【正文】 .............. 24 起升速度和實際所需功率的驗算 ................................................................ 25 減速器輸出軸強度校核 ................................................................................ 25 制動器的選取 .............................................................................................. 26 聯(lián)軸器的選取 .............................................................................................. 26 高速浮動軸 的計算 ...................................................................................... 27 5 起升機構三維建模及鋼絲繩的維護 ...................................................................... 30 起升機構三維建模 ........................................................................................ 30 雙梁橋式起重機畢業(yè)設計說明書 4 鋼絲繩的維護 ................................................................................................ 31 6 重要結構有限元分析 .............................................................................................. 33 有限元分析簡介 ............................................................................................ 33 主起升機構浮動軸有限元分析 .................................................................... 33 副起升機構浮動軸有限元分析 .................................................................... 34 吊鉤有限元分析 ............................................................................................ 36 致 謝 ............................................................................................................................ 39 附 錄 ............................................................................................................................ 40 雙梁橋式起重機畢業(yè)設計說明書 1 1 緒論 選題意義 起重機的概述 雙梁 橋式起重機是一種 以 提高勞動生產率 為主 的 重要物品搬運設備，主要適應車間的 物品搬運、設備的安裝與檢修等用途。我國生產的吊鉤電動雙梁橋式起重機額定起重范圍為 5～ 500t，一般 10t 以上 。 起重機有主、副兩套起升 機構 ； 300t 以上 的 起 重機，一般有三套 起升機構。 電動雙梁起重機由橋架、小車運行機構、大車運行機構和電氣設備構成。在系統(tǒng)整體設計中采用傳統(tǒng)布局的典型結構，小車運行機構采用集中驅動。起升機構滑輪組采用雙聯(lián) 式 滑輪組，重物在升降過程中沒有水平移動，起升過程平穩(wěn) 可靠 ，且鋼絲繩的安裝和更換 也很 容易。相應的卷繞裝置采用單層卷筒，有與鋼絲繩接觸面積 較 大，單位壓力低的優(yōu)點。 起重機是起升、搬運和輸送物料及產品的機具，是國民生產各部門提高勞動生產率、生產過程機械化不可或缺的機械設備。起重機械對于提高工程機械各生產部門的機械化，縮短生產周期和降低生產成本， 都 起著非常重要的作用。如圖 11 所示： 圖 11 雙梁橋式起重機工作現(xiàn)場 雙梁橋式起重機畢業(yè)設計說明書 2 起重機的國內外發(fā)展狀況 雙梁橋式起重機是現(xiàn)代工業(yè)在實現(xiàn)生產過程機械化、自動化，改善物料搬運 工作 ，提高勞動生產率必不可少的重要機械設備。它對于發(fā)展國民經濟，改善人們的物質文化生活都起著 非常 重要的作用。 在我國科學技術不斷發(fā)展的基礎上，這些年來我國獨立設計的起重機不僅可以滿足國內的需要，而且可以部分出口。 雙梁橋式起重機用于高層建筑的施工，上萬噸級或幾十萬噸級的大型船只的建造，火箭和導彈的發(fā)射 ，大型電站的施工和安裝，大型重件的裝卸和搬運等。它不僅可以作為輔助的生產設備，完成原料、半成品的裝卸和搬運，進行機電設備、船體分段的吊運與安裝，而且也是一些生產過程及工藝操作中的必需的裝備。再如冶煉金屬工業(yè)生產中的爐料籌辦、加料、鋼水澆鑄、脫模取錠等，必需依靠起重機進行生產作業(yè)。 據(jù)統(tǒng)計，在國內的冶煉金屬、煤炭部門的機械設備總數(shù)量中，起重運輸機械約占 45%。起重機是機械化作業(yè)的重要的 物質 基礎，是 大多數(shù) 工業(yè)企業(yè)中主要的固定資產。對于工礦企業(yè)、建筑施工工地、海洋開發(fā)、車站庫場、港口碼頭、宇宙航行等部門，起重機已成為主要的生產力要素，在生產中進行著高效的工作，組成合理批量生產和機械化流水作業(yè)的基礎，是現(xiàn)代化生產的重要標志之一。 歐洲是起重機的發(fā)源地，其技術水平和生產能力也較高。隨著科學技術的進步和生產規(guī)模的擴大， 不僅 起重機零部件 的質量在不斷提高 ， 同時 也 減少制造 過程的 勞動量，降低成本。 還有為了減少減速器在安裝時的 調整工作量，很多廠商采用了直接懸掛到卷筒或車輪軸上的減速器。 此外 ，還有采用圓盤制動器等一系列改進措施。 隨著生產規(guī)模的擴大，自動化程度的提高，起重機正經歷著一場巨大的變革。正向大型化、模塊化、專業(yè)化、輕型化、組 合化、多樣化發(fā)展。 目前世界上發(fā)達國家已經進入了新的科學技術革命時代，而我國仍然處在生產技術落后，起點低，人力資源得不到充分的發(fā)揮，相對于發(fā)達國家還存在一定的距離。我們應當在學習國外先進技術的同時不斷提高自己，加快我國的社會主義現(xiàn)代化建設。 由于我國起重機械起步較晚，雖然技術水平上有了長足的發(fā)展和進步，但是與國際先進水平相比，還存在著一定差距。①產品性能一般。產品性能是設計、制造、安裝、維護使用的綜合反映。②產品開發(fā)能力較弱。③制造工藝水平較低。④產品檢測水平不完善。⑤配套件供應和質量問題較大。⑥產品技術標 準更新滯后、實施乏力。基于以上我們需要對此進行進一步的研究。 雙梁橋式起重機畢業(yè)設計說明書 3 設計內容 本次設計的起重機為 50t/20t 雙梁橋式起重機，主要用于各車間分段生產線和鋼材堆場等處。橋式起重機本身作橫向移動，車架上的絞車作縱向移動，吊在絞車上的吊鉤作垂向移動，三個方向的運動的合成才能使起重機起作用。本課題主要對 50t/20t 雙梁橋式起重機的主起升機構、副起升機構、 主起升機構卷筒組及滑輪組、副起升機構卷筒組及滑輪組、卷筒、滑輪、軸等 進行 設計。 在小車起升機構中，有主起升和副起升的計算，其中分別都包括了滑輪組的選擇，鋼絲繩的 選擇和校核，卷筒的計算，吊鉤的選擇，電動機的選擇和校核，減速器的計算，制動器的選擇，聯(lián)軸器的選擇等等 。 要求起重設備運行平穩(wěn)，定位準確，安全可靠，技術性能穩(wěn)定。 設計參數(shù) ：額定起重量 50t，最大起升高度 18m，起升速度 16m/min，工作級別 M6 ：額定起重量 20t，最大起升高度 20m，起升速度 18m/min，工作級別 M5 ：小車軌距 ，運行速度 40m/min，工作級別 M5 ：大車軌距 22m，運行速度 40m/min，工作級別 M5 設計目的 畢業(yè)設計是我們大學生大學期間最重要的實踐環(huán)節(jié)，可以培養(yǎng)我們綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術問題的獨立工作能力，拓展和深化我們的知識。培養(yǎng)我們樹立正確的設計思想，設計構思和創(chuàng)新思維，掌握工程設計的一般程序規(guī)范和方法。培養(yǎng)我們樹立正確的設計思想和使用技術資料、國家標準等手冊、圖冊工具書進行設計計算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術文件等方面的工作能力。培養(yǎng)我們進行調查研究，面向實際，面向生產，面向工人和技術人員學習的基本工作態(tài)度，工作作風和工作方法。在這次設計中我主要負責雙梁橋式起重機起升機構設計。完成主、副 起升機構的設計和計算，培養(yǎng)了我獨立工作的能力和團隊合作的精神。 設計要求 以鋼鐵企業(yè)中關鍵設備橋式起重機為課題，重點開展起升機構的設計，使我們在起重機結構設計、受力分析、選材、 CAD 制圖、以及資料檢索、英文翻譯等方面獲得綜合訓練，為縮短工作適應期奠定堅實的基礎。主要要求如下： ，滿足主要技術參數(shù)； 雙梁橋式起重機畢業(yè)設計說明書 4 ,機構和零部件的選擇恰當實際。 ，保證設計結論的可靠性和實效性。 雙梁橋式起重機畢業(yè)設計說明書 5 2 設計方法與實施方案 起重機 結構 介 紹 此次設計的起重機為雙梁橋式起重機， 主要由主起升機構、副起升機構、小車運行機構、小車架、橋架運行機構、橋架金屬結構組成 。 起升機構包括電動機、制動器、減速器、卷筒 組 和滑輪組。該起重機上設有主、副起升機構。主、副吊鉤可單獨起吊，也可配合起吊。 本次設計的是主、副起升機構，它們是橋式起重機的重要組成部分。在本次畢業(yè)設計中，將詳細的對雙梁橋式起重機主、副起升機構進行一系列的設計。 起升結構 該起重機上設有主、副起升機構。主、副吊鉤可單獨起吊，也可配合起吊。 起升機構設有 旋轉式和 重錘式雙重限位開關。 如圖 21 所示： 圖 21 橋式起重機起升機構圖 運行機構 起重機的運行機構的驅動方式分為集中驅動和分別驅動。本次設計的雙梁橋式起重機屬于大型起重機，為了便于操作，采用兩側分別驅動，萬向聯(lián)軸器與主動平衡架連接。如圖 22 所示： 雙梁橋式起重機畢業(yè)設計說明書 6 圖 22 橋式起重機運行機構圖 傳動方案的確定 在進行橋式起重機小車起升機構設計前，要先確定合理的傳動方案。橋式起重機小車，因起升重量、起升速度和起升高度等設計參數(shù)的不同，有多種傳動方案。在這些方案中大體可分為閉式傳動和開式傳動兩種。 1） 閉式傳動 （圖 23） 在圖 23 a和 b中，電動機與減速器之間采用一帶制動輪的彈性柱銷聯(lián)軸器或帶制動輪的全齒聯(lián)軸器直接連接；而在圖 中，電動機與減速器之間采用一中間軸，軸的一端聯(lián)有半齒聯(lián)軸器，另外一段則聯(lián)有帶制動輪的半齒聯(lián)軸器。像這種在兩個半齒聯(lián)軸器之間沒有外支座的中間軸，除允許徑向和角度有微量偏移外，由于可沿軸向稍微串動，因此，稱它為浮動軸。 雙梁橋式起重機畢業(yè)設計說明書 7 1電動機 2帶制動輪的彈性柱銷聯(lián)軸器或全齒聯(lián)軸器 3制動器 4減速器 5全齒聯(lián)軸器 6軸承座 7卷筒 8帶制動輪的半齒聯(lián)軸器 9中間浮動軸 10半齒聯(lián)軸器 圖 23 閉式傳動的起升機構構造型式 2）開式傳動 在電動機與減速器之間，除減速器外還有開式齒輪傳動。這種構造型式適用于起升速度較低的情況，如我國生產的大起升重量的橋式起重機（ Q80tf） 的起升機構多采用這種型式。由于開式齒輪傳動適用于圓周速度較低的情況工作，因此都將其放在靠近卷筒的最后一級傳動中。在這類機構中，電動機與圓柱齒輪減速器的聯(lián)接型式與上一類起升機構 是 完全相同 的 。 本次設計的是 50t/20t 雙梁 橋式起重機，所以因選用閉式的傳動方案。具體型式如圖 。 雙梁橋式起重機畢業(yè)設計說明書 8 3 主起升機構設計 滑輪組的選 取 滑輪組是繩索和一定數(shù)量的定滑輪與動滑輪的組合體，多作為起升機構中的一個組成部分，但也可單獨作為起重裝置使用。 按照 布置 宜緊湊的原則，決定采用如圖 的傳動方案 。 如圖 所示，采用了雙聯(lián)滑輪組 。 圖 31 主起升滑輪組和吊鉤結構簡圖 由 Q=50t，查表 31 取滑輪組倍率 m=4 承載繩分支數(shù) z=2m=8 由 表可 查 50t 吊鉤組 兩滑輪 間距 A=690mm， 自重 0G =1050kg 選擇 滾動 軸承，查表得滑輪組效率 0? = 雙梁橋式起重機畢業(yè)