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正文內(nèi)容

橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)(更新版)

  

【正文】 卷筒軸和滑輪軸之間的距離,其中Hmin=1300mm;a為卷筒上繞出的鋼絲繩分支相對(duì)于鉛垂線(xiàn)的允許偏斜角,取tga=所以,L光=mm卷筒半邊的繩槽部分長(zhǎng)度L0=(;卷筒長(zhǎng)度L雙=2(533+620)+155=1461mm,取L雙=1500mm,其壁厚可按經(jīng)驗(yàn)公式確定167。 驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件因起重機(jī)系室內(nèi)使用,故不計(jì)風(fēng)阻及坡度阻力矩,只驗(yàn)算空載及滿(mǎn)載起動(dòng)時(shí)兩種工況。起重量5噸至50噸范圍內(nèi)的雙梁橋式起重機(jī)的小車(chē),一般采用四個(gè)車(chē)輪支承的小車(chē),其中兩個(gè)車(chē)輪為主動(dòng)車(chē)輪。2).靜強(qiáng)度的計(jì)算計(jì)算強(qiáng)度扭矩: Mmax=Ψ2m,(GD2)ZL=m現(xiàn)選用兩臺(tái)YWZ200/25的制動(dòng)器,查[1]表1810其制動(dòng)力矩M=200 Nm初步估算高速軸上聯(lián)軸器的飛輪矩:(GD2)ZL+(GD2)L= NNj==式中,Kd電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù),由[1]表96查得Kd=查[2]表3127選用電動(dòng)機(jī)YR160M8;Ne=4KW,n1=705rm,GD2=,電動(dòng)機(jī)的重量Gd=160kg:等效功率:Nx=K25Q=100000=60KN 式中,Φ2—等效系數(shù),有[1]表48查得Φ2=車(chē)輪的計(jì)算輪壓:Pj= KCI(2)為了減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷,應(yīng)該使機(jī)構(gòu)零件盡量靠近主梁而遠(yuǎn)離走臺(tái)欄桿;盡量靠近端梁,使端梁能直接支撐一部分零部件的重量。2. 更新零部件,提高整機(jī)性能法國(guó)Patain公司采用窄偏軌箱型梁作主梁,其高、寬比為4~,大筋板間距為梁高的兩倍,不用小筋板,主梁與端梁的連接采用搭接的方式,使垂直力直接作用于端梁的上蓋板,由此可以降低端梁的高度,便于運(yùn)輸。2. 充分吸收利用國(guó)外先機(jī)技術(shù)起重機(jī)大小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用了德國(guó)Demang公司的“三合一”驅(qū)動(dòng)裝置,吊掛于端梁內(nèi)側(cè),使其不受主梁下?lián)虾驼駝?dòng)的影響,提高了運(yùn)行機(jī)構(gòu)的性能和壽命,并使結(jié)構(gòu)緊湊,外形美觀,安裝維修方便。一般情況下,吊鉤滑輪組與上方接觸物的距離應(yīng)不小于25mm。 位置限位器上升極限位置限制器又稱(chēng)起升限位位置、過(guò)卷?yè)P(yáng)限制裝置等,他用來(lái)限制高度,當(dāng)起升到上極限位置時(shí),限位器發(fā)生作用,使起升重物停止上升,可以防止起升重物繼續(xù)上升而發(fā)生鋼絲繩被拉斷、重物下墜的事故?;喗M可以省力,省力的倍數(shù)(也是減速的倍數(shù))稱(chēng)為滑輪組的倍率,用m表示。(3)提升設(shè)備或構(gòu)件時(shí),卷煙機(jī)要克服全部滑輪的阻力才能工作,而下方時(shí)則相反。(2)按使用方法有定滑輪、動(dòng)滑輪以及動(dòng)、定組成的滑輪。它只能改變繩索的受力方向,不能改變繩索的速度,也不能省力。4. 鋼絲繩選用注意事項(xiàng):(1)鋼絲繩的規(guī)格,應(yīng)根據(jù)不同的用途來(lái)選擇。(2)線(xiàn)接觸繩 繩股中各層鋼絲的捻距相等,外層鋼絲位于里層鋼絲之間的溝槽里,內(nèi)外層鋼絲相互接觸在一條螺旋線(xiàn)上,改變了接觸,增長(zhǎng)了壽命,增加了撓性。(2)同向捻鋼絲繩 繩與股的捻向相同,在自行松捻和扭轉(zhuǎn)的趨勢(shì),容易打結(jié)。(3)鋼絲繩磨損后,外表會(huì)產(chǎn)生許多毛刺,易于檢查。(4)在起重吊裝作業(yè)中使用的吊鉤,其表面要光滑,不能有剝裂、刻痕、銳角、接縫和裂紋等缺陷。板式鉤上有護(hù)板,板式鉤一般應(yīng)用GB7001988《普通碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條例》中規(guī)定的Q235A、Q235B或GB15191988《低合金結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件》中規(guī)定的16Mn鋼,軌制鋼制成。橋式起重機(jī)的工作速度根據(jù)工作要求而定:一般用途的橋式起重機(jī)采用中等的工作速度,這樣可以使驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率不致過(guò)大;安裝工作有時(shí)就要求很低的工作速度;吊運(yùn)輕件,要求提高生產(chǎn)效率,可取較高的工作速度??;吊運(yùn)重件,要求工作平穩(wěn),作業(yè)效率不是主要矛盾,可取較低的工作速度。(1)額定起重量 起重機(jī)所允許吊起的最大重物或者物料的質(zhì)量稱(chēng)為額定起重量,用Cn表示,單位用噸(t),額定起重量不包括吊鉤、吊環(huán)之類(lèi)吊具的質(zhì)量,但包括抓斗、電磁盤(pán)、盛鋼桶、料罐之類(lèi)可分吊具的質(zhì)量。一個(gè)大型冶金聯(lián)合企業(yè)用有數(shù)百臺(tái)之多的各種類(lèi)型起重機(jī)。多個(gè)作業(yè)人員之間的密切配合。(3)橋式起重機(jī)需要在較大的空間范圍內(nèi)運(yùn)行,要裝設(shè)軌道和車(chē)輪,活動(dòng)空間較大,一旦造成事故其影響的范圍也較大。按主梁結(jié)構(gòu)形式可分為:箱型結(jié)構(gòu)橋式起重機(jī)、桁架結(jié)構(gòu)橋式起重機(jī)、管型結(jié)構(gòu)橋式起重機(jī)。起升機(jī)構(gòu)用來(lái)垂直升降物品,起重小車(chē)用來(lái)帶著載荷作橫向移動(dòng),以達(dá)到在跨度內(nèi)和規(guī)定高度內(nèi)組成三維空間里做搬運(yùn)和裝卸貨物用。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,橋式起重機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及自動(dòng)化程度上相繼出現(xiàn)了一些新的變化和新的特點(diǎn),在結(jié)構(gòu)上,國(guó)內(nèi)起重設(shè)備已采用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì),以提高起重機(jī)的機(jī)械性能,在起重質(zhì)量方面逐步向大型化發(fā)展,大型橋式起重機(jī)正在鋼鐵、水利、發(fā)電等行業(yè)不斷出現(xiàn),令人世人矚目的三峽發(fā)電廠安裝了兩臺(tái)1200T/125T的橋式起重機(jī),2007年9月,起重量達(dá)2萬(wàn)噸的橋式起重機(jī)在山東煙臺(tái)佛士船廠投入使用,它標(biāo)志這我國(guó)起重機(jī)行業(yè)以達(dá)到世界先進(jìn)水平。橋式起重機(jī)在工礦企業(yè)、鋼鐵化工、鐵 路交通、港口碼頭以及物流周轉(zhuǎn)等部門(mén)和場(chǎng)所應(yīng)用的最為廣泛,是人們生產(chǎn)生活不可或缺的一種設(shè)備。 橋式起重機(jī)一般有大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的橋架、起升機(jī)構(gòu)和小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的起重小車(chē)、電氣設(shè)備、司機(jī)室等機(jī)構(gòu)組成,外形像一個(gè)兩端支撐在平行的兩條架空軌道上平移運(yùn)行的單跨平板橋。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,橋式起重機(jī)的種類(lèi)越來(lái)越多,根據(jù)使用吊具不同,可分為吊鉤式起重機(jī),抓斗式起重機(jī)和電磁吸盤(pán)式起重機(jī),根據(jù)用途不同,可分為通用橋式起重機(jī)、冶金專(zhuān)用橋式水電站用橋式起重機(jī)、大起升高度橋式起重機(jī)等。有的重物重達(dá)幾百?lài)嵞酥辽锨皣崳械奈矬w長(zhǎng)達(dá)幾十米,形狀也很不規(guī)則,有散粒、熱融狀態(tài)、易燃易爆危險(xiǎn)品等,吊運(yùn)過(guò)程復(fù)雜而危險(xiǎn)。作業(yè)人員應(yīng)有處理現(xiàn)場(chǎng)緊急情況的能力。在冶金企業(yè)中,從原料進(jìn)廠、冶煉軋制到產(chǎn)品出廠都需要大量的橋式起重機(jī)、加料起重機(jī)、鑄造起重機(jī)等,如一個(gè)300噸轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間所需起重機(jī)有幾十臺(tái)。主要參數(shù):1. 起重量起重量是指被起升重物的質(zhì)量,用G表示。各類(lèi)速度用v表示,單位為m/min。板式鉤一般用在起重量較大的起重機(jī)上,板式鉤有厚度為30mm成型板片重疊鉚合而成。(3)對(duì)吊鉤三個(gè)危險(xiǎn)斷面應(yīng)用火油清洗,用放大鏡看有無(wú)裂紋;對(duì)板式鉤應(yīng)檢查其襯套、銷(xiāo)子磨損情況。(2)撓性較高,使用靈活。起重機(jī)多用右捻鋼絲繩。(1)點(diǎn)接觸繩 繩股中各層鋼絲繩直徑相同,股中相鄰各層鋼絲的捻距不等,相互交叉,在交叉點(diǎn)上接觸,因此,點(diǎn)接觸繩易于磨損,壽命低。在滾筒直徑較大且磨損厲害處,如索道牽引、斜井卷?yè)P(yáng)可用鋼絲較粗的6619鋼絲繩;彎曲較多,滾筒直徑較小如穿掛滑車(chē)組、絞車(chē)絞磨、懸吊構(gòu)件、綁扎扒桿等應(yīng)用鋼絲較細(xì)的637以及661鋼絲繩。、動(dòng)滑輪、均衡滑輪、和導(dǎo)向滑輪,各輪組可簡(jiǎn)述如下:(1)定滑輪是用作支承繩索的運(yùn)動(dòng),通常作為導(dǎo)向滑輪和平衡輪使用。木滑輪通常適用于麻繩滑輪組,滑輪數(shù)一般在三個(gè)以下,吊裝輕;鋼滑輪多用于鋼絲繩滑輪組中,滑輪數(shù)按起重量的大小從18個(gè)不等。速比越大,起吊能力也越大。增速滑輪組是用液壓缸或汽缸直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)滑輪,動(dòng)滑輪為主動(dòng)部分,移動(dòng)的繩索端為從動(dòng)部分,當(dāng)主動(dòng)部分施力大時(shí),從動(dòng)部分得到的力小,但是主動(dòng)部分只需移動(dòng)較小的距離,就可使從動(dòng)部分得到較大的位移及較大的速度,起到增速作用。鑄造卷筒材料一般用HT20HT40,焊接滾筒采用A3鋼制造。(4)上升極限位置限位器的動(dòng)作距離。與正軌箱型相比,可減少或取消加筋板,減少結(jié)構(gòu)重量,節(jié)省加工工時(shí)。Patain公司的起重機(jī)大小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用三合一驅(qū)動(dòng)裝置,結(jié)構(gòu)比較緊湊,自重較輕,簡(jiǎn)化了總體布置,此外,由于運(yùn)行機(jī)構(gòu)與起重機(jī)走臺(tái)沒(méi)有聯(lián)系,走臺(tái)的振動(dòng)也不會(huì)影響傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在具體布置大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的零部件時(shí)應(yīng)該注意以幾點(diǎn):(1)因?yàn)榇筌?chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)要安裝在起重機(jī)橋架上,橋架的運(yùn)行速度很高,而且受載之后向下?lián)锨瑱C(jī)構(gòu)零部件在橋架上的安裝可能不十分準(zhǔn)確,所以如果單從保持機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能和補(bǔ)償安裝的不準(zhǔn)確性著眼,凡是靠近電動(dòng)機(jī)、減速器和車(chē)輪的軸,最好都用浮動(dòng)軸。 強(qiáng)度計(jì)算及校核1).疲勞強(qiáng)度的計(jì)算疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的等效載荷:Qd=Φ2m 運(yùn)行摩擦阻力:Pm(Q=Q)===3216N空載時(shí):Mm(Q=0)=βG(K+μd/2) =168000(+) =504NP m(Q=0)= Mm(Q=0)/(Dc/2) =5042/ =2016N 選擇電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)靜功率:Nj===式中,Pj=Pm(Q=Q)—滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)的靜阻力(P m(Q=0)=2016N)m=2—驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù) =—機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率:N=Kdm空載運(yùn)行時(shí)靜阻力矩:Mj(Q=0)===Mz== N[MI]=630N ss=30000N/cm2,則t1==60000=13200N/cm2;ts==30000=18000N/cm2K=KxKm==考慮零件的幾何形狀表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)Kx=,Km=,nI=—安全系數(shù),由[2]表221查得tn[t1k] 故疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算通過(guò)。小車(chē)架的設(shè)計(jì),采用粗略的計(jì)算方法,靠現(xiàn)有資料和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行,采用鋼板沖壓成型的型鋼來(lái)代替原來(lái)的焊接橫梁。由以上計(jì)算結(jié)果,故所選電動(dòng)機(jī)能滿(mǎn)足發(fā)熱條件 選擇減速器車(chē)輪轉(zhuǎn)速: 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比:根據(jù)減速器的傳動(dòng)比,計(jì)算出實(shí)際的運(yùn)行速度:查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》附表40選用ZSC4002減速器 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率實(shí)際運(yùn)行速度誤差:合適實(shí)際所需電動(dòng)機(jī)等效功率<故適合起動(dòng)時(shí)間: 式中 ;m=1——驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)當(dāng)滿(mǎn)載時(shí)靜阻力矩:平均起動(dòng)力矩當(dāng)滿(mǎn)載時(shí)靜阻力矩:Nm空載運(yùn)行時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)上的運(yùn)行靜阻力矩初步估計(jì)制動(dòng)輪和聯(lián)軸器的飛輪矩=機(jī)構(gòu)總飛輪矩( +)= kg滿(mǎn)軸啟動(dòng)時(shí)間:無(wú)載啟動(dòng)時(shí)間有表查的 電動(dòng)機(jī)能滿(mǎn)足快速啟動(dòng)要求 按起動(dòng)工況校核減速器功率啟動(dòng)狀況減速器傳遞的功率::式中 =3111+——計(jì)算載荷 ——運(yùn)行機(jī)構(gòu)中同一級(jí)傳動(dòng)減速器的個(gè)數(shù)=1.因此:所用減速器N[N],合適。選用鋼絲繩619171700GB 110274 滑輪、卷筒的計(jì)算(1)滑輪、卷筒最小直徑的確定為了確保鋼絲繩具有一定的使用壽命,滑輪、卷筒的直徑應(yīng)滿(mǎn)足: D≧ (e1)d繩對(duì)中級(jí)工作類(lèi)型的橋式起重機(jī),一般取e=25D≧(251)17=408 所以去卷筒直徑和滑輪直徑為D=500mm(2)卷筒長(zhǎng)度和厚度的計(jì)算 對(duì)于雙聯(lián)卷筒其結(jié)構(gòu)如下,L雙=2(L0+L1+L2)+L光L0=( )L 式中,Hmax為最大起升高度,Hmax為10米;n為鋼絲繩安全圈數(shù),又n≧,取n為2。m K制m;M等效=N 第4章 橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 橋架的結(jié)構(gòu)形式橋架的結(jié)構(gòu)主要有箱形結(jié)構(gòu),空腹桁架式結(jié)構(gòu),偏軌空腹箱形結(jié)構(gòu)及箱形單主梁結(jié)構(gòu)等,參考《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》,580噸中小起重量系列起重機(jī)一般采用箱形結(jié)構(gòu),且為保證起重機(jī)穩(wěn)定,我選擇箱形雙梁結(jié)構(gòu)作為橋架結(jié)構(gòu)。又如對(duì)組合板梁的板材使用,因保證穩(wěn)定性和防止銹蝕后強(qiáng)度減弱等原因,雙腹板的每塊厚度不能小于6mm,單腹板的厚度不小于8mm。因此可得:=1650+=1716=主梁的強(qiáng)度驗(yàn)算主梁中間截面的最大彎曲應(yīng)力:=≤式中 ——主梁中間截面對(duì)水平中心軸線(xiàn)的抗彎截面模數(shù),其近似值:==4500 ——主梁中間截面對(duì)垂直重心軸線(xiàn)的抗彎截面模數(shù),其近似值:==2263因此可得: =()=由《起重機(jī)課程設(shè)計(jì)》表224查得 A3鋼的許用應(yīng)力為:= 故 主梁支承截面的最大剪應(yīng)力:≤式中 ——主梁支承截面所受的最大剪力=42000+41400=137420——主梁支承截面對(duì)水平重心軸線(xiàn)的慣性矩,其近似值:==54180——主梁支承截面半面積對(duì)水平重心軸線(xiàn)的靜矩:= = =1266由此可得: ==查得許用剪應(yīng)力為=95故由以上計(jì)算可知,強(qiáng)度足夠。配置的結(jié)果,車(chē)輪輪緣距上蓋板底面為25mm。 第6章 焊接工藝設(shè)計(jì)對(duì)橋式起重機(jī)來(lái)說(shuō),其橋架結(jié)構(gòu)主要是由很多鋼板通過(guò)焊接的方法連接在一起,焊接的工藝的正確與否直接影響橋式起重機(jī)的力學(xué)性能和壽命。在近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將完成之際,衷心的向幫助過(guò)我,鼓勵(lì)過(guò)我的老師同學(xué)們
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