180t-61m造船用龍門起重機及其下小車設(shè)計含開題【含6張CAD圖紙+文檔全套】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 緒 論 目前，我們正面臨著世界造船業(yè)正加速向我國轉(zhuǎn)移的良好態(tài)勢。2005年我國造船總量已經(jīng)達(dá)到了1200萬噸，占世界造船總量的18%，穩(wěn)居世界造船第三大國。中國造船能力平均以年40%以上的速度遞增，不僅引起世界造船業(yè)同行的關(guān)注，同樣也引起國內(nèi)關(guān)心造船業(yè)發(fā)展人士的注意。日韓等造船大國紛紛把資金投向山東、江浙這些最適合造船的地區(qū)，建造分段加工廠。國內(nèi)民營資本和國有資本也看中這利好的市場機遇，加大了投資力度，不僅對現(xiàn)有造船企業(yè)加快技術(shù)改造的步伐，加大技術(shù)創(chuàng)新資金的投入，提高內(nèi)涵擴大再生產(chǎn)的能力。而且注重投資新建造船設(shè)施，提高外延擴大再生產(chǎn)的能力。提高整體中國造船業(yè)正處于群雄逐鹿的春秋戰(zhàn)國時期。特別是國家提出有能力建設(shè)自己的航母以來, 造船業(yè)的整體提升迫在眉睫,因此如何提高競爭力縮短造船周期已成為國內(nèi)造船業(yè)研究的主要課題。 目前，各船廠采用的方法主要是采用大分段建造方式，即分段在船體分廠預(yù)制，通過平移設(shè)備移至分段堆場，然后利用大型的起重設(shè)備或在分段堆場上拼裝成更大的分段或直接吊入船塢(臺)進(jìn)行總體拼裝，這就要求與之相應(yīng)的起重機的起吊能力越來越大。由于造船工藝的完善，先進(jìn)工藝路線的推廣應(yīng)用，中小型船廠紛紛在船臺區(qū)和分段建造區(qū)增建較大跨度的造船龍門起重機，以滿足分段建造、拼裝、吊運和翻身等焊制工藝的要求，以提高生產(chǎn)效率，縮短造船周期，減輕勞動強度，保證產(chǎn)品質(zhì)量。為了滿足了中小型船廠及其船體車間生產(chǎn)發(fā)展的需要，我們設(shè)計了這臺180t61m的造船用龍門起重機，并通過合理選型設(shè)計，使其具有結(jié)構(gòu)型式簡單實用，使用操作方便，制造價格低廉，維護保養(yǎng)簡便等特點。 這則計算說明書結(jié)合此次設(shè)計任務(wù)，從造船龍門起重機的總體布置方案選型論證、總體設(shè)計計算出發(fā)，詳細(xì)闡述了下小車的設(shè)計計算，并結(jié)合相關(guān)圖紙進(jìn)行了詳細(xì)的說明。 第1章 設(shè)計技術(shù)參數(shù) 1.1設(shè)計參數(shù) (1)起重量：上小車2×60t，下小車60t/15t，上下小車共同起重180t； (2)跨度：61m； (3)起升高度：上小車45m /下小車45m； (4)工作級別：A5； (5)工作速度： 1)上小車起升機構(gòu)：0.7～4.8 m/min； 下小車主鉤：0.7～4.8 m/min； 副鉤：2～15.5m/min。 2)上下小車運行機構(gòu)：3.5～25 m/min； 大車運行機構(gòu)：2.5～23 m/min。 1.2設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) (1)GB3811-83 《起重機設(shè)計規(guī)范》 (2)GB6067-85 《起重機安全規(guī)范》 (3)GB/T14406-93 《通用龍門起重機》 (4)GB10183-88 《橋式和龍門起重機制造及軌道公差》 圖1.1 工作中的龍門起重機 第2章 整機總體方案的選型 2.1起升機構(gòu)方案 任何起重機械都必須有使物品獲得升降運動的起升機構(gòu)。因此，起升機構(gòu)是起重機械中最主要和最基本的機構(gòu)，是起重機不可缺少的組成部分。它的工作好壞對整臺起重機的性能有著最直接的影響。 圖2.1 起升機構(gòu)傳動簡圖 起升機構(gòu)主要由下列部分組成：驅(qū)動裝置、傳動裝置、卷筒、制動裝置、卷繞系統(tǒng)、取物裝置以及安全輔助裝置等組成。 起升機構(gòu)的總體布置方案在很大程度上取決于驅(qū)動裝置的型式，驅(qū)動裝置由電動機，連軸器，制動器，卷筒，減速器等部件組成。驅(qū)動型式有兩種：集中驅(qū)動和分別驅(qū)動。目前其中集中驅(qū)動通常用于以內(nèi)燃機為原動機的流動起重機，它的缺點是傳動裝置復(fù)雜，操縱機構(gòu)也復(fù)雜。在使用電源方便的地方，起重機的每個機構(gòu)宜采用這種驅(qū)動型式，故本方案決定采用電力驅(qū)動。直流電動機的機械特性適合起升機構(gòu)工作要求，調(diào)整性能好，但獲得直流電源較困難，常采用內(nèi)燃機和直流發(fā)電機實現(xiàn)直流傳動，交流電動機驅(qū)動能直接從電網(wǎng)取得電能，操作簡單，維修方便，機組重量輕，在電動起升機構(gòu)中被廣泛采用。且具有內(nèi)燃機驅(qū)動所不能達(dá)到的優(yōu)點，因此本機采用交流電動機驅(qū)動的方式。造船用門式起重機在拼裝分段時，由于分段對接要求精確對位，因此對起重機的調(diào)速性能要求較高?，F(xiàn)在國內(nèi)正在使用中的幾臺大型門式起重機有兩種調(diào)速方式，一種是直流調(diào)速，一種是變頻調(diào)速，這兩種調(diào)速方式效果較好，但相應(yīng)造價較高。由于本機的最大起升速度不大(4.8m/ min)，為了降低造價，我們采用了調(diào)速比達(dá)1：10 ,即最小速度可達(dá)到0.4m/ min，已能滿足實際使用要求的閉環(huán)渦流調(diào)速方式，且該方式在閉環(huán)情況下，具有較硬的機械特性，系統(tǒng)的速度變化率小于5%的優(yōu)良特性。 鋼絲繩卷繞系統(tǒng)由鋼絲繩，卷筒，滑輪組成。取物裝置有吊鉤，吊環(huán)，抓斗，吊具，掛梁等多種形式。安全保護裝置有超負(fù)荷限制器，起升高度限位器，超速保護開關(guān)等，根據(jù)實際需要配用。 2.2運行機構(gòu)方案 運行機構(gòu)的任務(wù)是使起重機和小車作水平運動。有時用于搬遠(yuǎn)物品；有時用于調(diào)整起重機的工作位置。運行機構(gòu)通常由支撐裝置、運行驅(qū)動裝置、運行安全裝置三部分組成。根據(jù)需要，本設(shè)計選擇自行式有軌運行的方案。又由于起重量比較大，可以通過采用增加車輪數(shù)的方法來降低輪壓，同時為使每個車輪的輪壓均勻，采用均衡臺的支承裝置。安全裝置是為了保證起重機和起重小車安全運行而設(shè)，應(yīng)包含行程限位開關(guān)、緩沖器、防風(fēng)裝置、偏軌裝置、偏斜指示器和軌道清掃器。 在運行驅(qū)動裝置的設(shè)計中，自動輪的布置方式選擇為半數(shù)驅(qū)動對面布置。主動輪的驅(qū)動方式有兩種，集中驅(qū)動和分別驅(qū)動。集中驅(qū)動是由一臺電機帶動，其特點是可以減少電機減速和傳動裝置懂得數(shù)量，但是需要復(fù)雜而笨重的傳動軸系統(tǒng)，安裝和維修不便，成本較高，此外承載結(jié)構(gòu)發(fā)生變形時，這種結(jié)構(gòu)對傳動裝置的工作性能也會帶來不利影響，故在本方案中不予采用。分別驅(qū)動是在每個支腿上的一個或一組主動輪由單獨的驅(qū)動裝置驅(qū)動，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，自重輕分組性好，安全維修方便金屬受載變形后對運行性能影響較小，因此在本方案中選擇分別驅(qū)動的方式。 但在分別驅(qū)動中，由于兩邊主動輪車輪直徑的加工和車輪組裝配誤差，及軌道安裝誤差，兩邊驅(qū)動電機不同步等原因，會產(chǎn)生車輪跑偏啃軌現(xiàn)象，產(chǎn)生一系列不利影響。因此如何保持雙腿同步運行是一個關(guān)鍵問題，為了確保安全，提高可靠性本機設(shè)置了兩套糾偏裝置。第一套設(shè)在大車二邊行走機構(gòu)上，用標(biāo)準(zhǔn)的防偏斜滾輪，引入光電編碼器測量大車運行機構(gòu)走過的路程，光電編碼器采集p位置信號后，交由PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后由變頻器來進(jìn)行糾偏，以保持雙腿同步運行。一般而言，偏斜與門吊跨度之比1/1000時，起重機就開始自動糾偏。另一套放在柔性鉸處，用主梁與柔性腿之間相對轉(zhuǎn)角反映大車二邊的偏斜，當(dāng)偏斜度達(dá)3/1000時，使起重機停止運行，并發(fā)出報警信號．第一套糾偏是主要的，第二套備用。 小車運行機構(gòu)采用自行式，其起升機構(gòu)和小車運行機構(gòu)都裝設(shè)在小車架上采用一套驅(qū)動裝置集中驅(qū)動小車兩側(cè)的一個行走輪。對于起重小車的運行驅(qū)動裝置，電機減速器安裝在小車架上，為補償小車架變形和裝配等造成的誤差，電機和減速器之間用用一個全齒連軸器相連，車輪和減速器之間用兩個半齒聯(lián)軸器和一根軸相連，主動輪選為總輪數(shù)一半。 圖2.2 大車運行機構(gòu)簡圖 2.3門架結(jié)構(gòu)形式的選擇 橋架主要由主梁和端梁組成，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分為單梁式橋架、雙梁式橋架和四桁架式橋架，本結(jié)構(gòu)采用雙梁式橋架結(jié)構(gòu)形式。雙梁式橋架結(jié)構(gòu)有箱形雙梁橋架、桁架式雙梁橋架及板梁桁架混合式雙梁橋架。梁分為型鋼梁和組合梁，型鋼梁由單根軋鋼制型鋼——槽鋼，普通工字鋼和輕工字鋼等制成，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低廉。但由于型鋼受扎制條件有限制，其截面尺寸的大小和面積的分布均有一定的局限性。最大型鋼的截面尺寸有限，有時不能滿足構(gòu)件的強度和剛度要求。為了克服型鋼梁強度、剛度不能滿足要求的缺點，我們選用組合梁，組合梁中最常用的有工字型截面和箱型截面梁。箱型梁具有側(cè)向剛性和扭轉(zhuǎn)剛性高的特點，故本結(jié)構(gòu)選選擇這種截面形式的梁。 箱形結(jié)構(gòu)分為中軌箱形結(jié)構(gòu)和偏軌箱形結(jié)構(gòu)，中軌箱形結(jié)構(gòu)又稱普通箱形結(jié)構(gòu)，其特點是軌道布置在箱形梁上翼板的中心線上，它具有零件部件數(shù)量少，便于自動焊等優(yōu)點。但由于翼板在集中輪壓作用下產(chǎn)生局部彎曲，為減少局部彎曲應(yīng)力，必需在上翼板下側(cè)布置比較密集的短隔板或承軌梁。偏軌箱型梁能夠克服中軌箱型梁上翼板局部彎曲的問題，且具有較強的抗扭剛度，受扭后扭轉(zhuǎn)角一般不超過1度，不致影響小車的正常工作，而且其制造工藝較型鋼簡單，組裝方便等優(yōu)點，因此本方案采用偏軌箱型結(jié)構(gòu)。 從設(shè)計、制造、安裝、使用、維護方面考慮，主梁與門腿之間不采用焊接聯(lián)接，而采用螺栓連接，這樣便于在工廠制造，在現(xiàn)場安裝，從長遠(yuǎn)來看，在某一部件損壞后，也便于更換，同時，為了保障工人的安全，在需要維修的地方要設(shè)置護欄。 2.4司機室 軌道式造船龍門起重機的司機室一般是固定在剛性支腿上，為了使起重機發(fā)揮更大的作用，對司機室設(shè)計提出以下一系列要求： (1)司機室的安裝位置應(yīng)該使司機能夠最方便的看到作業(yè)情況，同時又處于當(dāng)?shù)母叨壬稀? (2)司機室對待裝的船體的了望必須有良好的視野，窗戶框階梯都要有合理的布置，不影響視野，司機的視野應(yīng)盡可能的變廣。 (3)司機室內(nèi)的各種開關(guān)，按鈕，操縱臺，手柄等應(yīng)配置在司機最適宜操作的地方，使司機能輕松的操作。 (4)司機室的安裝應(yīng)牢固可靠，有減震措施，良好的工作環(huán)境。 圖2.3 司機室簡圖 （a）敞開式 （b）封閉式 2.5 梯子 欄桿 電器設(shè)備 (1)通往司機室、電氣設(shè)備室、走臺及機械和電氣部件安裝平臺的梯子必須通行方便，安全可靠。梯子的最小通行（寬度）尺寸不宜小于。 (2)走臺和作業(yè)平臺的鋪板應(yīng)采用具有防滑性能的鋼板制成。在用戶同意時，亦可采用穿孔鋼板或格子板，但孔(格)的面積不得超過。 (3)梯子的最大斜度一般不超過60°，走臺和作業(yè)平臺都必須設(shè)置牢固的欄桿。欄桿離鋪板的垂直高度不得小于，離鋪板約處應(yīng)有中間扶桿，欄桿的尺寸同走臺上的欄桿布置方式相同，底部有不低于的擋板。 (4)工作梯超過時，應(yīng)分段轉(zhuǎn)接，各轉(zhuǎn)接處必須設(shè)置休息平臺。 (5)當(dāng)司機室和電氣設(shè)備室的布置影響到起重機的運輸、安裝和拆卸時，司機室和電氣設(shè)備室與支承構(gòu)件的連接必須是可拆的，此時連接螺栓應(yīng)按受剪設(shè)計。 (6)起重機常用電器屬于低壓電器，按產(chǎn)品種類分為： (7)電器傳動控制 起重機對電器傳動的要求有：調(diào)速，平穩(wěn)，和快速起制動。大車運行和電器同步，吊重的止擺的感，其中調(diào)速要求最為重要。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，起重機現(xiàn)在已多采用交流變頻調(diào)速，交流變頻調(diào)速存在著低速時轉(zhuǎn)差損耗大，工作電流較大的缺點，起重機幾種機構(gòu)的負(fù)載都接近恒轉(zhuǎn)速（不隨速度而變化），因此低速的持續(xù)時間較短（或接電持續(xù)率較小），這樣可減免交流調(diào)速所存在的缺點，保留交流調(diào)速的優(yōu)點，交流電動機結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，維護方便，價格便宜，慣量小。 2.6 起重機安全與輔助裝置 2.6.1電氣保護設(shè)備 (1)電機過熱和短路保護 交流繞線式電機采用過電流繼電器保護，切實用反對時限特性的過流繼電器，使其既能具有短路保護，又有過載保護的功能。 (2)失壓保護 對于主令控制器操縱的機構(gòu)，在控制站加零點壓繼電器做失壓保護，對于凸輪控制器操作的機構(gòu)，用保護箱中做失壓保護的線路接觸器兼作該機構(gòu)失壓保護。 (3)控制器零位連鎖 為了避免送上電源后由于手動復(fù)位的主令或凸輪控制器等不處于零位，而使起重機發(fā)生危險的動作，控制器應(yīng)有零位連鎖。一般采用主零或凸輪控制器僅在零位閉合的觸頭和對該機構(gòu)起失壓保護的零點繼電器串聯(lián)，并由該繼電器（接觸器）常開觸頭與控制器零位觸頭并聯(lián)起保護作用，來實現(xiàn)零位連鎖。 2.6.2 安全裝置 (1)設(shè)置預(yù)警裝置 (2)防碰預(yù)警裝置和緩沖裝置 (3)上升高度限位器，行程限位器，安全開關(guān) (4)偏斜調(diào)整和指示裝置和超載限制器 2.7 總體設(shè)計方案 經(jīng)過考察，決定選用如下圖造船龍門起重機方案總圖而設(shè)計，因為此種結(jié)構(gòu)，省力抗風(fēng)，性能穩(wěn)定，造價較便宜，顧客反映良好 圖2.4 180t造船龍門起重機方案總圖 1—上小車；2—下小車；3—司機室；4—主梁； 5—橋架梯子欄桿； 6—電纜卷筒供電裝置；7—錨定裝置；8—大車行走機構(gòu) 第3章 龍門起重機總體設(shè)計計算 3.1 載荷計算 3.1.1龍門起重機重量及重心位置估算表 表1 重量及重心位置估算表 名稱 重量(t) 重心位置(m) X Y Z 固 定 部 分 主梁 240 0 0 38 行走機構(gòu) 106 0 0 2 剛性支腿 110 32 0 24 柔性支腿 50 -30.5 0 24 扶欄扶梯 5 33 5.5 18 駕駛室 1 29 0 24 錨定裝置 2.4 0 0 2 電氣控制 5 31 0 42 小計 519.4 +4.51 0 +25.90 活 動 部 分 上小車 76.998 0 0 43 下小車 48 0 0 41 小計 124.9 0 0 42.2 整機 723.8 3.24 0 25.9 貨物 180 0 0 0 圖3.1示重心估意圖 3.1.2迎風(fēng)面積及風(fēng)力矩 表2 迎風(fēng)面積及風(fēng)力矩 (m2) (m2) 形心位置(m) 風(fēng)力矩(N) 門架 454.02 233.45 32.4 24.5 14710.25 5719.53 扶梯 6 20 18 18 108 360 電纜卷筒 23 6 2.5 2.5 7.5 15 大車 10 60 2 2 20 120 電氣設(shè)備 6 3 42 42 252 126 固定部分小計 479.02 322.45 31.52 19.66 15098.71 6339.37 上小車 8.15 24.14 43 43 350.45 1038.02 下小車 7.94 6.47 41 41 325.54 265.27 活動部分小計 16.09 30.61 42 42.58 675.99 1303.29 貨物 39 39 25 25 975 975 整機 534.11 392.06 31.36 21.98 16749.7 8617.66 3.1.3 基本參數(shù)　 (1)跨度　61m 起重量　　180t (2)自重　 (3)起升載荷　 鋼絲繩繩重不計 3.1.4 相關(guān)系數(shù) (1)起升沖擊系數(shù) v=4.8m/min=0.03m/s 所以 (2)起升載荷運載系數(shù) (3)起升質(zhì)量突然卸載時的運載系數(shù)(起重機設(shè)計手冊 14頁 1—3—11式) 式中: ——從起升載荷卸除或墜落的部分(kg)； m——起升質(zhì)量(kg)； ——0.5用于使用抓斗或類似慢速卸載裝置的起重機； ——1用于使用電磁鐵或類似快速卸載裝置的起重機。 (4)運行沖擊系數(shù)(起重機設(shè)計手冊 14頁 1—3—12式) 式中： v——運行速度(m/s)； h——軌道接頭處的軌面高差(mm) m/s m/s 3.1.5 運行慣性力 (起重機設(shè)計手冊 14頁 1—3—14式) 式中： m——運行部分質(zhì)量 a——起（制）動加速度 ——驅(qū)動車輪與鋼軌的粘著力 ——系數(shù)，取=1.5 (1)上小車運行慣性力 N (2)下小車運行慣性力 N (3)大車運行慣性力 N (4)起升慣性力 1)貨物突然離地起升（或下降制動）時起重機自重產(chǎn)生的沖擊載荷 N 2)貨物突然離地提升（或下降制動）時產(chǎn)生的附加動載荷 N 3)起升質(zhì)量突然卸載時的動載荷 N 3.1.6制動時的慣性力 (1)大車制動時引起的水平慣性力 式中： ——主梁自重，（kN）； ——主梁重心至從動輪的水平距離，（m）； ——車輪與軌道之間的摩擦系數(shù)，=1/7； ——主梁重心至大車軌道面的垂直距離，（m）。 1)大車制動時引起的橋架水平慣性力 N 2)大車制動時引起的貨物水平運行慣性力 N 3)大車制動時引起的上小車的水平慣性力 N 4)大車制動時引起的下小車的水平慣性力 N (2)小車制動時引起的水平慣性力 1)小車制動時引起的貨物的水平慣性力 N 2)上小車制動時引起的水平慣性力 N 3)下小車制動時引起的水平慣性力 N 3.1.7 風(fēng)載荷 (起重機設(shè)計手冊 15頁 1—3—16式) 式中： c——風(fēng)力系數(shù)，用以考慮受風(fēng)結(jié)構(gòu)物體型、尺寸等因素對風(fēng)壓的影響； ——風(fēng)力高度變化系數(shù)； q——計算風(fēng)壓(N/)； A——起重機或起吊物品垂直于風(fēng)向的迎風(fēng)面積()。 迎風(fēng)面積=392.06 m2 m2 (1)工作狀態(tài)： N N (2)非工作狀態(tài)： N N 3.1.8 貨物偏擺載荷 貨物偏擺角度按考慮 N 3.1.9 貨物載荷 3.1.10 碰撞載荷 (1)上小車的碰撞動能 上小車的碰撞速度 m/min (2)下小車的碰撞動能 下小車的碰撞速度 m/min (3)大車的碰撞動能 大車的碰撞速度 m/min 3.1.11輪壓計算 (1)起重機支承反力的計算（港口起重機械 278頁 11—7式） 式中： ； ； ——作用在橋架和小車上的工作狀態(tài)最大風(fēng)力； ——作用在貨物上的工作狀態(tài)最大風(fēng)力； ——大車制動時引起的橋架水平慣性力； ——大車制動時引起的貨物水平慣性力； ——大車制動時引起的小車水平慣性力； ——橋架和小車擋風(fēng)面的形心高度； ——起升機構(gòu)上部定滑輪組至軌頂?shù)母叨龋? ——小車重心高度； ——橋架重心高度； ——小車制動時引起的貨物水平慣性力； ——小車制動時引起的小車水平慣性力； ——小車重心至相鄰起重機支點的距離； ——起重機（除小車重量外）的總重量； ——小車重量。 N N 可計算出： 由以上可知大車車輪受壓最大側(cè)的輪壓之和 N 即 N (1)大車輪壓的計算 式中 ： V——支承反力； m——車輪數(shù)。 由目前可知 初步定下每個支承點下的車輪數(shù) 大車許用輪壓 因此輪壓滿足要求 3.2 起重機穩(wěn)定性校核 根據(jù)“起重機設(shè)計規(guī)范”的規(guī)定，對于無懸臂的門式起重機，只須驗算非工作狀態(tài)暴風(fēng)侵襲下起重機的橫向（軌道方向）穩(wěn)定性。（港口起重機械 284頁 12—8式） 非工作狀態(tài)暴風(fēng)侵襲工況下的橫向穩(wěn)定性，起重機抗傾覆穩(wěn)定性的計算公式為 式中： ——沿軌道方向作用在起重機上的非工作狀態(tài)最大風(fēng)力（N） 其余符號與計算風(fēng)載荷時含義相同 計算得： 因此滿足穩(wěn)定性要求。 圖3.2 橫向抗傾覆穩(wěn)定性 3.3 緩沖器的選型 3.3.1大車運行機構(gòu)的緩沖器型號的選擇 選用橡膠緩沖器。因大車運行機構(gòu)無自動減速裝置或限位開關(guān)。碰撞速度按85%的額定運行速度取植。（起重機設(shè)計手冊 366頁） 緩沖行程： 最大沖撞力： kg=736kg 由上式可得方程： 解得 D=l=100mm 故，大車行走機構(gòu)的緩沖器選用的是圓柱橡膠式，直徑和長度均為100mm。 3.4抗滑力的計算（起重機設(shè)計手冊 485頁 3—14—4式） 式中： ——非工作狀態(tài)下沿軌道方向作用在起重機上的最大風(fēng)力(N)，按該地區(qū)可能出現(xiàn)的最大非工作風(fēng)壓計算，對裝有錨定裝置的起重機夾軌鉗，可按600＼800計算； ——在軌道最大坡度時，由起置機自重產(chǎn)生的下滑力(N)，由 計算； 其中： ——最大坡度， G——起重機自重(N)； ——起重機的運行摩擦阻力(N)，由公式計算，對滑動軸承，運行摩擦 阻力系數(shù)＝0.015； 對滾動軸承，＝0.006。 KN 第4章 下小車的設(shè)計計算 4.1 運行機構(gòu)計算 4.1.1 設(shè)計參數(shù) (1)運行重量： Q =600KN 運行速度：v= 25m/min (2)工作制： M5 迎風(fēng)面積： 17.3m2 (3)小車重量： = 480kN 4.1.2 運行阻力計算 (1)摩擦阻力Fm ： 運行重量： Q = 600kN 小車重量： G =480kN 附加摩擦阻力系數(shù)： k = 1.5 滾動摩擦系數(shù)： f = 0.8 車輪直徑 =600mm 車輪軸承摩擦系數(shù)： = 0.015 車輪軸徑： d =115mm = N (2)坡度阻力： N (3)風(fēng)阻力 ： 3394N (4)總阻力： N 4.1.3 三合一電機選型計算 (1)電機靜功率： kW 式中： v =23m/min = 0.92 (2)輸出軸轉(zhuǎn)速： (3)克服扭矩 Nm 選兩個電機： FA107 DV 132S4 BMG8-HF/TF P = 5.5kW 圖4.1 小車運行機構(gòu)驅(qū)動型式 4.1.4起制動時間驗算 4.1.4.1 起動時間驗算 (s) n=1440 r/min Nm Nm =0.03496+0.91405 =0.94901kgm2 s 通過電氣控制起動時間為3s。 4.1.4.2 起動加速度 m/s2 4.1.4.3制動時間驗算 (s) NNm kgm2 將制動力矩調(diào)到45 Nm使用 s 4.1.4.4制動加速度 m/s2 4.1.5 電機過載與發(fā)熱校核 4.1.5.1 電機過載能力校核 其中：=1.7 kgm2 tq=2.48s N =8.2kW Ps＝8.2kW=7.5=9.625kW 4.1.5.2電機發(fā)熱校核 其中：G=0.8 ω=0.015 N t kW=7.5=9.625kW 滿足要求。 4.1.6 打滑驗算 4.1.6.1 起動時的打滑驗算 ＝0.12 K = 1.1 = 0.015 d = 115mm D = 600mm i = 117.99 = 0.92 J1 = 0.0146 kgm2 J2=0.0158 kgm2 k=1.1 aq=0.168 m/s2 N N<30500N 4.1.6.2制動時的打滑驗算 N =N N>N 故，驗算合格。 4.2主起升機構(gòu)計算 4.2.1計算參數(shù) (1)起重量： 靜載 Q=60 t 吊鉤組自重：Q0=2 t (2)起升高度： H=45 m 起升速度： v=4.8 m/min (3)工作級別： M5 4.2.2鋼絲繩選型計算 (1)鋼絲繩靜拉力計算： kN 其中，倍率 m=6 滑輪組效率：（港口起重機械 70頁 4-9式） ==0.9513 kN (3)鋼絲繩因素載荷計算： 作業(yè)系數(shù)： φ1= 1.0, φ2=1.0213 kN (3)鋼絲繩的選型： 安全系數(shù)： n=5 破斷拉力：（起重機設(shè)計手冊 195頁 3—1—3式） n 式中： ——所選鋼絲繩的整繩破斷拉力（N）； S——鋼絲繩最大工作靜拉力（N）； n——安全系數(shù)。 =5×55.5＝277.5 kN 鋼絲繩型號：6W(19)-20-1700--光-右交（GB1102-74） kN 4.2.3 滑輪選型計算 滑輪直徑: mm 取滑輪直徑: D滑=500mm 滑輪代號： LGS11.0×500-215-100 4.2.4 卷筒幾何尺寸計算 (1)卷筒形式：單層雙聯(lián)卷筒(卷筒簡圖如下圖) (2)卷筒槽底直徑D: D=780 mm ； ＝800mm 每聯(lián)繞繩圈數(shù) （起重機設(shè)計手冊 228頁 表3—3—1） n=； 式中：H——起升高度（m）； m——起升倍率； ——卷筒直徑（m）。 (3)卷筒長度Ld : （起重機設(shè)計手冊 228頁 表3—3—1） 繩槽節(jié)距t=24 mm L0=mm; L1=50mm ;Lg=100mm Ld =2×（L0+L1）+Lg Ld =2×(2114.4 +50)+100=4428.8mm 取Ld＝4450mm ， 4.2.5 起升電機選型計算 電動機靜功率：（起重機設(shè)計手冊 95頁 2—2—4式） kW 電機型號： 上海電機廠 YZR315S-8 75kW 750r/min 4.2.6 減速器選型計算 (1)傳動比計算：（起重機設(shè)計手冊 96頁 2—2—7式）=800mm (2)減速器選型： 型號：M3PL60-71 i=71 4.2.7 制動器選型計算 每套驅(qū)動裝置所需要制動力矩為： 按電機能力選制動器型號： YP31-1250-500×30-B-RL.H 380V/50Hz 4.2.8 聯(lián)軸器選型（帶制動盤） Nm 聯(lián)軸器型號：MLPK9 4.2.9 起升速度校核 實際起升速度： m/min 4.2.10 起制動時間驗算 (1)起動時間驗算：（起重機設(shè)計手冊 97頁 2—2—14式） (s) 式中 n——電動機額定轉(zhuǎn)速（r/min）； ——電動機平均起動轉(zhuǎn)矩(Nm)； ——電動機靜阻力矩，按下式計算： ——機構(gòu)運動質(zhì)量換算到電動機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量，按下式計算： 其中 ——電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量， ——制動輪和聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量。 n=750 r/min Nm Nm kgm2 s (2)起動加速度 m/s2 (3)制動時間驗算： (s) r/min Nm kgm2 s (4)制動加速度 m/s2 4.2.11 電機過載與發(fā)熱校核 (1)電機過載能力校核：（起重機設(shè)計手冊 96頁 2—2—6式） 式中 ——在基準(zhǔn)接電持續(xù)率時的電動機額定功率(kW)； ——電動機臺數(shù)； ——電動機轉(zhuǎn)矩的允許過載倍數(shù)； ——考慮電壓降及轉(zhuǎn)矩允差以及靜載試驗超載(試驗載荷為額定載荷的1.25倍)的系數(shù)，繞線異步電動機取2.1；籠型異步電動機取2.2；直流電動機取1.4。 kW<75kW (2)電機發(fā)熱校核：（起重機設(shè)計手冊 846頁 5—1—7式） 式中 ——穩(wěn)態(tài)平均功率（kW）； ——穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)； ——起升載荷（N）。 kW<75kW 4.3副起升機構(gòu) 4.3.1計算參數(shù) (1)起重量： 靜載 Q=15 t 吊鉤組自重：Q0=0.8 t (2)起升高度： H=45 m 起升速度： v=15.5 m/min (3)工作級別： M5 4.3.2鋼絲繩選型計算 (1)鋼絲繩靜拉力計算： kN 其中，m=3 ==0.98 kN (2) 鋼絲繩因素載荷計算： 作業(yè)系數(shù)：φ1= 1.0, φ2=1.0213 kN (3) 鋼絲繩的選型： 安全系數(shù)： n=5 破斷拉力： n=5×27.44＝137.2kN 鋼絲繩型號：6W(19)-14.5-1550--光-右交（GB1102-74） kN 4.3.3滑輪選型計算 滑輪直徑:mm 取滑輪直徑: D滑=355mm 滑輪代號：WX2202（355-415-85-96） 4.3.4卷筒幾何尺寸計算 (1) 卷筒形式：單層雙聯(lián)卷筒(卷筒簡圖如下圖) 卷筒槽底直徑D: D=500 mm； ＝514.5mm 每聯(lián)繞繩圈數(shù) n=； (2) 卷筒長度Ls : 繩槽節(jié)距t=16 mm L0=mm ; L1=100mm ;Lg=300mm Ld =2×（L0+L1）+Lg=2×(1040 +100)+300=2580mm 取Ld＝2500mm 4.3.5 起升電機選型計算 kW 電機型號： YZB280M-8 55 kW 700.3Nm 750r/min 4.3.6減速器選型計算 (1) 傳動比計算： (2)減速器選型：型號：M3PLHT-50-31.5 4.3.7制動器選型計算 每套驅(qū)動裝置所需要制動力矩為： =1.75223.84=391.72 其中， 按電機能力選制動器型號： YP1-800-500×30-IA-RL.H 380V/50Hz 4.3.8聯(lián)軸器選型（帶制動盤） Nm 聯(lián)軸器型號：MLPK9 4.3.9起升速度校核 實際起升速度： m/min 4.3.10起制動時間驗算 (1)起動時間驗算： (s) n=750 r/min Nm kgm2 s (2)起動加速度 m/s2 (3)制動時間驗算： (s) r/min Nm kgm2 s (4)制動加速度 m/s2 4.3.11電機過載與發(fā)熱校核 (1)電機過載能力校核： kW<55kW (2)電機發(fā)熱校核： kW<55kW - 69 - 結(jié) 論 經(jīng)過半年多的時間，我查閱了大量的書籍和資料，其中包括《起重機設(shè)計規(guī)范》（GB3811-83）、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）、《通用門式起重機》（GB/T14406-93）、《起重機金屬結(jié)構(gòu)》、《港口起重機械》等，完成了整機方案選型，各大機構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算， 繪制了相關(guān)的圖紙，整理出設(shè)計計算說明書一份，順利完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書規(guī)定的各項任務(wù)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我對所學(xué)的專業(yè)知識有了更深的認(rèn)識，使自己獨立應(yīng)用設(shè)計手冊和CAD制圖、pro/e等軟件解決起重機設(shè)計計算問題的能力得到加強。主要體現(xiàn)在能夠根據(jù)設(shè)計手冊完成各大機構(gòu)的選型計算、主梁和支腿等金屬結(jié)構(gòu)件的截面尺寸、強度、剛度等設(shè)計計算。同時使自己的計算機基礎(chǔ)知識有所提高，通過對計算說明書的整理，基本掌握了Windows Word 軟件的文檔排版、公式編輯等，一定程度上提高了自己的業(yè)務(wù)工作能力。 在畢業(yè)設(shè)計中，我們組還充分體現(xiàn)了分工合作的精神。任務(wù)重，難度大，我們就求助于老師和同學(xué)們，他們都非常熱心的幫助了我們，我們就在合作的基礎(chǔ)上獨立完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書規(guī)定的任務(wù)。我在這次畢業(yè)設(shè)計中學(xué)到了很多東西，包括知識方面的，更重要的是培養(yǎng)了我們團隊協(xié)作的精神、勤奮工作的習(xí)慣和認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，對我們將來的工作和學(xué)習(xí)帶來很大的益處。 參考文獻(xiàn) [1] 張質(zhì)文, 王金諾. 起重機設(shè)計手冊. 北京：中國鐵道出版社. 1998 [2] 陳瑋璋, 顧迪民. 起重機械金屬結(jié)構(gòu). 北京：人民交通出版社. 1986 [3] 蔣國仁, 畢華林. 港口起重機械. 大連：大連海事大學(xué)出版社. 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Crane handbook。Butterworths, c1981 致 謝 最后，感謝各位評委老師審閱我的設(shè)計，并提出寶貴意見。 在畢業(yè)設(shè)計過程中，我遇到了很多的問題，朱老師給了我很多具體的指導(dǎo)和幫助。甚至幫我們查閱了一些資料，像我們需要的《起重機設(shè)計手冊》就是朱老師給我們找來的。朱老師的指導(dǎo)才使我們的畢業(yè)設(shè)計如此順利的按時按質(zhì)完成。感謝朱老師！ 同時感謝幾年以來辛苦言傳身教給我的老師們，你們給予的不僅僅是知識，還有很多的做人道理，這些都是我一生用之不竭的財富。感謝各位老師！ 在學(xué)習(xí)的幾年中，很多同學(xué)也給了我無私的幫助，在今天這個即將離別的日子，我衷心感謝師兄弟、師姐妹的幫助、支持和啟發(fā)，他們令我度過了一個美好而充實的學(xué)習(xí)生活。感謝同學(xué)們！ 謝謝！ 學(xué)生簽名：賀禮慧 日 期：2008.6 附 錄 1 （1）.轉(zhuǎn)運龍門起重機走行系統(tǒng)設(shè)計 建筑機械化 2003/6 【論文題名】轉(zhuǎn)運龍門起重機走行系統(tǒng)設(shè)計 【論文作者】何建華 【中圖分類號】 TH2022；　TH213.5 【 標(biāo)識碼 】 B　 【 關(guān)鍵詞 】 起重機； 轉(zhuǎn)運龍門起重機； 走行系統(tǒng)； 設(shè)計 【文章編號 】 1000－1366（2003）06－0034－02 【文摘語種】 中文文摘 【 文　摘 】行走系統(tǒng)的設(shè)計是確保轉(zhuǎn)運龍門起重機轉(zhuǎn)運軌枕能力的關(guān)鍵，本文介紹PC-NTC型無縫線路鋪軌機組的轉(zhuǎn)運龍門起重機走行系統(tǒng)的設(shè)計,提出一種滿足轉(zhuǎn)運龍門起重機內(nèi)凈空及機車車輛運輸限界等要求、在狹窄空間內(nèi)走行系統(tǒng)的布置方式。本走行系統(tǒng)的設(shè)計滿足轉(zhuǎn)運龍門起重機的內(nèi)凈空及機車車輛的運輸限界等空間要求,其門型布置方式解決了在狹窄空間的布置難題;采用雙向變量油泵、定量液壓馬達(dá)、減速器傳動可無級調(diào)速,且傳遞效率較高;同時操作簡便、成本較低。 （2）.門式起重機小車架計算方法的探討 【論文題名】門式起重機小車架計算方法的探討 【論文作者】張建明 【中圖分類號】U294.27 【 標(biāo)識碼 】A　 【 關(guān)鍵詞 】 小車架； 剛度； 剛度； 門式起重機； 【文章編號 】 1004－2024（2000）05－0019－04 【文摘語種】 中文文摘 【 文　摘 】傳統(tǒng)的起重機小車架剛度的計算方法是用降低許用應(yīng)力的方法來滿足的，但這種計算方法存在著材料浪費，小車自重過大，也嚴(yán)重影響小車的承載能力。小車結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要受剛度的影響，但是強度與剛度之間不存在因果和轉(zhuǎn)化關(guān)系，因此，沒有必要人為的將許用應(yīng)力降低。安裝在小車架上的起升機構(gòu)和運行機構(gòu)是靠齒輪聯(lián)軸器來傳遞動力的，兩聯(lián)軸器的偏角不能太大，這是小車剛度的主要要求所在，因此將小車架的角位移作為剛度的設(shè)計和檢驗依據(jù)要比中間擾度作為依據(jù)更加合理。本文給出了結(jié)合實踐和計算給出了，給出了的推薦值，并針對應(yīng)用列舉了算例。 （3）．軌道龍門起重機小車改造 港口裝卸 2003年第1期 【論文題名】軌道龍門起重機小車改造 【論文作者】龔賢 馬福霖 【文摘語種】 中文文摘 【 文　摘 】在鐵路車站工作的龍門起重機，受到自身結(jié)構(gòu)的限制，要求起重小車在底盤車上吊起集裝箱后能回轉(zhuǎn)90度，為解決這一問題，我們將原小車分成兩部分,即上小車和下小車。上小車上設(shè)置吊具回轉(zhuǎn)機構(gòu),下小車上設(shè)置小車運行機構(gòu)。這樣就能完成從底盤車上起吊到裝入鐵路車箱內(nèi)的一個工作循環(huán),從而解決目前軌道龍門起重機不能裝運集裝箱的難題。本文重點介紹了小車的改造方法，并指出了改造的效果，并通過指出改造后的龍門起重機裝卸集裝箱的臺時效率有了很大的提高。同時指出如果是新設(shè)計的軌道式龍門起重機,臺時效率還有提高可能性。 （4）．300t大型造船門式起重機的設(shè)計 【論文題名】300t大型造船門式起重機的設(shè)計 【論文作者】何慶生； 【中圖分類號】JS2000－3－06 【 標(biāo)識碼 】B 【 關(guān)鍵詞 】 起重機； 設(shè)備； 有限元分析； 【文摘語種】 中文文摘 【 文　摘 】隨著造船業(yè)中對造船周期縮短的要求越來越高，造船的方法有了極大的改進(jìn)，起重機在縮小造船的生產(chǎn)周期上的作用越來越明顯，因此應(yīng)用的越來越廣泛，本文主要介紹300t×112×70m門式起重機的概況、參數(shù)，注重介紹了該起重機的特點，包括起重機材料選用，結(jié)構(gòu)形式，起升機構(gòu)、大車運行機構(gòu)的特點，本文還介紹結(jié)構(gòu)的有限元分析，并對美國EDS公司的UGⅡ-GFEM有限元軟件進(jìn)行簡單的介紹。并對結(jié)果進(jìn)行了分析，指出了該起重機設(shè)計的合理性。 （5）門起重機金屬結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析 【論文題名】 龍門起重機金屬結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析 【論文作者】 沈健 【專業(yè)名稱】 機械設(shè)計及理論　 【導(dǎo)師姓名】 董達(dá)善　 【授予學(xué)位】 碩士 【授予單位】 上海海運學(xué)院　 【授予時間】 20030201 【 分類號 】 TH213.5　 【 關(guān)鍵詞 】 起重機　動力學(xué)　ANSYS軟件　龍門起重機　動態(tài)特性　起重機結(jié)構(gòu)　 【論文頁數(shù)】 54頁 【文摘語種】 中文文摘 【 文　摘 】 該文針對溫州港一臺軌道式集裝箱龍門起重機進(jìn)行分析.該龍門起重機經(jīng)過設(shè)計方多次加固,雖然它的的強度有所加強,可以滿足企業(yè)的基本生產(chǎn)要求,但在大車或小車運行時,整機水平晃動比較厲害,水平剛度比較差,小車和大車經(jīng)常啃軌和產(chǎn)生其它一些故障,導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)常被迫停產(chǎn)維修,影響了企業(yè)的生產(chǎn),生產(chǎn)效率比較低下,并且增加了運行的維護成本.所以必須對龍門起重機的動態(tài)特性作進(jìn)行進(jìn)一步的故障分析,使得龍門起重機能夠正常生產(chǎn).上海海運學(xué)院測試實驗室于是對該龍門起重機進(jìn)行了綜合的測試分析.該文結(jié)合動力學(xué)修正的一些最新理論,在測試分析的基礎(chǔ)上,主要對龍門起重機的基頻、模態(tài)以及龍門起重機的水平剛度進(jìn)行分析,并且結(jié)合大型有限元軟件——ANSYS對之進(jìn)行仿真。 （６）．大跨距雙小車軌道式龍門起重機振動模態(tài)分析 機械制造44卷第500期 【論文題名】大跨距雙小車軌道式龍門起重機振動模態(tài)分析 【論文作者】鄭軍 姚振強 杜春林 【中圖分類號】 TH213.5　 【 標(biāo)識碼 】 A　 【 關(guān)鍵詞 】 軌道式龍門起重機 有限元 Ansys 模態(tài)分析 【文章編號 】 1000－4998（2006）04－0032－03 【文摘語種】 中文文摘 【 文　摘 】動態(tài)特性對起重機的工作效率有很大影響，采用有限元軟件 ansys 對一種新型的大跨距雙小車軌道式龍門起重機（Rail Mounted Gantry Crane,RMG）進(jìn)行了振動模態(tài)分析，并對分析的結(jié)果進(jìn)行了討論，得到了前十階振型和頻率，發(fā)現(xiàn)起重機支腿與大梁的連接處是整體的薄弱環(huán)節(jié)有助于RMG龍門起重機結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和運行工藝的制訂.在設(shè)計這種大跨距起重機時，應(yīng)該保證支腿與大梁的連接有足夠大的動剛度。另外，對大跨距雙小車軌道式集裝箱龍門起重機的動特性進(jìn)行了模態(tài)分析，對于起重機大車小車和吊具的起動制動等動特性的分析還需進(jìn)一步完善。 (7)．700 kN/52 m型龍門起重機故障分析計算 起重運輸機械 【論文題名】700 kN/52 m型龍門起重機故障分析計算 【論文作者】國電鄭州機械設(shè)計研究所 郝紅兵 鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院 趙元黎 山西電建總公司 陳家佐 劉玉新 山西電建二公司 武繼業(yè) 北京華電萬方管理體系認(rèn)證中心 劉春林 【文摘語種】 中文文摘 【 文 摘】本文從一個事例出發(fā)引出問題，，指出起重機的性能參數(shù)并結(jié)合實際工況進(jìn)行討論，并建立了模型，對計算結(jié)果進(jìn)行了分析，得出了結(jié)論，并提出幾點建議，建立了起重機在龍門起重機跨度較大的情況下,應(yīng)采用剛性腿+柔性腿的門架結(jié)構(gòu)形式。在龍門起重機跨度較大、且采用雙剛性腿的門架結(jié)構(gòu)形式時,必須嚴(yán)格對軌道及基礎(chǔ)提出相應(yīng)的載荷要求(特別是橫向載荷)。經(jīng)常對大車運行機構(gòu)進(jìn)行維護,使其軌道2側(cè)性能一致,避免起重機大車帶故障運行。對于跨度較大的龍門起重機,應(yīng)設(shè)置2側(cè)大車運行同步裝置,以提高起重機的安全性。 (8).水平推力對龍門起重機靜剛度的影響 【論文題名】水平推力對龍門起重機靜剛度的影響 【論文作者】母先敏； 秦春浩； 指出，水平推力對主梁靜剛度的影響很大，因此對于質(zhì)檢部門來說，應(yīng)當(dāng)綜合考慮多方面的因素，采用合理的檢驗程序和方法。 （9）Crane scheduling in container yards with inter-crane interference Ng, W.C. (Department of Industrial Engineering, University of Hong Kong) Source: European Journal of Operational Research, v 164, n 1, Jul 1, 2005, p 64-78 ISSN: 0377-2217 CODEN: EJORDT Publisher: Elsevier Abstract: This paper examines the problem of scheduling multiple yard cranes to perform a given set of jobs with different ready times in a yard zone with only one bi-directional travelling lane. Due to sharing of the travelling lane among two or more yard cranes, inter-crane interference, a planned move of a yard crane blocked by the other yard cranes, may happen. The scheduling problem is formulated as an integer program. It is noted that the scheduling problem is NP-complete. This research develops a dynamic programming-based heuristic to solve the scheduling problem and an algorithm to find lower bounds for benchmarking the schedules found by the heuristic. Computational experiments are carried out to evaluate the performance of the heuristic and the results show that the heuristic can indeed find effective solutions for the scheduling problem, with the heuristic solutions on average 7.3% above their lower bounds. ? 2004 Elsevier B.V. All rights reserved. (12 refs.) （10）Model experiment and influence on quay for rocking type of vibration isolation system of container crane Murano, Kenichi (Grad. Sch. of Science and Technol., Keio University); Yoshida, Kazuo; Shiozaki, Yoshio; Sugano, Takahiro Source: Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu, C Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part C, v 70, n 1, January, 2004, p 23-29 Language: Japanese ISSN: 0387-5024 CODEN: NKCHDB Publisher: Japan Society of Mechanical Engineers Abstract: The container crane of the harbor received the enormous damage in the Hyogo-ken Nanbu earthquake disaster. After that, the container crane with seismic vibration isolation system has been developed and operated in practical use. In this study, a rocking type of vibration isolation system (RVIS) was proposed for the container crane. And the experiment of the scale model was performed to verify the analytical model. From the results of the experiment and the analysis for the scale model, the validity of the model was demonstrated. The