公铁步履双梁架铺机的设计毕业设计(编辑修改稿)

公铁步履双梁架铺机的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

起重机门式起重机以及悬臂起重机等大型起重机在国家基础设施建设中找到了危机下生存之道。 国外研究动态 （ 1）画图软件的应用 近年来，随着电子计算机的广泛应用，许多国外起重机制造商从应用计算机辅助设计系统（ CAD），提高到应用计算机进行起重机的模块化设计。 根据市场调查预测的统计数字和积 5 累的资料、图表、图线规律，在严密的科学理论指导下，拟定起重机结构、机构、部件等多层次的标准化、模块化单元。 起重机采用模块单元化设计，不仅是一种设计方法的改革，而且将影响整个起重机行业的技术、生产和管理水平，老产品的更新换代、新产品的研制速度都将大大加快。 对起重机的改进，只需针对几个需要修改的模块；设计新的起重机只需选用不同的模块重新进行组合；提高了 通用化程度，可使单件小批量的产品改换成相对批量的模块生产。 亦能以较少的模块形式，组合成不同功能和不同规格的起重机，满足市场的需求，增加竞争能力。 德马克公司最近开发了一种标准车轮箱模块系列，上面有多组联接孔，选用不同型号的驱动单元，可组装成台车，可与金属构件组合后用作桥式、门式起重机或其它轨行式起重运输机械。 其车轮有多种踏面形式可供选用，由于不受轮距的限制，组合更加灵活，用途更加广泛。 据资料介绍，德马克公司的葫芦双梁起重机系列改用模块化设计后，比单件的设计其设计费用下降了12%,自重轻，与国内产品相比较，起重 量 32t、跨度 25m，国内双梁起重机自重为 ，河北工程大学科信学院毕业设计 3 电动葫芦桥式起重机自重为 ，而德马克电动葫芦桥式起重机的自重只有 ，比国内产品分别轻 60%和 35%. (2)起重机控制元件的革新与应用 起重机的定位精度是对起重机的重要要求，多数采用转角码盘、齿轮链、激光头与钢板孔带来保证，定位精度通常为 177。 3mm，高于 1mm 的精度需外加定位系统 [2]。 在起重机起升速度、制动器方面的改进，则使用低速运行的起重机吊钩精确定位，起重机的刹车系统也应用微处理进行控制和监视工作。 遥控系统用于 桥式起重机及其它移动式起重运输机械，这种系统包括操作者携带的控制器和安装在起重机上的接收器，控制器具有电磁辐射发生器，接收器与作用在起重机传动装置操纵机械上的转换部分相连。 遥控器的应用，不仅节省人力，提高工作效率，而且使操作者的作业条件得到改善。 起重机的距离检测防撞装置，采用无线电信号型防撞装置，防撞装置由三相系统组成，用来监控起重机前端行驶距离，一般首先发出信号警告，接着将大车车速减小到 50%，最后切断电机电源，将大车制动。 (3)新材料、新工艺的应用 由于钢铁工业新技术的应用，钢材质量得以提高，如瑞典的 SSAB 薄钢板公司，其生产的 DOMEX 系列高强度及超高强度钢材 [3]，在设计起重机主梁强度时，可使用较高的许用应力，而不需要很高的安全系数，以便减少起重机材料用量 (这并不意味着不安全 )，从而降低设备的重量和价格。 因起重机重量的减小，可用功率较小的驱动装置启动，因此而减少电力，节省开支。 国外电动葫芦在新材料应用方面，车轮采用空气硬化镍铬钼合金钢制造，可解决车轮的磨损和使用寿命的问题，据资料介绍，普通钢材车轮的寿命约 18 个月，采用这种新材料制造的车轮，其使用寿 命可达 5 年。 近年来，聚合材料在电葫芦上用作制造运行机构的齿轮、滑轮和导绳器等。 在机加工方面，尽管采用少切削的精密铸件，尤其是铝合金铸件占多；加工设备大量采用高精、高效的加工中心，数控自动机床等，既保证加工质量，又提高了生产率、降低了成本；同时在工艺线上，使用机械来代替人机操作，如焊接用的机械手和配用机械手等。 国外起重机厂商为了能迅速制造和装配出品种多样化的产品来，要求企业之间密切联系和协调，企业走向专业化、标准化和系列化。 因为使用标准件设备能迅速组合和安装，减少标准件外组合部分的加工 制造就显得特别重要。 组合构件的使用比生产非标准件起重机来，有助于减少成本。 河北工程大学科信学院毕业设计 4 国内起重机制造业 存在的问题 起重机制造厂家要按用户的要求承担特殊的设计，即包括起重机的所有部件和起升高度、所必须移动物料的距离等，在厂房建好前，就必须将厂房建筑蓝图或厂房的主要尺寸提供给起重机制造厂家，设计者按用户的要求，设计起重机的外形及确定其主要参数，用户确认后，才开始设计制造。 从这个过程，国内起重机制造厂与国外工业发达国家有很多相似之处。 但目前国内起重机行业存在的问题已严重阻碍着自身的发展。 (1)设计手段不完善、 工艺水平较低 长期以来，利用图板手工设计制图，需要较长的设计周期。 虽然 CAD 技术在国内起重机行业得到广泛的作用，但应用水平却参差不齐，关键问题是由于 “设计 ”上的差异。 国内一些应用水平较高的部门已真正做到了计算机辅助设计，而还有相当一部分用户仍停留在传统型 CAD 应用系统上，对一些重大非标准起重机产品设计，设计是在设计人员的头脑中完成，再利用计算机实现几何信息的处理，把 CAD 技术作为一种绘图、描图的工具。 对于起重机 CAD 的二次开发，如起重机方案设计和起重机械零部件辅助工艺规程设计还未完善。 起重机方案图 设计，只是把预先设计外形尺寸及主要参数输入到计算机内，显示并打印出所需起重机的总图，计算机不能对主要受力点的应力进行分析，不能进行设计计算和标准部件的选择。 一些起重机厂家，对成系列、成批量的通用起重机产品 (如 5～ 50t 双梁桥式起重机 )，为了降低成本，简化生产管理，通用化设计也只能做到对车轮组、滑轮组、卷筒组和联轴器的通用化设计，对于运行机构、小车架，仍只能按不同起重量设计，桥架端梁则按不同起重量，不同小车轨距多款设计，对桥式起重机的设计不能使整机与机构、机构与部件、部件与零件之间的参数匹配。 国内 企业，普遍缺乏生产技术，工艺水平较低，一些起重机生产企业的工装设备、装配及检测手段比较落后，油漆及焊接工艺不过关，严重影响了起重机的质量。 (2)专业化协作水平较低 我国专业化协作目前只做到 20%， 80%仍靠企业自己设计、制造。 一台起重机中只有电动机、减速器、制动器及一些电气元件可外购，其它铆焊件、机加工件、台主梁、车轮组、端梁、小车架仍靠企业自行设计，这样需花费大量的时间，影响了起重机的生产周期。 (3)交货期长 由于设计及工艺原因，我们制作的非标准起重机交货期为 4～ 6 个月，是国外 企业的 2 倍左右。 这远远不能适应市场经济竞争的要求，使企业失掉了不少机遇。 河北工程大学科信学院毕业设计 5 总结与展望 我们已经看到世界上工业发达国家已经开始进入新的技术革命时代，这个时代的特征是有大量的新技术出现，它使企业开始走向小型化、分散化和专业化；另一个特征是知识的不断更新，生产达到高度柔性化阶段。 我国目前仍然处在设计、生产周期化阶段，起点低、设备落后，相对发达国家落后 20 年左右。 如果我国能从国外工业发展中得到启示，将可加快我国起重机械工业的发展。 我们必须调整产品结构、企业结构，应将大而全、小而全的企业改革成为独立的专业化工厂，企业之间密切联系和协调，减少标准件以外组合部分的加工制作。 近年来，起重机制造企业的订货合同，按照非标准尺寸和特殊要求订货的用户越来越多，约占标准产品的 60%，但生产一台非标准起重机的主要零部件的成本和造价相当高 (约为标准产品的 3 倍 )。 如果把起重机的主要零部件按照不同规格分散加工，然后组装，这样就可使我国中小型起重机企业逐步走上标准化的轨道，充分发挥计算机的作用、计算机辅助工艺规划、计算机辅助制造、柔性自动化系统等新 技术、新工艺的应用，可大大缩短设计和生产周期、降低成本。 增强企业参与市场竞争的能力，使中国起重机制造行业赶上世界先进水平。 本文主要设计内容 本文主要设计 公铁步履双梁架铺机 ，它的设计内容主要有以下几点： 1： 公铁步履双梁架铺机 总体方案设计。 主要包括行走系统、吊装系统、传动系统、机架的方案确定。 2： 公铁步履双梁架铺机 各总成的设计计算。 3： 公铁步履双梁架铺机 各总成的三维设计及仿真分析。 4： 液压系统设计。 它的设计参数可由下表得 河北工程大学科信学院毕业设计 6 表 11 序号 项目名称 单位 参数值 1 额定起重量 t 180（ 160） 2 适宜跨度： 铁路： 公路： m m 32 40 3 整机功率 kw 85 4 架设梁片适宜横坡 % 177。 2 5 架设梁片适宜纵坡 % ≤ 4 6 架设斜交桥交角 度 045176。 7 架设梁片最大外形尺寸： 公路（宽高） 铁路（宽高） m m * * 8 吊梁纵移速度 m/min 0～ 8 河北工程大学科信学院毕业设计 7 9 吊梁横移速度 m/min 0～ 3 10 吊梁起落速度 m/min 1 11 吊梁整机横移速度 m/min 0～ 12 整机纵移速度（过隧道） m/min 0～ 8 13 导梁纵移速度 m/min 0～ 14 吊梁起升高度 m 第 2 章 总体方案设计 总体结构示意图 河北工程大学科信学院毕业设计 8 图 21 方案的提出 方案的提出 公铁步履双梁架铺机 总体方案是在综合国内外各种架桥机的基础上，结合我公司多年在铁路架桥设备上的施工和设计经验而提出的一种方案。 架桥机可概括为：轮胎式运梁车运梁，尾部喂梁，起 重小车拖拉取梁，一跨式龙门简支架梁，高位下导粱过孔，可架设 32m、 24m、 20m 双线等跨箱梁和变跨箱粱。 河北工程大学科信学院毕业设计 9 前 支 腿 总 成纵 移 机 构横 移 轨 道 4 0 m 梁纵 导 梁 2 号 吊 梁 小 车横 移 轨 道 中 支 点 装 置后 支 点 装 置电 气1 号 吊 梁 行 车前 辅 助 顶 杆 公铁步履架铺机的主要组成结构 及其设计特点 公铁步履双梁架铺机 主要由纵导梁、前辅助顶杆、前支腿、中支点装置、后支点装置、横导梁纵移台车、横导梁、吊梁行车、横移轨道、液压系统、电器控制系统、发电机组等组成。 公铁步履双梁架铺机整体结构图： 图 22 公铁步履双梁架铺机 纵导梁的设计 思想 纵导梁由主导梁和引导梁组成。 纵导梁为什么要采用三脚架形式的原因。 因为主导梁主要承载受力，为了使梁首的力更大 ，材料的疲劳强度更高，桥架更稳定，更可靠，所以桥架选用了三脚架结构。 引导梁结构重量轻，降低过孔挠度和中支点荷载，起安全引导作用。 三角桁架构件单元采用销轴连接，前、后端各设置横联构架。 该部 件有重量轻、拆装方便等特点，还能减少风向阻力，保证桥架的稳定性。 简支过孔，安全性高 起重小车，辅助小车及辅助支腿相互配合，使导梁先过孔，形成架桥机过孔过道梁，架桥机在辅助支腿和后支腿支撑下，沿导梁简支过孔，安全可靠。 方便架设变跨箱梁 前支腿和后支腿可以利用自身重力，变化与主梁 支撑位置，满足架桥机变跨调整需要。 整机高度太低 卷扬机起身机构后置，有效降低整体高度，通过高空能力限界强。 河北工程大学科信学院毕业设计 10 轮胎走行，辅助工序少 控控制网络采用了以 PLC 为核心的先进控制技术，具有变频，遥控，各种参数频显和各种安全保护功能。 轮胎走行，辅助工艺少 后支腿采用成熟的轮胎式行走机构，不需要铺设临时轨道，施工效率高。 通过隧道能力强 利用运梁车上的升降扶运架，大大降低扶运高度，可顺利通过隧道。 河北工程大学科信学院毕业设计 11 第 3 章 公铁步履双梁架铺机的机械结构 架桥机的分类及其作用 架桥机是架设梁桥的大型关键施工设备。 我国公路、铁路梁桥设计、施工标准不同，各有特点，且梁型、梁重、桥型等都有很大区别，以及运架工艺和设备也不相同。 运架设备是重大装备，特别是铁路桥运架设备因其起重重量一般较同类型公路桥为重，且施工工艺较复杂，造价是公路桥运架设备的几倍以上，铁路架桥机设备常常闲置，利用率较低，却又不能用于公路桥施工。 但铁路系统拥有铁路架桥机的施工单位却参与了公路施工市场的竞争，为了获得更高的投资收益及设备利用率，许多施工单位迫切需要一种适合公路、铁路的通用架桥机设备，因此，公铁通用架桥机成套技 术和设备已成为市场的迫切需求。 为此，课题组立足我国桥梁建设的需要，研制出了一种能在公、铁两种桥梁建设中通用的公铁步履双梁架铺机设备。 公铁步履双梁架铺机具有 可架铺公路单幅、双幅，铁路单线、双线和桥隧紧密相连的特点，将步履双梁架机和轮轨双梁架桥机的优点集 于 一体 ， 可架设公路、铁路桥梁 ，并且 能实现隧道中喂梁、隧道口架梁以及轨排的同步铺设 等工况；穿越隧道时，将该机降至最低：收起后支点和前辅助顶杆将中支点和前支腿走行轮组旋转 90度，即可穿越隧道，对于工程项目来说即节省成本又能。