50噸橋式起重機小車機構(gòu)設(shè)計【文獻綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計文獻綜述</b></p><p>　　機械設(shè)計制造及其自動化</p><p>　　50噸橋式起重機小車機構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　綜 述</b></p><p>　　起重機械包括各種簡單的起重設(shè)備和各類起重機。它廣泛使用在起重、運輸、裝卸和</p

2、><p>　　安裝等作業(yè)中，以減輕體力勞動，提高勞動生產(chǎn)率或在生產(chǎn)過程中進行某些特殊的工業(yè)操作；對機械化和自動化生產(chǎn)，它更是一項不可或缺的物料搬運機械設(shè)備。</p><p>　　橋式起重機是指用吊鉤或抓斗吊取貨物的一種機械，它由橋架（大車）和起重小車兩大部分組成。橋架橫跨于廠房或露天貨場上空，沿吊車梁上的起重機軌道縱向運行，起重小車在橋架上沿小車軌道橫向運行，通用橋式起重機有大車運行機構(gòu)（裝在

3、橋架上）、起升機構(gòu)和小車運行機構(gòu)（裝在小車上）等三中工作性機構(gòu)，皆為電動。一般情況下大車運行軌道為直線，起重機可在長方形場地作起重裝載工作；在特殊情況下大車運行軌道可為一個圓圈，起重機則工作于一個圓形場地上。橋式起重機廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。</p><p>　　橋式類型起重機可分為：梁式起重機、通用橋式起重機、龍門起重機、裝卸橋、冶金橋式起重機和纜索起重機。</p>&

4、lt;p>　　起重機運行機構(gòu)的驅(qū)動方式可分為兩大類：一類為集中驅(qū)動，即用一臺電動機帶動長傳動軸驅(qū)動兩邊的主動車輪；另一類為分別驅(qū)動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅(qū)動。中、小型橋式起重機較多采用減速器、制動器和電動機組合成一體的“三合一”驅(qū)動方式，大起重量的普通橋式起重機為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動裝置常采用萬向聯(lián)軸器。</p><p>　　橋架的金屬結(jié)構(gòu)由主梁和端梁組成，分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類。單主梁橋架

5、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。橋架主梁的結(jié)構(gòu)類型較多比較典型的有箱形結(jié)構(gòu)、四桁架結(jié)構(gòu)和空腹桁架結(jié)構(gòu)。</p><p>　　起重機運行機構(gòu)一般只用四個主動和從動車輪，如果起重量很大，常用增加車輪的辦法來降低輪壓。當(dāng)車輪超過四個時，必須采用鉸接均衡車架裝置，使起重機的載荷均勻地分布在各車輪上。</p><p>　　國外起重機的發(fā)展方向：</p>

6、<p>　　1. 重點產(chǎn)品大型化，高速化和專用化</p><p>　　2. 通用產(chǎn)品小型化、輕型化和多樣化</p><p>　　3. 系列產(chǎn)品模塊化、組合化和標(biāo)準(zhǔn)化</p><p>　　4. 產(chǎn)品性能自動化、智能化和數(shù)字化</p><p>　　5. 產(chǎn)品組合成套化、集成化和柔性化</p><p>　　國內(nèi)起

7、重機的發(fā)展方向：</p><p>　　1. 整機性能：由于先進技術(shù)和新材料的應(yīng)用，同種型號的產(chǎn)品，整機重量要輕20%左右。隨著結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用和先進設(shè)備的使用，結(jié)構(gòu)形式更加合理；更新零部件，提高整機性能。</p><p>　　2. 作更方便、舒適、安全，保護裝置更加完善機械化運輸系統(tǒng)的組合應(yīng)用</p><p>　　3. 高性能、高可靠性的配套件，選擇余地大、適應(yīng)性好,性

8、能得到充分發(fā)揮</p><p>　　4. 電液比例控制系統(tǒng)和智能控制顯示系統(tǒng)的推廣應(yīng)用</p><p>　　5. 向吊重量大、起升高度、幅度更大的大噸位方向發(fā)展</p><p>　　6. 充分吸收利用國外先進技術(shù)</p><p>　　起重機在國民經(jīng)濟中的地位：</p><p>　　自有人類文明以來，物料搬運便成了要類活

9、動的重要組成部分，距今已有五千多年的發(fā)展歷史。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大，自動化程度的提高，作為物料搬運重要設(shè)備的起重機在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應(yīng)用越來越廣，作用愈來愈大，對起重機的要求也越來越高，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動了現(xiàn)代設(shè)計和制造能力的提高，激烈的國際市場競爭也越來越依賴于技術(shù)的競爭。這些都促使起重機的技術(shù)性能進入嶄新的發(fā)展階段，起重機正經(jīng)歷著一場巨大的變革如何。</p><p>　　物料的搬運在整個國發(fā)經(jīng)濟中有著十分

10、重要的地位。提高起重機的生產(chǎn)效率，確保運行安全可靠性，降低物料搬運成本是十分重要的。據(jù)統(tǒng)計在美國每百元工業(yè)產(chǎn)品成品中，物料搬運費用要占20~25美元，美國某廠生產(chǎn)流程中物料搬運所用的工時占總生產(chǎn)周期的80%.英國每年用于工廠及工地物料搬運的費用達(dá)10億英磅，相當(dāng)于全國工資支出的九分之一。1974年英國工業(yè)部下屬的物料搬運調(diào)查委員會曾對30家公司進行調(diào)查并指出：“工序間的物料搬運費用占加工費的12%以上，如果加上工序內(nèi)和工廠外的搬運達(dá)到成

11、本的20%~25%。德國Demag公司也曾作過詳細(xì)調(diào)查，證實物料搬運費用占生產(chǎn)費用的45%。</p><p>　　日本每年物料搬運費用是國民生產(chǎn)總值的 10 %左右 ,美國工業(yè)產(chǎn)品總成本的 20 %～25 %為搬運費用 , 而我國煉鋼工業(yè)中物料搬運費用占生產(chǎn)總成本的 40 %左右 。由此可見 ,起重運輸機械與國民經(jīng)濟有著較密切的關(guān)系 。</p><p>　　我國東風(fēng)汽車廠也作過統(tǒng)計，汽車零

12、件在工廠中的加工工時僅占5%，其他95%的工時均用在搬運和儲存之中。生產(chǎn)1t產(chǎn)品要把物料提升50t次，生產(chǎn)1鑄件要搬運80次，東風(fēng)汽廠的生產(chǎn)能力原定為10萬輛，物料搬運設(shè)備占了總設(shè)備的很大部分。由此看到，作為物料搬運設(shè)備重要組成的起重機的需要量是十分可觀的，起重機械行業(yè)有著廣闊的前景。</p><p>　　二、 橋式起重機小車的總體設(shè)計</p><p>　　1. 起重機小車的構(gòu)造<

13、/p><p>　　橋式起重機小車主要由起升機構(gòu)，小車運行機構(gòu)和小車架三部分組成；另外還有一些小車的其他的部件。</p><p>　　我國制造的橋式起重機的小車具有下列特征：</p><p>　　(1） 在設(shè)計機構(gòu)和小車架的時候，遵循“三化”（標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化）的原則。</p><p>　　(2) 起升和運行機構(gòu)由獨立的部件構(gòu)成。這些部件間

14、采用補償聯(lián)軸器聯(lián)系起來。</p><p>　?。?） 小車的車架用鋼板焊接而成。</p><p>　?。?） 所有機構(gòu)中都采用滾動軸承。</p><p>　?。?） 對于制動器，近年來趨向用制動性能良好的電動液壓推桿和電磁液壓推桿式制動器。</p><p>　?。?） 起升機構(gòu)和運行機構(gòu)采用減速器式傳動裝置，僅在起重量較大、傳動比高時，低速級

15、才采用一級開式齒輪，而高速級仍采用減速器傳動。</p><p>　?。?） 為簡化起重機機構(gòu)的維護工作，軸承的潤滑最好采用集中潤滑系統(tǒng)。</p><p>　?。?） 在制造起重機，由于零件的熱處理得到了廣泛的應(yīng)用，從而大大的提高了零件表面的耐磨性，延長了他們的使用壽命。</p><p>　?。?） 起重小車除有起升、運行機構(gòu)、小車架和一些部件外，還必須有必要的安全保

16、護裝置：如欄桿、排障板、限位開關(guān)、撞尺和緩沖器等。</p><p>　　2. 設(shè)計小車的基本原則的要求</p><p>　　在設(shè)計橋式起重機小車時，必須力求滿足以下幾方面的要求：</p><p>　　（1）小車上機構(gòu)的布置及同一機構(gòu)中各零部件的配合要求適當(dāng)。</p><p>　　（2）整臺起重機與廠房建筑物的配合，以及小車與橋架的配合要適合。

17、</p><p>　?。?）小車架上的機構(gòu)與小車架配合要適當(dāng)。</p><p>　?。?）小車車輪的輪壓分布要求均勻。</p><p>　　（5）盡量選用標(biāo)準(zhǔn)零部件，以提高設(shè)計與制造的工作效率，降低生產(chǎn)成本。</p><p>　　（6）小車各部件的設(shè)計應(yīng)考慮制造、安裝和維護檢修方便，盡可能保證個部件拆下修理時而不需移動鄰近的部件。</p

18、><p>　　3. 起升機構(gòu)傳動方案</p><p>　　I、起升機構(gòu)傳動方案</p><p>　　橋式起重機小車，因為起重量、起升高度與起升速度等設(shè)計參數(shù)的不同。而有多種傳動方案。在這些方案中大體可分為閉式傳動和開式傳動兩類。由于本課題為50噸橋式起重機，故選用閉式起升機構(gòu)傳動方案。</p><p>　　在電動機與卷筒之間，大多數(shù)情況采用傳動效

19、率高的圓柱齒輪輕減速器，而窩輪減速器，由于傳動效率低，除非受地位限制外，一般較少應(yīng)用。</p><p>　　有時在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)軸器直接相連接。有時在電動機與減速器之間采用一中間軸，軸餓一端聯(lián)有半齒聯(lián)軸器，另一端則聯(lián)有帶制動輪的半齒聯(lián)軸器。（即浮動軸）</p><p>　　II、大起升高度的起升機構(gòu)</p><p>

20、;　　對于Q<50tf的橋式起重機或橋式裝卸機，當(dāng)起升高度H〈18m時，卷筒用單層卷繞即可滿足。起升高度超過不大時可采用加大卷筒直徑的單層卷繞法；對于室內(nèi)用橋式起重機，不能單純用加大卷筒的方法，因為小車高度尺寸的增加要受到廠房高度尺寸的限制。解決大起升高度的合理方案有以下幾種：</p><p>　　(1）簡單方法———減小滑輪組倍率</p><p>　　當(dāng)起升高度一定時，卷筒的繞繩量

21、與滑輪倍率成正比，倍率愈大繞繩愈大。起升高度大時，適當(dāng)減小倍率便能減少鋼絲繩上卷筒的長度。但減少倍率會使鋼絲繩的拉力相應(yīng)要增大，繩直徑變粗要求卷筒直徑也增大。故只有在減少繞繩量使機構(gòu)外形尺寸縮小比卷筒外徑更為有利才考慮。</p><p><b>　　2）雙層卷繞</b></p><p>　　可分為普通雙層卷繞與四聯(lián)滑輪組雙層卷繞</p><p>

22、;<b>　　3）多層卷繞</b></p><p>　　為使鋼絲繩排列整齊，提高壽命，可裝設(shè)專門的排繩裝置。</p><p>　　III、起升機構(gòu)的幾種機械變速方法</p><p>　　許多場合要求起重機的工作速度可以調(diào)節(jié)，如裝配作業(yè)中要求下降時能微動以便對準(zhǔn)裝配位置；在鑄造車間要求下降速度盡可能小以便合箱。在熱處理車間淬火用起重機卻要求能快速

23、下降以滿足淬火工藝的需要，在一些要求高生產(chǎn)效率的裝卸起重機中，也提出空鉤快速下降的要求。為滿足各種變速要求，可以用電氣控制方法，也可以用機械控制方法。更多是依靠兩者相結(jié)合的方法來實現(xiàn)。其中常見的機械變速方案：</p><p>　　(1）拔叉變速減速器</p><p>　　它適用于不需要經(jīng)常變速的場合。</p><p>　　(2) 雙電動機——行星減速器傳動</

24、p><p>　　利用機構(gòu)中兩臺電動機轉(zhuǎn)向以及停轉(zhuǎn)等不同工作狀況的組合，可以使卷筒得到四種不同的工作轉(zhuǎn)速。這種方案適用于需經(jīng)常變速的場合。</p><p>　　(3) 雙電動機——行星聯(lián)軸器（微動裝置）傳動</p><p>　　采用此法可得到相當(dāng)于正常速度下1%的微動速度。它適用于經(jīng)常有微動的場合。</p><p>　　4. 小車運行機構(gòu)的傳動方案

25、</p><p>　　對于具有四個車輪其中半數(shù)為主動輪的小車運行機構(gòu)，其傳動方案可分為全部為閉式齒輪傳動和帶有開式齒輪傳動兩大類。</p><p><b>　　5. 小車的布置圖</b></p><p>　　選定電動機、減速機、制動器、卷筒和車輪等零件以后，就可以作起升機構(gòu)和運行機構(gòu)的布置圖，然后再作小車的平面布置圖。在作小車平面布置圖時，其方

26、法如下：</p><p>　　一、確定小車軌距和小車輪距</p><p>　　小車軌距查相關(guān)資料。小車輪距則應(yīng)根據(jù)使機構(gòu)布置緊湊的原則決定,或參考已有的設(shè)計數(shù)據(jù)決定，或參考已有數(shù)據(jù)決定。</p><p>　　二、按照選定的小車結(jié)構(gòu)方案進行下列幾項工作</p><p>　　1. 小車遠(yuǎn)行機構(gòu)的布置</p><p>　　在

27、布置小車遠(yuǎn)行機構(gòu)時,根據(jù)已選定的機構(gòu)傳動方案,最好先在坐標(biāo)紙上按比例畫出減速器的輪廓,并注意準(zhǔn)確畫出外伸軸端的位置，注好尺寸。其次,在減速器低速軸線上,根據(jù)選好的小車軌跡畫出車輪和車輪軸的位置.然后沿減速器高速軸畫出電動機,制動機等位置。</p><p>　　2. 求出小車遠(yuǎn)行機構(gòu)的重心</p><p>　　求小車遠(yuǎn)行機構(gòu)重心的目的，在于使各機構(gòu)連同起升載荷的總重心能處于或接近于小車架的中

28、心上,從而能使各車輪的輪壓均勻分布。其求法是先把對稱于中心平面的各零件重量合在一起考慮,并假使其總重量為G1(kgf)，它應(yīng)包括減速器,,低速傳動軸以及四個聯(lián)軸器等重量，但不包括車輪部件上午自重,因四個車輪與小車架一起可考慮其重心與小車架的中心重合。其次，求其他非對稱中心平面的零件的重量:如聯(lián)軸器自重G2，電動機重量G3，制動輪與制動器重量G4。并定出各零部件重心作用線的位置;然后在計算小車的總重心作用線距中心平面的距離d:</p

29、><p>　　d=(G2a+G3b+G4c)/(G1+G2+G3+G4)</p><p>　　式中G1,G2,G3,G4------小車運行機構(gòu)總重量(kgf)</p><p>　　a,b,c----------------相應(yīng)于G2,G3,G4各重心與中心平面的距離(mm)。</p><p>　　3. 布置起升機構(gòu),并求其重心作用線在水平面上的

30、位置</p><p>　　4. 確定起升機構(gòu)在小車架上的位置和決定小車輪距</p><p>　　5. 小車輪壓計算和最后確定機構(gòu)的安裝位置</p><p><b>　　6．小車計劃圖</b></p><p>　　1.繪制小車計劃圖的母的機器與小車裝配圖的區(qū)別</p><p>　　2.對于繪制小車計

31、劃圖的要求</p><p>　　3.小車計劃圖的畫法 </p><p>　　三、 橋式起重機小車的部件設(shè)計</p><p><b>　　1.卷筒部件的設(shè)計</b></p><p><b>　　2.吊鉤裝置的設(shè)計</b></p><p><b>　　3.制動器的設(shè)計&

32、lt;/b></p><p><b>　　4.小車架的設(shè)計</b></p><p><b>　　四、結(jié)束語</b></p><p>　　本次課題設(shè)計重點闡述了橋式起重機，起升機構(gòu)、運行機構(gòu)的設(shè)計計算過程。其中，起升機構(gòu)包括卷筒、鋼絲繩、滑輪的設(shè)計；運行機構(gòu)包括小車傳動方案的設(shè)計、主從車輪的設(shè)計、運行軌道的設(shè)計。今后橋

33、式起重機應(yīng)該向輕型化、數(shù)控化、精確化等多元化發(fā)展，走向更多更廣的層面，為推動國民經(jīng)濟的發(fā)展作出更大的幫助。</p><p><b>　　五、參考文獻</b></p><p>　　[1]成大先.機械設(shè)計手冊（第五版）：起重運輸件.五金[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.1</p><p>　　[2]起重機設(shè)計手冊編寫組. 起重機設(shè)計手冊[M

34、]. 北京：機械工業(yè)出版社，1977</p><p>　　[3]陳道南，盛漢中,過玉卿. 起重運輸機械[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 1981</p><p>　　[4]濮良貴, 紀(jì)名剛. 機械設(shè)計（第八版）[M]. 北京：高等教育出版社, 2006 </p><p>　　[5]陳道南，盛漢中. 起重機課程設(shè)計[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社, 1982</

35、p><p>　　[6]劉鴻文. 材料力學(xué)（第4版）[M]. 北京：高等教育出版社, 2004.1</p><p>　　[7]機械設(shè)計手冊聯(lián)合編寫組編. 機械設(shè)計手冊 中冊[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 1980</p><p>　　[8]王光大，張斌如等.機械工程師手冊 上冊[M].機械工業(yè)出版社, 1999.5</p><p>　　[9]王光

36、大，張斌如等.機械工程師手冊 下冊[M].機械工業(yè)出版社, 1999.5</p><p>　　[10]沈鴻，周建南等.機械工程手冊第12卷[M].機械工業(yè)出版社, 1982</p><p>　　[11]張質(zhì)文等. 起重機設(shè)計手冊[M].北京：中國鐵道出版社，1997</p><p>　　[12]中建民．橋式起重機運行機構(gòu)的CAD[J]．山西機械，1995.</

37、p><p>　　[13]吳宗澤，羅圣國．機械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M]．高等教育出版社，2006.5.</p><p>　　[14]T.H.C.Childs,etc.metal Machining[M].London.ARNOLD, 2000.</p><p>　　[15]M’hamed Souli.LS-DYNA Avanced Course in ALE and Flu