在正常的工作情況下產(chǎn)生的載荷。對于起重機的零件所承受的載荷一般情況下都會在規(guī)定的范圍內(nèi)發(fā)生巨大的變化,所以需要運用一定的方式來設(shè)定一個假想的載荷取代變化的載荷,并且對零部件產(chǎn)生的應(yīng)力效應(yīng)需要與實際載荷相當(dāng)。我們通常把這個假想的載荷稱為等效載荷。我們在確定等效載荷時,作用次數(shù)相對很少的尖峰載荷可以不考慮。另外,除了計算電動機功率外,風(fēng)載荷我們也可以忽略不計。當(dāng)計算零件疲勞的等效載荷時,我們可以由載荷變化的特性載荷圖以及在整個工作中的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)等來計算載荷的等效值。
2.1.2 工作最大載荷
這種載荷一般用于設(shè)計計算零件的最大強度、構(gòu)件局部的穩(wěn)定性以及起重機抗傾倒穩(wěn)定性。我們需要考慮起重機在工作過程中可能發(fā)生的最不利的載荷組合,比如最大起升載荷、工作最大風(fēng)載荷、急劇起動制動產(chǎn)生的動載荷、最大偏載荷等。同時考慮到安全性和經(jīng)濟性原則,我們對于個別最大值同時出現(xiàn)的概率非常小的載荷組合可以忽略不計。
我們在確定計算載荷時有以下兩種常見的組合:
(1) 制動以及劇烈起動時所產(chǎn)生的載荷。例如,從地面突然起動較重的貨物時產(chǎn)生的載荷組合;制動或運行起或者制動之一的組合等。
(2)起重機機構(gòu)在較短時間發(fā)生的較大靜阻力的組合。比如突遇強風(fēng)、貨物擺動較大幅度等。對于某些特殊用途的起重機,當(dāng)進行一些特殊工藝工作時也可能出現(xiàn)較大的靜阻力。假如機構(gòu)中安裝有極限載荷限制的安全裝置,就可以將最大載荷限定在一定的安全范圍內(nèi)。
2.1.3 非工作最大載荷
這是載荷一般是用來計算起重機非工作安全性,比如暴風(fēng)將起重機吹翻倒或者吹走以及一些零件強度的一種計算載荷。
但不是每一個零部件都需要按照這三種載荷進行設(shè)計計算。一般情況下,對起重機進行設(shè)計時需要對所有受力零件進行II類載荷的強度計算。需要做疲勞計算的零件一般來說都是是應(yīng)力反復(fù)作用的次數(shù)超過某一值(一般大于10)的情況下,表2-1列舉了一部分需要進行疲勞計算的零件實例,我們設(shè)計時可以作為參考。如果用III類載荷驗算強度的零件承受載荷時是在非正常工作情況下,比如說運行及旋轉(zhuǎn)支承的裝置以及變幅機構(gòu)等。一般來說起重機的起升機構(gòu)、運行機構(gòu)的傳動裝置在非工作時并不會受到較大的載荷作用或沖擊,另外,防風(fēng)夾軌器應(yīng)單獨按照III類載荷進行相關(guān)的設(shè)計計算及校核
表2-1 需要進行疲勞強度計算的零件
零件名稱
工作類型
每旋轉(zhuǎn)一周完成一次應(yīng)力循環(huán)的零件
齒輪、鍵輪、渦輪、車輪、
轉(zhuǎn)動的心軸,主要承受彎曲載荷的轉(zhuǎn)軸。
輕級(n)轉(zhuǎn)/分,中級、 重級、特別級
機構(gòu)每開動一次完成一次應(yīng)力循環(huán)的零件
運行,旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中主要承受扭轉(zhuǎn)載荷的轉(zhuǎn)軸及聯(lián)軸器
中級、重級、特別級
起重機每個工作循環(huán)完成一次應(yīng)力循環(huán)的零件
吊鉤及其它吊具,固定的心軸,起重機構(gòu)中主要承受扭轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸
重級、特別級
2.2 起重機設(shè)計算依據(jù)
2.2.1 起重機設(shè)計依據(jù)
本設(shè)計過程中主要用到的教材有:
本設(shè)計過程中主要用到的教材有:
《起重機設(shè)計規(guī)范》
《起重機設(shè)計手冊》
中國鐵路出版社1998
GB3811-83
2.2.2起重機設(shè)計參數(shù)
(1) 起 重 量
(2)跨 度
(3)起升高度
(4)工作級別
(5)起升速度 起
大車速度 大
小車速度 小
(6)起重機最大風(fēng)壓
(7)地面操作
2.3起重機截面特性設(shè)計計算
2.31主梁截面幾何設(shè)計
圖2-1 主梁截面特性
⑴ 主梁截面積
⑵ 主梁截面對軸的靜炬
⑶ 主梁截面行心至軸距離
⑷ 主梁行心以上截面的靜炬
⑸
⑹
⑺
⑻
⑻
⑼
圖2-2 主梁受力圖
2.3.2 支腿截面特性
圖二
圖2-3 支腿小端截面
(1)支腿大端截面慣性矩
(2)支腿小端截面慣性矩
(3)支腿折算慣性矩
(4)上橫梁慣性矩
(5)下橫梁面積A
2.4 主梁設(shè)計計算及校核
2.4.1 主梁計算載荷與內(nèi)力
圖2-4 上橫梁截面
在門架平面內(nèi)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
圖2-5 主梁內(nèi)力圖
由主梁自重產(chǎn)生的支反力及內(nèi)力
由計算載荷(移動載荷)處于跨中產(chǎn)生的支反力及內(nèi)力
圖2-6 水平推力
代入式(2-1)得
滿載小車在起制動時的慣性力產(chǎn)生的支反力及內(nèi)力
由風(fēng)載荷和起重機起制動主梁自重產(chǎn)生的水平反力及內(nèi)力
圖2-7主梁水平反力
由滿載小車跨中時因起制動產(chǎn)生的慣性力而引起的水平反力和內(nèi)力
圖2-8 水平支反力
總內(nèi)力(主梁)
(1)
(2)
2.4.2主梁強度計算
(1)
(2)
(3) 剪應(yīng)力忽略不計
2.4.3 主梁工字鋼下翼緣局部集中應(yīng)力
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(2-2)--(2-6)式中系數(shù) 決定于
式中輪子與工字鋼踏面接觸點至腹板的距離=38.5mm
代入(2-7)式 得
根據(jù)起重機設(shè)計手冊599頁 圖4-3-6 圖4-3-7
當(dāng)時
代入(2-2)--(2-6)式 得
式中每個輪子的輪壓
代入 得
2.4.4 合成應(yīng)力
(1)工字鋼下翼緣下表面的合成應(yīng)力
(2)工字鋼下翼緣下表面的合成應(yīng)力
(3)工字鋼下翼緣下表面處的合成應(yīng)力
主梁合格
圖2-9 支腿尺寸及受力圖
2.5 支腿設(shè)計計算及校核
2.5.1 支腿幾何參數(shù)
支腿的主要設(shè)計參數(shù)如下:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
式中
代入 得
(13)
(14)
式中
(15)
(16)
(17)
(18)
(19)
圖2-10支腿受力圖
2.5.2支腿強度計算
(1)在門架平面內(nèi)
①由主梁自重產(chǎn)生的支反力及內(nèi)力
圖2-11支腿內(nèi)應(yīng)力
②由用于跨中時產(chǎn)生的支反力及內(nèi)力計
③由滿載小車處于端起制動時產(chǎn)生的引起的支反力及內(nèi)力
圖2-12 小車支反力
④由風(fēng)載荷產(chǎn)生的支反力及內(nèi)力
(2)在支腿截面內(nèi)
①由(主梁自重和計算載荷)產(chǎn)生的反力和內(nèi)力
式中
②由滿載小車處于點時,大車起制動慣性力產(chǎn)生的反力和內(nèi)力。
③
式中
圖2-13 大車支反力和內(nèi)力
(3)支腿總內(nèi)力
① 在門架平面內(nèi)支腿點的最大彎矩
由主梁自重引起的彎矩
由移動載荷引起的彎矩
由滿載小車起制動引起的彎矩
由風(fēng)載荷引起的彎矩
② 在支腿平面內(nèi)支腿點最大的彎矩
由移動載荷和主梁自重點引起的最大彎矩
由起重機制動產(chǎn)生的慣性引起的彎矩
由風(fēng)載荷引起的彎矩
③——支腿點的最大應(yīng)力 2.5.3 主梁剛度計算
主梁擾度:
許用擾度:
綜上所計算結(jié)果,主梁、支腿強度和剛度均滿足要求。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 結(jié)束語
結(jié)束語
畢業(yè)設(shè)計寫到了尾聲,回想起在這之前寫畢業(yè)設(shè)計的期間,感覺自己是最認真的一次,也是寫的最好的一次。設(shè)計即將完成,自己也就要離開學(xué)校,這份畢業(yè)報告也是自己在學(xué)校所學(xué)到的東西的一個總結(jié)。
本次畢業(yè)設(shè)計經(jīng)過老師耐心的指導(dǎo)與指引,獨立的完成畢業(yè)設(shè)計,于是我們就開始了一段獨立自主的學(xué)習(xí)路途。
說起畢業(yè)設(shè)計,也讓我想起了之前寫課程設(shè)計,與之相比,差距比較大,因為畢業(yè)設(shè)計涉及到的內(nèi)容,知識比較多,就比如零件的設(shè)計,比課程設(shè)計復(fù)雜難的多。在畢業(yè)設(shè)計的過程中,相當(dāng)于又讓我鞏固了一遍數(shù)控,機械設(shè)計,自動控制原理,在這之前沒有學(xué)習(xí)到的和不懂得知識讓我得到了理解,也對自己會的知識進行加強。
本畢業(yè)設(shè)計說明書,主要對起重機械的用途、歷史發(fā)展以及應(yīng)用的意義進行了闡述,系統(tǒng)的分析了我國起重機的發(fā)展歷程,同時,在設(shè)計方面,對起重機的主梁、支腿、地橫梁、大車和小車運行機構(gòu)等主要參數(shù)及部件進行了相關(guān)的設(shè)計,并對主梁和支腿的剛度以及強度進行了相關(guān)的校核,在抗顛覆方面也進行了充分的、合理的模擬校核,保證起重設(shè)備在工作過程中不被大風(fēng)吹倒,保證設(shè)備運行過程中的穩(wěn)定,在滿負荷工作時設(shè)備的強度以及剛度完全滿足需要并有一定的富余,不至于在運行中剛度等的限制而導(dǎo)致工作受限或者無法進行。另外,本次設(shè)計同時繪制了起重機的總裝、主梁、地橫梁、支腿等的截面圖以及裝配圖,直觀的展現(xiàn)了起重機的結(jié)構(gòu)和裝配方式以及運行機構(gòu)的配合和運行方式,有效的提高了對設(shè)計書的了解和對起重機的了解。
記住了,本次畢業(yè)設(shè)計和以往的課程設(shè)計大不相同,一定要以以往更認真對態(tài)度去對待這次畢業(yè)設(shè)計,并且要認真的態(tài)度對待接下來的畢業(yè)答辯,而說明書記載著我們設(shè)計的步驟,也就是說畢業(yè)設(shè)計說明書是在為畢業(yè)答辯而準備。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 致謝
致謝
在趙艷春老師耐心的指導(dǎo)下完成的畢業(yè)設(shè)計,在整個論文的寫作過程中,老師給了我全面,認真,細心的指導(dǎo),同時在畢業(yè)設(shè)計中我的好多同學(xué)也給我了支持和幫助,在完成制圖時CAD繪圖等方面都得到了很多同學(xué)的幫助和支持。因此在畢業(yè)設(shè)計完成之際,我曾向指導(dǎo)我、幫助我、鼓勵我的老師和同學(xué)表示由衷的感謝,感謝你們對我的耐心、感謝你們對我的指導(dǎo)、感謝你們對我的幫助。趙艷春老師以教我兩年了,在這兩年的時間里,感覺老師就像我們的父母一樣,對我無微不至,我也是一有啥不懂的就問她,她都能在第一時間,細心的給我輔導(dǎo),感覺她特別和藹可親,對我沒有言聲厲語,也感覺她的知識淵博,只要不懂得她都能給我講明白,講的特別細。尤其在本次畢業(yè)設(shè)計中,這也是我如此能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計的重要因素。趙老師不僅是我學(xué)習(xí)中的榜樣,也是我生活中的榜樣,她那種對工作不懈追求,認真負責(zé)的態(tài)度更使我受到了教育和啟發(fā),我也相信,在接下來的工作中,我會以此為新的起點,以趙老師為學(xué)習(xí)的榜樣,在以后的工作中繼續(xù)發(fā)揚趙老師的精神,這將會是我以后工作中的財富,更是我一生最珍貴的財富。
同時,我也感謝在我設(shè)計中幫助和鼓勵我的同學(xué)們,也正因為有你們的無私的、耐心的幫助和支持,我才能在本次畢業(yè)設(shè)計順順利利快速完成,我相信,你們對別人那么無私,你們自己也會順順利利完成自己的畢業(yè)設(shè)計,并且在以后的答辯中取得優(yōu)異的成績,我堅信,咱們這份友誼我們都會會刻骨銘心。當(dāng)然說起感謝,我也要感謝在大學(xué)里教我的每一位任課老師,正因為有你們不辭辛苦的付出,我才能有今天的成就和知識,我會把你們教給我的知識用到實踐當(dāng)中,發(fā)揚你們淵博的知識,更是完善自己!
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻
參考文獻
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄
附錄
表1制動器型號表
制動器示意圖
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄
表2YZR系列電動機參數(shù)表
電動機示意圖
表3 JB/ZQ4218-86
CLZ系列聯(lián)軸器示意圖
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