【正文】 最后，感謝所有在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予過我?guī)椭娜恕? 另外，感謝校方給予我這樣一次機(jī)會(huì)，能夠獨(dú)立地完成一個(gè)課題，并在這個(gè)過程當(dāng)中，給予我們各種方便，使我們?cè)诩磳㈦x校的最后一段時(shí)間里，能夠更多學(xué)習(xí)一些實(shí)踐應(yīng)用知識(shí)，增強(qiáng)了我們實(shí)際應(yīng)用能力，提高了獨(dú)立思考的能力?，F(xiàn)在回想起來，自己當(dāng)初就是太狹隘了，在現(xiàn)在的社會(huì)化大生產(chǎn)中，以人為本的設(shè)計(jì)思想，高效，準(zhǔn)確，服務(wù)已經(jīng)成為企業(yè)每個(gè)人的核心思想，作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，更應(yīng)該充分地 掌握這些服務(wù)理念，其實(shí)也是一種設(shè)計(jì)理念。 （ 4） 學(xué)習(xí)是一個(gè)不斷 進(jìn)取 的過程，當(dāng)初我在初次遇到一些概念，比如并行工程，產(chǎn)品全壽命，快速響應(yīng)設(shè)計(jì)，模塊化設(shè)計(jì)，可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)等時(shí)，我對(duì)這些概念很不以為然，當(dāng)時(shí)我片面得認(rèn)為這些名詞更應(yīng)該是工業(yè)工程的范圍?，F(xiàn)在的許多設(shè)計(jì)理念其實(shí)都是這個(gè)項(xiàng)目的派生物，現(xiàn)在這個(gè)項(xiàng)目完成的最好，同時(shí)也衍化出許多設(shè)計(jì)理念，比如模塊化設(shè)計(jì)，并行工程，全壽命周期設(shè)計(jì)，仿真與虛擬設(shè)計(jì)，動(dòng)態(tài)分析等。 （ 3） 專業(yè)其實(shí)是旁通的，現(xiàn)代流行的許多設(shè)計(jì)理念比如有限元法，反求工56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 35 程，工程數(shù)據(jù) 庫，可靠性設(shè)計(jì)，疲勞設(shè)計(jì)，健壯設(shè)計(jì)等其實(shí)都不是搞機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)者想 出來的?，F(xiàn)在的起重機(jī)械，尤其是港口機(jī)械的機(jī)型雖然是許多輩前人的辛苦努力的結(jié)果，但是這并不意味著這些機(jī)型就是完美的，其實(shí)我們也可以進(jìn)行改進(jìn)。 （ 2） 國內(nèi)的技術(shù)創(chuàng)新主要集中在零件上，這些年來，許多企業(yè)也加大了對(duì)控制方面的重視。才能不斷地進(jìn)步。標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)最低 的要求，是社會(huì)技術(shù)成熟的結(jié)果，它并不代表行業(yè)最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)計(jì)方法。而標(biāo)準(zhǔn)化是這一趨勢(shì)的必然出路。社會(huì)的飛速進(jìn)度也要求我們提高生產(chǎn)效率。 （ 1） 現(xiàn)在的機(jī)械設(shè)計(jì)可以說是一種組合與篩選。對(duì)我知識(shí)體系的鞏固和升華有很大的作用。 結(jié)束語 我認(rèn)為這次起重機(jī)設(shè)計(jì)是我大學(xué)里專業(yè)學(xué)習(xí)收獲最多的一次。 主梁的垂直剛度驗(yàn)算 主梁在滿載小車的輪壓作用下，在跨中所產(chǎn)生的最大垂直撓度可按照公式計(jì)算： 56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 33 式中， 代入數(shù)據(jù)可得： 允許的撓度值由公式得： 因此通過驗(yàn)算。 主梁的強(qiáng)度驗(yàn)算 （ 1）主梁中間截面的最大彎曲應(yīng)力根據(jù)公式計(jì)算： 式中， 主梁中間截面對(duì)水平重心軸線 xx的抗彎截面模數(shù)，其近似值： 56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 32 主梁中間截面對(duì)垂直重心軸線 yy的抗彎截面模數(shù)，其近似值： 因此可得： 由表查得 Q235 鋼的許用應(yīng)力為 故。 4 橋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 29 主要尺寸的確定 大車輪距 ： ，取 主梁高度 ： 端梁高度 ： 橋架端部梯形高度 ： 取 主梁腹板高度 ： 根據(jù)主梁計(jì)算高度 ，最后選定腹板高度 確定主梁截面尺寸 ： 主梁中間截面各構(gòu)件板厚根據(jù)表推薦確定如下 腹板厚 ；上下蓋板厚 主梁兩腹板內(nèi)壁間距根據(jù)下面的關(guān)系式來決定： ； 因此取 蓋板寬度： ，取 主梁的實(shí)際高度： 56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 30 同理，端梁支撐截面的腹板高度根據(jù)表推薦確定如下： 故支撐截面腹板高度取 ，這時(shí)支撐截面的實(shí)際高度為： 主梁的計(jì)算 計(jì)算載荷確定 查圖曲線得半個(gè)橋架的自重， 則主梁由于橋架自重引起的均勻載荷： 查表得主梁由于分別驅(qū)動(dòng)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的長傳動(dòng)軸系引起的均勻載荷：，取 。 因此 故疲勞驗(yàn)算通過。 驗(yàn)算低速浮動(dòng)軸強(qiáng)度 疲勞計(jì)算 56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 27 低速浮動(dòng)軸的等效扭矩： 式中： 等效系數(shù)，由表查得； 由 上 節(jié) 已 取 浮 動(dòng) 軸 端 直 徑 d=65mm ，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 浮動(dòng)軸的載荷變化為對(duì)稱循環(huán) (因運(yùn)行機(jī)構(gòu)正反轉(zhuǎn)扭矩值相同 )，許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： 式中 : 材料用 45 鋼 ， 取 ； ；； 考慮零件幾何形狀和零件表面狀況的應(yīng)力集中系數(shù)，參考起升季候計(jì)算，取 K=。 驗(yàn)算起動(dòng)不打滑條件 由于起重機(jī)系室內(nèi)使用的，故坡度及風(fēng)阻力矩均不計(jì)，故在無載起動(dòng)時(shí)，主動(dòng)車輪上與軌道接觸處的圓周切向力： 車輪與軌道粘著力： 56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 26 車輪與軌道粘著力： , 故滿載起動(dòng)時(shí)不會(huì)打滑，因此所選電動(dòng)機(jī)合適。 故所選電動(dòng)機(jī)和減速器均合適。 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率 56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 24 實(shí)際運(yùn)行速度： 誤差： ，合適。根據(jù)查表查得 由此可知， 故初選電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件通過。工作類型系數(shù) ,由表查得 ； 驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件 等效功率： 56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 23 式中， 初選電動(dòng)機(jī)功率： 式中， 電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，表查得 。 運(yùn)行阻力計(jì)算 摩擦力矩： 由表知 車輪的軸承型號(hào)為 22213c 調(diào)心滾子軸承，軸承內(nèi)徑和外徑的平均值 由表查得：滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù) ，軸承摩擦系數(shù) ，附加阻力系數(shù) 。 強(qiáng)度校核 最大計(jì)算輪壓： 56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 21 式中： 沖擊系數(shù) ,由表第Ⅱ類載荷當(dāng)運(yùn)行速度時(shí)， 。軌頂弧形半徑，由表查得。 車輪的計(jì)算輪壓： 根據(jù)點(diǎn)接觸情況計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力： 式中， 圖 31 運(yùn)行機(jī)構(gòu)簡圖 選擇車輪與軌道并驗(yàn)算其強(qiáng)度 車輪的最大輪壓：小車自重估計(jì)取為 假定輪壓均布，有 線載荷率： 56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 20 由表選擇車輪：當(dāng)運(yùn)行速度小于 60 ， ，工作級(jí)別 M5 時(shí)，車輪直徑 ，軌道為 38kgf/m 輕軌的許用輪壓為 ，故可用。 浮動(dòng)軸的構(gòu)造如 23 圖所示， 中間軸徑56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 19 ，取。 最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 : 許 用 扭 轉(zhuǎn) 應(yīng)力 : 式中 : 安全系數(shù)，由表查得 。 因此， ， ，故通過。 由上節(jié)選擇聯(lián)軸器中 ,已確定浮動(dòng)軸端直徑 d=55mm。 56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 16 驗(yàn)算制動(dòng)時(shí)間 制動(dòng)時(shí)間： 式中， ：電機(jī)滿載下降轉(zhuǎn)速，單位為 ； 平 均 制 動(dòng) 減 速 器 速 度，所以制動(dòng)時(shí)間合適。 56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 15 由于 [M]=2800M= ， 所選連軸器合格 。= 4= 。 選取梅花彈性連軸器：型號(hào)為 MLL9I400[M]=； GD 178。 電動(dòng)機(jī)的軸伸： d=85mm(錐形 )，長度 E=170177。 電動(dòng)機(jī)過載驗(yàn)算和發(fā)熱驗(yàn)算 過載驗(yàn)算按下式計(jì)算： ,滿足過載要求。低速軸最大扭矩為 。 選用減速器 減速器總傳動(dòng)比： 取實(shí)際傳動(dòng)比 。 56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 13 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 式中 ， ：在起升負(fù)載 作用下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速； ：電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速； ， ：是電動(dòng)機(jī)在 JC 值時(shí)的額定功率和額定轉(zhuǎn)速。 卷筒 A65X20xx11X2212X4 左 .21999 初選電動(dòng)機(jī) 功率計(jì)算： 式中 ， ： JC值時(shí)的功率，單位 KW； G:穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)和 JC 值查表 得 。 由于 ，故抗壓強(qiáng)度足夠。 卷筒壁厚 : 56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 11 。 卷筒長度 ： 式中 ：筒上有繩槽長度， ，安全圈 ，起升高度 ，槽節(jié)矩 ，繞直徑 選取卷筒型號(hào)為 ?；嗇S直徑為的 F型滑輪，標(biāo)記為 :滑輪 F18X25590 由 [3]附表 5 平衡滑輪選用 ， ，滑輪軸直徑的 F 型滑輪，標(biāo)記為 :滑輪 F18X25545 卷筒和滑輪的最小直徑 : 式中表示與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩機(jī)構(gòu)有關(guān)系數(shù)；查表得：筒 ；滑輪。選用滑輪直徑 D=450mm，取平衡滑輪直徑。右順（ ）。 鋼絲繩 ,根據(jù) M5 及 查 [2]表 和表 得 c 值為。 得 其 自 重 為 ： 圖 21 主起升機(jī)構(gòu)簡圖 1— 電動(dòng)機(jī)； 2— 聯(lián)軸器； 3— 傳動(dòng)軸； 4— 制動(dòng)軸； 5— 減速器； 6— 卷筒 選擇鋼絲繩 若滑輪組采用滾動(dòng)軸承， ，查 [1]表 和 得滑輪組效率、 ，得 。按 Q=65t，表 查取滑輪組倍率 ，因而承載繩的分支數(shù)。 56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 8 2 主起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算 確定傳動(dòng)方案，選擇滑輪組和吊鉤組 按照構(gòu)造緊湊的原則，決定采用下圖的傳動(dòng)方案。將我們所學(xué)的知識(shí)最大限度的貫穿起來，使我們學(xué)以至用、理論聯(lián)系實(shí)際。當(dāng)車輪超過四個(gè)時(shí)，必 須采用鉸接均衡車架裝置，使起重機(jī)的載荷均勻地分布在各車輪上。中、小型橋式起重機(jī)較多采用制動(dòng)器、減速器和電動(dòng)機(jī)組合成一體的“三合一”驅(qū)動(dòng)方式，大起重量的普通橋式起重機(jī)為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動(dòng)裝置常采用萬向聯(lián)軸器。小車架是支托和安裝起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等部件的機(jī)架，通常為焊接結(jié)構(gòu)。 起升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒和滑輪組。普通橋式起重機(jī)一般由起重小車、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。 空腹桁架結(jié)構(gòu)類似偏 軌箱形主梁，由四片鋼板組成一封閉結(jié)構(gòu)，除主腹板為實(shí)腹工字形梁外，其余三片鋼板上按照設(shè)計(jì)要求切割成許多窗口，形成一個(gè)無斜桿的空腹桁架，在上、下水平桁架表面鋪有走臺(tái)板，起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)及電氣設(shè)備裝在橋架內(nèi)部，自重較輕，整體剛度大，這在中國是較為廣泛采用的一種型式。 偏軌箱形雙梁和偏軌箱形單主梁的截面都是由上、下翼緣板和不等厚的主副腹板組成，小車鋼軌布置在主腹板上方，箱體內(nèi)的短加勁板可以省去，其中偏軌箱形單主梁是由一根寬翼緣箱形主梁代替兩根主梁，自重較小，但制造較復(fù)雜。 箱形結(jié)構(gòu)又可分為正軌箱形雙梁、偏軌箱形雙梁、偏軌箱形單主梁等幾種。主梁上焊有軌道，供起重小車運(yùn)行。單主梁橋架由單根主梁和位于跨度兩邊的端梁組成，雙梁橋架由兩根主梁和端梁組成。副小車用于修爐等輔助作業(yè)。主小車的立柱下端裝有挑桿，用以挑動(dòng)料箱并將 它送入爐內(nèi)。小車上有專門的脫錠裝置，脫錠方式根據(jù)錠模的形狀而定：有的脫錠起重機(jī)用項(xiàng)桿壓住鋼錠，用大鉗提起錠模；有的用大鉗壓住錠模，用小鉗提起鋼錠。 (5) 夾鉗起重機(jī)：利用夾鉗將高溫鋼錠垂直地吊運(yùn)到深坑均熱爐中，或把它取出放到運(yùn)錠車上。 (4) 鑄造起重機(jī)：供吊運(yùn)鐵水注入混鐵爐、煉鋼爐和吊運(yùn)鋼水注入連續(xù)鑄錠設(shè)備或鋼錠模等用。這種起重機(jī)的工作特點(diǎn)是使用頻繁、條件惡劣，工作級(jí)別較高。橋架可以沿高架上的軌道運(yùn)行，也可沿懸吊在高架下面的軌道運(yùn)行，這種起重機(jī)稱為懸掛梁式起重機(jī)。 (2) 簡易梁橋式起重機(jī)又稱梁式起重機(jī)，其結(jié)構(gòu)組成與普通橋式起重機(jī)類似，起重量、跨度和工作速度均較小。各類橋式起重機(jī)的特點(diǎn)如下 (1) 普通橋式起重機(jī)主要采用電力驅(qū)動(dòng)，一般是在司機(jī)室內(nèi)操縱，也有遠(yuǎn)距離控制的。 橋式起重機(jī)的分類與結(jié)構(gòu) 橋式起重機(jī)廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場(chǎng)等處。德國近年為解決起重機(jī)吊鉤的防擺控制，開發(fā)了模糊邏輯電路的控制技術(shù)，用神經(jīng)信息和模糊技術(shù)來尋找開始加速的最佳時(shí)刻，將有經(jīng)驗(yàn)司機(jī)防擺實(shí)際操作的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。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。在電控方面開發(fā) 性能好、成本低、可靠性高的調(diào)速系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，發(fā)展半自動(dòng)和全自動(dòng)操縱。液壓推桿盤式制動(dòng)器的應(yīng)用范圍也越來越大。為了減輕自重，提高承載能力，改善加工制造條件，增加產(chǎn)品成品率，零部件盡量采用以焊代鑄，如減速器殼體、卷簡、滑輪等都用焊接結(jié)構(gòu)。“三合一”運(yùn)行機(jī)構(gòu)是當(dāng)今世界輕、中級(jí)起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主流，將電動(dòng)機(jī)、減速器和制動(dòng)器合為一體，具有結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧美觀、拆裝方便、調(diào)整簡單、運(yùn)行平穩(wěn)、配套范圍大等優(yōu)點(diǎn)，國 外已廣泛應(yīng)用到各種起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)上。橋式起重機(jī)的橋架結(jié)構(gòu)型式大多采用箱形56 噸橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì) 5 四梁結(jié)構(gòu)，主梁與端梁采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接，便于運(yùn)輸與安裝。結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。這些在空間移動(dòng)的起重機(jī)搬運(yùn)系統(tǒng)代替了過去通常使用的自動(dòng)導(dǎo)向搬運(yùn) 車，使車間的地面面積得 到充分利用。例如生產(chǎn)工程機(jī)械的美國卡特皮勒公司金屬結(jié)構(gòu)廠購置了一條以橋式