噸吊鉤橋式起重機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)課件

1、各位老師、同學(xué)們 大家好！第1頁(yè)，共41頁(yè)。題 目：20噸吊鉤橋式起重機(jī)學(xué)位申請(qǐng)人：代海朋學(xué) 號(hào)：0920070501010013指 導(dǎo)老 師：李文星職 稱: 教 授畢業(yè)設(shè)計(jì)第2頁(yè)，共41頁(yè)。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容（1）吊鉤的選擇計(jì)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(duì)拉板、吊鉤橫梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行校核。（2）滑輪組的設(shè)計(jì)。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(jì)算。（4）卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算。確定卷筒的類型、尺寸，并對(duì)卷筒的強(qiáng)度、抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算。（5）鋼絲繩在卷筒上的固定。（6）大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。依據(jù)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)的基本原則和基本要求，確定傳

2、動(dòng)機(jī)構(gòu)方案。選擇合理的車輪直徑和軌道，并校驗(yàn)其強(qiáng)度，選擇合理的電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器第3頁(yè)，共41頁(yè)。設(shè)計(jì)主要思路 本設(shè)計(jì)參照大量起重機(jī)專業(yè)有關(guān)資料，對(duì)橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。參考設(shè)計(jì)手冊(cè)選用標(biāo)準(zhǔn)部件，對(duì)20噸吊鉤橋式起重機(jī)吊鉤組、滑輪組、鋼絲繩、卷筒、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用許用應(yīng)力法和極限狀態(tài)法對(duì)起重機(jī)的強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度等進(jìn)行校核計(jì)算。在完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)后根據(jù)吊鉤組、滑輪組、鋼絲繩、卷筒、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程繪制出裝配圖和關(guān)鍵部件零件圖。 第4頁(yè)，共41頁(yè)。設(shè)計(jì)背景和意義起重機(jī)械是用來(lái)對(duì)物料進(jìn)行起重、運(yùn)輸、裝卸或安裝等作業(yè)的機(jī)械裝置，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門

3、都有廣泛應(yīng)用。我們?cè)诠S、碼頭，總能見(jiàn)到各式各樣的起重機(jī)械的身影，它們起著減輕體力勞動(dòng)、節(jié)省人力、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和促進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化的重要作用。目前，國(guó)內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)大型起重機(jī)的廠家很多，起重機(jī)市場(chǎng)廣闊。吊鉤起重機(jī)應(yīng)用廣泛，具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用。第5頁(yè)，共41頁(yè)。起重機(jī)概述起重機(jī)四大機(jī)構(gòu)：起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)。起升機(jī)構(gòu)主要有驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、卷繞裝置、取物裝置與制動(dòng)裝置等組成。運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要有運(yùn)行支承裝置和運(yùn)行驅(qū)動(dòng)裝置兩部分組成。運(yùn)行支承裝置機(jī)械部分，對(duì)于有軌起重機(jī)主要是車輪和軌道，對(duì)于無(wú)軌式主要是輪胎和履帶裝置。運(yùn)行驅(qū)動(dòng)裝置為電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)、減速器與制動(dòng)器等。第6頁(yè)，共41頁(yè)。設(shè)

4、計(jì)計(jì)算過(guò)程概述：設(shè)計(jì)計(jì)算是在給定了設(shè)計(jì)參數(shù)，并將布置方案確定后進(jìn)行的，通過(guò)計(jì)算選用機(jī)構(gòu)中所需要的標(biāo)準(zhǔn)零部件，對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)零部件作進(jìn)一步的強(qiáng)度與剛度等計(jì)算。需給出的設(shè)計(jì)參數(shù)：起重機(jī)的額定起升載荷，起升速度，起升高度，工作級(jí)別及JC值等。第7頁(yè)，共41頁(yè)。計(jì)算內(nèi)容抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算以及零部件和結(jié)構(gòu)件的承載能力計(jì)算。承載能力計(jì)算包括壽命（疲勞、磨損和發(fā)熱計(jì)算、抗塑性破壞)計(jì)算和局部穩(wěn)定性計(jì)算。承載計(jì)算方法有許用應(yīng)力法和極限狀態(tài)法。第8頁(yè)，共41頁(yè)。計(jì)算方法概述許用應(yīng)力法：使設(shè)計(jì)應(yīng)力小于或等于零部件和結(jié)構(gòu)件的許用應(yīng)力。設(shè)計(jì)應(yīng)力：起重機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)受到第k種組合載荷作用時(shí)，起重機(jī)系統(tǒng)中的零部件和結(jié)構(gòu)件便產(chǎn)生相應(yīng)的

5、內(nèi)力；起重機(jī)的某一零部件和結(jié)構(gòu)件，當(dāng)它受到內(nèi)力作用時(shí)，根據(jù)受載的類型及構(gòu)件斷面特征，確定斷面應(yīng)力，若零部件和結(jié)構(gòu)件還有附加應(yīng)力，將這兩種應(yīng)力疊加得到設(shè)計(jì)應(yīng)力。第9頁(yè)，共41頁(yè)。計(jì)算方法概述許用應(yīng)力等于材料的強(qiáng)度除以安全系數(shù) 安全系數(shù)大小與載荷估算的準(zhǔn)確程度及對(duì)起重機(jī)的安全要求有關(guān)。安全系數(shù)用兩個(gè)系數(shù)相乘， 與載荷的估算有關(guān)， 與起重機(jī)要求的安全程度有關(guān)。第10頁(yè)，共41頁(yè)。計(jì)算方法概述區(qū)別：許用應(yīng)力法在許用應(yīng)力中引進(jìn)一個(gè)系數(shù) 以考慮計(jì)算載荷的估算誤差，極限狀態(tài)法則是分別對(duì)各個(gè)載荷 乘以不同的系數(shù) ，考慮不同載荷的計(jì)算誤差 。第11頁(yè)，共41頁(yè)。主要內(nèi)容1.概述2.設(shè)計(jì)任務(wù)及技術(shù)參數(shù) 2.1主要

6、技術(shù)參數(shù) 2.2起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的級(jí)別3.吊鉤的選擇計(jì)算 3.1原始參數(shù)及概述 3.2設(shè)計(jì)步驟4.滑輪組的設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)算 4.4滑輪軸承的選擇計(jì)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(biāo)記6.卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1卷筒概述及初步選擇 6.2卷筒的設(shè)計(jì) 6.3卷筒強(qiáng)度的校核及抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)7.絲繩在卷筒上的固定計(jì)算 7.1固定方法的選擇 7.2壓板計(jì)算8.大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算 8.1設(shè)計(jì)的基本要求及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案的確定 8.2選擇車輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度 8.3電動(dòng)機(jī)、減

7、速器、制動(dòng)器、聯(lián)軸器的選擇 8.4運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率、起動(dòng)時(shí)間、運(yùn)行打滑的驗(yàn)算 第12頁(yè)，共41頁(yè)。主要技術(shù)指標(biāo) 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(jī)運(yùn)行速度: 90 120m/min 起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度: 40 50m/min第13頁(yè)，共41頁(yè)。機(jī)構(gòu)工作級(jí)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(jī)中應(yīng)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(gòu)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)及概述第14頁(yè)

8、，共41頁(yè)。吊鉤設(shè)計(jì)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(qiáng)度計(jì)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(jì)算(8)吊鉤拉板強(qiáng)度驗(yàn)算第15頁(yè)，共41頁(yè)。吊鉤圖第16頁(yè)，共41頁(yè)。吊鉤危險(xiǎn)斷面圖第17頁(yè)，共41頁(yè)。鉤身校核第18頁(yè)，共41頁(yè)。吊鉤裝置簡(jiǎn)圖第19頁(yè)，共41頁(yè)。吊鉤橫梁受力圖、彎矩圖第20頁(yè)，共41頁(yè)。吊鉤橫梁計(jì)算集中載荷最大彎矩最大彎曲應(yīng)力許用強(qiáng)度因?yàn)?第21頁(yè)，共41頁(yè)。夾板第22頁(yè)，共41頁(yè)。夾板計(jì)算受力拉伸應(yīng)力許用拉伸力軸孔表面擠壓力極限應(yīng)力第23頁(yè)，共41頁(yè)?；喐攀龌啺雌渥饔梅譃槎ɑ喓蛣?dòng)滑輪?；?/p>

9、輪材料可分為鑄鐵、鑄鋼、鋁合金和塑料。鑄鐵滑輪對(duì)鋼絲繩的的壽命有利，但是其強(qiáng)度較低，脆性較大，在工作級(jí)別較高時(shí)，宜采用鑄鋼滑輪。近來(lái)，沖壓成型的滑輪已能批量化生產(chǎn)，其特點(diǎn)是自重輕、加工量少、成本低。綜合考慮，采用鑄鋼滑輪，其強(qiáng)度和沖擊韌性好，材料選：ZG230450。第24頁(yè)，共41頁(yè)?；喌?5頁(yè)，共41頁(yè)?；嗊x擇計(jì)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(jì)算；4.4滑輪軸承的選擇計(jì)算；第26頁(yè)，共41頁(yè)?；嗇S受力圖、彎矩圖第27頁(yè)，共41頁(yè)?；嗇S計(jì)算BC點(diǎn)彎矩彎曲應(yīng)力 第28頁(yè)，共41頁(yè)。鋼絲繩概述 鋼絲繩是起重機(jī)的重要

10、零件之一，在起升機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)中用作承載繩，在運(yùn)行機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中作牽引繩。鋼絲繩強(qiáng)度高。自重輕。柔性好、極少驟然斷裂等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)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(jī)物芯。有機(jī)物芯的鋼繩具有較大的撓性和彈性，潤(rùn)滑性好，但不耐高溫，承受橫向壓力能力較差；金屬芯鋼繩強(qiáng)度高，能承受高溫和橫向壓力，但潤(rùn)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(rùn)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(diǎn)接觸繩、線接觸繩、面接觸繩。第

11、29頁(yè)，共41頁(yè)。卷筒概述及初步選擇 卷筒是起重機(jī)的重要零件之一，它用以收放和儲(chǔ)存鋼絲繩，把驅(qū)動(dòng)裝置提供的驅(qū)動(dòng)力傳遞給鋼絲繩，并將驅(qū)動(dòng)裝置的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)。 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

12、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(biāo)準(zhǔn)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。第30頁(yè)，共41頁(yè)。卷筒的設(shè)計(jì)（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(zhǎng)（4）雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度（5）卷筒壁厚確定 卷筒設(shè)計(jì)與校核 卷筒的強(qiáng)度校核及抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算（1）壓應(yīng)力的計(jì)算 (2) 彎曲應(yīng)力的計(jì)算（3）卷筒的抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算第31頁(yè)，共41頁(yè)。卷筒計(jì)算及校核正應(yīng)力彎曲應(yīng)力抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算第32頁(yè)，共41頁(yè)。固定方法的選擇 鋼絲繩在卷筒上的固定裝置應(yīng)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(guò)于彎曲。現(xiàn)有的固定裝置都是利用摩擦力來(lái)固定的。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)

13、，應(yīng)考慮由于附加圈數(shù)與卷筒的摩擦力，而使進(jìn)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(jiàn)的方法。其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，裝拆方便，安全可靠，便于觀察和檢查。缺點(diǎn)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(diǎn)是卷筒構(gòu)造復(fù)雜。本設(shè)計(jì)采用壓板固定。第33頁(yè)，共41頁(yè)。壓板固定方式第34頁(yè)，共41頁(yè)。壓板計(jì)算（1）繩尾固定處拉力計(jì)算（2）螺栓拉力計(jì)算（3）螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算（4）每個(gè)壓板的支持力（5）壓板數(shù)的確定（6）壓板的選取第35頁(yè)，共41頁(yè)。計(jì)算公式繩尾固定處拉力計(jì)算

14、螺栓拉力計(jì)算螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算每個(gè)壓板的支持力壓板數(shù)的確定第36頁(yè)，共41頁(yè)。設(shè)計(jì)的基本要求 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常應(yīng)和橋架的設(shè)計(jì)交叉進(jìn)行，一般的設(shè)計(jì)步驟：（1）確定橋架的結(jié)構(gòu)的形式和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳送方式；（2）布置橋架的結(jié)構(gòu)尺寸；(3)安排運(yùn)行機(jī)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(jì)。 對(duì)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求： （1）機(jī)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(jì)，機(jī)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(hù)檢修方便，機(jī)構(gòu)布置合理，便于司機(jī)從駕駛室上、下走臺(tái)，便于裝拆零件及操作。第37頁(yè)，共41頁(yè)。確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，基本上分為兩類，即分別傳動(dòng)和集中傳動(dòng)。在橋式起重機(jī)常用跨度內(nèi)，均可用分別傳動(dòng)的方案 在具體布置大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的零部件時(shí)應(yīng)注意一下幾點(diǎn)： （1）因?yàn)榇筌囘\(yùn)行機(jī)構(gòu)要安裝在橋架上，橋架的運(yùn)行速度很高，而且受載后向下?lián)锨?，機(jī)構(gòu)零部件在橋架上的安裝不可能十分準(zhǔn)確，所以若單從保持機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能和補(bǔ)償安裝的不準(zhǔn)確性著眼，凡是靠近電動(dòng)機(jī)，減速器和車輪的軸，最好都用浮動(dòng)軸。 （2）為了減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，應(yīng)使機(jī)構(gòu)零部件盡量遠(yuǎn)離走臺(tái)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(dòng)器要靠近電動(dòng)機(jī)，使浮動(dòng)軸可以在運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)能發(fā)揮吸收沖擊