毕业设计论文5吨桥式起重机小车及其附属装置设计.docx

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1、摘要1ABSTRACT2第一章绪论11.1 国内外桥式起重机发展趋势11.1.1 国内桥式起重机发展趋势11.1.2 国外桥式起重机发展趋势31.2 桥式起重机的特点和分类51.2.1 桥式起重机的特点51.2.2 桥式起重机的分类51.3 桥式起重机的组成及工作原理81.3.1 工作机构81.3.2 金属机构91.3.3 动力装置91.3.4 控制系统101.4 桥式起重机设计目的和要求111.4.1 设计目的111.4.2 设计要求11第二章小车起升机构的设计132.1 确定传动方案132.2 钢丝绳的设计与计算132.3 滑轮组和卷筒的设计与计算142.4 计算起升静功率162.5 电动

2、机设计与计算162.6 减速器的设计与计算162.7 电机过热验算与发热验算172.8 制动器的设计与计算182.9 联轴器的设计与计算192.10 验算启动时间192.11 验算制动时间202.12 高速轴计算212.12.1 疲劳计算212.12.2 静强度计算22第三章小车运行机构设计233.1 确定机构的传动方案233.2 选择车轮与轨道并验算强度233.3 运行阻力的计算243.4 电机选择及校验253.5 选择减速器273.6 验算速度和实际所需功率273.7 验算启动时间283.8 校核减速器功率293.9 验算启动不打滑条件293.10 选择制动器303.11 选择联轴器313

3、.12 验算低速浮动轴强度32第四章小车导电架概述34第五章小车主要部件的建模365.1 吊钩滑轮组部件建模365.2 卷筒组部件建模375.3 车轮组部件建模385.4 起重机小车总体装配图39结论40参考文献41致谢42摘要此次设计是5T双梁桥式起重机小车起升机构的设计。首先通过大量的阅读桥式起重机有关专刊和文献，大致总结出国内外双梁桥式起重机的发展趋势以及双梁桥式起重机的特点与分类，并仔细分析了双梁桥式起重机的组成及其工作原理。根据课题设计参数及设计要求制定出双梁桥式起重机小车起升机构的总体设计方案和一些主要零部件的初步选择；其次在小车起升机构的计算中，确定了小车起升机构的传动方案，并进

4、行了钢丝绳和吊钩组的设计与计算以及滑轮组和卷筒的设计与计算，验算了起升静功率。通过对电动机及减速器的设计与计算，进行了电动机的过载验算和发热验算。又根据制动器及联轴器的设计与计算，验算了起动时间和制动时间，并进行了高速轴的疲劳计算和静强度计算；最后在小车及起升机构的机构设计里，分析了小车及起升机构的结构组成，重点完成了卷筒组的机构设计，并完成电气控制系统的设计。通过一系列的设计，满足了起重量5t和起升高度为16m的课题设计要求。关键词起重机，桥式，起升机构，小车，卷筒组ABSTRACTThisdesignis5-tondoub1ebeambridgecranecarhoistingmechan

5、ismdesign.Firstthroughextensivereadingbridgecranespecia1anddocuments,rough1yaboutsummarizedthedomesticandforeigndoub1ebeambridgecranedeve1opmenttrendandthecharacteristicsofdoub1ebeambridgecrane,andcarefu1ana1ysisandc1assificationofthedoub1ebeambridgecranecompositionandworkingprincip1e.Accordingtothe

6、studydesignparametersanddesignrequirementsformu1atedoub1ebeambridgecranecarofhoistingmechanismovera11designschemeandsomeofthemainpartsofthepre1iminaryse1ection；Secondintheca1cu1ationofhoistingmechanisminthecar,determinethetransmissionschemehoistingmechanism,andthewireropeandhookgroupdesignandca1cu1a

7、tionandpu11eysanddrumdesignandca1cu1ation,thecheckingthehoistingstaticpower.Basedonthee1ectricmotorandreducer,thedesignandca1cu1ationofthee1ectricmotorandfeercheckingcomputationsover1oad.Andaccordingtobrakeandcoup1ingca1cu1atingdesignandca1cu1ationofthestarttimeandbrakingtime,andahigh-speedshaftfati

8、gueca1cu1ationandstaticstrengthca1cu1ation；Fina11yinthecarandhoistingmechanism,ana1yzesthemechanismdesigninthecarandhoistingmechanismstructurecompositionkeycomp1eteddrumgroupofmechanismdesign,andcomp1etethee1ectriccontro1systemdesign.Throughaseriesofdesign,satisfythe5-ton1iftingweightand1iftingheigh

9、tdedicated16mtopicfordesignrequirements.KeywordsCrane,Bridgetype,Hoistingmechanism.CarsDrumgroup第一章绪论桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备，由于它的两端支承在支架上，形状似桥，并可沿导轨行走，又称“天车”。随着科学技术的迅速发展，国内外各种先进的电气控制和机械技术正逐步应用到起重机上，起重机的自动化程度越来越高，结构日趋简单，性能愈加可靠，起重越来越大，品种越来越全。对于起重量大、跨距大的起重设备多采用双梁桥式起重机，它有一个两根箱型主梁和两根横梁构成的双梁桥架，在桥架上

10、运行小车，可垂直起吊和水平搬运各类物件。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。伴随着工业的迅速发展和科学技术的不断进步，桥式起重机在结构设计及自动化程度上相继出现了一些新的变化和新的特点，在结构上国内起重设备已采用计算机优化设计，以提高起重机的机械性能,在起重质量方面逐步向大型化发展，大型桥式起重机正在钢铁、水利、发电等行业不断出现，家喻户晓的三峡发电厂安装的两台1200/125T的桥式起重机，07年9月起重量达2万吨的桥式起重机在山东烟台佛士船厂投入使用，它标志着我国起重行业已达到世

11、界先进水平。桥式起重机在现代工业生产和起重运输中充分应用到生产过程的机械化、自动化等，故桥式起重机在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用。所以起重机已是现代工业生产中不可或缺的一种设备。1.1 国内外桥式起重机发展趋势1.1.1 国内桥式起重机发展趋势现如今国内桥式起重机已经发生了重大的变化，且正向国际化并轨。1 .改进起重机械的结构，减轻自重国内起重机多已采用计算机优化设计，以此提高整机的技术性能和减轻自重，并在此前提下尽量采用5501通用桥式起重机中采用半偏轨的主梁结构，与正轨箱形梁相比，可减少或取消主梁中的小加筋板，取消短加筋板，减少结构重

12、量,节省加工工时。目前国家星火计划提出桥架采用四根分体式不等高结构,使它在与普通桥式起重机同样的起升高度时，厂房的牛腿标高可下降1.5m；两根主梁的端部置于端梁上，用高强度螺栓连接；车轮踏面高度因此下降，也就使厂房牛腿标高下降。在垂直轮压的作用下，柱子的计算高度降低，使厂房基建费用减少，厂房寿命增加。2 .充分引进利用国外先进技术起重机大小车运行机构采用了德国Demag公司的“三合一”驱动装置，吊挂于端梁内侧，使其不受主梁下挠和振动的影响，提高了运行机构性能与寿命，并使结构紧凑，外形美观，安装维修方便。随着国内机械加工能力的提高，大车端梁和小车架整体镇孔成为可能，因而45。剖分和车轮组或圆柱形

13、的轴承箱将有可能代替角形轴承箱，装在车轮轴上的车轮轴孔中心线与端梁中心线构成标准的90。，于是车轮的水平和垂直偏斜即可严格控制在规定范围内，避免发生啃轨现象。由于小车架为焊后一次像孔成形，使四个车轮孔的中心线在同一平面内，故成功地解决了三点落地的问题。起升机构采用中硬齿面或硬齿面的减速器，齿轮精度达到7级，齿面硬度达到320HB,因而提高了承载能力，延长了使用寿命。电气控制方面吸收消化了国外的先进技术，采用了新颖的节能调速系统。如晶闸管串级开环或闭环系统，调整比可达1:30o随着对调速要求的提高，变频调速系统也将使用于起重机上。同时，微机控制也将在起重机上得到应用，如三峡工程600t坝顶门式起

14、重机要求采用变频调速系统，微机自动纠偏，以及大扬程高精度微机监测系统。遥控起重机随着生产发展需要量也越来越大，宝钢在考察了国外钢厂起重机之后，提出了大力发展遥控起重机的建议，以提高安全性，减少劳动力。3 .向大型化发展由于国家对能源工业的重视和资助，建造了许多大中型水电站，发电机组越来越大。特别是长江三峡工程的建设对大型起重机的需要量迅速上升。三峡工程左岸电站主厂房安装了两台1200/125T桥式起重机，配备了2000t大型塔式起重机。目前在建设中的大、中型水电站还有很多，例如广西岩滩、龙滩、清江隔河岩、福建水口电站等等；还有很多核电站和大、中型火力发电厂需要建设，可以预计，大吨位高性能起重机

15、的需要量是非常大的。纵观国内外起重机的动态与发展，前景广阔。1.1.2 国外桥式起重机发展趋势目前国外桥式起重机的技术已达到成熟阶段，随着科学技术的发展正逐步走向完善。1 .简化设备结构，减轻自重，降低生产成本芬兰Kone公司为某火力发电厂生产的起重机就是一个典型的例子。其中起升机构减速器的外壳与小车架一端梁合二为一，卷筒一端与减速器相连，另一端支撑于小车架的另一端梁上。定滑轮组与卷筒组连成一体，省去了支撑定滑轮组的承梁，简化了小车架的整体结构。同时，小车运行机构采用三合一驱动装置，即减轻了小车架和小车的自重。副起升机构为电动葫芦置一台车上，由主起升小车牵引。小车自重的减轻使起重机主梁截面亦随之减小，因而整机自重大幅度减轻。国内生产的75/20T、31.5m跨度起重机自重94t,而Kone公司生产的8020T29.4m跨度起重机自重只有60t。Patain公司的起重机大小车运行机构采用“三合一”驱动装置，结构较紧凑，自重较轻，简化了总体布置。此外，由于运行机构与起重机走台没有联系，走台的振动也不会影响传动机构。2 .更新零部件，提高整机性能法国Patain公司采用窄偏轨箱形梁作主梁，其高、宽比为43.5左右，大筋板间距为梁高的2倍，不用小筋板。主梁与端梁的连接采用搭接方式，使垂直力直接作用于端梁上盖板，由此可降低端梁的高度，便于运输。