橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告最新

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械工程及自動(dòng)化班級學(xué)號學(xué)生指導(dǎo)教師橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1綜述1.1 概述物料搬運(yùn)成了人類生產(chǎn)活動(dòng)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(kuò)大，自動(dòng)化程度的提高，作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)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(jī)的要求也越來越高。起重機(jī)正經(jīng)歷著一場巨大的變革。大型化和專用化1.2 國內(nèi)外起重機(jī)的發(fā)展情況介紹由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長。起重量越來越大，工作速度越來越高，并對能耗和可靠性提出更高的要求

2、。起重機(jī)已成為自動(dòng)化生產(chǎn)流程中的重要環(huán)節(jié)。起重機(jī)不但要容易操作，容易維護(hù)，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有優(yōu)異的耐久性、無故障性、維修性和使用經(jīng)濟(jì)性。目前世界上最大的浮游起重機(jī)起重量達(dá)6,500t,最大的履帶起重機(jī)起重量達(dá)3,000t,最大的橋式起重機(jī)起重量為1,200t,集裝箱岸邊裝卸橋小車的最大運(yùn)行速度已達(dá)350m/min,堆垛起重機(jī)最大運(yùn)行速度是240m/min,垃圾處理用起重機(jī)的起升速度達(dá)100m/min。工業(yè)生產(chǎn)方式和用戶需求的多樣性，使專用起重機(jī)的市場不斷擴(kuò)大，品種也不斷更新，以特有的功能滿足特殊的需要，發(fā)揮出最佳的效用。例如冶金、核電、造紙、垃圾處理的專用起重機(jī)，防爆、防腐、

3、絕緣起重機(jī)和鐵路、船舶、集裝箱專用起重機(jī)的功能不斷增加，性能不斷提高，適應(yīng)性比以往更強(qiáng)。德國德馬格公司研制出一種飛機(jī)維修保養(yǎng)的專用起重機(jī)，在國際市場打開了銷路。這種起重機(jī)安裝在房屋結(jié)構(gòu)上，跨度大、起升高度大、可過跨、停車精度高。在起重小車下面安裝有多節(jié)伸縮導(dǎo)管，與飛機(jī)維修平臺相連，并可作360度旋轉(zhuǎn)。通過大車和小車的位移、導(dǎo)管的升降與旋轉(zhuǎn)可使維修平臺到達(dá)飛機(jī)的任一部位，進(jìn)行飛機(jī)的維護(hù)和修理，極為快捷方便。1.3 國內(nèi)外起重機(jī)發(fā)展具體表現(xiàn)以下幾個(gè)方面：1.3.1 模塊化和組合化用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，將起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)

4、模塊，通過不同模塊的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機(jī)。對起重機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，只需針對某幾個(gè)模塊。設(shè)計(jì)新型起重機(jī)，只需選用不同模塊重新進(jìn)行組合。可使單件小批量生產(chǎn)的起重機(jī)改換成具有相當(dāng)批量的模塊生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高效率的專業(yè)化生產(chǎn)，企業(yè)的生產(chǎn)組織也可由產(chǎn)品管理變?yōu)槟K管理。達(dá)到改善整機(jī)性能，降低制造成本，提高通用化程度，用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產(chǎn)品，充分滿足用戶需求。目前，德國、英國、法國、美國和日本的著名起重機(jī)公司都已采用起重機(jī)模塊化設(shè)計(jì)，并取得了顯著的效益。德國德馬格公司的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列改用模塊化設(shè)計(jì)后，比單件設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)費(fèi)用下降12%生產(chǎn)成本下降45%經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。德國彳i馬

5、格公司還開發(fā)了一種KB牌性組合式懸掛起重機(jī)，起重機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)由冷軋型軌組合而成，起重機(jī)運(yùn)行線路可沿生產(chǎn)工藝流程任意布置，可有叉道、轉(zhuǎn)彎、過跨、變軌距。所有部件都可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，再根據(jù)用戶的不同需求和具體物料搬運(yùn)路線在短時(shí)間內(nèi)將各種部件組合搭配即成。這種起重機(jī)組合性非常好，操作方便，能充分利用空間，運(yùn)行成本低。有手動(dòng)、自動(dòng)多種形式，還能組成懸掛系統(tǒng)、單梁懸掛起重機(jī)、雙梁懸掛起重機(jī)、懸臂起重機(jī)、輕型門式起重機(jī)及手動(dòng)堆垛起重機(jī)，甚至能組成大型自動(dòng)化物料搬運(yùn)系統(tǒng)。1.3.2 輕型化和多樣化有相當(dāng)批量的起重機(jī)是在通用的場合使用，工作并不很繁重。這類起重機(jī)批量大、用途廣，考慮綜合效益，要求起重機(jī)盡量降低外

6、形高度，簡化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，也可使整個(gè)建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價(jià)。因此電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)和梁式起重機(jī)會(huì)有更快的發(fā)展，并將大部分取代中小噸位的一般用途橋式起重機(jī)。德國德馬格公司經(jīng)過幾十年的開發(fā)和創(chuàng)新，已形成了一個(gè)輕型組合式的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列。起重量為1-63噸，工作級別為A1-A7,整個(gè)系列由工字形和箱型單梁、懸掛箱形單梁、角形小車箱形單梁和箱形雙梁等多個(gè)品種組成。主梁與端梁相接以及起重小車的布置有多種型式，可適合不同建筑物及不同起吊高度的要求。根據(jù)用戶需要每種規(guī)格起重機(jī)都有三種單速及三種雙速供任意選擇，還可以選用變頻調(diào)速。操縱方式有地面手電門自行移動(dòng)、手電門隨小車移動(dòng)、手電門

7、固定、無線遙控、司機(jī)室固定、司機(jī)室隨小車移動(dòng)、司機(jī)室自行移動(dòng)等七種選擇。大車及小車的供電有電纜小車導(dǎo)電、DVS系統(tǒng)兩種方式。如此多的選擇項(xiàng)，通過不同的組合，可搭配成百上千種起重機(jī)，充分滿足用戶不同的需求。這種起重機(jī)的另一最大優(yōu)點(diǎn)是輕型化，自重輕、輪壓輕、外形尺寸高度小，可大大降低廠房建筑物的建造成本，同時(shí)也可減小起重機(jī)的運(yùn)行功率和運(yùn)行成本。與通用產(chǎn)品相比較，起重量為10t,跨度22.5m,通用雙梁橋式起重機(jī)自重是24t,起重機(jī)軌面以上高度1876mm起重機(jī)寬度5980mm;德馬格起重機(jī)的自重只有8.7t,重量輕了176%起重機(jī)軌面以上高度為920mm降低了104%起重機(jī)寬度為2980mm外形尺

8、寸減少了100%1.3.3 自動(dòng)化和智能化起重機(jī)的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與控制的改進(jìn)。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。大型高效起重機(jī)的新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。主要由全數(shù)字化控制驅(qū)動(dòng)裝置、可編程序控制器、故障診斷及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化操縱給定檢測等設(shè)備組成。變壓變頻調(diào)速、射頻數(shù)據(jù)通訊、故障自診監(jiān)控、吊具防搖的模糊控制、激光查找起吊物重心、近場感應(yīng)防碰撞技術(shù)、現(xiàn)場總線、載波通訊及控制、無接觸供電及三維條形碼技術(shù)等將廣泛得到應(yīng)用。使

9、起重機(jī)具有更高的柔性，以適合多批次少批量的柔性生產(chǎn)模式，提高單機(jī)綜合自動(dòng)化水平。重點(diǎn)開發(fā)以微處理機(jī)為核心的高性能電氣傳動(dòng)裝置，使起重機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速和靜動(dòng)特性，可進(jìn)行操作的自動(dòng)控制、自動(dòng)顯示與記錄，起重機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)保護(hù)與自動(dòng)檢測，特殊場合的遠(yuǎn)距離遙控等，以適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。例如采用激光裝置查找起吊物的重心位置，在取物裝置上裝有超聲波傳感器引導(dǎo)取物裝置自動(dòng)抓取貨物。吊具自動(dòng)防搖系統(tǒng)能在運(yùn)行速度200m/min、加速度0.5m2/s的情況下很快使起吊物搖擺振幅減至幾個(gè)毫米。起重機(jī)可通過磁場變換器或激光達(dá)到高精度定位。起重機(jī)上安裝近場感應(yīng)系統(tǒng)，可避免起重機(jī)之間的互相碰撞。起重機(jī)上還安裝了微機(jī)自診

10、斷監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能提供大部分常規(guī)維護(hù)檢查內(nèi)容，如齒輪箱油溫、油位，車輪軸承溫度，起重機(jī)的載荷、應(yīng)力和振動(dòng)情況，制動(dòng)器摩擦襯片的壽命及溫度狀況等。1.3.4 成套化和系統(tǒng)化在起重機(jī)單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)把各種起重運(yùn)輸機(jī)械組成一個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)，通過中央控制室的控制，與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。這類起重機(jī)自動(dòng)化程度高，具有信息處理功能，可將傳感器檢測出來的各種信息實(shí)施存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯判斷、變換等處理加工，進(jìn)而向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。這類起重機(jī)還具有較好的信息輸入、輸出接口，實(shí)現(xiàn)信息全部、準(zhǔn)確、可靠地在整個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)中的傳輸。起重機(jī)通過系統(tǒng)集成，能形成不同機(jī)種的最佳匹配

11、和組合，取長補(bǔ)短，發(fā)揮最佳效用。目前重點(diǎn)發(fā)展的有工廠生產(chǎn)搬運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)，柔性加工制造系統(tǒng)，商業(yè)貨物配送集散系統(tǒng)，集裝箱裝卸搬運(yùn)系統(tǒng)，交通運(yùn)輸和郵電部門行包貨物的自動(dòng)分揀與搬運(yùn)系統(tǒng)等。例如生產(chǎn)工程機(jī)械的美國卡特皮勒公司金屬結(jié)構(gòu)廠購置了一條以橋式起重機(jī)為主的物料自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)，用于鋼板的噴丸處理、切割和入庫的自動(dòng)裝卸搬運(yùn)作業(yè)，比原先采用單機(jī)操作工作效率提高了65%日本東芝浜JI崎工廠用全自動(dòng)橋式起重機(jī)組成的物料輸送系統(tǒng)來搬運(yùn)柔性加工線上的夾具和工件，為機(jī)床運(yùn)送毛坯或?qū)⒓庸ず玫牧慵偷较乱还ば蚧騻}庫。這些在空間移動(dòng)的起重機(jī)搬運(yùn)系統(tǒng)代替了過去通常使用的自動(dòng)導(dǎo)向搬運(yùn)車，使車間的地面面積得到充分利用。1.3

12、.5 新型化和實(shí)用化結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。采用各種高強(qiáng)度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力條件，減輕自重和增加外形美觀。橋式起重機(jī)的橋架結(jié)構(gòu)型式大多采用箱形四梁結(jié)構(gòu)，主梁與端梁采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接，便于運(yùn)輸與安裝。在機(jī)構(gòu)方面進(jìn)一步開發(fā)新型傳動(dòng)零部件，簡化機(jī)構(gòu)?！叭弦弧边\(yùn)行機(jī)構(gòu)是當(dāng)今世界輕、中級起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主流，將電動(dòng)機(jī)、減速器和制動(dòng)器合為一體，具有結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧美觀、拆裝方便、調(diào)整簡單、運(yùn)行平穩(wěn)、配套范圍大等優(yōu)點(diǎn)，國外已廣泛應(yīng)用到各種起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)上。為使中小噸位的起重小車結(jié)構(gòu)盡量簡化，同時(shí)降低起重機(jī)的尺寸高度，減小輪壓，國外已大量采用電動(dòng)葫

13、蘆作為起升機(jī)構(gòu)。為了減輕自重，提高承載能力，改善加工制造條件，增加產(chǎn)品成品率，零部件盡量采用以焊代鑄，如減速器殼體、卷簡、滑輪等都用焊接結(jié)構(gòu)。減速器齒輪都采用硬齒面，以減輕自重、減小體積、提高承載能力、增加使用壽命。液壓推桿盤式制動(dòng)器的應(yīng)用范圍也越來越大。止匕外，各機(jī)構(gòu)采用的電動(dòng)機(jī)都向高轉(zhuǎn)速發(fā)展，從而減小電機(jī)基座號，減輕重量與減小外形尺寸，并可配用制動(dòng)力矩小的制動(dòng)器。在電控方面開發(fā)性能好、成本低、可靠性高的調(diào)速系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，發(fā)展半自動(dòng)和全自動(dòng)操縱。采用機(jī)電儀液一體化技術(shù)，提高使用性能和可靠性，增加起重機(jī)的功能。今后會(huì)更加注重起重機(jī)的安全性，研制新型安全保護(hù)裝置。重視司機(jī)的工作條件，應(yīng)用人體工

14、程學(xué)設(shè)計(jì)司機(jī)室，降低司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度。德國近年為解決起重機(jī)吊鉤的防擺控制，開發(fā)了模糊邏輯電路的控制技術(shù)，用神經(jīng)信息和模糊技術(shù)來尋找開始加速的最佳時(shí)刻，將有經(jīng)驗(yàn)司機(jī)防擺實(shí)際操作的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。模糊控制方式能確定實(shí)施自動(dòng)工作的控制指令，將人們主觀上的模糊量通過模糊集合進(jìn)行數(shù)字化定量，再利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)像熟練司機(jī)一樣的自如操作，取得了更高的效率和安全性。模糊控制作為新的控制方法已引人注目。2方案論證2.1 橋式起重機(jī)的特點(diǎn)和種類起重機(jī)是從事起吊、空中搬運(yùn)的一種設(shè)備。常見的起重機(jī)有：橋式起重機(jī)門式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、港口起重機(jī)、汽車起重機(jī)、履帶起重機(jī)和鐵路起重機(jī)等。橋式起重機(jī)是機(jī)械制造工業(yè)和

15、冶金工業(yè)用得最廣泛的一種起重機(jī)機(jī)械，橋式起重機(jī)又稱“行車”或“天車”，是橫架在固定跨間上空用來吊運(yùn)各種物件的設(shè)備。橋式起重機(jī)的特點(diǎn)是它既不占地面面積，又不妨礙地面上的作業(yè)，而且以較少的物資材料和極為穩(wěn)定的形態(tài)把建筑物內(nèi)各處都當(dāng)作可能的作業(yè)范圍，進(jìn)行高速、高效的服務(wù)，可以在起升高度和大、小車軌道所允許的空間內(nèi)負(fù)擔(dān)任意位置的吊運(yùn)工作。止匕外，橋式起重機(jī)容易以廉價(jià)實(shí)現(xiàn)借助控制盤和操縱盤進(jìn)行自動(dòng)操縱、或半自動(dòng)操縱、內(nèi)裝電腦的程序操縱。設(shè)置在室內(nèi)的起重機(jī)中，橋式起重機(jī)約占90%橋式起重機(jī)有很多類型。一般按以下方法進(jìn)行分類。根據(jù)橋架的結(jié)構(gòu)不同，分為箱式結(jié)構(gòu)，四班架結(jié)構(gòu)和腹板梁結(jié)構(gòu)等，其中箱式結(jié)構(gòu)用得最廣泛

16、。根據(jù)起吊裝置不同，分為吊鉤橋式起重機(jī)、電磁盤橋式起重機(jī)、抓斗橋式起重機(jī)。為了使吊鉤橋式起重機(jī)使用場合更廣泛，在吊鉤上附以可更換的電磁盤或馬達(dá)抓斗，以便作兩種或三種用途。圖2-1橋式起重機(jī)示意圖2.2 橋式起重機(jī)的一般構(gòu)造橋式起重機(jī)構(gòu)造：沿建筑物較長方向的兩壁設(shè)置的承軌梁，在梁上鋪設(shè)大車運(yùn)行軌道，將裝有4個(gè)車輪（載荷大時(shí)裝有6個(gè)或8個(gè)車輪）的橋架跨在軌道上；裝有起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)小車（cab）在橋架上運(yùn)行。大車軌道中心間的距離稱為跨度（span）,在該軌道上運(yùn)行的動(dòng)作稱為大車運(yùn)行。在橋架的中心或兩端裝有大車運(yùn)行電動(dòng)機(jī)，從電動(dòng)機(jī)的水平軸引出動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)半數(shù)的車輪。起開、小車運(yùn)行及大車運(yùn)行的速

17、度，按工況和起重量的大小適當(dāng)選定。一般來說，在起重量小和使用頻繁時(shí)，速度較局。小車運(yùn)行速度同大車運(yùn)行的速度相比低得多，原因是小車運(yùn)行距離接近建筑物的寬度，它不會(huì)太長，一般小于40m而大車沿建筑物的長度方向運(yùn)行，所以多數(shù)運(yùn)行距離都是相當(dāng)長的。小型和低速的起重機(jī)，多數(shù)在地面上用按鈕進(jìn)行操縱，而大型的高速的起重機(jī)，幾乎都坐在駕駛室內(nèi)進(jìn)行操作。起重機(jī)5t以下的起重機(jī)，多半用帶有電動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電葫蘆代替電動(dòng)小車。最近已有30t級的電葫蘆作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品在市場上銷售。當(dāng)起重量超過20t時(shí)，一般起升速度比較低。只用單一的起升機(jī)構(gòu)長時(shí)間處理小件貨物效率很低。因此在這種起重機(jī)上，一般并設(shè)一個(gè)副起升機(jī)構(gòu)。副起升也設(shè)在

18、該小車上，但不用主起升電動(dòng)機(jī)，而大型起重機(jī)的主梁，多數(shù)都采用單腹板梁、箱形梁等焊接結(jié)構(gòu)。在主梁兩側(cè)設(shè)有輕型水平梁，稱為副梁。它通過水平構(gòu)件同主梁一起構(gòu)成一個(gè)水平框架，這對因主梁在大車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的慣性力所引起的水平載荷，是一個(gè)十分堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。止匕外，主副梁之間布置大車運(yùn)行驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，與其相聯(lián)的減速機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)軸、軸承等。在它們的上方鋪設(shè)走臺板，設(shè)立欄桿，以便檢修人員行走。對箱形結(jié)構(gòu)或殼體結(jié)構(gòu)的主梁來說，因?yàn)槠渌娇箯潉偠却螅远鄶?shù)都不帶副梁。小車是用型鋼和鋼板制成一個(gè)構(gòu)架，在上面設(shè)有主副起升用電動(dòng)機(jī)、支持貨物用制動(dòng)器及和它們相聯(lián)的減速齒輪機(jī)構(gòu)，通過該機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)。必要時(shí)，在該機(jī)構(gòu)上還設(shè)速度制動(dòng)器，供調(diào)節(jié)下降速度用，在小車外側(cè)設(shè)有運(yùn)行電動(dòng)機(jī)，它經(jīng)過齒輪減速減低速度并驅(qū)動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，使小車運(yùn)行。2.3 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的起重機(jī)介紹橋式起重機(jī)的一般由主橋架、裝有升降機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的小車、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、操縱室、小車導(dǎo)電裝置、起重機(jī)總電源導(dǎo)電裝置等組成。本次設(shè)計(jì)主要任務(wù)是250/50/10t+250/50/10t-20.0M水電站橋式起重機(jī)，安裝于豐滿水電站擴(kuò)建工程廠房內(nèi)，用于水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備的安裝和檢修工作?？蛻粜枨箝_發(fā)設(shè)計(jì)相應(yīng)的起重機(jī)的小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)。2.4 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)小