毕业设计(论文)-63t门式起重机设计(39页).docx
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1、-毕业设计(论文)-63t门式起重机设计2016-JX-SJ080202-055本科毕业设计63t门式起重机设计学 院机械工程学院专 业机械设计制造及其自动化学 号学生姓名指导教师提交日期2016 年05月10日-第 31 页商 丘工学院诚信承 诺 书本人郑重承诺和声明:我承诺在毕业设计撰写过程中遵守学校有关规定,恪守学术规范,此毕业设计中均系本人在指导教师指导下独立完成,没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,没有篡改研究数据,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。毕业设计作者签名: 年 月 日摘 要随着我国国民经
2、济的快速发展,国家加大了对交通基础设施的建设,相对于物流业和制造业的发展,门式起重机在港口和码头等工程场地更是起到了不可替代的作用。本次设计的63吨门式起重机是大跨度,大起升高度的起重机设备。主要完成起升机构、大车行走机构、小车行走机构以及金属结构的设计和计算。设计过程中需要查阅相关设计手册,了解设备各部分机构的构成以及运行原理。根据提供的公式和数据来计算设备的外形尺寸、性能参数等。为了使设计的结果更加准确,我还搜集了一些参考资料,通过参考相关的设计思路,大大提高了我对门式起重机的进一步了解,从而不断改进自己的设计方案,力求精确。另外CAD技术的广泛应用也成为了本次设计的非常有力的工具。最后根
3、据设计的计算结果,以图纸的形式设计了门式起重机的整体结构以及小车运行机构、大车机构和大车支架。并用CAD做出本次起重机设备的装配图以及零件图。关键词:门式起重机;起升机构;设计思路;CADABSTRACTWith the rapid development of national economy in our country, the states increased on construction of transport infrastructure, relative to the development of logistics industry and manufacturing,
4、gantry crane in port and dock engineering site but also plays an irreplaceable role. The design of 63 tons of gantry crane is a large span, large lifting equipment lifting height. Mainly to complete the lifting mechanism, travel mechanism cart, trolley traveling mechanism and metal structure design
5、and calculation. Design process need to consult the relevant design manual, understand the equipment composition and operation principle of each part mechanism. According to the formula and data to calculate the equipment appearance size, performance parameters and so on.To make the design more accu
6、rate results, I also search some resources, by reference to other peoples design idea, greatly improved my gantry crane further understanding, so as to continuously improve their own design, makes every effort to accurately. The wide application of CAD technology also has become a very powerful tool
7、 in the design of. According to the design of the calculation results, in the form of a drawing design the overall structure of gantry crane and the car running mechanism, cart institutions and cart stents. Using CAD to the crane equipment assembly drawing and part drawing.Key words: Gantry crane; L
8、ifting mechanism; Design thinking; CAD目 录1绪论11.1学术背景及其理论11.2研究现状及存在问题12钢丝绳、卷筒、滑轮组的选型设计32.1门式起重机的主要技术参数32.2钢丝绳的计算32.3滑轮、卷筒的计算43电机的选型及校核计算73.1根据静功率初选电机73.2电动机过载能力、校核73.3电机发热验算74减速器的选型及校核计算94.1减速器传动比94.2标准减速器的选用94.3验算减速器被动轴端最大径向力94.4减速器输出轴承受短暂最大扭矩校核95制动器.联轴器的选型及校核计算115.1制动器的选择115.2联轴器的选择115.3起动和制动时间验算1
9、26小车运行机构的计算146.1电动机的选择146.2减速器的选择156.3联轴器的选择166.4空载.满载起动打滑的验算166.5制动器的选用186.6车轮计算187大车运行机构设计计算227.1设计相关参数227.2运行机构型式227.3电动机的选择227.4联轴器的选择237.5减速器的选型及计算247.6电机的发热及过载校核247.7空载、满载起动打滑验算257.8制动器的选型及校核计算268金属结构的总体设计288.1设计初始参数288.2主梁设计288.3主梁应力校核计算348.4主梁整体稳定性369支腿的设计计算379.1支腿的设计379.2支腿整体稳定性计算3810龙门架刚度设
10、计计算4010.1主梁垂直静刚度计算4010.2主梁水平静刚度计算4110.3门架纵向静刚度计算4211连接螺栓强度计算4411.1马鞍立柱下截面螺栓强度4411.2支腿下截面螺栓强度计算45总结47致谢48参考文献491 绪论1.1 学术背景及其理论门式起重机是可以用来对物料进行运输、安装和起重作业的机械。它密切关系着我们的生活,它不仅可以减少体力劳动,还可以提高工作效率以及实现安全生产。而且起重机在车站、工厂、矿山、建筑工地、港口、水电站、仓库、等多个领域中起到了广泛的应用。随着现代化生产规模的日益扩大以及专业化生产的要求使得各种专门用途的起重机也相继产生,在许多重要的领域中,起重机不仅是
11、生产过程中的辅助机械,它更是对国民经济建设起到了积极的促进作用。起重机械是一种间歇动作的、循环的、短程搬运物料的机械,一个工作循环包括上料、运送、卸料和回到原位这几个过程。起重机在工作时,各机构一般是处于起动、制动和正向、反向相互交替的运动状态。在冶金、华工、电站及高层建筑等建设施工当中,需要搬运和吊装的工程量也日益增多,其中不少组合件的搬运和吊装重量达到几百吨。因此,必需选用一些大型起重机来进行诸如厂房设备及锅炉的吊装工作。在水利电力和桥梁、道路等建设施工当中,起重机也有着极为广泛的作用。无论是吊装厂房构件、装卸器材设备,安装电站设备、摸板、开挖矿渣、吊运浇筑混凝土及其他的建筑材料等,均需要
12、用到起重机,尤其是在水电工程方面的施工,不仅工程规模比较浩大,而且地理条件比较特殊,施工季节性较强,工程本身就很复杂,需要搬运吊装的建筑材料、设备量大且品种多,所以需要用到的起重机数量和种类就更多。二十世纪以来,由于机械制造业和交通运输业的快速发展,促进了起重运输机械的快速发展。对其性能也提出了更高要求。现代起重运输机械承担着繁重的物料搬运任务,成为了铁路、港口、工厂及其他部门用来实现物料搬运机械化的关键。因而起重机的金属结构选用优质钢材制造,用焊接代替了铆接,不仅使结构简化,工期缩短,而且还很大程度地减轻了自身重量,焊接结构成为了现代金属结构的特征。1.2 研究现状及存在问题上个世纪 70
13、年代以来,随着科学技术和生产的发展,起重机械在品种和质量上都得到了较为迅速的发展。随着我国国民经济的快速发展,特别是国家加大了对基础工程建设规划的实施,建设工程规模逐步扩大,起重安装工程量也越来越大,需要搬运和吊装的机器设备和结构件的重量也越来越大,特别是在大型水电站、化工、石油、路桥、航天、冶炼以及用于高层建筑安装作业方面的迫切需求,极大底促进了起重机械行业的发展,起重机的设计制造技术也得到了迅速发展。 随着起重机的使用频率、起重量的增加,对其安全性能、效率、经济性能、及耐久性等方面的问题也越来越引起了人们的重视,对其设计理念和方法的探讨也日趋深入:由于在起重机的设计中采用常规的设计方法时,
14、很多构件存在不合理性,进而影响到整个设备性能。计算机技术的应用在很大范围上解决了起重机的设计问题,尤其是有限元分析方法和计算机技术的结合,给起重机结构的准确分析提供了有效手段,在实际工程中已日益普及,今后的结构分析从孤立的单独构件转变到结构系统的整体空间分析。2 钢丝绳、卷筒、滑轮组的选型设计2.1 门式起重机的主要技术参数起重量:主钩,跨 度:;起升高度:主钩;工作制度:主起升工作级别:重级();小车运行工作级别:中级(;大车运行工作级别:中级(;工作速度:主起升速度:(轻载);(重载);小车运行速度:;大车运行速度:; 小车轨距:;2.2 钢丝绳的计算根据起重机的额定起重量Q=63T,查起
15、重机设计手册表8-2选择双联起升机构滑轮组倍率为M=4。 2.2.1 钢丝绳所受最大静拉力 (1.1)式中 Q额定起重量, ;取物装置自重(吊挂挂架的重量一般约占额定起重量的24%;这里取吊钩挂架重量为1074.5kg)滑轮组倍率,滑轮组效率, 2.2.2 钢丝绳的选择所选取的钢丝绳破断拉力应满足下式:而 式中: 所选钢丝绳的破断拉力;钢丝绳安全系数,对于重级工作类型取=6;钢丝绳破断力总和;折减系数,对于绳637+1的钢丝绳=0.82;对于绳619+1的钢丝绳=0.85。由上式可得:查钢丝绳产品目录表可选用:钢丝绳6W(19)-26-7X7-170-I-Z(GB1102-74) =43114
16、9.5N409041.46N所以选择的钢丝绳满足强度要求,钢丝绳的直径=26mm。2.3 滑轮、卷筒的计算2.3.1 滑轮、卷筒最小直径的确定为确保钢丝绳具有一定的使用寿命,滑轮、卷筒名义直径(钢丝绳卷绕直径)应足下式:式中 e系数,对于重级工作类型的门式起重机,e=32; 是卷筒和滑轮的名义直径;钢丝绳的直径()。所以 ()取卷筒、滑轮的名义直径2.3.2 卷筒长度和厚度的计算图2-1 双联卷筒的主要尺寸卷筒的长度由下式计算: 而 (2.1)式中 最大起升高度为(地面以上),(地面以下)取钢丝绳安全圈数,取;T 绳圈节距,取;根据结构确定卷筒空余部分,;固定钢丝绳所需要的长度, ;卷筒的计算
17、直径(按缠绕钢丝绳的中心计算)参考同一类型的起重机取 双联卷筒中不切槽部分长度,依据钢丝绳允许的偏斜角确定对于螺旋槽卷筒tg,根据该装置的特殊性相比较同类型起重机取: =440mm卷筒半边卷绕部分的长度;卷筒长度=,取=4100mm,取卷筒材料采用,壁厚可根据经验公式来确定,取 。 2.3.3 卷筒转速 (2.2)式中 起升速度, =(重载) 滑轮组倍率2.3.4 强度的计算卷筒壁主要受钢丝缠绕而产生的压缩应力。除此之外还承受弯曲和扭转。压缩应力计算公式: (2.3)式中钢丝绳工作时的最大张力;许用压应力; =(铸铁卷筒)抗压强度极限, =750dMPa;故满足其使用条件由于l3D,需要计算的
18、是弯曲力矩所产生的拉应力(因为扭转应力很小,一般可以忽略不计); 合成应力应该满足:式中 卷筒所承受的弯矩,=1830mm;W 卷筒断面系数,W=0.8 ;许用拉应力; (铸铁卷筒)抗拉强度极限,=200Mpa;故满足其使用要求。3 电机的选型及校核计算3.1 根据静功率初选电机3.1.1 起升机构静功率计算 (3.1)式中 起升机构总效率,V起升速度(重载);3.1.2 初选电动机功率式中 电动机的额定功率; 按静功率初选起升机构电动机的系数,由1表61取=0.90;查阅电机产品目录,在时选择接近的电动机型,额定功,转速n=,转动惯量。3.2 电动机过载能力、校核起升机构中电机过载能力根据下
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