56吨桥式起重机的设计说明书毕业设计(编辑修改稿)

56吨桥式起重机的设计说明书毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

ces. The crane loads vary from time to time, so it is a periodic operational machine. A crane contains three major parts, mechanic ponents, a metal structure, and electrical devices. A crane’s mechanical movements are multiactions, such as raising, running, and rotating. This paper is main deal with mechanical design for the moving mainframe of bridge crane, including all design calculation selection of electrical motors, clutch, buffer, and brakes, the design and calculation of the mainframe reducer, calibration and verification of the calculation for the parts, and structure designs. Through a series of work, the design is satisfied with the functional requirments, 250 ton lifting power and 20 metre bridge span. The course of drive is quite smooth. The mechanical structure of the mainframe is simple, easy to install/disassemble, and maintain. And it has low cost. KEY WORDS bridge crane, mechanism design, calculate, proofread 56 吨桥式起重机的设计 1 1 桥式起重机概述 起重机的发展史 中国古代灌溉农田用的桔槔是起重机的雏形。 在古代已经有起升和移动重量较大的物品的需要，因此就采用起重装置来进行这个工作。 在公元前五千年到四千年的新石器时代的末期，我国古代劳动人民己能开凿和搬运巨石到远处，砌成石棺石台等来埋葬和纪念死者。 在商朝（公元前 1765 到 1760 年之间），我国劳动人民就用了汲水的桔槔（一种用杠杆、对重和取物装置组成的起重装置）。 以后到公元前 1115 年至 1079 年之间，又有辘栌的发明。 在古埃及建造金宇塔时，广泛采用滚子、斜面和杠杆来起升大石块、石碑和雕像，这些物品的重量有的甚至达到 1000 吨。 那时候起重机械都是人力驱动。 公元前 120 年，在盖隆的著作中描述了幅度不变的起重机和幅度可变的起重机。 在这些书籍中记载了下列零部件的采用：自锁式涡轮传动装置、齿轮、起重卷筒等。 工业中蒸气机的出现大大地推动了起重机械的发展和改善。 1827 年，出现了第一台用蒸气驱动的固定式旋转起重机。 1846 年，第一次制成了用液力驱动的起重机。 工业中电力驱动的出现，是起重机械进一步蓬勃发展的转折点。 1880年，出现了第一台用电力驱动的载客升降机。 1885 年制成了电力驱动的旋转起重机。 接着制成电力驱动的桥式起重机和门座起重机。 随着冶金工业、采矿工业、机器制造业、海港和内河码头的装备和建筑工程等发展，起重机械的品种和参数都大大扩大。 机械制造已经成长成一门独立的机械制造部门第二次世界大战以后的几十年，起重机械获得极其迅速的发展高，起重机的质量、产量和品种得到大大的发展。 例如，由于焊接技术的发展，箱形结构的桥式起重机得到广泛的应用，由于金属材料的改善和加工技术的改进，起重机零部件的寿命也提髙，由于电机和控制技术的发展，大大提高了起重机电力驱动的品质和自动化水平。 我国已经建立能独立制造各种起重机的工业体系。 对桥式起重机、汽车起重机、门座起重机和塔式起重机等已具有批量的生产能力。 但是，即使已经取得了很大的成绩，但在今后相当长时期里，要抓好起重机的质量和产量，抓好各个环节，如原材料、基本零部件以及生产管理等环节，使我国起重机质量和产量达到国际先进水平。 桥式起重机的发展趋势 56 吨桥式起重机的设计 2 （ 1）大型化和专用化。 由于生产规模的不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长。 起重量越来越大，工作速度越来越高，并 对能耗和可靠性提出更高的要求。 起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。 起重机不但要容易操作，容易维护，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。 目前世界上最大的浮游起重机起重量达 6500t，最大的履带起重机起重量达 3000t，最大的桥式起重机起重量为 1200t，集装箱岸边装卸桥小车的最大运行速度已达 350m/min，堆垛起重机最大运行速度是 240m/min，垃圾处理用起重机的起升速度达 100m/min。 工业生产方式和用户需求的多样性，使专用起重机的市场不断扩大， 品种也不断更新，以特有的功能满足特殊的需要，发挥出最佳的效用。 例如冶金、核电、造纸、垃圾处理的专用起重机，防爆、防腐、绝缘起重机和铁路、船舶、集装箱专用起重机的功能不断增加，性能不断提高，适应性比以往更强。 （ 2）模块化和组合化。 模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途，有相同联接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。 对起重机进行改进，只需针对某几个模块。 设计新型起重机，只需选用不同模块重新进行组合。 可使单件小批量生产的起 重机改换成具有相当批量的模块生产，实现高效率的专业化生产，企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。 达到改善整机性能，降低制造成本，提高通用化程度，用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品，充分满足用户需求。 目前，德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计，并取得了显著的效益。 德国德马格公司的标准起重机系列改用模块化设计后，比单件设计的设计费用下降 12%，生产成本下降 45%，经济效益十分可观。 德国德马格公司还开发了一种 KBK 柔性组合式悬挂起重机，起重机的钢结构由冷轧型 轨组合而成，起重机运行线路可沿生产工艺流程任意布置，可有叉道、转弯、过跨、变轨距。 所有部件都可实现大批量生产，再根据用户的不同需求和具体物料搬运路线在短时间内将各种部件组合搭配即成。 这种起重机组合性非常好，操作方便，能充分利用空间，运行成本低。 有手动、自动多种形式，还能组成悬挂系统、单梁悬挂起重机、双梁悬挂56 吨桥式起重机的设计 3 起重机、悬臂起重机、轻型门式起重机及手动堆垛起重机，甚至能组成大型自动化物料搬运系统。 （ 3）轻型化和多样化。 相当批量的起重机是在通用的场合使用，工作并不很繁重。 这类起重机批量大、用途广，考虑综合效益，要 求起重机尽量降低外形高度，简化结构，减小自重和轮压，也可使整个建筑物高度下降，建筑结构轻型化，降低造价。 因此电动葫芦桥式起重机和梁式起重机会有更快的发展，并将大部分取代中小吨位的一般用途桥式起重机。 德国德马格公司经过几十年的开发和创新，已形成了一个轻型组合式的标准起重机系列。 起重量为 163 吨，工作级别为 A1A7，整个系列由工字形和箱型单梁、悬挂箱形单梁、角形小车箱形单梁和箱形双梁等多个品种组成。 主梁与端梁相接以及起重小车的布置有多种型式，可适合不同建筑物及不同起吊高度的要求。 根据用户需要每种规格起重机 都有三种单速及三种双速供任意选择，还可以选用变频调速。 操纵方式有地面手电筒门自行移动、手电筒门随小车移动、手电筒门固定、无线遥控、司机室固定、司机室随小车移动、司机室自行移动等七种选择。 大车及小车的供电有电缆小车导电、 DVS 系统两种方式。 如此多的选择项，通过不同的组合，可搭配成百上千种起重机，充分满足用户不同的需求。 这种起重机的另一最大优点是轻型化，自重轻、轮压轻、外形尺寸高度小，可大大降低厂房建筑物的建造成本，同时也可减小起重机的运行功率和运行成本。 与通用产品相比较，起重量为 10t，跨度，通用双梁桥式起重机自重是 24t，起重机轨面以上高度 1876mm，起重机宽度 5980mm。 德马格起重机的自重只有 ，重量轻 12%，起重机轨面以上高度为 920mm，降低了 32%，起重机宽度为 2980mm，外形尺寸减少了 16%。 （ 4）自动化和智能化。 起重机的更新和发展，在很大程度上取决于电气传动与控制的改进。 将机械技术和电子技术相结合，将先进的计算机技术、微电子技术、电力电子技术、光缆技术、液压技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统，实现起重机的自动化和智能化。 大型高效起重机的新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统。 主要由全数字化控制驱动装置、可编程式控制器、故障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。 变压变频调速、射频数据通讯、故障自诊监控、吊具防摇的模糊控制、激光查找起吊物重心、近场感应防碰撞技术、现场总线、载波通讯及控制、无接触供电及三维条形码技56 吨桥式起重机的设计 4 术等将广泛得到应用。 使起重机具有更高的柔性，以适合多批次少批量的柔性生产模式，提高单机综合自动化水平。 重点开发以微处理机为核心的高性能电气传动装置，使起重机具有优良的调速和静动特性， 可进行操作的自动控制、自动显示与记录，起重机 运行的自动保护与自动检测，特殊场合的 远距离遥控等，以适应自动化生产的需要。 例如采用激光装置查找起吊物的重心位置，在取物装置上装有超声波传感器引导取物装置自动抓取货物。 吊具自动防摇系统能在运行速度 200m／ min 的情况下很快使起吊物摇摆振幅减至几个毫米。 起重机可通过磁场变换器或激光达到高精度定位。 起重机上安装近场感应系统，可避免起重机之间的互相碰撞。 起重机上还安装了微机自诊断监控系统，该系统能提供大部分常规维护检查内容，如齿轮箱油温、油位，车轮轴承温度，起重机的载荷、应力和振动情况，制动器摩擦衬片的寿命及 温度状况等。 （ 5）成套化和系统化。 在起重机单机自动化的基础上，通过计算机把各种起重运输机械组成一个物料搬运集成系统，通过中央控制室的控制，与生产设备有机结合，与生产系统协调配合。 这类起重机自动化程度高，具有信息处理功能，可将传感器检测出来的各种信息实施存储、运算、逻辑判断、变换等处理加工，进而向执行机构发出控制指令。 这类起重机还具有较好的信息输入、输出界面，实现信息全部、准确、可靠地在整个物料搬运集成系统中的传输。 起重机通过系统集成，能形成不同机种的最佳匹配和组合，取长补短，发挥最佳效用。 目前重点发展的有 工厂生产搬运自动化系统，柔性加工制造系统，商业货物配送集散系统，集装箱装卸搬运系统，交通运输和邮电部门行包货物的自动分拣与搬运系统等。 例如生产工程机械的美国卡特皮勒公司金属结构厂购置了一条以桥式起重机为主的物料自动搬运系统，用于钢板的喷丸处理、切割和入库的自动装卸搬运作业，比原先采用单机操作工作效率提高了 65%。 日本东芝浜川崎工厂用全自动桥式起重机组成的物料输送系统来搬运柔性加工在线的夹具和工件，为机床运送毛坯或将加工好的零件送到下一工序或仓库。 这些在空间移动的起重机搬运系统代替了过去通常使用的自动导向搬运 车，使车间的地面面积得 到充分利用。 （ 6）大型化和实用化。 结构方面采用薄壁型材和异形钢、减少结构的拼接焊缝，提高抗疲劳性能。 采用各种高强度低合金钢新材料，提高承载能力，改善受力条件，减轻自重和增加外形美观。 桥式起重机的桥架结构型式大多采用箱形56 吨桥式起重机的设计 5 四梁结构，主梁与端梁采用高强度螺栓联接，便于运输与安装。 在机构方面进一步开发新型传动零部件，简化机构。 “三合一”运行机构是当今世界轻、中级起重机运行机构的主流，将电动机、减速器和制动器合为一体，具有结构紧凑、轻巧美观、拆装方便、调整简单、运行平稳、配套范围大等优点，国 外已广泛应用到各种起重机运行机构上。 为使中小吨位的起重小车结构尽量简化，同时降低起重机的尺寸高度，减小轮压，国外已大量采用电动葫芦作为起升机构。 为了减轻自重，提高承载能力，改善加工制造条件，增加产品成品率，零部件尽量采用以焊代铸，如减速器壳体、卷简、滑轮等都用焊接结构。 减速器齿轮都采用硬齿面，以减轻自重、减小体积、提高承载能力、增加使用寿命。 液压推杆盘式制动器的应用范围也越来越大。 此外，各机构采用的电动机都向高转速发展，从而减小电机基座号，减轻重量与减小外形尺寸，并可配用制动力矩小的制动器。 在电控方面开发 性能好、成本低、。