門(mén)式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)（論文）題目：門(mén)式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：（1） 英文資料翻譯，查閱收集與課題相關(guān)的英文文獻(xiàn)（5頁(yè)以上）一篇，翻譯并打印。（2） 寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告并開(kāi)題。開(kāi)題報(bào)告中必須明確門(mén)式起重機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況及趨勢(shì)、結(jié)構(gòu)形式及使用特點(diǎn)等。（3） 整機(jī)總體方案的設(shè)計(jì)，特別是起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。以通用門(mén)式起重機(jī)為設(shè)計(jì)參考，確定門(mén)機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的型式和機(jī)構(gòu)的方案。（4） 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。根據(jù)起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)行阻力計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行電動(dòng)機(jī)、卷筒、減速器、制動(dòng)器、聯(lián)軸器的選型，同時(shí)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)發(fā)熱、過(guò)載的校驗(yàn)和起制動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算，關(guān)鍵部位的強(qiáng)度校核。（5） 手工繪制門(mén)式起重機(jī)總圖1張，起升機(jī)構(gòu)CAD圖1張，卷筒總成CAD圖1張。（6） 撰寫(xiě)、整理畢業(yè)設(shè)計(jì)論文及相關(guān)資料。按武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)規(guī)范（理工類）撰寫(xiě)。要求完成的主要任務(wù)：1. 英文資料翻譯及資料搜集。中文文獻(xiàn)12篇以上，外文文獻(xiàn)3篇以上。2. 書(shū)寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告并開(kāi)題。字?jǐn)?shù)不少于3000字。3. 總體方案的設(shè)計(jì)，特別是起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。確定門(mén)機(jī)金屬機(jī)構(gòu)的型式和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。4. 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。參考起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)，進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，并進(jìn)行相關(guān)的校核和驗(yàn)算。5. 門(mén)機(jī)總圖、起升機(jī)構(gòu)圖及卷筒總成圖的繪制。6. 整理畢業(yè)設(shè)計(jì)論文及相關(guān)資料。7. 畢業(yè)答辯。參考資料：1 張質(zhì)文主編起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)S北京：北京鐵道出版社，1997.2 蔣國(guó)仁港口起重機(jī)械M大連：大連海事出版社，1995.3 GB3811-83.起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范S.北京:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局出版社,1983.指導(dǎo)教師簽名： 系主任簽名： 院長(zhǎng)簽名（章）： 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告1、目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）1.1門(mén)式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義起重機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域是一個(gè)有著悠久歷史的行業(yè)。經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的摸索和創(chuàng)新，該領(lǐng)域已經(jīng)形成了一整套完整而且行之有效的設(shè)計(jì)形式。但隨著時(shí)間的推移，顧客要求的提高，起重機(jī)設(shè)計(jì)行業(yè)也在不斷前行。最大起重量不斷在上升，從小起重量到重達(dá)好幾千噸的起重機(jī)，起重機(jī)制造呈現(xiàn)出梯度型。與此同時(shí)，同噸位的起重機(jī)逐漸向智能化，高效化，低成本化方向發(fā)展。在現(xiàn)今信息化的時(shí)代，借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)許多在以前很復(fù)雜的問(wèn)題就變的簡(jiǎn)單了許多了，設(shè)計(jì)周期得以大大縮短。在計(jì)算中，起重機(jī)的載荷為靜載荷，慣性載荷和震動(dòng)載荷。靜載荷是起重機(jī)在平穩(wěn)狀態(tài)下運(yùn)行所受的載荷。除此之外，在起制動(dòng)過(guò)程中還受慣性載荷，速度變化越大，慣性載荷越大。對(duì)于起重機(jī)來(lái)說(shuō)，各部分結(jié)構(gòu)并不是理想的剛體，而是一個(gè)彈性系統(tǒng)，所以在上述基本載荷狀態(tài)下還疊加了按一定頻率變化的振動(dòng)載荷，它提高了起重機(jī)各部分的應(yīng)力峰值，同時(shí)它的反復(fù)作用也使起重機(jī)的某些敏感部分疲勞損壞?，F(xiàn)代大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠很好的模擬起重機(jī)這一類機(jī)械的工作情況，并對(duì)其進(jìn)行仿真。由此可以得到震動(dòng)的源頭。設(shè)計(jì)人員可以依次來(lái)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并將優(yōu)化設(shè)計(jì)方案在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行模擬仿真以檢驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果。這樣可以大大節(jié)省起重機(jī)改進(jìn)時(shí)間和成本。振動(dòng)載荷對(duì)于起重機(jī)的強(qiáng)度有重要的意義，研究起重機(jī)動(dòng)力學(xué)的主要目的就是要弄清這部分應(yīng)力的大小。目前，我國(guó)起重機(jī)械整體水平雖有了一些進(jìn)步，但無(wú)論性能還是內(nèi)在質(zhì)量與國(guó)外產(chǎn)品相比尚有較大差距，主要表現(xiàn)在：起升機(jī)構(gòu)仍沿襲小而短的傳統(tǒng)卷筒、反彈亂繩現(xiàn)象嚴(yán)重、鋼絲繩易于疲勞、報(bào)廢率高等?，F(xiàn)行起升機(jī)構(gòu)的上述缺陷，嚴(yán)重影響了主機(jī)的工作性能、可靠性和安全性。面對(duì)人世的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，加快研究開(kāi)發(fā)高性能的新型起升機(jī)構(gòu)，迅速提高起重機(jī)械整體水平具有十分重要的意義。1.2門(mén)式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的作為搬運(yùn)工具的龍門(mén)起重機(jī)，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須要注意到它的一般性的要求（如起升高度，起升速度，跨度），此外還應(yīng)該注意到一些各個(gè)子系統(tǒng)之間的相互協(xié)調(diào)性。以有限的資源設(shè)計(jì)出滿足客戶要求的起重。在設(shè)計(jì)中進(jìn)行的相關(guān)工作的目的在于：1) 起重機(jī)的基本外形尺寸。2) 起重機(jī)的行參數(shù)如起升高度，起升速度，跨度。3) 本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)即對(duì)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以防止和減小上述中提到 的起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的問(wèn)題4) 對(duì)起重機(jī)各部位尤其是關(guān)鍵部位進(jìn)行強(qiáng)度校核。5) 對(duì)起重機(jī)的優(yōu)化以提高操作性，降低成本，便于維護(hù)。6) 安全測(cè)試。 總而言之，合理的設(shè)計(jì)可以有效地降低設(shè)備的設(shè)計(jì)和采購(gòu)成本提高作業(yè)效率。同時(shí)，今年來(lái)隨著人性化設(shè)計(jì)的深入人心，在起重機(jī)設(shè)計(jì)行業(yè)中越來(lái)越看重人機(jī)效應(yīng)。這里面不僅意味著提高工人的作業(yè)效率，還意味著保證作業(yè)工人的安全和起重機(jī)操作員工的舒適性。2、基本內(nèi)容和技術(shù)方案2.1門(mén)式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容2.1.1設(shè)計(jì)（論文）的任務(wù)是：在給定的相關(guān)初始條件下，設(shè)計(jì)出一型起重機(jī)。 2.1.2設(shè)計(jì)（論文）的主要要求：1) 滿足工況要求。 2) 起重機(jī)性能的穩(wěn)定性。2.2門(mén)式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)方案2.2.1電動(dòng)機(jī)、卷筒、減速器、制動(dòng)器、聯(lián)軸器的選型 一般的，根據(jù)客戶的要求，即起重機(jī)的起升速度，起升高度，起升過(guò)程中的加減速度來(lái)初略的選出所需要的電動(dòng)機(jī)，制動(dòng)器，聯(lián)軸器，并設(shè)計(jì)卷筒的外型尺寸。此次設(shè)計(jì)中動(dòng)力系統(tǒng)的選定根據(jù)客觀條件選擇全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。在確定布置形式之后，對(duì)其進(jìn)行校核。2.2.2電動(dòng)機(jī)發(fā)熱、過(guò)載的校驗(yàn)和起制動(dòng)時(shí)間的演算 這個(gè)過(guò)程一般的要進(jìn)行兩部分的檢驗(yàn)，簡(jiǎn)單一點(diǎn)的是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行校核，但是，很明顯的這類方法得到的結(jié)果不夠準(zhǔn)確。另一類，也就是現(xiàn)代很多起重機(jī)設(shè)計(jì)公司所用的方法即利用實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)仿真加上在起重機(jī)進(jìn)行載荷試驗(yàn)。此方法能夠得到較為準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果，滿足工廠企業(yè)設(shè)計(jì)需求。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)由于條件的限制，本次電動(dòng)機(jī)發(fā)熱、過(guò)載的校核和氣制動(dòng)時(shí)間的演算采用第一種方法。簡(jiǎn)單易行。2.2.3 關(guān)鍵部位的強(qiáng)度校核起升機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部位在于卷筒和鋼絲繩，其中鋼絲繩經(jīng)常會(huì)發(fā)生報(bào)廢的情況。所以再設(shè)計(jì)中要對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。一般情況下，由于卷筒沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)件，所以大多數(shù)情況下卷筒都是焊接而成的。由于焊接會(huì)影響到材料的力學(xué)性能，所以，對(duì)于卷筒的強(qiáng)度校核主要集中在對(duì)關(guān)鍵焊接部位的加載強(qiáng)度校核。此處還應(yīng)該根據(jù)卷筒的受力情況對(duì)于焊接工藝進(jìn)行優(yōu)化。以提高卷筒的強(qiáng)度。起升機(jī)構(gòu)中的鋼絲繩不斷受到變應(yīng)力作用還要受到纏繞卷筒式的彎曲應(yīng)力。由此，對(duì)于鋼絲繩的強(qiáng)度校核主要集中與在測(cè)試載荷下測(cè)試其應(yīng)力情況。并根據(jù)應(yīng)力情況優(yōu)化卷繞的設(shè)計(jì)。2.3門(mén)式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是：在起重機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮到機(jī)械的外形影響，零件的選型與制造。設(shè)計(jì)原則主要有：1) 單元負(fù)載原則：根據(jù)載荷的尺寸大小、規(guī)格和負(fù)載形式，決定起重機(jī)的外型尺寸以及性能參數(shù)。2) 標(biāo)準(zhǔn)化原則：起重機(jī)械設(shè)計(jì)中的零部件應(yīng)盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)部件，這樣可以加快制造過(guò)程和降低成本。3) 物量節(jié)省原則：起重機(jī)設(shè)計(jì)中有很多加強(qiáng)型的肋板等結(jié)構(gòu)，這類結(jié)構(gòu)可以采用大型部件的邊角料。這樣可以節(jié)省資源。4) 空間利用率原則：充分利用空間。5) 保護(hù)環(huán)境原則：對(duì)加工廢料，油漆產(chǎn)品及其他廢棄物應(yīng)合理回收。6) 安全原則：不僅要考慮到使用時(shí)的安全要求還應(yīng)考慮到制造時(shí)的安全要求。對(duì)于具體的設(shè)備和材料選擇應(yīng)注意到使用方法，性能參數(shù)，力學(xué)性能等。2.4門(mén)式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程安排如下：1) 作業(yè)貨種分析及載荷分析；2) 設(shè)備分析性能要求及選型；3) 強(qiáng)度校核；4) 方案修正；5) 畫(huà)出起重機(jī)總圖，起升機(jī)構(gòu)和卷筒的設(shè)計(jì)圖；3、進(jìn)度安排1. 3月22日4月4日：英文資料翻譯以及資料的搜集。中文文獻(xiàn)12篇以上外文文獻(xiàn)3篇以上。2. 4月5日4月11日：書(shū)寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告并開(kāi)題。開(kāi)題報(bào)告不少于3000字。3. 4月12日4月20日：總體方案的設(shè)計(jì)，特別是起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。確定門(mén)機(jī)的型式和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。4. 4月21日5月17日：起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。參考起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)，進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，并進(jìn)行相關(guān)的校核和驗(yàn)算。 5. 5月18日6月2日：門(mén)機(jī)總圖、起升機(jī)構(gòu)圖及卷筒總成圖的繪制。6. 6月3日6月6日： 撰寫(xiě)、整理畢業(yè)論文以及相關(guān)資料。7. 6月7日6月11日：畢業(yè)答辯。4、指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 目 錄摘 要IAbstractII1 緒 論11.1起重機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀11.1.1國(guó)內(nèi)外先進(jìn)起重機(jī)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)11.2課題的研究目的和意義21.3 本文所要做的主要工作32整機(jī)總體方案的選型42.1 參數(shù)設(shè)計(jì)42.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)42.3 橋架結(jié)構(gòu)形式的選擇42.3.1 金屬結(jié)構(gòu)的形式42.3.2 金屬結(jié)構(gòu)的連接52.4 起升機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)62.4.1 起升機(jī)構(gòu)組成62.4.2 起升機(jī)構(gòu)的工作原理72.5 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)72.5.1 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的組成72.5.2 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的工作原理92.5.3 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)類型92.6 司機(jī)室92.6.1 司機(jī)室的種類92.6.2 司機(jī)室的安全技術(shù)要求92.7 梯子 欄桿 電氣設(shè)備112.7.1 防護(hù)欄桿112.7.2 走臺(tái)112.7.3 斜梯123 起重機(jī)整機(jī)穩(wěn)定性校核133.1 輪壓計(jì)算133.1.1 小車支撐反力133.1.2 小車引起橋架支撐反力133.1.3 無(wú)臂龍門(mén)起重機(jī)附加垂直反力153.1.4 大車總支承反力153.1.5 大車輪壓計(jì)算163.2 抗傾覆穩(wěn)定性163.3 防風(fēng)抗滑安全性173.3.1 正常工作狀態(tài)173.3.2 非工作狀態(tài)184 起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算194.1 概述194.1.1 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程194.1.1 起升機(jī)構(gòu)計(jì)算載荷特點(diǎn)194.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)194.2 計(jì)算步驟194.2.1 鋼絲繩的選型194.2.2 卷筒的尺寸與轉(zhuǎn)速204.2.3 起升機(jī)構(gòu)靜功率計(jì)算214.2.4 電動(dòng)機(jī)的選型224.2.5 減速器的選型234.2.6 制動(dòng)器的選型244.2.7 聯(lián)軸器的選型244.2.8 起制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算25小結(jié)28參考文獻(xiàn)29致謝30摘 要 隨著物資設(shè)備的集成化運(yùn)輸，起重機(jī)在運(yùn)輸環(huán)節(jié)中的作用得到了不斷的提升。為適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展和滿足廣大客戶的不同需求，起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是集大型化，高速化，模塊化，自動(dòng)化和智能化。為降低物流成本，用戶對(duì)于起重機(jī)性能的要求也越來(lái)越高，不僅要求起重機(jī)重量輕，剛性好，作業(yè)空間大，而且要求起重機(jī)小車和大車運(yùn)行速度高，作業(yè)效率高。在激烈的起重機(jī)制造行業(yè)，為占領(lǐng)制高點(diǎn)，許多起重機(jī)制造廠商廣泛采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，模塊化設(shè)計(jì)等等，以期在滿足用戶需求要求的同時(shí)能夠最大程度的降低生產(chǎn)制造成本。 本文旨在龍門(mén)起重機(jī)的總體及其穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，尤其對(duì)于起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。在繪制機(jī)械制圖時(shí)，不僅手工繪制了一張整機(jī)總圖，還運(yùn)用計(jì)算機(jī)繪制了起升機(jī)構(gòu)總圖和卷筒總成圖。這樣對(duì)起重機(jī)設(shè)計(jì)有一個(gè)更好的了解。 本文的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于對(duì)鋼絲繩、卷筒、電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、聯(lián)軸器的選型,同時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱、起制動(dòng)時(shí)間、總體穩(wěn)定性進(jìn)行了校驗(yàn)。 關(guān)鍵字：龍門(mén)起重機(jī)；總體穩(wěn)定性；起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。AbstractWith the integrated transport of materials and equipment, the role of gantry crane systems in the transport links has been continuously improved. To meet the needs of the market, the gantry crane systems is becoming more large, high speed, modularity, automation, and intelligent. In order to reduce costs of logistics, the user need high performance of gantry crane systems, such as light weight, rigid, automation and a large operating space, and require crane car and truck operations to be high-speed, high efficiency. In the crane manufacturing industry, to occupy high ground, many manufacturers of gantry crane adopt advanced technology, modular design, so as to meet needs of customer and reduce manufacturing cost at the greatest extent. This article aims to the design of the gantry cranes systems and the overall stability, especially for the design and calculation of lifting mechanism. In drawing, we do not only complete the map of total machine by hand-draw, and also use computer to draw the total plan of the hoisting mechanism and reel assembly. Thus,we can get a better understanding of the gantry crane design.This article focuses on the design of steel wire rope, roller, motor, reducer, brake, coupling selection,at the same time, make the calibration of motor heating, starting and braking time, the overall stability.Keywords: Gantry crane; Overall stability; Hoisting mechanism design.1 緒 論1.1 起重機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀1.1.1 國(guó)內(nèi)外先進(jìn)起重機(jī)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)自有人類文明以來(lái)，物料搬運(yùn)便成了人類活動(dòng)的重要組成部分，距今已有五千多年的發(fā)展歷史。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，自動(dòng)化程度的提高，作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣，作用愈來(lái)愈大，對(duì)起重機(jī)的要求也越來(lái)越高，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造能力的提高，激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越依賴于技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。這些都促使起重機(jī)的技術(shù)性能進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段，起重機(jī)正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革?，F(xiàn)根據(jù)起重機(jī)的新理論、新技術(shù)和新動(dòng)向，結(jié)合實(shí)例，簡(jiǎn)要論述國(guó)內(nèi)外先進(jìn)起重機(jī)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)的模塊化、個(gè)性化和機(jī)電一體化用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，將起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過(guò)不同模塊的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機(jī)。在滿足不同客戶個(gè)性化需求而需要對(duì)起重機(jī)進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，只需針對(duì)某幾個(gè)模塊。設(shè)計(jì)新型起重機(jī)，只需選用不同模塊重新進(jìn)行組合?？墒箚渭∨可a(chǎn)的起重機(jī)改換成具有相當(dāng)批量的模塊生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高效率的專業(yè)化生產(chǎn)，企業(yè)的生產(chǎn)組織也可由產(chǎn)品管理變?yōu)槟K管理。達(dá)到改善整機(jī)性能，降低制造成本，提高通用化程度，用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產(chǎn)品，充分滿足用戶需求。隨著科技發(fā)展，具有自分析、自調(diào)整、自糾錯(cuò)的智能化操作的全自動(dòng)、半自動(dòng)操作形式的高度機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)應(yīng)用到起重機(jī)設(shè)計(jì)當(dāng)中。使得起重機(jī)更安全更易于操作和維修。2）產(chǎn)品制造新材料和新工藝 由于鋼鐵工業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，鋼材質(zhì)量得以提高。DOMEX系列高強(qiáng)度及超高強(qiáng)度剛才，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)，以減少起重機(jī)材料用量，從而降低設(shè)備的重量和價(jià)格。車輪采用空氣硬化鎳鉻鉬合金鋼制造，可使其使用壽命延長(zhǎng)5年以上。在電葫蘆上使用聚合材料制造運(yùn)行機(jī)構(gòu)的齒輪、滑輪和導(dǎo)繩器等。在機(jī)加工方面，盡量采用少切削的精密鑄件，尤其是鋁合金鑄件占多，加工設(shè)備大量采用高精、高效的數(shù)控自動(dòng)機(jī)床等，既保證了加工質(zhì)量，又提高了生產(chǎn)率，降低了成本 1。3）產(chǎn)品性能的自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，起重機(jī)在引入先進(jìn)技術(shù)和設(shè)計(jì)理念之后，其產(chǎn)品性能已得到了很大的提高。例如傳感器技術(shù)的應(yīng)用使得起重機(jī)能夠準(zhǔn)確的稱量起吊重量和進(jìn)行定位。限于起重機(jī)自身的外形特點(diǎn)特別是大型起重機(jī)的外形特點(diǎn)，其起吊的貨物有時(shí)候需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)進(jìn)行對(duì)位，由于位置擺放不對(duì)引起事故的情況也屢見(jiàn)不鮮。為此，很多起重機(jī)采用了防搖擺、準(zhǔn)確對(duì)位技術(shù)并利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行精確計(jì)算，再加上專家方案，能夠很好的解決此類問(wèn)題?，F(xiàn)在的人工費(fèi)已經(jīng)在節(jié)節(jié)攀升，自動(dòng)化高效化的機(jī)械設(shè)備越來(lái)越受到企業(yè)的喜愛(ài)。起重機(jī)也不例外，在采用傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和新材料之后，其產(chǎn)品性能正向著自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化方向發(fā)展。4）起重機(jī)設(shè)計(jì)專業(yè)化協(xié)作 為了能迅速制造和裝配出品種多樣化的產(chǎn)品，同時(shí)降低起重機(jī)的制造成本，這就要求企業(yè)之間密切聯(lián)系和協(xié)調(diào)，企業(yè)走向?qū)I(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。因?yàn)槭褂脴?biāo)準(zhǔn)件設(shè)備能迅速組合和安裝，減少標(biāo)準(zhǔn)件外組合部分的加工制造就顯得特別重要。組合構(gòu)件的使用比起生產(chǎn)非標(biāo)準(zhǔn)件起重機(jī)來(lái)，有助于減少成本。與此同時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)件也可以在很大程度上減少設(shè)計(jì)的工作量。1.2 課題的研究目的和意義起重機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域是一個(gè)有著悠久歷史的行業(yè)。經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的摸索和創(chuàng)新，該領(lǐng)域已經(jīng)形成了一整套完整而且行之有效的設(shè)計(jì)形式。但隨著時(shí)間的推移，顧客要求的提高，起重機(jī)設(shè)計(jì)行業(yè)也在不斷前行。最大起重量不斷在上升，從小起重量到重達(dá)好幾千噸的起重機(jī)，起重機(jī)制造呈現(xiàn)出梯度型。與此同時(shí)，同噸位的起重機(jī)逐漸向智能化，高效化，低成本話方向發(fā)展。在現(xiàn)今信息化的時(shí)代，借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)許多在以前很復(fù)雜的問(wèn)題就變的簡(jiǎn)單了許多了，設(shè)計(jì)周期得以大大縮短。在計(jì)算中，起重機(jī)的載荷為靜載荷，慣性載荷和震動(dòng)載荷。靜載荷是起重機(jī)在平穩(wěn)狀態(tài)下運(yùn)行所受的載荷。除此之外，在起制動(dòng)過(guò)程中還受慣性載荷，速度變化越大，慣性載荷越大。對(duì)于起重機(jī)來(lái)說(shuō)，各部分結(jié)構(gòu)并不是理想的剛體，而是一個(gè)彈性系統(tǒng)，所以在上述基本載荷狀態(tài)下還疊加了按一定頻率變化的振動(dòng)載荷，它提高了起重機(jī)各部分的應(yīng)力峰值，同時(shí)它的反復(fù)作用也使起重機(jī)的的某些敏感部分疲勞損壞?，F(xiàn)代大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠很好的模擬起重機(jī)這一類機(jī)械的工作情況，并對(duì)其進(jìn)行仿真。由此可以得到震動(dòng)的源頭。設(shè)計(jì)人員可以依次來(lái)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并將優(yōu)化設(shè)計(jì)方案在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行模擬仿真以檢驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果。這樣可以大大節(jié)省起重機(jī)改進(jìn)時(shí)間和成本。振動(dòng)載荷對(duì)于起重機(jī)的強(qiáng)度有重要的意義，研究起重機(jī)動(dòng)力學(xué)的主要目的就是要弄清這部分應(yīng)力的大小。目前，我國(guó)起重機(jī)械整體水平雖有了一些進(jìn)步，但無(wú)論性能還是內(nèi)在質(zhì)量與國(guó)外產(chǎn)品相比尚有較大差距，主要表現(xiàn)在：起升機(jī)構(gòu)仍沿襲小而短的傳統(tǒng)卷筒、反彈亂繩現(xiàn)象嚴(yán)重、鋼絲繩易于疲勞、報(bào)廢率高等?，F(xiàn)行起升機(jī)構(gòu)的上述缺陷，嚴(yán)重影響了主機(jī)的工作性能、可靠性和安全性。面對(duì)人世的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，加快研究開(kāi)發(fā)高性能的新型起升機(jī)構(gòu)，迅速提高起重機(jī)械整體水平具有十分重要的意義。為了滿足堆場(chǎng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，我們?cè)O(shè)計(jì)了這臺(tái)32t-28m龍門(mén)起重機(jī)，使用操作方便，制造價(jià)格較低，維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)便等特點(diǎn)的貨場(chǎng)用龍門(mén)起重機(jī)。1.3 本文所要做的主要工作綜上所述，本論文以堆場(chǎng)用龍門(mén)起重機(jī)為研究對(duì)象，首先進(jìn)行龍門(mén)起重機(jī)的總體布置方案選型論證，總體設(shè)計(jì)計(jì)算；在進(jìn)行橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算，主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)合起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)，對(duì)該龍門(mén)起重機(jī)進(jìn)行總體方案選型論證和總體設(shè)計(jì)計(jì)算。此次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是熟悉起重機(jī)設(shè)計(jì)的具體環(huán)節(jié)，基本掌握起重機(jī)設(shè)計(jì)中對(duì)于載荷類型的分析和計(jì)算過(guò)程。并對(duì)起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行初步選型和布置，繪制龍門(mén)起重機(jī)的總圖以及起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖。對(duì)龍門(mén)起重機(jī)的載荷和工況進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，這樣橋架結(jié)構(gòu)的加載會(huì)更接近實(shí)際情況。2 整機(jī)總體方案的選型2.1 參數(shù)設(shè)計(jì)1）起重量：32t；2）跨度：28m；3）基距：12m；4）起升高度：19m；5）工作級(jí)別：M5；6）工作速度：主起升機(jī)構(gòu)： 7 m/min（滿載） ，12 m/min（10t）；小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：22m/min；大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：30m/min。2.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1）GB3811-83 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范2）GB6067-85 起重機(jī)安全規(guī)范3）GB/T14406-93 通用龍門(mén)起重機(jī)4）GB10183-88 橋式和龍門(mén)起重機(jī)制造及軌道公差2.3 橋架結(jié)構(gòu)形式的選擇龍門(mén)起重機(jī)是一種工作條件十分繁重的重型機(jī)械設(shè)備，其載荷復(fù)雜多變，作為整臺(tái)起重機(jī)承載和連接骨架的金屬結(jié)構(gòu)，只有滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求才能保證起重機(jī)的使用性能和安全。起重機(jī)安全工作的壽命主要取決于金屬結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞的工作年限，而不是由任何其他裝置和零部件的壽命所決定。金屬結(jié)構(gòu)的破壞會(huì)給起重機(jī)帶來(lái)極其嚴(yán)重的后果。2.3.1 金屬結(jié)構(gòu)的形式根據(jù)受力特征不同，起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)的部件可分三類：梁和桁架是主要承受彎矩的部件；柱是主要承受軸向壓力的部件；壓彎構(gòu)件是既承受軸向壓力又承受彎矩的部件。這些基本構(gòu)件根據(jù)其受力和外形尺寸又可分別設(shè)計(jì)成格構(gòu)式、實(shí)腹式或混合式的結(jié)構(gòu)型式。實(shí)腹式構(gòu)件實(shí)腹式構(gòu)件主要由鋼板組成，也稱箱形構(gòu)件，適用于載荷大、外形尺寸小的場(chǎng)合。具有制造工藝簡(jiǎn)單（可采用自動(dòng)焊）、應(yīng)力集中較小、疲勞強(qiáng)度較高、通用性強(qiáng)、機(jī)構(gòu)的安裝檢修方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是自重較大、剛性稍差。格構(gòu)式構(gòu)件是由型鋼、鋼管或組合截面桿件連接而成的桿系結(jié)構(gòu)。構(gòu)件的自重輕，風(fēng)的通過(guò)性好。缺點(diǎn)是制造工藝復(fù)雜，不便于采用自動(dòng)焊，節(jié)點(diǎn)處應(yīng)力集中較大。適用于受力相對(duì)較小、外形尺寸相對(duì)較大的場(chǎng)合。桁架是由桿件組成的受橫向彎曲的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)，是金屬結(jié)構(gòu)中的一種主要結(jié)構(gòu)型式?；旌鲜綐?gòu)件部分為實(shí)腹結(jié)構(gòu)，部分為桿系結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)和使用條件均介于格構(gòu)式構(gòu)件和實(shí)腹式構(gòu)件之間。龍門(mén)起重機(jī)小車軌道在主梁上的布置位置有正軌、偏軌和小偏軌三種形式。偏軌箱型梁的小車軌道位于主腹板之上，優(yōu)點(diǎn)在于省去了正軌箱型的小車軌道位于主腹板之上，優(yōu)點(diǎn)在于省去了正軌箱型梁為支承軌道而設(shè)置的短橫向加勁板，從而也省去了大量焊縫，減少了制造過(guò)程的焊接變形，發(fā)揮了箱型結(jié)構(gòu)固有的抗扭特性。但是為了能在主腹板上方安置軌道和壓板，須使上翼緣板的懸伸寬度加大，因而增加了為保證懸伸部分局部穩(wěn)定性而設(shè)置的三角勁板。小偏軌梁既省去了短的橫向加勁板，又取消了三角勁板，是一種較好的結(jié)構(gòu)形式 2。近年出現(xiàn)的偏軌箱形梁較成功的解決中軌箱形梁上翼板局部彎曲的問(wèn)題。軌道完全偏在主梁的一側(cè)腹板上時(shí)稱全偏軌。盡管它具有自重大，主梁易下?lián)?，橋架水平較差，箱形內(nèi)部施焊條件差，上翼板與腹板之間連接焊縫壽命低，上翼板與橫向加勁桿之間的焊縫易開(kāi)裂等缺點(diǎn)。但是它同型鋼，桁架式結(jié)構(gòu)比較具有制造工藝簡(jiǎn)單，組裝方便，通用性強(qiáng)，便于自動(dòng)焊，抗扭剛度等優(yōu)點(diǎn)。2.3.2 金屬結(jié)構(gòu)的連接 金屬機(jī)構(gòu)的連接方法有：焊接連接、鉚接連接和螺栓連接，其中比較成熟和完善的是焊接連接。他與其他連接方法比較起來(lái)，不但具有省工、省料、易于機(jī)械化和自動(dòng)化施工，而且能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，減輕結(jié)構(gòu)自重，因此焊接一是金屬結(jié)構(gòu)中最主要，最普遍的連接方法。它的缺點(diǎn)主要是由于焊接局部加熱會(huì)影響到焊接部位的力學(xué)性質(zhì)，導(dǎo)致材料的性能下降。而且焊縫的質(zhì)量檢驗(yàn)也是比較費(fèi)事。鉚釘連接是很早就使用的方法。由于它制造費(fèi)工，用料多，自重大，而且釘孔削弱了構(gòu)件的截面，是構(gòu)件在受拉時(shí)降低了承載能力，因此，目前已逐步被焊接所代替，在起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)制造中基本上已被淘汰。螺栓連接是一種可拆卸的連接方法。由于它具有裝配方便、迅速、質(zhì)量可靠的優(yōu)點(diǎn)，因此它主要用于結(jié)構(gòu)安裝連接，或者用于需要經(jīng)常轉(zhuǎn)移工作地點(diǎn)的可拆卸式結(jié)構(gòu)中。其中螺栓連接又分為普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接。由于高強(qiáng)度螺栓連接減輕了螺栓連接中釘孔對(duì)構(gòu)件的削弱影響，較精制普通螺栓連接裝配更方便和迅速，而且接頭的承載能力比同樣尺寸的鉚接連接和普通螺栓連接連接更高，工作又更可靠。2.4 起升機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)起升機(jī)構(gòu)用來(lái)實(shí)現(xiàn)物料垂直升降，是任何起重機(jī)不可缺少的部分，因而是起重機(jī)最主要、也是最基本的機(jī)構(gòu)。起升機(jī)構(gòu)的安全狀態(tài)，是防止起重事故的關(guān)鍵，將直接地關(guān)系到起重作業(yè)的安全。2.4.1 起升機(jī)構(gòu)組成起升機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、卷繞系統(tǒng)、取物裝置、制動(dòng)器及其他安全裝置等組成，不同種類的起重機(jī)需配備不同的取物裝置，其驅(qū)動(dòng)裝置亦有不同，但布置方式基本上相同。典型起升機(jī)構(gòu)平面布置見(jiàn)圖2-1。圖2-1 起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖1-電動(dòng)機(jī) 2-聯(lián)軸器 3-制動(dòng)器 4-減速器 5-聯(lián)軸器 6-卷筒7-鋼絲繩 8-吊鉤滑輪組 9-上升極限位置限制器1） 驅(qū)動(dòng)裝置：起升機(jī)構(gòu)有內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)三種驅(qū)動(dòng)方式。由于可以容易獲得電能，操縱簡(jiǎn)單，維護(hù)容易，機(jī)組重量輕和工作可靠，在大型的工程起重機(jī)中光分采用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速，機(jī)構(gòu)緊湊，運(yùn)行平穩(wěn)，操作方便，過(guò)載保護(hù)性能好。目前正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。流動(dòng)式起重機(jī)（如汽車起重機(jī)、輪胎起重機(jī)等）以內(nèi)燃機(jī)為原動(dòng)力，傳動(dòng)與操縱系統(tǒng)比較復(fù)雜。目前大有被液壓驅(qū)動(dòng)代替的勢(shì)頭。2） 傳動(dòng)裝置：包括減速器、聯(lián)軸器和傳動(dòng)軸。減速器常用封閉式的臥式標(biāo)準(zhǔn)兩級(jí)或三級(jí)圓柱齒輪減速器，起重量較大者由于起升速度相對(duì)較慢，減速器的傳動(dòng)比較大，所以有時(shí)增加一對(duì)開(kāi)式齒輪以獲得低速大力矩。為補(bǔ)償?shù)踺d后小車架的彈性變形給機(jī)構(gòu)工作可靠性帶來(lái)的影響，通常采用有補(bǔ)償性能的彈性柱銷聯(lián)軸器或齒輪聯(lián)軸器，有些起升機(jī)構(gòu)還采用浮動(dòng)軸（也稱補(bǔ)償軸）來(lái)提高補(bǔ)償能力、方便布置并降低磨損。 3） 卷繞系統(tǒng)：它是傳動(dòng)系統(tǒng)的一部分，有撓性元件（鋼絲繩或鏈條）、導(dǎo)向和貯存元件（滑輪和卷筒）組成。它將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變成直線運(yùn)動(dòng)，起著運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換和能量的傳遞作用。橋架類型起重機(jī)采用雙聯(lián)滑輪組，單聯(lián)滑輪組一般用于臂架類型起重機(jī)。本文設(shè)計(jì)的龍門(mén)起重機(jī)采用雙聯(lián)滑輪組。 4） 取物裝置：它是根據(jù)被吊物料的種類、形態(tài)不同，采用不同種類的取物裝置。取物裝置種類繁多，使用量最大的是吊鉤。 5） 制動(dòng)器及安全裝置： 制動(dòng)器室保證起重機(jī)安全的重要部件，其升級(jí)股的每一套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置至少要裝設(shè)一個(gè)支持制動(dòng)器。制動(dòng)器既是機(jī)構(gòu)工作的控制裝置，又是安全裝置。起升機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器必須是常閉式的。一般起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)只裝配一個(gè)制動(dòng)器，通常裝在高速軸上（也有裝在與卷筒相連的低速軸上）。制動(dòng)器經(jīng)常利用聯(lián)軸器的一個(gè)半體兼作制動(dòng)輪，即使聯(lián)軸器損壞，制動(dòng)器仍能起安全保護(hù)作用。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)常用塊式制動(dòng)器，流動(dòng)式起重機(jī)采用帶式制動(dòng)器，近幾年采用了盤(pán)式制動(dòng)器。 此外，起升機(jī)構(gòu)還配備起重量限制器、上升極限位置限制器、排繩器(可以將繩整齊的排好)等安全裝置。2.4.2 起升機(jī)構(gòu)的工作原理電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器（和傳動(dòng)軸）與減速器的高速軸相連，減速器的低速軸帶動(dòng)卷筒，吊鉤等取物裝置與卷繞在卷筒上的省力鋼絲繩滑輪組連接起來(lái)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)傳遞給卷筒時(shí)，通過(guò)卷筒不同方向的旋轉(zhuǎn)將鋼絲繩卷入或放出，從而使吊鉤與吊掛在其上的物料實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)，這樣，將電動(dòng)機(jī)輸入的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為吊鉤的垂直上下的直線運(yùn)動(dòng)。常閉式制動(dòng)器在通電時(shí)松閘，使機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)；在失電情況下制動(dòng)，使吊鉤連同貨物停止升降，并在指定位置上保持靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑輪組升到最高極限位置時(shí)，上升極限位置限制器被觸碰面動(dòng)作，使吊鉤停止上升。當(dāng)?shù)踺d接近額定起重量時(shí)，起重量限制器及時(shí)檢測(cè)出來(lái)，并給予顯示，同時(shí)發(fā)出警示信號(hào)，一旦超過(guò)額定值及時(shí)切斷電源，使起升機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行，以保證安全。2.5 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)2.5.1 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的組成運(yùn)行機(jī)構(gòu)是使起重機(jī)或起重小車作水平直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。工作性運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要用于水平運(yùn)移物品，非工作性運(yùn)行機(jī)構(gòu)只是用來(lái)調(diào)整起重機(jī)（小車）的工作位置。在專門(mén)鋪設(shè)的軌道上運(yùn)行的稱為有軌運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其突出特點(diǎn)是負(fù)載大，運(yùn)行阻力小，但作業(yè)范圍受軌道限制；無(wú)軌運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用輪胎或履帶，可以在普通道路上行走，其良好的機(jī)動(dòng)性擴(kuò)大了起重作業(yè)的選擇范圍。起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)裝置、運(yùn)行支承裝置和安全裝置組成。1）運(yùn)行驅(qū)動(dòng)裝置 運(yùn)行驅(qū)動(dòng)裝置包括原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置（傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器和減速器等）和制動(dòng)器。大多數(shù)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)機(jī)，流動(dòng)式起重機(jī)則為內(nèi)燃機(jī)，有的鐵路起重機(jī)使用蒸汽機(jī)。自行式運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置全部設(shè)置在運(yùn)行部分上，驅(qū)動(dòng)力主要來(lái)自主動(dòng)車輪或履帶與軌道或地面的附著力。牽引式運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用外置式驅(qū)動(dòng)裝置，通過(guò)鋼絲繩牽引運(yùn)行部分，因此可以沿坡度較大軌道運(yùn)行，并獲得較大的運(yùn)行速度。本文的起重機(jī)采用的是電動(dòng)機(jī)驅(qū)。2）運(yùn)行支承裝置 軌道式起重機(jī)和小車的運(yùn)行支承裝置主要是鋼制車輪組與軌道。車輪以踏面與軌道頂面接觸并承受輪壓。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)多采用鐵路鋼軌，當(dāng)輪壓較大時(shí)采用起重機(jī)專用鋼軌。小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的鋼軌采用方鋼或扁鋼，直接鋪設(shè)在金屬結(jié)構(gòu)上。本文設(shè)計(jì)的起重機(jī)采用專用鋼軌。車輪組由車輪、軸與軸承箱等組成。為防止車輪脫軌而帶有輪緣，以承受起重機(jī)的側(cè)向力。車輪的輪緣有雙輪緣、單輪緣及無(wú)輪緣三種（見(jiàn)圖22）。一般起重機(jī)大車主要采用雙輪緣車輪，一些重型起重機(jī)，除采用雙輪緣車輪外還要加裝水平輪，以減輕起重機(jī)歪斜運(yùn)行時(shí)輪緣與軌道側(cè)面的接觸磨損。軌距較小的起重機(jī)或起重小車廣泛采用單輪緣車輪（輪緣在起重機(jī)軌道外側(cè)）。如果有導(dǎo)向裝置，可以使用無(wú)輪緣車輪。在大型起重機(jī)中，為了降低車輪的壓力，提高傳動(dòng)件和支承件的通用化程度，便于裝配和維修，常采用帶有平衡梁的車輪組。無(wú)軌式起重機(jī)運(yùn)行支承裝置是輪胎或履帶裝置。圖2-2 車輪型式(a) 雙輪緣 (b) 單輪緣 (c) 無(wú)輪緣 由于本文設(shè)計(jì)的起重機(jī)為堆場(chǎng)用起重機(jī)，跨距較小，因此采用雙輪緣車輪。由于是雙梁設(shè)計(jì)。雙梁小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的車輪采用的是單輪緣車輪。為了減少輪緣啃軌，軌道內(nèi)側(cè)常增設(shè)水評(píng)論。小車架上的立式減速器、聯(lián)軸器和傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)車輪，制動(dòng)器放在電動(dòng)機(jī)另一端的外伸軸上。3）安全裝置 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的安全裝置有行程限位開(kāi)關(guān)、防風(fēng)抗滑裝置、緩沖器和軌道端部止擋，以防止起重機(jī)或小車超行程運(yùn)行脫軌，防止室外起重機(jī)被強(qiáng)風(fēng)刮跑造成傾覆。2.5.2 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的工作原理電動(dòng)機(jī)的原動(dòng)力通過(guò)聯(lián)軸器（和傳動(dòng)軸）傳遞給減速器，經(jīng)過(guò)減速器的減速增力作用，帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力靠主動(dòng)車輪輪壓與軌道之間的摩擦產(chǎn)生的附著力，因此，必須要驗(yàn)算主動(dòng)輪的最小輪壓，以確保足夠的驅(qū)動(dòng)力。運(yùn)行機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器使處于不利情況下的起重機(jī)或小車，在限定的時(shí)間內(nèi)停止運(yùn)行。2.5.3 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)類型軌道式運(yùn)行機(jī)構(gòu)有集中驅(qū)動(dòng)和分別驅(qū)動(dòng)兩類。集中驅(qū)動(dòng)是由一個(gè)電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)軸帶動(dòng)兩邊車輪驅(qū)動(dòng)。有低速軸集中驅(qū)動(dòng)、高速軸集中驅(qū)動(dòng)和中速軸集中驅(qū)動(dòng)。這種驅(qū)動(dòng)方式對(duì)橋架水平剛性要求不高，但對(duì)走臺(tái)剛性要求較高。低速軸驅(qū)動(dòng)工作可靠，但自重較大。高速軸驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸雖輕，但對(duì)安裝要求高。中速軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，分組性差。分別驅(qū)動(dòng)是由兩套獨(dú)立的無(wú)機(jī)械聯(lián)系的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，省去了中間傳動(dòng)軸，自重輕、部件的分組性好、安裝和維修方便。與集中驅(qū)動(dòng)相比，分別驅(qū)動(dòng)起重機(jī)運(yùn)行較穩(wěn)定，在起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)上得到廣泛采用。對(duì)于大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，集中驅(qū)動(dòng)只用于小跨度的起重機(jī)。本次設(shè)計(jì)的起重機(jī)的大車行走機(jī)構(gòu)采用分別驅(qū)動(dòng)型式，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用低速軸集中驅(qū)動(dòng)。2.6 司機(jī)室司機(jī)室是金屬結(jié)構(gòu)的組成部分，提供司機(jī)操作所需要的作業(yè)空間。司機(jī)室內(nèi)布置有操縱設(shè)備、司機(jī)坐椅和成套的控制顯示裝置，應(yīng)考慮為操作者創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境，使司機(jī)工作安全、舒適、高效。2.6.1 司機(jī)室的種類 按是否運(yùn)動(dòng)分類。他可以分為固定式和移動(dòng)式兩類。安于外界的關(guān)系分類。它可以分為敞開(kāi)式和封閉式。本文設(shè)計(jì)的起重機(jī)采用的是固定封閉式司機(jī)室。2.6.2 司機(jī)室的安全技術(shù)要求除流動(dòng)式起重機(jī)外，司機(jī)室一般都連接到較高的金屬結(jié)構(gòu)件上。其安全要求應(yīng)從司機(jī)室的鋼結(jié)構(gòu)、與其他金屬結(jié)構(gòu)的連接、安裝位置、室內(nèi)的空間尺寸，以及環(huán)境的要求等各方面綜合考慮。圖2-3 起重機(jī)的司機(jī)室(a)敞開(kāi)式 (b)封閉式滿足結(jié)構(gòu)安全要求： 1）司機(jī)室必須安全可靠。司機(jī)室與懸掛或支承部分的連接必須牢固。 2）司機(jī)室的頂部應(yīng)能承受25kN/m2的靜載荷。 3）橋式起重機(jī)司機(jī)室，一般應(yīng)設(shè)在無(wú)導(dǎo)電裸滑線的一側(cè)。滿足高處作業(yè)安全要求： 1）開(kāi)式司機(jī)室應(yīng)設(shè)有高度為1050mm的欄桿，并應(yīng)可靠地將司機(jī)室圍護(hù)起來(lái)。 2）司機(jī)室底面與下方地面、通道、走臺(tái)等距離超過(guò)2m時(shí)，一般應(yīng)設(shè)置走臺(tái)。 3）除流動(dòng)式起重機(jī)外，司機(jī)室外面有走臺(tái)時(shí)，門(mén)應(yīng)向外開(kāi)；沒(méi)有走臺(tái)時(shí)，門(mén)應(yīng)向里開(kāi)；有無(wú)走臺(tái)都可采用滑動(dòng)式拉門(mén)。滿足人機(jī)安全要求：該安全要求設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是人體測(cè)量參數(shù)、操作參數(shù)和視線參數(shù)。 1）司機(jī)室應(yīng)提供足夠的操作和檢修空間，一般能容納兩個(gè)人。除流動(dòng)式起重機(jī)外，司機(jī)室內(nèi)凈空高度不應(yīng)小于2m，滿足坐站交替的活動(dòng)需要。 2）操縱器的布置應(yīng)符合人手臂和腿腳的運(yùn)動(dòng)特性，顯示器、信號(hào)和報(bào)警裝置應(yīng)符合人視聽(tīng)器官的感覺(jué)特性，并便于操作和維修。 3）窗的尺寸與位置應(yīng)保證司機(jī)有良好的視野，坐在座椅上應(yīng)能看到工作范圍內(nèi)的取物裝置在任何位置時(shí)的情況。還應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置下視和上視窗口。閉式操縱室玻璃窗的設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮到擦拭外側(cè)玻璃的方便。 4）司機(jī)座椅應(yīng)安裝可靠，舒適可調(diào)，使人不易疲勞。 5）提供必要的照明，保證夜班作業(yè)需要。固定式照明裝置的電源電壓不應(yīng)超過(guò)220V，可攜式照明裝置的電源電壓不應(yīng)超過(guò)36 V。滿足勞動(dòng)衛(wèi)生要求： 1）在高溫、有塵、有毒等環(huán)境下工作的起重機(jī)，應(yīng)設(shè)計(jì)成封閉式司機(jī)室。露天工作的起重機(jī)，應(yīng)裝設(shè)有防風(fēng)、防雨、防曬的司機(jī)室。 2）內(nèi)部工作溫度高于35、在高溫環(huán)境下工作或低于5的司機(jī)室，根據(jù)需要可安裝取暖和空氣調(diào)節(jié)設(shè)備。 3）在高溫環(huán)境直接受熱輻射的司機(jī)室，應(yīng)裝設(shè)有效的隔熱層。受熱輻射的窗玻璃應(yīng)采用防紅外線輻射的鋼化玻璃。 4）司機(jī)座一般懸掛在金屬結(jié)構(gòu)件上，考慮到起重機(jī)運(yùn)行的動(dòng)載效應(yīng)，要有防振措施。其他： 1）除流動(dòng)式起重機(jī)和司機(jī)室底部無(wú)碰人危險(xiǎn)的起重機(jī)外，與起重機(jī)一起移動(dòng)的司機(jī) 室，其底面距下方地面、通道、走臺(tái)等凈空高度不應(yīng)小于2m。 2）窗玻璃應(yīng)采用鋼化玻璃或夾層玻璃，并應(yīng)只能從司機(jī)室里面安裝。 3）裝設(shè)必要的應(yīng)急措施，保證在事故狀態(tài)下，司機(jī)能安全地撤出，或避免事故對(duì)司機(jī)的危害。配備滅火器、電鈴或警報(bào)器，必要時(shí)還應(yīng)設(shè)置通訊聯(lián)系裝置。2.7 梯子 欄桿 電氣設(shè)備2.7.1 防護(hù)欄桿起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)高大，一般龍門(mén)起重機(jī)的主梁高度都在10m以上，甚至高達(dá)幾十米。為了獲得作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)清楚的觀察視野，司機(jī)室往往設(shè)在高處，很多設(shè)備也安裝在高處結(jié)構(gòu)上。這樣，起重司機(jī)正常操作、高處設(shè)備的維護(hù)和檢修以及安全檢查，都需要登高作業(yè)。為防止人員從高處墜落，防止高處墜落的物體對(duì)下面人員造成打擊傷害，在起重機(jī)上凡是高度不低于2m的一切合理作業(yè)點(diǎn)，包括進(jìn)入作業(yè)點(diǎn)的配套設(shè)施，如高處的通行走臺(tái)、休息平臺(tái)、轉(zhuǎn)向用的中間平臺(tái)，以及高處作業(yè)平臺(tái)等，都應(yīng)予以防護(hù)。安全防護(hù)的結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)根據(jù)人體參數(shù)確定。其強(qiáng)度、剛度要求應(yīng)根據(jù)走道、平臺(tái)、樓梯和欄桿可能受到的最不利載荷考慮。 防護(hù)欄桿設(shè)在可能發(fā)生墜落的臨邊敞開(kāi)邊緣處，防止人員滑跌墜落，防止平臺(tái)上放置的器具、零件、材料意外墜落傷人。欄桿常采用鋼管結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮承受300 N的移動(dòng)水平載荷。對(duì)防護(hù)欄桿的具體要求如下： 第一，欄桿高度應(yīng)為 1050mm，并設(shè)有間距為 350mm的水平橫桿。欄桿底部應(yīng)設(shè)置高度不小于70mm的圍護(hù)板。 第二，欄桿上任何一處都應(yīng)能承受1kN來(lái)自任何方向的載荷而不產(chǎn)生塑性變形。 第三，為在空中潤(rùn)滑或維修而在臂架上所設(shè)欄桿的扶手，應(yīng)能懸掛安全帶掛鉤，并能承受4.5kN的載荷而不被破壞。2.7.2 走臺(tái)走臺(tái)和平臺(tái)是根據(jù)操作、維修、檢查的需要，在起重機(jī)上設(shè)置的工作面和通道。僅作通路用的走道、平臺(tái)應(yīng)考慮承受1500N的移動(dòng)集中載荷；對(duì)于可能要堆放物料的平臺(tái)應(yīng)考慮承受3000N的移動(dòng)集中載荷。對(duì)走臺(tái)的具體要求如下： 第一，走臺(tái)寬度（從欄桿到設(shè)備運(yùn)動(dòng)部分之間的最小距離）對(duì)電動(dòng)橋式起重機(jī)不應(yīng)小于500mm，人力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)不應(yīng)小于400mm。 第二，上空有相對(duì)移動(dòng)構(gòu)件或物體的走臺(tái)，凈空高度不應(yīng)小于 1800mm。 第三，走臺(tái)應(yīng)能承受3kN移動(dòng)的集中載荷而無(wú)塑性變形。 第四，走臺(tái)平面應(yīng)有防滑性能。2.7.3 斜梯斜梯是與地平面呈3075角的鋼制梯，兩側(cè)或一側(cè)裝有扶欄。其主要危險(xiǎn)是登梯（尤其下梯）時(shí)從梯上滑落或從扶欄側(cè)翻墜落而造成傷害。安全對(duì)策是踏步高、寬適當(dāng)，設(shè)置扶手欄桿，并在超高斜梯的梯間設(shè)置休息平臺(tái)。其具體要求如下：第一，在整架斜梯中，所有梯級(jí)間距應(yīng)相等。梯級(jí)間距和踏板寬度應(yīng)根據(jù)斜梯的傾角確定。與水平面夾角30 35 40 45 50 55 60 65；梯級(jí)間距/mm160175185200210225235245；踏板寬度/mm310280249226208180160145；斜梯尺寸第二，斜梯高度大于 10m時(shí)，應(yīng)在7.5 m處設(shè)休息平臺(tái)。再往上，每隔610m應(yīng)設(shè)休息平臺(tái)。第三，梯側(cè)應(yīng)設(shè)欄桿。第四，梯子踏板、走臺(tái)平面應(yīng)有防滑性能。3 起重機(jī)整機(jī)穩(wěn)定性校核穩(wěn)定性是指起重機(jī)在自重和外載荷作用下，抵抗翻倒的能力，以及室外軌道起重機(jī)防風(fēng)抗滑的能力。門(mén)式起重機(jī)和裝卸橋要進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定性和防風(fēng)抗滑安全性的驗(yàn)算。3.1 輪壓計(jì)算 對(duì)于本文設(shè)計(jì)的龍門(mén)起重機(jī)當(dāng)雙車共抬300t時(shí)輪壓最大。3.1.1 小車支撐反力假定上小車與貨物重心在水平面內(nèi)的投影相互重合，上小車支承反力可由下式計(jì)算： （3.1） （3.2） （3.3） （3.4）式中：小車重力，N； 貨物（包括吊具）重力，N； t、e小車及貨物重心在支承平面內(nèi)投影的坐標(biāo) ，取t=b/2，e=l/2； b、l小車軸距及軌距，b=4m，l=4m；則，小車支承反力：N3.1.2 小車引起橋架支撐反力假定橋架自身的重心在支承平面的投影與支承平面的形心重合，橋架支承反力由下式確定：式中：橋架重力，N； 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)重力，N； 小車受電裝置重力，N； 司機(jī)室重力，N； x小車1，2車輪至大車一側(cè)軌道的水平距離，22m； c司機(jī)室中心線至大車一側(cè)軌道的水平距離，c=26m； d大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)合成重心至一側(cè)軌道的水平距離，d=14m； L起重機(jī)跨度，L=28m； ，小車支承反力。小車處于兩端極限位置（即取最大最小值時(shí)）支承反力出現(xiàn)最大最小值。取x102m。則，橋架支承反力： （3.5）3.1.3 無(wú)臂龍門(mén)起重機(jī)附加垂直反力 （3.6）式中：、橋架和小車、貨物所受的風(fēng)載荷，N，N； 、大車起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)橋架和小車、貨物的水平慣性力，N，N； 、橋架和小車、貨物迎風(fēng)面積形心至軌面高度，m， m； 橋架重心至軌面高度，m； 大車輪距，m。則，3.1.4 大車總支承反力 （3.7） （3.8） （3.9） （3.10）故，kNkNkNkN3.1.5 大車輪壓計(jì)算 （3.11）式中：最大