10噸位橋式起重機總體設(shè)計【全套CAD圖紙+畢業(yè)答辯論文】

買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 編號 無錫 太湖學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目： 十噸位橋式起重機總體設(shè)計 信機 系 機械 工程 及自動化 專業(yè) 學(xué) 號： 0923283 學(xué)生姓名： 夏宇峰 指導(dǎo)教師： 陳炎冬 （職稱： 講師 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 I 無錫太湖 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 十噸位橋式起重機總體設(shè)計 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 96 學(xué) 號： 0923283 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 無錫 太湖學(xué)院 信機 系 機械 工程 及 自 動 化 專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 、 題目 十噸位橋式起重機總體設(shè)計 、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 生產(chǎn)實踐所得。根據(jù)起重機主要技術(shù)參數(shù)包括起重量 Q=10t，起升高度 H=16m，跨度 L=升速度 V=行速度V=行速度 V=器重量 G=車軌距l(xiāng)=2m，工作級別為 行選擇。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求： 熟悉 橋式起重機的工作特點和基本參數(shù) ； 熟練掌握 橋式起重機的主要零部件和工作原理 ； 熟練掌握 橋式起重機的大小車及起升機構(gòu)的布置型式 ； 掌握 主梁的受力分析及各種載荷的驗算； 能夠熟練 了解變頻調(diào)速 的基本原理橋式起重機的變頻調(diào)速； 熟練使用 橋式起重機進行控制系統(tǒng)的設(shè)計。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機械 96 班 姓名 夏宇峰 、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長研究所所長 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 要 經(jīng)過十幾年的發(fā)展，我國工業(yè)化進程不斷推進，起重行業(yè)的需求進一步增大。橋式起重機是橋架型起重機中最主要的型式 ,它具有場地利用率高、作業(yè)范圍大、適應(yīng)面廣、通用性強等特點。橋式起重機一般由橋架，起升機構(gòu)和小車運行機構(gòu)，大車運行機構(gòu)，操縱室，小車導(dǎo)電裝置，起重機總電源導(dǎo)電裝置等組成。本設(shè)計采用 10 噸位電動雙梁橋式起重機進行研 究。 全文分五部分內(nèi)容來完成本次設(shè)計課題內(nèi)容： 第一部分為緒論部分，簡要介紹了起重機械的作用、國內(nèi)外起重機械的發(fā)展?fàn)顩r及存在的問題、我國起重機械的發(fā)展方向。 第二部分為總體結(jié)構(gòu)布置的確定，該部分主要分析了起重機的工作特點，主要參數(shù)及組成部分包括起升機構(gòu)、大小車機構(gòu)的布置方案，輪壓的計算。 第三部分為橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，該部分包括橋式起重機主要尺寸如大車輪距、主梁高度、端梁高度、加勁板的布置尺寸等和計算載荷，箱型結(jié)構(gòu)主梁，主要焊縫的驗算。 第四部分為電氣部分的設(shè)計，該部分介紹了變頻調(diào)速的基本原理及發(fā)展現(xiàn)狀，橋式起重機的變頻調(diào)速，起升機構(gòu)的變頻調(diào)速，大小車的變頻調(diào)速及整體 第五部分為結(jié)論及展望部分，對本設(shè)計進行分析總結(jié)，論證橋式起重機基本尺寸和電氣部分的可靠性，同時也指出其不足待改進之處。 關(guān)鍵詞：橋式起重機；起升機構(gòu)；橋架結(jié)構(gòu)； V of is of it of so In is of of of is to is of of of at be is of of of of of of be is of of as of of of so We of is of of be is a of In to to to be to of ,V 目 錄 摘 要 . . V 目 錄 . V 1 緒論 . 1 言 . 1 外發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀和目標(biāo) . 1 2 起重機總體結(jié)構(gòu)的布置方案 . 2 重機工作時的特點 . 2 重機主要參數(shù)的確定 . 2 重機的主要組成部分 . 2 升機構(gòu)的布置方案 . 2 車運行機構(gòu)的布置方案 . 3 車運行機構(gòu)的布置方案 . 3 重機的輪壓的計算 . 4 架支撐反力的計算 . 4 車支承反力的計算 . 5 3 橋式起重機橋架結(jié)構(gòu)的計算 . 6 要尺寸的確定 . 6 確定尺寸 . 6 車輪距的計算 . 6 梁高度的計算 . 6 梁高度的計算 . 6 架端部梯形高度的計算 . 6 梁腹板高度的選用 . 6 梁截面尺寸的確定 . 6 勁板的布置尺寸 . 7 算載荷 . 9 定載荷的計算 . 9 動載荷的計算 . 10 平慣性載荷的計算 . 10 輪側(cè)向載荷的計算 . 11 荷組合 . 12 形結(jié)構(gòu)主梁的計算 . 12 梁垂直方向最大彎矩和剪力的計算情況 . 12 梁水平方向最大彎矩的計算 . 13 梁的強度驗算 . 14 主梁的垂直剛度驗算 . 16 梁的水平剛度驗算 . 16 要焊縫的計算 . 17 梁與端梁的連接焊縫 . 17 梁上蓋板焊縫 . 17 算總結(jié) . 18 4 電氣部分的設(shè)計 . 19 4. 1 變頻調(diào)速的基本原理及發(fā)展現(xiàn)狀 . 19 頻器工作原理 . 19 頻調(diào)速的方式 . 19 頻器的類型 . 20 頻調(diào)速時電動機的 過渡狀態(tài) . 20 頻器的功能 . 21 式起重機的變頻調(diào)速 . 21 式起重機的負(fù)載特點 . 21 式起重機的調(diào)速方法和節(jié)能比較 . 22 動機容量選擇 . 23 頻器容量選擇 . 24 升機構(gòu)的變頻調(diào)速 . 24 升機構(gòu)的轉(zhuǎn)矩分析 . 24 升過程中電動機的工作狀態(tài) . 24 升機構(gòu)對拖動系統(tǒng)的要求 . 26 升機構(gòu)變頻器的調(diào)速方案 . 26 車的變頻調(diào)速 . 28 車拖動系統(tǒng) . 28 車變頻調(diào)速控制要點 . 28 車的變頻調(diào)速 . 29 制系統(tǒng)的設(shè)計 . 29 制系統(tǒng)的設(shè)計原則 . 29 制系統(tǒng)的設(shè)計步驟 . 29 控系統(tǒng)的類型 . 30 制系統(tǒng)設(shè)計 . 30 5 結(jié)論與展望 . 41 論 . 41 足及展望 . 41 致謝 . 42 參考文獻 . 43 噸位橋式起重機總體設(shè)計 1 1 緒論 言 起重機最基 本要求是對物體進行垂直升降，同時帶動物體在較短的一段距離進行移動，以此來適應(yīng)物體在不同狀態(tài)下的需求。隨著時代的發(fā)展，起重機在現(xiàn)代生活中扮演著越來越重要的角色，它為人們節(jié)省了大量的人力、物力并在機械自動化方面得到進一步的發(fā)展。 因為看起來像金屬的橋架，橋式起重機因此得名。橋式起重機主要被放置在倉庫 、工廠等場所并只能在指定的區(qū)域內(nèi)進行工作。 外發(fā)展現(xiàn)狀 在國外，起重機發(fā)展速度較快，水平較高。國外在集成電路 、微處理器、微型計算器及電子監(jiān)控技術(shù)等方面具有較大的運用，并在節(jié)能、環(huán)保方面等方面加大了投入。 內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀和目標(biāo) 隨著時代的發(fā)展，我國起重機械的種類不斷增加，但在集成電路和微型計算機方面仍需不斷加強。對比國外發(fā)展情況，我國應(yīng)大力發(fā)展機電一體化產(chǎn)品，加強起重機可靠性和技術(shù)水平，應(yīng)用新技術(shù)來改善惡劣工作條件，進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。 相關(guān)業(yè)內(nèi)人士指出，未來全球起重機行業(yè)將向重點產(chǎn)品大型化、高速化和專業(yè)化方向，系列產(chǎn)品模塊化、組合化、標(biāo)準(zhǔn)化和實用化方向及通用產(chǎn)品小型化、輕型化、簡易化和多樣化方向發(fā)展。因此本土起重行業(yè)應(yīng)加大開發(fā)，注重人才的培養(yǎng)和引進，切實增強行業(yè)的核心競爭力，積極參與國際市場競爭。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 2 橋式 起重機總體結(jié)構(gòu) 上 布置方案 的確定 重機工作時的特點 起重機械是間歇動作并具有一定的重復(fù)特點，在搬運物體時，首先起升重物，然后進行水平方向的移動，隨著降落被吊物會回到原始位置。像起升機構(gòu)包括空載和負(fù)載兩種升降情況，而對于大車這類運行機構(gòu)則具有空載和負(fù)載下的往復(fù)運動。對于起重機械的一個工作循環(huán)，即搬運一次物品的過程中，相關(guān)的工作機構(gòu)需要進行一次正向和反向的運動。對于起重機械和連續(xù)運輸機械的區(qū)別就在于前者是以周期性的短暫工作循環(huán)往復(fù)運送物品，而后者是以長期連續(xù)單向的工作運 送物品。就是這種差異導(dǎo)致起重機械與連續(xù)運輸在結(jié)構(gòu)和用途上有著區(qū)別。 重機主要參數(shù)的確定 對于起重機，它的主要參數(shù)有額定起重量 Q 、上升高度 H 、起升速度梁跨度 L 、大車額定工作速度車額定工作速度重機總質(zhì)量 G 、軌距小車輪距 B 、最大和最小輪壓 F 和額定工作級別6M。 其具體數(shù)值如下： 10; 16; ; 3 .3 m / m i n ; 1 6 .8 m / m i n ; 3.8 m / m i n; G ; 2 5 4x c m a . 5 1 0 N; 4x c m 1 0 N ; d cm 1 7 k N ; d c m 2 k N ;額定工作級別為 6M 。 重機的主要組成部分 一個正常起重機由運行機構(gòu)和起升機構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)和電力設(shè)施組成。其中運行機構(gòu)和起升機構(gòu)是使物體作升降及水平方向上的移動，以此來完成一個周期運動。 橋架金屬結(jié)構(gòu)是根據(jù)起重機的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的，像運行機構(gòu)和起升機構(gòu)、被掉重物、橋架本身等這些重力將作用在金屬結(jié)構(gòu)上并要滿足一定條件下載荷的要求。 電力設(shè)施為起重機提供動力來源，并相應(yīng)提供一些輔助功能。 升機構(gòu)的布置方案 本起升機構(gòu)由吊鉤，鋼絲繩，制動器， 減速器，電動機等部分組成，其中有些零件采用標(biāo)準(zhǔn)件。 起升機構(gòu)的連接方式為：電動機依靠聯(lián)軸器同減速器進行連接，再經(jīng)過減速器與卷筒相連，而卷筒上的鋼絲繩因為連著吊鉤而使物體可以進行升降。 起升機構(gòu)需先確定技術(shù)參數(shù)方可考慮布置方案。主要的標(biāo)準(zhǔn)件根據(jù)計算進行選用，而非標(biāo)準(zhǔn)件要對零件受彎矩、剪力和組合載荷等情況進行考慮。 布置方案如圖 示： 十噸位橋式起重機總體設(shè)計 3 圖 升機構(gòu)的傳動簡圖 車運行機構(gòu)的布置方案 小車運行機構(gòu)依靠電動機與聯(lián)軸器相連，并通過減速器，低速聯(lián)軸器與小車主動輪進行連接。 起重小車運行機構(gòu)的 功能是讓小車在水平方向進行移動，使被吊重物能改變工作位置從而滿足不同要求，而被吊重物又可通過小車傳遞載荷。 小車運行機構(gòu)分為支撐裝置和驅(qū)動裝置。支撐裝置主要通過車輪組傳遞載荷。運行時可通過平衡梁來減小輪壓，而緩沖器安裝在小車上可保證運行的安全。因為開式齒輪摩擦嚴(yán)重，因此驅(qū)動裝置采用閉式齒輪傳動，驅(qū)動方式為集中驅(qū)動，小車傳動方案如圖 圖 車運行機構(gòu)傳動簡圖 1、電動機 2、制動器 3、減速器 4、車輪 5 聯(lián)軸器 6 浮動軸 7 聯(lián)軸器 本方案傳動軸所受的扭矩較小，每邊軸的扭矩是減速器輸出軸 扭矩的一半。減速器輸出軸與車輪軸之間的聯(lián)接采用了半齒聯(lián)軸器 5 和浮動軸 6，因而便于安裝，且允許有較大的安裝誤差。由于齒輪的維護保養(yǎng)條件好，齒輪傳動構(gòu)成獨立的減速器部件，因而機構(gòu)的拆裝分組性好。但這種方案中，車輪軸承和聯(lián)軸器不可避免增多會使運行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，造成制造難度加大。 車運行機構(gòu)的布置方案 在連接方式上，大車運行機構(gòu)和小車運行機構(gòu)基本相同，都是通過電動機與聯(lián)軸器，減速器的連接將動力矩傳遞到到主動車輪組上，其與小車運行機構(gòu)的主要區(qū)別在于兩者間軌距的差別。 因為大車運行機構(gòu)比起小車運行機構(gòu) 對負(fù)載的要求更大，所以大車運行機構(gòu)采用分別驅(qū)動，這樣即方便了安裝又不會因一側(cè)電動機損壞而在運行時造成停止。傳動方案如圖 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 圖 車運行機構(gòu)的傳動簡圖 1、電動機 2、制動器 3、聯(lián)軸器 4、浮動軸 5、聯(lián)軸器 6、減速器 7、軸承座 8 車輪 重機的輪壓的計算 架支撐反力的計算 考慮到橋架部分為柔性支撐架結(jié)構(gòu)。暫定橋架重心與橋架支承平面交與 時設(shè)小車的重心位于 x x 軸線上（如圖 那么橋架各支承點在靜止?fàn)顟B(tài)下的支承反力如下： 圖 架支承反 力計算圖 11 2+2+ 1 14 4 4 2 橋 小 運 ( 11 2 t +2t+ 1 + 14 4 4 2 橋 小 運 ( 11 2 t +2t+ 1 + 14 4 4 2 橋 小 從 ( 11 2 t +2t+ 1 14 4 4 2 橋 小 從 (式中： =145106: 橋架自身重量（ N） 39330 : 小車自重（ N） Q P 10000: 起升載荷（ N） 25204 : 起重機運行部分自身重量（ N） 8920 : 從動車輪組自重（ N） 1 : 小車與橋架重心間的距離（ m） 十噸位橋式起重機總體設(shè)計 5 : 物品與小車重心間的距離（ m） L : 起重機跨度（ m） 當(dāng)小車位于右端極限位置時，小車位于左端極限位置時， 當(dāng)小車處于右極限位置時1t 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 2 1 0 . 5 5 1 0 0 0 0 2 5 2 0 41 1 4 9 6 9 04 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 2 1 0 . 5 5 1 0 0 0 0 2 5 2 0 41 1 7 2 7 3 24 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2B 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 2 1 0 . 5 5 1 0 0 0 0 8 9 2 01 1 6 4 5 9 04 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2C 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 2 1 0 . 5 5 1 0 0 0 0 8 9 2 01 1 4 1 5 4 84 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2D 當(dāng)小車處于左極限位置時1t ； 2 1 0 . 5 5 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 1 0 0 0 0 2 5 2 0 41 + 1 7 2 7 3 24 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2 2 1 0 . 5 5 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 1 0 0 0 0 2 5 2 0 41 1 4 9 6 9 04 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2B 2 1 0 . 5 5 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 1 0 0 0 0 8 9 2 01 1 4 1 5 4 84 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2C 2 1 0 . 5 5 2 1 0 . 5 5 0 . 21 4 5 1 0 6 3 9 3 3 0 1 0 0 0 0 8 9 2 01 1 6 4 5 9 04 4 2 2 . 5 4 2 2 . 5 2D 車支承反力的計算 由于小車車架剛度很大，所以為剛性支承架，小車各支承點的支承反力如下計算： 2+14 4 小( 2+14 4 小(式中 b 為小車輪距（ m），其它符號同前。 故： 3 9 3 0 0 1 0 0 0 0 2 0 . 21 1 1 6 1 14 4 1 . 4 N 3 9 3 0 0 1 0 0 0 0 2 0 . 21 1 1 0 3 94 4 1 . 4 N 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 3 橋式起重機橋架結(jié)構(gòu)的計算 要尺寸的確定 確定尺寸 根據(jù)前面所知數(shù)據(jù)：額定起重量 Q 10t ；主梁跨度 L ；大車正常工作速度 1 6 .8 m / m i n;小車的軌距m；小車基距額定速度 v 1 3.3 m / m ;起重機工作額定級別為 6 級； 大車運行機構(gòu)以分別驅(qū)動進行工作： 3 .3 m / m i n; 1 6 .8 m / m i n; 3.8 m / m i n;G ;m。 車輪距的計算 根據(jù)公式（ 算大車輪距 1184 (得： 11 2 2 . 5 2 . 8 5 . 6 取 5 梁高度的計算 根據(jù)公式（ 算主梁高度 18得： 2 2 . 5 1 . 2 5 （理論值） 梁高度的計算 端梁高度由公式（ 行計算 0 0 . 4 0 . 6得： 0 0 . 4 0 . 6 1 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 取 0 架端部上梯形高度大小 由公式（ 知端部梯形高度為 11 2 . 2 5 4 . 5 5（ 得 : 11 2 2 . 5 2 . 2 5 4 . 5 5C 取 梁腹板高度的選用 由上可知主梁計算高度為 梁截面尺寸的確定 主梁中間截面各構(gòu)件板厚根據(jù)表 3薦確定如下： 十噸位橋式起重機總體設(shè)計 7 起重機Q( t） 0（ 15（ 16） 20 30（ 32） 506 4 160 10,121腹 板 厚1腹 板 厚 選取腹板厚1=6上下蓋板厚2=8梁兩腹板間距根據(jù)公 式（ 選擇： b50L(得 : b 357 b 450 因此取 b=500 蓋板的寬度由公式（ b + 2 + 4 0B （ 得 : 5 0 0 2 6 4 0 5 5 2 m 取 550 實際的主梁高度由公式（ 2 （ 得 : 1 2 5 0 2 8 1 2 6 6H m m 因為主梁支承截面的高度取 00么實際支承截面的高度為： 0 7 0 0 + 2 8 = 7 1 6 m 此時主梁對于支承和中間截面尺寸圖如下： 勁板的布置尺寸 由于考慮到主梁截面里受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性，所以一些加勁板的增加必不可少， 表 3型主梁腹板和蓋板厚度的薦用值 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8