t桥式起重机起升机构和小车运行机构及其部件设计毕业设计

1、湖南科技大学 2011 届毕业设计（论文）开题报告题 目15t桥式起重机起升机构和小车运行机构及其部件设计作者姓名学号所学专业机械设计制造及其自动化1、 研究的意义，同类研究工作国内外现状、存在问题（列出主要参考文献）一、设计依据及研究意义：起重机是现代工业在实现出产过程机械化、自己主动化，改善物料搬运前提，提高劳动出产率必不可少的重要机械设备。它对于发展国民经济，改善人们的事物、文化生活的需要都起着重要的作用。随着经济建设的迅速发展，机械化、自己主动化程度也在不停提高，与此相适应的起重机技能也在高速发展，产物种类不停增加，使用规模越来越广。一些企业由于没有起重机械，不仅工作效率低，劳动强度大

2、，甚至难以工作。高层建筑的施工，上万吨级或几十万吨级的大型船只的建造，火箭和导弹的发射，大型电站的施工和安装，大重件的装卸与搬运等，都离不开起重机的作业。起重机不仅可以作为辅助的出产设备，完成原料、半成品、产物的装卸、搬运，进行机电设备、船体分段的吊运与安装，而且也是一些出产过程及工艺操作中的必需的装备。再如冶炼金属工业出产中的炉料筹办、加料、钢水浇铸成锭、脱模取锭等，必需依靠起重机进行出产作业。据统计，在国内的冶炼金属、煤炭部门的机械设备总数量或总自重中，起重运输机械约占45%。起重机是机械化作业的重要的事物基础，是一些工业企业中主要的固定资产。对于工矿企业、港口码头、车站库场、建筑施工工地

3、，和海洋开发、宇宙航行等部门，起重机已成为主要的出产力要素，在出产中进行着高效的工作，组成合理社团批量出产和机械化流水作业的基础，是现代化出产的重要标志之一。桥式起重机作为物料搬运机械中的最主要的一种，在各行各业中得到广泛的应用，龙门起重机起重范围可以从几吨到几十吨甚至几百吨，在机械制造、冶金、钢铁、码头集装箱装运等行业都必须有龙门起重机。而起升机构更是起重机的咽喉设备，因此对其进行研究，改进其结构使其更加合理，使用更加方便，成本更加低廉，具有重要的现实意义。二、国内外研究现状：在工程机械行业中的子行业-起重机行业近期评出的全球十强的企业名单中，中国占据了四席，其中全国最大的工程机械企业徐工集

4、团位列第三，中联重科、三一集团、抚挖重工分列第五、第七和第十位。尽管中国目前已经成为全球最大的起重机市场，最大的小吨位起重机产品出口国，但是超大吨位的竞争力仍然不足，发动机、液压件以及电控系统仍是发展阻碍。有关超大吨位的技术突破更多寄望于技术实力雄厚的国内大型企业，因为大吨位的产品是技术导向，中小型企业恐缺乏技术沉淀与资金支持。近年来，随着电子计算机的广泛应用，许多国外起重机制造商从应用计算机辅助设计系统（CAD），提高到应用计算机进行起重机的模块化设计，不仅是一种设计方法的改革，而且将影响整个起重机行业的技术、生产和管理水平，老产品的更新换代、新产品的研制速度都将大大加快。另外，由于钢铁工业

5、新技术的应用，钢材质量得以提高，如瑞典的SSAB薄钢板公司，其生产的DOMEX系列高强度及超高强度钢材，在设计起重机主梁强度时，可使用较高的许用应力，而不需要很高的安全系数，以便减少起重机材料用量，从而降低设备的重量和价格。参考文献：1 GB3811-83. 起重机设计规范M. 北京: 中国标准出版社，1984.2 陈道南，盛汉中.起重机课程设计M.北京:冶金工业出版社，1983.3 张质文. 起重机设计手册M. 北京: 中国铁道出版社，1998.4 起重机设计手册编写组. 起重机设计手册M. 北京: 机械工业出版社，1980.5 Purdum.T. Machine DesignM. Jour

6、nal of Science & Engineering,1998.6 扬长葵. 起重机械M. 北京:机械工业出版社，1982.7 祝慈寿.中国工业技术史M.重庆:重庆出版社，1995.8 胡宗武，顾迪民.起重机设计计算M.北京:北京科学技术出版社，1989.2、 研究目标、内容和拟解决的关键问题（根据任务要求进一步具体化）起升机构包括了吊具，卷筒，减速器，制动器，电机等多方面，在设计时，可能难以处理的问题有下面几个方面：1.减速器和电机，卷筒在起重机上的布局因为三者之间距离的改变会影响到联轴器选用和制动器选用。2.卷筒设计我认为卷筒设计是起升机构设计的关键环节，卷筒的壁厚取决于最大起升重量，

7、卷筒的长度由钢丝绳的直径和卷筒节距确定。只有卷筒的选择符合设计要求，才能根据所给的起升速度确定减速器输出端转速和电动机的选择，再由所选电机的输出转速和减速器输出转速确定减速器的传动比，选择合适型号的减速器。3.制动器的选择制动器必须能在重物上升时及时使电机输出停止，在重物水平移动时保持起升机构的停止，还要在卸货时及时停车，防止货物受损。所以制动器是起升机构里重要的安全保障装置，选择是要谨慎。4.钢丝绳，卷筒等强度载荷的校核。3、 特色与创新之处开展对起重机传动型式创新、结构构造创新和功能原理创新等方面理论及技术基础研究，为此着重研究新材料、新工艺、新的传动装置，从而通过对不同设计方案的优选、分

8、解和组合来产生新的设计方案，不断推出创新设计成果。4、 拟采取的研究方法、步骤、技术路线1.吊具选择采用单吊钩形式，吊钩根据起重量CP=40t，机构工作级别M5选用吊钩M32。根据吊钩号，选择下滑轮组，预估下滑轮组质量932KG。2.钢丝绳选择钢丝绳是有很细的强度很高的钢丝，按一定的螺距绕成股，再由股绕成绳。钢丝绳根据其芯材料不同，分为（1）钢丝。钢丝绳起到承受载荷的作用，其性能主要由钢丝决定。钢丝是碳素钢或合金钢通过冷拉或冷轧而成的圆形（或异形）丝材，具有很高的强度和韧性，并根据使用环境条件不同对钢丝进行表面处理。（2）纤维芯。它是用来增加钢丝绳弹性和韧性、润滑铜丝、减轻摩擦，提高使用寿命的

9、。常用绳芯有机纤维（如麻、棉）、合成纤维、石棉芯（高温条件）或软金属等材料。在作为中小型起重机起升机构使用时，纤维芯钢丝绳在抗拉强度和破断力方面可以满足使用需求，并且起重机在运送物料时需要卷绕，因此选用纤维芯钢丝绳，以增加使用寿命，减少更换次数。3.卷筒选择起升机构的卷筒是用来卷绕并储存起升绳的。在批量生产的通用中小型起重机中多用铸铁制造的卷筒，一般采用单层卷绕。单层卷绕卷筒表面切有弧形断面的螺旋槽，以增大钢丝绳与筒体的接触面积，并使钢丝绳在卷筒上缠绕的位置固定，以避免相邻钢丝绳互相摩擦影响寿命。根据任务设计要求采用单层卷绕式的钢丝绳铸造卷筒。4.电动机选择我国起重机采用专用的直流和交流电动机

10、。直流电动机的主要优点是调速范围大、过载能力强、平滑的调速特性和较大的起动、制动转矩。工作电压为220V和440V。但存在设备费用高、体积大和需要专用的供电电源等缺点,少数冶金起重机和要求在较大范围内平稳调速的传动机构采用直流电机。电动机机械部分的强度和刚度设计的足够大，所以电动机的选择主要是电动机热容量的选择。因为起升机构属于断续周期工作，起升机构电机可认为是S3工作制。在起重机械中,一般采用三相交流感应电动机和锥形转子电动机,其工作电压为220V/380V和500V。根据机构工作级别，一般选择JZR2、YZR、JZRH型3相交流电机。笼式感应电动机的优点是构造简单,操纵方便,有较高的转差率

11、,适用于直接启动,价格也便宜,缺点是启动电流大(达额定电流的46倍)和不能承受较多的起动次数。作为起升机构用电机，需要频繁起动，因此笼式电机不适合选用。绕线式感应电动机使用的最多。因为这种电动机的转子电路可以外接起动电阻实现起动调速,起动平稳、起动电流通常不超过额定电流的2215倍,且有较高的过载能力。所以这次选用这种电动机。5.减速器选择减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要。在机构设计中，应尽可能选择由减速器制造厂供货的标准减速器，起重机减速器分为ZQA型和QJ型两大类，其中QJ型又分为带底座型和三支点支承型（下图）两种。QJ系列减速器减速比

12、范围宽，机械传动效率高，运转平稳，噪音低，使用寿命长，承载能力高，易于拆检，易于安装。这里选用QJ系列标准减速器。6.制动器选择制动器是起升机构不可缺少的安全装置，而且要安装在高速轴与卷筒刚性联系的位置。一般起重机常用的减速器有盘式和瓦块式两种。因为盘式制动器是以平面的摩擦块双向压到制动盘上产生制动力，制动摩擦力合摩擦受损均匀，更换也方便，所以这里选用盘式制动器。7.联轴器选择联轴器是将两个独立的传动部件联系起来，如电动机输出轴和减速器输入轴的连接，减速器输出轴与卷筒轴的连接等。对这些联轴器的要求，除了能有足够的传递转矩能力外，还有两个重要的附加要求：一是安装方便，要求不挪动设备的情况下可以拆

13、卸；二是有一定的径向、轴向和角度向的补偿能力，因为机构的底座制造有误差，或发生了变形，使的这种补偿非常必要。在电动机输出轴与减速器高速轴之间，选用梅花形弹性联轴器，因为电机输出转速高，具有冲击和振动，这种类型的联轴器有缓冲减振的作用，另外还有转动惯量小，补偿能力好的优点。减速器低速轴有卷筒间有较大的转矩，如使用普通齿轮联轴器，尺寸会很大，因此，可以选用近年来设计的卷筒专用齿形联轴器。5、 拟使用的主要设计、分析软件及仪器设备SolidWorks2014 AutoCAD 6、参考文献1 机械设计手册编委会主编，机械设计手册起重运输机械零部件、操作件和小五金.北京：机械工业出版社，2007，32

14、严大考、郑兰霞主编，起重机械.郑州：郑州大学出版社，2003，93 余维张主编，起重机械检修手册.北京：中国电力出版社，1998，114 杨长睽，傅东明主编，起重机械（第2版）.北京：机械工业出版社，1992，55 机械设计手册编委会主编，机械设计手册联轴器、离合器与制动器.北京：机械工业出版社，2007，26 机械设计手册编委会主编，机械设计手册减速器和变速器.北京：机械工业出版社，2007，27 罗宗泽，罗圣国主编，机械设计课程设计手册（第3版）.北京：高等教育出版社，20068 张莹主编，机械设计基础.北京：机械工业出版社，1997，79 何焯主编，设备起重吊装工程便携手册（第2版）.北

15、京：机械工业出版社，2005，210 黄大巍，李风，毛文杰等主编，现代起重运输机械.北京：化学工业出版社，2006，311 北京科技大学，东北大学主编，工程力学（静力学）.北京：高等教育出版社，199712 北京科技大学，东北大学主编，工程力学（材料力学）.北京：高等教育出版社，199713 余雷声主编，电气控制与PLC应用.北京：机械工业出版社，1998，1014 熊幸明主编，工厂电气控制技术.北京：清华大学出版社，2005，1015 张质文等主编，起重机设计手册.北京：中国铁道出版社，199716 赵秉衡主编，工厂电气控制设备.北京：冶金工业出版社，2001，817 苑尚尊，程岷沙主编，电工与电子技术.东营：石油大学出版社，2004，618 田复兴等主编，起重机械事故案例分析与预防.北京：中国水利水电出版社，200519 李铮主编，起重运输机械.北京：冶金工业出版社，1989，1020 陈敢泽主编，现代起重机管理与实用技术.北京：科学出版社，200021 孙桂林主编，起重与机械安全工程学.北京：北京经济学院出版社，