副起升機構設計機械CAD圖紙

1、目 錄目 錄11 前言22副起升機構設計與計算52.1起升機構驅動裝置的布置方式的選擇52.2副起升機構的計算8卷筒直徑的選擇和計算8聯軸器選擇和計算103小車機構端梁設計123.1小車車輪選擇12小車車輪的計算12小車的輪距b確定133.2起升載荷133.3起重機的動力系數的計算143.4計算車輪輪壓以及小車車輪的校核15等效起升載荷的計算15車輪的輪壓計算154.小結17參考文獻18致謝191 前言1.1 橋式起重機簡介橋式起重機是橋架在高架軌道上運行的一種橋架型起重機，又稱天車。橋式起重機的橋架沿鋪設在兩側高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設在橋架上的軌道橫向運行，構成一矩形的工作范圍，

2、就可以充分利用橋架下面的空間吊運物料，不受地面設備的阻礙。它是使用范圍最廣、數量最多的一種起重機械。起重機械與運輸機械發(fā)展到現在，已經成為合理組織成批大量生產和機械化流水作業(yè)的基礎，是現代化生產的重要標志之一。在我國四個現代化的發(fā)展和各個工業(yè)部門機械化水平、勞動生產率的提高中，起重機必將發(fā)揮更大的作用。1.2 橋式起重機分類起重機械的型式各色各樣。根據起重機械所配備的工作機構數目的多少或服務范圍的不同，起重機械可分為以下兩大類別： 單動作的起重機械復動作的起重機械以上兩種起重機械主要區(qū)別在于該機械配備的工作機構的多少，單動作的起重機械只配備有一個工作機構（如千斤頂、電梯等），而復動作的起重機械

3、配備了兩個以上的工作機構（如在港口裝卸集裝箱的可旋轉臂架的起重機等）復動作的起重機又可分成兩大類：橋架類型起重機和臂架類型起重機。11.11.21.2.1 橋架類型起重機該類起重機都是以橋形主梁的金屬結構作為主要承載構件。通過起升機構、小車運行機構、大車運行機構等三個工作機構的組合運動，使起重機在固定跨度的盒形空間內完成物料搬運作業(yè)任務。這類起重機應用于車間、倉庫、露天堆場等處。橋架類型起重機主要機種可以分為橋式起重機和門式起重機。A. 橋式起重機橋式起重機的橋形主梁通過兩個端梁直接支承在固定于建筑物的軌道上，常見的有單梁電動葫蘆起重機和雙梁橋式起重機，其中以雙梁橋式起重機使用量最大。廣泛地用

4、于車間、倉庫或露天堆料場地。B. 門式起重機門式起重機，又被稱帶腿的橋式起重機。其主梁通過支撐在地面軌道上的兩個剛性支腿或剛性柔性支腿，形成一個可橫跨鐵路軌道或貨場的門架，外伸到支腿外側的主梁懸臂部分可擴大作業(yè)面積，門式起重機有時制造成單支腿的半門式起重機。裝卸橋是專門用于裝卸作業(yè)的門式起重機，其特點是小車運行速度大、跨度大（一般為6090m以上），生產率高（可達5001000t/h或更高）。集裝箱門式起重機是80年代發(fā)展起來的機種，是專門用來進行集裝箱的堆垛和裝卸作業(yè)的門式起重機，如卸船上集裝箱的門式起重機（見圖1-1）。圖1-11.2.2 臂架類型起重機其結構都有一個懸伸、可旋轉的臂架作為

5、主要受力構件，除了起升機構外，通常還有旋轉機構和變輻機構，通過起升機構、變輻機構、旋轉機構和運行機構等四大機構的組合運動，可以實現在圓形或長圓形空間的裝卸作業(yè)。臂架式起重機可裝設在車輛或其他運輸工具上，構成了常見的各種運行臂架式起重機，例如，門座起重機、塔式起重機、鐵路起重機、流動式起重機。A. 流動式起重機它包括汽車起重機輪胎起重機、履帶起重機、采用充氣輪胎或履帶作運行裝置，可以在無軌路面長距離移動。最常見的汽車起重機安裝在汽車底盤上，其優(yōu)點是機動性好，可與汽車一起編隊運行。B. 塔式起重機其結構特點是懸架長（服務范圍大）、塔身高（增加升降高度）、設計精巧，可以快速安裝、拆卸。軌道臨時鋪設在

6、工地上，以適應經常搬遷的需要。C. 門座式起重機它是回轉臂架安裝在門形座架上的起重機，沿地面軌道運行的門座架下可通過鐵路車輛或其他車輛多用于港口裝卸作業(yè)，或造船廠進行船體與設備裝配（見圖1-2）。圖1-22 副起升機構設計與計算122.1 起升機構驅動裝置的布置方式的選擇起重機的起升機構驅動裝置的典型布置方式有展開式布置和同軸線布置兩種方式。根據我們本次設計的55t的副起升機構，由于同軸線布置是將電動機、減速器以及卷筒成直線排列，這樣使得電動機和卷筒分別布置在同軸線減速器的兩邊，或者把減速器不知在卷筒內部，見圖2-1所示，所以該結構的特點是結構緊湊，安裝精度高，并且起升重量較小，所以該布置方式

7、與課題不符。圖2-1同軸線布置的起升機構總裝圖展開式布置是大多數吊鉤起重機起升機構的驅動裝置采取的，電動機通過封閉式標準兩級減速器帶動卷筒的旋轉。對于大于起升重量10噸的橋式起重機一般采用主、副兩個起升機構。這次課題所要設計的是250/50t的副起升機構，所以我們采用展開式布置驅動裝置的布置方式。而展開式布置中，大多數起重機起升機構的驅動裝置都采取電動機軸與卷筒軸平行布置。起升機構的基本驅動型式見圖2-2，如圖所示，起升機構的基本驅動形式主要有減速器、制動器、帶制動輪的聯軸器、浮動軸，卷筒、聯軸器、電動機、以及卷筒支座等裝置，該裝置結構簡單，起升重量小，制動效果相對較低，所以該機構不能吊運危險

8、品和液態(tài)物品。當起升機構被用于吊運液態(tài)金屬或者其他危險物品時應當采用雙制動器按圖2-2所示意的點劃線選擇布置。根據課題所以設計的是55t的起升機構，所以需要主副兩個起升機構，根據設計手冊，布置方式如圖2-3。也有用電動葫蘆作為副起升機構，這樣可使布置更加緊湊。圖2-21減速器 2制動器 3帶制動輪的聯軸器 4浮動軸5聯軸器 6電動機 7卷筒 8卷筒支座圖2-3主、副鉤起升機構的驅動裝置1主起升機構 2副起升機構當起升重量較大時，起升機構由于起升的速度相對較慢，此時減速器的傳動比增大，就采用在減速器輸出端加一級開式齒輪的方式。有時在特殊場合我們也可以采用分別驅動的運行機構布置方式（如圖2-4）。

9、圖2-4分別驅動的運行機構1電動機 2制動器 3減速器 4車輪裝置上述的起升方案中，各部件都是分別支承、固定在小車架上。要求小車有足夠的精度和剛度，導致小車架的自重增大，同時也增大了加工制造以及安裝調整的難度。為了減輕和簡化這樣的小車架，我們可以采用帶有制動器的電動機，并將其直接套裝在減速器上，使整個傳動機構形成一個獨立的整體。通過減速器的兩個支承點和卷筒支承座的一個支承點形成穩(wěn)定支承，可降低對小車架安裝精度的要求。此外我們還可以把定滑輪直接裝在卷筒上，這樣便可以使卷簡直接作為小車架的主體，并在兩端安裝行走端梁構成整個起重小車，這樣結構便大為的簡化，如圖2-5，但這種方案只適合于中、小噸位的起

10、重機。圖2-5簡易型起重小車1帶制動器的電動機 2減速器 3卷筒4定滑輪 5端梁 6運行驅動裝置所以綜上所述，我們所需最佳的起升機構布置方式是圖2-6的布置方案。圖2-6本起重機驅動裝置布置方式2.2 副起升機構的計算122.12.22.2.1 卷筒直徑的選擇和計算卷筒直徑D與滑輪直徑一樣，是槽底計算的直徑。根據起重機設計手冊規(guī)范的規(guī)定，卷筒的卷繞直徑（即計算直徑）D0不能小于所規(guī)定的數值，即 (2-1)式中：D0卷筒的卷繞直徑；h為與機構工作級別和鋼絲繩結構有關的系數，見表1；D鋼絲繩的直徑；表2-1系數h值所以h取18所以 由于起升高度為32米，所以我們必須增大卷筒直徑，所以根據表2-2，

11、卷筒直徑取690mm表2-2卷筒直徑系列2.2.2 聯軸器選擇和計算聯軸器在起重機上主要用來傳遞扭矩，常用的有齒輪聯軸器、萬向聯軸器、鏈條聯軸器、彈性圈柱銷聯軸器和尼龍柱聯軸器的幾種。根據所傳遞的扭矩、轉速和被聯接的軸徑等參數選擇聯軸器的具體規(guī)矩，根據要求應采用齒輪聯軸器，齒輪聯接器傳遞扭矩應滿足下式，即 (2-2)所以應采用WJ型漸開線花鍵聯接齒輪聯軸器，見圖2-5，該聯軸器由內齒圈、外齒軸套及兩側端蓋等件組成，該聯軸器具有結構緊湊，安裝方便，安全性能高等優(yōu)點。圖2-7 WJ型漸開線花鍵聯接齒輪聯軸器所以根據所需的許用徑向力，以及轉動慣量等要求，可以根據表2-3得出：應采用WJ15型漸開線花

12、鍵聯接齒輪聯軸器.該聯軸器的基本數據分別為：公稱扭矩Tn為500KN·m 轉動慣量為23.9kg·m2表2-3 WJ聯軸器基本參數3 小車機構端梁設計1233.1 小車車輪選擇1233.13.1.1 小車車輪的計算車輪示意圖如圖3-1圖3-1假設小車車輪直徑為500mm，根據表3-1可知表3-1所以D為500mm，D1為540mm，A為270mm，B為130mm，B1為110mm，b為220，b1為50mm，d為80mm，d1為110mm，d2為120mm，d3為130mm，d4為M20，h為300mm，h1為14mm，l為115mm，L為350mm，L1為195。根據表4

13、可知，小車的軸承型號為7524。1233.13.1.13.1.2 小車的輪距b確定根據表3-2可知，表3-2雙梁吊鉤式小車輪壓由于起升重量為55t，所以b為4400mm。1233.13.2 起升載荷起升載荷包括額定起升重量和隨物品升降的取物裝置或機構的重量，即公式： (3-1)式中：Q起為起升載荷Q為額定載荷G0為出額定起升重量外的可升降裝置的重量如小車自重以及吊鉤的重量等。而小車重量公式為： (3-2)式中： Gt為小車重量所以 吊鉤的質量可以根據起重機設計手冊P240頁表1512可知所以 (3-3)所以Q起=250t+102.96t =352.96t1233.13.23.3 起重機的動力系

14、數的計算假設跨度L為22.5米; 動力系數的公式為： (3-4)其中 f0值一般為跨度L的1/700；=0.0029Hc=0.5式中： 為起重機動力系數 g為重力加速度 v為額定起升速度 H為起升高度1233.13.23.33.4 計算車輪輪壓以及小車車輪的校核1.2.3.3.13.23.33.43.4.1 等效起升載荷的計算 等效起升載荷有下列公式確定，即： (3-5) 式中：Q等效起為等效起升載荷； 等效1為等效靜載荷系數（見起重機手冊表4-8）； Q起為起升載荷重量；所以， 按Q等效起確定車輪的等效輪壓P等效時，對于橋式起重機小車位置一般取在離支點1/4跨度處。3.4.2 車輪的輪壓計算

15、 車輪的計算輪壓為： (3-6) 式中： K1等效沖擊系數，其值見起重機設計手冊表19-1； 載荷變化系數,其值為 (3-7) 式中： G起重機或小車自重； 值與Q等效起/G的關系見起重機設計手冊表19-2； 所以，取0.94， K1取1 所以， =1×0.94×176t=165.44t 強度校核時的最大計算輪壓： (3-8) 式中： P計max最大的計算輪壓； 動力系數； Pmax滿載小車最不利位置的最大輪壓：所以， =1.5×110000N =165000N 而直徑為500mm的小車車輪的許用輪壓為P為1700000N>165000N所以假設小車車輪直徑

16、為500mm，成立。1.2.3.4. 小結本次課題設計的是起重機副起升機構的設計，其中包括卷筒設計，聯軸器的設計，以及小車機構端梁設計等，這次設計讓我覺得趣味性很強，同時也學到了很多東西。首先，在前期的設計計算過程中，溫習了以前所學的所有相關知識，特別是起重機金屬結構方面的專業(yè)知識，并對所學的知識進行了鞏固。在設計計算的過程中，碰到了一些疑難問題和自己以前沒有注意到的知識點，在指導老師的耐心指導和講解，同時經過自己的不懈努力，最終順利的解決了這些問題。在規(guī)定的時間內完成了前期計算和設計工作。 其次，在繪圖過程中采用多種繪圖方法。通過手工繪圖，使我對手工繪圖基本功有了進一步的加強，同時對手工繪圖

17、的技巧更加熟練。通過運用AUTOCAD繪圖軟件繪制CAD圖形，是我熟練掌握了AUTOCAD的使用方法和技巧，特別是快捷鍵的應用。這使我能夠高質量、快速的完成自己的繪圖任務。在這次起重機金屬結構設計過程中，我查閱了大量的相關資料，掌握了許多新知識和新方法，使自己的專業(yè)知識得到了一定的擴充，特別是一些課本上沒有介紹的知識。我對目前的起重機的發(fā)展情況以及以后的發(fā)展有了進一步的認識，并掌握一些最新技術和設計理論。 在設計的過程中，也發(fā)現了設計存在的一些問題。由于缺乏相關的生產實踐知識，自己的設計與實際生產有沖突，在實際生產或加工有難度。因此在以后的工作和學習中需注意細節(jié)問題。以上這些在將來的路上都會給我很大幫助，以后不管有什么樣的困難，我都不會放棄。衷心感謝在我自己攻克不下的時候，我身邊給我援手的朋友以及一直默默支持我的老師們。參考文獻1 起重機設計手冊編寫組.起重機設計手冊M.機械工程出版社,1977.2 嚴大考、鄭蘭霞主編.起重機械M.鄭州大學出版社，2003.3 張質文主編.起重機設計手冊M.中國鐵道出版社，1998.4 胡宗武.起重機設計與實例M.機械工業(yè)出版社，2009.5 石殿鈞.工程起重機械M.水利電力出版社，1987.6 胡宗武