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題目：十噸位橋式起重機大車運行機構設計
信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)
學 號： 0923087
學生姓名： 葉宏城
指導教師： 陳炎冬（職稱：講 師 ）
（職稱： ）
2013年5月 25日
無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文）
誠 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 十噸位橋式起重機大車運行機構設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級： 機械92
學 號： 0923087
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日
無錫太湖學院
信 機 系 機械工程及自動化 專業(yè)
畢 業(yè) 設 計論 文 任 務 書
一、 題目及專題：
1、題目 十噸位橋式起重機大車運行機構設計
２、專題
二、課題來源及選題依據(jù)
本次課程設計的課題來源于正常的生產(chǎn)實踐需求。
選題的相關數(shù)據(jù)參數(shù)：
起重機的起重量Q=10T，
橋架跨度L=22.5m，
大車運行速度Vdc=43.8m/min，工作類型為中級，機構運行持續(xù)率為JC%=25，
起重機的估計重量G=168KN，小車的重量為Gxc=40KN，橋架采用箱形結構。
3、 本設計（論文或其他）應達到的要求：
1. 了解橋式起重機的大車運行機構的相關知識和工作原理。
2. 完成3張A0圖紙（折合）。
3. 撰寫設計說明書，內(nèi)容包括：課題的目的、意義、國內(nèi)外動態(tài)；研究的主要內(nèi)容；總體方案的擬定和主要參數(shù)的設計計算；傳動方案的確定及設計計算，主要工作部件的設計；主要零件分析計算和校核；參考文獻。文字在30頁左右，條理清楚，計算有據(jù)，格式按無錫太湖學院學士學位論文（設計）規(guī)范化要求。
四、接受任務學生：
機械 92 班 姓名 葉宏城
五、開始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設計（論文）指導（或顧問）：
指導教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學科組組長〕 簽名
系主任 簽名
2012年 11 月 12 日
摘 要
橋式起重機是一種工作性能比較穩(wěn)定，工作效率比較高的起重機。隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，橋式起重機越來越多的應用到工業(yè)生產(chǎn)當中。在工廠中搬運重物，機床上下件，裝運工作吊裝零部件，流水在線的定點工作等都要用到起重機。在查閱相關文獻的基礎上，綜述了橋式起重機的開發(fā)和研究成果,重點對橋式起重機大車運行機構、端梁、主梁、焊縫及連接進行設計并進行強度核算,主要是進行端梁的抗震性設計及強度計算和支承處的接觸應力分析計計算過程。設計包括電動機,減速器,聯(lián)軸器,軸承的選擇和校核。設計中參考了許多相關數(shù)據(jù), 運用多種途徑, 利用現(xiàn)有的條件來完成設計。本次設計通過反復考慮多種設計方案, 認真思考, 反復核算, 力求設計合理;通過采取計算機輔助設計方法以及參考他人的經(jīng)驗, 力求有所創(chuàng)新;通過計算機輔助設計方法, 繪圖和設計計算都充分發(fā)揮計算機的強大輔助功能, 力求設計高效。
關鍵詞：橋式起重機,大車運行機構,主梁，端梁，焊縫
Abstract
Bridge crane is a kind of performance is stability, the working efficiency is relatively high crane. Along with the development of China's manufacturing industry,bridge crane is applied to industrial production more and more . Carrying heavy loads in factories , machine tool fluctuation pieces, shipping work on the assembly line for hoisting parts, the designated work with a crane.On the basis of literature review, summarized the bridge crane development and research results, focusing on bridge crane during operation organization, main beam,end beam weld and connection for design and the strength calculation; Mainly for the girders extent design and strength calculation and the support of contact stress analysis program in calculation. Design including motor, reducer, coupling, bearing choosing and checking.
The design refer to many related information, reference to apply a variety of ways, make the existing conditions to complete design. By considering various design scheme repeatedly, thinking deeply,strive to design reasonable; By taking computer aided design method and reference the experience of others,strive to make innovation; Through computer aided design method, graphics and design calculations give fullplay to the powerful auxiliary function, computer to design efficient.
Key words: bridge crane; during operation organization; main beam; end beam;weld
目 錄
摘 要 IV
Abstract V
目 錄 VI
1 緒論 1
1.1 起重機背景及其理論 1
1.2 實際意義 1
1.3 研究現(xiàn)狀及存在問題 1
1.4 起重機國內(nèi)與國外發(fā)展動向 2
1.4.1 國內(nèi)橋式起重機發(fā)展動向 2
1.4.2 國外起重機的發(fā)展動向 2
1.5 橋式起重機設計的主要內(nèi)容 3
2 大車運行機構的設計 5
2.1 設計的基本原則和要求 5
2.1.1 機構傳動方案 5
2.1.2 大車運行機構具體布置的主要問題： 5
2.2 大車運行機構的計算 6
2.2.1 確定機構的傳動方案 6
2.2.2 選擇車輪與軌道，并驗算其強度 6
2.2.3 運行阻力計算 8
2.2.4 選擇電動機 9
2.2.5 驗算電動機的發(fā)熱功率條件 9
2.2.6 減速器的選擇 10
2.2.7 驗算運行速度和實際所需功率 10
2.2.8 驗算起動時間 10
2.2.9 起動工況下校核減速器功率 11
2.2.10 驗算啟動不打滑條件 11
2.2.11 選擇制動器 13
2.2.12 選擇聯(lián)軸器 14
2.2.13 浮動軸的驗算 14
2.2.14 緩沖器的選擇 15
3 端梁的設計 17
3.1 端梁的尺寸的確定 17
3.1.1端梁的截面尺寸 17
3.1.2 端梁總體的尺寸 17
3.2 端梁的計算 17
3.3 主要焊縫的計算 20
3.3.1 端梁端部上翼緣焊縫 20
3.3.2 下蓋板翼緣焊縫的剪應力驗算 21
4 端梁接頭的設計 22
4.1 腹板和下蓋板螺栓受力計算 22
4.2 計算螺栓和焊縫的強度 24
4.2.1 螺栓的強度校核 24
4.2.2 焊縫的強度校核 24
5 焊接工藝設計 26
6 結論與展望 30
致 謝 31
參考文獻 32
7
1 緒論
1.1 起重機背景及其理論
橋式起重機是架設在高架軌道上運行的一種橋架型起重機，又稱為天車。橋式起重機的橋架沿著鋪設在兩側的高架軌道縱向運行，起重小車沿著鋪設在橋架上的軌道橫向運行，構成覆蓋一定面積的工作區(qū)域，這樣可以充分利用橋架下面的空間吊運、裝卸貨物，不受地面設施、貨物的阻礙。橋式起重機廣泛地應用在室內(nèi)外倉庫、廠房、機場、港口和露天貨物場所等處。二十世紀以來，隨著鋼鐵、機械制造業(yè)和鐵路、港口、航空運輸及交通業(yè)的的發(fā)展，大大的促進了起重運輸機械行業(yè)的發(fā)展。對起重運輸機械的性能也提出了更高的要求?，F(xiàn)代起重運輸機械擔當著繁重的貨物搬運任務，是工廠、港口、貨運鐵路等工作部門實現(xiàn)貨物搬運、裝卸現(xiàn)代化、機械化的關鍵。因而起重機的金屬結構都用質量可靠的鋼材制造，并用焊接代替鉚接，不但簡化機構，縮短了制造時間，而且大大地減輕了自身的重量，焊接結構是現(xiàn)代金屬結構的特征。我國是應用起重機械最早的國家之一，我們的祖先采用杠桿搬運石料建造城墻，就是利用起重設備節(jié)省人力、裝卸貨物的例子。幾千年的封建統(tǒng)治和近代革命戰(zhàn)爭的影響，我國工業(yè)基礎薄弱，自行設計制造的起重機械很少，絕大多數(shù)起重運輸機械需要依靠進口。新中國成立以來，隨著冶金、鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，起重運輸機械也獲得了很好的發(fā)展，全國剛解放就建立了全國最大的大連起重機械廠，1949 年10月，在該廠試制成功我國第一臺起重量為50 噸，跨度為22.5m 的橋式起重機。為培養(yǎng)起重運輸機械專業(yè)的人才，多所高等工業(yè)學校，創(chuàng)辦了起重運輸機械專業(yè)。到目前為止，我國通用門式起重機和工程起重機已擺脫了仿制進口，完全有能力設計制造各種大型先進的起重設備。無論從結構形式，還是性能指針都達到世界領先水平。
1.2 實際意義
我國起重運輸機械行業(yè)從新中國成立后開始建立并逐步發(fā)展壯大，并已形成了各種類型的產(chǎn)品范圍和龐大的企業(yè)群體，服務于國家經(jīng)濟各個行業(yè)。改革開房以來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的起重運輸機械制造業(yè)也取得了長足的進步。目前起重機械銷售應用市場的前景非常廣闊，2011年度起重運輸機械行業(yè)銷售額達到2730億元，“十一五”期間平均每年超過15%，20112年度市場依然保持著持續(xù)增長的態(tài)勢。
70年代以來，起重機的類型、規(guī)格、性能和技術水平都獲得了極大的發(fā)展，除了滿足國內(nèi)經(jīng)濟建設對起重機日益增長的需要外，還向國外出口各種類型的高性能、高水平的起重機。由此可見，起重機的設計制造，也能從一個方面反映出一個國家的工業(yè)現(xiàn)代化水平。
1.3 研究現(xiàn)狀及存在問題
上個世紀70年代以來，隨著生產(chǎn)力和科學技術的發(fā)展，起重機械無論在類型及質量上都得到了極其迅速的發(fā)展。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，特別是國家加大基礎工程建設的結構部件和機械設備的重量也越來越大，特別是大型水電站、石油、化工、港口、冶金、航天以及公用民用高層建筑的安裝作業(yè)的迫切需要，極大的促進了起重機、特別是大型起重機的發(fā)展，起重機的設計制造技術得到了迅速發(fā)展。隨著起重機的使用頻率、起重量的增大，對其安全性能、經(jīng)濟性能、效率以及耐久性能等問題，也越來越引起人們的重視，并對設計理念、方法及手段的探討也日趨深入。由于在起重機設計中采取常規(guī)設計方法時，許多構件存在不合理性，進而影響整個設備性能。隨著計算機技術的應用，在很大范圍內(nèi)解決了起重機的設計中遇到的一些問題，尤其是有限元分析方法與計算機技術的結合，為起重機結構的準確分析提供了強力的有效手段，在實際工程已日益普及，且今后的結構分析從孤立的單個構件轉變到整體結構系統(tǒng)的整體空間分析。
1.4 起重機國內(nèi)與國外發(fā)展動向
起重機作為一種古老的機械，時至今日，在其承載方式、驅動裝置、取物機構、控制方法及安全等方面上都有了完善的發(fā)展，其設計理念、制造工藝、檢測方法等都日趨規(guī)范、完善，已經(jīng)成為安全可靠的機械。隨著生產(chǎn)力發(fā)展，起重機的種類、形式也需要相應地發(fā)展和創(chuàng)新，性能也需要不斷加強與完善。隨著現(xiàn)代化設計方法的建立，以及計算機輔助設計等現(xiàn)代設計手段的廣泛應用，起重機設計理念和方法得到了進一步的發(fā)展，其它技術領域和相鄰工業(yè)部門不斷取得的新科技成果在起重機上不斷的滲透、推廣應用等，使得起重機的各方面都不斷地發(fā)得到展。因此，起重機向現(xiàn)代化、智能化、數(shù)字化、更安全可靠方便的方向不斷發(fā)展。
1.4.1 國內(nèi)橋式起重機發(fā)展動向
加入世貿(mào)組織后，雖然國內(nèi)市場(特別是配件)將受到較大沖擊，但同時也給我們帶來了大量的新技術，使國內(nèi)主要起重機械生產(chǎn)企業(yè)更深刻認識到差距，更深刻地了解國產(chǎn)起重機械存在的致命問題，引導主要起重機械設備生產(chǎn)企業(yè)的進行進一步的技術創(chuàng)新。隨著機械起重產(chǎn)品十多年來隨著技術的引進、消化、吸收，有了長足的進步，產(chǎn)品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的改善和提升，但同國外同類型產(chǎn)品比較來看，仍然存在較大差距，就工程起重機而言，今后的發(fā)展主要表現(xiàn)在如下幾個方面：