10T桥式起重机设计【全套CAD图纸+毕业答辩论文】

买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 目录 第一章绪论 . 错误 !未定义书签。 题的意义 . 错误 !未定义书签。 课题的研究目的 . 2 式起重机的研究现状 . 2 第二章 设计方案 . 4 重机的介绍 . 4 重机设计的总体方案 . 4 梁的设计 . 4 车的设计 . 4 . 5 . 5 第三章 大车行车机构的设计 . 6 计的原则和要求 . 6 构传动方案 . 6 车行车机构布局 . 6 车行车机构的计算 . 7 定结构的传动方案 . 7 择车轮与轨道并校核其强度 . 7 行组里的计算 . 9 择电动机 . 10 算发动机的发热功率 . 11 速器的选择 . 11 算运行速度与实际功率 . 11 算启动时间 . 12 核减速器功率 . 13 算不打滑条件 . 13 择制动器 . 15 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 择联轴器 . 16 算浮动轴 . 17 冲器的选择 . 18 第四章 端梁的设计 . 20 梁尺寸的确定 . 21 梁的计算 . 21 . 24 第五章 端梁结头的设计 . 26 梁接头的确定和计算 . 26 要螺栓和焊缝的设计 . 29 第六章 桥架的结构设计 . 31 架的结构形式 . 31 架的结构设计与计算 . 31 第七章 焊接工艺设计 . 39 致谢 . 42 参考文献 . 43 附录 . 44 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 第一章 绪 论 选题意义 起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻 人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域部门中得到了广泛的使用，随着生产规模的日益扩大，特别是现代化、专业化的要求，各种专门用途的起重机相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。 起重机械是起升，搬运物料及产品的机械工具。起重机械对于提高工程机械各生产部门的机械化，缩短生产周期和降低生产成本，起着非常重要的作用 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 在高层建筑、冶金、华工及电站等 的建设施工中，需要吊装和搬运的工程量日益增多，其中不少组合件的吊装和搬运重量达几百吨。因此必须选用一些大型起重机进行吊装工作。通常采用的大型起重机有龙门起重机、门座式起重机、塔式起重机、履带起重机、轮式起重机以及在厂房内装置的桥式起重机等。 在道路，桥梁和水利电力等建设施工中，起重机的使用范围更是极为广泛。无论是装卸设备器材，吊装厂房构件，安装电站设备，吊运浇注混凝土、模板，开挖废渣及其他建筑材料等，均须使用起重机械。尤其是水电工程施工，不但工程规模浩大，而且地理条件特殊，施工季节性强、工程本身又很复杂，需 要吊装搬运的设备、建筑材料量大品种多，所需要的起重机数量和种类就更多。在电站厂房及水工建筑物上也安装各种类型的起重机，供检修机组、起闭杂们及起吊拦污栅之用。 在这些起重机中，桥式起重机是生产批量最大，材料消耗最多的一种。由于这种起重机行驶在高空，作业范围能扫过整个厂房的建筑面积，因而受到用户的欢迎，得到很大的发展。图 1 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 图 1双梁桥式起重机 本课题的研究目的 （ 1）熟悉桥式起重机的结构和工作原理 （ 2）掌握桥式起重机的设计方法 （ 3）将所学的理论知识应用到实际的生产设计中去，培养实际动手能力 （ 4）了解制造业的发展，为以后工作做准备 桥式起重机的研究现状 目前，在工程起重机械领域，欧洲、美国和日本处于领先地位。欧洲作为工程起重机的发源地，轮式起重机生产技术水平最高。该地区的工程起重机械业主要生产全地面起重机、履带式起重机和紧凑型轮胎起重机，也生产少量汽车起重机。其中，全路面起重机、履带起重机以中大吨位为主；紧凑型轮胎起重机则以小吨位为主；汽车起重机一般为通用底盘组装全地面上车，即以 改装为主。其产品技术先进、性能高、可靠性高，产品销往全球。 美国工程起重机行业的技术水平相对落后于欧洲。不过近年来，美国工程起重机械业通过收购和合并手段，得以蓬勃发展。目前该地区主要生产轮胎起重机、履带买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 式起重机、全路面起重机和汽车起重机。主要生产企业为马尼托瓦克公司，特点是技术较先进、性能较高、可靠性能高，其中汽车底盘技术和全路面技术领先于欧洲，产品主要销往美洲地区和亚太地区。 日本作为二战后崛起的经济强国，轮式起重机开发生产虽然起步较晚（起步于 20世纪 70 年代），但是发展速度很快，很受亚太市场 欢迎。此外，日本还通过收购手段更新生产技术。如日本多田野通过收购德国法恩底盘公司，发展全路面技术。日本工程起重机械业主要生产汽车起重机、履带起重机、越野轮胎起重机和全路面起重机。其中，越野轮胎起重机的产量最大，汽车起重机的产量次之，呈减少趋势，全路面起重机的产量最少，呈上升趋势。主要生产企业包括多田野、加藤、神钢、日立和小松等。产品特点是技术水平和性能较高，但可靠性落后于欧美。 随着我国经济建设步伐的加快，生产和生活各个领域的建设规模的逐年扩大，也促进了施工机械化程度的迅速提高。先进的施工机械已成为加快施工 速度，保证工程质量和降低成本的物质保证。起重机行业也因此得到了很大的发展。为促进社会主义建设事业的发展，提高劳动生产率，充分发挥其中运输机械的作用是具有重要意义的。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 第二章 设计方案 重机的介绍 箱形双梁桥式起重机是由一个有两根箱形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 : 1）起重量： 10t； 2）起升高度： 12m； 3）起升速度： 10m/ 4）小车运行速度： 40 m/5）大车运行速 度： 80 m/6）跨度： 7）工作级别 据上述参数确定的总体方案如下 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。 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。 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。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 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。 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。 架的设计 桥架的结构主要有箱形结构，空腹桁架式结构，偏轨空腹箱形结构及箱形单主梁结构等，参考起重机设计手册， 5为保证起重机稳定，我选择箱形双梁结构作为桥架结构。 箱形双梁桥架是由两根箱形主梁和端梁构成，主梁一侧安置水平走台，用来安装大车运行 机构和走人，主梁与端梁刚性地连接在一起，走台是悬臂支撑在主梁的外侧，走台外侧安置有栏杆。在实际计算中，走台个栏杆均认为是不承受力的构件。 为了操纵和维护的需要，在传动侧走台的下面装有司机室。司机室有敞开式和封闭式两种，一般工作环境的室内采用敞开式的司机室，在露天或高温等恶劣环境中使用封闭式的司机室。 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。箱形双梁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。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 第三章 大车运行机构的设计 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。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 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 大车运行机构图（ 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 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 401004 40=载时最大轮压： 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 P 2G 62404 40=载时最小轮压： P e 2G 0 8 =中的 e=荷率： Q/G=100/168= 1表 19运行速度为 0Q/G=工作类型为中级时，车轮直径 00道为 50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 2=论的计算轮压： r 77450 =72380N 式中： 车轮的等效轮压 x x =62 40604 40=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： 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 j=40003212 =4000323015027 2 3 8 0 =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 2I 类载荷 点接触情况进行强度校核的接触应力： 3 212m a x 3 2301502105 160 =15353Kg/ 153530N/轮采用 1表 1920 时， j=240000 N,故所选减速器功率合适。 算启动不打滑条件 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 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 = ) =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 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买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 /0m i n/ 2 )( i = 44336 =m 68000 36N 21)2( =6800 0 =1344N M=2两套驱动装置工作 8 0 0 06 4 57 0 m 现选用两台 5的制动器，查 1表 18=200 N m，为避免打滑，使用时将其制动力矩调制 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 端为圆柱形 ,8=110219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,重量买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 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 1=上节已取得浮动轴端直径 D=60其扭转应力为： 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/ 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 安全系买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 数，由 2表 2n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： 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 = 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/文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 则 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=120 d=30 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 第四章 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 1900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 端梁的截面尺寸图（ 3 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 确定端梁的总长度 L=4100 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 梁的计算 设两根主梁对端梁的作用力 Q(G+P)端梁的最大支反力： aL (Q 2P)( 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 30 )702200(1 1 4 2 3 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= P 车轮轮压，即端梁的支反力 P=此： 117699 60=564954N ） 动惯性载荷作用下而产生的最大水平弯矩： ( 2 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 式中 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 3( 1 = 48)1403 =端梁中间截面对水平重心线 2 =59520端梁中间截面对垂直重心线 3( 1 = 40( 端梁中间截面对水平重心线 2422 11 x=2 =端梁中间截面的最大弯曲应力： m a xm a xm a x = 4 9 5 =2965+489=3454N/梁中间截面的剪应力： 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 2)( Q=2120 N/梁支承截面对水平重心线 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 =121 40 13+40 1 121 11 11 297梁支承截面对水平重心线 0=2123C=3297=406.1 梁支承截面水平重心线 0=2 11 ： 17699 14=1647786文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 式中 端梁支承截面的弯曲应力： WM 梁支承截面的剪应力： 76 9 900 ： 2222 2 5 73 =： d(6000=12800 13600 N/d (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： 012 = 上盖板翼缘焊缝数； 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 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： 2 =1表 查得 =9500 N/此焊缝计算应力满足要求。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 第五章 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 角钢与腹板和上盖板的连接采用 （ a） 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 连接板和角钢连接图 4-1(b) 板和下盖板螺栓受力计算 个螺栓所受的拉力为： N 拉 =21221212020 4)()45115185(4)250500(5500(22222227 =12500N 其值为： 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 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 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 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 = 125001618)65500(2 =172500N 值分别为： N 腹 =拉 )( 1 = 1250065500 )18565500(6 =43100N M 腹 =拉2122买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 = 1250065500 )45115185(2222 =2843000算螺栓和焊缝的强度 栓的强度校核 N 剪 = 42 剪 =4 1 3 5 0 =N 拉 = 42 d =4 =中 =13500N/ =13500N/ 由 1表 25由于 N 拉 N 拉 ,N 剪 N 剪 则有所选的螺栓符合强度要求 缝的强度校核 产生的焊缝最大剪应力： M=3284300 =中 I )6437(