機械畢業(yè)設計-雙梁橋式起重機主梁及端梁設計（含全套CAD圖紙）
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前 言
畢業(yè)實習是在我們正式開始畢業(yè)設計前進行的，要求我們深入到生產(chǎn)實踐中對生產(chǎn)制造有一個感性的認識。它是為了使人們各自對自己的畢業(yè)設計課題有更深刻的認識，為以后做好畢業(yè)設計做好充分的準備，讓我們圍繞專業(yè)及設計課題進一步了解與之有關的實際情況，進行資料的收集，為解決課題任務提供必要的條件，對此我們進行了畢業(yè)設計課題調研實習。這次畢業(yè)生產(chǎn)實習是我們大學階段最后一次實習，通過讓我們學生深入生產(chǎn)實踐和社會實踐一線來對自己的畢業(yè)設計課題有更加深刻的認識，從中了解實際工作過程和生產(chǎn)或社會需求過程，結合所學過的理論知識，從而達到所學理論知識與實踐經(jīng)驗相結合的目的。
此次畢業(yè)實習我們主要是實地考察調研，在畢業(yè)設計導師的帶領下觀察研究與課題相關的技術設備運行情況，并請企業(yè)技術人員介紹相關專業(yè)知識，同時向畢業(yè)設計導師和現(xiàn)場操作人員學習請教相關知識，以便加深對畢業(yè)設計課題的理解，從而提高到理論的高度來研究、分析、找到解決問題的關鍵所在。為以后的設計提供資料和積累寶貴經(jīng)驗，避免走不必要的彎路。
畢業(yè)實習的目的和任務有：首先，學習機械制造工藝知識，了解機械制造生產(chǎn)過程。在畢業(yè)實習中，我們主要是學習和了解各種主要加工方法及其所用設備的結構和操作方法。通過實地觀察學習車間里各種機器的工作原理，這些實踐知識是鞏固我們的理論專業(yè)知識和解決畢業(yè)設計中遇到的一些問題起著不可替代的作用。第二，培養(yǎng)我們的實踐能力，通過與工程師的交流了解作為一名機械工程師所要具備的素養(yǎng)和知識。讓我們初步確定自己的方向和目標，并為自己的工作道路確定一個起始點，從這個起始點開始自己的工作歷程。第三，進行思想作風教育，培養(yǎng)我們學習一些管理方面的知識。增強我們的勞動能觀念，增強組織性，愛惜國家財產(chǎn)，建立經(jīng)濟觀念和質量意識，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際和一絲不茍的科學作風等，這些都是當前高質量人才全面素質不可缺少的重要組成部分。本次畢業(yè)實習就是讓我們理解這些，并且向著高素質人才的目標前進。
設計創(chuàng)新與工藝創(chuàng)新是相互關聯(lián)和密切聯(lián)系的。事實上，工藝創(chuàng)新愈深設計創(chuàng)新就愈活躍。也就是只有進行大量的實踐活動，通過實踐活動多看，多思，多問，從而豐富和開拓自己的理論知識進而促使設計能力和設計創(chuàng)新能力的進一步提高，由此更加體現(xiàn)接了實習（即實踐）的重要性。
實習期間，在老師的帶領下，我們參觀了鄭州紡織機械有限公司和河南新飛電器有限公司，在鄭紡機我看到了我的畢業(yè)設計課題所涉及的設備和零件。
目 錄
1 河南新飛電器有限公司 1
1.1 公司簡介 1
1.1.1 新飛冰箱 1
1.1.2 新飛模具中心 3
1.1.3 新飛空調 3
1.1.2 新飛冷柜廠 4
1.2 實習內(nèi)容 4
1.2.1 無氟冰箱生產(chǎn)基地 4
1.2.2 箱體側板生產(chǎn)車間 5
1.2.3 箱體內(nèi)膜加工車間 5
1.2.4 模具中心 5
1.2.5 保鮮盒加工車間 6
1.2.6 無氟冷柜生產(chǎn)基地 6
2 鄭州紡織機械股份有限公司 7
2.1 公司簡介 7
2.2 實習內(nèi)容 9
3 課題調研 13
3.1 課題分析 13
3.2 預期目標的可行性分析 13
3.3 設計中需要完成的工作 14
4 實習總結 14
參考文獻 15
II
中原工學院畢業(yè)設計實習報告
15
1 河南新飛電器有限公司
1.1 公司簡介
河南新飛電器有限公司是以冰箱、冷柜、空調為主導產(chǎn)品的現(xiàn)代化白色家電制造企業(yè)，中國最大的綠色冰箱生產(chǎn)基地，中國冰箱、冷柜行業(yè)前兩強。因出色的無氟與節(jié)能技術而被公認為中國家電綠色品牌。自1984年建立以來，經(jīng)過27年的發(fā)展，新飛已發(fā)展成為擁有1個中國馳名商標和2個中國名牌產(chǎn)品的中部六省首家進出口免驗企業(yè)，產(chǎn)品遠銷全球80多個國家和地區(qū)。近年來新飛的經(jīng)營業(yè)績突飛猛進，產(chǎn)銷量、利潤等主要經(jīng)濟指標連年呈兩位數(shù)遞增，成為同行業(yè)效益最好，發(fā)展最快、最穩(wěn)健的企業(yè)之一。
新飛公司率先通過了ISO9001國際標準質量體系認證和ISO14001環(huán)境管理體系認證，消除國際綠色貿(mào)易壁壘，與國際安全質量環(huán)境管理體系接軌，成為中國屈指可數(shù)的"雙保"(質保+環(huán)保)企業(yè)之一。新飛還先后通過美國UL、德國GS、歐共體CE、加拿大CSA、日本JET、澳大利亞QAS等一系列國際認證，成為世界級合格商品供應商。
新飛注重科技隊伍建設和企業(yè)技術創(chuàng)新。新飛國家級技術中心已發(fā)展壯大為三個研究所、一個國家級實驗室和一個產(chǎn)品創(chuàng)新與設計中心、企業(yè)博士后科研工作站、西安交大新飛節(jié)能技術研究所和工業(yè)設計所等校企產(chǎn)學研全面合作的完整技術創(chuàng)新體系，各類專業(yè)人才1800多名，專職技術開發(fā)人員400多名，中高級職稱200多名，碩士60多名，博士9名，形成了一支實力卓越的創(chuàng)新團隊。而新飛通過與西安交通大學、鄭州大學等知名學府在人才培養(yǎng)、技術創(chuàng)新成果共享等產(chǎn)學研全方位的合作，為新飛的技術創(chuàng)新注入新鮮血液，增添新的動力；新飛并通過起草我國乃至世界首個《殺菌電冰箱標準》，成為中國標準化協(xié)會標準，開啟了中國健康保鮮冰箱的新紀元。2009年4月，新飛首家批量上市的0.26度超節(jié)能冰箱代表了當今節(jié)能技術最高水平，新飛始終走在中國制冷業(yè)環(huán)保節(jié)能的前列。
1.1.1 新飛冰箱
自1986年新飛公司投產(chǎn)電冰箱以來，新飛冰箱已從投產(chǎn)之初的一個系列、三個品種發(fā)展到現(xiàn)在的80大系列1000多個花色品種，產(chǎn)品涵蓋直冷、風冷、風直混合制冷、無氟制冷、半導體制冷等多個領域，各項性能指標均居國內(nèi)同類產(chǎn)
品先進水平。特別是1996年1月，新飛投資4.3億元建成國內(nèi)第一條最大的年產(chǎn)60萬臺雙綠色、環(huán)保型、全無氟冰箱生產(chǎn)線。使新飛搶占市場先機，在全國首家大批量推出全無氟冰箱，其卓越品質吸引了廣大消費者，使新飛在全國掀起了一場史無前例的綠色消費浪潮，當年一舉躍入行業(yè)“前三強”。 2009年4月新飛0.26度超節(jié)能冰箱下線并批量上市，此冰箱日耗電僅相當于一個10瓦燈泡的能耗，成為國內(nèi)冰箱市場能耗最低的節(jié)能產(chǎn)品。
電冰箱由制冷系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和箱體及附件等三部分組成。
1.制冷系統(tǒng)：(1)壓縮機組：包括壓縮機和電動機；(2)冷凝設備：冷凝器、蒸發(fā)水皿加熱管、門防凍防露管；(3)冷卻設備：蒸發(fā)器、間冷式中還有冷卻風機和電動機。(4)干燥過濾器；(5)節(jié)流元件：毛細管；（6)管道：排氣管，回氣管等；(7)制冷劑：R134a，R600a和R12等。
2.電控系統(tǒng)：(1)溫度控制設備：溫度控制器、溫控用電熱器等。(2)電機起動和保護器件：起動繼電器、過熱過載保護繼電器、或帶有起動和運行用電容器等。3)化霜設備：化霜時間控制器、化霜電熱器、化霜防誤動作加熱器等。(4)制冷性能補償部件：溫度補償電熱器、溫度補償指示燈、節(jié)電開關、雙蒸發(fā)器連管加熱器等。
3.箱體及附件：(1)箱體由外殼、內(nèi)膽、隔熱層和箱頂飾板及柜組成。其中外殼常采用0.6—1mm薄鋼板磷化處理后噴漆或噴塑，或彩色鋼板；內(nèi)膽由ABS或改性聚苯乙烯塑料模壓成形；隔熱層通常為充填的聚氨脂泡沫塑料。(2)箱體由門板、門內(nèi)膽、磁性門封和手柄及絞鏈(門折頁)組成。其中,門板與箱體外殼一樣;門內(nèi)膽與箱體內(nèi)膽一樣;磁性門封由塑料門封條和磁性膠條組成,為了節(jié)能還另設橡膠氣囊二次門封。(3)附件由擱架、箱內(nèi)接水盆、果蔬盒、制冰盒、箱外接水盒(或蒸發(fā)盒)等組成。
電冰箱生產(chǎn)流程如下：
（1）電冰箱外殼生產(chǎn)。電冰箱外殼由鋼板通過全自動生產(chǎn)線一次完成。
（2）電冰箱內(nèi)部件生產(chǎn)。其生產(chǎn)原材料為Abs塑料板，屬于自動化成型生產(chǎn)。
（3）拼裝線。該工序將由模具生產(chǎn)好的冰箱冷凍室和冷藏室等拼裝起來。
（4）灌滿發(fā)泡劑。發(fā)泡劑成分為環(huán)戊烷。
（5）檢漏。如果檢驗不合格，將被退回檢查原因或重新生產(chǎn)。
部分產(chǎn)品：
圖1-1 部分冰箱產(chǎn)品
1.1.2 新飛模具中心
新飛電器有限公司模具中心是一家以設計制造輕工業(yè)非標準設備、高精密注塑模具、吸塑模具、發(fā)泡模具、沖壓模具為主營業(yè)務的高新技術產(chǎn)業(yè)。
1.1.3 新飛空調
? 2001年11月，新飛年產(chǎn)100萬臺綠色空調生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，標志著新飛正式向多元化進軍。在雄厚的技術實力支持下，以節(jié)能為方向，新飛開發(fā)出了款式新穎、功能齊全、技術先進的13大系列70多個品種的空調產(chǎn)品，并先后通過了3C認證、歐共體CE、國際電工委員會IEC認證等一系列國內(nèi)國際技術認證，大大增強了市場競爭力。
部分產(chǎn)品：
圖1-2 部分空調產(chǎn)品
1.1.2 新飛冷柜廠
于1998年在建成投產(chǎn)，冷柜成為新飛電器繼冰箱之后的又一拳頭產(chǎn)品。在國家級技術中心和博士后工作站強大的研發(fā)能力的支持下，新飛冷柜廠堅持高點起步，各項性能指標均居行業(yè)領先水平。2001年，新飛冷柜被國家質量技術監(jiān)督局認定為首批國家免檢產(chǎn)品；2002年，新飛冷柜廠被"中國名牌戰(zhàn)略推進委員會"認定為"中國名牌產(chǎn)品"；2003年，新飛冷柜廠在"首屆中國市場產(chǎn)品質量用戶滿意度調查"活動中，獲得"最具競爭力第一品牌"榮譽稱號；2005年，新飛冷柜蟬聯(lián)“中國名牌產(chǎn)品”稱號。
部分產(chǎn)品：
圖1-3 部分冷柜產(chǎn)品
1.2 實習內(nèi)容
1.2.1 無氟冰箱生產(chǎn)基地
首先，在馬主任的帶領下我們就參觀了居于新飛電器有限公司的無氟冰箱生產(chǎn)基地。在工作人員的介紹下，我了解到了無氟冰箱的工藝流程，那就是：總裝上箱→總裝上門→立箱→搬壓機→緊固壓機→船地線→溫控插線→掛線→沖注→整形→檢漏→通電進線→通電小修→通電檢查→放探頭→微機測試→電性測試，二次檢漏→測試房出線，分流→包裝。
提到發(fā)泡，我也了解到了原來用作發(fā)泡液的氟利昂已被現(xiàn)在的環(huán)戊烷所取代，以前用作制冷劑的氟利昂也已經(jīng)被R600a所取代。這些改變不僅對臭氧層沒有破換，而且還大大提高了冰箱的保冷及制冷效果，從而降低了用電量。
立箱、搬壓機、緊固壓機、船地線、溫控插線、掛線、沖注、整形、檢漏、通電進線、通電小修、通電檢查、放探頭、微機測試、（電性測試，二次檢漏）、（測試房出線，分流）在二樓，包裝在三樓，最后將包裝好的成品再從三樓通過電梯輸送到一樓，搬運工將其搬運到指定位置。
1.2.2 箱體側板生產(chǎn)車間
這個生產(chǎn)車間的主要功能是對箱體的側板進行最初的壓平、切割。生產(chǎn)線很簡單，其原理就和壓面機一樣，將進來的原材料壓平、校驗，然后進行切割，最后堆疊，鏟車再將其運往無氟生產(chǎn)基地對其進行相應的操作。
1.2.3 箱體內(nèi)膜加工車間
該車間和箱體側板生產(chǎn)車間相似，是一條小型生產(chǎn)線，但是自動化程度很高。箱體內(nèi)膜原材料為板料，工藝流程：配料→成型→切割→成品堆疊。在氣壓作用下板料由機械手帶到生產(chǎn)線上，在電熱絲作用下板料逐漸軟化并到達箱體內(nèi)膽模具處；之后由真空壓力將塑料充入型腔，經(jīng)過十幾秒的保壓作用將其送到生產(chǎn)線上，見過短時間的冷卻，由機械手將其準確送到切邊機床，再自動地切掉四周多余的邊料并送到檢測處，合格后便可以堆疊成品。然而由于成型時設定的內(nèi)膜板較寬，導致在切割工序中切掉的邊角料過多，造成了原料的過多浪費。雖然說邊角料還可以再加工，再利用，可是這樣重復性的環(huán)節(jié)會浪費很多的人力和工時，還有搬運成本。如果能夠對成型這一環(huán)節(jié)實現(xiàn)技術性的突破，實現(xiàn)零邊角料浪費，那將對企業(yè)來說，將節(jié)約一定的成本，提高效率。
1.2.4 模具中心
在新飛模具中心，我們見到了許多實際生產(chǎn)中的模具以及相關的加工中心和機床，包括：冰箱箱膽凸凹模吸塑模具、冰箱門膽凸凹模吸塑模具、冰柜、冰箱、柜箱門體發(fā)泡模具，冰箱、柜箱門體發(fā)泡夾具，各類大中型沖壓模具，各類大中型注塑模具。
塑料模具的組成零件按其用途可以分為澆注系統(tǒng)、成型零件、結構零件三類。將塑料由注射機噴嘴引向型腔的通道稱澆注系統(tǒng)，其由主流道、分流道、內(nèi)澆口、冷料穴等結構組成，是由零件的澆注套，拉料桿等組成的。成型零件是直接構成塑料件形狀及尺寸的各種零件，由型芯（成型塑件內(nèi)部形狀）、型腔（成型塑料外部形狀）、成型桿、鑲塊等構成。結構零件是構成零件結構的各種零件，在模具中起安裝、導向、機構動作及調溫等作用。如導柱、導套、定模板、動模板、模腳等。
1.2.5 保鮮盒加工車間
在馬主任的帶領下我們主要參觀了新飛飛鴻公司（十六廠）保鮮盒加工車間間，通過觀察分析和技術人員的講解，我對現(xiàn)實生產(chǎn)中塑料模具的結構組成及塑料制品的注塑成型工藝有了進一步的認識。
塑料注射成型工藝過程包括成型前的準備、注射過程、制品的后處理。成型前的準備：原料的檢驗和預處理、嵌件的預熱、料筒的清洗以及脫模劑的選用。注射過程為：加料→塑化→充?！骸沽鳌鋮s→脫模。制品的后處理：退火處理、調濕處理以及檢測維修處理。
我主要觀察了型號為HTF450-3W的注塑機，模具在注塑機的帶動下，往返運動。原料從料斗式干燥機進入料內(nèi)缸，之后被加熱加壓，使其以液體的形式充滿整個模具內(nèi)腔，最后經(jīng)過冷卻定型，就得到所要得到的產(chǎn)品。在技術員的講解下我了解到了該塑料注塑模的工作原理：注射成型前，模具在注塑機合模裝置的作用下閉合并別鎖緊。而塑料模都可以看成有以下一些功能相似的零部件構成：成型零件、澆注系統(tǒng)、導向零件、推出機構、側向分型抽芯機構、排氣機構、冷卻與加熱裝置、支承與固定零件。
1.2.6 無氟冷柜生產(chǎn)基地
下午，我們來到了位于高新區(qū)的新飛冷柜廠，后來見到了負責人馬主任，在他的帶領下，我們進入了無氟冷柜生產(chǎn)基地，在生產(chǎn)車間我們首先看到的是冰柜箱體的制作流水線。其中包括：內(nèi)膽的制造、外膽的制造、隔溫層的制造（發(fā)泡）、門體發(fā)泡。
冰柜的內(nèi)膽主要是一層帶凸凹不平紋路的鋁箔制成的，而外膽是由0.3-0.8mm的冷軋鋼板制成，表面經(jīng)磷化與噴塑（或噴漆）處理。
隔溫層的制作：內(nèi)膽與外膽組合送到發(fā)泡工段發(fā)泡，發(fā)泡的主要作用是保溫。聚氨酯發(fā)泡塑料是在異氰酸酯黑料、組合聚醚白料（以1：1.1的比例）的聚合反應中，加入發(fā)泡劑在30—35℃溫度下發(fā)泡而成，發(fā)泡時間不超過300秒。發(fā)泡劑為R141b或環(huán)戊烷，這兩種發(fā)泡劑都是環(huán)保發(fā)泡劑。
門體發(fā)泡 發(fā)泡原理與作用和隔溫層的發(fā)泡原理與作用相同。
箱體制作完成之后是冰柜的生產(chǎn)過程，在車間里的生產(chǎn)流程單上我們了解到冰柜的生產(chǎn)過程。
生產(chǎn)工序：緊固壓機→ 封口焊→ 管路連接→ 焊㈠→焊㈡→焊㈢→ 焊㈣→ 焊㈤→ 接溫控線→充注。
緊固壓機：將壓縮機固定在箱體底部壓縮機由曲軸、連桿組件、活塞、氣缸、機體、轉子和定子等部件組成要由箱體、門體、制冷系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及附件五部分組成。家用冰柜壓縮機一般為全封閉壓縮機，是將壓縮機與電動機全部密封在機殼內(nèi)。壓縮機是制冷循環(huán)系統(tǒng)的“心臟”，它的作用是在電動機的帶動下，輸送和壓縮制冷劑蒸氣，使制冷劑在系統(tǒng)中進行制冷循環(huán)。當壓縮機電動機帶動曲軸作旋轉運動時，連桿將旋轉運動轉化為活塞的往復式運動?；钊跉飧字兴鞯耐鶑瓦\動，可分為吸氣、壓縮、排氣和膨脹四個工作過程。
用焊把蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、干燥器、毛細管、蒸發(fā)器依次敢接起來，然后接上溫控線，安裝溫控器和溫度補償開關及溫度補償加熱器 a). 溫控器：溫控器對電冰箱內(nèi)溫度的控制是通過控制壓縮機的開停來實現(xiàn)的，直冷式冰箱的溫控器一般放在冷藏室內(nèi)，通過制冷系統(tǒng)匹配來控制冷凍室溫度。b).溫度補償開關及溫度補償加熱器：溫度補償加熱器由電阻絲外覆絕緣層構成當環(huán)境溫度較低時的溫檢開關，當?shù)陀?0℃時，冷藏室溫度容易達到，此時停機時間很長，制冷系統(tǒng)是單一系統(tǒng)，冷凍室溫度就達不到-18℃；當環(huán)境溫度低于4℃時，冷藏室溫度低于溫控器開機點，壓縮機就不會啟動。
充入制冷劑。 a).制冷劑的作用：制冷劑是指在制冷系統(tǒng)中實現(xiàn)制冷循環(huán)的工作介質。在壓縮式制冷循環(huán)中，利用制冷劑的相變傳遞熱量，即制冷劑在蒸發(fā)過程吸熱，在冷凝過程放熱。b).制冷劑的種類及特性：新飛冰柜廠所用制冷劑主要有： R134a、R600a c).用R600a 做制冷劑的優(yōu)點：1、ODP值︽0 對臭氧層無破壞作用（環(huán)保）；2、GWP︽0 溫室效應系數(shù)；3、節(jié)省電、制冷劑只有R12的40%；4、制造工藝簡單，成本低；5、噪音低（工作壓力低）最低〈３４dB〉。
裝上門體、配件及開關，高壓氣體蒸干水分。接下來進行的是性能測試，它包括：氦檢、氦檢、高壓檢漏、制冷性能、二次檢漏、電器強度、絕緣電阻、接地電阻、降壓啟動、輸入電流、泄漏電流、通電進線、通電測試、通電修理。
在整條生產(chǎn)線上，5S管理應用的淋漓盡致，但是有些環(huán)節(jié)的設計還是不合理，其中，我注意到了在側板裝線上膠帶環(huán)節(jié)的側板擺放位置與操作工操作位置設計不合理，它是將側板放在操作工的右側，而側板傾向于操作工的方向擺放；我的設計方案是將側板中間設置一個靠板，將側板考向背離操作工的方向，這樣拿取的時候就不需要移動很大的距離，完全可以節(jié)省動作，提高效率。
2 鄭州紡織機械股份有限公司
2.1 公司簡介
恒天重工股份有限公司（簡稱：恒天重工）位于鄭州市高新技術開發(fā)區(qū)，是一家以生產(chǎn)紡織機械、通用機械及專用汽車為主的大型現(xiàn)代化企業(yè)。公司始創(chuàng)于1949年11月，前身是國營鄭州紡織機械廠。2002年5月，改制成立為鄭州紡織機械股份有限公司，完成工廠制到公司制的轉變。2010年，根據(jù)中國恒天集團有限公司的戰(zhàn)略部署和企業(yè)自身發(fā)展的需要，在中國恒天集團股份有限公司增資擴股后，2月26日，經(jīng)河南省工商行政管理局批準，更名為恒天重工股份有限公司。公司注冊資本金增至人民幣5.44億元。公司主要經(jīng)營范圍包括：紡織機械及配件、器材制造、銷售；紡織原輔材料，普通機械，木制品，建筑材料，紡織品的銷售；設備租賃；實業(yè)投資；進出口貿(mào)易；鑄造及特種工藝加工；紡織技術服務、咨詢服務；棉花加工機械、環(huán)保機械的生產(chǎn)；汽車及配件銷售；房屋租賃等。?
????恒天重工歷經(jīng)60年的發(fā)展，已成為我國裝備制造業(yè)技術先進、裝備精良、產(chǎn)品多樣、輻射面廣、成套性強的大型骨干企業(yè)和主要紡織機械出口基地。經(jīng)過穩(wěn)定而持續(xù)的成長與發(fā)展，公司業(yè)務范圍得到不斷拓展，在原有紡機業(yè)務的基礎上，逐步拓展至載貨汽車、特種汽車、通用機械制造等領域。?
????公司擁有中國紡織機械行業(yè)首家國家認定的企業(yè)技術中心、是國家級制造業(yè)信息化應用示范企業(yè)、國家863計劃CIMS單元技術應用工廠、河南省首家可承擔軍工生產(chǎn)任務的民品企業(yè)、河南省水泥散裝車定點生產(chǎn)企業(yè)。是世界三大清梳聯(lián)設備和三大滌綸短纖設備制造商之一，是全球最大的粘膠設備和漿紗設備供應商，唯一擁有提供各種非織造布工藝成套設備能力的重工企業(yè)。?
2.2 實習內(nèi)容
圖2-1 FA201型梳棉機原型
梳棉工序的任務： 1、梳理：將小棉束、小棉塊梳理成單纖維狀態(tài)； 2、除雜：除去小棉塊內(nèi)的細小雜質及帶纖籽屑； 3、均勻混和：將不同成分原棉進行纖維間的混和，并使輸出品均勻； 4、成條：制成棉條。
我的課題是與刺輥有關，所以我更關注梳棉機上刺輥的部分。
給棉刺輥部分
一、給棉刺輥部分的機構
（一）作用：喂入棉層，刺輥對棉層梳理并除去雜質。
（二）給棉刺輥部分的機件及作用
1、尾架：放置棉棉卷；下部的斜槽是為了增大棉卷與棉卷羅拉的接觸，以增大摩擦力。
2、棉卷羅拉：喂入棉層；表面有溝槽，以增大與棉層的摩擦力。
3、給棉羅拉：握持給棉；表面有溝槽，以增大與棉層的摩擦力。
4、給棉板：與給棉羅拉一起形成握持鉗口，前端工作面便于刺輥梳理。
5、刺輥：完成對棉叢的梳理。結構利用圖片講。
6、除塵刀：擊落塵雜，調節(jié)落棉。
7、小漏底：托持纖維，排除短絨。
二、給棉刺輥部分的梳理作用
刺輥對棉層的梳理過程
1、梳理方式：給棉羅拉與給棉板握持棉層尾端，刺輥梳理頭端。
2、梳理過程：可分為三個階段
（1）梳開階段：棉束尾端被牢固握持，頭端被刺輥高速梳理—梳束梳開；
（2）梳理階段：鋸齒與纖維產(chǎn)生相對滑移與摩擦，產(chǎn)生梳理（纖維伸直、橫向分開）；
（3）分解階段：隨著棉束的喂給，對同一棉束尾端的握持漸弱，鋸齒將棉束抓走—梳束分解。
刺輥的分梳屬于握持分梳，它與錫林的分梳作用不同，其實質為開松作用。由給棉板托持的纖維層被刺輥分梳之后，形成自上而下逐漸變薄的須叢，鋸齒由須叢的上層插入，并深入到中下層，對纖維層進行分梳。當刺輥鋸齒對纖維或纖維束的摩擦力大于其所受到的握持力時，纖維或纖維束被鋸齒帶走，而不產(chǎn)生分梳作用。除了刺輥鋸齒條的規(guī)格之外，影響刺輥分梳作用的主要因素有刺輥轉速、給棉板工作面長度和分梳工藝長度、刺輥與給棉板間的隔距。
圖2-3 刺輥
圖2-4 刺輥結構
3 課題調研
3.1 課題分析
我的課題是“刺輥座數(shù)控工藝、夾具、NC程序設計”，涉及到數(shù)控工藝、夾具設計、數(shù)控程序的編寫。其主要任務是：
（1）根據(jù)梳棉機年產(chǎn)量按2000臺/年計算，所以刺輥座屬于小批量生產(chǎn)，完成刺輥座的數(shù)控加工工藝方案設計；
（2）進行工藝方案比較及數(shù)控加工工藝設計；
（3）選擇數(shù)控加工設備、切削刀具、切削用量；
（4）根據(jù)選定機床及數(shù)控系統(tǒng)編制數(shù)控加工程序；
（5）根據(jù)數(shù)控加工工藝確定裝夾方案，設計專用夾具一套。
刺輥座是梳棉機上用以支撐刺輥的配件，對工作質量有一定的要求，影響刺輥的穩(wěn)定運行。
3.2 預期目標的可行性分析
刺輥座數(shù)控工藝的可行性分析：數(shù)控機床加工工藝與普通機床加工工藝在原則上基本相同，但數(shù)控加工的整個過程是自動進行的。與普通機床加工工藝相比：1.工序的內(nèi)容更復雜。這是由于數(shù)控機床比普通機床價格貴，若只加工簡單工序在經(jīng)濟上不合算，所以在數(shù)控機床上通常安排較復雜的工序，甚至在普通機床上難以完成的工序。2.?工步的安排更為詳盡。這是因為在普通機床的加工工藝中不必考慮的問題，如工序內(nèi)工步的安排、對刀點、換刀點及加工路線的確定等問題，在編制數(shù)控機床加工工藝時卻不能忽略。對于數(shù)控工藝的設計在以前的學習和實習中都有多學習和接觸，同時注意刺輥座的機械加工與數(shù)控加工的不同，所以采用數(shù)控工藝時可行的。
刺輥座夾具設計的可行性分析：夾具設計是機械加工時用以準確地工件與機床、刀具之間的相對位置，對于數(shù)控機床夾具，由于數(shù)控機床由程序控制準確的定位精度，可以實現(xiàn)刀具的導向功能，所以數(shù)控機床夾具一般不需要對刀和導向功能，只要求具有定位和夾緊功能，這樣可以簡化夾具的設計。普通機床的夾具設計和數(shù)控機床的夾具設計在方法上是類似的，注意夾具的定位和加緊方法和原則。
刺輥座NC程序設計的可行性：對于NC程序的設計需要首先分析被加工零件圖樣，制定加工工藝路線，注意工序的安排和對刀點、換刀點的選擇、刀具的補償?shù)?。NC程序的設計可能會借助數(shù)控編程軟件，需要對編程軟件如CAXA制造工程師有一定的運用。綜上可知，這個目標也是可行的。
3.3 設計中需要完成的工作
1根據(jù)給定圖紙，對零件進行工藝分析；
2.調研,了解實際生產(chǎn)狀況.收集相關資料；
3.進行工藝方案比較及數(shù)控加工工藝設計；
4.選擇數(shù)控加工設備、切削刀具、切削用量；
5.根據(jù)選定機床及數(shù)控系統(tǒng)編制NC加工程序；
6.根據(jù)數(shù)控加工工藝，確定裝夾方案，設計專用夾具一套。
4 實習總結
實習期間，在帶隊老師的認真負責和公司人員的熱情接待下，我們圓滿的完成了實習任務，也學到了很多。畢業(yè)實習使我們直接參觀生產(chǎn)加工，進一步理解產(chǎn)品的實際生產(chǎn)流程的好機會。我在此過程中懂得了分析和掌握產(chǎn)品在設計和生產(chǎn)過程中存在的問題以及如何改善和優(yōu)化產(chǎn)品的性能，同時了解工廠的管理體制及其經(jīng)營的基本規(guī)律，提高應用專業(yè)知識的能力。
這次企業(yè)實習，感受頗多，包括企業(yè)文化、管理、生產(chǎn)等對企業(yè)發(fā)展的重要性。首先，在這兩個企業(yè)中讓我看到了我國制造業(yè)不斷的進步，許多在平時課堂、書本上無法看到的設備、生產(chǎn)線和工藝流程在這里都能參觀到，不僅開闊了我的視野，也是我對生產(chǎn)自動化有了更進一步的認識。另外，通過實習我們學到許多書本上無法學到的知識，通過跟生產(chǎn)現(xiàn)場面對面的接觸，我了解和掌握了許多理論與生產(chǎn)實踐的結合點，在工廠里，所有的一切都是為生產(chǎn)服務，而理論知識更是如此。不過我也看到了我國制造業(yè)的勁瓶，當師傅們介紹他們車間的發(fā)展時，總是大談引進的國外設備，甚至有些生產(chǎn)線是完全進口的。
我的課題是刺輥座數(shù)控工藝、夾具、NC程序設計，設計工作中主要包括三個部分：加工刺輥座的加工工藝、加工刺輥座的夾具，以及NC程序的設計。目前對于刺輥座的了解，我還是不太熟悉，雖然見過一次，但是還是有點模糊的概念。后期的工作中，尤其要根據(jù)所學習的機械制造技術的知識，對本課題進行分析，對于NC程序可能需要運用到數(shù)控軟件比如CAXA制造工程師。對數(shù)控我還是比較感興趣的，希望能借此課題好好學習和鞏固。
最后，感謝老師帶領我們?nèi)⒂^實習，為我們即將展開的畢業(yè)設計工作做準備。也希望對于這個畢業(yè)設計課題，我能有一個好的開始！
參考文獻
[1] 李力 崔江紅 肖慶和 胡紀云編著. 塑料成型模具設計與制造.北京：國防工業(yè)出版社,2007.5
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[3] 朱曉春主編.數(shù)控技術.北京：機械工業(yè)出版社，1997
[4] 周炳榮主編.紡紗機械第一版.北京：中國紡織出版社，1999.10
本科畢業(yè)設計（論文）
題
目
QD20t-25.5m箱形雙梁橋式起重機
主梁及端梁設計
學 科 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化
班 級
姓 名
指 導 教 師
輔 導 教 師
本科畢業(yè)設計（論文）
題
目
QD20t-25.5m箱形雙梁橋式起重機
主梁及端梁設計
學 科 專 業(yè)
班 級
姓 名
指 導 教 師
輔 導 教 師
摘要
橋式起重機的梁有多種結構，本設計采用箱形雙梁結構。主梁跨度25.5m ,是由上、下蓋板和兩塊垂直的腹板組成封閉箱形截面實體板梁連接。因本設計的起重量比較大，故主梁內(nèi)部設置橫縱加勁板，以保證主梁橋架受載后的穩(wěn)定性。
端梁部分在起重機中有著重要的作用，它是承載平移運輸?shù)年P鍵部件。端梁部分是由車輪組合端梁架組成，端梁部分主要有上蓋板，腹板和下蓋板組成；端梁是由兩段通過連接板和角鋼用高強螺栓連接而成。在端梁的內(nèi)部設有加強筋，以保證端梁架受載后的穩(wěn)定性。
本設計大車運行機構部分采用分別驅動，分別驅動省去了中間部分的傳動軸，使得質量減輕，尺寸減小。分別驅動的結構不因主梁的變形而在大車傳動性機能方面受到影響，從而保證了運行機構多方面的可靠性。所以，大車運行機構采用分別驅動。
設計中參考了各種資料, 運用各種途徑, 努力利用各種條件來完成此次設計。本設計通過反復斟酌各種設計方案, 認真討論, 不斷反復校核, 力求設計合理;通過采取計算機輔助設計方法以及參考前人的先進經(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:箱形雙梁 橋式起重機 主梁 端梁
ABSTRACT
The beam has a variety of structure of bridge crane，This design uses the box beam structure. Girder span 25.5 m, is composed of upper and lower cover plate and two vertical web form closed entity board box section beam connection. Because the weight is large since the design of main girder internal setting transverse and longitudinal stiffening plate, to ensure the stability of the main girder bridge frame after loading.
Beam section has an important role in the crane, it is the key of the carrying truck transportation parts. Beam section is made up by the wheels of side beams, beam of a cover plate, web plate and the lower cover plate; Beam is made up of two paragraphs by connecting plate and Angle iron with high strength bolt connection and into. In the end beam with internal stiffeners, to ensure the stability of side beams after loading.
This part adopts respectively drive design supporting institutions, respectively to drive out the middle part of the drive shaft, make the quality to reduce, reduce the size. Respectively drive structure is not due to deformation of the girder in cart driving function of sex is affected, thus ensuring the reliability of the operation aspects. So, cart running mechanism driven by respectively.
Reference in the design of various materials, using various channels, trying to use a variety of conditions to complete the design. This design through a premade each kind of design scheme of serious discussion, is repeated, strive to design reasonable; By adopting the computer aided design method and reference the advanced experience of predecessors, makes every effort to innovate; By the method of computer aided design, drawing and design calculation are powerful auxiliary function to give full play to the computer, to design high efficiency.
KEY WORDS: box double beam bridge crane main beam below beam
目錄
第1章 前言··········································································1
1.1 概述·············································································1
1.2我國的發(fā)展前景·································································2
第2章 總體設計····································································5
2.1起重機的總體設計······························································5
2.2選擇確定總體參數(shù)······························································6
2.3主要尺寸的確定·································································6
2.4 主、端梁的連接································································7
第3章 主要部分的計算··························································9
3.1 主梁的計算·····································································9
3.2 端梁的計算····································································18
3.3 主要焊縫的計算·······························································23
第4章 大車運行機構的計算···················································26
4.1 確定機構的傳動方案··························································26
4.2 車輪材料的選擇·······························································28
4.3 車輪強度驗算··································································29
4.4 運行阻力計算··································································30
4.5 電動機的計算··································································30
4.6 減速器的選擇··································································31
4.7 驗算啟動時間··································································32
4.8 選擇制動器·····································································34
4.9 疲勞強度驗算···································································35
第5章 畢業(yè)設計小節(jié)······························································37
參考文獻···············································································38
附：英文原文
英文翻譯
畢業(yè)實習報告
河北建筑工程學院
畢業(yè)設計計算書
指導教師：王占英 任玉燦
設計題目：QD20t-25.5m箱形雙梁橋式起重機主梁及端梁設計 設計人：孟令法
設計項目
計算與說明
結果
第1章 前言
1.1概述
起重機屬于起重機械的一種，是一種作循環(huán)、間歇運動的機械。一個工作循環(huán)包括：取物裝置從取物地把物品提起，然后水平移動到指定地點降下物品，接著進行反向運動，使取物裝置返回原位，以便進行下一次循環(huán)。
起重機械可以分為橋式起重機、門式起重機、塔式起重機、流動式起重機、鐵路起重機、門座起重機、升降機、纜索起重機、桅桿起重機、旋臂式起重機、輕小型起重機和機械式停車設備。
橋式起重機是橫架于車間、倉庫和料場上空進行物料吊運的起重設備。由于它兩端坐落在高大的水泥柱上或金屬支架上，形狀似橋，所以俗稱“天車”和“行車”。它是適用范圍最廣、數(shù)量最多的一種起重機械。
橋式起重機是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和起重運輸中實現(xiàn)生產(chǎn)過程機械化、自動化的重要工具和設備，可減輕操作者的勞動強度，提高生產(chǎn)率。橋式起重機在工礦企業(yè)、鋼鐵化工、鐵路交通、港口碼頭以及物流周轉等部門和場所均得到廣泛的運用，它是人們生產(chǎn)活動中不可缺少的一種設備。
橋式起重機的類型很多，其中通用橋式起重機和龍門起重機最為普遍，這兩種類型起重機的的結構和操作方法基本相同，不同之處在于大車運行軌道的位置，通用橋式起重機是在高空，龍門起重機是在地面，由此帶來支承結構的不同。
我們通常把橋式起重機的主梁與端梁等部件組成的結構稱為橋架。正軌箱型梁橋架由兩根主梁和兩根端梁構成。主梁外側分別設有走臺。該鋼架結構的特點是主梁與端梁通過連接板焊接在一起形成剛性結構，為了
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河北建筑工程學院
畢業(yè)設計計算書
指導教師：王占英 任玉燦
設計題目：QD20t-25.5m箱形雙梁橋式起重機主梁及端梁設計 設計人：孟令法
設計項目
計算與說明
結果
2.1.1主梁的設計
2.1.2端梁的設計
2.3.1大車輪距
2.3.2主梁高度
2.3.3端梁高度
2.3.4橋架端部梯形高度
2.3.5確定主梁截面尺寸
2.3.6加勁板的布置尺寸
3.1.1計算載荷確定
3.1.2計算主梁垂直最大彎矩
3.1.3計算主梁水平最大彎矩
3.1.4主梁的強度驗算
3.1.5主梁的垂直剛度驗算
3.1.6主梁的水平剛度驗算
3.1.7主梁穩(wěn)定性驗算
3.1.8加勁板端部表面擠壓應力計算
3.1.9小加勁板的彎曲計算
3.1.10 端梁斷面的選擇
3.2.1 端梁構造的確定
3.2.2端梁計算載荷的確定
3.2.3端梁垂直最大彎矩
3.2.4端梁水平最大彎矩
3.2.5端梁截面尺寸的確定
3.2.6端梁的強度驗算
3.3.1端梁端部上翼緣焊縫
3.3.2端梁端部下翼緣焊縫
3.3.3主梁與端梁的連接焊縫
3.3.4主梁上蓋板焊縫
4.1.1已知數(shù)據(jù)
4.1.2確定傳動方案
4.2.1選擇車輪與軌道
4.2.2 驗算其強度
4.4.1滿載運行時，最大摩擦阻力
4.4.2 起重機滿載時,最大坡度阻力
4.4.3 起重機滿載運行時最大靜阻力
4.4.4 空載：最小摩擦阻力
4.4.5坡度阻力
4.4.6靜阻力
4.7.1起動時間：
4.7.2兩臺電動機空載時同時起動
4.8.1取制動時間
4.8.2機構高速軸上的計算扭矩
4.9.1高速軸的等效扭矩
4.9.2靜強度驗算
運輸方便在端梁中間沒有接頭，通過連接板和角鋼使用螺栓連接，這種鋼結構運輸方便，安裝容易；小車軌道通過焊在主梁上的壓板固定于蓋板中央，故稱正軌箱型梁；工藝性好，主梁、端梁等部件可采用自動焊接，生產(chǎn)效率高。偏軌箱形橋架是由兩根偏軌箱型梁和兩根端梁構成。該鋼架結構的特點是小車軌道安裝在上蓋板邊緣主腹頂處，小車輪壓直接作用在主腹板上；偏軌箱型梁的高度與正軌箱型梁一樣，但高、寬比很接近H：B=1~1.2，這種結構形式主梁的剛度比正軌箱型梁大，主梁在制造過程中，焊接下?lián)献冃瘟恳脖容^小；由于偏軌箱型梁是寬形梁，可以省掉走臺，使制造簡化。單主梁橋架采用一根主梁。與小車輪的布置相應，主要有垂直反滾輪單主梁、水平反滾輪單主梁和梯形單主梁。垂直反滾輪單主梁，主梁制造工藝性同偏軌箱型梁一樣。用戶使用維修方便。但小車垂直輪壓較大，適用于起重量較小的起重機。水平反滾輪單主梁，小車的垂直輪壓始終等于小車及載荷重，適用于起重量較大的起重機。缺點是吊鉤一側的水平滾輪不便于維修和更換。對稱軌道的梯形主梁，由一根主梁代替兩根主梁的作用。雖然梁的截面大些，但比雙梁制造成本要低得很多。這種結構形式適用于起重量較大，跨度較大的門式起重機或裝卸橋。
1.2我國的發(fā)展前景
我國生產(chǎn)的橋式起重機, 不論是通用橋式起重機或是冶金工廠用特種橋式類型起重機,在1958年以前由于設計力量薄弱, 基本上是沿用國外的設計, 橋架結構以箱型和四桁架型等傳統(tǒng)結構型式為主。一直到1958年大躍進以后, 由于破除迷信, 在群眾性的技術革新運動推動下, 才試制了一些新型橋架結構的橋式起重機, 其中主要的如偏軌箱型、單主梁結構、三角桁架結構等等。但是由于沒有及時總結經(jīng)驗, 研究試驗工作也做得不夠, 沒有在改進與提高以后進行推廣, 因此橋架選型工作仍然是我們當前迫切要做的工作, 應該比較系統(tǒng)的有組織的研究適合我國各個產(chǎn)業(yè)部門采用的橋架結構型。
我國在橋式起重機的產(chǎn)品系列化、通用化和標誰化方面雖然也做了一些工作, 但為了使橋架結構定型, 還要做大量的工作。目前生產(chǎn)的基本情況是5～50噸小起重量橋式起重機仍以箱型結構為主,箱型結構是應用最為廣泛的傳統(tǒng)結構。它具有制造簡便、生產(chǎn)工效高、通用性強等一系列的優(yōu)點, 因而迄今仍然是國內(nèi)外橋式起重機的常用橋架形式。在國內(nèi), 在50年代和60年代初期, 5～50噸的小起重量系列產(chǎn)品和75～250噸的大起重量系列產(chǎn)品都采用箱型結構。
隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和科學技術的不斷進步，橋式起重機在結構設計和自動化程度上相繼出現(xiàn)了一些新的變化和新的特點。例如，在結構上，國內(nèi)起重設備已采用計算機優(yōu)化設計，以及提高起重機的機械性能，降低自重。在性能上，不斷引進國外先進技術，采用了新穎的節(jié)能調速系統(tǒng)，如晶閘管串級開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)，調速比可達1:30，隨著對調速要求的提高，變頻調速系統(tǒng)和微機控制技術也在起重機中得到應用，如三峽工程600t壩頂門式起重機采用了高頻調速系統(tǒng)、微機自動糾偏以及大揚程高精度微機監(jiān)測系統(tǒng)。許多單位還研制開發(fā)了遙控起重機。在起重量方面逐步向大型化發(fā)展，起重量為400t、600t的大型起重機正在鋼鐵、水利、發(fā)電等行業(yè)中出現(xiàn)，令人注目的三峽大壩發(fā)電工程，相繼安裝了2臺1200t/125t橋式起重機，2007年9月，起重量為2萬噸的“泰山”號橋式起重機，在山東煙臺萊佛士船業(yè)有限公司正式投入使用，這是全球起重量最大的起重機，它標志著我國起重機行業(yè)已達到了世界先進水平。
總之，隨著科技的飛速發(fā)展，國內(nèi)各種先進的電氣控制和機械技術正逐步應用到起重機上，起重機的自動化程度越來越高，結構日趨簡單，性能更加可靠，起重量越來越大，品種也越來越齊全。
第2章 總體設計
2.1 起重機的總體設計
1) 主梁跨度25.5m ,是由上、下蓋板和兩塊垂直的腹板組成封閉箱形截面實體板梁連接。
2) 端梁部分在起重機中有著重要的作用，它是承載平移運輸?shù)年P鍵部件。端梁部分是由車輪組合端梁架組成，端梁部分主要有上蓋板，腹板和下蓋板組成；端梁是由兩段通過連接板和角鋼用高強螺栓連接而成。在端梁的內(nèi)部設有加強筋，以保證端梁架受載后的穩(wěn)定性。
主梁跨度25.5m ,是由上、下蓋板和兩塊垂直的腹板組成封閉箱形截面實體板梁連接，主梁橫截面腹板的厚度為6mm,翼緣板的厚度為10mm，主梁上的走臺的寬度取決于端梁的長度和大車運行機構的平面尺寸，主梁跨度中部高度取H=L/17 ，主梁和端梁采用搭接形式，主梁和端梁連接處的高度取H0=0.4～0.6H，腹板的穩(wěn)定性由橫向加勁板和，縱向加勁條或者角鋼來維持，縱向加勁條的焊接采用連續(xù)點焊，主梁翼緣板和腹板的焊接采用貼角焊縫，主梁通常會產(chǎn)生下?lián)献冃?，但加工和裝配時采用預制上拱。
端梁部分在起重機中有著重要的作用，它是承載平移運輸?shù)年P鍵部件。端梁部分是由車輪組合端梁架組成，端梁部分主要有上蓋板，腹板和下蓋板組成；端梁是由兩段通過連接板和角鋼用高強螺栓連接而成。在端梁的內(nèi)部設有加強筋，以保證端梁架受載后的穩(wěn)定性。端梁的主要尺寸是依據(jù)主梁的跨度，大車的輪距和小車的軌距來確定的；大車的運行采用分別傳動的方案。
在裝配起重機的時候，先將端梁的一段與其中的一根主梁連接在一起，然后再將端梁的兩段連接起來。
本設計主要對單梁橋式起重機進行介紹，確定了其總體方案并進行了一些簡單的分析。
2.2 選擇確定總體參數(shù)
橋架形式為雙梁橋架，軌道放置為偏軌
總體參數(shù)：1.主鉤額定起重量：20000kg
2.跨度：L=25.5m
3.工作級別：A5
4.起重機利用等級：U5
5.起升高度：12 m
6.工作速度：主起升速度：v=8m/min
小車運行速度：v=43m/min
大車運行速度：v=90m/min
7.小車軌距：2m
8.大車走輪：4只，其中2只為驅動輪
9.大車運行機構采用分別驅動方式
2.3 主要尺寸的確定
取
m（理論值）
取
取
根據(jù)起重機起重量為20t，跨度為25.5m，工作級別為查參考書【1】P620表4-3-13的主梁截面尺寸：
（單位：mm）
取
圖2-1 主梁中間截面的尺寸簡圖 圖2-2 主梁支撐截面的尺寸簡圖
為了保證主梁截面中受壓構件的局部穩(wěn)定性，需要設置一些加勁構件。
主梁端部大加勁板的間隔如圖2-3：
取
圖2-3 主梁縱橫筋板布置圖
主梁端部（梯形部分）小加勁板的間距：
主梁中部大加勁板的間距：
，取
采用角鋼作水平加勁桿
2.4 主、端梁的連接
主、端梁采用手工焊接連接，采用E4341焊條，端梁為拼接式。橋架結構與主、端梁截面示意圖。
圖2-4 雙梁橋架結構
圖2-5 主梁和端梁的截面圖
第3章 主要部分的計算
3.1 主梁的計算
查參考書【3】P140圖7-11的曲線得半個橋架（不包括端梁）的自重：
則主梁由于橋架自重引起的均布載荷：
查參考書【3】P140表7-3得主梁由于分別驅動全部均布載荷就是橋架自重引起的均布載荷即:
由參考書【3】P140表7-3查得運行機構的一套機構重量
主梁的總均布載荷：
主梁的總計算均布載荷：
—沖擊系數(shù)
作用在一根主梁上的小車兩個車輪的輪壓值可根據(jù)參考書【3】P141表7-4中所列數(shù)據(jù)選用：
考慮動力系數(shù)的小車車輪的計算輪壓值為：
式中=1.27—動力系數(shù)，由參考書【3】P12圖2-2中曲線查得。
由公式（7-12）計算主梁垂直最大彎矩：
參考書【3】P144公式7-12（【3】為參考書的編號）
設操縱室的重量為，其重心距支點的距離為，將各已知數(shù)值代入上式計算得：
由公式（7-18）計算主梁水平最大彎矩：
參考書【3】P140公式7-18
式中g—重力加速度，，
—大車起動、制動加速度平均值，
則；
—不計及沖擊系數(shù)和動載系數(shù)時主梁垂直最大彎矩，由下式算得：
因此得主梁水平最大彎矩：
取
主梁中間截面的最大彎曲應力根據(jù)公式（7-19）計算：
參考書【3】P146公式7-19
式中—主梁中間截面對水平重心軸線x-x的抗彎截面模數(shù)，其近似值：
—主梁中間截面對垂直重心軸線y-y的抗彎截面模數(shù)，其近似值：
由此可得：
由參考書【3】P25表2-19查得Q235鋼的作用應力為:
故
主梁支撐截面的最大剪力根據(jù)公式（7-20）計算：
參考書【3】P147公式7-20
式中—主梁支撐截面所受的最大剪力，由公式（7-13）計算：
參考書【3】P144公式7-13
—主梁支撐截面對水平重心軸線x-x的慣性矩，其近似值：
S—主梁支撐截面半面積對水平重心軸線x-x的靜距
由此可得：
由參考書【3】P25表2-19得鋼的許用剪應力
由上面的計算可知，主梁強度足夠。
主梁在滿載小車輪壓作用下，在跨中所產(chǎn)生的最大垂直撓度按公式（7-23）進行計算：
參考書【3】P148公式7-23
式中
由此可得：
允許的撓度值由公式（7-22）得：
參考書【3】P147公式7-22
因此
主梁在大車運行機構起、制動慣性載荷作用下，產(chǎn)生的水平最大撓度可按公式（7-25）計算得（略去第三項，簡化成簡支梁）：
參考書【3】P148公式7-25
式中：—作用在主梁上的集中慣性載荷
取
—作用在主梁上的均布慣性載荷
取
由此可得：
水平撓度的許用值：
因此
由上面計算可知：主梁的垂直和水平剛度均滿足要求
當起重機工作無特殊要求時，可以不必進行主梁的動剛度驗算。
箱形截面主梁抗扭的剛性比較大，而且在水平方向也有一定的抗彎剛性，所以可不驗算整體穩(wěn)定性。
腹板局部穩(wěn)定性計算：主梁（材料Q235鋼）筋板的布置原則：腹板只加垂直橫筋板；腹板應布置垂直橫筋板還要加一道水平縱向筋。
，此時采用縱向加勁板離腹板受壓邊緣高度
?。淮藭r，橫向加勁板的間距a，按下式計算。
參考書【2】P132
式中—所計算區(qū)段內(nèi)腹板最大的平均剪應力（）；
式中
參考書【2】P132
參考書【2】P132
式中：— 考慮影響的增大系數(shù)，?。?
因為a是負值，所以取
(見圖3-1)；
圖3-1主梁縱橫筋板布置圖
短的橫向加勁板間距：
橫向加勁板的設計：
彎身寬度：
厚度：
縱向加勁板的設計
對縱向加勁要求的慣性矩：
當時，
參考書【2】P133
式中 a—橫向大加勁板的間距，；
—腹板的高度，；
—腹板的厚度，；
圖3-2 角鋼計算示意圖
先選用角鋼，它對（如圖3-2）軸的慣性矩： ；
式中 —角鋼對x-x軸的慣性矩（）；
；
—角鋼的截面積（），=6.91；
—自軸之間的距離（）；
；
因為,所以安全。
參考書【2】P137
式中 —小車計算輪壓（），；
—加勁板斷面的計算面積（），
；
其中 —加勁板厚度（），
—加勁板斷面計算長度（）
其—軌道底面寬度對24軌道（），
—上蓋板厚度（），；
彎曲應力：
參考書【2】P137
中間小加勁板計算彎曲力矩：
參考書【2】P137
式中
—小加勁板長度，；
由于加勁板與上蓋板緊緊連接并焊牢，所以加勁板斷面系數(shù)計算時，取“T”字形斷面（圖3-3），在這一斷面中上蓋板寬度取為16（—蓋板厚度）。
圖3-3 加勁板斷面示意圖
符合要求。
3.2 端梁的計算
箱形結構橋架的端梁一般采用箱形斷面。端梁構造如圖3-4所示：
圖3-4 端梁構造圖
設兩根主梁對端梁的作用力相等，則端梁的最大支反力可按公式（7-30）計算（如圖3-5）：
圖3-5 端梁的計算簡圖
參考書【3】P150公式7-30
式中：K—大車輪距(cm)，K=500cm
（ 取K=5m）
—小車軌距(cm)，=200cm
—傳動側車輪軸線至主梁中心線的距離，取，由此可得：
端梁在主梁支反力作用下而產(chǎn)生的垂直最大彎矩由公式（7-29）計算：
參考書【3】P150公式7-29
端梁因車輪在側向載荷作用下而產(chǎn)生的最大水平彎矩由公式（7-31）計算：
參考書【3】P151公式7-31
式中S—車輪側向載荷，由參考書【3】P13公式（2-6）計算;
—側向系數(shù)，
P—車輪輪壓，即端梁的支反力
因此
端梁因小車在起、制動慣性載荷作用下而產(chǎn)生的最大水平彎矩由公式（7-32）計算：
參考書【3】P151公式7-32
式中—小車慣性載荷，由公式（7-8）計算
參考書【3】P141公式7-8
因此：
比較兩值，應取其中較大值進行強度計算
根據(jù)參考書【3】P139表7-2推薦，選定端梁各構件的板厚如下(見圖3-6）：
上蓋板
中部下蓋板
頭部下蓋板
腹板
查參考書【1】358表3-8-10得的車輪組的尺寸，確定端梁寬度和腹板高度時，首先應配置好支撐車輪的截面，其次再決定端梁中間截面尺寸，如下圖配置的結果，車輪輪緣距上蓋板底面30mm，車輪兩側面距支撐處兩下蓋板內(nèi)邊為10mm，因此車輪與端梁不致摩碰，同時腹板中線正好通過車輪軸承箱的中心平面，最后，要檢查端梁中部下蓋板與軌道面的距離。此距離為62mm，合適。
圖3-6 端梁截面尺寸簡圖
端梁中間截面對水平重心線x-x的截面模數(shù)：
端梁中間截面對水平重心線x-x的慣性矩：
端梁中間截面對垂直重心線y-y的截面模數(shù)：
端梁中間截面對水平重心線x-x的半面積距：
端梁中間截面的最大彎曲應力由公式（7-34）計算得：
參考書【3】P151公式7-34
端梁中間截面的剪應力：
端梁支撐截面對水平重心線x-x的慣性矩，截面模數(shù)及面積距的計算如下，首先求水平重心線的位置。
水平重心線距上蓋板中線的距離：
水平重心線距腹板中線的距離：
水平重心線距下蓋板中線的距離：
端梁支撐截面對水平重心線x-x的慣性矩：
端梁支撐截面對水平重心線x-x的最小截面模數(shù):
端梁支撐面水平重心線x-x下部半面積距：
端梁支撐截面附近的彎矩：
端梁支撐截面的彎曲應力由公式（7-36）計算：
參考書【3】P151公式7-36
端梁支撐截面的剪應力由公式（7-37）計算：
參考書【3】P151公式7-37
端梁支撐截面的合成應力由公式（7-38）計算：
參考書【3】P151公式7-37
端梁材料的許用應力：
強度驗算結果：所有計算應力均小于材料的許用應力，故端梁的強度滿足要求。
3.3主要焊縫的計算
端梁支撐截面上蓋板對水平重心線x-x的截面積距：
端梁上蓋板翼緣焊縫的剪應力由公式（7-40）計算：
參考書【3】P153公式7-40
式中 —上蓋板翼緣焊縫數(shù)
—焊肉厚度(cm)，取
端梁支撐截面下蓋板對水平重心線x-x的面積距：
端梁下蓋板翼緣焊縫的剪應力由公式（7-41）計算：
參考書【3】P153公式7-41
主梁與端梁腹板的連接焊縫的剪應力由公式（7-42）計算得（如圖3-7）：
圖3-7 主梁和端梁的連接焊縫
參考書【3】P154公式7-42
式中 連接處焊縫計算厚度(cm)
主梁在支撐處最大剪應力作用下，上蓋板焊縫剪應力由公式（7-43）計算得：
參考書【3】P154公式7-43
式中 —主梁在支撐處截面對水平重心線x-x的慣性矩，前面已計算得：
S—主梁上蓋板對截面水平重心線的面積距：
因此計算得：
焊縫的許用應力由第三章查得，因此各焊縫計算應力均滿足要求
第4章 大車運行機構的計算
4.1 確定機構的傳動方案
起重量，跨度，大車運行速度
大車走輪4只，其中2只為驅動輪
工作級別：，機構接電持續(xù)率。
起重機估計總重：
Q—額定起重量(t)
L—起重機跨度(m)
小車自重
大車驅動形式：分別驅動
大車輪距：
分別驅動省去了中間部分的傳動軸，使得質量減輕，尺寸減小。分別驅動的結構不因主梁的變形而在大車傳動性機能方面受到影響，從而保證了運行機構多方面的可靠性。所以，大車運行機構采用分別驅動。
起重機沒有以單機存在的理由，而應結合生產(chǎn)、物流、維修、等因素作為整套設備的一環(huán)，以某種形式發(fā)揮其功能，所以應將起重機容量定的同其他設備相匹配，構成一個合適的系統(tǒng)。
但是，如果起重機各部分每次都構成一個完全任意的機組，那么它的效率和經(jīng)濟性都很差。起重機同其他工業(yè)設備樣，也有標準獨立部件，只要選擇互配的形式并根據(jù)需要改變其參數(shù)，那么它就能充分發(fā)揮其功能，提高其經(jīng)濟效益。
橋式起重機的運動，是由大車的縱向，小車的橫向及吊鉤的上下三種運動組成的。有時是單一的運動，有時是合成的動作。他們都有各自的傳動機構來保證其運動形式的實現(xiàn)。
大車運行機構的傳動原理：
(1)起升系統(tǒng)的傳動原理。起升機構的動力來源，是由電動機發(fā)生，經(jīng)齒輪聯(lián)軸器，補償軸，制動軸聯(lián)軸器，將動力傳遞給減速器的高速軸端，最終減速器把電動機的高轉數(shù)降低到所需的轉數(shù)之后，由減速器低速軸輸出經(jīng)卷筒上的內(nèi)齒圈，把動力傳遞給卷筒組，再經(jīng)過鋼絲繩和滑輪組使吊鉤進行升降，從而完成升降重物的目的。
(2)起重小車運行系統(tǒng)的傳動原理。動力由電動機發(fā)出，經(jīng)制動輪聯(lián)軸器，補償軸和半齒聯(lián)軸器，將動力傳遞給立式三級減速器的高速軸端，并經(jīng)立式三級減速器把電動機的高轉數(shù)降低到所需要的轉數(shù)之后，再由低速軸端輸出，又通過半齒聯(lián)軸器補償軸，半齒聯(lián)軸器與小車主動車輪軸聯(lián)接，從而帶動了小車主動輪的旋轉，完成小車的橫向運送重物的目的。
(3)大車運行系統(tǒng)的傳動原理。動力由電動機發(fā)出，經(jīng)制動輪聯(lián)軸器，補償軸和半齒聯(lián)軸器將動力傳遞給減速器的高速軸端，并經(jīng)減速器把電動機的高轉數(shù)降低到所需要的轉數(shù)之后，經(jīng)全齒聯(lián)軸器把動力傳遞給大車的主動車輪組，從而帶動了大車主動車輪的旋轉，完成橋架縱行吊運重物的目的。大車兩端的驅動機構是一樣的。
跨度為25.5m，為減輕重量，決定采用下圖傳動方案。
圖4-1 大車運行機構的布置方式
4.2 車輪材料的選擇
按照圖4-2所示的重量分布，計算大車車輪的最大輪壓和最小輪
圖4-2 最大輪壓受力簡圖
滿載時最大輪壓：
空載時，輪壓最小：
車輪踏面疲勞計算載荷：
車輪材料：采用ZG340—640（調質）。
，上面已選擇車輪直徑：
，由參考書【3】P125表5-1查得軌道型號為（起重機專用軌道）
按車輪與軌道為點接觸和線接觸兩種情況來驗算車輪的接觸強度:
點接觸局部擠壓強度驗算：
式中：—許用點接觸應力常數(shù)（）取
R—曲率半徑(mm)，車輪和軌道兩者曲率半徑中取大值，取Qu70軌道的曲率半徑為R=400mm
m—由軌頂和車輪的曲率半徑之比（）所確定的系數(shù)，查得m=0.46
—轉速系數(shù)，由表5-3查得，車輪轉速
—工作級別系數(shù)，由表5-4查得：當時，
因為 故驗算通過
4.3 車輪強度驗算
線接觸局部擠壓強度驗算：
式中—許用線接觸應力常數(shù)（）查表5-2得：，而Qu70軌道的，按后者計算；
—車輪直徑（mm）
—同前
故驗算通過
4.4 運行阻力計算
—起重機運行靜阻力(N)
—起重機運行摩擦阻力(N)
—起重機在有坡度的軌道上運行時須克服的由起重機重量分力引起的阻力(N)
式中：—起重機總重(KN)，
—起升載荷重量(KN)，
K—滾動摩擦系數(shù)，
—軸承摩擦系數(shù)，
—附加摩擦阻力系數(shù)，
—車輪直徑(cm)，
d—軸承直徑(cm)，
—坡度阻力系數(shù)，
4.5 電動機的計算
電動機靜功率：
—滿載運行時的靜阻力
m=2—驅動電動機臺數(shù)
—機構傳動效率
初選電動機功率：
—電動機功率增大系數(shù)，由表（7-6）查得：
查電動機產(chǎn)品目錄選擇型電動機，功率，轉速，轉子飛輪矩，最大扭矩倍數(shù)，電動機質量115kg
等效功率：
式中：—工作級別系數(shù)，當時，
—按起重機工作場所得，
滿足不發(fā)熱條件
4.6 減速器的選擇
車輪轉速：
機構傳動比：
查參考書【1】P413表3-10-5選用兩臺型減速器
可見
實際運行速度：
誤差：
實際所需電動機靜功率：
由于，故所選減速器合適。
4.7 驗算啟動時間
式中：
（驅動電動機臺數(shù)）
—時電動機額定轉矩
滿載運行時的靜阻力矩：
空載運行時的靜阻力矩：
初步估算高速軸上聯(lián)軸器的飛輪矩：
機構總飛輪矩（高速軸）：
滿載起動時間：
空載起動時間：
起動時間在允許范圍（7~10s）之內(nèi)，故合適
起動工況下減速器傳遞功率：
式中：
—運行時間中同一級減速器的個數(shù)，
因此，
所選用的減速器的所以合適
由于起重機是在室內(nèi)使用，故風阻力不予考慮。
打滑系數(shù)的計算：
式中：—主動輪輪壓和
—從動輪輪壓和
—室內(nèi)工作的黏著系數(shù)
—防止打滑的安全系數(shù)
=3.52
，故兩臺電動機空載起動不會打滑
4.8 選擇制動器
制動時間：
按空載計算制動力矩，即Q=0代入下式：
式中：
—坡度阻力
—制動器臺數(shù)，兩套驅動裝置工作
現(xiàn)選用兩臺型制動器（起重機設計手冊），制動輪直徑400mm，質量78.4kg，將制動力矩調至以下。
考慮到所取的制動時間，在驗算起動不打滑條件時已知是足夠安全的，故制動不打滑驗算從略。
根據(jù)機構傳動方案，每套機構的高速軸采用浮動軸。
式中：—聯(lián)軸器的等效力矩
—等效系數(shù)，見表2-6取
由表31查得：電動機軸端為圓柱形，
；由參考書【1】P413表3-10-5查得QJ—335—Ⅳ型減速器高速軸端為圓錐形，故在靠近電動機端從參考書【1】P451表3-12-10中選兩個帶制動輪的彈性套柱銷聯(lián)軸器TLL4（靠電動機一側為圓柱形孔，浮動軸端），
，重量。在靠近減速器端，由參考書【1】P451表3-12-10選用兩個彈性套柱銷聯(lián)軸器TLL8(靠減速器端為圓錐形，浮動軸直徑)，其
重量。
高速軸上轉動零件的飛輪矩之和為：
與原估計基本相符，故有關計算不需要重復。
4.9 疲勞強度驗算
式中：—等效系數(shù)，由參考書【3】P16表2-6查得
由上節(jié)已取浮動軸端直徑，故其扭矩應力為：
式中：材料用45號鋼，取，所以
—考慮零件幾何形狀，表面狀況的集中系數(shù)，由第二章第五節(jié)及第四章查得
—安全系數(shù)
故疲勞強度驗算通過。
計算靜強度扭矩：
—動力系數(shù)，查表2-5的=2.5，扭轉應力：
許用扭轉剪應力：
故靜強度驗算通過
第5章 畢業(yè)設計小節(jié)
通過3個月的金屬結構畢業(yè)設計學習，使我學到了許多非常重要的知識和技術。馬上就要結束了現(xiàn)對在3個月的學習進行以下總結：
首先，在前期的設計計算過程中，溫習了以前所學的所有知識，并對其進行了鞏固。在計算過程中，發(fā)現(xiàn)了一些疑難問題和自己以前沒有注意的知識點和方法，通過老師的指導和講解，自己的復習對其進行了理解和掌握。在規(guī)定的時間內(nèi)完成了前期計算過程。
其次，通過應用CAD技術繪圖，使我掌握了CAD的使用方法，同時也從中學到了許多繪圖方法和技巧，特別是快捷鍵的應用。使我在比較短的時間內(nèi)能夠完成所要畫的圖紙。在寫設計說明書的過程中，掌握了word和公式編輯器的應用。雖然在編寫過程中遇到的難題，通過向自己的摸索和同學的幫助都的到了解決。
在這次設計過程中，我查閱了大量的相關資料。掌握了許多新方法和新知識。使自己的專業(yè)知識的到了大大補充。特別是一些自己平時所學課本上沒有介紹的知識。例如：翼緣板和腹板加勁肋的選用、計算和校核。同時還了解了目前的起重機的發(fā)展情況以及以后的發(fā)展，并掌握一些最新技術和設計理論。
針對此次的設計，隨著對整機的不斷深入了解，也發(fā)現(xiàn)了設計存在的一些問題。一方面，由于缺乏必要的生產(chǎn)實踐知識，我們的設計還局限于一定的想象空間上，實際中不生產(chǎn)或加工比較困難。另一方面，在設計的過程中，缺乏對細節(jié)的考慮，只抓住了其中大的框架，后續(xù)的工作還有很多。
通過這次畢業(yè)設計，使我感覺收獲頗多。在設計中培養(yǎng)了大家的團隊合作精神，遇到問題大家集體討論進行解決，還有CAD技術的應用，這些對于我們即將走向工作崗位的新人是一個很好的培訓和鍛煉，同時也是平時所學的理論和實踐的一次結合。這次設計將對我們的以后工作和學習奠下重要的理論知識基礎和實踐經(jīng)驗。
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