起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算

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1、 摘要 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和自動(dòng)化程度的提高，起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應(yīng)用越來越廣，作用愈來愈大，對(duì)起重機(jī)的要求也越來越高。尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，許多跨學(xué)科的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)，這些都促使起重機(jī)的技術(shù)進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段。 本起重機(jī)為16t橋式起重機(jī)。本課題主要對(duì)起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，起升機(jī)構(gòu)有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)減速器，一臺(tái)輪式制動(dòng)器，一套卷筒裝置和上滑輪裝置構(gòu)成。要求起重設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn),定位準(zhǔn)確, 安全可靠, 技術(shù)性能先進(jìn)。 本文簡(jiǎn)要地介紹了起重機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)、發(fā)展?fàn)顩r等，并參照《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB3811-83)及《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》對(duì)起重機(jī)起升

2、機(jī)構(gòu)及其零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，從方案論證到具體設(shè)計(jì)計(jì)算，充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)在整體設(shè)計(jì)中的作用，從而提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了工作效率 關(guān)鍵詞：起重機(jī)，橋式起重機(jī)，起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)  Abstract With fastdevelopments of the modern technology, the expansion of industrialproduction and the growth of the automatic level, applications ofthe carnes in the modern manufacture has been more

3、and moreextensive, the effect has been bigger and bigger. Higher and higherrequirement has been caused. Especially, with the broad applicationof computer technology and the appearance of the advanced designmethod of a lot of interdiscipline, which urge the technology ofthe carne into a brand-new see

4、dtime. This carne is a kind of 16t bridge carnes for hydropowerstation. This paper focuses on design ofhoisting mechanism of the carne, including the main and assistanthoisting mechanism with electromotors, reducers, brake staffs, drumdevices and pulley gears. The carne is required to be stabl

5、es, highaccuracy, safety, reliability and advanced technology. This text briefly introduce the carne’s capability, structure, theactuality of development, and so on, referring to “Designcriterion of carne” (GB3811-83) and design and calculate of thehoisting mechanism and its accessory in “Desi

6、gn handbook ofcarne”. From scheme demonstrating to designing and calculating, ittakes full advantage of the computer in the whole design to raisethe quality of the design, cut the cycle of the design, improve thework efficiency. Key words: carne, BridgeCrane, design of the hoistingmechanism

7、 目錄 摘要 1 Abstract 2 第1章 緒論 1 1.1起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 1 1.2起重機(jī)工作過程分析 2 第2章 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3 2.1選擇鋼絲繩 3 2.1.1 鋼絲繩最大靜拉力 3 2.1.2 選擇鋼絲繩 3 2.2卷筒的設(shè)計(jì) 4 2.3 選擇電動(dòng)機(jī) 5 2.4 選擇減速器 6 2.5 選擇制動(dòng)器 6 2.6選擇聯(lián)軸器 6 2.7 起動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 6 2.8 制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 6 第3章 三維展示 6 3.1 總裝圖 6 3.2齒盤連接 6 3.3 滑輪組和吊鉤 6 3.4卷筒

8、6 3.5制動(dòng)器正視圖 6 結(jié)論 6 參考文獻(xiàn) 6 第1章 緒論 1.1起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 橋式起重機(jī)由運(yùn)行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)構(gòu)成，其中起升機(jī)構(gòu)使物品獲得升降運(yùn)動(dòng)。因此，起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)械中最主要和最基本的機(jī)構(gòu)，是起重機(jī)不可缺少的部分。它的工作好壞對(duì)整臺(tái)起重機(jī)的性能有著最直接的影響。 起升機(jī)構(gòu)主要由下列部分組成：驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、卷筒、滑輪組、取物裝置和制動(dòng)裝置。此外，根據(jù)需要還裝設(shè)各種輔助裝置，如：終點(diǎn)開關(guān)（大多用于限制起升高度，也用于限制下放行程的）、載重量限制器和稱量裝置等。 起升機(jī)構(gòu)的總布置在很大程度上決定于驅(qū)動(dòng)的形式。起重機(jī)的驅(qū)動(dòng)形式分為：集中驅(qū)動(dòng)（一臺(tái)驅(qū)

9、動(dòng)機(jī)帶動(dòng)多個(gè)機(jī)構(gòu)）和分別驅(qū)動(dòng)（每個(gè)機(jī)構(gòu)有各自的原動(dòng)機(jī)）。目前集中驅(qū)動(dòng)只用于以內(nèi)燃機(jī)為原動(dòng)機(jī)的流動(dòng)式無軌運(yùn)動(dòng)起重機(jī)，它的缺點(diǎn)是傳動(dòng)裝置復(fù)雜，操縱裝置也復(fù)雜。在使用電源方便的地方，起重機(jī)的每個(gè)機(jī)構(gòu)宜采用分別驅(qū)動(dòng)的型式。這種型式布置方便、安裝和檢修容易，因此現(xiàn)代各類起重機(jī)主要采用分別驅(qū)動(dòng)的型式。我們采用了分別驅(qū)動(dòng)型式。 圖為電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。電動(dòng)機(jī)1通過聯(lián)軸器2與減速器3的高速軸相聯(lián)。為了安裝方便，并當(dāng)小車架受載變形時(shí)為了避免高速軸受到彎曲，聯(lián)軸器2應(yīng)當(dāng)是帶有補(bǔ)償性能的，通常都采用彈性柱銷聯(lián)軸器或齒輪聯(lián)軸器。 為了安裝方便，并提高補(bǔ)償能力，通常如圖那樣將齒輪聯(lián)軸器用一段軸連接，該軸稱謂

10、浮動(dòng)軸。 制動(dòng)器通常采用裝在如圖所示的2位置，這時(shí)聯(lián)軸器的一半是帶制動(dòng)輪的。有時(shí)在高速軸上裝兩個(gè)制動(dòng)器，另一個(gè)制動(dòng)器可以裝在減速器的外側(cè)或裝在電動(dòng)機(jī)軸上。 通常制動(dòng)器采用常閉式的瓦塊式制動(dòng)器，裝有電磁鐵、或電動(dòng)液壓推動(dòng)器或液壓電磁鐵作為松閘器，并與電動(dòng)機(jī)連鎖。制動(dòng)器的制動(dòng)力矩保證有足夠的制動(dòng)安全系數(shù)。制動(dòng)器通常裝在高速軸上，因?yàn)楦咚佥S的力矩小，從而可采用較小尺寸的制動(dòng)器。在要求緊湊的情況下，也可采用帶式制動(dòng)器。 傳動(dòng)裝置常采用二級(jí)圓柱齒輪減速器。如起升速度很慢，傳動(dòng)比較大，也可采用三級(jí)圓柱齒輪減速器。 在要求緊湊的起升機(jī)構(gòu)中，也可采用渦輪減速器，缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)效率低。有時(shí)采用渦輪減速器是為

11、了減少噪音，例如在載人電梯中。 由于起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)械中最主要的機(jī)構(gòu)，所以在設(shè)計(jì)起升機(jī)構(gòu)時(shí)，在滿足起升機(jī)構(gòu)的使用性能要求的情況下，要合理選用零部件，盡量使機(jī)構(gòu)布置的緊湊可靠、外形尺寸小，還要考慮安裝和維修。 1.2起重機(jī)工作過程分析 起重機(jī)械的工作過程是：1、在裝載地點(diǎn)起升物品；2.、在負(fù)載情況下水平移動(dòng)物品；3.、在卸載地點(diǎn)下降并卸去物品；4、在無載情況下起升并水平移動(dòng)返回到裝載地點(diǎn)。如此重復(fù)循環(huán)的工作，每運(yùn)送一次物品的時(shí)間稱為一個(gè)周期 于起升機(jī)構(gòu)，在一個(gè)工作周期內(nèi)，有兩段工作時(shí)期和兩段停歇時(shí)期。工作時(shí)期即起升物品和下降物品時(shí)期；停歇時(shí)期既起升機(jī)構(gòu)不工作二運(yùn)行機(jī)構(gòu)往返或旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)往返工

12、作的時(shí)期。 每一個(gè)工作周期內(nèi)又分為起動(dòng)、等速運(yùn)轉(zhuǎn)和制動(dòng)三個(gè)階段。 起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 一、確定機(jī)構(gòu)工作級(jí)別：M4 二、選擇鉤號(hào)：鉤號(hào)12號(hào)，起重量16t 第二章 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1選擇鋼絲繩 鋼絲繩是有很細(xì)的強(qiáng)度很高的鋼絲，按一定的螺距繞成股，再由股繞成繩。鋼絲繩根據(jù)其芯材料不同，分為 （1）鋼絲。鋼絲繩起到承受載荷的作用，其性能主要由鋼絲決定。鋼絲是碳素鋼或合金鋼通過冷拉或冷軋而成的圓形（或異形）絲材，具有很高的強(qiáng)度和韌性，并根據(jù)使用環(huán)境條件不同對(duì)鋼絲進(jìn)行表面處理。 （2）纖維芯。它是用來增加鋼絲繩彈性和韌性、潤滑銅絲、減輕摩擦，提高使用壽命的。常用繩芯有機(jī)纖維（

13、如麻、棉）、合成纖維、石棉芯（高溫條件）或軟金屬等材料。 在作為中小型起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)使用時(shí)，纖維芯鋼絲繩在抗拉強(qiáng)度和破斷力方面可以滿足使用需求，并且起重機(jī)在運(yùn)送物料時(shí)需要卷繞，因此選用纖維芯鋼絲繩，以增加使用壽命，減少更換次數(shù)。 2.1.1 鋼絲繩最大靜拉力 雙聯(lián)，分支數(shù)8，滑輪組倍率 鋼絲繩的最大靜拉力 確定鋼絲繩直徑：查表3-1-2得 ,查表得 2.1.2 選擇鋼絲繩 選取鋼絲繩直徑，自重,公稱抗拉強(qiáng)度 鋼絲繩型號(hào)為： 2.2卷筒的設(shè)計(jì) 卷筒直徑的確定,查表得鋼絲繩安全系數(shù)，輪繩直徑比 ，取（名義直徑） 卷筒計(jì)算直徑 雙聯(lián)滑輪組的卷筒總長度 取

14、總長 其中——起升高度 ——倍率 4 —— 附加圈數(shù) 1.5~3 ——繩圈的節(jié)距（兩端繩索的固定和邊緣所占的長度） ——雙聯(lián)桶不切槽部分長度 ——吊鉤組滑輪間距離 ——繩索允許的最大偏角 ——吊鉤處于最高位置時(shí)，滑輪軸線距卷筒軸線的距離 取 卷筒壁厚初步確定： 2.3 選擇電動(dòng)機(jī) 我國起重機(jī)采用專用的直流和交流電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速范圍大、過載能力強(qiáng)、平滑的調(diào)速特性和較大的起動(dòng)、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。工作電壓為220 V 和440 V。但存在設(shè)備費(fèi)用高、體積大和需要專用的供電電源等缺點(diǎn), 少數(shù)冶金起重機(jī)和要求在較大范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)速的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用直流電機(jī)。

15、 電動(dòng)機(jī)機(jī)械部分的強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)的足夠大，所以電動(dòng)機(jī)的選擇主要是電動(dòng)機(jī)熱容量的選擇。因?yàn)槠鹕龣C(jī)構(gòu)屬于斷續(xù)周期工作，起升機(jī)構(gòu)電機(jī)可認(rèn)為是S3工作制。。在起重機(jī)械中, 一般采用三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī), 其工作電壓為220 V/ 380 V 和500V。根據(jù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別，一般選擇JZR2 、YZR、JZRH型3相交流電機(jī)。 構(gòu)總效率，查表得 確定 電動(dòng)機(jī)靜功率 取 選取電機(jī)型號(hào),電機(jī)功率，轉(zhuǎn)速，功率因素 ，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，重量，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 2.4 選擇減速器 1 卷筒轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)比，?。üQ傳動(dòng)比）

16、 查表3-10-5查得，取，名義中心距 許用輸出轉(zhuǎn)矩，入軸轉(zhuǎn)速 選取減速器型號(hào) 2 軸端最大徑向力，查表得 計(jì)算后 符合要求 2.5 選擇制動(dòng)器 查表2-2-7取, 查表后取制動(dòng)器型號(hào)為：,制動(dòng)力矩 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，制動(dòng)器質(zhì)量，制動(dòng)輪直徑 2.6選擇聯(lián)軸器 ,高速軸 查表得 計(jì)算后選擇聯(lián)軸器型號(hào)聯(lián)軸器型號(hào) 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，質(zhì)量 2.7 起動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 則起動(dòng)時(shí)間 符合要求 2.8 制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算 ，符合要求

17、 第3章 三維展示 3.1 起升機(jī)構(gòu)總體裝配圖 圖號(hào)：QZJ-01-00-000 3.2齒盤連接圖 圖號(hào)：QZJ-00-01-01-000 3.3 滑輪組和吊鉤 未畫二維圖 3.4卷筒 圖號(hào)：QZJ-00-01-01-003 3.5制動(dòng)器正視圖 圖號(hào)：QZJ-01-00-001 結(jié)論 此次

18、起重機(jī)項(xiàng)目，我們組負(fù)責(zé)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。所謂起升機(jī)構(gòu)是每個(gè)起重機(jī)必備的，它使物品獲得升降。它本身主要有驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、卷筒、滑輪組、取物裝置和制動(dòng)裝置組成，此外還包括各種輔助裝置，例如起升高度限位器、力矩限制器、三圈保護(hù)等安全裝置。 應(yīng)該說起升機(jī)構(gòu)式起重機(jī)的核心，我們?cè)谠O(shè)計(jì)計(jì)算過程中遇到了很多問題但收獲也很多。首先剛開始的時(shí)候，總以為時(shí)間還很多就放松下來。當(dāng)開始后才發(fā)現(xiàn)SolidWorks ＣＡＸＡ很久沒碰了，疏了很多。其次，二維圖再交給老師看后，發(fā)現(xiàn)問題很多，尺寸標(biāo)注、配合標(biāo)注　標(biāo)題欄的填寫　該用細(xì)實(shí)線的地方?jīng)]有用細(xì)實(shí)線，粗實(shí)線該加的地方也沒有加。最大的問題是在所有部件組裝完之

19、后，在總裝做動(dòng)畫的時(shí)候發(fā)現(xiàn)制動(dòng)器動(dòng)不了了　而在子裝配體里面是可以動(dòng)的，又著手反復(fù)裝了幾次才裝配完畢。接下來就是做動(dòng)畫。 這次的收獲也是很豐厚，小組成員之間相互密切合作查資料計(jì)算，不會(huì)的地方大家討論。很多的部件都沒有標(biāo)準(zhǔn)化，只能自己定尺寸。還有就是以往的時(shí)候就知道用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ裝換三維實(shí)體軟件成ＤＷＧ格式的文件，再入到ＣＡＸＡ里面完成二維圖，沒有嘗試用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ本身生成二維圖。一教教室是很冷的，但我們堅(jiān)持了下來。其實(shí)真的很感謝老師們能給我們此次機(jī)會(huì)，同時(shí)感覺自己在機(jī)械設(shè)計(jì)制造方方面面欠缺很多，完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)不是一蹴而就的，會(huì)遇到方方面面的問題。

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