【正文】 些年來(lái)，伴隨著我國(guó)固定資產(chǎn)投資的飛速增長(zhǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和大型項(xiàng)目的不斷上馬，使得我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)獲得了空前的發(fā)展，也受到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。起重機(jī)制造時(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃 (CAPP)、計(jì)算機(jī)輔助制造 (CAM)和柔性制造系統(tǒng) (FMS)。生產(chǎn)制造的柔性化是使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要 ,從適應(yīng)當(dāng)前單品種大批量生產(chǎn)方式向多品種小批量生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。有專家指出 ,未來(lái)的起重機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù) ,由于變頻調(diào)速系統(tǒng)越來(lái)越多地得到應(yīng)用 ,交流鼠籠電動(dòng)機(jī)將會(huì)重新受到重視并被廣泛采用?！叭弦弧边\(yùn)行機(jī)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)緊湊、拆裝方便 、調(diào)整簡(jiǎn)單并運(yùn)行平穩(wěn) ,將成為起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主流 ,減速器殼體、卷筒及滑輪等的制造都以焊代鑄 ,能減輕自重、增加承載能力和改 善加工制造條件。 、美觀化、宜人化和綜合化 結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異型鋼 ,減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫 ,提高抗疲勞性能。人機(jī)工程學(xué)在起重機(jī)上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在司機(jī)室的設(shè)計(jì) ,包括司機(jī)室的合理布置 ,減輕司機(jī)疲勞和提高工作效率的措施 ,加強(qiáng)環(huán)境保護(hù) ,減少灰塵和廢氣污染 ,減少司機(jī)室的振動(dòng)和噪聲等。 起重機(jī)是在復(fù)雜工況下工作的大型結(jié)構(gòu)系統(tǒng) ,其動(dòng)態(tài)性能受多種因素影響 ,運(yùn)動(dòng)參數(shù)與載荷不能用一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型描述。目前 ,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)已逐步深入到設(shè)計(jì)的各個(gè)階段和設(shè)計(jì)工作所涉及的各個(gè)領(lǐng)域。 生產(chǎn)工程機(jī)械的美國(guó)卡特皮勒公司金屬結(jié)構(gòu)廠購(gòu)置了一條以橋式起重機(jī)為主的物料自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng) ,用以鋼板噴丸處理、自動(dòng)切割和出入庫(kù)的自動(dòng)裝卸運(yùn)輸作業(yè) ,比原先采用單機(jī)操作工作效率提高 65%。這類起重機(jī)自動(dòng)化程度較高 ,具有信息處理功能 ,可將傳感器檢測(cè)出來(lái)的各種信息實(shí)施存貯、運(yùn)算、邏輯判斷、變換等處理加工 ,進(jìn)而向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。主要由全數(shù)字化控制驅(qū)動(dòng)裝置、可編程序控制器 PLC、故障診斷及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化操縱給定檢測(cè)等設(shè)備組成。 、智能化、集成化和高效化 起重機(jī)的更新和發(fā)展 ,很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與控制的改進(jìn)。每種規(guī)格起重機(jī)都有三種單速及三種雙速可供任意選擇。在一般使用場(chǎng)合采用無(wú)線遙控操作的比例也將逐步增多?？紤]綜合效益，要求起重機(jī)盡量降低外形高度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，也可使整個(gè)建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價(jià)和使用維護(hù)費(fèi)用。與任一主梁都可快速有效相接。 5～ 125t 橋式起重機(jī)系列，多種工作級(jí)別，只需 4種基型的起重小車。能以較少的模塊形式，組合成多品種多規(guī)格的起重機(jī)，滿足市場(chǎng)需求，增加競(jìng)爭(zhēng)能力。 用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，將起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件 制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過(guò)不同模塊的組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機(jī)?？煽啃允菄?guó)際市場(chǎng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，國(guó)外許多大公司都制定 了可靠性內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。 重點(diǎn)產(chǎn)品大型化、高速化、耐久化和專用化 由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長(zhǎng)。這些都促使起重機(jī)的技術(shù)性能進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段，起重機(jī)正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革。隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展．起重機(jī)械在不斷地完善和發(fā)展之中 [1] 。 設(shè)計(jì)過(guò)程 采用了機(jī)械設(shè)計(jì)的一般設(shè)計(jì)方法，機(jī)械設(shè)計(jì)輔助軟件 AutoCAD 設(shè)計(jì)制作出起重夾鉗設(shè)備，吊起重量達(dá) 100Kg，起升速度達(dá) ,運(yùn)行速度達(dá) ,搬運(yùn)物體快速便捷，無(wú)卡殼，設(shè)備運(yùn)行良好。 I 摘 要 本文首先對(duì)起重夾鉗技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用情況、國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)對(duì)100kg 起重機(jī)的設(shè)計(jì)方案的確定，包括針對(duì)本設(shè)計(jì)選取起重機(jī)的形式，確定為臂架式滑移起重機(jī)，然后對(duì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)的各個(gè)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括夾持機(jī)構(gòu)、吊臂、鉗臂、軸、自動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置和 設(shè)備穩(wěn)定性分析 等等的設(shè)計(jì)。 關(guān) 鍵字： 起重機(jī)；滑移式；起重夾鉗；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；自動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置 II ABSTRACT This paper firstly lifting clamp technology development and application, domestic and foreign development and development trend of 100kg crane, through the design scheme based on the determination of design, including selecting the model, determine crane for arm, then to pose crane ponents of the crane structure design, including holding mechanism, the arm, clamp arm, axle, automatic switch devices and equipment stability analysis and so on design. By understanding learn clamp device39。 現(xiàn)代起重機(jī)的特征和發(fā)展趨向 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和 自動(dòng)化程度的提高，起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣，作用愈來(lái)愈大，對(duì)起重機(jī)的要求也越來(lái)越高。 [2] 我國(guó)正以前所未有的速度進(jìn)入全球化國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，中國(guó)的起重機(jī)制造業(yè)面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的新形勢(shì)。起重量越來(lái)越大，工作速度越來(lái)越高，并對(duì)能耗和可靠性提出更高的要求。我國(guó)起重機(jī)的性能要趕超世界先進(jìn)水平，最關(guān)鍵的是要提高可靠性，使起重機(jī)具有優(yōu)異的耐久性、無(wú)故障性、維修性和使用經(jīng)濟(jì)性。對(duì)起重機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，只需針對(duì)某幾個(gè)模塊。 德國(guó)德馬格公司生產(chǎn)的橋式起重機(jī)充分考慮了模塊化和組合化，使系列、整機(jī)、機(jī)構(gòu)、部件和零件互相之間的參數(shù)匹配，能力分布達(dá)到最為經(jīng)濟(jì)合理的搭配效果。該公司開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)車輪箱模塊系列，上面有多組聯(lián)接孔，可選裝不同型號(hào)的驅(qū)動(dòng)單元，可組裝成臺(tái) 車，可與金屬結(jié)構(gòu)件組合后用作各種橋式、門式起重機(jī)，巷道堆垛起重機(jī)或其它軌行式起重運(yùn)輸機(jī)械的運(yùn)行機(jī)械，其車輪有多種踏面形式可供選用。有適用于單梁或雙梁兩種形式的端梁模塊，根據(jù)起重量及跨度就可確定出適用的端梁型號(hào)。因此電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)和輕型梁式起重機(jī)會(huì)有更快的發(fā)展，并將大部分取代中小噸位一般用途橋式畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 起重機(jī)。 德國(guó)德馬格公司經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新，已形成一個(gè)輕型組合式標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列。操縱方式有地面手電門自行移動(dòng)、手電門隨小車移動(dòng)、手電門固定、遠(yuǎn)紅外或無(wú)線電遙控、司機(jī)室固定、司機(jī)室隨小車移動(dòng)、司機(jī)室自行移動(dòng)等 7種選擇，外加不同的導(dǎo)電形式，不同的電控形式，通過(guò)不同的組合，可搭配成百上千種起重機(jī)，充分滿足用戶不同的需求。將自動(dòng)化技 術(shù)和機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合 ,將先進(jìn)的微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜通訊技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和半自動(dòng)化。它賦于起重機(jī)以信息功能 ,可進(jìn)行信息傳遞、處理及動(dòng)力控制 ,大大提高了綜合自動(dòng)化水平。這類起重機(jī)還具有較好的信息輸入輸出接口 ,實(shí)現(xiàn)信息全部、準(zhǔn)確、可靠地在整個(gè)物料 搬運(yùn)系統(tǒng)中的傳輸。日本東芝浜川崎工廠采用由全自動(dòng)橋式起重機(jī)組成的物料輸送系統(tǒng)來(lái)搬運(yùn)柔性加工線上的夾具和工件 ,為機(jī)床運(yùn)送毛坯或 將加工好的零件送到下一工序或倉(cāng)庫(kù)。不僅能利用計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快、計(jì)算精度高、存儲(chǔ)信息量大和 邏輯推理能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)代替人工進(jìn)行方案選擇、計(jì)算分析與繪圖 ,而且還能通過(guò)人機(jī)交互 ,最大限度地發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造力和經(jīng) 驗(yàn)。以往多以靜態(tài)設(shè)計(jì)為主 ,局限性很大。 隨著起重機(jī)的高速化和大型化 ,還需進(jìn)一步深入開(kāi)展對(duì)起重機(jī)載荷變化規(guī)律、動(dòng)態(tài)特性和疲勞特性的研究。采用各種高強(qiáng)度低合金鋼新材料 ,提高承載能力 ,改善受力條件 ,減輕自重和增加外形美觀。減速器齒輪采用硬齒面 ,以減小體積 ,提高承載能力 ,增加使用壽命。今后會(huì)更加注重起重機(jī)的安全性 ,研制新型安全保 護(hù)裝置和故障自動(dòng)顯示裝置 ,并重視司機(jī)工作條件的改善。生產(chǎn)制造的靈捷化是使產(chǎn)品生產(chǎn)與推向市場(chǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間 縮為最短 ,使企業(yè)機(jī)制能靈活向。采用擠壓成型、沖壓成型、精密鑄造等少、無(wú)切削工藝 ,采用光電跟蹤切割技術(shù)、焊接機(jī)器人技術(shù)。近期炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的 “ 徐工收購(gòu)案 ” 更是吸引了眾多業(yè)內(nèi)外人士的目光。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，級(jí)別超過(guò) 200 噸的履帶式起重機(jī)、超過(guò) 100 噸的汽車起重機(jī)大多要進(jìn)行國(guó)際招標(biāo)采購(gòu)，這說(shuō)明目前國(guó)內(nèi)在這方面尚不具備大量生產(chǎn)的能力。中國(guó)國(guó)際招標(biāo)網(wǎng) 的資料顯示，技術(shù)要求較高的全路面起重機(jī)和履帶式起重機(jī)這兩種產(chǎn)品在我國(guó)產(chǎn)能較低，目前只有徐州重機(jī)等少數(shù)幾家行業(yè)內(nèi)的龍頭企業(yè)具備一定的生產(chǎn)能力。同時(shí)，汽車工業(yè)的發(fā)展與起重機(jī)的關(guān)聯(lián)也十分密切，汽車底盤技術(shù)的成熟會(huì)對(duì)起重機(jī)承載能力的提高起到?jīng)Q定性的作用。盡管在技術(shù)上與歐美等國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有一定差距，但是這并不影響我們成為起重機(jī)的制造大國(guó)。這也就是為什么凱雷對(duì)徐工的收購(gòu)會(huì)引來(lái)如此大的反響，作為很有希望的民族產(chǎn)業(yè)，我們當(dāng)然不可能拱手相讓 [3] 。相對(duì)于外力輔助式夾鉗，重力式夾鉗只能靠夾鉗和物料的自重實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的夾持，它具有安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、不消耗動(dòng)力能源 、壽命較長(zhǎng)等特點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。相比對(duì)于國(guó)外，我們國(guó)家在夾鉗上的研究還是非常有限。 常用夾鉗裝置的發(fā)展與應(yīng)用 夾鉗裝置是夾鉗起重機(jī)的 取物裝置，它與起重機(jī)的幾個(gè)工作機(jī)構(gòu)配合，可從鑄錠車上擰斷湯道，夾取鋼錠，將鋼錠裝入均熱爐，再?gòu)木鶡釥t取出加熱后的鋼錠送進(jìn)運(yùn)錠車或直接放到棍道上運(yùn)往初軋機(jī)。 K為夾鉗鉗尖對(duì)鋼錠側(cè)面的兩個(gè)水平作用力 (央緊力 )之和對(duì)鋼錠自重的比值， K值越大，鋼錠越不會(huì)從夾鉗中脫落下來(lái)。央鉗開(kāi)圃機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在上方， 由電機(jī)通過(guò)立式減速機(jī)瓤傘齒輪對(duì)傳動(dòng)垂直螺桿 4， 由具有內(nèi)螺紋可上 下移動(dòng)的套筒帶動(dòng)拉桿， 使夾鉗啟閉。為了防止機(jī)構(gòu)過(guò)載， 在立式減速機(jī)上設(shè)有極限力矩保護(hù)裝置。在不同的鉗口開(kāi)度， 鋼錠的自重對(duì)夾緊力雖有一定影響，但占的比重不大。其結(jié)構(gòu)形式如圖 21。在夾鉗自重夾緊式夾鉗裝置中，革銷軸式的應(yīng)用最為普遍，單銷軸夾鉗裝置有兩個(gè)起升動(dòng)滑輪，每根 鋼繩由起升卷筒經(jīng)起升動(dòng)滑輪固定到小車架平 面上的拉桿上面。 將啟閉鋼繩下放，讓啟閉動(dòng)滑輪下降，與動(dòng)滑輪用拉桿和鏈條相連接的鉗銷軸隨之下降， 夾鉗因而下降。為了防止啟閉機(jī)構(gòu)在使夾鉬向上運(yùn)動(dòng)時(shí)夾鉗鉗桿上部滾子與八字形導(dǎo)槽頂部接觸時(shí)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)過(guò)載，在啟閉機(jī)構(gòu)設(shè)有極限力矩保護(hù)裝置。開(kāi)始時(shí)，夾鉗上部滾子與導(dǎo)槽之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)槽架上升到某一高度后，夾鉗開(kāi)始夾緊鋼錠， 滾子與導(dǎo)槽之間不再出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由夾鉗帶著鋼錠與導(dǎo)槽架一起上升。當(dāng)夾鉗夾住鋼錠，導(dǎo)槽架帶動(dòng)夾鉗和鋼錠一齊起升時(shí)，夾緊力是由夾鉗和鋼錠的重量共同構(gòu)成的。為了工作可靠，應(yīng)使夾鉗在任何開(kāi)度時(shí)的夾緊系數(shù)都保持足夠大的值，這可由設(shè)計(jì)特殊的導(dǎo)槽曲線 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 [5] 圖 雙銷軸 夾鉗自重夾緊式夾鉗裝置 圖 雙銷軸軸距可調(diào)式 自重夾緊式夾鉗裝置 夾鉗裝置自重夾緊式 夾鉗裝置自重夾緊式夾鉗裝置的結(jié)構(gòu)型式見(jiàn)圖 。夾鉗的張開(kāi)運(yùn)動(dòng)是閉合運(yùn)動(dòng)的通 過(guò)程，當(dāng)啟閉機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)，滑塊的移動(dòng)量由限位開(kāi)關(guān)控制?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)在立柱最上方， 電機(jī)通過(guò)減速 機(jī)傘齒輪對(duì)、立柱及立柱下方的內(nèi)齒輪使夾鉗回轉(zhuǎn) [6] 。夾鉗須閉合時(shí)：憲鉗處于張開(kāi)狀態(tài)的夾鉗裝置的重量支承在啟閉鋼繩上。 圖 鋼繩張力附加夾緊式夾鉗裝置 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 3 設(shè)計(jì)目的及主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 通過(guò)上網(wǎng)搜索技術(shù)資料、到圖書館查閱文獻(xiàn)、到機(jī)器制造有限公司實(shí)習(xí)搜集資料以及技術(shù)專家交流 學(xué)習(xí)等方式，了解國(guó)內(nèi)外各種已經(jīng)生產(chǎn)的夾鉗，理解起重夾鉗的基本工作原理，從而在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出該起重夾鉗設(shè)備。輕、小型起重設(shè)備，一般只有一個(gè) 升降機(jī) 構(gòu)，它只能使重物作單一的升降運(yùn)動(dòng)。 （ 3）臂架式起重機(jī) 臂架式起重機(jī)包括：起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu) 、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。 （ 4）升降機(jī) 升降機(jī)的特點(diǎn)是重物或取物裝置只沿導(dǎo)軌升降。 由圖 所示，電動(dòng)機(jī) 2 通過(guò)鋼絲繩卷與起重滑輪 3 結(jié)合帶動(dòng)鋼絲繩上的貸物升降運(yùn) 動(dòng)，電動(dòng)機(jī) 1 通過(guò)皮帶輪 6 帶動(dòng)吊臂支柱 7 水平運(yùn)移同時(shí)鋼絲繩上的貸物也水平運(yùn)移。其中控制電機(jī)和一些交、直流小功率電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。 100kg 起重機(jī)的傳動(dòng)裝置方案的設(shè)計(jì) 根據(jù)工作原理的不同 ,可將傳動(dòng)分為兩類：機(jī)械傳動(dòng)；電傳動(dòng)。 至于 在具體情況下，究竟選擇哪種傳動(dòng)類型，只有綜合對(duì)比若干方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)后才能做出結(jié)論。效率的對(duì)立面是傳動(dòng)中的功率損失。 各種傳動(dòng)傳遞功率的范圍及效率概值見(jiàn)表 1。傳動(dòng)速度的提高，在不同傳動(dòng)形式中要受到不同因素的限制，例如載荷、傳動(dòng)的熱平衡條件、離心力及振動(dòng)穩(wěn)定性等。在大傳動(dòng)比的多級(jí)傳動(dòng)中，傳動(dòng)比的分配對(duì)外廓尺寸有著很大的影響。由于電機(jī)的額定速度較大，而工作速度較小，可以采用多級(jí) V帶傳動(dòng)來(lái)減速而達(dá)到所需速度。與優(yōu)質(zhì)碳素鋼相比，對(duì)含碳量、性能范圍以及磷、硫和其他殘余元素含量的限制較寬。其中質(zhì)量等級(jí)按 A、 B、 C、 D 順序依次增高， F 代表沸騰鋼， b 代表鎮(zhèn)靜鋼，代表鎮(zhèn)靜鋼等。這兩位數(shù)字代表鋼中的平均含