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題目：十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動化 專業(yè)
學(xué) 號： 0923087
學(xué)生姓名： 葉宏城
指導(dǎo)教師： 陳炎冬（職稱：講 師 ）
（職稱： ）
2013年5月 25日
無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
誠 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級： 機(jī)械92
學(xué) 號： 0923087
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日
無錫太湖學(xué)院
信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書
一、 題目及專題：
1、題目 十噸位橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
２、專題
二、課題來源及選題依據(jù)
本次課程設(shè)計(jì)的課題來源于正常的生產(chǎn)實(shí)踐需求。
選題的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)：
起重機(jī)的起重量Q=10T，
橋架跨度L=22.5m，
大車運(yùn)行速度Vdc=43.8m/min，工作類型為中級，機(jī)構(gòu)運(yùn)行持續(xù)率為JC%=25，
起重機(jī)的估計(jì)重量G=168KN，小車的重量為Gxc=40KN，橋架采用箱形結(jié)構(gòu)。
3、 本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：
1. 了解橋式起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的相關(guān)知識和工作原理。
2. 完成3張A0圖紙（折合）。
3. 撰寫設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容包括：課題的目的、意義、國內(nèi)外動態(tài)；研究的主要內(nèi)容；總體方案的擬定和主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；傳動方案的確定及設(shè)計(jì)計(jì)算，主要工作部件的設(shè)計(jì)；主要零件分析計(jì)算和校核；參考文獻(xiàn)。文字在30頁左右，條理清楚，計(jì)算有據(jù)，格式按無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）規(guī)范化要求。
四、接受任務(wù)學(xué)生：
機(jī)械 92 班 姓名 葉宏城
五、開始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長〕 簽名
系主任 簽名
2012年 11 月 12 日
摘 要
橋式起重機(jī)是一種工作性能比較穩(wěn)定，工作效率比較高的起重機(jī)。隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，橋式起重機(jī)越來越多的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。在工廠中搬運(yùn)重物，機(jī)床上下件，裝運(yùn)工作吊裝零部件，流水在線的定點(diǎn)工作等都要用到起重機(jī)。在查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，綜述了橋式起重機(jī)的開發(fā)和研究成果,重點(diǎn)對橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、端梁、主梁、焊縫及連接進(jìn)行設(shè)計(jì)并進(jìn)行強(qiáng)度核算,主要是進(jìn)行端梁的抗震性設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算和支承處的接觸應(yīng)力分析計(jì)計(jì)算過程。設(shè)計(jì)包括電動機(jī),減速器,聯(lián)軸器,軸承的選擇和校核。設(shè)計(jì)中參考了許多相關(guān)數(shù)據(jù), 運(yùn)用多種途徑, 利用現(xiàn)有的條件來完成設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)通過反復(fù)考慮多種設(shè)計(jì)方案, 認(rèn)真思考, 反復(fù)核算, 力求設(shè)計(jì)合理;通過采取計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法以及參考他人的經(jīng)驗(yàn), 力求有所創(chuàng)新;通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法, 繪圖和設(shè)計(jì)計(jì)算都充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大輔助功能, 力求設(shè)計(jì)高效。
關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī),大車運(yùn)行機(jī)構(gòu),主梁，端梁，焊縫
Abstract
Bridge crane is a kind of performance is stability, the working efficiency is relatively high crane. Along with the development of China's manufacturing industry,bridge crane is applied to industrial production more and more . Carrying heavy loads in factories , machine tool fluctuation pieces, shipping work on the assembly line for hoisting parts, the designated work with a crane.On the basis of literature review, summarized the bridge crane development and research results, focusing on bridge crane during operation organization, main beam,end beam weld and connection for design and the strength calculation; Mainly for the girders extent design and strength calculation and the support of contact stress analysis program in calculation. Design including motor, reducer, coupling, bearing choosing and checking.
The design refer to many related information, reference to apply a variety of ways, make the existing conditions to complete design. By considering various design scheme repeatedly, thinking deeply,strive to design reasonable; By taking computer aided design method and reference the experience of others,strive to make innovation; Through computer aided design method, graphics and design calculations give fullplay to the powerful auxiliary function, computer to design efficient.
Key words: bridge crane; during operation organization; main beam; end beam;weld
目 錄
摘 要 IV
Abstract V
目 錄 VI
1 緒論 1
1.1 起重機(jī)背景及其理論 1
1.2 實(shí)際意義 1
1.3 研究現(xiàn)狀及存在問題 1
1.4 起重機(jī)國內(nèi)與國外發(fā)展動向 2
1.4.1 國內(nèi)橋式起重機(jī)發(fā)展動向 2
1.4.2 國外起重機(jī)的發(fā)展動向 2
1.5 橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 3
2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5
2.1 設(shè)計(jì)的基本原則和要求 5
2.1.1 機(jī)構(gòu)傳動方案 5
2.1.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)具體布置的主要問題： 5
2.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 6
2.2.1 確定機(jī)構(gòu)的傳動方案 6
2.2.2 選擇車輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度 6
2.2.3 運(yùn)行阻力計(jì)算 8
2.2.4 選擇電動機(jī) 9
2.2.5 驗(yàn)算電動機(jī)的發(fā)熱功率條件 9
2.2.6 減速器的選擇 10
2.2.7 驗(yàn)算運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率 10
2.2.8 驗(yàn)算起動時(shí)間 10
2.2.9 起動工況下校核減速器功率 11
2.2.10 驗(yàn)算啟動不打滑條件 11
2.2.11 選擇制動器 13
2.2.12 選擇聯(lián)軸器 14
2.2.13 浮動軸的驗(yàn)算 14
2.2.14 緩沖器的選擇 15
3 端梁的設(shè)計(jì) 17
3.1 端梁的尺寸的確定 17
3.1.1端梁的截面尺寸 17
3.1.2 端梁總體的尺寸 17
3.2 端梁的計(jì)算 17
3.3 主要焊縫的計(jì)算 20
3.3.1 端梁端部上翼緣焊縫 20
3.3.2 下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力驗(yàn)算 21
4 端梁接頭的設(shè)計(jì) 22
4.1 腹板和下蓋板螺栓受力計(jì)算 22
4.2 計(jì)算螺栓和焊縫的強(qiáng)度 24
4.2.1 螺栓的強(qiáng)度校核 24
4.2.2 焊縫的強(qiáng)度校核 24
5 焊接工藝設(shè)計(jì) 26
6 結(jié)論與展望 30
致 謝 31
參考文獻(xiàn) 32
7
1 緒論
1.1 起重機(jī)背景及其理論
橋式起重機(jī)是架設(shè)在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱為天車。橋式起重機(jī)的橋架沿著鋪設(shè)在兩側(cè)的高架軌道縱向運(yùn)行，起重小車沿著鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成覆蓋一定面積的工作區(qū)域，這樣可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)、裝卸貨物，不受地面設(shè)施、貨物的阻礙。橋式起重機(jī)廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉庫、廠房、機(jī)場、港口和露天貨物場所等處。二十世紀(jì)以來，隨著鋼鐵、機(jī)械制造業(yè)和鐵路、港口、航空運(yùn)輸及交通業(yè)的的發(fā)展，大大的促進(jìn)了起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。對起重運(yùn)輸機(jī)械的性能也提出了更高的要求?，F(xiàn)代起重運(yùn)輸機(jī)械擔(dān)當(dāng)著繁重的貨物搬運(yùn)任務(wù)，是工廠、港口、貨運(yùn)鐵路等工作部門實(shí)現(xiàn)貨物搬運(yùn)、裝卸現(xiàn)代化、機(jī)械化的關(guān)鍵。因而起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)都用質(zhì)量可靠的鋼材制造，并用焊接代替鉚接，不但簡化機(jī)構(gòu)，縮短了制造時(shí)間，而且大大地減輕了自身的重量，焊接結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代金屬結(jié)構(gòu)的特征。我國是應(yīng)用起重機(jī)械最早的國家之一，我們的祖先采用杠桿搬運(yùn)石料建造城墻，就是利用起重設(shè)備節(jié)省人力、裝卸貨物的例子。幾千年的封建統(tǒng)治和近代革命戰(zhàn)爭的影響，我國工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，自行設(shè)計(jì)制造的起重機(jī)械很少，絕大多數(shù)起重運(yùn)輸機(jī)械需要依靠進(jìn)口。新中國成立以來，隨著冶金、鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，起重運(yùn)輸機(jī)械也獲得了很好的發(fā)展，全國剛解放就建立了全國最大的大連起重機(jī)械廠，1949 年10月，在該廠試制成功我國第一臺起重量為50 噸，跨度為22.5m 的橋式起重機(jī)。為培養(yǎng)起重運(yùn)輸機(jī)械專業(yè)的人才，多所高等工業(yè)學(xué)校，創(chuàng)辦了起重運(yùn)輸機(jī)械專業(yè)。到目前為止，我國通用門式起重機(jī)和工程起重機(jī)已擺脫了仿制進(jìn)口，完全有能力設(shè)計(jì)制造各種大型先進(jìn)的起重設(shè)備。無論從結(jié)構(gòu)形式，還是性能指針都達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
1.2 實(shí)際意義
我國起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)從新中國成立后開始建立并逐步發(fā)展壯大，并已形成了各種類型的產(chǎn)品范圍和龐大的企業(yè)群體，服務(wù)于國家經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)。改革開房以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的起重運(yùn)輸機(jī)械制造業(yè)也取得了長足的進(jìn)步。目前起重機(jī)械銷售應(yīng)用市場的前景非常廣闊，2011年度起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)銷售額達(dá)到2730億元，“十一五”期間平均每年超過15%，20112年度市場依然保持著持續(xù)增長的態(tài)勢。
70年代以來，起重機(jī)的類型、規(guī)格、性能和技術(shù)水平都獲得了極大的發(fā)展，除了滿足國內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對起重機(jī)日益增長的需要外，還向國外出口各種類型的高性能、高水平的起重機(jī)。由此可見，起重機(jī)的設(shè)計(jì)制造，也能從一個(gè)方面反映出一個(gè)國家的工業(yè)現(xiàn)代化水平。
1.3 研究現(xiàn)狀及存在問題
上個(gè)世紀(jì)70年代以來，隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，起重機(jī)械無論在類型及質(zhì)量上都得到了極其迅速的發(fā)展。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是國家加大基礎(chǔ)工程建設(shè)的結(jié)構(gòu)部件和機(jī)械設(shè)備的重量也越來越大，特別是大型水電站、石油、化工、港口、冶金、航天以及公用民用高層建筑的安裝作業(yè)的迫切需要，極大的促進(jìn)了起重機(jī)、特別是大型起重機(jī)的發(fā)展，起重機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)得到了迅速發(fā)展。隨著起重機(jī)的使用頻率、起重量的增大，對其安全性能、經(jīng)濟(jì)性能、效率以及耐久性能等問題，也越來越引起人們的重視，并對設(shè)計(jì)理念、方法及手段的探討也日趨深入。由于在起重機(jī)設(shè)計(jì)中采取常規(guī)設(shè)計(jì)方法時(shí)，許多構(gòu)件存在不合理性，進(jìn)而影響整個(gè)設(shè)備性能。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，在很大范圍內(nèi)解決了起重機(jī)的設(shè)計(jì)中遇到的一些問題，尤其是有限元分析方法與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，為起重機(jī)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確分析提供了強(qiáng)力的有效手段，在實(shí)際工程已日益普及，且今后的結(jié)構(gòu)分析從孤立的單個(gè)構(gòu)件轉(zhuǎn)變到整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的整體空間分析。
1.4 起重機(jī)國內(nèi)與國外發(fā)展動向
起重機(jī)作為一種古老的機(jī)械，時(shí)至今日，在其承載方式、驅(qū)動裝置、取物機(jī)構(gòu)、控制方法及安全等方面上都有了完善的發(fā)展，其設(shè)計(jì)理念、制造工藝、檢測方法等都日趨規(guī)范、完善，已經(jīng)成為安全可靠的機(jī)械。隨著生產(chǎn)力發(fā)展，起重機(jī)的種類、形式也需要相應(yīng)地發(fā)展和創(chuàng)新，性能也需要不斷加強(qiáng)與完善。隨著現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法的建立，以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段的廣泛應(yīng)用，起重機(jī)設(shè)計(jì)理念和方法得到了進(jìn)一步的發(fā)展，其它技術(shù)領(lǐng)域和相鄰工業(yè)部門不斷取得的新科技成果在起重機(jī)上不斷的滲透、推廣應(yīng)用等，使得起重機(jī)的各方面都不斷地發(fā)得到展。因此，起重機(jī)向現(xiàn)代化、智能化、數(shù)字化、更安全可靠方便的方向不斷發(fā)展。
1.4.1 國內(nèi)橋式起重機(jī)發(fā)展動向
加入世貿(mào)組織后，雖然國內(nèi)市場(特別是配件)將受到較大沖擊，但同時(shí)也給我們帶來了大量的新技術(shù)，使國內(nèi)主要起重機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)更深刻認(rèn)識到差距，更深刻地了解國產(chǎn)起重機(jī)械存在的致命問題，引導(dǎo)主要起重機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的進(jìn)行進(jìn)一步的技術(shù)創(chuàng)新。隨著機(jī)械起重產(chǎn)品十多年來隨著技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，有了長足的進(jìn)步，產(chǎn)品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的改善和提升，但同國外同類型產(chǎn)品比較來看，仍然存在較大差距，就工程起重機(jī)而言，今后的發(fā)展主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：