20-5t吊鉤橋式起重機設計說明書.doc

中國礦業(yè)大學2007屆本科生畢業(yè)設計第1頁目錄第1章概述.11.1起重機械的用途及工作特點.11.2起重機械的發(fā)展簡史.21.3起重機械的組成和種類.31.4橋式起重機的分類和用途.51.5橋式起重機的基本參數(shù).7第2章吊鉤橋式起重機設計任務書.82.1設計參數(shù).82.2工作條件.92.3設計原則.9第3章小車起升機構(gòu)和運行機構(gòu)的計算.93.1起升機構(gòu)計算.93.1.1確定起升結(jié)構(gòu)傳動方案.93.1.2選擇鋼絲繩.103.1.3確定滑輪主要尺寸.113.1.4確定卷筒尺寸并驗算強度.113.1.5選電動機.163.1.6驗算電動機發(fā)熱條件.173.1.7選擇標準減速器.183.1.8驗算起升速度和實際所需功率.183.1.9校核減速器輸出軸強度.193.1.10選擇制動器.203.1.11選擇聯(lián)軸器.213.1.12驗算起動時間.223.1.13驗算制動時間.233.1.14高速浮動軸計算.243.2小車運行機構(gòu)計算.283.2.1確定機構(gòu)傳動方案.283.2.2選擇車輪與軌道并驗算其強度.293.2.3運行阻力計算.303.2.4選電動機.313.2.5驗算電動機發(fā)熱條件.323.2.6選擇減速器.323.2.7驗算運行速度和實際所需功率.323.2.8驗算起動時間.333.2.9按起動工況校核減速器功率.343.2.10驗算起動不打滑條件.34中國礦業(yè)大學2007屆本科生畢業(yè)設計第2頁3.2.11選擇制動器.353.2.12選擇高速軸聯(lián)軸器及制動輪.363.2.13選擇低速軸聯(lián)軸器.363.2.14驗算低速浮動軸強度.37第4章大車運行機構(gòu)的計算.384.1確定傳動機構(gòu)方案.384.2選擇車輪與軌道，并驗算其強度.394.3運行阻力計算.414.4選擇電動機.424.5驗算電動機發(fā)熱條件.424.6選擇減速器.434.7驗算運行速度和實際所需功率.434.8驗算起動時間.444.9起動工況下校核減數(shù)器功率.454.10驗算起動不打滑條件.454.11選擇制動器.474.12選擇聯(lián)軸器.484.13浮動軸低速軸的驗算.494.14浮動軸高速軸的驗算.51第5章橋架結(jié)構(gòu)的計算參數(shù).525.1主要尺寸的確定.525.2主梁的計算.555.3端梁的計算.615.4主要焊縫的計算.65總結(jié).67參考文獻.68致謝.69概述1.1起重機械的用途及工作特點起重機械主要用于裝卸和搬運物料，是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要設備。它不僅廣泛應用于工廠、礦山、港口、車站、建筑工地、電站等生產(chǎn)領域，而且也應用到人們的生活領域。使用起重運輸機械，能減輕工人勞動強度，降低裝卸費用，減少貨物的破損，提高勞動生產(chǎn)率，實現(xiàn)生產(chǎn)過程機械化和自動化不可缺少的機械設備。起重機械是以間歇、重復工作方式，通過起重吊鉤或其它吊具的起升、下降，或升降與運移重物的機械設備。其工作特點具有周期性。在每一工作循環(huán)中，它的主要機構(gòu)作一次正向及反向運動，每次循環(huán)包括物品的裝載及中國礦業(yè)大學2007屆本科生畢業(yè)設計第3頁卸載，搬運物品的工作行程和卸載后的空鉤回程，前后兩次裝載之間還有包括輔助準備時間在內(nèi)的短暫停歇。綜合起重機械的工作特點，從安全技術(shù)角度分析，可概括如下：起重機械通常具有龐大的結(jié)構(gòu)和比較復雜的機構(gòu)，能完成一個起升運動、一個或幾個水平運動。例如，橋式起重機能完成起升、大車運行和小車運行三個運動；門座起重機能完成起升、變幅、回轉(zhuǎn)和大車運行四個運動。作業(yè)過程中，常常是幾個不同方向的運動同時操作，技術(shù)難度較大。所吊運的重物多種多樣，載荷是變化的。有的重物重達幾百噸乃至上千噸，有的物體長達幾十米，形狀很不規(guī)則，還有散粒、熱融狀態(tài)、易燃易爆危險物品等，使吊運過程復雜而危險。大多數(shù)起重機械，需要在較大的范圍內(nèi)運行，有的要裝設軌道和車輪（如塔吊、橋吊等），有的要裝設輪胎或履帶在地面上行走（如汽車吊、履帶吊等），還有的需要在鋼絲繩上行走（如客運、貨運架空索道），活動空間較大，一旦造成事故影響的面積也較大。有些起重機械，需要直接載運人員在導軌、平臺或鋼絲繩上做升降運動（如電梯、升降平臺等），其可靠性直接影響人身安全。暴露的、活動的零部件較多，且常與吊運作業(yè)人員直接接觸（如吊鉤、鋼絲繩等），潛在許多偶發(fā)的危險因素。作業(yè)環(huán)境復雜。從大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，到現(xiàn)代化港口、建筑工地、鐵路樞紐、旅游勝地，都有起重機械在運行；職業(yè)場所常常會遇有高溫、高壓、易燃易爆、輸電線路、強磁等危險因素，對設備和作業(yè)人員形成威脅。作業(yè)中常常需要多人配合，共同進行一個操作，要求指揮、捆扎、駕駛等作業(yè)人員配合熟練、動作協(xié)調(diào)、互相照應，作業(yè)人員應有處理現(xiàn)場緊急情況的能力。多個作業(yè)人員之間的密切配合，存在較大的難度。上述諸多危險因素的存在，決定了起重傷害事故較多。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，我國每年起重傷害事故的因工死亡人數(shù)，占全部工企業(yè)因工死亡總?cè)藬?shù)的15%左右。為了保證起重機械的安全運行，國家將它列為特種設備加以特殊管理，許多企業(yè)都把管好起重設備作為安全生產(chǎn)工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。1.2起重機械的發(fā)展簡史隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展和人民生活水平的提高，起重機械在不斷地發(fā)展和完善。這是因為，起重機械是物流機械化系統(tǒng)中的重要設備。社會化大生產(chǎn)愈發(fā)展，人民生活水平愈提高，物料搬運和人員的輸送量就愈大，起重機械的應用范圍也就愈廣泛。根據(jù)人類生產(chǎn)和生活的需要，許多具有特殊用途的新型設備不斷出現(xiàn)。中國礦業(yè)大學2007屆本科生畢業(yè)設計第4頁簡單的起重運輸裝置的誕生，可以追溯到公元前50004000年的新石器時代末期。那時，我國勞動人民已能利用這些簡單裝置開鑿和搬運巨石，砌成石棺、石臺，用以埋葬和紀念死者。進入18世紀以后，英、法、德、美和匈牙利、意大利等國的機械工業(yè)發(fā)展較快。特別是1765年，瓦特發(fā)明了蒸汽機，蒸汽機的應用大大推進了起重機械的發(fā)展。19世紀下半葉，世界上出現(xiàn)了鐵路，一些工業(yè)比較發(fā)達的國家為了滿足港口、碼頭等地吊運物資和其它裝備的需要，對起重機械提出了新的要求，以前那些用人力驅(qū)動、低效率、固定式的起重機已經(jīng)達不到要求，取而代之的是軌道式起重機。起重機械的興盛發(fā)展，還是到電動機被應用于工業(yè)之后。隨著冶金業(yè)、煤炭業(yè)、采礦業(yè)、機械制造業(yè)和海港、內(nèi)河碼頭裝備的發(fā)展，起重機械的品種不斷完善，其參數(shù)也大大擴展。1880年，美國的奧的斯電梯公司，首先使用電動機作為動力裝置安裝在客梯上，從而出現(xiàn)了第一臺電力驅(qū)動的電梯。電力驅(qū)動裝置的出現(xiàn)，同樣是起重機發(fā)展史上的轉(zhuǎn)折點。目前，由于高性能金屬材料的采用和材料加工能力的提高，起重機零部件的性能和壽命也不斷提高，整機使用壽命一般規(guī)定在10年以上。由于電動機、電氣拉制技術(shù)和液壓技術(shù)的發(fā)展，近年來起重機電力驅(qū)動的品質(zhì)和自動化水平也大為提高。起重機的發(fā)展趨勢，將主要體現(xiàn)在如下幾個方面：大型化。起重機的起重量將會越來越大，以滿足特殊工程的需要。輕量化。將廣泛采用新材料和采用合理的結(jié)構(gòu)形式，以減輕設備自重。采用新的結(jié)構(gòu)形式，主要是在梁、臂的截面形式上下功夫，如汽車起重機吊臂采用八角形截面或帶有變形孔的伸縮臂；采用新的計算方法，如有限單元法與結(jié)構(gòu)力學的有機結(jié)合，并配合使用電子計算機，精確計算應力值，避免設計中的“肥梁胖柱”；采用新材料，起重機結(jié)構(gòu)件將越來越多地采用高強度鋼，零部件逐漸采用塑料，現(xiàn)在滑輪已經(jīng)采用鑄尼龍