吊钩桥式双梁起重机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 吊钩桥式双梁 起重机设计 摘 要 起重机械广泛应用于工矿企业、港口码头、车站仓库、建筑工地、海洋开发、宇宙航行等各个工业部门，可以说陆地、海洋、空中、民用、军用各个方面都有起重机械在进行着有效的工作。 起重机械与运输机械发展到现在，已经成为合理组织成批大量生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产的重要标志之一。在我国四个现代化的发展和各个工业部门机械化水平、劳动生产率的提高中，起重机必将发挥更大的作用。 本起重机为 10T 双梁桥式起重机，主要用于室内重物的起吊。本课题主要对起重机进行总体设计，包括主梁的强度 与运行部分部件的选用，电器部分主要对主钩的起吊进行了。要求起重设备运行平稳，定位准确，安全可靠，技术性能先进。 关键词： 起重机 ， 桥式起重机 ， 现代化生产 ， 主梁 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of in in be of a of is of s of a 0T is of of of of on to a of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 前 言 . 1 第 1 章 绪论 . 2 重机的介绍 . 2 重机设计的总体方案 . 2 第 2 章 大车运行结构的设计 . 4 计的基本原则和要求 . 4 构传动方案 . 4 车运行机构具体布置的主要问题 . 4 车运行机构的计算 . 5 定机构的传动方案 . 5 择车轮与轨道，并验算其强度 . 6 行阻力计算 . 8 择电动机 . 9 算电动机的发热功率条件 . 9 速器的选择 . 10 算运行速度和实际所需功率 . 10 算起动时间 . 10 动工况下校核减速器功率 . 12 算启动不打滑条件 . 12 择制动器 . 14 择联轴器 . 15 动轴的验算 . 15 冲器的选择 . 16 第 3 章 端梁的设计 . 18 梁的尺寸的确定 . 18 梁的截面尺寸 . 18 梁总体的尺寸 . 18 梁的计算 . 19 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要焊缝的计算 . 23 梁端部上翼缘焊缝 . 23 盖板翼缘焊缝的剪应力验算 . 23 第 4 章 端梁接头的设计 . 24 梁接头的确定及计算 . 24 板和下盖板螺栓受力计算 . 25 盖板和腹板角钢的连接焊缝受力计算 . 26 算螺栓和焊缝的强度 . 27 栓的强度校核 . 27 缝的强度校核 . 27 第 5 章 焊接工艺设计 . 29 第 6 章 主钩电器控制部分 . 32 结 论 . 35 谢 辞 . 36 参考文献 . 37 附 录 . 37 外文资料翻译 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 前 言 本次 课题是 吊钩 桥式 双梁 起重机的设计 ,主要是对起重机主梁、端梁、小车、小车架以及电气控制部分的设计。 起重机顾名思义，就是以吊运重物为主要目的的机械，是现代化生产中重要工具，本次设计的起重机吊钩桥式双梁起重机主要用于室内的重物的搬运，以代替繁杂的人力劳动，下面对各章节做总体介绍 第一章是对设计的总体 概述；第二章主要是对大车运行机构的总体设计，其中包括 传动机构的总体设计、各主要部件的选择以及验算；第三章主要是对端梁的设计，第四章是端梁街接头的设计，端梁是起重机在承载平移运输的关键部位，也是作为本设计的重要环节；第五章是对焊接的的工艺设计；第六章是起重机的电气控制部分，是起重机使用时的主要控制对象。 由于本人水平有限，在编写与设计过程中难免出现错误，请读者给予原谅并提出宝贵意见，本人虚心接受并改正。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 第 1 章 绪 论 重机的介绍 吊钩桥式起重机是由一个有两根主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架 ,在桥架上运行起重小车 ,可起吊和水平搬运各类物体 ,它适用于机械加工和装配车间料场等场合。 重机设计的总体方案 本次起重机设计的主要参数如下 : 起重量 10t,跨度 升高度为 10m 起升速度 8m/车运行速度 v=40m/车运行速度 V=90m/车运行传动方式为分别传动 ;桥架主梁型式 ,箱形梁 t，起重机的重量 工作类型为中级。 根据上述参数确定的总体方案如下 ： 1、 主梁的设计 ： 主梁跨度 是由上、下盖板和两块垂直的腹板组成封闭箱形截面实体板梁 连接，主梁横截面腹板的厚度为 6缘板的厚度为 10梁上的走台的宽度取决于端梁的长度和大车运行机构的平面尺寸，主梁跨度中部高度取 H=L/17 ，主梁和端梁采用搭接形式，主梁和端梁连接处的高度取 H，腹板的稳定性由横向加劲板和，纵向加劲条或者角钢来维持，纵向加劲条的焊接采用连续点焊，主梁翼缘板和腹板的焊接采用贴角焊缝，主梁通常会产生下挠变形，但加工和装配时采用预制上拱。 2、 小车的设计 ： 小车主要有起升机构、运行机构和小车架组成。 起升机构采用闭式传动方案，电动机轴与二级圆柱齿轮减 速器的高速轴之间采用两个半齿联轴器和一中间浮动轴联系起来，减速器的低速轴鱼卷筒之间采用圆柱齿轮传动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 运行机构采用全部为闭式齿轮传动，小车的四个车轮固定在小车架的四周，车轮采用带有角形轴承箱的成组部件，电动机装在小车架的台面上，由于电动机轴和车轮轴不在同一个平面上，所以运行机构采用立式三级圆柱齿轮减速器，在减速器的输入轴与电动机轴之间以及减速器的两个输出轴端与车轮轴之间均采用带浮动轴的半齿联轴器的连接方式。 小车架的设计，采用粗略的计算方法，靠现有资料和经验来进行，采用钢板冲压成型的型钢来代替原来的焊接横梁 。 3、 端梁的设计 ： 端梁部分在起重机中有着重要的作用，它是承载平移运输的关键部件。端梁部分是由车轮组合端梁架组成，端梁部分主要有上盖板，腹板和下盖板组成；端梁是由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成。在端梁的内部设有加强筋，以保证端梁架受载后的稳定性。端梁的主要尺寸是依据主梁的跨度，大车的轮距和小车的轨距来确定的；大车的运行采用分别传动的方案。 在装配起重机的时候，先将端梁的一段与其中的一根主梁连接在一起，然后再将端梁的两段连接起来。 本章主要对箱形桥式起重机进行介绍，确定了其总体方案并进行了一些简 单的分析。吊钩桥式起重机具有加工零件少，工艺性好、通用性好及机构安装检修方便等一系列的优点，因而在生产中得到广泛采用。我国在5 吨到 10 吨的中、小起重量系列产品中主要采用这种形式，但这种结构形式也存在一些缺点：自重大、易下挠，在设计和制造时必须采取一些措施来防止或者减少。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第 2 章 大车运行结构的设计 计的基本原则和要求 大车运行机构的设计通常和桥架的设计一起考虑，两者的设计工作要交叉进行，一般的设计步骤： 1. 确定桥架结构的形式和大车运行机构的传方式 2. 布置桥架的结构尺寸 3. 安排大 车运行机构的具体位置和尺寸 4. 综合考虑二者的关系和完成部分的设计 对大车运行机构设计的基本要求是： 1. 机构要紧凑，重量要轻 2. 和桥架配合要合适，这样桥架设计容易，机构好布置 3. 尽量减轻主梁的扭转载荷，不影响桥架刚度 4. 维修检修方便，机构布置合理 构传动方案 大车机构传动方案，基本分为两类： 分别传动和集中传动，桥式起重机常用的跨度（ 围均可用分别传动的方案本设计采用分别传动的方案。 车运行机构具体布置的主要问题 1. 联轴器的选择 2. 轴承位置的安排 3. 轴长度的确定 这三着是互相联系的。 在具体布置大车运行机构的零部件时应该注意以几点： 1. 因为大车运行机构要安装在起重机桥架上，桥架的运行速度很高，而且受载之后向下挠曲，机构零部件在桥架上的安装可能不十分准确，所买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 以如果单从保持机构的运动性能和补偿安装的不准确性着眼，凡是靠近电动机、减速器和车轮的轴，最好都用浮动轴。 2. 为了减少主梁的扭转载荷，应该使机构零件尽量靠近主梁而远离走台栏杆；尽量靠近端梁，使端梁能直接支撑一部分零部件的重量。 3. 对于分别传动的大车运行机构应该参考 现有的资料，在浮动轴有足够的长度的条件下，使安装运行机构的平台减小，占用桥架的一个节间到两个节间的长度，总之考虑到桥架的设计和制造方便。 4. 制动器要安装在靠近电动机，使浮动轴可以在运行机构制动时发挥吸收冲击动能的作用。 车运行机构的计算 已知数据： 起重机的起重量 Q=100架跨度 L=车运行速度0m/作类型为中级，机构运行持续率为 25，起重机的估计重量 G=168车的重量为 0架采用箱形结构。 计算过程如下： 定机构的传动方案 本起重机采用分别传动的方案如图（ 2 1 电动机 2 制动器 3 高速浮动轴 4 联轴器 5 减速器 6 联轴器 7 低速浮动轴 8 联轴器 9 车轮 图 2车运行机构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 择车轮与轨道，并验算其强度 按照如图所示的重量分布，计算大车的最大轮压和最小轮压： 满载时的最大轮压： 2G x x 62 401 004 408 =载时最大轮压： P 2G x x 62404 40 =载时最小轮压： P e 2Gx 0 =中的 e 为主钩中心线离端梁的中心线的最小距离 e=荷率： Q/G=100/168= 1表 19择车轮：当运行速度为 0Q/G=轮直径 00 道为 许用轮压为150可用。 1） 疲劳强度计算时的等效载荷： 2 Q=00000=60000N 式中 2 等效系数，有 1表 4得 2=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 车论的计算轮压： r 77450 =72380N 式中： 车轮的等效轮压 x =62 40604 408 =77450N r 载荷变化系数，查 1表 19 =， r=冲击系数，查 1表 19一种载荷当运行速度为 V=s 时，据点接触情况计算疲劳接触应力： j=40003212 =40003230150272380 =13555Kg/j =135550N/中 3附录 22 查得 r=300于车轮材料 20 时， =160000此满足疲劳强度计算。 2） 最大轮压的计算： 95600 =105160N 式中 3表 2 载荷 点接触情况进行强度校核的接触应力： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 3 212m 3 23015021 051 60 =15353Kg/ 153530N/ 轮 采 用 查 1 表 19， 20 时， j=240000 N,故所选减速器功率合适 。 算启动不打滑条件 由于起重机室内使用 ,故坡度阻力及风阻力不考虑在内 n=2)2(6012/1中 =44f=室内工作 ) 防止打滑的安全系数 .2 n = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 =n两台电动机空载启动不会打滑 当只有一个驱动装置工作 ,而无载小车位于工作着的驱动装置这一边时 ,则 n=2)2(6012/1 中 + / s n= =n不打滑 . 当只有一个驱动装置工作 ,而无载小车远离工作着的驱动装 置这一边时 ,则 n=2)2(6012/1 中 / /* 与第 (2)种工况相同 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 n= = 故也不会打滑 结论 :根据上述不打滑验算结果可知 ,三种工况均不会打滑 . 择制动器 由 1中所述 ,取制动时间 s 按空载计算动力矩 ,令 Q=0,得 : 202121/ )(3751)( i = 433 6 =m 68000 36N 21)2( =68000 =1344N M=2两套驱动装置工作 m 现选用两台 5 的制动器，查 1表 18制动力矩 M=200 N m，为避免打滑，使用时将其制动力矩调制 m 以下。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 择联轴器 根据传动方案 ,每套机构的高速轴和低速轴都采用浮动轴 . / m 式中 连轴器的等效力矩 . MI=2 m 1 等效系数 取 1 =2 查 2表 2054000= m 由 2 表 33的 : 电动机 轴 端 为 圆 柱形 ,8=110 219得 减速器 ,高速轴端为 d=32mm,l=58在靠电机端从由表 2选联轴器 动轴端d=40630N m,(L=m,重量 G= ；在靠近减速器端，由 2选用两个联轴器 靠近减速器端浮动轴端直径为d=32630 N m, (=m, 重量 G= 高速轴上转动零件的飞轮矩之和为： (L+(=g m 与原估算的基本相符，故不需要再算。 0 = m 动轴的验算 1） 低速浮动轴的等效力矩： 1i =m 式中 1 等效系数，由 2表 2得 1=上节已取得浮动轴端直径 D=60其扭转应力为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 2 1 2 9 4 0 3 nN/于浮动轴载荷变化为循环（因为浮动轴在运行过程中正反转矩相同），所以许用扭转应力为： Ik =4910 N/中，材料用 45 号钢，取 b=60000 N/s=30000N/则b=60000=13200N/s=0.6s=30000=18000N/=虑零件的几何形状表面状况的应力集中系 数 安全系数，由 2表 2得 n故疲劳强度验算通过。 2） 计算强度扭矩： 2i =m 式中 2 动力系数，查 2表 2 2=转应力： =I =3800N/用扭转剪应力： 1 2 8 6 0 0 0 nN/强度验算通过。 高速轴所受扭矩虽 比低速轴小，但强度还是足够，故高速轴验算省去。 冲器的选择 W 动 = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 G 带载起重机的重量 G=168000+100000 178000N 碰撞时的瞬时速度， g 重力加速度取 10m/ W 动 = = m 2. 缓冲行程内由运行阻力和制动力消耗的功 W 阻 =（ P 摩 +P 制 ） S 式中 P 摩 运行阻力，其最小值为 78000 424N 最小摩擦阻力系数可取 制 制动器的制动力矩换算到车轮踏面上的力，亦可按最大制动减速度计算 P 制 = 17800 790N m / 缓冲行程取 S=140 此 W 阻 =（ 1424+9790） m 3. 缓冲器的缓冲容量 一个缓冲器要吸收的能量也就是缓冲器应该具有的缓冲容量为： n 动缓 W= m 式中 n 缓冲器的个数 取 n=1 由 1表 22择弹簧缓冲器弹簧 D=120 d=30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 第 3 章 端梁的设计 梁的尺寸的确定 梁的截面尺寸 上盖板 1=10中部下盖板 1=10 部下盖板 2=12照 1表 19径为 500车轮组尺寸，确定端梁盖板宽度和腹板的高度时，首先应该配置好支承车轮的截面，其次再确定端梁中间截面的尺寸。配置的结果，车轮轮缘距上盖板底面为 25轮两侧面距离支承处两下盖板内边为 10 此车轮与端梁不容易相碰撞；并且端梁中部下盖板与轨道便的距离为 55 图示（ 3 图 3梁的截面尺寸 梁总体的尺寸 大车轮距的确定： K=（8151） L=（8151） K=3300 端梁的高度 H 主 取 00 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 确定端梁的总长度 L=4100 梁的计算 设两根主梁对端梁的作 用力 Q(G+P)等，则端梁的最大支反力： aL (Q 2P)(Qm a x 式中 K 大车轮距， K=330小车轮距， 00cm 传动侧车轮轴线至主梁中心线的距离，取 0 )(=114237N 因此 3 0 )70220 0(11 423 7 =117699N 端梁在主梁支反力 Q (作用下产生的最大弯矩为： 17699 60=106N 导电侧车轮轴线至主梁中心线的距离， 0 1） . 端梁因车轮在侧向载荷下产生的最大水平弯矩： 中： S 车轮侧向载荷， S=P； 侧压系数，由图 2得， = P 车轮轮压，即端 梁的支反力 P=此： 117699 60=564954N 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 2） 动惯性载荷作用下而产生的最大水平弯矩： ( 2 中 小车的惯性载荷： 717000/7=5290N 因此： 60330 )702200(5290 =327018N 较 p 该取其中较大值进行强度计算。 端梁中间截面对水平重心线 截面模数： 3( 1 = 48)1403 =端梁中间截面对水平重心线 惯性矩： 2 =59520端梁中间截面对垂直重心线 截面模数： 3( 1 = 40( 端梁中间截面对水平重心线 半面积矩： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 2422 11 x=2 =端梁中间截面的最大弯曲应力： m a xm a xm a x = =2965+489=3454N/梁中间截面的剪应力： 2)(m Q =2120 N/梁支承截面对水平重心线 惯性矩、截面模数及面积矩的计算如下： 首先求水平重心线的位置 水平重心线距上盖板中线的距离： =平重心线距腹板中线的距离： 平重心线距下盖板中线的距离： 梁支承截面对水平重心线 惯性矩： =121 40 13+40 1 121 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 11 11 297梁支承截面对水平重心线 最小截面模数： 0=2123C=3297=406.1 梁支承截面水平重心线 部半面积矩： 0=2 11 ： 17699 14=1647786中 端梁支承截面的弯曲应力： WM 梁支承截面的剪应力： 0 ： 2222 2 5 73 =： d(6000=12800 13600 N/d文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 = (500 =7600 8070 N/算强度结果，所有计算应力均小于材料的许用应力，故端梁的强度满足要求。 要焊缝的计算 梁端部上翼缘焊缝 端梁支承截面上盖板对水平重心线 截面积矩： S1 =40 1 29.6 梁上盖板翼缘焊缝的剪应力： 69 012 = 上盖板翼缘焊缝数； 焊 肉的高度，取 .6 下盖板翼缘焊缝的剪应力验算 端梁支承截面下盖板对水平重心线 面积矩： S1 =2 12 梁下盖板翼缘焊缝的剪应力： 7 6 9 2 =1表 查得 =9500 N/此焊缝计算应力满足要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 第 4 章 端梁接头的设计 梁接头的确定及计算 端梁的安装接头设计在端梁的 中部，根据端梁轮距 K 大小，则端梁有一个安装接头。 端梁的街头的上盖板和腹板焊有角钢做的连接法兰，下盖板的接头用连接板和受剪切的螺栓连接。顶部的角钢是顶紧的，其连接螺栓基本不受力。同时在下盖板与连接板钻孔是应该同时钻孔。 如下图为接头的安装图 下盖板与连接板的连接采用 螺栓，而角钢与腹板和上盖板的连接采用 螺栓。 图 4a） 端梁的连接 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 图 4-1(b) 连接板和角钢连接 板和下盖板螺栓受力计算 个螺栓所受的拉力为： N 拉 =21221212020 4)()451 1 51 8 5(4)2 5 05 0 0( 0 55 0 0(22222227 =12500N 值为： N 剪 = = 5500(50022 =7200N 式中 下盖板一端总受剪面数； 2 N 剪 下盖板一个螺栓受剪面所受的剪力： n 一侧腹板受拉螺栓总数； n=12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 腹板 上连接螺栓的直径（静截面） 下腹板连接螺栓的直径； 6 梁高； H=500 连接处的垂直弯矩； M=106 其余的尺寸如图示 图 4梁连接处尺寸 盖板和腹板角钢的连接焊缝受力计算 1. 上盖板角钢连接焊缝受剪，其值为： Q=拉)(2212001 = 1 2 5 0 01618)65500(2 =172500N 焊缝同时受拉和受弯，其值分别为： N 腹 =拉 )( 1 = 1250065500 )18565500(6 =43100N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 M 腹 = 拉2122= 1 2 5 0 0655 0 0 )451 1 51 8 5(2222 =2843000算螺栓和焊缝的强度 栓的强度校核 N 剪 = 42 剪 =4 =N 拉 = 42 d =4 =中 =13500N/ =13500N/ 由 1表 25得 由于 N 拉 N 拉 ,N 剪 N 剪 则有所选的螺栓符合强