副起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械CAD圖紙

1、目 錄目 錄11 前言22副起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算52.1起升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的布置方式的選擇52.2副起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算8卷筒直徑的選擇和計(jì)算8聯(lián)軸器選擇和計(jì)算103小車機(jī)構(gòu)端梁設(shè)計(jì)123.1小車車輪選擇12小車車輪的計(jì)算12小車的輪距b確定133.2起升載荷133.3起重機(jī)的動(dòng)力系數(shù)的計(jì)算143.4計(jì)算車輪輪壓以及小車車輪的校核15等效起升載荷的計(jì)算15車輪的輪壓計(jì)算154.小結(jié)17參考文獻(xiàn)18致謝191 前言1.1 橋式起重機(jī)簡(jiǎn)介橋式起重機(jī)是橋架在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱天車。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，

2、就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。它是使用范圍最廣、數(shù)量最多的一種起重機(jī)械。起重機(jī)械與運(yùn)輸機(jī)械發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)成為合理組織成批大量生產(chǎn)和機(jī)械化流水作業(yè)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要標(biāo)志之一。在我國(guó)四個(gè)現(xiàn)代化的發(fā)展和各個(gè)工業(yè)部門機(jī)械化水平、勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高中，起重機(jī)必將發(fā)揮更大的作用。1.2 橋式起重機(jī)分類起重機(jī)械的型式各色各樣。根據(jù)起重機(jī)械所配備的工作機(jī)構(gòu)數(shù)目的多少或服務(wù)范圍的不同，起重機(jī)械可分為以下兩大類別： 單動(dòng)作的起重機(jī)械復(fù)動(dòng)作的起重機(jī)械以上兩種起重機(jī)械主要區(qū)別在于該機(jī)械配備的工作機(jī)構(gòu)的多少，單動(dòng)作的起重機(jī)械只配備有一個(gè)工作機(jī)構(gòu)（如千斤頂、電梯等），而復(fù)動(dòng)作的起重機(jī)械

3、配備了兩個(gè)以上的工作機(jī)構(gòu)（如在港口裝卸集裝箱的可旋轉(zhuǎn)臂架的起重機(jī)等）復(fù)動(dòng)作的起重機(jī)又可分成兩大類：橋架類型起重機(jī)和臂架類型起重機(jī)。11.11.21.2.1 橋架類型起重機(jī)該類起重機(jī)都是以橋形主梁的金屬結(jié)構(gòu)作為主要承載構(gòu)件。通過(guò)起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等三個(gè)工作機(jī)構(gòu)的組合運(yùn)動(dòng)，使起重機(jī)在固定跨度的盒形空間內(nèi)完成物料搬運(yùn)作業(yè)任務(wù)。這類起重機(jī)應(yīng)用于車間、倉(cāng)庫(kù)、露天堆場(chǎng)等處。橋架類型起重機(jī)主要機(jī)種可以分為橋式起重機(jī)和門式起重機(jī)。A. 橋式起重機(jī)橋式起重機(jī)的橋形主梁通過(guò)兩個(gè)端梁直接支承在固定于建筑物的軌道上，常見(jiàn)的有單梁電動(dòng)葫蘆起重機(jī)和雙梁橋式起重機(jī)，其中以雙梁橋式起重機(jī)使用量最大。廣泛地用

4、于車間、倉(cāng)庫(kù)或露天堆料場(chǎng)地。B. 門式起重機(jī)門式起重機(jī)，又被稱帶腿的橋式起重機(jī)。其主梁通過(guò)支撐在地面軌道上的兩個(gè)剛性支腿或剛性柔性支腿，形成一個(gè)可橫跨鐵路軌道或貨場(chǎng)的門架，外伸到支腿外側(cè)的主梁懸臂部分可擴(kuò)大作業(yè)面積，門式起重機(jī)有時(shí)制造成單支腿的半門式起重機(jī)。裝卸橋是專門用于裝卸作業(yè)的門式起重機(jī)，其特點(diǎn)是小車運(yùn)行速度大、跨度大（一般為6090m以上），生產(chǎn)率高（可達(dá)5001000t/h或更高）。集裝箱門式起重機(jī)是80年代發(fā)展起來(lái)的機(jī)種，是專門用來(lái)進(jìn)行集裝箱的堆垛和裝卸作業(yè)的門式起重機(jī)，如卸船上集裝箱的門式起重機(jī)（見(jiàn)圖1-1）。圖1-11.2.2 臂架類型起重機(jī)其結(jié)構(gòu)都有一個(gè)懸伸、可旋轉(zhuǎn)的臂架作為

5、主要受力構(gòu)件，除了起升機(jī)構(gòu)外，通常還有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變輻機(jī)構(gòu)，通過(guò)起升機(jī)構(gòu)、變輻機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)等四大機(jī)構(gòu)的組合運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)在圓形或長(zhǎng)圓形空間的裝卸作業(yè)。臂架式起重機(jī)可裝設(shè)在車輛或其他運(yùn)輸工具上，構(gòu)成了常見(jiàn)的各種運(yùn)行臂架式起重機(jī)，例如，門座起重機(jī)、塔式起重機(jī)、鐵路起重機(jī)、流動(dòng)式起重機(jī)。A. 流動(dòng)式起重機(jī)它包括汽車起重機(jī)輪胎起重機(jī)、履帶起重機(jī)、采用充氣輪胎或履帶作運(yùn)行裝置，可以在無(wú)軌路面長(zhǎng)距離移動(dòng)。最常見(jiàn)的汽車起重機(jī)安裝在汽車底盤上，其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性好，可與汽車一起編隊(duì)運(yùn)行。B. 塔式起重機(jī)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是懸架長(zhǎng)（服務(wù)范圍大）、塔身高（增加升降高度）、設(shè)計(jì)精巧，可以快速安裝、拆卸。軌道臨時(shí)鋪設(shè)在

6、工地上，以適應(yīng)經(jīng)常搬遷的需要。C. 門座式起重機(jī)它是回轉(zhuǎn)臂架安裝在門形座架上的起重機(jī)，沿地面軌道運(yùn)行的門座架下可通過(guò)鐵路車輛或其他車輛多用于港口裝卸作業(yè)，或造船廠進(jìn)行船體與設(shè)備裝配（見(jiàn)圖1-2）。圖1-22 副起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算122.1 起升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的布置方式的選擇起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的典型布置方式有展開(kāi)式布置和同軸線布置兩種方式。根據(jù)我們本次設(shè)計(jì)的55t的副起升機(jī)構(gòu)，由于同軸線布置是將電動(dòng)機(jī)、減速器以及卷筒成直線排列，這樣使得電動(dòng)機(jī)和卷筒分別布置在同軸線減速器的兩邊，或者把減速器不知在卷筒內(nèi)部，見(jiàn)圖2-1所示，所以該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，安裝精度高，并且起升重量較小，所以該布置方式

7、與課題不符。圖2-1同軸線布置的起升機(jī)構(gòu)總裝圖展開(kāi)式布置是大多數(shù)吊鉤起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置采取的，電動(dòng)機(jī)通過(guò)封閉式標(biāo)準(zhǔn)兩級(jí)減速器帶動(dòng)卷筒的旋轉(zhuǎn)。對(duì)于大于起升重量10噸的橋式起重機(jī)一般采用主、副兩個(gè)起升機(jī)構(gòu)。這次課題所要設(shè)計(jì)的是250/50t的副起升機(jī)構(gòu)，所以我們采用展開(kāi)式布置驅(qū)動(dòng)裝置的布置方式。而展開(kāi)式布置中，大多數(shù)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置都采取電動(dòng)機(jī)軸與卷筒軸平行布置。起升機(jī)構(gòu)的基本驅(qū)動(dòng)型式見(jiàn)圖2-2，如圖所示，起升機(jī)構(gòu)的基本驅(qū)動(dòng)形式主要有減速器、制動(dòng)器、帶制動(dòng)輪的聯(lián)軸器、浮動(dòng)軸，卷筒、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)、以及卷筒支座等裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，起升重量小，制動(dòng)效果相對(duì)較低，所以該機(jī)構(gòu)不能吊運(yùn)危險(xiǎn)

8、品和液態(tài)物品。當(dāng)起升機(jī)構(gòu)被用于吊運(yùn)液態(tài)金屬或者其他危險(xiǎn)物品時(shí)應(yīng)當(dāng)采用雙制動(dòng)器按圖2-2所示意的點(diǎn)劃線選擇布置。根據(jù)課題所以設(shè)計(jì)的是55t的起升機(jī)構(gòu)，所以需要主副兩個(gè)起升機(jī)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，布置方式如圖2-3。也有用電動(dòng)葫蘆作為副起升機(jī)構(gòu)，這樣可使布置更加緊湊。圖2-21減速器 2制動(dòng)器 3帶制動(dòng)輪的聯(lián)軸器 4浮動(dòng)軸5聯(lián)軸器 6電動(dòng)機(jī) 7卷筒 8卷筒支座圖2-3主、副鉤起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置1主起升機(jī)構(gòu) 2副起升機(jī)構(gòu)當(dāng)起升重量較大時(shí)，起升機(jī)構(gòu)由于起升的速度相對(duì)較慢，此時(shí)減速器的傳動(dòng)比增大，就采用在減速器輸出端加一級(jí)開(kāi)式齒輪的方式。有時(shí)在特殊場(chǎng)合我們也可以采用分別驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)布置方式（如圖2-4）。

9、圖2-4分別驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)1電動(dòng)機(jī) 2制動(dòng)器 3減速器 4車輪裝置上述的起升方案中，各部件都是分別支承、固定在小車架上。要求小車有足夠的精度和剛度，導(dǎo)致小車架的自重增大，同時(shí)也增大了加工制造以及安裝調(diào)整的難度。為了減輕和簡(jiǎn)化這樣的小車架，我們可以采用帶有制動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)，并將其直接套裝在減速器上，使整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形成一個(gè)獨(dú)立的整體。通過(guò)減速器的兩個(gè)支承點(diǎn)和卷筒支承座的一個(gè)支承點(diǎn)形成穩(wěn)定支承，可降低對(duì)小車架安裝精度的要求。此外我們還可以把定滑輪直接裝在卷筒上，這樣便可以使卷簡(jiǎn)直接作為小車架的主體，并在兩端安裝行走端梁構(gòu)成整個(gè)起重小車，這樣結(jié)構(gòu)便大為的簡(jiǎn)化，如圖2-5，但這種方案只適合于中、小噸位的起

10、重機(jī)。圖2-5簡(jiǎn)易型起重小車1帶制動(dòng)器的電動(dòng)機(jī) 2減速器 3卷筒4定滑輪 5端梁 6運(yùn)行驅(qū)動(dòng)裝置所以綜上所述，我們所需最佳的起升機(jī)構(gòu)布置方式是圖2-6的布置方案。圖2-6本起重機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置布置方式2.2 副起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算122.12.22.2.1 卷筒直徑的選擇和計(jì)算卷筒直徑D與滑輪直徑一樣，是槽底計(jì)算的直徑。根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)范的規(guī)定，卷筒的卷繞直徑（即計(jì)算直徑）D0不能小于所規(guī)定的數(shù)值，即 (2-1)式中：D0卷筒的卷繞直徑；h為與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，見(jiàn)表1；D鋼絲繩的直徑；表2-1系數(shù)h值所以h取18所以 由于起升高度為32米，所以我們必須增大卷筒直徑，所以根據(jù)表2-2，

11、卷筒直徑取690mm表2-2卷筒直徑系列2.2.2 聯(lián)軸器選擇和計(jì)算聯(lián)軸器在起重機(jī)上主要用來(lái)傳遞扭矩，常用的有齒輪聯(lián)軸器、萬(wàn)向聯(lián)軸器、鏈條聯(lián)軸器、彈性圈柱銷聯(lián)軸器和尼龍柱聯(lián)軸器的幾種。根據(jù)所傳遞的扭矩、轉(zhuǎn)速和被聯(lián)接的軸徑等參數(shù)選擇聯(lián)軸器的具體規(guī)矩，根據(jù)要求應(yīng)采用齒輪聯(lián)軸器，齒輪聯(lián)接器傳遞扭矩應(yīng)滿足下式，即 (2-2)所以應(yīng)采用WJ型漸開(kāi)線花鍵聯(lián)接齒輪聯(lián)軸器，見(jiàn)圖2-5，該聯(lián)軸器由內(nèi)齒圈、外齒軸套及兩側(cè)端蓋等件組成，該聯(lián)軸器具有結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，安全性能高等優(yōu)點(diǎn)。圖2-7 WJ型漸開(kāi)線花鍵聯(lián)接齒輪聯(lián)軸器所以根據(jù)所需的許用徑向力，以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等要求，可以根據(jù)表2-3得出：應(yīng)采用WJ15型漸開(kāi)線花

12、鍵聯(lián)接齒輪聯(lián)軸器.該聯(lián)軸器的基本數(shù)據(jù)分別為：公稱扭矩Tn為500KN·m 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為23.9kg·m2表2-3 WJ聯(lián)軸器基本參數(shù)3 小車機(jī)構(gòu)端梁設(shè)計(jì)1233.1 小車車輪選擇1233.13.1.1 小車車輪的計(jì)算車輪示意圖如圖3-1圖3-1假設(shè)小車車輪直徑為500mm，根據(jù)表3-1可知表3-1所以D為500mm，D1為540mm，A為270mm，B為130mm，B1為110mm，b為220，b1為50mm，d為80mm，d1為110mm，d2為120mm，d3為130mm，d4為M20，h為300mm，h1為14mm，l為115mm，L為350mm，L1為195。根據(jù)表4

13、可知，小車的軸承型號(hào)為7524。1233.13.1.13.1.2 小車的輪距b確定根據(jù)表3-2可知，表3-2雙梁吊鉤式小車輪壓由于起升重量為55t，所以b為4400mm。1233.13.2 起升載荷起升載荷包括額定起升重量和隨物品升降的取物裝置或機(jī)構(gòu)的重量，即公式： (3-1)式中：Q起為起升載荷Q為額定載荷G0為出額定起升重量外的可升降裝置的重量如小車自重以及吊鉤的重量等。而小車重量公式為： (3-2)式中： Gt為小車重量所以 吊鉤的質(zhì)量可以根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)P240頁(yè)表1512可知所以 (3-3)所以Q起=250t+102.96t =352.96t1233.13.23.3 起重機(jī)的動(dòng)力系

14、數(shù)的計(jì)算假設(shè)跨度L為22.5米; 動(dòng)力系數(shù)的公式為： (3-4)其中 f0值一般為跨度L的1/700；=0.0029Hc=0.5式中： 為起重機(jī)動(dòng)力系數(shù) g為重力加速度 v為額定起升速度 H為起升高度1233.13.23.33.4 計(jì)算車輪輪壓以及小車車輪的校核1.2.3.3.13.23.33.43.4.1 等效起升載荷的計(jì)算 等效起升載荷有下列公式確定，即： (3-5) 式中：Q等效起為等效起升載荷； 等效1為等效靜載荷系數(shù)（見(jiàn)起重機(jī)手冊(cè)表4-8）； Q起為起升載荷重量；所以， 按Q等效起確定車輪的等效輪壓P等效時(shí)，對(duì)于橋式起重機(jī)小車位置一般取在離支點(diǎn)1/4跨度處。3.4.2 車輪的輪壓計(jì)算

15、 車輪的計(jì)算輪壓為： (3-6) 式中： K1等效沖擊系數(shù)，其值見(jiàn)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)表19-1； 載荷變化系數(shù),其值為 (3-7) 式中： G起重機(jī)或小車自重； 值與Q等效起/G的關(guān)系見(jiàn)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)表19-2； 所以，取0.94， K1取1 所以， =1×0.94×176t=165.44t 強(qiáng)度校核時(shí)的最大計(jì)算輪壓： (3-8) 式中： P計(jì)max最大的計(jì)算輪壓； 動(dòng)力系數(shù)； Pmax滿載小車最不利位置的最大輪壓：所以， =1.5×110000N =165000N 而直徑為500mm的小車車輪的許用輪壓為P為1700000N>165000N所以假設(shè)小車車輪直徑

16、為500mm，成立。1.2.3.4. 小結(jié)本次課題設(shè)計(jì)的是起重機(jī)副起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中包括卷筒設(shè)計(jì)，聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)，以及小車機(jī)構(gòu)端梁設(shè)計(jì)等，這次設(shè)計(jì)讓我覺(jué)得趣味性很強(qiáng)，同時(shí)也學(xué)到了很多東西。首先，在前期的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中，溫習(xí)了以前所學(xué)的所有相關(guān)知識(shí)，特別是起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)方面的專業(yè)知識(shí)，并對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了鞏固。在設(shè)計(jì)計(jì)算的過(guò)程中，碰到了一些疑難問(wèn)題和自己以前沒(méi)有注意到的知識(shí)點(diǎn)，在指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo)和講解，同時(shí)經(jīng)過(guò)自己的不懈努力，最終順利的解決了這些問(wèn)題。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成了前期計(jì)算和設(shè)計(jì)工作。 其次，在繪圖過(guò)程中采用多種繪圖方法。通過(guò)手工繪圖，使我對(duì)手工繪圖基本功有了進(jìn)一步的加強(qiáng)，同時(shí)對(duì)手工繪圖

17、的技巧更加熟練。通過(guò)運(yùn)用AUTOCAD繪圖軟件繪制CAD圖形，是我熟練掌握了AUTOCAD的使用方法和技巧，特別是快捷鍵的應(yīng)用。這使我能夠高質(zhì)量、快速的完成自己的繪圖任務(wù)。在這次起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我查閱了大量的相關(guān)資料，掌握了許多新知識(shí)和新方法，使自己的專業(yè)知識(shí)得到了一定的擴(kuò)充，特別是一些課本上沒(méi)有介紹的知識(shí)。我對(duì)目前的起重機(jī)的發(fā)展情況以及以后的發(fā)展有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，并掌握一些最新技術(shù)和設(shè)計(jì)理論。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)了設(shè)計(jì)存在的一些問(wèn)題。由于缺乏相關(guān)的生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)，自己的設(shè)計(jì)與實(shí)際生產(chǎn)有沖突，在實(shí)際生產(chǎn)或加工有難度。因此在以后的工作和學(xué)習(xí)中需注意細(xì)節(jié)問(wèn)題。以上這些在將來(lái)的路上都會(huì)給我很大幫助，以后不管有什么樣的困難，我都不會(huì)放棄。衷心感謝在我自己攻克不下的時(shí)候，我身邊給我援手的朋友以及一直默默支持我的老師們。參考文獻(xiàn)1 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)M.機(jī)械工程出版社,1977.2 嚴(yán)大考、鄭蘭霞主編.起重機(jī)械M.鄭州大學(xué)出版社，2003.3 張質(zhì)文主編.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)M.中國(guó)鐵道出版社，1998.4 胡宗武.起重機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)例M.機(jī)械工業(yè)出版社，2009.5 石殿鈞.工程起重機(jī)械M.水利電力出版社，1987.6 胡宗武