16噸小車式橋式起重機設(shè)計開題報告

1、長安大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告表課題名稱16噸小車式橋式起重機設(shè)計課題來源自選項目課題類型工程設(shè)計指導(dǎo)教師張翔生學(xué)生姓名韋興隆學(xué) 號2504080118專業(yè)機械設(shè)計制造及自動化一、課題研究的目的與意義本課題主要對起重機的整機進行總體設(shè)計，以及電動機、聯(lián)軸器、緩沖器、 制動器的選用；運行機構(gòu)減速器的設(shè)計計算和零件的校核計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計，使起重設(shè)備運行平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確，安全可靠，技術(shù)性能先進。其主要目的是熟悉橋式 起重機的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握橋式起重機的設(shè)計方法，通過學(xué)習(xí)起重機的設(shè)計 方法和步驟，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力， 將自己所學(xué)的理論知識應(yīng)用 到實際工作生產(chǎn)中，培養(yǎng)實際動手能力，提高學(xué)

2、生的綜合能力。同時讓我們了解 制造業(yè)的發(fā)展，為以后我們走向工作崗位做有效的鋪墊。 畢業(yè)設(shè)計是我們離開校 園前最后一次綜合性的測試，是我們四年了學(xué)習(xí)生涯的一次大總結(jié)， 很能體現(xiàn)一 個人的整體綜合素質(zhì)和能力。二、橋式起重機在國內(nèi)外的研究狀況和發(fā)展趨勢1、由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中物料卸載運費所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機的需求量不斷增長。 起重 機已成為自動化生產(chǎn)流程中的重要環(huán)節(jié)。 起重機不但容易操作、維護，而且安全 性好，可靠性高，具有優(yōu)異的耐久性、無故障性、維修性和使用經(jīng)濟性。所以說， 起重機是各種工程建設(shè)中不可缺少的設(shè)備，它對減輕勞動強度，節(jié)省人力

3、，降低 建設(shè)成本，提高施工質(zhì)量，加快建設(shè)速度，實現(xiàn)工程施工機械化起著十分重要的 作用。2、國內(nèi)外起重機發(fā)展具體表現(xiàn)一下幾方面:(1)模塊化和組合化用模塊化設(shè)計代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機設(shè)計方法，將起重機上功能基本相同的構(gòu)件、 部件和零件制成有多用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊， 通過不同模塊 的的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機?？墒箚渭∨可a(chǎn)的起重機改 換成具有相當(dāng)批量的模塊生產(chǎn)，實現(xiàn)高效率的專業(yè)生產(chǎn)。企業(yè)的生產(chǎn)組織可由產(chǎn) 品管理變?yōu)槟K管理，達到改善整機性能，降低制造成本，提高通用化程度，得 到多系列的產(chǎn)品，充分滿足用戶需求。目前，德國、英國、法國、美國和日本的著名起重機公司都已采用起重

4、機模 塊化設(shè)計，并取得了顯著的效益。德國德馬格公司的標(biāo)準(zhǔn)起重機系列改用模塊化 設(shè)計后，比單件設(shè)計的設(shè)計費用下降 12%,生產(chǎn)成本下降45%,經(jīng)濟效益十分 可觀。(2)輕型化和多樣化有相當(dāng)批量的起重機是在通用的場合使用，工作并不很繁重。這類起重機批 量很大、用廣，考慮綜合效益，要求起重機盡量降低外形高度，簡化結(jié)構(gòu)，減小 自重和輪壓，也可以使整個建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價。因此 電動葫產(chǎn)橋式起重機和梁式起重機會有更快的發(fā)展， 并將大部分取代中小噸位的 一般用途橋式起重機。(3)自動化和智能化起重機的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動與控制的改進。將機械 技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先

5、進的計算機技術(shù)、微電子應(yīng)用到機械的驅(qū)動和控制 系統(tǒng)，實現(xiàn)起重機的自動化和智能化。其電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控 制系統(tǒng)，主要由全數(shù)字化控制驅(qū)動裝置、 可編程序控制器、故障診斷及數(shù)據(jù)管理 系統(tǒng)、數(shù)字化操縱給定檢測等設(shè)備組成。(4)成套化和系統(tǒng)化在起重機單機自動化的基礎(chǔ)上，通過計算機把各種起重運輸機械組成一個物 料搬運集成系統(tǒng)，通過中央控制室的控制，與生產(chǎn)設(shè)備有機結(jié)合，與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié) 調(diào)配合。這類起重機自動化程度高，具有信息處理功能，可將傳感器檢測出來的 各種信息實施存儲、運算、邏輯判斷、變換等處理加工，進而向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出控 制指令。這種起重機還有較好的信息輸入、輸出接口，實現(xiàn)信息全部、準(zhǔn)確、

6、可 靠地在整個物料搬運集成系統(tǒng)中的傳輸。(5)新型化和實用化結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。 采用各種高強度低合金鋼新材料， 提高承載能力，改善受力條件，減輕自重和增 加外形美觀。在機構(gòu)方面進一步開發(fā)新型傳動零部件， 簡化結(jié)構(gòu)?！叭弦弧边\行機構(gòu)是 當(dāng)今世界輕、中級起重機運行機構(gòu)的主流，將電動機、減速器和制動器合為一體， 具有結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧美觀、拆裝方便、調(diào)整簡單、運行平穩(wěn)、配套范圍大等優(yōu)點， 國外一廣泛應(yīng)用到各種起重機運行機構(gòu)上。在電控方面開發(fā)性能好、成本低、可靠性高的調(diào)速系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，發(fā)展 半自動和全自動操縱。采用機電儀液一體化技術(shù)，提高使用性能和可靠性

7、，增加 起重機的功能。今后會更加注重起重機的安全性，研制新型安全保護，裝置。德 國近年為解決起重機吊鉤的防擺控制， 開發(fā)了模糊邏輯電路的控制技術(shù)，用神經(jīng) 信息和模糊技術(shù)尋找開始加速的最佳時刻，將有經(jīng)驗司機防擺實際操作的數(shù)據(jù)輸 入系統(tǒng)，實現(xiàn)最優(yōu)控制，取得了更高的效率和安全性。3、橋式起重機的特點和種類起重機是從事起吊、空中搬運的一種設(shè)備。常見的起重機：橋式起重機、門 式起重機、塔式起重機、港口起重機、汽車起重機、履帶起重機和鐵路起重機等。 橋式起重機是機械制造工業(yè)和冶金工業(yè)用得最廣泛的一種起重機機械，橋式起重機又稱“行車”或“大車”，是橫架在固定跨間上空用來吊運各種物件的設(shè)備。 它的特點是既不占

8、地面面積，有不妨礙地面的作業(yè)，而且以較少的物資材料和極 為穩(wěn)定的形態(tài)把建筑物內(nèi)各處都當(dāng)作可能的作業(yè)范圍，進行高速、高效的服務(wù)，可以在起升高度和大、小車軌道所允許的空間內(nèi)負(fù)擔(dān)任意位置的吊運工作。止匕外，橋式起重機容易以廉價實現(xiàn)借助控制盤和操縱盤進行自動操縱、或半自動操縱、內(nèi)裝電腦的程序操縱。設(shè)置在室內(nèi)的起重機中，橋式起重機約占90%橋式起重機有很多類型，一般按一下方法進行分類：根據(jù)橋架的結(jié)構(gòu)不同，分為箱式結(jié)構(gòu)，四桁架結(jié)構(gòu)和腹板梁結(jié)構(gòu)等，其中箱 式結(jié)構(gòu)用得最廣泛。根據(jù)起吊裝置不同，分為吊鉤橋式起重機、點磁盤橋式起重機、抓斗橋式起 重機。為了使吊鉤橋式起重機使用場合更廣泛， 在吊鉤上附以可更換的電磁

9、盤或 馬達抓斗，以便作兩種或三種用途。圖1.1 橋式起重機示意圖橋式起重機的構(gòu)造：沿建筑物較長方向的兩壁設(shè)置的承軌梁， 在梁上鋪設(shè) 大車運行軌道，將裝有4個車輪(載荷大時裝有6個或8個車輪)的橋架跨在軌 道上；裝有起升機構(gòu)和運行機構(gòu)的電動小車在橋架上運行。(1)大車軌道中心間的距離稱為跨度，在該軌道上運行的動作稱為大車運行。大車運行機構(gòu)的設(shè)計通常和橋架的設(shè)計一起考慮，兩者的設(shè)計工作要交叉進行，一般的設(shè)計步驟：1 .確定橋架構(gòu)的形式和大車運行機構(gòu)的傳動方式2 .布置橋架的結(jié)構(gòu)尺寸3 .安排大車運行機構(gòu)的具體位置和尺寸4 .綜合考慮二者的關(guān)系和完成部分的設(shè)計對大車運行機構(gòu)設(shè)計的基本要求是：1 .機

10、構(gòu)要緊湊，重量要輕2 .和橋架配合要合適，這樣橋架設(shè)計容易，機構(gòu)好布置3 .盡量減輕主梁的扭轉(zhuǎn)載荷，不影響橋架剛度4 .為修檢修方便，機構(gòu)布置合理大車機構(gòu)傳動方案，基本分為兩類：分別傳動和集中傳動，橋式起重機常用的跨度(10.5-34m)范圍均可用分別 傳動的方案設(shè)計。本起重機采用分別傳動的方案如圖1.2 大車運行機構(gòu)圖1電動機 2制動器 3高速浮動軸 4聯(lián)軸器 5減速器6聯(lián)軸器 7低速浮動軸 8聯(lián)軸器 9車輪(2)小車運行速度同大車運行的速度相比低得多，原因是小車運行距離接近建筑物的寬度，它不會太長，一般小于40m。小車是用型鋼和鋼板制成一個構(gòu)架， 在上面設(shè)有主副起升電機、支持貨物用制動器及

11、它們相聯(lián)的減速齒輪機構(gòu)， 通過 該機構(gòu)驅(qū)動卷筒旋轉(zhuǎn)。小車運行機構(gòu)分兩種：一種是減速器在中間，另一種是減速器在一側(cè)。圖1.3 (a)中，小車運行機構(gòu)是減速器位于小車中間，這種方式使小車減速器的輸出 軸及傳動所承受的扭矩比較均勻。圖 1.3 (b)所示的結(jié)構(gòu)是減速器在小車一側(cè)， 這種結(jié)構(gòu)的特點是安裝和維修比較方便。圖1.3小車運行機構(gòu)小車主要有起升機構(gòu)、運行機構(gòu)和小車架組成。起升機構(gòu)采用閉式傳動方案，電動機與二級圓柱齒輪減速器的高速軸之間采用兩 個半齒輪聯(lián)軸器和一中間浮動軸聯(lián)系起來， 減速器的低速器與卷筒之間采用圓柱 齒輪傳動。運行機構(gòu)采用全部為閉式齒輪傳動，小車的四個車輪固定在小車架的四周， 車

12、輪采用帶有角形軸承箱的組成部件，電動機裝在小車架的臺面上，由于電動機軸和車輪軸不在同一個平面上，所以運行機構(gòu)采用立式三級圓柱齒輪減速器，在減速器的輸入軸與電動機軸之間以及減速器的兩端與車輪軸之間均采用浮動軸的半齒聯(lián)軸器的連接方式。小車架的設(shè)計，采用粗略的計算方法，靠現(xiàn)有資料和經(jīng)驗來進行，采用鋼板沖壓成型的型鋼來代替原來的焊接橫梁。三、課題設(shè)計的主要內(nèi)容本課題的重點是起升機構(gòu)、運行機構(gòu)和橋架的主端梁的設(shè)計1、主要技術(shù)參數(shù)：工作級別A4,吊運金屬工件，起重機設(shè)操作室。起重量主鉤16t,跨度18m起升高度12m橋架結(jié)才材料為Q235(5)減速器的選擇(6)制動器的選擇(7)聯(lián)軸器的選擇(8)起制動時

13、間驗算2、設(shè)計的總體思路和步驟(1)傳動方式的選擇(2)鋼絲繩與卷筒的選擇(3)滑輪組、卷筒的選擇(4)電動機的選擇3、橋式起重機大車運行機構(gòu)的設(shè)計思路(1)大車運行機構(gòu)設(shè)計的基本原則和要求(2)機構(gòu)的傳動方案選擇(3)車輪和軌道選擇(4)穩(wěn)態(tài)運行阻力的計算(5)電動機的選擇(6)減速器的選擇(7)起動時間與啟動加速度驗算(8)制動器和聯(lián)軸器的選擇4、橋式起重機小車運行機構(gòu)的設(shè)計思路(1)小車運行機構(gòu)設(shè)計的基本原則和要求(2)機構(gòu)的傳動方案選擇(3)車輪和軌道選擇(4)穩(wěn)態(tài)運行阻力的計算(5)電動機的選擇(6)減速器的選擇(7)起動時間與啟動加速度驗算(8)制動器和聯(lián)軸器的選擇5、起升機構(gòu)設(shè)計

14、 6、金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(含截面設(shè)計和構(gòu)造設(shè)計)7、電氣系統(tǒng)的選擇8、其他附件的設(shè)計和選擇9、相關(guān)橋式起重機的安全技術(shù)10、時間與任務(wù)安排：(1)熟悉設(shè)計任務(wù)書，查閱文獻，上網(wǎng)查找資料并做必要的摘要，調(diào)研寫出開題報告第1周第2周(2)總體設(shè)計，進行方案的比較，確定總體的設(shè)計第3周第4周(3)起升機構(gòu)設(shè)計，確定起升機構(gòu)的個參數(shù)第5周第6周(4)大車行走機構(gòu)設(shè)計，選擇傳動方案，選擇車輪與軌道并驗算強度第7周(5)小車行走機構(gòu)設(shè)計第8周(6)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(含截面設(shè)計和構(gòu)造設(shè)計)第9周第10周(7)附件的設(shè)計或選擇第11周(8)繪制設(shè)計圖紙第12周第14周(9)撰寫、整理設(shè)計說明書、準(zhǔn)備答辯第15周第16周四、參考文獻1、起重機設(shè)計手冊 起重機設(shè)計手冊 編寫組，機械工業(yè)出版社，19802、機械設(shè)計師手冊 吳宗澤主編，機械工業(yè)出版社，20023、起重機課程設(shè)計