龍門起重機(jī)設(shè)計(jì)

PAGE概述起重機(jī)是指在一定范圍內(nèi)垂直提升和水平搬運(yùn)重物的多動(dòng)作起重機(jī)械。又稱吊車。屬于物料搬運(yùn)機(jī)械。起重機(jī)的工作特點(diǎn)是做間歇性運(yùn)動(dòng)，即在一個(gè)工作循環(huán)中取料、運(yùn)移、卸載等動(dòng)作的相應(yīng)機(jī)構(gòu)是交替工作的。中國古代灌溉農(nóng)田用的桔是臂架型起重機(jī)的雛形。14世紀(jì)，西歐出現(xiàn)了人力和畜力驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)臂架型起重機(jī)。19世紀(jì)前期，出現(xiàn)了橋式；起重機(jī)的重要磨損件如軸、齒輪和吊具等開始采用金屬材料制造，并開始采用水力驅(qū)動(dòng)。19世紀(jì)后期，蒸汽驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)逐漸取代了水力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)。20世紀(jì)20年代開始，由于電氣工業(yè)和內(nèi)燃機(jī)工業(yè)迅速發(fā)展，以電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力裝置的各種起重機(jī)基本形成。主要包括起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)等。起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)的基本工作機(jī)構(gòu)，它們大多是由吊掛系統(tǒng)和絞車組成，也有通過液壓系統(tǒng)升降重物的。運(yùn)行機(jī)構(gòu)用以縱向水平運(yùn)移重物或調(diào)整起重機(jī)的工作位置，一般是由電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器和車輪組成。變幅機(jī)構(gòu)只配備在臂架型起重機(jī)上，臂架仰起時(shí)幅度減小，俯下時(shí)幅度增大，分平衡變幅和非平衡變幅兩種?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用以使臂架回轉(zhuǎn)，是由驅(qū)動(dòng)裝置和回轉(zhuǎn)支承裝置組成。金屬結(jié)構(gòu)是起重機(jī)的骨架，主要承載件如橋架、臂架和門架可為箱形結(jié)構(gòu)或桁架結(jié)構(gòu)，也可為腹板結(jié)構(gòu)，有的可用型鋼作為支承梁。起重機(jī)是減輕笨重的體力勞動(dòng)、提高工作效率、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的起重運(yùn)輸設(shè)備。在國民經(jīng)濟(jì)各部門的物質(zhì)生產(chǎn)和物資流通中，起重機(jī)作為關(guān)鍵的工藝設(shè)備或主要的輔助機(jī)械，應(yīng)用十分廣泛。起重機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可以分為：①橋架型起重機(jī)?？稍陂L方形場地及其上空作業(yè)，多用于車間、倉庫、露天堆場等處的物品裝卸，有梁式起重機(jī)、橋式起重機(jī)、龍門起重機(jī)、纜索起重機(jī)、運(yùn)載橋等。②臂架型起重機(jī)。可在圓形場地及其上空作業(yè)，多用于露天裝卸及安裝等工作，有門座起重機(jī)、浮游起重機(jī)、桅桿起重機(jī)、壁行起重機(jī)和甲板起重機(jī)等。另外，起重機(jī)也可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式、工作類型、機(jī)動(dòng)性和用途等進(jìn)行分類。龍門起重機(jī)只是其中的一種。隨著物流業(yè)的迅速發(fā)展，起重機(jī)的作用也越來越大，在各大料場、鋼廠、碼頭、鐵路貨場、港口等地方無處不見起重機(jī)的身影。目前起重機(jī)的制造大都趨向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、大型化、自動(dòng)化方向發(fā)展，目前國外制造大型龍門起重機(jī)的廠商主要有美國的Paceco、德國的Noell、英國的Morris、芬蘭的Val-met、韓國的三星和現(xiàn)代，以及日本的三菱、三井、住友等。隨著國際集裝箱運(yùn)輸事業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)龍門起重機(jī)的要求越來越高，使得各大廠商在新研制的起重機(jī)堆碼高度、跨度以及速度等主要參數(shù)上都有了較大的進(jìn)展。長期以來，龍門起重機(jī)僅小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用交流驅(qū)動(dòng)，近年來，起升機(jī)構(gòu)和大車運(yùn)行也相繼采用了交流驅(qū)動(dòng)技術(shù)，這樣減少了維護(hù)和修理費(fèi)，降低了營運(yùn)成本。最近日本三井公司成功地采用了交流變頻調(diào)速裝置，解決了起升機(jī)構(gòu)位勢負(fù)載和車輪支承壓力變化導(dǎo)致車輪轉(zhuǎn)速變化的關(guān)鍵技術(shù)，達(dá)到了集裝箱堆場作業(yè)的使用要求。德國派納公司將其在自動(dòng)控制領(lǐng)域所擁有的豐富經(jīng)驗(yàn)成功地應(yīng)用在大型軌道吊上,滿足了現(xiàn)代化集裝箱堆場對(duì)自動(dòng)化控制的需要。如歐洲聯(lián)合碼頭公司應(yīng)用光纜傳輸技術(shù)，可靠地將龍門起重機(jī)與港站管理計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了無人裝卸作業(yè)和堆物全盤自動(dòng)化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐洲作為傳統(tǒng)上的輪胎吊的大訂戶，1995年訂購的龍門起重機(jī)多達(dá)58臺(tái)，從一個(gè)側(cè)面反映出軌道吊的市場潛力和應(yīng)用前景。另一方面，從世界上一些著名的港口的發(fā)展趨勢看，龍門起重機(jī)將向大型化、高效化、自動(dòng)化方向發(fā)展。我國從90年代開始著手研制龍門起重機(jī)，主要用于鐵路系統(tǒng)的集裝箱堆場。由于受各方面條件的限制，與國外同類產(chǎn)品相比，國產(chǎn)龍門起重機(jī)還存在不少差距，如技術(shù)性能、質(zhì)量水平、作業(yè)效率等相對(duì)較低，尤其是海港堆場使用的現(xiàn)代化軌道吊，國內(nèi)尚屬空白，國內(nèi)市場均被進(jìn)口產(chǎn)品所占領(lǐng)。隨著鐵路、高速公路集裝箱運(yùn)輸業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，我國必將形成以港口、內(nèi)陸轉(zhuǎn)運(yùn)站為主的集裝箱集疏運(yùn)系統(tǒng)。就目前集裝箱運(yùn)輸?shù)膶?shí)際情況來說，龐大的鐵路運(yùn)輸遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于海運(yùn)和公路運(yùn)輸。其中的關(guān)鍵因素主要是集裝箱堆場裝卸機(jī)械落伍和嚴(yán)重匾乏，構(gòu)成了鐵路集裝箱運(yùn)輸?shù)钠款i。隨著集裝箱運(yùn)輸業(yè)務(wù)的進(jìn)一步發(fā)展、港口吞吐量的增加、新建碼頭的陸續(xù)投入使用和舊碼頭的技術(shù)改造、對(duì)大型、高效、性能先進(jìn)的集裝箱堆場起重設(shè)備的需求量將逐年增加。目前我國已能批量生產(chǎn)具有國際90年代先進(jìn)水平的岸邊集裝箱起重機(jī)和輪胎吊，而龍門起重機(jī)的研究與開發(fā)能力相對(duì)落后，尤其是中轉(zhuǎn)樞紐港堆場使用的龍門起重機(jī)，國內(nèi)目前還是空白。因此，開發(fā)大型、高效、性能先進(jìn)的龍門起重機(jī)變得尤為迫切。龍門起重機(jī)主要由起升機(jī)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橫梁、支腿、地梁等組成，該設(shè)計(jì)采用的是單梁桁架式，起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)葫蘆，橫梁為三角形桁架結(jié)構(gòu)，支腿一個(gè)采用剛性支腿，另一個(gè)采用柔性支腿，支腿用角鋼焊接成格構(gòu)式，地梁采用雙槽鋼焊接而成。本設(shè)計(jì)由于小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)葫蘆為標(biāo)準(zhǔn)件，因此不用設(shè)計(jì)計(jì)算，要對(duì)橫梁、支腿、地梁等進(jìn)行強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)計(jì)算，并且對(duì)橫梁各桿進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力分析。第一章龍門起重機(jī)的總體設(shè)計(jì)1.1、龍門起重機(jī)設(shè)計(jì)選題的意義及目的近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，物資流通周轉(zhuǎn)的速度明顯加快，這就增加了人的體力勞動(dòng)。正是在這種情況下，起重機(jī)為減輕笨重的體力勞動(dòng)、提高工作效率、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)等方面貢獻(xiàn)了巨大的力量。它的使用，使生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)雀域?qū)于大型化、規(guī)模化。龍門起重機(jī)是起重機(jī)中的一種，主要用于大型料場、碼頭、鋼廠、鐵路貨場等，它的形式主要有兩種，一種是桁架式，一種是箱形結(jié)構(gòu)。桁架式龍門起重機(jī)簡單、輕巧，主要由型鋼焊接而成。箱形笨重，主要由板材焊接而成。本課題設(shè)計(jì)參數(shù)跨度為35米，懸臂長度為13.5米，起升高度為13.5米，額定起重量為20噸。本課題設(shè)計(jì)采用單梁桁架式結(jié)構(gòu)，小車選用電動(dòng)葫蘆，電動(dòng)葫蘆在主梁下面的工字鋼上工作，這類起重機(jī)構(gòu)造簡單，自重輕，制造與安裝容易。1.2、龍門起重機(jī)結(jié)構(gòu)造型及技術(shù)參數(shù)1.2.1、結(jié)構(gòu)造型圖1是20噸電動(dòng)葫蘆龍門起重機(jī)的外形照片，圖2是該起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)示意圖。圖1圖2它的主梁截面采用三角桁架結(jié)構(gòu)，上弦由兩根的角鋼組成，下弦也采用的角鋼，電動(dòng)葫蘆軌道采用I40b工字鋼。支腿是用角鋼組成的鋼架結(jié)構(gòu)，一側(cè)是剛性支腿，另一側(cè)是柔性支腿。因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)對(duì)于軌道的安裝誤差以及可能發(fā)生的沉陷、制造時(shí)起重機(jī)跨度偏差都能較好的適應(yīng)，支腿尺寸見圖3。圖3這種龍門起重機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，適用于各種堆場裝卸和搬運(yùn)，而且安裝容易。1.2.2、主要技術(shù)參數(shù)起重量————————————————————20噸起升高度———————————————————13.5米跨度—————————————————————35米懸臂長度———————————————————13.5米大車運(yùn)行速度———————————————————30m/min大車行走啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間————————————3秒電動(dòng)葫蘆最大起升高度—————————————18米起升速度———————————————————3.5m/min運(yùn)行速度———————————————————20m/mnin10、最大輪壓———————————————————78KN1.3、各個(gè)構(gòu)件的選擇1.3.1、起升機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu)選用電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)(示例圖片如右所示)。由于電動(dòng)葫蘆是標(biāo)準(zhǔn)件，查標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)選擇。型號(hào)：CD1型質(zhì)量：2450kg工作類型：FC=25%運(yùn)行速度：20m/min運(yùn)行電機(jī)：ZDY121-4/0.8KW起升速度：3.5m/min起升電機(jī)：ZD151-4/13KW1.3.2、主梁1）、主梁選擇的思想根據(jù)桁架式龍門起重機(jī)的起重量、總體尺寸、工作速度和工作級(jí)別設(shè)計(jì)計(jì)算它的主梁桁架，選取合理的桁架截面形式和腹桿體系，確定相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造等。一般用途的桁架龍門起重機(jī)采用單跨簡支的輕型桁架結(jié)構(gòu)。桁架的主要參數(shù)有：桁架高度h（或水平桁架的寬度H），桁架的節(jié)間數(shù)與節(jié)間長度a，桁架腹桿體系的傾角和桁架的自重。2）、主梁的設(shè)計(jì)主梁設(shè)計(jì)成三角形結(jié)構(gòu)形式，主梁下部焊接工字鋼，工字鋼選I40b。主梁高度h的取值一般大于等于L/12~L/15，并小于等于3.4米，以滿足運(yùn)輸界限。取h=2m。桁架主梁的寬度H是由主梁走臺(tái)的通行寬度和保證起重機(jī)大車運(yùn)行的剛度要求，通常取H=L/12~L/20，且H大于等于0.7米。取H=2.3m。腹桿體系中腹桿傾角取為45度。桁架的節(jié)間數(shù)與節(jié)間長度a由a取50mm的倍數(shù)決定，a=1.5m～3.5m，去a=2m。3）、主梁簡圖1.3.3、支腿由于本課題設(shè)計(jì)為35米大跨度龍門起重機(jī)，故選用一剛一柔支腿結(jié)構(gòu)，具體尺寸見支腿設(shè)計(jì)校核及圖紙。1.3.4、地梁（示例圖片如右所示）地梁采用雙槽鋼焊接而成，其尺寸大小及具體外觀大小見圖紙及地梁的設(shè)計(jì)校核。1.3.5、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)（示例圖片如右所示）大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)有兩個(gè)，分別由一個(gè)電動(dòng)機(jī)、一個(gè)制動(dòng)器、一個(gè)減速器、一個(gè)聯(lián)軸器、一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪以及一個(gè)自由輪組成。其組成簡圖如下：a、車輪、軌道的選擇根據(jù)最大輪壓，選擇車輪直徑為600mm，軌道型號(hào)為Qu120型，軸承型號(hào)為3626。b、聯(lián)軸器的選擇選擇聯(lián)軸器型號(hào)為CLZ12。c、減速器的選擇選擇減速器的型號(hào)為ZSC-600，速比為60，運(yùn)行速度為30m/min。d、制動(dòng)器的選擇選擇制動(dòng)器的型號(hào)為YWZ-200/25，制動(dòng)輪直徑為200mm，制動(dòng)力矩200N/m,液壓推動(dòng)器型號(hào)YT1-25。e、電動(dòng)機(jī)的選擇YZR200L-6型電動(dòng)機(jī)，N＝22kw，轉(zhuǎn)速964r/min.1.3.6、駕駛室的設(shè)計(jì)（示例片如右所示）1）、內(nèi)部凈高2000mm；2）、頂部承壓；3）、內(nèi)部選用防火材料；4）、面板厚度一般取1～1.2mm；5）、司機(jī)視線好；6）、椅子按照起重機(jī)司機(jī)用的國標(biāo)選用；7）、窗戶可開啟；8）、玻璃為鋼化，夾層，有機(jī)，厚度為5厘；1.3.7、駕駛室支承平臺(tái)的設(shè)計(jì)1）、駕駛室門口處有平臺(tái)，有欄桿，度為1050mm，欄桿有踢腳板，高150mm(防重物墜下)；2）、載重；3）、駕駛室與平臺(tái)的下方設(shè)計(jì)有一框架，框架由8號(hào)槽鋼組成，框架中部有8號(hào)槽鋼兩根，用于插入支腿用；1.3.8、爬梯的設(shè)計(jì)1）、爬梯布置在剛性支腿上；2）、爬梯寬為600mm;3)、爬梯主肢：用3mm厚的板折成槽形，也可直接使用12號(hào)槽鋼；4）、爬梯踏步：用3mm厚網(wǎng)紋板折邊制作，短邊為5mm厚；5）、爬梯兩側(cè)有防護(hù)欄，用電線管制作；6）、爬梯與支腿接觸處設(shè)計(jì)有高100～150mm高的支座，支座用12號(hào)槽鋼焊接而成，設(shè)計(jì)3～4個(gè)支座；7）、進(jìn)入司機(jī)室處無防護(hù)欄，爬梯另一側(cè)主肢有防護(hù)欄，并一通到頂；8）、進(jìn)入司機(jī)室平臺(tái)，向上1600～1800mm處，有一個(gè)拉手，用于司機(jī)由爬梯向司機(jī)室平臺(tái)邁腿時(shí)，用手抓緊用，目的是為了安全；9）、爬梯踏步的間隔按人體工程學(xué)的規(guī)定設(shè)計(jì)，一般為250～300mm。1.3.9、大車滑線裝置設(shè)計(jì)1）、選用380V光裸線，共三根；2）、滑動(dòng)裝置設(shè)計(jì)：制作銅滑輪三個(gè)，直徑約100 ～150mm，銅滑輪支座上安裝有帶彈簧的銅拉桿兩個(gè)，銅頂桿一端與銅滑輪側(cè)壁利用彈簧壓緊接觸，銅頂桿另一端焊導(dǎo)線。1.3.10、小車行走滑線裝置的設(shè)計(jì)1）、選用工字鋼軌道橡套線結(jié)構(gòu)；2）、鋼絲繩直徑一般取9mm，橡套線在行走時(shí)不許承受拉力，所以需裝尼龍繩或者細(xì)鋼絲繩，細(xì)鋼絲繩直徑約為2mm，牽引時(shí)它們受力，鋼絲繩安裝在工字鋼兩端。用8～10號(hào)槽鋼焊接在工字鋼兩端處。上面打兩個(gè)孔，孔徑28mm。做兩個(gè)相符絲杠：M27，長約300mm，上面焊有繩環(huán)。用絲杠拉緊鋼絲繩，鋼絲繩卡子一端三個(gè)。1.3.11、軌道基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)龍門起重機(jī)軌道一般長40～100m，根據(jù)場地大小及需要而定。一般軌道基在兩端容易出問題，所以軌道在基礎(chǔ)端部應(yīng)超出實(shí)際運(yùn)行到達(dá)位置2～3m，并采用大車限位撞尺的控制和車擋的限制。地基應(yīng)采用鋼筋混凝土地基，并且上面鋪有枕木。1.3.12、安全裝置設(shè)計(jì)1）、大車運(yùn)行緩沖器的設(shè)計(jì)：選用橡膠式緩沖器；2）、安裝位置在地梁兩端，一般長度為400～600mm，焊在大車運(yùn)行掃軌板上；3）、大車運(yùn)行掃軌板的設(shè)計(jì)：距軌道10mm，板厚10mm，寬度與地梁等同，目的是將軌道上的物體掃掉；4）、大車運(yùn)行電器撞尺（限位）的設(shè)計(jì)：用扁鐵或的角鋼制作。總長度約1500～2000mm，兩端做斜邊，用于電器行程開關(guān)搬動(dòng)用；5）、軌道端部車擋的設(shè)計(jì)：大車運(yùn)行緩沖器撞在此處，要滿足強(qiáng)度要求。不得與鐵軌焊接，因?yàn)殍F軌是65Mn高碳合金鋼，可焊性差，設(shè)計(jì)時(shí)參考標(biāo)準(zhǔn)圖集；6）、電動(dòng)葫蘆運(yùn)行限位器的設(shè)計(jì)：選用橡膠式，安裝在大梁兩端的工字鋼上。1.3.13、電器設(shè)備位置的確定1）、探照燈兩個(gè)，安裝在主梁的兩側(cè)；2）、警鈴安裝在駕駛室處；3）、電阻器安裝在駕駛室的下方。第三章載荷計(jì)算3.1、固定載荷固定載荷包括主桁架、剛性腿、柔性腿等質(zhì)量，計(jì)算主梁時(shí)不計(jì)門腿質(zhì)量。計(jì)算固定載荷時(shí)應(yīng)考慮沖擊系數(shù)，因大車運(yùn)行速度小于60m/min，故取估算：取=110000N其中Q——起重量L——龍門起重機(jī)的跨度3.2、活動(dòng)載荷活動(dòng)載荷包括電動(dòng)葫蘆自重、額定載荷的重量。其中——電動(dòng)葫蘆自重，=24500NQ——額定起重量，Q=200000Ng——重力加速度，g=10m/——?jiǎng)虞d系數(shù)，取=1.2因此，3.3、慣性力3.3.1、電動(dòng)葫蘆水平慣性力1）、沿大車運(yùn)行方向當(dāng)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)起、制動(dòng)時(shí)，由小車和貨物重量引起的慣性力以一個(gè)集中力作用于跨中。沿大車行走方向水平慣性力為：其中——電動(dòng)葫蘆和額定起重量之和=24500+200000=224500N——重力加速度，g=10m/——平均加速度，其中——大車運(yùn)行速度，=30/min——大車制動(dòng)時(shí)間，=3秒所以，2）、沿電動(dòng)葫蘆行走方向的小車水平慣性力式中n——電動(dòng)葫蘆的驅(qū)動(dòng)輪數(shù)，n=4——電動(dòng)葫蘆總輪數(shù)，=8所以，取=22450N即3.3.2、主梁桁架水平慣性力沿大車運(yùn)行方向，當(dāng)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)起、制動(dòng)時(shí)，主桁架引起的水平慣性力作用在主梁上。3.3.3、剛性腿與柔性腿的慣性力忽略不計(jì)3.4、風(fēng)載荷3.4.1、貨物風(fēng)載式中q——計(jì)算風(fēng)壓，q=400N/——貨物迎風(fēng)面積，=12因此，3.4.2、工字鋼風(fēng)載式中q——計(jì)算風(fēng)壓，q=400N/=24.8因此，3.4.3、主梁桁架風(fēng)載根據(jù)已有類似龍門起重機(jī)，選迎風(fēng)面積系數(shù)c=0.38、沿大車行走方向的主梁桁架風(fēng)載式中c——充滿系數(shù)，取c=0.38——高度修正系數(shù)，取=1q——計(jì)算風(fēng)壓，q=400N/F——迎風(fēng)面積，，為每一片斜桁架的迎風(fēng)面積其中——上弦桿長度，=60m——下弦桿長度，=62m——主梁桁架高度，=2m所以，、沿小車行走方向的主梁桁架風(fēng)載其中c=0.38，=1，q=400N/——主梁桁架截面迎風(fēng)面積，其值為其中——主梁桁架截面寬度，=2.3m——主梁桁架高度，=2m則，所以，、剛性腿風(fēng)載式中——?jiǎng)傂酝扔L(fēng)面積，=6所以、柔性腿風(fēng)載因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)柔性支腿與剛性支腿的大小一樣，只是與地梁的連接方式不同而已，所以第四章金屬結(jié)構(gòu)4.1、主梁桁架內(nèi)力計(jì)算及校核4.1.1、龍門起重機(jī)橫梁內(nèi)力計(jì)算1）.起重橫梁參數(shù)豎直方向：抗彎模量1835900cm4面積220cm2水平方向：抗彎模量384956cm4截面高度200cm,寬度220cm2）.橫梁豎直方向最大彎矩當(dāng)?shù)踔卦谌我槐鄱藭r(shí),最大彎矩在支腿上端的橫梁中。其中吊重距離Lx=1350cm當(dāng)?shù)踔卦诹褐袝r(shí),最大彎矩在支腿上端和橫梁中部。支腿上部梁中彎矩：橫梁中間部分彎矩（按最不利支撐計(jì)算，簡支）：其中跨距Lx=3500cm橫梁長度L=6200cm3).橫梁水平方向最大彎矩當(dāng)起重機(jī)帶載啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)，由慣性力引起橫梁的水平方向變形，由于橫梁水平方向抗彎能力較差，易產(chǎn)生大內(nèi)力和變形。由慣性力引起的最大水平彎矩：4).橫梁上主弦桿最大應(yīng)力（由兩根L160×160×10角鋼構(gòu)成）橫梁主弦桿角鋼L160×160×10截面積A1=31.5cm2支腿上部橫梁弦桿在兩種工況下的應(yīng)力分別是：應(yīng)力超標(biāo)?。。?！≤=215Mpa橫梁跨中上部主弦桿的應(yīng)力是：滿足要求，但應(yīng)力偏大，安全系數(shù)小5).橫梁下主弦桿最大應(yīng)力（由兩根L160×160×10角鋼和40b工字鋼構(gòu)成）工字鋼面積94.1cm2,加角鋼面積，下主弦的總面積A2=157.1cm2?！?215Mpa滿足要求。6)．橫梁主弦桿在慣性力影響下的應(yīng)力慣性力主要考慮梁中，受慣性力作用的主弦桿為下主弦桿的兩側(cè)主角鋼，應(yīng)力主要由角鋼承受?！?215Mpa可見在啟動(dòng)速度小于25m/min的情況下，主弦桿強(qiáng)度滿足。由于風(fēng)載荷影響小于慣性力，因此，不對(duì)風(fēng)載荷進(jìn)行計(jì)算。4.1.2、工字鋼40b的強(qiáng)度校核對(duì)跨中下弦桿工字鋼進(jìn)行校核，下翼緣補(bǔ)焊12mm厚的敷板。選定截面尺寸后，應(yīng)校核主梁截面的彎曲正應(yīng)力和跨端截面的剪應(yīng)力。1)、載荷引起的跨中彎曲應(yīng)力跨中截面的彎曲正應(yīng)力包括梁的整體彎曲應(yīng)力和小車輪壓在工字鋼下翼緣引起的局部彎曲應(yīng)力兩部分，將它們合成后進(jìn)行強(qiáng)度校核。計(jì)算簡圖如下：均布載荷引起的主梁彎矩圖集中載荷引起的主梁彎矩圖上圖中，P為集中活荷載之和q為龍門吊恒載之和沿龍門吊35米跨徑上的均布線載荷載荷組合后跨中最大彎距：根據(jù)剛度條件，主梁所需的截面慣性矩為：式中，L——梁的跨度（m）——主梁許用撓度，取P——電動(dòng)葫蘆在額定起重量時(shí)的總輪壓（不計(jì)動(dòng)力系數(shù)）其中，——額定起重量（N），=200000N——電動(dòng)葫蘆自重，=24500N因此，P=200000+24500=224500N則表示梁的下表面距截面形心軸x-x的距離（m）：故2）、主梁下翼緣局部彎曲應(yīng)力普通工字鋼在電動(dòng)葫蘆小車輪壓的作用下，工字鋼下翼緣的局部彎曲應(yīng)力按下式計(jì)算：工字鋼下翼緣受力簡圖敷板跟部1點(diǎn)由翼緣在xoz平面內(nèi)及xoy平面內(nèi)彎曲引起的應(yīng)力分別為作用點(diǎn)2下表面由翼緣在xoz平面內(nèi)及xoy平面內(nèi)彎曲引起的應(yīng)力分別為靠近自由端的點(diǎn)3由翼緣在xoy平面內(nèi)彎曲引起的應(yīng)力為式中、、、、——由輪壓作用點(diǎn)位置比值決定的系數(shù)，故所以=0.62，=0.75，=0.25，=1.1，=0.95上面各式中，P——電動(dòng)葫蘆一個(gè)車輪的最大輪壓（N）P=33062.5Nt——距邊緣處的翼緣厚度（mm）加上敷板厚度（mm）t=16.5+12=28.5mm因此，3）、合成應(yīng)力由水平載荷引起的彎曲應(yīng)力較小，可忽略不計(jì)。工字鋼下翼緣下表面1點(diǎn)的合成應(yīng)力為作用點(diǎn)2的合成應(yīng)力下翼緣下表面3點(diǎn)的合成應(yīng)力式中，——主梁整體彎曲應(yīng)力0.9——考慮工字鋼下翼緣因磨損而減弱的系數(shù)4.1.3、剛度校核如果小車在跨中時(shí)，主桁架的跨中撓度小于或者等于許用撓度，小車在懸臂端處時(shí)，主桁架的懸臂撓度小于或者等于許用撓度，則說明主梁桁架滿足剛度要求。跨中：懸臂端：式中，k——系數(shù)，常取k=1.1～1.2，取k=1.2——慣性矩，=0.19E=210Gpa=paP——小車凈輪壓，P=224500NL——跨度，L=35ml——懸臂端有效長度，l=13m因此，所以主梁滿足剛度要求。4.1.4、抗剪強(qiáng)度校核最不利的工況：龍門吊在最大設(shè)計(jì)吊重下，電動(dòng)葫蘆行使至I40b與I28a分配梁的交界處。支點(diǎn)最大剪力支點(diǎn)最大剪應(yīng)力因此支點(diǎn)處最大剪應(yīng)力強(qiáng)度符合要求。4.1.5.龍門起重機(jī)橫梁穩(wěn)定性計(jì)算1）．橫梁上主弦桿壓桿穩(wěn)定計(jì)算橫梁主枝為雙角鋼L160×160×10，單個(gè)角鋼截面面積A=31.5cm2角鋼慣性矩cm4,主枝節(jié)距l(xiāng)=200cm角鋼壓桿穩(wěn)定臨界壓力：E為彈性模量E＝2100000Kg/cm2L為角鋼受壓長度cm當(dāng)?shù)踔卦诳缍戎悬c(diǎn)，橫梁上主弦桿受壓最大，其受壓力為：N=M2max/200=13938138/200=69690.69kg單個(gè)角鋼受壓力為N=34845.35kg則安全系數(shù)n=Nero/N=11.5838>1.8～3.0安全。2）．橫梁下主弦桿壓桿穩(wěn)定計(jì)算橫梁下主枝為雙角鋼L160×160×10，和工字鋼I40b,單個(gè)角鋼截面面積A=31.5cm2,慣性矩cm4,主枝節(jié)距l(xiāng)=200cm,工字鋼面積A2=94cm2，慣性矩cm4，按工字鋼承受壓力計(jì)算工字鋼的受壓穩(wěn)定性。工字鋼壓桿穩(wěn)定臨界壓力：E為彈性模量E＝2100000Kg/cm2L為角鋼受壓長度cm當(dāng)最大吊重懸臂端，支腿上不橫梁下主弦桿受壓最大，其最大受壓力為：Nmax=M1max/200=33981895/200=169909.48kg如只讓工字鋼承受此壓力，則安全系數(shù)：n=Ncro/Nmax=69.27>1.8～3.0安全4.2、剛性腿主支承梁內(nèi)力計(jì)算及強(qiáng)度校核4.2.1、支腿的幾何尺寸支承梁的尺寸如下圖所示：在上圖中，為了計(jì)算簡單偏于安全，假定腿與地梁的連接簡化為鉸接。在上圖中，剛性腿主支承桿與垂直方向的傾角為，故因此，4.2.2、主梁受對(duì)稱單位力作用時(shí)的內(nèi)力分析當(dāng)對(duì)稱載荷作用時(shí)，兩個(gè)支腿支承的力如圖所示：則作用于剛性腿支桿的力R為底部的支反力為在上橫梁中兩端部的軸向力為地梁的軸力為4.2.3、電動(dòng)葫蘆位于支腿處的應(yīng)力校核角鋼L125×125×10受力簡圖1）、壓桿穩(wěn)定性校核因?yàn)閮啥藶榍蜚q，各個(gè)方向約束相同，=1。查表得等邊角鋼=38.5mm，，于是因此對(duì)于Q235鋼，，E=210Mpa,,所以，用歐拉公式進(jìn)行臨界應(yīng)力計(jì)算。該壓桿的臨界載荷為壓桿的工作安全因數(shù)為：故壓桿穩(wěn)定性是安全的。2）、強(qiáng)度校核故該壓桿滿足強(qiáng)度要求。3）、彎矩和剪力校核因?yàn)橐桓鶆傂灾扔袃山M由角鋼組成的立柱，一組的彎矩和剪力由另一組立柱來平衡，因此不用計(jì)算。4）、壓桿長細(xì)比計(jì)算l=15688mm，故長細(xì)比因此，壓桿長細(xì)比符合要求。4.2.4、電動(dòng)葫蘆位于懸臂端處剛性支腿校核1）、支反力計(jì)算電動(dòng)葫蘆位于懸臂端處的受力簡圖如上圖所示，即：因此最大支反力為2）、支腿穩(wěn)定性校核因?yàn)閮啥藶榍蜚q，各個(gè)方向約束相同，=1。查表得等邊角鋼=38.5mm，，于是因此對(duì)于Q235鋼，，E=210Mpa,,所以，用歐拉公式進(jìn)行臨界應(yīng)力計(jì)算。該壓桿的臨界載荷為壓桿的工作安全因數(shù)為：故壓桿穩(wěn)定性是安全的。3）、壓桿支腿強(qiáng)度校核4）柔性支腿校核因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)柔性支腿與剛性支腿截面尺寸相同，只是連接方式不同而已，因此它的穩(wěn)定性計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算、長細(xì)比計(jì)算與剛性支腿一樣，故不用校核。第五章機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1.1、電動(dòng)機(jī)的選取1)、運(yùn)行阻力輪的受力簡化圖：如上圖所示，其中P=264.5KN取=2500kg因此2）、運(yùn)行阻力的計(jì)算(N)(2.41)式中——起重機(jī)運(yùn)行靜阻力；——起重機(jī)運(yùn)行摩擦阻力；——起重機(jī)在有坡度的軌道上運(yùn)行時(shí)需克服的由起重機(jī)重量分力引起的阻力；——室外起重機(jī)運(yùn)行時(shí)由風(fēng)載荷引起的阻力；a、運(yùn)行摩擦阻力起重機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)的最大摩擦阻力（N）式中G——起重機(jī)自重(N)；Q——起升載荷（N）；——滾動(dòng)摩擦系數(shù)；——軸承內(nèi)徑（mm）；——軸承摩擦系數(shù)；D——車輪直徑（mm）；——附加摩擦阻力系數(shù)；b、滿載運(yùn)行時(shí)最小摩擦阻力(N)空載運(yùn)行時(shí)最小摩擦阻力c、坡度阻力滿載運(yùn)行時(shí)最大坡度阻力(2.43)式中i——坡度阻力系數(shù)；由手冊(cè)得i=0.001；滿載運(yùn)行時(shí)最大風(fēng)阻力●、貨物風(fēng)載式中q——計(jì)算風(fēng)壓，q=400N/——貨物迎風(fēng)面積，=12因此，●、工字鋼風(fēng)載式中q——計(jì)算風(fēng)壓，q=400N/=24.8因此，●、主梁桁架風(fēng)載根據(jù)已有類似龍門起重機(jī)，選迎風(fēng)面積系數(shù)c=0.38沿大車行走方向的主梁桁架風(fēng)載式中c——充滿系數(shù)，取c=0.38——高度修正系數(shù)，取=1q——計(jì)算風(fēng)壓，q=400N/F——迎風(fēng)面積，，為每一片斜桁架的迎風(fēng)面積其中——上弦桿長度，=60m——下弦桿長度，=62m——主梁桁架高度，=2m所以，沿小車行走方向的主梁桁架風(fēng)載其中c=0.38，=1，q=400N/——主梁桁架截面迎風(fēng)面積，其值為其中——主梁桁架截面寬度，=2.3m——主梁桁架高度，=2m則，所以，●、剛性腿風(fēng)載式中——?jiǎng)傂酝扔L(fēng)面積，=6所以●、柔性腿風(fēng)載因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)柔性支腿與剛性支腿的大小一樣，只是與地梁的連接方式不同而已，所以綜上總的風(fēng)載阻力=4800+9220+37088+10488+2400+2400=66396N=1310.4+314.5+66396=68021N3）、初選電動(dòng)機(jī)a、滿載運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的靜功率(2.45)式中——起重機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)的阻力（Kg）V——起重機(jī)的運(yùn)行速度（m/min）——機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，起重機(jī)采用立式齒輪減速器取0.9M—電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)=17.5kwb、初選電動(dòng)機(jī)對(duì)于橋式、龍門起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，可按下式初選電動(dòng)機(jī)：N=(2.46)式中——電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)為克服慣性的功率增大系數(shù)，對(duì)于在室外工作的龍門起重機(jī)大、小車，當(dāng)電動(dòng)機(jī)為JZR型或YZR型取=1.1~1.3N=＝=22.8kw查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄選擇YZR200L-6型電動(dòng)機(jī)，N＝22kw，轉(zhuǎn)速964r/min，轉(zhuǎn)子飛輪矩6.99，最大扭矩=2.88。c、電動(dòng)機(jī)選定后確定減數(shù)器的傳動(dòng)比和車輪的轉(zhuǎn)速：16R/mind、起動(dòng)時(shí)間與起動(dòng)平均加速度驗(yàn)算●、滿載、上坡、迎風(fēng)時(shí)的上坡時(shí)間（s）式中——電動(dòng)機(jī)平均起動(dòng)力矩；——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）；——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子飛輪矩（）；——電動(dòng)機(jī)軸上帶制動(dòng)聯(lián)軸器的飛輪矩（）；——計(jì)及轉(zhuǎn)動(dòng)件飛輪矩影響的系數(shù)，換算到電動(dòng)機(jī)軸上時(shí)可取=1.1~1.2；其他符號(hào)同前。滿載運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的靜力矩：據(jù)表8-11得，=1.6（2.15）=1.6=35.6Kg==3s●、平均加速度為了避免過大的沖擊以及物品擺動(dòng)，應(yīng)驗(yàn)算起動(dòng)平均加速度：(2.49)由手冊(cè)表9-7查得=；●、對(duì)于室外工作的起重機(jī)，校核第類載荷時(shí)電動(dòng)機(jī)實(shí)際的最大力矩應(yīng)超過電動(dòng)機(jī)軸上的最大靜阻力矩，即=(2.50)==0.7=44.85kg式中——由第類載荷的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓引起的風(fēng)阻力（Kg）；——由電氣保護(hù)裝置限制的電動(dòng)機(jī)實(shí)際最大力矩（kg）；——電動(dòng)機(jī)最大力矩倍數(shù)；——電動(dòng)機(jī)額定力矩（kg）；——電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)；=35.8所以該電動(dòng)機(jī)可用?！瘛⒋蚧?yàn)算為了使起重機(jī)運(yùn)行時(shí)可靠的起動(dòng)或制動(dòng)，應(yīng)分別對(duì)驅(qū)動(dòng)輪作起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的打滑驗(yàn)算。小車空載時(shí)起重機(jī)容易發(fā)生打滑；對(duì)于有懸臂的龍門起重機(jī)，當(dāng)滿載小車在起重機(jī)一側(cè)懸臂端時(shí)其對(duì)面的側(cè)驅(qū)動(dòng)輪較易打滑。1、起動(dòng)時(shí)要求(2.52)式中——粘著系數(shù)，對(duì)于室外工作的起重機(jī)取0.12（下雨時(shí)取0.08）；室內(nèi)工作的起重機(jī)取0.15K——粘著安全系數(shù)，可取K=1.051.2——機(jī)構(gòu)在起動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)效率——驅(qū)動(dòng)輪最小輪壓（公斤）——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子飛輪矩之和（）——電動(dòng)軸上帶制動(dòng)輪聯(lián)軸器的飛輪矩（）k——計(jì)及其他傳動(dòng)件飛輪矩影響的系數(shù)，換算到電動(dòng)機(jī)軸上時(shí)可取k=1.1--1.2——驗(yàn)算打滑一側(cè)電動(dòng)機(jī)的平均起動(dòng)力矩（公斤米）——起重機(jī)起動(dòng)時(shí)的平均加速度（米/）==3195kg=2500kg式子成立，車輪不打滑。5.1.2、制動(dòng)器選擇對(duì)于室外工作的起重機(jī)，其制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)滿足在滿載、順風(fēng)及下坡的情況下，使起重機(jī)停住，即式中——電動(dòng)機(jī)的靜力矩，由下式計(jì)算：式中——由第類風(fēng)載荷引起的風(fēng)阻力（Kg）；——制動(dòng)時(shí)間（s）；——按（9-3a）式計(jì)算；（kg； =34.4+選擇制動(dòng)器的型號(hào)為YWZ-200/25，制動(dòng)輪直徑為200mm，制動(dòng)力矩200N/m,液壓推動(dòng)器型號(hào)YT1-25。5.1.3、減速器選擇根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)減速器的承載能力表選用對(duì)于運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其計(jì)算載荷按起動(dòng)工況確定：式中——起重機(jī)運(yùn)行時(shí)的靜阻力（）；——起重機(jī)起動(dòng)時(shí)的慣性力（）；減速器的計(jì)算輸入功率為式中v——起重機(jī)運(yùn)行速度（m/min）；——運(yùn)行機(jī)構(gòu)中減速器的個(gè)數(shù)；——運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率。6802+5360=12162kg選擇減速器的型號(hào)為ZSC-600，運(yùn)行速度為30m/min。5.2、地梁的設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.1、地梁結(jié)構(gòu)尺寸簡圖受力簡化圖：如上圖所示，其中P=264.5KN取=2500kg因此故5.2.2、強(qiáng)度計(jì)算地梁的截面形式如下圖：（材料為20號(hào)槽鋼）地梁是由兩根槽鋼組成共同承載，因此每根槽鋼的受力相同。因此，地梁在力作用下形成的彎矩為抗彎模量故因此20號(hào)槽鋼不滿足強(qiáng)度要求，選25a號(hào)槽鋼進(jìn)行校核?？箯澞Ａ抗室虼耍?5a號(hào)槽鋼滿足強(qiáng)度要求。5.2.3、剛度計(jì)算式中k——系數(shù)，常取k=1.1～1.2，取k=1.2I——截面慣性矩，E=210GpaP==43759.46NL==12m因此故地梁滿足剛度要求。第六章龍門起重機(jī)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算6.1、龍門起重機(jī)沿大車運(yùn)行方向的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算6.1.1、龍門起重機(jī)沿大車運(yùn)行方向的受力簡圖沿大車運(yùn)行方向的穩(wěn)定性計(jì)算簡圖如上圖所示，沿大車運(yùn)行方向龍門起重機(jī)受如下力作用：——主梁沿大車方向的慣性力，=1870N——主梁沿大車運(yùn)行方向的風(fēng)載，=37088N——工字鋼沿大車運(yùn)行方向的風(fēng)載，=9220N——小車沿大車運(yùn)行方向的慣性力，=3816.5N——貨物所受風(fēng)載，=4800N——?jiǎng)傂灾仁诊L(fēng)載大小，=2400N——龍門起重機(jī)自重，=280KN——額定起重量，=200KN6.1.2、穩(wěn)定性計(jì)算因?yàn)楣数堥T起重機(jī)沿大車運(yùn)行方向是穩(wěn)定的。6.2、龍門起重機(jī)沿小車運(yùn)行方向的穩(wěn)定性計(jì)算6.2.1、龍門起重機(jī)沿小車運(yùn)行方向的受力簡圖最不利工況：小車滿載位于懸臂端極限位置。沿小車運(yùn)行方向的穩(wěn)定性計(jì)算簡圖如上圖所示，沿小車運(yùn)行方向龍門起重機(jī)受如下力作用：——主梁沿小車方向風(fēng)載，=10488N——小車沿主梁方向的慣性力，=22450N——?jiǎng)傂灾人艿娘L(fēng)載，=2400N——柔性支腿風(fēng)載，=2400N——貨物所受風(fēng)載，=4800N——除小車外龍門起重機(jī)自重，=255.5KN——小車自重，=24500N——額定起重量，=200KN6.2.2、龍門起重機(jī)沿小車運(yùn)行方向穩(wěn)定性驗(yàn)算因?yàn)楣数堥T起重機(jī)沿小車運(yùn)行方向是穩(wěn)定的。第七章安全技術(shù)起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的使用壽命，很大程度取決于正確的潤滑，因此潤滑是起重機(jī)維護(hù)工作的主要內(nèi)容之一。7.1、潤滑方式起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的潤滑方法有分散潤滑和集中潤滑。1）集中潤滑在大起重量的起重機(jī)上，采用手機(jī)泵開油（潤滑脂）和電動(dòng)泵開油集中潤滑兩種。2）分散潤滑中小噸位的起重機(jī)一般都采用分散潤滑。潤滑時(shí)使用油槍或油杯對(duì)各潤滑點(diǎn)分別注油。分散潤滑的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、潤滑可靠、維護(hù)方便。缺點(diǎn)是：潤滑油分散，添加油脂時(shí)占用時(shí)間較長，工作量大。本設(shè)計(jì)采用集中潤滑。7.2、潤滑油料起重機(jī)常用的潤滑油錠子油、變壓器油、齒輪油。錠子油和變壓器油含瀝青質(zhì)和膠質(zhì)少，粘度小，流速性好，可進(jìn)入到較小的縫隙中。齒輪油含瀝青質(zhì)和膠質(zhì)多，粘度大，在較大的壓力下油膜仍然完好。常用的潤滑脂有：鈣基潤滑脂、鈉基潤滑脂、復(fù)合鋁基潤滑脂、工業(yè)鋰基潤滑脂和特種潤滑脂等。在具體使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的部件和使用條件，選擇不同的潤滑材料和添加時(shí)間，保證各機(jī)構(gòu)安全有效地工作。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于通過龍門起重機(jī)整機(jī)各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，對(duì)大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識(shí)做一次全面的回顧和提升，使本人對(duì)起重機(jī)設(shè)計(jì)乃至機(jī)械設(shè)計(jì)的過程有一個(gè)初步的了解，為以后的工作做好初步準(zhǔn)備。見于本人實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重缺乏，為很好的完成本次設(shè)計(jì)任務(wù)，在完成開題報(bào)告之前，在指導(dǎo)老師的組織下，在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了多次參觀實(shí)習(xí)，其中有龍門起重機(jī)的作業(yè)場所，像西北五洋鋼材市場等；還有龍門起重機(jī)的生產(chǎn)廠家，像西安神力起重機(jī)廠等。并得到現(xiàn)場技術(shù)人員耐心的講解。與此同時(shí)，多方搜集相關(guān)資料，為設(shè)計(jì)的開題打好了基礎(chǔ)。結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書的設(shè)計(jì)要求和所學(xué)專業(yè)的側(cè)重面，把機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容是本次設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中，對(duì)起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)給予充分的時(shí)間支持，力求做細(xì)做精。對(duì)金屬結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算則有些欠缺，對(duì)其他附件的選取也只是做了一些簡單的說明。通過本次設(shè)計(jì)，完全達(dá)到了擬訂的設(shè)計(jì)目的。第八章設(shè)計(jì)總結(jié)8.1、本次設(shè)計(jì)得到的心得本次設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)35米大跨度龍門起重機(jī)，懸臂長度為13.5m，額定起重量為20噸。該龍門起重機(jī)采用單梁桁架結(jié)構(gòu)形式，小車采用電動(dòng)葫蘆。設(shè)計(jì)中對(duì)梁進(jìn)行了強(qiáng)度、剛度校核，剪力校核，內(nèi)應(yīng)力計(jì)算與分析，計(jì)算結(jié)果均符合起重機(jī)相關(guān)的規(guī)定要求，對(duì)支腿進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力分析、壓桿穩(wěn)定性計(jì)算、強(qiáng)度校核和長細(xì)比計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果均符合相關(guān)規(guī)定要求。地梁采用雙25a號(hào)槽鋼焊接而成，對(duì)其進(jìn)行了強(qiáng)度和剛度校核，其結(jié)果也滿足相關(guān)規(guī)定和要求。此外，對(duì)行走機(jī)構(gòu)、駕駛室、安全裝置等起重機(jī)相關(guān)零部件或機(jī)構(gòu)進(jìn)行了選擇和設(shè)計(jì)。從以上設(shè)計(jì)計(jì)算的過程和結(jié)果來看，該35米大跨度龍門起重機(jī)完全符合使用要求，本次設(shè)計(jì)也完全達(dá)到了設(shè)計(jì)起初的目的。近年來起重機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速，大跨度龍門起重機(jī)應(yīng)用而生，這為設(shè)計(jì)計(jì)算等增加了相應(yīng)的難度。對(duì)于客戶來說更趨向于喜歡大型化、自動(dòng)化、智能化的起重機(jī)，這為起重機(jī)的設(shè)計(jì)更加增加了難度。而起重機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠商由于競爭激烈，技術(shù)相互保密，相互之間不甚了解，因此各生產(chǎn)設(shè)計(jì)廠商的標(biāo)準(zhǔn)也不太一致，這也為設(shè)計(jì)制造起重機(jī)增加了困難。因此，起重機(jī)設(shè)計(jì)制造應(yīng)該解決如下兩個(gè)問題：1、標(biāo)準(zhǔn)化各生產(chǎn)設(shè)計(jì)廠商應(yīng)相互溝通，或者通過某個(gè)組織或機(jī)構(gòu)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，建立起重機(jī)行業(yè)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，便于設(shè)計(jì)制造。2、模塊化起重機(jī)按照不同的起重量、跨度等，各機(jī)構(gòu)、零部件應(yīng)建立相應(yīng)的一系列模塊，使它們模塊化。設(shè)計(jì)時(shí)只需按照實(shí)際需要從中選擇、組裝，達(dá)到快速設(shè)計(jì)的目的。8.2、未來起重機(jī)的發(fā)展方向1、重點(diǎn)產(chǎn)品大型化、高速化、耐久化和專用化

由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(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，工作越來越頻繁，并對(duì)能耗和可靠性提出更高的要求。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)不但要好用，容易維護(hù)，操作方便，而且安全性要好，故障要少，平均無故障工作時(shí)間要長。可靠性是國際市場產(chǎn)品競爭的焦點(diǎn)，國外許多大公司都制定了可靠性內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。我國起重機(jī)的性能要趕超世界先進(jìn)水平，最關(guān)鍵的是要改變傳統(tǒng)的思維理念,提高可靠性，使起重機(jī)具有優(yōu)異的耐久性、無故障性、維修性和使用經(jīng)濟(jì)性。

現(xiàn)代工業(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，品種也不斷增多，以特有的功能滿足特殊的需要，發(fā)揮出最佳的效用。冶金專用起重機(jī)，防爆、防腐、絕緣起重機(jī)和鐵路、船舶、車輛專用起重機(jī)以及一些特殊行業(yè)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)專用起重機(jī)，在國際市場上打開了銷路；芬蘭科尼起重機(jī)公司也針對(duì)飛機(jī)制造行業(yè)所專用的起重機(jī)進(jìn)行了研制，這種起重機(jī)的跨度大，起升高度高，定位要求精度高，這次的研制在中國四川成飛集團(tuán)得到了很好的應(yīng)用?？颇崞鹬貦C(jī)針對(duì)造紙行業(yè)開發(fā)出了自動(dòng)紙卷倉儲(chǔ)系統(tǒng)起重機(jī)，專利產(chǎn)品真空吸取裝置的設(shè)計(jì)使最軟的紙卷也能在搬運(yùn)中毫不受損，在現(xiàn)代化造紙工業(yè)領(lǐng)域起著領(lǐng)軍作用。隨著世界核電事業(yè)的迅速發(fā)展，核電站專用起重機(jī)也得到相應(yīng)發(fā)展，如反應(yīng)堆室內(nèi)的環(huán)形橋式起重機(jī)在放射性環(huán)境中工作，用于起吊壓力容器頂蓋及堆內(nèi)構(gòu)件等危險(xiǎn)載荷，要求可靠性高，安全性好，能自動(dòng)精確定位和緩慢下放物品等，并有多種保護(hù)裝置和特殊安全裝置。

2、系列產(chǎn)品模塊化、組合化、標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)用化

3、通用產(chǎn)品小型化、輕型化、簡易化和多樣化

4、產(chǎn)品性能自動(dòng)化、智能化、集成化和高效化

5、產(chǎn)品組合成套化、系統(tǒng)化、復(fù)合化和信息化

6、產(chǎn)品設(shè)計(jì)微機(jī)化、精確化、快速化和全面化

7、產(chǎn)品構(gòu)造新型化、美觀化、宜人化和綜合化

8、產(chǎn)品制造柔性化、靈捷化、精益化和規(guī)?；?/p>

9、售后服務(wù)專業(yè)化8.3、國內(nèi)外起重機(jī)的發(fā)展趨勢及存在的問題1、國外起重機(jī)制造業(yè)的發(fā)展趨勢

（1）設(shè)計(jì)、制作的計(jì)算機(jī)化、自動(dòng)化

近年來，隨著電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，許多國外起重機(jī)制造商從應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)（CAD），提高到應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行起重機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)。根據(jù)市場調(diào)查預(yù)測的統(tǒng)計(jì)數(shù)字和積5累的資料、圖表、圖線規(guī)律，在嚴(yán)密的科學(xué)理論指導(dǎo)下，擬定起重機(jī)結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、部件等多層次的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化單元。起重機(jī)采用模塊單元化設(shè)計(jì)，不僅是一種設(shè)計(jì)方法的改革，而且將影響整個(gè)起重機(jī)行業(yè)的技術(shù)、生產(chǎn)和管理水平，老產(chǎn)品的更新?lián)Q代、新產(chǎn)品的研制速度都將大大加快。對(duì)起重機(jī)的改進(jìn)，只需針對(duì)幾個(gè)需要修改的模塊；設(shè)計(jì)新的起重機(jī)只需選用不同的模塊重新進(jìn)行組合；提高了通用化程度，可使單件小批量的產(chǎn)品改換成相對(duì)批量的模塊生產(chǎn)。亦能以較少的模塊形式，組合成不同功能和不同規(guī)格的起重機(jī)，滿足市場的需求，增加競爭能力。德馬克公司最近開發(fā)了一種標(biāo)準(zhǔn)車輪箱模塊系列，上面有多組聯(lián)接孔，選用不同型號(hào)的驅(qū)動(dòng)單元，可組裝成臺(tái)車，可與金屬構(gòu)件組合后用作橋式、門式起重機(jī)或其它軌行式起重運(yùn)輸機(jī)械。其車輪有多種踏面形式可供選用，由于不受輪距的限制，組合更加靈活，用途更加廣泛。據(jù)資料介紹，德馬克公司的葫蘆雙梁起重機(jī)系列改用模塊化設(shè)計(jì)后，比單件的設(shè)計(jì)其設(shè)計(jì)費(fèi)用下降了12%,自重輕，與國內(nèi)產(chǎn)品相比較，起重量32t、跨度25m，國內(nèi)雙梁起重機(jī)自重為46.4t，電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)自重為28.3t，而德馬克電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)的自重只有18.5t，比國內(nèi)產(chǎn)品分別輕60%和35%.

(2)起重機(jī)控制元件的革新與應(yīng)用

起重機(jī)的定位精度是對(duì)起重機(jī)的重要要求，多數(shù)采用轉(zhuǎn)角碼盤、齒輪鏈、激光頭與鋼板孔帶來保證，定位精度通常為±3mm，高于1mm的精度需外加定位系統(tǒng)[2]。在起重機(jī)起升速度、制動(dòng)器方面的改進(jìn)，則使用低速運(yùn)行的起重機(jī)吊鉤精確定位，起重機(jī)的剎車系統(tǒng)也應(yīng)用微處理進(jìn)行控制和監(jiān)視工作。

遙控系統(tǒng)用于橋式起重機(jī)及其它移動(dòng)式起重運(yùn)輸機(jī)械，這種系統(tǒng)包括操作者攜帶的控制器和安裝在起重機(jī)上的接收器，控制器具有電磁輻射發(fā)生器，接收器與作用在起重機(jī)傳動(dòng)裝置操縱機(jī)械上的轉(zhuǎn)換部分相連。遙控器的應(yīng)用，不僅節(jié)省人力，提高工作效率，而且使操作者的作業(yè)條件得到改善。

起重機(jī)的距離檢測防撞裝置，采用無線電信號(hào)型防撞裝置，防撞裝置由三相系統(tǒng)組成，用來監(jiān)控起重機(jī)前端行駛距離，一般首先發(fā)出信號(hào)警告，接著將大車車速減小到50%，最后切斷電機(jī)電源，將大車制動(dòng)。

(3)新材料、新工藝的應(yīng)用

由于鋼鐵工業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，鋼材質(zhì)量得以提高，如瑞典的SSAB薄鋼板公司，其生產(chǎn)的DOMEX系列高強(qiáng)度及超高強(qiáng)度鋼材[3]，在設(shè)計(jì)起重機(jī)主梁強(qiáng)度時(shí)，可使用較高的許用應(yīng)力，而不需要很高的安全系數(shù)，以便減少起重機(jī)材料用量(這并不意味著不安全)，從而降低設(shè)備的重量和價(jià)格。因起重機(jī)重量的減小，可用功率較小的驅(qū)動(dòng)裝置啟動(dòng)，因此而減少電力，節(jié)省開支。國外電動(dòng)葫蘆在新材料應(yīng)用方面，車輪采用空氣硬化鎳鉻鉬合金鋼制造，可解決車輪的磨損和使用壽命的問題，據(jù)資料介紹，普通鋼材車輪的壽命約18個(gè)月，采用這種新材料制造的車輪，其使用壽命可達(dá)5年。近年來，聚合材料在電葫蘆上用作制造運(yùn)行機(jī)構(gòu)的齒輪、滑輪和導(dǎo)繩器等。

在機(jī)加工方面，盡管采用少切削的精密鑄件，尤其是鋁合金鑄件占多；加