噸吊鉤橋式起重機畢業(yè)設(shè)計.ppt

各位老師、同學們,大家好！,題 目：20噸吊鉤橋式起重機 學位申請人：代海朋 學 號：0920070501010013 指 導老 師：李文星 職 稱: 教 授,畢業(yè)設(shè)計,設(shè)計主要內(nèi)容,（1）吊鉤的選擇計算。根據(jù)起重量，工藝條件等選擇確定吊鉤的材料、形式、尺寸，對拉板、吊鉤橫梁進行設(shè)計，并對強度進行校核。 （2）滑輪組的設(shè)計。確定滑輪結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)尺寸，選擇滑輪軸、滑輪軸承。 （3）鋼絲繩的選擇計算。 （4）卷筒的設(shè)計計算。確定卷筒的類型、尺寸，并對卷筒的強度、抗壓穩(wěn)定性驗算。 （5）鋼絲繩在卷筒上的固定。 （6）大車運行機構(gòu)的設(shè)計。依據(jù)大車運行機構(gòu)的設(shè)計的基本原則和基本要求，確定傳動機構(gòu)方案。選擇合理的車輪直徑和軌道，并校驗其強度，選擇合理的電動機、聯(lián)軸器、制動器、減速器,設(shè)計主要思路,本設(shè)計參照大量起重機專業(yè)有關(guān)資料，對橋式起重機起升機構(gòu)、運行機構(gòu)進行設(shè)計計算。參考設(shè)計手冊選用標準部件，對20噸吊鉤橋式起重機吊鉤組、滑輪組、鋼絲繩、卷筒、大車運行機構(gòu)進行設(shè)計，采用許用應力法和極限狀態(tài)法對起重機的強度、疲勞強度、穩(wěn)定性、剛度等進行校核計算。在完成設(shè)計說明書后根據(jù)吊鉤組、滑輪組、鋼絲繩、卷筒、大車運行機構(gòu)的設(shè)計過程繪制出裝配圖和關(guān)鍵部件零件圖。,設(shè)計背景和意義,起重機械是用來對物料進行起重、運輸、裝卸或安裝等作業(yè)的機械裝置，在國民經(jīng)濟各部門都有廣泛應用。我們在工廠、碼頭，總能見到各式各樣的起重機械的身影，它們起著減輕體力勞動、節(jié)省人力、提高勞動生產(chǎn)率和促進生產(chǎn)過程機械化的重要作用。 目前，國內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)大型起重機的廠家很多，起重機市場廣闊。 吊鉤起重機應用廣泛，具有較強的工程應用。,起重機概述,起重機四大機構(gòu)：起升機構(gòu)、運行機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、變幅機構(gòu)。 起升機構(gòu)主要有驅(qū)動裝置、傳動裝置、卷繞裝置、取物裝置與制動裝置等組成。 運行機構(gòu)主要有運行支承裝置和運行驅(qū)動裝置兩部分組成。運行支承裝置機械部分，對于有軌起重機主要是車輪和軌道，對于無軌式主要是輪胎和履帶裝置。運行驅(qū)動裝置為電動機或內(nèi)燃機、減速器與制動器等。,設(shè)計計算過程,概述：設(shè)計計算是在給定了設(shè)計參數(shù)，并將布置方案確定后進行的，通過計算選用機構(gòu)中所需要的標準零部件，對非標準零部件作進一步的強度與剛度等計算。 需給出的設(shè)計參數(shù)：起重機的額定起升載荷，起升速度，起升高度，工作級別及JC值等。,計算內(nèi)容,抗傾覆穩(wěn)定性計算以及零部件和結(jié)構(gòu)件的承載能力計算。 承載能力計算包括壽命（疲勞、磨損和發(fā)熱計算、抗塑性破壞)計算和局部穩(wěn)定性計算。 承載計算方法有許用應力法和極限狀態(tài)法。,計算方法概述,許用應力法：使設(shè)計應力小于或等于零部件和結(jié)構(gòu)件的許用應力。 設(shè)計應力：起重機系統(tǒng)，當受到第k種組合載荷作用時，起重機系統(tǒng)中的零部件和結(jié)構(gòu)件便產(chǎn)生相應的內(nèi)力；起重機的某一零部件和結(jié)構(gòu)件，當它受到內(nèi)力作用時，根據(jù)受載的類型及構(gòu)件斷面特征，確定斷面應力，若零部件和結(jié)構(gòu)件還有附加應力，將這兩種應力疊加得到設(shè)計應力。,計算方法概述,許用應力等于材料的強度除以安全系數(shù) 安全系數(shù)大小與載荷估算的準確程度及對起重機的安全要求有關(guān)。安全系數(shù)用兩個系數(shù)相乘， 與載荷的估算有關(guān)， 與起重機要求的安全程度有關(guān)。,計算方法概述,區(qū)別：許用應力法在許用應力中引進一個系數(shù) 以考慮計算載荷的估算誤差，極限狀態(tài)法則是分別對各個載荷 乘以不同的系數(shù) ，考慮不同載荷的計算誤差 。,主要內(nèi)容,1.概述 2.設(shè)計任務(wù)及技術(shù)參數(shù) 2.1主要技術(shù)參數(shù) 2.2起重機工作機構(gòu)的級別 3.吊鉤的選擇計算 3.1原始參數(shù)及概述 3.2設(shè)計步驟 4.滑輪組的設(shè)計計算 4.1滑輪概述及相關(guān)尺寸的確定 4.2滑輪直徑的確定 4.3吊鉤組上滑輪軸的計算 4.4滑輪軸承的選擇計算 5.鋼絲繩的選擇 5.1鋼絲繩概述 5.2鋼絲繩的最大靜拉力 5.3主鋼絲繩的選擇 5.4鋼絲繩的標記,6.卷筒的設(shè)計計算 6.1卷筒概述及初步選擇 6.2卷筒的設(shè)計 6.3卷筒強度的校核及抗壓穩(wěn)定性驗 7.絲繩在卷筒上的固定計算 7.1固定方法的選擇 7.2壓板計算 8.大車運行機構(gòu)計算 8.1設(shè)計的基本要求及傳動機構(gòu)方案的確定 8.2選擇車輪與軌道，并驗算其強度 8.3電動機、減速器、制動器、聯(lián)軸器的選擇 8.4運行速度和實際所需功率、起動時間、運行打滑的驗算,主要技術(shù)指標,最大起重量： 20噸 梁跨度： 31m 起升速度: 8 25m/min 起升高度: 16mm 起重機運行速度: 90 120m/min 起升機構(gòu)運行速度: 40 50m/min,機構(gòu)工作級別: , 采用雙聯(lián)滑輪組,倍率: 起升質(zhì)量: 20噸，起升載荷: ； 起升速度: ，初取 吊鉤是起重機中應用最廣泛的取物裝置。根據(jù)制造方法的不同，吊鉤分為鍛造吊鉤和片式吊鉤，根據(jù)形狀的不同又可分為單購和雙鉤。單鉤制造與使用比較方便，用于較小的起重量。,吊鉤原始參數(shù)及概述,吊鉤設(shè)計步驟,(1)吊鉤形式選擇 (2)吊鉤結(jié)構(gòu)及制造方法的確定 (3)吊鉤主要尺寸的確定 (4)鉤身強度計算,(5)吊鉤尾部螺紋直徑的確定 (6)確定吊鉤螺母尺寸 (7)吊鉤橫梁的計算 (8)吊鉤拉板強度驗算,吊鉤圖,吊鉤危險斷面圖,鉤身校核,吊鉤裝置簡圖,吊鉤橫梁受力圖、彎矩圖,吊鉤橫梁計算,集中載荷 最大彎矩 最大彎曲應力 許用強度 因為 ,夾板,夾板計算,受力拉伸應力 許用拉伸力 軸孔表面擠壓力 極限應力,滑輪概述,滑輪按其作用分為定滑輪和動滑輪?；啿牧峡煞譃殍T鐵、鑄鋼、鋁合金和塑料。鑄鐵滑輪對鋼絲繩的的壽命有利，但是其強度較低，脆性較大，在工作級別較高時，宜采用鑄鋼滑輪。近來，沖壓成型的滑輪已能批量化生產(chǎn)，其特點是自重輕、加工量少、成本低。綜合考慮，采用鑄鋼滑輪，其強度和沖擊韌性好，材料選：ZG230450。,滑輪,滑輪選擇計算,4.2滑輪直徑的確定： (1) 普通滑輪直徑的選擇； (2) 平衡輪直徑的選擇； 4.3吊鉤組上滑輪軸的計算； 4.4滑輪軸承的選擇計算；,滑輪軸受力圖、彎矩圖,滑輪軸計算,BC點彎矩 彎曲應力 ,鋼絲繩概述,鋼絲繩是起重機的重要零件之一，在起升機構(gòu)和變幅機構(gòu)中用作承載繩，在運行機構(gòu)和回轉(zhuǎn)機構(gòu)中作牽引繩。鋼絲繩強度高。自重輕。柔性好、極少驟然斷裂等優(yōu)點，廣泛應用于機械、造船、采礦、冶金、林業(yè)等方面。起重鋼絲繩多采用雙繞繩，即先由鋼絲繞成股，再由股以繩芯為中心繞成繩。繩芯材料有三種：石棉芯、金屬芯、和有機物芯。有機物芯的鋼繩具有較大的撓性和彈性，潤滑性好，但不耐高溫，承受橫向壓力能力較差；金屬芯鋼繩強度高，能承受高溫和橫向壓力，但潤滑性較差：石棉芯的鋼繩能抗高溫，具有較大的撓性和彈性，潤滑性好。 根據(jù)絲繞股和股繞繩的相互方向可分為：順繞繩、交繞繩、混繞繩。根據(jù)鋼繩中絲與絲間的接觸狀態(tài)分為：點接觸繩、線接觸繩、面接觸繩。,卷筒概述及初步選擇,卷筒是起重機的重要零件之一，它用以收放和儲存鋼絲繩，把驅(qū)動裝置提供的驅(qū)動力傳遞給鋼絲繩，并將驅(qū)動裝置的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動。 按照卷筒的外形，可分為圓柱形和圓錐形。按照鋼絲繩在卷筒上卷繞層數(shù)，分為單層繞卷筒和多層繞卷筒。單層繞卷筒表面通常切有螺旋形繩槽，繩槽能增加了鋼絲繩與卷筒的接觸面積，防止相鄰鋼絲繩間相互摩擦，從而提高鋼絲繩的使用壽命。多層繞卷筒繩容量大，多層卷繞的鋼絲繩所受的擠壓力大，相互摩擦力大，使鋼絲繩壽命降低。卷筒按制造方式，可分為鑄造的和焊接的兩種。鑄造卷筒，一般采用不低于HT150的灰鑄鐵；焊接卷筒用鋼板焊接而成，可大大減輕重量。由于起升高度比較高，根據(jù)滑輪倍率和起升速度，采用雙聯(lián)卷筒，標準槽形，外形為圓柱形，單層卷繞，用鑄造方式制造，材料為灰鑄鐵。,卷筒的設(shè)計 （1）直徑確定 （2）卷筒的槽形的選擇 （3）卷筒上有螺旋槽部分長 （4）雙聯(lián)卷筒長度 （5）卷筒壁厚確定,卷筒設(shè)計與校核,卷筒的強度校核及抗壓穩(wěn)定性驗算 （1）壓應力的計算 (2) 彎曲應力的計算 （3）卷筒的抗壓穩(wěn)定性驗算,卷筒計算及校核,正應力 彎曲應力 抗壓穩(wěn)定性驗算,固定方法的選擇,鋼絲繩在卷筒上的固定裝置應保證工作可靠、便于檢查、方便更換鋼絲繩、避免鋼絲繩在固定處過于彎曲?，F(xiàn)有的固定裝置都是利用摩擦力來固定的。在進行計算時，應考慮由于附加圈數(shù)與卷筒的摩擦力，而使進去固定裝置中的鋼絲繩的作用力減小。鋼絲繩在卷筒上的固定可以用壓板或鍥塊固定。用如圖7所示的壓板固定繩尾是最常見的方法。其優(yōu)點是構(gòu)造簡單，裝拆方便，安全可靠，便于觀察和檢查。缺點所占空間較大并且不能用于多層卷繞。鍥塊固定的方式是將鋼絲繩引入卷筒里面，再用壓板固定，可以使卷筒緊湊，并適用于多層卷繞，缺點是卷筒構(gòu)造復雜。本設(shè)計采用壓板固定。,壓板固定方式,壓板計算,（1）繩尾固定處拉力計算 （2）螺栓拉力計算 （3）螺栓強度驗算 （4）每個壓板的支持力 （5）壓板數(shù)的確定 （6）壓板的選取,計算公式,繩尾固定處拉力計算 螺栓拉力計算 螺栓強度驗算 每個壓板的支持力 壓板數(shù)的確定,設(shè)計的基本要求,大車運行機構(gòu)的設(shè)計通常應和橋架的設(shè)計交叉進行，一般的設(shè)計步驟：（1）確定橋架的結(jié)構(gòu)的形式和大車運行機構(gòu)的傳送方式；（2）布置橋架的結(jié)構(gòu)尺寸；(3)安排運行機構(gòu)的具體位置和尺寸；（4）綜合考慮兩者的關(guān)系并完成各部分的設(shè)計。 對大車運行機構(gòu)設(shè)計的基本要求： （1）機構(gòu)要緊湊，質(zhì)量要輕； （2）和橋架要配合。這樣，橋架容易設(shè)計，機構(gòu)好布置； （3）盡量減輕主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，不影響橋架的剛度； （4）維護檢修方便，機構(gòu)布置合理，便于司機從駕駛室上、下走臺，便于裝拆零件及操作。,確定傳動機構(gòu)方案,大車運行機構(gòu)傳動方案，基本上分為兩類，即分別傳動和集中傳動。在橋式起重機常用跨度內(nèi)，均可用分別傳動的方案 在具體布置大車運行機構(gòu)的零部件時應注意一下幾點： （1）因為大車運行機構(gòu)要安裝在橋架上，橋架的運行速度很高，而且受載后向下?lián)锨?，機構(gòu)零部件在橋架上的安裝不可能十分準確，所以若單從保持機構(gòu)的運動性能和補償安裝的不準確性著眼，凡是靠近電動機，減速器和車輪的軸，最好都用浮動軸。 （2）為了減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，應使機構(gòu)零部件盡量遠離走臺欄桿；盡量靠近端梁，使端梁能直接支撐一部分零部件的重量。 （3）制動器要靠近電動機，使浮動軸可以在運