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沈 陽 化 工 大 學(xué) 科 亞 學(xué) 院 本 科 畢 業(yè) 論 文 題 目 梁式起重機設(shè)計 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 機制 1102 班 學(xué)生姓名 薛建軍 指導(dǎo)教師 趙艷春 論文提交日期 2015 年 6 月 1 日 論文答辯日期 2015 年 6 月 5 日 畢業(yè)設(shè)計 論文 任務(wù)書 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 1102 班 學(xué)生 薛建軍 畢業(yè)設(shè)計 論文 題目 梁式起重機設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計 論文 內(nèi)容 1 設(shè)計說明書一份 2 CAD 圖紙一套 包括總裝圖 零件圖 3 文獻綜述 不少于 3000 字 畢業(yè)設(shè)計 論文 專題部分 梁式起重機結(jié)構(gòu) 起止時間 2015 年 3 月 6 日至 2015 年 6 月 5 日 指導(dǎo)教師 簽字 2015 年 3 月 6 日 摘要 隨著我國科技建設(shè)的不斷推進 我國在生產(chǎn)等各個領(lǐng)域的建設(shè) 規(guī)模也在不斷擴大 同時促進了我國機械化建設(shè)水平的提高 所以 先進的機械設(shè)備將會成為促進施工速度的重要保障 同時也是保障 工程質(zhì)量的物質(zhì)保證 起重機械在煤礦 碼頭等實現(xiàn)機械化 自動化 以及提高勞動生產(chǎn)量方面發(fā)揮了重要作用 起重機械一般以間歇 重 復(fù)的方法進行工作 取物裝置的起升 下降或者平移等完成運送貨物 在工作進行中 工作范圍相對來說較大 且危險因素較多 因此 在起重機的設(shè)計 制造過程中 設(shè)計參數(shù)和設(shè)計要素就 相對重要 主要設(shè)計參考的幾個要素包括 起重繩索 絞車及錨碇 輪胎起重機和汽車起重機 纜索起重機 樁基 構(gòu)件裝卸運輸與堆 放等 設(shè)備管理是企業(yè)經(jīng)營的重要環(huán)節(jié) 通過各種技術(shù) 經(jīng)濟和組織等 措施 對現(xiàn)有設(shè)備進行規(guī)劃 設(shè)計 使用 維修 改造 直至完全報廢 等全過程的管理 我國對安全生產(chǎn)方面一直都相當(dāng)重視 但是在執(zhí)行和客觀的條 件方面都有許多不確定的不安全因素 尤其是在人為方面 由于生 產(chǎn)者忽視安全生產(chǎn)的作用 往往會造成很大的安全事故 我們應(yīng)該 從這些相當(dāng)重大的生產(chǎn)事故中吸取教訓(xùn) 防患于未然 最根本的最 重要的就是從起重機械的設(shè)計和管理等一些方面做起 保證產(chǎn)品的 質(zhì)量 盡量減少事故的發(fā)生 關(guān)鍵詞 起升機構(gòu) 小車運行機構(gòu) 門式起重機 Abstract With the continuous advance of China s economic construction manufacturing and other areas of the building are getting bigger while promoting improvement in the level of mechanization Therefore advanced machinery and equipment has become an important guarantee to promote the construction speed but also ensure the quality of the material guarantee Lifting machinery in the mines docks and other mechanization automation and improve labor productivity has played an important role Lifting generally intermittent repetitive approach to work extract lifting devices down or panning etc to achieve delivery of goods In the course of their work the scope of work is relatively large and a lot of risk factors So in crane design manufacturing process design parameters and design elements is quite important the main design elements of reference include lifting rope all kinds of pulleys winches and anchor mast truck crane stack components such as transportation and handling Device management is an important part of business through a variety of technical economic and organizational measures for existing equipment planning design manufacture installation use maintenance alteration until the retirement of the whole process of management Management objective is to obtain a better job running effect that is we should give full play to the effectiveness of the device but also the pursuit cycle cost of the most economical Our country has always attached great importance to production safety but in the execution command and objective conditions there are many uncertain factors of insecurity especially in human terms because producers ignore the role of production safety often cause significant security incidents We should start with the production of these major accidents learn and take preventive measures the most important of the most fundamental is from the crane design manufacture use and management to start a series of aspects to ensure product quality as far as possible reduce accidents construction mechanization and automation are also rising with this adaptation of crane technology is developing rapidly increasing product range range more widely Key Words Hoisting mechanism Trolley run institutions Gantry crane 目 錄 第一章 引言 1 1 1 門式起重機的用途以及工作特點 1 1 2 門式起重機分類及其應(yīng)用 1 1 3 門式起重機的主要參數(shù) 2 1 4 門式起重機的表示方法 3 1 5 門式起重機的選用 3 1 6 門式起重機的傳動過程和工作原理 4 1 7 門式起重機國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀 4 1 8 本次起重機設(shè)計的結(jié)構(gòu)圖 5 第二章計算 6 2 1 載荷情況 6 2 1 1 正常的載荷 6 2 1 2 工作最大載荷 7 2 1 3 非工作最大載荷 7 2 2 起重機設(shè)計算依據(jù) 8 2 2 1 起重機設(shè)計依據(jù) 8 2 2 2 起重機設(shè)計參數(shù) 8 2 3 起重機截面特性設(shè)計計算 9 2 31 主梁截面幾何設(shè)計 9 2 3 2 支腿截面特性 10 2 4 主梁設(shè)計計算及校核 12 2 4 1 主梁計算載荷與內(nèi)力 12 2 4 2 主梁強度計算 16 2 4 3 主梁工字鋼下翼緣局部集中應(yīng)力 161x z2xz3 2 4 4 合成應(yīng)力 17 2 5 支腿設(shè)計計算及校核 19 2 5 1 支腿幾何參數(shù) 19 2 5 2 支腿強度計算 20 2 5 3 主梁剛度計算 23 結(jié)束語 24 致謝 25 參考文獻 26 附錄 27 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 引言 0 第一章 引言 1 1 門式起重機的用途以及工作特點 門式起重機是通過改進橋式起重機上所得 在港口上 門式起重機主要用 在貨場的裝卸作業(yè)等 它的結(jié)構(gòu)跟門形框架相近 承載重力的主梁下面安裝兩 條支腳 可以用于在地面的軌道上行動 主梁兩側(cè)可以安裝外伸懸臂梁 門式 起重機場地利用率較高 作業(yè)范圍大 通用性較強 在港口等得到廣泛使用 起重機作為對物料進行起重 裝卸等的機械設(shè)備 可以有效的減輕體力勞動 提升勞動生產(chǎn)率并且在生產(chǎn)過程中可以進行一些特殊的工藝加工操作 實現(xiàn)機械 化 1 2 門式起重機分類及其應(yīng)用 單梁門式起重機 單梁門式起重機結(jié)構(gòu)相對來說簡單 在生產(chǎn)單梁式起重機比較簡易 自身 重量偏低 安裝成本較低 主梁多用作偏軌箱形架式結(jié)構(gòu) 軌箱形架式結(jié)構(gòu)與 雙主梁門式起重機相比 單主梁整體剛度要稍微弱一些 所以 當(dāng)起重量 Q 50t 跨度 L 35m 時 可采用單主梁形式 單主梁門式起重機門腿有 C 型和 L 型兩種結(jié)構(gòu)形式 L 型結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)和安裝較簡便 韌性好 抗壓 但是在吊 運貨物時貨物的運動范圍較小 C 型的支腳常常做成傾斜或彎曲形 貨物有足 夠的空間通過支腳 雙梁橋式起重機 雙梁橋式起重機承載量較多 跨度較大 并且整體支架的穩(wěn)定性比較好 品種多 但是起重機自身重量與同等起重的單主梁門式起重機相比要偏大 造 價也相對較高 根據(jù)主梁結(jié)構(gòu)的不同 又可以分為桁架 箱梁橋兩種 現(xiàn)在大 多采用箱形結(jié)構(gòu) 水電站龍門起重機 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 引言 1 此類起重機主要用來吊運和啟閉閘門 同時可以用于安裝作業(yè) 起重量高 達 80 500t 跨度小 一般在 8 16 米 起升速度較低 一般為 1 5m min 這種類型的起重機并不經(jīng)常用于來回吊運貨物 但使用時工作量卻非常多 所以需 要適當(dāng)提高此起重機的工作級別 普通龍門起重機 這類起重機有很多采用箱型式和桁架式兩種結(jié)構(gòu) 可以搬運散裝的貨物或者 成品裝貨物 起重量一般在 100t 以下 跨度大多在 4 39 米 普通門式起重機主 要指吊鉤 抓斗 葫蘆門式起重機 一般也包括半門式起重機等 集裝箱龍門起重機 此起重機主要用在碼頭 使用拖車把集裝箱搬運到堆場后 由集裝箱龍門 起重機堆疊起來或者直接裝車運走 可以加速集裝箱運載橋或者其他起重機的 周轉(zhuǎn)及其利用率 一般來說可以堆放 3 4 層的集裝箱的堆場 且一般用輪胎式 也有使用有軌式的結(jié)構(gòu)的 集裝箱龍門起重機與集裝箱跨車相比 跨度和門架 兩側(cè)高度都比較大 為了適應(yīng)碼頭的需要 這類起重機的工作等級都較高 起 升速度為 8 10m min 造船龍門起重機 此類起重機主要用于海岸的造船和大型船體的搬運工作等 1 3 門式起重機的主要參數(shù) 門式起重機的主要參數(shù)是衡量起重機性能的主要指標(biāo) 同時也是設(shè)計起重機 的最主要的依據(jù)與憑據(jù) 門式起重機的主要參數(shù)有 起重量 起升高度 機構(gòu)工作 速度以及工作類型等 此外 起重機的軌距 基距等也都是作為設(shè)計的重要參數(shù) 門式起重機的參數(shù)應(yīng)該首先由使用單位根據(jù)自身需要來提出 具體值需要按照 國家標(biāo)準(zhǔn)或者是工廠標(biāo)準(zhǔn)來最終規(guī)定 并且要考慮到制造廠的現(xiàn)實條件等約束因素 所以在確定最終參數(shù)時 應(yīng)該進行有效的研究 1 4 門式起重機的表示方法 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 引言 2 門式起重機一般采用代號 額定起重量 跨度三個要素來表示門式起重機的相 關(guān)型號 M 表示門式類型 M 后加的一個字符符號代表雙梁門式起重機 如 MG ME MZ MC MS 加兩個字符符號則表示單主梁門式起重機 其如 MDG MDZ MDN MDP MDS 等 如下 MG 雙梁單小車吊鉤門式起重機 ME 雙梁雙小車吊鉤門式起重機 MDN 單主梁單小車抓斗吊鉤門式起重機 MDS 單主梁小車三用門式起重機 1 5 門式起重機的選用 單主梁和雙梁門式起重機的選用 一般來說 當(dāng)起重量在 50t 以下且跨度在 35m 以內(nèi) 并且無特殊使用要求時 一般選用單主梁式起重機 假如要求門腿寬度偏大 工作速度高 經(jīng)常吊運重件 大件等時 需要選用雙梁門式起重機 輪距的確定原則 需要滿足門架沿起重機軌道方向穩(wěn)定性的需求 要求貨物的外形尺寸能成功的平穩(wěn)的通過支腿平面鋼架 要求使輪距 B 與跨度 S 成一定比例關(guān)系 一般來說取輪距 B 1 4 1 6 S 跨度和懸臂長度 門式起重機的跨度對起重機自身重量的要求比較大 設(shè)計時 在滿足使用條 件和符合跨度系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下 應(yīng)該盡量減小起重機跨度 門式起重機間距尺寸確定 工作中 門式起重機的外部尺寸與貨物和運輸車輛通道之間應(yīng)該留有一定的 空間 以便于裝卸作業(yè) 運輸車輛在跨度內(nèi)裝卸時 通常應(yīng)與門腿保持 0 7m 以上 的間距 吊具不使用時也應(yīng)與運輸車輛保持 0 5m 以上的間距 貨物通過門腿時 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 引言 3 應(yīng)保持 0 5m 以上的間距 門式起重機電氣設(shè)備的選用 門式起重機的電氣設(shè)備應(yīng)符合通用門式起重機 GB T14406 1993 的相關(guān)規(guī)定 在選取時應(yīng)參照相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)設(shè)計手冊進行型號選擇 1 6 門式起重機的傳動過程和工作原理 主要組成結(jié)構(gòu) 電動機 齒輪聯(lián)軸器 傳動軸帶 齒輪 聯(lián)軸器 減速器 齒 輪聯(lián)軸器 卷筒 鋼絲繩 定滑輪組 吊鉤組 當(dāng)起升機構(gòu)接通電源后 制動器自動松閘 在控制電動機的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)時 動力就會通過聯(lián)軸器 制動輪聯(lián)軸器傳遞給減速器 電動機所輸出的高轉(zhuǎn)速通過減 速器將迅速減速 在之后 就會出現(xiàn)低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩 然后就會拖動卷筒轉(zhuǎn)動 當(dāng)整 條鋼絲繩兩端穿過裝有滑輪組的吊鉤后 分別固定在卷筒的兩端 隨著卷筒的正反 轉(zhuǎn)動吊鉤組就會達成升降 貨物就會實現(xiàn)上下降落 如果在工作過程中切斷電源 電動機斷電從而失去動力 進而制動器就會立刻制動 抱緊閘門 貨物就會被懸吊 在半空 電動機和制動器一般都實行電氣聯(lián)鎖裝置 只需要切斷電動機電源 制動 器就會依靠自身彈簧的張力作用而發(fā)生制動 以便于可以保證工作中的安全 1 7 門式起重機國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀 門式起重機的發(fā)展歷史 14 世紀(jì)西歐出現(xiàn)人力和畜力驅(qū)動的轉(zhuǎn)動臂架型起重機 19 世紀(jì)初出現(xiàn)橋式起重機 19 世紀(jì)中后期 蒸汽機驅(qū)動的起重機取代了水力驅(qū)動的起重機 20 世紀(jì) 20 年代 電氣工業(yè)和內(nèi)燃機工業(yè)的迅猛發(fā)展 以電機和內(nèi)燃機為驅(qū) 動裝置的各種起重機逐漸成為發(fā)展趨勢 我國起重機發(fā)展歷史 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 引言 4 我國的起重機行業(yè)發(fā)展是從建國初期開始初步進行建設(shè)的 開始時大多采用蘇 聯(lián)標(biāo)準(zhǔn) 改革開放后 隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展 各個行業(yè)對起重機的需求和要求 精度等也隨之提升 同時作為特殊設(shè)備來說其檢驗標(biāo)準(zhǔn)要求也是相當(dāng)嚴(yán)格的 起重 機發(fā)展的同時 我國也逐漸設(shè)定了制造檢驗標(biāo)準(zhǔn) 同時傳統(tǒng)的接觸器控制也逐漸被 自動化控制相替代 可編程控制器 PLG 的技術(shù)也逐漸的被廣泛應(yīng)用于起重機 起重 機的安全方面 為了確保操作人員的自身安全 設(shè)計人員在設(shè)計中引入了無線遠程 控制設(shè)備 在高精度 多速度行車方面 對于機械相關(guān)件的要求精度也相對較高 設(shè)計也更精確 鋼絲繩起重機作為一種大型的起重設(shè)備 在國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域都得到廣泛的 應(yīng)用 但是現(xiàn)在國內(nèi)的鋼絲繩起重機發(fā)展卻相對來說落后 19 世紀(jì) 60 年代到 70 年代 我國從前蘇聯(lián)引進了 TV 型號的鋼絲繩式起重機設(shè)備 當(dāng)時有部分生 產(chǎn)廠家曾引進國外較為先進的生產(chǎn)制造技術(shù) 但絕大多數(shù)都沒有得到廣泛的使 用 1 8 本次起重機設(shè)計的結(jié)構(gòu)圖 圖 1 1 門式起重機總裝圖 1 主梁 2 支腿 3 大車運行機構(gòu) 4 電氣設(shè)備及管子布置 5 電動葫蘆 6 噸位牌安 裝 13 遙控器 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 5 第二章計算 2 1 載荷情況 起重機要安全穩(wěn)定的工作 必須對起重機及其零件來進行高精度的設(shè)計以 及校核 舉例來說脆性材料制成的零件 當(dāng)零件承受最大應(yīng)力達到強度極限時 就會出現(xiàn)裂痕致使零件斷裂 如采用韌性較好 不易斷裂的材料所制的零件 當(dāng)其應(yīng)力達到甚至超過屈服極限時就會產(chǎn)生塑性變形 如果零件產(chǎn)生的塑性變 形過大時會影響起重機的正常工作 為了保證對這些破壞形式有一定的安全措 施 也就是說把破壞的幾率控制在一定范圍內(nèi) 需要一些相關(guān)的強度計算 對 于一些受壓彎的細長桿或者薄壁構(gòu)件等還需要檢查細桿或者薄壁構(gòu)建會不會產(chǎn) 生局部失穩(wěn)的現(xiàn)象 另外 對于運行式起重機來說 為了保證其在風(fēng)險載荷工 作時不顛倒 還需要進行起重機抗顛覆穩(wěn)定性的計算等 起重機在使用過程中 只要其全部零件發(fā)生任何形式的破壞或者出現(xiàn)一定的尖峰載荷時 事故就有可 能發(fā)生 所以 在設(shè)計計算過程中使用的計算載荷必須是在工作中所能產(chǎn)生的 最大載荷而不是計算載荷所作用的時間及作用次數(shù)的多少等因素 另外 機器 零件在反復(fù)應(yīng)力的作用下所產(chǎn)生的疲勞破壞以及電動機或者渦輪減速器等部件 因溫度過好而產(chǎn)生破壞 都會隨時間而累積 所以 此類效益引起事件的發(fā)生 與載荷的大小 作用時間以及作用次數(shù)有著密不可分的關(guān)系 此外 露天使用 的起重機還必須能經(jīng)受的起強風(fēng) 暴雨 暴雪等的襲擊而不致于被損壞 因此 設(shè)計人員在設(shè)計時也要對其進行嚴(yán)格的計算和校核 總的來說 起重機的設(shè)計 過程中 必須通過不同的計算類型 將其載荷進行適當(dāng)?shù)姆诸惡徒M合 通常分 為三種載荷情況 如下 2 1 1 正常的載荷 這類載荷一般用來計算零件的疲勞 磨損和發(fā)熱等 它需要考慮的因素通 常是起重機在正常的工作情況下產(chǎn)生的載荷 對于起重機的零件所承受的載荷 一般情況下都會在規(guī)定的范圍內(nèi)發(fā)生巨大的變化 所以需要運用一定的方式來 設(shè)定一個假想的載荷取代變化的載荷 并且對零部件產(chǎn)生的應(yīng)力效應(yīng)需要與實 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 6 際載荷相當(dāng) 我們通常把這個假想的載荷稱為等效載荷 我們在確定等效載荷 時 作用次數(shù)相對很少的尖峰載荷可以不考慮 另外 除了計算電動機功率外 風(fēng)載荷我們也可以忽略不計 當(dāng)計算零件疲勞的等效載荷時 我們可以由載荷 變化的特性載荷圖以及在整個工作中的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)等來計算載荷的等效值 2 1 2 工作最大載荷 這種載荷一般用于設(shè)計計算零件的最大強度 構(gòu)件局部的穩(wěn)定性以及起重 機抗傾倒穩(wěn)定性 我們需要考慮起重機在工作過程中可能發(fā)生的最不利的載荷 組合 比如最大起升載荷 工作最大風(fēng)載荷 急劇起動制動產(chǎn)生的動載荷 最 大偏載荷等 同時考慮到安全性和經(jīng)濟性原則 我們對于個別最大值同時出現(xiàn) 的概率非常小的載荷組合可以忽略不計 我們在確定計算載荷時有以下兩種常見的組合 1 制動以及劇烈起動時所產(chǎn)生的載荷 例如 從地面突然起動較重的貨物時 產(chǎn)生的載荷組合 制動或運行起或者制動之一的組合等 2 起重機機構(gòu)在較短時間發(fā)生的較大靜阻力的組合 比如突遇強風(fēng) 貨物擺 動較大幅度等 對于某些特殊用途的起重機 當(dāng)進行一些特殊工藝工作時也可 能出現(xiàn)較大的靜阻力 假如機構(gòu)中安裝有極限載荷限制的安全裝置 就可以將 最大載荷限定在一定的安全范圍內(nèi) 2 1 3 非工作最大載荷 這是載荷一般是用來計算起重機非工作安全性 比如暴風(fēng)將起重機吹翻倒 或者吹走以及一些零件強度的一種計算載荷 但不是每一個零部件都需要按照這三種載荷進行設(shè)計計算 一般情況下 對起重機進行設(shè)計時需要對所有受力零件進行 II 類載荷的強度計算 需要做疲 勞計算的零件一般來說都是是應(yīng)力反復(fù)作用的次數(shù)超過某一值 一般大于 10 的情況下 表 2 1 列舉了一部分需要進行疲勞計算的零件實例 我們設(shè)計5 時可以作為參考 如果用 III 類載荷驗算強度的零件承受載荷時是在非正常工作 情況下 比如說運行及旋轉(zhuǎn)支承的裝置以及變幅機構(gòu)等 一般來說起重機的起 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 7 升機構(gòu) 運行機構(gòu)的傳動裝置在非工作時并不會受到較大的載荷作用或沖擊 另外 防風(fēng)夾軌器應(yīng)單獨按照 III 類載荷進行相關(guān)的設(shè)計計算及校核 表 2 1 需要進行疲勞強度計算的零件 2 2 起重機設(shè)計算依據(jù) 2 2 1 起重機設(shè)計依據(jù) 本設(shè)計過程中主要用到的教材有 本設(shè)計過程中主要用到的教材有 起重機設(shè)計規(guī)范 起重機設(shè)計手冊 中國鐵路出版社 1998 GB3811 83 2 2 2 起重機設(shè)計參數(shù) 1 起 重 量 kgQ10 2 跨 度 mS35 3 起升高度 H6 4 工作級別 4A 5 起升速度 起Vin 7 大車速度 大 23m 零件名稱 工作類型 每旋轉(zhuǎn)一周完成一次應(yīng)力循 環(huán)的零件 齒輪 鍵輪 渦輪 車輪 轉(zhuǎn)動的心軸 主要承受彎曲 載荷的轉(zhuǎn)軸 輕級 n 轉(zhuǎn) 分 中級 重級 特別級 機構(gòu)每開動一次完成一次應(yīng) 力循環(huán)的零件 運行 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中主要承受 扭轉(zhuǎn)載荷的轉(zhuǎn)軸及聯(lián)軸器 中級 重級 特別級 起重機每個工作循環(huán)完成一 次應(yīng)力循環(huán)的零件 吊鉤及其它吊具 固定的心 軸 起重機構(gòu)中主要承受扭 轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸 重級 特別級 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 8 小車速度 小Vmin 20 6 起重機最大風(fēng)壓 28kg 7 地面操作 2 3 起重機截面特性設(shè)計計算 2 31 主梁截面幾何設(shè)計 圖 2 1 主梁截面特性 主梁截面積 F 21 54 8236 025 6 0245 cm 主梁截面對 軸的靜炬 S 384 960 9 71 7 9 cs 主梁截面行心至 軸距離 0Z cmFSZ3 462 5 38 6 0 主梁行心以上截面的靜炬 S 2210 04 25 上 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 9 12 56 02 56 024 536 0 3 XJ 83148 13232 4879cm 36 上XW c51下 4012 6 03256 02 40 33 YJ 98cm 316上YW c57下 圖 2 2 主梁受力圖 2 3 2 支腿截面特性 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 10 圖二 圖 2 3 支腿小端截面 1 支腿大端截面慣性矩 423X 87093 536 021 58 02 cmJ 大 16 9 Y下 2 支腿小端截面慣性矩 423 c095 536 021 8 02 XJ小 m731 9 Y下 3 支腿折算慣性矩 423 598 465 021 8 702 cJX 折 31 96Y折 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 11 4 上橫梁慣性矩 432126 56 08 156 02 cmJ 上 49 cmWY上 5 下橫梁面積 A 38723 2 4 主梁設(shè)計計算及校核 2 4 1 主梁計算載荷與內(nèi)力 圖 2 4 上橫梁截面 在門架平面內(nèi) 1 cmS1350 2 kgQ 3 m6kg9471 HG電 動 葫 蘆 重 量 4 20134 支 腿 重 量 5 85主 梁 重 量 6 cH721 7 15 2 動 載 系 數(shù) 8 01沖 擊 系 數(shù) 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 12 9 2 m1 0 s器大 車 起 制 動 產(chǎn) 生 的 加 速 10 1 度小 車 起 制 動 產(chǎn) 生 的 加 速 11 cq kg8 2 主 12 力長 度 起 制 動 產(chǎn) 生 的 制 動起 重 機 運 行 時 主 梁 單 位s cmkgs 03 89 1 25 5 1 主 13 產(chǎn) 生 的 力主 梁 單 位 長 度 由 風(fēng) 載 荷 wq hC 1 4 21 05 cmkgq cm0 cmkgqw 35 012 1 14 kgGQ1249570 計 的 水 平 力滿 載 小 車 起 制 動 時 產(chǎn) 生 s kgs 68 945 1 5 1 15 垂 直 于 主 梁機 起 制 動 產(chǎn) 生 的 生 產(chǎn) 力滿 載 小 車 于 跨 中 時 起 重 s kgQGs 1 9 07 11 圖 2 5 主梁內(nèi)力圖 由主梁自重產(chǎn)生的支反力及內(nèi)力 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 13 kgGVBA1902 38 5 cm4632 5 20 SqM主 由計算載荷 移動載荷 處于跨中產(chǎn)生的支反力及內(nèi)力計 kg16 計當(dāng) 2495計PVBA 圖 2 6 水平推力 水 平 推 力 H 324 3 KSP計 cm150 7 5 0 1 SHJK支 折主 代入式 2 1 得 kg4321 2734 293 cmMDC 697111 kKSP 5 8 0計 滿載小車 在起制動時的慣性力 產(chǎn)生的支反力及內(nèi)力sP kgs16 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 14 kgPTSA168 cmHMD 297 k4 0 由風(fēng)載荷和起重機起制動主梁自重產(chǎn)生的水平反力及內(nèi)力 圖 2 7主梁水平反力 cmkgqW 35 0 S kgSVWD259 cmqM 870 由滿載小車 跨中時因起制動產(chǎn)生的慣性力 而引起的水平反力和內(nèi)力 PSP1 圖 2 8 水平支反力 kgPVSCD842 1 cmMS 567000 總內(nèi)力 主梁 1 max00qax00 SPMM 計主 梁 跨 中 最 大 彎 矩 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 15 cmkg 31978464235496 2 max100ax00 SPqswMM 主 梁 跨 中 最 大 水 平 彎 矩 ck 2708 2 4 2 主梁強度計算 1 2max0 max00 796 ckgWMYX 上上 主 梁 上 面 應(yīng) 力 2 41下下 主 梁 下 面 應(yīng) 力 3 剪應(yīng)力忽略不計 2 kg16c許 用 應(yīng) 力 2 4 3 主梁工字鋼下翼緣局部集中應(yīng)力 1x z2xz3 1 21 tPKx 2 2z 3 3 tx 4 242PKz 5 53 tz 2 2 2 6 式中系數(shù) 決定于123K45 ai 式中 輪子與工字鋼踏面接觸點至腹板的距離 38 5mm mdb582 12 m18 代入 2 7 式 得 64 0 根據(jù)起重機設(shè)計手冊 599 頁 圖 4 3 6 圖 4 3 7 當(dāng) 時658 0 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 16 57 01 K823 40 7 5K 代入 2 2 2 6 式 得 21 0tPx 8z22 tx 40Pz 23 7 tz 式中 每個輪子的輪壓 kgP5 108 計 372 cmt 224cmt 代入 得75 2 tP 30 0221 ckgtx68mz 2 3 22 cktPx340 gz 50 7 223 cmktz 2 4 4 合成應(yīng)力 1 工字鋼下翼緣下表面的合成應(yīng)力 1 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 17 下下 01zx20121 zx 64136443 22 98cmkgcmkg 2 工字鋼下翼緣下表面的合成應(yīng)力 下下 02zx2022 2 zX 64136413 22 17cmkgcmkg 3 工字鋼下翼緣下表面處的合成應(yīng)力 3 9 0164503 下x 2 19 cmkg 主梁合格 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 18 圖 2 9 支腿尺寸及受力圖 2 5 支腿設(shè)計計算及校核 2 5 1 支腿幾何參數(shù) 支腿的主要設(shè)計參數(shù)如下 1 cm25 2 d81 3 l6 40 4 cg5 5 m2 7支h 6 31 7 4c89 主XJ 8 26下 9 4cm5折XJ 10 18 折Y 11 GP 計7 kg2495計 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 19 kgGP1902 38 主 45124957 12 GSW8 kg128 67 02 支hqPw 式中 cmkgdc 19 02 5 5 11 mkg5 kgLqPsGS 2 48603 2 代入 得 158 13 0 h 5 0SJK 支主 14 6 085 4286 11 BJY折上 式中 852741 12 S 15 kg305主 梁 自 重G 16 67 121 B 17 4 2 18 50 1h 19 9 3 K 圖 2 10支腿受力圖 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 20 2 5 2 支腿強度計算 1 在門架平面內(nèi) 由主梁自重 產(chǎn)生的支反力及內(nèi)力 3G cmh2 6741 kgq 8 圖 2 11支腿內(nèi)應(yīng)力 0 432 K kgGVBA192 5 3 60 KhSqT 0 4738 2 kg cmkghTMADC 13682 682 1 由 用于跨中時產(chǎn)生的支反力及內(nèi)力計 計P kg43210 74 5094 310 KSBA計 ckg36272 支支 CD 由滿載小車 處于 端起制動時產(chǎn)生的 引起的支反力及內(nèi)力計PSP kgS168 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 21 kgShPVBA 91350 72168 0 圖 2 12 小車支反力 kgPTSBA842 cmhMCD 61 由風(fēng)載荷 產(chǎn)生的支反力及內(nèi)力1Wq cmkgdc 19 025 6 54 42 11 ckgKhwqD 23818 31 2 在支腿截面內(nèi) 由 主梁自重 和計算載荷 產(chǎn)生的反力和內(nèi)力主G計P7 cmkgBPMD 2056 3 1450392 17 式中 2 12 K 由滿載小車處于 點時 大車起制動慣性力產(chǎn)生的反力和內(nèi)力 ckg421 7 064532 28 支hPD 1 支qMw 12 6749 02 cmkg 8 式中 56 5 K 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 22 圖 2 13 大車支反力和內(nèi)力 3 支腿總內(nèi)力 在門架平面內(nèi)支腿 點的最大彎矩 maxDXMD 由主梁自重引起的彎矩q cmkg 13468 由移動載荷引起的彎矩 max計支PD 297 由滿載小車起制動引起的彎矩 S ck 由風(fēng)載荷引起的彎矩max1wqDMmg 3861 在支腿平面內(nèi)支腿 點最大的彎矩Ynx D 由移動載荷和主梁自重 點引起的最大彎矩 ma7pDckg 2056 由起重機制動產(chǎn)生的慣性引起的彎矩max8PDMcmkg 241 由風(fēng)載荷引起的彎矩 2wq ckg 12847 c3091wqmaxaxmaxax DPSPDqDY M計支 mkwq187 支腿 點的最大應(yīng)力 maxD 22maxax 160 g792 6 54 2 15 cmkgcJJMYXDY 支支 2 5 3 主梁剛度計算 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 計算 23 主梁擾度 cmEIPSf 95 028140 48 13509748 630 許用擾度 cm6 綜上所計算結(jié)果 主梁 支腿強度和剛度均滿足要求 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 結(jié)束語 24 結(jié)束語 畢業(yè)設(shè)計寫到了尾聲 回想起在這之前寫畢業(yè)設(shè)計的期間 感覺自己是最 認真的一次 也是寫的最好的一次 設(shè)計即將完成 自己也就要離開學(xué)校 這 份畢業(yè)報告也是自己在學(xué)校所學(xué)到的東西的一個總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計經(jīng)過老師耐心的指導(dǎo)與指引 獨立的完成畢業(yè)設(shè)計 于是我 們就開始了一段獨立自主的學(xué)習(xí)路途 說起畢業(yè)設(shè)計 也讓我想起了之前寫課程設(shè)計 與之相比 差距比較大 因為畢業(yè)設(shè)計涉及到的內(nèi)容 知識比較多 就比如零件的設(shè)計 比課程設(shè)計復(fù) 雜難的多 在畢業(yè)設(shè)計的過程中 相當(dāng)于又讓我鞏固了一遍數(shù)控 機械設(shè)計 自動控制原理 在這之前沒有學(xué)習(xí)到的和不懂得知識讓我得到了理解 也對自 己會的知識進行加強 本畢業(yè)設(shè)計說明書 主要對起重機械的用途 歷史發(fā)展以及應(yīng)用的意義進 行了闡述 系統(tǒng)的分析了我國起重機的發(fā)展歷程 同時 在設(shè)計方面 對起重 機的主梁 支腿 地橫梁 大車和小車運行機構(gòu)等主要參數(shù)及部件進行了相關(guān) 的設(shè)計 并對主梁和支腿的剛度以及強度進行了相關(guān)的校核 在抗顛覆方面也 進行了充分的 合理的模擬校核 保證起重設(shè)備在工作過程中不被大風(fēng)吹倒 保證設(shè)備運行過程中的穩(wěn)定 在滿負荷工作時設(shè)備的強度以及剛度完全滿足需 要并有一定的富余 不至于在運行中剛度等的限制而導(dǎo)致工作受限或者無法進 行 另外 本次設(shè)計同時繪制了起重機的總裝 主梁 地橫梁 支腿等的截面 圖以及裝配圖 直觀的展現(xiàn)了起重機的結(jié)構(gòu)和裝配方式以及運行機構(gòu)的配合和 運行方式 有效的提高了對設(shè)計書的了解和對起重機的了解 記住了 本次畢業(yè)設(shè)計和以往的課程設(shè)計大不相同 一定要以以往更認真對 態(tài)度去對待這次畢業(yè)設(shè)計 并且要認真的態(tài)度對待接下來的畢業(yè)答辯 而說明 書記載著我們設(shè)計的步驟 也就是說畢業(yè)設(shè)計說明書是在為畢業(yè)答辯而準(zhǔn)備 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 致謝 25 致謝 在趙艷春老師耐心的指導(dǎo)下完成的畢業(yè)設(shè)計 在整個論文的寫作過程中 老師給了我全面 認真 細心的指導(dǎo) 同時在畢業(yè)設(shè)計中我的好多同學(xué)也給我 了支持和幫助 在完成制圖時 CAD 繪圖等方面都得到了很多同學(xué)的幫助和支持 因此在畢業(yè)設(shè)計完成之際 我曾向指導(dǎo)我 幫助我 鼓勵我的老師和同學(xué)表示 由衷的感謝 感謝你們對我的耐心 感謝你們對我的指導(dǎo) 感謝你們對我的幫 助 趙艷春老師以教我兩年了 在這兩年的時間里 感覺老師就像我們的父母 一樣 對我無微不至 我也是一有啥不懂的就問她 她都能在第一時間 細心 的給我輔導(dǎo) 感覺她特別和藹可親 對我沒有言聲厲語 也感覺她的知識淵博 只要不懂得她都能給我講明白 講的特別細 尤其在本次畢業(yè)設(shè)計中 這也是 我如此能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計的重要因素 趙老師不僅是我學(xué)習(xí)中的榜樣 也 是我生活中的榜樣 她那種對工作不懈追求 認真負責(zé)的態(tài)度更使我受到了教 育和啟發(fā) 我也相信 在接下來的工作中 我會以此為新的起點 以趙老師為 學(xué)習(xí)的榜樣 在以后的工作中繼續(xù)發(fā)揚趙老師的精神 這將會是我以后工作中 的財富 更是我一生最珍貴的財富 同時 我也感謝在我設(shè)計中幫助和鼓勵我的同學(xué)們 也正因為有你們的無 私的 耐心的幫助和支持 我才能在本次畢業(yè)設(shè)計順順利利快速完成 我相信 你們對別人那么無私 你們自己也會順順利利完成自己的畢業(yè)設(shè)計 并且在以 后的答辯中取得優(yōu)異的成績 我堅信 咱們這份友誼我們都會會刻骨銘心 當(dāng) 然說起感謝 我也要感謝在大學(xué)里教我的每一位任課老師 正因為有你們不辭 辛苦的付出 我才能有今天的成就和知識 我會把你們教給我的知識用到實踐 當(dāng)中 發(fā)揚你們淵博的知識 更是完善自己 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻 26 參考文獻 1 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB3811 83 起重機設(shè)計規(guī)范 北京 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 1983 2 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB6974 86 起重機械名詞術(shù)語 北京 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 1986 3 起重機設(shè)計手冊編寫組 起重機設(shè)計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1980 4 濮良貴 機械零件 第八版 北京 高等教育出版社 2006 5 朱龍根 簡明機械零件設(shè)計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2001 6 倪慶興 王煥勇 起重機械 上海 上海交通大學(xué)出版社 1990 7 胡宗武 顧迪民 起重機設(shè)計計算 北京 北京科技出版社 1988 8 倪慶興 王殿臣 起重運輸機械圖冊 北京 機械工業(yè)出版社 1992 9 黃祥瑞 可靠性工程 北京 清華大學(xué)出版社 1990 10 黃宗益 工程機械 CAD 上海 同濟大學(xué)出版社 1991 11 濮良貴 紀(jì)名剛 機械設(shè)計 北京 高等教育出版社 2006 5 12 陳道南 盛漢中 起重機課程設(shè)計 北京 高等教育出版社 1993 13 起重機設(shè)計手冊編委會 起重機設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 1980 14 周開勤 機械零件手冊 高等教育出版社 2000 15 陳國璋 等 起重機計算實例 中國鐵道出版社 2000 16 徐起賀 劉靜香 機械設(shè)計基礎(chǔ) 機械工業(yè)出版社 2000 17 徐起賀 劉靜香 程鵬飛 機械設(shè)計課程設(shè)計 機械工業(yè)出版社 2000 18 馬霄 武良臣 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 北京理工大學(xué)出版社 2008 19 劉靜香 工程力學(xué) 河南科學(xué)技術(shù)出版社 2006 20 Boyes W E Jigs and Fixture America SME 1982 21 Handbook of Machine tools Manfred weck 1984 22 John L Feirer Machine tool Metalworking 1973 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄 27 附錄 表 1制動器型號表 制動器示意圖 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄 28 表 2YZR系列電動機參數(shù)表 電動機示意圖 表 3 JB ZQ4218 86 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄 29 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄 30 CLZ系列聯(lián)軸器示意圖