25噸橋式起重機(jī)大車機(jī)構(gòu)設(shè)計含6張CAD圖帶開題
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25噸橋式起重機(jī)大車機(jī)構(gòu)設(shè)計文獻(xiàn)綜述
物料的搬運(yùn)在整個國發(fā)經(jīng)濟(jì)中有著十分重要的地位。提高起重機(jī)的生產(chǎn)效率,確保運(yùn)行安全可靠性,降低物料搬運(yùn)成本是十分重要的。據(jù)統(tǒng)計在美國每百元工業(yè)產(chǎn)品成品中,物料搬運(yùn)費(fèi)用要占20~25美元,美國某廠生產(chǎn)流程中物料搬運(yùn)所用的工時占總生產(chǎn)周期的80%.英國每年用于工廠及工地物料搬運(yùn)的費(fèi)用達(dá)10億英磅,相當(dāng)于全國工資支出的九分之一。1974年英國工業(yè)部下屬的物料搬運(yùn)調(diào)查委員會曾對30家公司進(jìn)行調(diào)查并指出:“工序間的物料搬運(yùn)費(fèi)用占加工費(fèi)的12%以上,如果加上工序內(nèi)和工廠外的搬運(yùn)達(dá)到成本的20%~25%。德國Demag公司也曾作過詳細(xì)調(diào)查,證實(shí)物料搬運(yùn)費(fèi)用占生產(chǎn)費(fèi)用的45%。
我國東風(fēng)汽車廠也作過統(tǒng)計,汽車零件在工廠中的加工工時僅占5%,其他95%的工時均用在搬運(yùn)和儲存之中。生產(chǎn)1t產(chǎn)品要把物料提升50t次,生產(chǎn)1鑄件要搬運(yùn)80次,東風(fēng)汽廠的生產(chǎn)能力原定為10萬輛,物料搬運(yùn)設(shè)備占了總設(shè)備的很大部分。由此看到,作為物料搬運(yùn)設(shè)備重要組成的起重機(jī)的需要量是十分可觀的,起重機(jī)械行業(yè)有著廣闊的前景。
我國橋式起重機(jī)的未來市場需求量和鋼產(chǎn)量有著密切的關(guān)系。鋼產(chǎn)量是衡量一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要指標(biāo),而起重運(yùn)輸機(jī)械在國民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位。日本每年物料搬運(yùn)費(fèi)用是國民生產(chǎn)總值的10%左右,美國工業(yè)產(chǎn)品總成本的20%~25%為搬運(yùn)費(fèi)用,而我國煉鋼工業(yè)中物料搬運(yùn)費(fèi)用占生產(chǎn)總成本的40%左右。由此可見,起重運(yùn)輸機(jī)械與鋼鐵生產(chǎn)有著較密切關(guān)系。橋式起重機(jī)占整個起重運(yùn)輸總產(chǎn)量的20%左右,因此通過分析我國橋式起重機(jī)產(chǎn)量和鋼產(chǎn)量間的關(guān)系,可對我國未來橋式起重機(jī)市場進(jìn)行預(yù)測。
從1950~1989年,我國共生產(chǎn)橋式起重機(jī)79031臺,鋼產(chǎn)量為79394萬t。由40年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知,大約每生產(chǎn)1萬t鋼就生產(chǎn)1臺橋式起重機(jī)。
國內(nèi)起重機(jī)多已采用計算機(jī)優(yōu)化設(shè)計,以此提高整機(jī)的技術(shù)性能和減輕自身重量,并在此前提下盡量采用新結(jié)構(gòu)。如5~50t通用橋式起重機(jī)中采用半偏軌的主梁結(jié)構(gòu),與正軌箱形梁相比,可減少或取消主梁中的小加筋板,取消短加筋板,減少結(jié)構(gòu)重量,節(jié)省加工工時。 目前國家星火計劃提出橋架采用四根分體式不等高結(jié)構(gòu),使它在與普通橋式想重機(jī)同樣的起升高度時,廠房的牛腿標(biāo)高可下降1.5米;兩根主梁的端部置于端梁上,用高強(qiáng)度螺栓連接;車輪踏面高度因此下降;也就使廠房牛腿標(biāo)高下降。在垂直輪壓的作用下,柱子的計算高度降低,使廠房基建費(fèi)用減少,廠房壽命增加。
材料:制造起重機(jī)常用的材料與一般機(jī)械制造中所用的材料相同,主要有:鍛鋼或軋制鋼、鑄鋼、鑄鐵以及一些有色金屬和非金屬材料等。為了降低成本和提高生產(chǎn)率,在一種起重機(jī)中所用的材料應(yīng)晝減少品種上和規(guī)格。為了改善材料的機(jī)械性能,以提高零件的承載能力和使用壽命,機(jī)械零件 一般均需進(jìn)行熱處理。
運(yùn)行機(jī)構(gòu):大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計通常和桁架的設(shè)計一起考慮,兩者的設(shè)計工作要交叉進(jìn)行。因?yàn)榇筌囘\(yùn)行機(jī)構(gòu)要安裝在起重機(jī)橋上,橋架的運(yùn)行速度很高,而且受載之后向下?lián)锨?,機(jī)構(gòu)零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)動性能和補(bǔ)償安裝的不準(zhǔn)確性著眼,凡是靠近電動機(jī)、減速器和車輪的軸,最好都用浮動軸。為了減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷,應(yīng)使機(jī)構(gòu)零部件盡量靠近主梁而遠(yuǎn)離走臺欄桿,盡量靠近端梁,使端梁能直接支撐一部分零部件的重量。
對于集中傳動的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu),軸承應(yīng)安裝在橋架臺的撐桿上方,然不要為安設(shè)軸承而增加桿件,以致增加橋梁重量并使制造麻煩。對于分別傳動的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)應(yīng)參考現(xiàn)有資料,在浮動軸有足夠長度的條件下,使安裝運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平臺減小,占用橋架的一個節(jié)間至兩個節(jié)間的長度,總之要考慮到橋架的設(shè)計和制造方便。制動器要靠近電動機(jī),使浮動軸可以在運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動時能發(fā)揮吸收沖擊動能的作用。
箱形梁式橋架結(jié)構(gòu):箱形梁式結(jié)構(gòu)乃是國內(nèi)外橋式起重機(jī)應(yīng)用最普通的一種橋式結(jié)構(gòu)型式。因?yàn)橄湫瘟菏綐蚣芫哂性O(shè)計簡單、制造工藝性好等優(yōu)點(diǎn),而這些有利條件對于尺寸規(guī)格多、生產(chǎn)批量較大的橋式起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化毓產(chǎn)品 來說,就顯得更加重要。所以正軌箱形梁式橋架結(jié)構(gòu)至今仍然是我國成批生產(chǎn)的、最常 用的、典型的一種橋架。
形梁式橋架結(jié)構(gòu)主要是由兩根主梁和兩根端梁所組成 。主梁是由上、下蓋板和兩塊垂直腹板組成 封閉的箱形截面的實(shí)體板梁結(jié)構(gòu)。小車運(yùn)行的軌道 樂平市在主梁上蓋板的正中間,因此兩根主梁的間距便取決于小車的軌距。
安裝大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車輸電滑觸線用的走臺通常是懸臂固定在主梁的外側(cè)。當(dāng)跨度較大時,走臺也可以做成與端 梁和副桁架相連接 的方式 。此時副桁架兼作欄桿使用,它的兩端必須固定在端梁上。走臺的寬度決定于端梁的長度和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的平面布置尺寸。走臺可以做成等寬的,即外邊是平直;為了減輕結(jié)構(gòu)自重,也可以將跨度中部的走臺寬度縮小即外邊向分里。
為了操作和維護(hù)的需要,在傳動側(cè)走臺的下面裝有司機(jī)室。司機(jī)室有敞開式和封閉式兩種。一般工作環(huán)境的室內(nèi)使用敞開式司機(jī)室,露天或高溫等惡劣工作環(huán)境中使用封閉式司機(jī)室,如果在封閉式司機(jī) 室的的內(nèi)壁加聚氨脂發(fā)泡塑料做的保溫層,便成為保溫司機(jī)室,其工作環(huán)境溫度可以從-60oC至120oC。
保持安裝精度的措施:橋式起重機(jī)軌道安裝精度是保證其安全運(yùn)行的重要因素。但是其堅(jiān)固可靠性更是不容忽視的重要條件。當(dāng)橋式起重機(jī)大車制動時,則產(chǎn)生一縱向推力;若小車制動時,產(chǎn)生一橫向推力。若大、小車同時制動時,便產(chǎn)生一合成制動力,使軌道承受一個斜向推力。如軌道安裝成一邊普遍高于另一邊時,橋式起重機(jī)就會整體移向低的一側(cè),從而增加了軌道所承受的橫向力。由此,使軌道壓板在上述諸力作用下,發(fā)生松動、脫落,隨之軌道產(chǎn)生位移,而引起橋式起重機(jī)運(yùn)行“啃道”,大車“扭擺”、“搖晃”,無法穩(wěn)鉤,容易發(fā)生碰撞而產(chǎn)生事故。特別是露天橋式起重機(jī),為防止被風(fēng)刮跑和傾翻,在非工作狀態(tài)時,夾軌器是夾壓軌道上,這樣軌道鋪設(shè)的堅(jiān)固可靠性顯得尤為重要。除軌道的安裝堅(jiān)固可靠性外,同時必須考慮便于更換。特別是連續(xù)生產(chǎn)場所,更不能忽視這一點(diǎn)。為此絕大多數(shù)均不采用焊接等永久性的聯(lián)接方式。目前軌道聯(lián)接大致有壓板固定法、鉤形螺栓固定法等。
啃軌現(xiàn)象:橋式起重機(jī)大車車輪在運(yùn)行過程中,車輪輪緣與軌道擠緊,引起運(yùn)行阻力增大,造成輪緣與鋼軌磨損的現(xiàn)象稱為啃軌。這將使車輪與鋼軌的磨擦大大降低,嚴(yán)懲時還會使起重脫軌,造成設(shè)備和人身傷亡事故,而且對軌道的固定和房梁都有不同程度的破壞。
對于集中傳動的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu),起重機(jī)主梁下?lián)虾?,裝置大車移動機(jī)構(gòu)的走臺也跟著下?lián)?,容易形成超過聯(lián)軸器所允許的偏斜角,使阻力增大,車輪、聯(lián)軸器等磨損增加,齒折斷,甚至燒毀大車電動機(jī)。所以,集中傳動的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)在安裝時各軸承座、減速器中心高與主動車輪中盡在垂直方向需要向中心均勻提高S/2000的上拱度。
當(dāng)起重機(jī)主梁發(fā)生嚴(yán)重下?lián)蠒r,主梁下蓋板和腹板的拉應(yīng)力達(dá)到屈服極限,甚至在下蓋板和腹板上會出現(xiàn)裂紋或脫焊。如起重機(jī)再繼續(xù)頻繁工作,將使主梁變形愈來愈大,疲勞裂紋逐漸發(fā)展擴(kuò)大,最張平 將使主梁報廢。
重物起升突然離地及貨物下降突然抽動時,如主梁下較大,會產(chǎn)生更大的振動,這種振動一般者是低頻率振幅,對起重機(jī)司機(jī)室人員心理有較大的影響,使司機(jī)易于疲勞、降低生產(chǎn)效率。
為了減少車輪與軌道的磨損,使啃軌時輪緣與軌道側(cè)面的滑動磨擦阻力轉(zhuǎn)化為滾動磨擦,可將車輪改為水平輪,以改善其導(dǎo)向性能。據(jù)有關(guān)試驗(yàn)表明,水平輪導(dǎo)向的運(yùn)行阻力比輪緣導(dǎo)向小一倍左右。這樣,降低了運(yùn)行機(jī)構(gòu)的功率,提高了車輪與軌道的壽命。
采用水平輪保證起重機(jī)運(yùn)行提高了生產(chǎn)效率,提高了車輪與軌道的壽命,降低了運(yùn)行機(jī)構(gòu)的功率。
德國德馬克公司生產(chǎn)的530t鑄造起重機(jī)大車車輪為水平輪,為了保證起重機(jī)的政黨運(yùn)行和承受水平力,在橋架一端的端梁上裝 有成對布置于鋼軌內(nèi)、外側(cè)的兩組水平輪,利用偏心軸調(diào)節(jié)水平輪與鋼軌側(cè)面間的間隙優(yōu)質(zhì)在2.5~5mm范圍內(nèi),為了保證水平輪與鋼軌的配合良好,在車間全長的鋼軌焊成一根整 軌并經(jīng)過仔細(xì)校正。
降低輪緣與鋼軌間的磨擦,采用了彈簧壓送的石墨棒潤滑,這種潤滑措施是通過用兩根硬質(zhì)碳棒磨擦輪緣,使輪緣浸透固體劑,并隨之傳送到鋼軌側(cè)面形成一層潤滑表面,輪緣上也形成一層光亮的表面。當(dāng)這個表面相接觸時,便促進(jìn)兩表面間的潤滑。
我國軌道或輪緣的潤滑材料有油脂、稀油和固體潤滑劑。固體潤滑劑有石墨棒、二硫化鉬等,可借助裝在特制套管內(nèi)的彈簧桿使固體潤滑劑涂到輪緣上。
橋式起重機(jī)起重機(jī)械是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要機(jī)械設(shè)備。是減輕體力勞動,提高勞動生產(chǎn)率,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程化和自動化不可缺少的機(jī)械設(shè)備。隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展,在國民經(jīng)濟(jì)各部門中越來越廣泛地使用各種型式的起重機(jī)械。
橋式起重機(jī)是一種能在一定范圍內(nèi)垂直升降和水平搬運(yùn)物品的周期性間歇工作的機(jī)械,應(yīng)用廣,是機(jī)構(gòu)上最具代表性的起重機(jī)。它具有一個橋架形式的承載機(jī)構(gòu),依靠起升機(jī)構(gòu)和在水平面內(nèi)兩個相互垂直方向作平移運(yùn)動的運(yùn)行機(jī)構(gòu)發(fā)揮作用,它占起重機(jī)總數(shù)的首位,使用范圍廣,主要用在車間為生產(chǎn)工藝過程服務(wù),而本設(shè)計也是面向機(jī)械制造廠的。
因此本次設(shè)計具有較大的實(shí)踐意義,對橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)了解清楚,并且在設(shè)計過程中,尋找對原有橋式起重機(jī)不足的改進(jìn),這也是一個大挑戰(zhàn)。
在此次畢業(yè)設(shè)計過程中,對于碰到的問題,我能夠認(rèn)真的獨(dú)立加以思考,并通過查找資料,找到解決的方法。無形中自己的能力得到了提高。在設(shè)計過程中,與同學(xué)一起討論問題,從中學(xué)到很多,例如CAD制圖一些技巧,查找資料的方式及方法。還有在學(xué)習(xí)過程中如何調(diào)整自己的情緒,遇到棘手的問題該如何一步步慢慢解決。而且在這過程中自己的看圖能力也得到一定提高。這次設(shè)計是首次與同學(xué)合作共同完成,深刻認(rèn)識到合作的重要性。
本次起重機(jī)的設(shè)計是參考已有的標(biāo)準(zhǔn)圖紙,適當(dāng)參考一些參數(shù)進(jìn)行,但這類圖紙大多采用傳統(tǒng)的設(shè)計方法,所設(shè)計的起重機(jī)均有較大的安全系數(shù),致使材料浪費(fèi),并增加了相應(yīng)的基建費(fèi)用。因此橋式起重機(jī)的優(yōu)化設(shè)計仍有較大的發(fā)展空間。希望在日后的學(xué)習(xí)工作過程中能夠繼續(xù)加以學(xué)習(xí)研究。
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