【終稿全套】雙梁A型門(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【6張CAD圖紙+文檔】
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河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告 專 業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí):08機(jī)制3班 學(xué) 號(hào):0828070061 姓 名: 段亞斌 指導(dǎo)老師: 秦 歌 前言畢業(yè)實(shí)習(xí)是機(jī)械專業(yè)學(xué)生在完成課程之后進(jìn)行最后的綜合實(shí)習(xí),是貫徹理論聯(lián)系實(shí)際的原則,實(shí)現(xiàn)院校培養(yǎng)目標(biāo)不可缺少的教學(xué)模塊,其目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)了解機(jī)械工程及自動(dòng)化類企業(yè)常規(guī)操作模式,熟悉一般的機(jī)械操作手段和方法;了解機(jī)械行業(yè)現(xiàn)狀,應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí),提出改進(jìn)建議;在真實(shí)的工作環(huán)境下,認(rèn)識(shí)自我,磨煉意志,鍛煉心態(tài),考慮就業(yè)方向的選擇。實(shí)習(xí)生應(yīng)端正態(tài)度,克服實(shí)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的困難和挫折,真正做到理論與實(shí)際相結(jié)合。短期的實(shí)習(xí),讓我學(xué)到了不少東西,除了淺層次地學(xué)習(xí)了有關(guān)專業(yè)的技能外,我還感受和體會(huì)到了很多技能之外的東西。首先是公司里同事的敬業(yè)和那種生機(jī)蓬勃的工作氛圍。走進(jìn)這樣的一個(gè)集體中,你的心會(huì)不由自主地年輕起來(lái),你的腳步會(huì)不由自主地跟著大家快起來(lái),而你的工作態(tài)度更會(huì)變得努力、認(rèn)真,再認(rèn)真一些,再努力一點(diǎn)。但當(dāng)你深入了解后,才發(fā)覺(jué),他們大多都只是初中畢業(yè),沒(méi)有大學(xué)文憑。現(xiàn)在他們的能力,完全源于公司的培訓(xùn)和自強(qiáng)不息的學(xué)習(xí)。也許,這就是一個(gè)集體的凝聚力,一個(gè)企業(yè)寫(xiě)在書(shū)面之外的“特殊文化”吧。通過(guò)實(shí)習(xí),不僅讓我獲得了裝配的基礎(chǔ)知識(shí),了解裝配一般操作過(guò)程、生產(chǎn)方式和工藝過(guò)程,熟悉了主要機(jī)械加工方法及其所用主要設(shè)備的工作原理和典型結(jié)構(gòu)、安全操作技術(shù),而且加強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)際的鍛煉,提高了實(shí)踐能力,培養(yǎng)了向工人及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員學(xué)習(xí)的工程素質(zhì)。在專業(yè)方面:鞏固已學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課和部分專業(yè)課程的有關(guān)知識(shí),并為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)作了必要的知識(shí)準(zhǔn)備;通過(guò)實(shí)習(xí),學(xué)習(xí)本專業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)操作技能,了解更多的專業(yè)技術(shù)知識(shí)及應(yīng)用狀況,拓寬專業(yè)知識(shí)面;培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng),樹(shù)立安全第一的生產(chǎn)觀念,提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的獨(dú)立工作能力。二、實(shí)習(xí)內(nèi)容門(mén)式起重機(jī)的介紹門(mén)式起重機(jī)也是在固定跨間內(nèi)搬運(yùn)和裝卸物料的機(jī)械設(shè)備,被廣泛應(yīng)用于車間、倉(cāng)庫(kù)、或者露天場(chǎng)地。其與橋式起重機(jī)的區(qū)別在橋架部分,它在主梁的兩端有兩個(gè)高大的支撐腿,大車行走車輪就裝載支撐腿的底梁上,沿著鋪設(shè)在地面上的軌道做縱向運(yùn)行,分為:通用、電站、造船門(mén)式、岸邊集裝箱裝卸橋、形架裝卸橋等。1、門(mén)式起重機(jī)的類型門(mén)式起重機(jī)一般根據(jù)門(mén)架結(jié)構(gòu)形式、主梁形式、吊具形式來(lái)進(jìn)行分類。按門(mén)框結(jié)構(gòu)形式分a、全門(mén)式起重機(jī):主梁無(wú)懸伸,小車在主跨度內(nèi)進(jìn)行。b、半門(mén)式起重機(jī):支腿有高低差,可根據(jù)使用場(chǎng)地的土建要求而定。c、雙懸臂門(mén)式起重機(jī):最常見(jiàn)的一種結(jié)構(gòu)形式,其結(jié)構(gòu)的受力和場(chǎng)地面積的有效利用都是合理的。d、單懸臂門(mén)式起重機(jī):這種結(jié)構(gòu)形式往往是因場(chǎng)地的限制而被選用。按主梁結(jié)構(gòu)形式分單主梁門(mén)式起重機(jī):?jiǎn)沃髁洪T(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造安裝方便,自身質(zhì)量小,主梁多為偏軌箱形架結(jié)構(gòu)。與雙主梁門(mén)式起重機(jī)相比,整體剛度要弱一些。因此,當(dāng)起重量Q50t、跨度S35m時(shí),可采用這種形式。單主梁門(mén)式起重機(jī)門(mén)腿有L型和C型兩種形式。L型的制造安裝方便,受力情況好,自身質(zhì)量較小,但是,吊運(yùn)貨物通過(guò)支腿處的空間相對(duì)小一些。C型的支腳做成傾斜或彎曲形,目的在于有較大的橫向空間,以使貨物順利通過(guò)支腳。雙梁起重機(jī)的表示方法:雙梁橋式起重機(jī)承載能力強(qiáng)、跨度大、整體穩(wěn)定性好,但自身質(zhì)量與相同起重機(jī)的單主梁門(mén)式起重機(jī)相比要大些,造價(jià)也較高,根據(jù)主梁結(jié)構(gòu)不同,又可分為箱型梁和形架兩種形式,目前一般采用箱型結(jié)構(gòu)。2、門(mén)式起重機(jī)的表示方法用代號(hào)、額定起重量、跨度。工作級(jí)別4個(gè)主要素特征表示門(mén)式起重機(jī)的型號(hào)。代號(hào)含義M:表示門(mén)式類型,M后一個(gè)符號(hào)為雙梁門(mén)式起重機(jī)。共符號(hào)有:MG、ME、MZ、MC、MP、MS,加兩個(gè)符號(hào)為單主梁門(mén)式起重機(jī),其符號(hào)有:MDG、MDZ、MDN、MDP、MDS。MG雙梁?jiǎn)涡≤嚨蹉^門(mén)式起重機(jī);ME雙梁雙小車吊鉤門(mén)式起重機(jī);MDN單主梁?jiǎn)涡≤囎ザ返蹉^門(mén)式起重機(jī);MDS單主梁小車三用門(mén)式起重機(jī)。3、門(mén)式起重機(jī)的應(yīng)用單主梁和雙主梁門(mén)式起重機(jī)的選用一般情況下,起重機(jī)在50t以下,跨度在35m以內(nèi),無(wú)特殊使用要求,宜選用單主梁式。如果要求門(mén)腿寬度大,工作速度較高,或者經(jīng)常吊運(yùn)重件、長(zhǎng)大件,則宜選雙梁門(mén)式起重機(jī)??缍群蛻冶坶L(zhǎng)度門(mén)式起重機(jī)的跨度是影響起重機(jī)自身質(zhì)量的重要因素。選擇中,在滿足設(shè)備使用條件和符合跨度系列標(biāo)準(zhǔn)的前提下,應(yīng)該盡量減少跨度。輪距的確定原則a、能滿足門(mén)架沿起重機(jī)軌道方向的穩(wěn)定性要求;b、貨物的外形尺寸要能順利通過(guò)支腿平面鋼架;c、注意使輪距B與跨度S成一定比例,一般取輪距B=(1/4-1/6)S。按主梁結(jié)構(gòu)形式分類,有如下幾種類型的起重機(jī):1. 單主梁門(mén)式起重機(jī):?jiǎn)沃髁洪T(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造安裝方便,自身質(zhì)量小,主梁多為偏軌箱形架結(jié)構(gòu)。與雙主梁門(mén)式起重機(jī)相比,整體剛度要弱一些。因此,當(dāng)起重量Q50t、跨度S35m時(shí),可采用這種形式。單主梁門(mén)式起重機(jī)門(mén)腿有L型和C型兩種形式。L型的制造安裝方便,受力情況好,自身質(zhì)量較小,但是,吊運(yùn)貨物通過(guò)支腿處的空間相對(duì)小一些.C型的支腳做成傾斜或彎曲形,目的在于有較大的橫向空間,以使貨物順利通過(guò)支腳。2. 雙梁橋式起重機(jī):雙梁橋式起重機(jī)承載能力強(qiáng),跨度大、整體穩(wěn)定性好,品種多,但自身質(zhì)量與相同起重量的單主梁門(mén)式起重機(jī)相比要大些,造價(jià)也較高。根據(jù)主梁結(jié)構(gòu)不同,又可分為箱形梁和桁架兩種形式。目前一般多采用箱形結(jié)構(gòu)。按用途形式匪類,有如下幾種起重機(jī):1.普通龍門(mén)起重機(jī):這種起重機(jī)多采用箱型式和桁架式結(jié)構(gòu),用途最廣泛??梢园徇\(yùn)各種成件物品和散狀物料,起重量在100噸以下,跨度為439米。用抓斗的普通門(mén)式起重機(jī)工作級(jí)別較高。普通門(mén)式起重機(jī)主要是指吊鉤、抓斗、電磁、葫蘆門(mén)式起重機(jī),同時(shí)也包括半門(mén)式起重機(jī)。2.水電站龍門(mén)起重機(jī):主要用來(lái)吊運(yùn)和啟閉閘門(mén),也可進(jìn)行安裝作業(yè)。起重量達(dá)80500噸,跨度較小,為816米;起升速度較低,為15米分。這種起重機(jī)雖然不是經(jīng)常吊運(yùn),但一旦使用工作卻十分繁重,因此要適當(dāng)提高工作級(jí)別。3.造船龍門(mén)起重機(jī):用于船臺(tái)拼裝船體,常備有兩臺(tái)起重小車:一臺(tái)有兩個(gè)主鉤,在橋架上翼緣的軌道上運(yùn)行;另一臺(tái)有一個(gè)主鉤和一個(gè)副鉤,在橋架下翼緣的軌道上運(yùn)行,以便翻轉(zhuǎn)和吊裝大型的船體分段。起重量一般為1001500噸;跨度達(dá)185米;起升速度為215米分,還有0.10.5米分的微動(dòng)速度。4.集裝箱龍門(mén)起重機(jī):用于集裝箱碼頭。拖掛車將岸壁集裝箱運(yùn)載橋從船上卸下的集裝箱運(yùn)到堆場(chǎng)或后方后,由集裝箱龍門(mén)起重機(jī)堆碼起來(lái)或直接裝車運(yùn)走,可加快集裝箱運(yùn)載橋或其他起重機(jī)的周轉(zhuǎn)??啥逊鸥?4層、寬6排的集裝箱的堆場(chǎng),一般用輪胎式,也有用有軌式的。集裝箱龍門(mén)起重機(jī)與集裝箱跨車相比,它的跨度和門(mén)架兩側(cè)的高度都較大。為適應(yīng)港口碼頭的運(yùn)輸需要,這種起重機(jī)的工作級(jí)別較高。起升速度為810米分;跨度根據(jù)需要跨越的集裝箱排數(shù)來(lái)決定,最大為60米左右相應(yīng)于20英尺、30英尺、40英尺長(zhǎng)集裝箱的起重量分別約為20噸、25噸和30噸。造船門(mén)式起重機(jī)的介紹 實(shí)習(xí)過(guò)程中,主要了解了造船門(mén)式起重機(jī)。造船門(mén)式起重機(jī)是工作在造船廠的船塢或船臺(tái)上的專用起重設(shè)備,造船門(mén)式起重機(jī)在英語(yǔ)中有時(shí)被稱作Goliath crane,Goliath 是圣經(jīng)中一個(gè)巨人的名字,后被引申為“移動(dòng)式巨型起重機(jī)”,其特點(diǎn)就是跨度大、高度高, 跨度一般大于40 m,最大可達(dá)到約200 m,主梁底面的高度在4080 m 之間。由于跨度大,門(mén)架采用一側(cè)剛性腿一側(cè)柔性腿的型式,即一側(cè)剛性腿與主梁固接,另一側(cè)柔性腿通過(guò)柔性鉸與主梁連接1。根據(jù)造船工藝要求,造船門(mén)式起重機(jī)應(yīng)具有單吊、雙鉤抬吊、三鉤抬吊、船體分段空中翻身和空中微量旋轉(zhuǎn)等多種功能,特別應(yīng)滿足船體分段的翻身和合攏作業(yè)要求。為完成上述功能,造船門(mén)式起重機(jī)一般設(shè)有上、下2 個(gè)小車,上、下小車分別在各自的軌道上行駛,下小車可在上小車下穿行。上小車設(shè)有兩個(gè)起重量相同的起升機(jī)構(gòu), 吊點(diǎn)分別跨于主梁外側(cè),兩起升機(jī)構(gòu)可以分別動(dòng)作也可聯(lián)合動(dòng)作,可完成船體分段的雙鉤抬吊和轉(zhuǎn)動(dòng)。兩鉤設(shè)有橫移機(jī)構(gòu),可分別橫移,一般橫移距離為1.5 m 或2 m,以完成工件的微動(dòng)和微量旋轉(zhuǎn),在合攏時(shí)可準(zhǔn)確對(duì)位。下小車上設(shè)有主鉤和副鉤,兩鉤置于主梁中心位置,主鉤可以單獨(dú)起吊,也可與上小車的兩鉤聯(lián)合動(dòng)作完成三鉤抬吊。副鉤一般起重量很小而起升速度很快,進(jìn)行一些小件的起吊工作。通過(guò)上小車兩鉤和下小車主鉤及上、下小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的協(xié)同動(dòng)作,可完成船體分段空中翻身動(dòng)作。具體翻身過(guò)程見(jiàn)圖1,首先是三鉤吊起船體分段,通過(guò)三鉤升降調(diào)整和上下小車的平移運(yùn)動(dòng),使整個(gè)分段都由上小車來(lái)承受(圖1-a)。這時(shí)空載的下小車由上小車的下面穿過(guò)去并重新吊起分段的另一側(cè)(圖1-b),這時(shí)通過(guò)上小車吊具的下降和上下小車的平移運(yùn)動(dòng),從而完成分段的180翻身作業(yè)(圖1-c)。1、主梁造船門(mén)式起重機(jī)主梁常用的有三種形式1,見(jiàn)圖2,圖2-a 與圖2-b 為單梁形式,圖2-c為雙梁形式,圖2-a 所示形式由于下小車占用了一部分主梁的空間,一般用于起重量小的情況,如20世紀(jì)70 年代太重集團(tuán)為天津新港造船廠生產(chǎn)的國(guó)內(nèi)第一臺(tái)200 t 造船門(mén)式起重機(jī)就采用這種形式的主梁。后兩種形式的主梁都采用了梯形截面,是由于船體分段形狀不規(guī)則,鋼絲繩會(huì)出現(xiàn)斜拉的狀況(在允許的角度內(nèi)),這時(shí)梯形形狀能夠避免鋼絲繩與下翼緣板的摩擦現(xiàn)象。另外各種形式的主梁由于跨度很大,依據(jù)等強(qiáng)度設(shè)計(jì)的原則,根據(jù)彎矩的需要來(lái)改變翼緣板及腹板的厚度,能夠使材料得到充分利用,降低自重。2、剛性腿剛性腿采用箱型結(jié)構(gòu),同樣為了節(jié)省材料,整根剛腿也是變截面的,沿著高度方向,其鋼板厚度不斷變化,越往下其截面越小,選取的板厚則越大。根據(jù)結(jié)構(gòu)有限元分析的結(jié)果,在剛性腿下部圓弧過(guò)渡處的應(yīng)力最大,故在此處進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)。腿內(nèi)還設(shè)有三層電氣室和自上而下的走梯平臺(tái),同時(shí)在剛腿內(nèi)還設(shè)有一臺(tái)吊重為300kg 的電梯,以供門(mén)吊操作人員上、下之用。造船門(mén)式起重機(jī)剛性腿常用的有兩種種形式,整體“”字形箱型結(jié)構(gòu)和“人”字形箱型雙柱結(jié)構(gòu),剛性腿采用整體“”字形箱型結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點(diǎn):電梯可像通常標(biāo)準(zhǔn)的電梯一樣垂直升降而“人”字形結(jié)構(gòu)中傾斜升降的電梯需要特殊設(shè)計(jì),剛性腿中的梯子、欄桿、走臺(tái)有充足的空間,而且可以有充足的空間在剛性腿的上部放置電氣設(shè)備?!叭恕弊中蜗湫碗p柱結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點(diǎn):避免了整體“”字形結(jié)構(gòu)剛性腿根部非常大的受力,另外單根腿自重減輕,降低制作難度。3、柔性腿柔性腿從美觀和節(jié)省材料角度出發(fā),采用了管狀三角形鋼架結(jié)構(gòu),其鋼管外徑、管內(nèi)每隔一段設(shè)有一加強(qiáng)環(huán),以防鋼管局部失穩(wěn),柔性腿通過(guò)柔性鉸與主梁連接。造船門(mén)式起重機(jī)柔性腿通常采用焊接圓管結(jié)構(gòu),呈“人”字布置,其頂部通過(guò)柔性鉸與主梁連接,選用圓管結(jié)構(gòu)是因?yàn)槠滹L(fēng)阻力小。4、上小車上小車由于其吊點(diǎn)分別跨于主梁外側(cè),所以通常有兩種形式: 一種為機(jī)構(gòu)所有的部件都在小車軌距的外側(cè),橫移時(shí)所有部件一起橫移。另一種為機(jī)構(gòu)的電機(jī)、減速器、卷筒裝置放在小車軌距以內(nèi),只有滑輪組放在軌距外側(cè),鋼絲繩通過(guò)導(dǎo)向滑輪纏繞到滑輪組上,橫移時(shí)滑輪組橫移。置將集塵罩與除塵干管相連通。上部件機(jī)構(gòu)位于三層平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)上面,檢修方便。爐前煙通過(guò)大功率的風(fēng)機(jī)強(qiáng)制吸煙。頭尾焦裝置將開(kāi)門(mén)時(shí)從爐膛散落的焦炭和清框時(shí)散落的余料收集并倒入導(dǎo)焦柵內(nèi)。位于焦?fàn)t前部,導(dǎo)焦柵下部。非工作狀態(tài)時(shí)焦斗收起,翻轉(zhuǎn)90,使焦斗豎起并靠近導(dǎo)焦柵前部。工作時(shí),在取門(mén)機(jī)和導(dǎo)焦柵未移動(dòng)之前,焦斗翻轉(zhuǎn)90,焦斗處于水平,前進(jìn)至爐柱淌焦板下等待接料。在取門(mén)、導(dǎo)焦、清框完成后,導(dǎo)焦柵退到后限,焦斗才后退、翻轉(zhuǎn)、倒余料。焦斗采用不銹鋼材質(zhì)。倒入導(dǎo)焦柵里的頭尾焦將在下一個(gè)推焦過(guò)程6 m 焦罐車的要求。采用電機(jī)和減速機(jī)外掛的安裝方式,為設(shè)備檢修提供方便。熄焦車配合電機(jī)車和除塵攔焦車設(shè)計(jì),滿足定點(diǎn)接熄焦的要求;采用標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向架運(yùn)行機(jī)構(gòu),對(duì)耐熱板、鋼結(jié)構(gòu)和車門(mén)加強(qiáng)設(shè)計(jì),解決長(zhǎng)期使用中的破損、變形問(wèn)題。搖動(dòng)給料機(jī)采用往復(fù)式給料、單臺(tái)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)、且能集中操縱控制。給料行程:80 mm,100 mm,120 mm,140 mm,160 mm。給料量0.31.0 t/min(可調(diào))。液壓交換機(jī)用于驅(qū)動(dòng)交換拉條,以完成煤氣、空氣、廢氣定時(shí)換向。焦?fàn)t煤氣系統(tǒng)油缸額定拉力70 kN,拉條行程460 mm;廢氣系統(tǒng)油缸額定拉力90 kN,拉條行程700 mm。當(dāng)煤氣壓力500 Pa 時(shí), 接到信號(hào)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切斷煤氣,焦?fàn)t停止加熱。交換機(jī)由PLC 控制, 完成煤氣、廢氣全程循環(huán)自動(dòng)交換。油泵故障或停電時(shí)可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作,手動(dòng)操作交換時(shí)間10 min。計(jì)算分析1、荷載作用在起重機(jī)結(jié)構(gòu)上的荷載分為三類1 ,2 ,即基本荷載、附加荷載與特殊荷載?;竞奢d是始終和經(jīng)常作用在起重機(jī)結(jié)構(gòu)上的荷載,包括自重荷載PG 、起升荷載PQ 及由于機(jī)構(gòu)的起(制) 動(dòng)所引起的水平荷載PH 。自重荷載由于起升荷載在不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的沖擊作用, 用起升沖擊系數(shù)1考慮。起升荷載在不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)所引起的垂直附加運(yùn)動(dòng)荷載,用起升荷載動(dòng)載系數(shù)2考慮。附加荷載是起重機(jī)在正常工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)所受到的非經(jīng)常性作用的荷載, 包括作用在結(jié)構(gòu)上的最大風(fēng)荷載PWi,懸吊物品受風(fēng)荷載作用時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平荷載PHW、起重機(jī)偏斜運(yùn)行引起的側(cè)向力PS ,及根據(jù)實(shí)際情況決定而考慮的溫度荷載、冰雪荷載及某些工藝性荷載。特殊荷載是起重機(jī)處于非工作狀態(tài)時(shí)結(jié)構(gòu)可能受到的最大荷載或者在工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)偶然受到的不利荷載。前者如結(jié)構(gòu)受到的非工作狀態(tài)的風(fēng)荷載PWo 、試驗(yàn)荷載及根據(jù)實(shí)際情況而考慮的安裝荷載、地震荷載和某些工藝性荷載; 后者如起重機(jī)在工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)受到的碰撞荷載及帶剛性起升導(dǎo)架的起重小車的傾翻水平力。2、計(jì)算模型與工況對(duì)該起重機(jī)采用ANSYS 軟件進(jìn)行仿真分析3 ,4 ,各板件均采用殼單元SHELL63 模擬,起重小車運(yùn)行軌道采用BEAM188 模擬。主梁跨度方向?yàn)閥 軸,與其垂直方向?yàn)閤 軸,豎向?yàn)閦 軸。為驗(yàn)證該起重機(jī)設(shè)計(jì)的可靠性和合理性,按照起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范 1 (以下簡(jiǎn)稱規(guī)范) 要求的三類荷載組合對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加載計(jì)算。組合,只考慮基本荷載組合, 即在該機(jī)上施加荷載1 PG +2 PQ + PH 。其中,PG 作用位置為最不利加載位置,即起重小車1 中心距主梁端部10. 55m ,起重小車2 中心距同側(cè)梁端16.15 m; PQ 為最大吊重11 000 kN;1 及2 按照規(guī)范取值為1.1 。組合,考慮基本荷載與附加荷載組合, 即施加荷載1 PG +2 PQ + PH + PWi 。經(jīng)計(jì)算,x 向風(fēng)荷載較y 向風(fēng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響更為不利, 因此取x 向風(fēng)荷載為結(jié)構(gòu)風(fēng)載工況; 其余荷載取值與組合相同。組合, 考慮基本荷載與特殊荷載組合, 即施加荷載PG + PWo 經(jīng)計(jì)算, x 向風(fēng)荷載較y 向風(fēng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)更為不利, 因此也取x 向風(fēng)荷載為結(jié)構(gòu)風(fēng)載工況。2. 1起升工況理論計(jì)算2. 1. 1離地起升啟動(dòng)工況計(jì)算分析整個(gè)起升過(guò)程,在起升機(jī)構(gòu)剛起動(dòng)的瞬間,繩索系統(tǒng)是松弛的,因此起升機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的第1階段是在空轉(zhuǎn),這時(shí)松弛的繩索被收緊;當(dāng)繩索開(kāi)始受力時(shí),這一階段結(jié)束,這時(shí)m1 具有一定的速度,而m0、m2 還處于靜止?fàn)顟B(tài)。從繩索受力開(kāi)始直至滑輪組的彈性張力等于荷載重力Q 為止,這是運(yùn)動(dòng)的第2階段。在這一階段中,m2還處于靜止?fàn)顟B(tài),而m1和m0 則在滑輪組彈性力和門(mén)架主梁彈性力的作用下產(chǎn)生振動(dòng),這一階段鋼絲繩的彈性力將從零增大Q 1 。第3階段從吊重離地瞬間開(kāi)始 2、3 。它的計(jì)算模型簡(jiǎn)化為圖4。圖4中m0 為小車系統(tǒng)的推算質(zhì)量; k0 為主梁的剛度系數(shù); m1 為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和機(jī)構(gòu)中所有運(yùn)動(dòng)部分的推算質(zhì)量; m2 為吊重的質(zhì)量; k為鋼絲繩的剛度系數(shù); P為電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力; s0、s1、s2 分別表示質(zhì)量m0、m1、m2 的位移。圖(起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算模型)由拉格朗日方程 4 可以得到m0、m1、m2 的3個(gè)運(yùn)動(dòng)微分方程:求解該方程組可以計(jì)算出該三質(zhì)量二自由度的完整解。但考慮到m0 的動(dòng)變形與靜變形相差很少,故不考慮m0 的運(yùn)動(dòng)方程,系統(tǒng)簡(jiǎn)化為二質(zhì)量一自由度系統(tǒng)。在吊重離地的瞬間,m1的速度為v,m2 的速度為零,可解得鋼絲繩(及傳動(dòng)系統(tǒng))的力F為: 其中:離地起升工況中鋼絲繩的受力情況可以用以下方程組表示: 其中, 0, t1 )為離地之前的時(shí)間; s ( t)為離地之前鋼絲繩隨時(shí)間的伸長(zhǎng)量; t1 , t2 )為從離地開(kāi)始到平穩(wěn)上升之間的時(shí)間; t2 , t3 )為平穩(wěn)上升的時(shí)間; t3 ,t4 )為從制動(dòng)開(kāi)始到靜止的時(shí)間。該方程組的曲線形式見(jiàn)圖。2. 1. 2起升制動(dòng)工況計(jì)算下面討論起升機(jī)構(gòu)在上升平穩(wěn)后制動(dòng)工況時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)載荷計(jì)算。起重機(jī)在這種工況時(shí),受到起升機(jī)構(gòu)中電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)力Pz 的作用。同樣可解得鋼絲繩(包括傳動(dòng)系統(tǒng))的力為:2. 2起升工況的仿真分析 5 對(duì)于門(mén)式起重機(jī)的離地起升工況,在ADAMS所建虛擬樣機(jī)中實(shí)現(xiàn)方法是,首先吊重靜止放在地面上,地面與吊重之間施加接觸力,初始接觸力等于吊重重力,即鋼絲繩尚未提供拉力,然后拉動(dòng)起升鋼絲繩上端將其提起,平穩(wěn)上升后,對(duì)其制動(dòng)。根據(jù)實(shí)際情況給鋼絲繩上端施加描述起升運(yùn)動(dòng)的函數(shù)。2. 2. 1模型的相關(guān)參數(shù)設(shè)置根據(jù)電機(jī)選型后的起制動(dòng)時(shí)間驗(yàn)算,得到啟動(dòng)過(guò)程為0. 98 s,制動(dòng)過(guò)程為1.01s。起升運(yùn)動(dòng)函數(shù)的加速度曲線見(jiàn)圖鋼絲繩的剛度則可以通過(guò)虎克定律計(jì)算得到。2. 2. 2起升工況仿真結(jié)果在仿真起始時(shí)首先做靜平衡分析。然后模擬起升運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副拉動(dòng)鋼絲繩上端將吊重拉離地面,得到平穩(wěn)上升中的變形云圖和應(yīng)力云圖,可知起升工況中門(mén)架的最大應(yīng)力為129.06MPa。門(mén)架的變形曲線圖和應(yīng)力曲線圖見(jiàn)圖。3、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí),懸吊著的吊重將會(huì)擺動(dòng)。吊重?cái)[動(dòng)時(shí),將會(huì)對(duì)起重機(jī)產(chǎn)生附加的水平力。3. 1大車運(yùn)行工況計(jì)算理論3. 1. 1大車運(yùn)行啟動(dòng)工況計(jì)算圖為大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)的示意圖和所示的三質(zhì)量二自由度的彈性系統(tǒng)為大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化系統(tǒng)。計(jì)算模型中的參數(shù)說(shuō)明如下: m0 為起重機(jī)大車的推算質(zhì)量; m1 為大車傳動(dòng)系統(tǒng)的推算質(zhì)量; m2 為吊重的質(zhì)量; k01為大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)高速部分的剛度系數(shù); l為吊重起升時(shí)鋼絲繩的長(zhǎng)度; k20為吊重?cái)[動(dòng)的剛度系數(shù),;P為大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力;W 為大車的運(yùn)行靜阻力; s0、s1、s2 分別為質(zhì)量m0、m1、m2 的位移。由于高速部分的剛性系數(shù)k01比吊重?cái)[動(dòng)的剛性系數(shù)k20大得多。因此可以用一個(gè)二質(zhì)量一自由度的系統(tǒng)來(lái)解決吊重的擺動(dòng)問(wèn)題,見(jiàn)圖。由拉格朗日方程得到運(yùn)動(dòng)微分方程組:已知s0 - s2 為吊重與大車之間的相對(duì)擺幅,因此可以解得擺動(dòng)的水平力為:式中,3. 1. 2大車運(yùn)行制動(dòng)工況計(jì)算門(mén)式起重機(jī)在大車運(yùn)行制動(dòng)時(shí),受到運(yùn)行機(jī)構(gòu)中電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)力Pz的作用。此處亦將系統(tǒng)簡(jiǎn)化為二質(zhì)量一自由度系統(tǒng),見(jiàn)圖。同樣,解得擺動(dòng)的水平力為: 大車運(yùn)行工況中的水平動(dòng)載荷,可以用以下方程組表示:其中, 0, t1 )為大車運(yùn)行起動(dòng)的時(shí)間; t1 ,t2 )為大車平穩(wěn)運(yùn)行的時(shí)間; t2 ,t3 為大車運(yùn)行制動(dòng)的時(shí)間。該方程組的曲線形式見(jiàn)圖。4、計(jì)算結(jié)論通過(guò)對(duì)門(mén)式起重機(jī)的起升工況和大車運(yùn)行工況進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真,得到了整機(jī)的動(dòng)位移、動(dòng)應(yīng)力以及各連接件之間的作用力等,較真實(shí)地反映了門(mén)式起重機(jī)的動(dòng)態(tài)特性。通過(guò)對(duì)比,小車運(yùn)行工況的水平動(dòng)載荷仿真曲線和理論曲線基本相似,表明運(yùn)用虛擬樣機(jī)方法模擬門(mén)式起重機(jī)的實(shí)際操作是可行的。根據(jù)仿真獲得的各構(gòu)件及各連接副的實(shí)時(shí)位移、速度、加速度和應(yīng)力狀況,可對(duì)起重機(jī)的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)和改進(jìn)。同時(shí)該方法還可以對(duì)門(mén)式起閉機(jī)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn),解決現(xiàn)場(chǎng)因砝碼問(wèn)題無(wú)法實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題。造船門(mén)式起重機(jī)三維模型實(shí)習(xí)體會(huì)隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展、生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大以及自動(dòng)化程度的提高,作為無(wú)聊搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)械在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中的作用越來(lái)越大,應(yīng)用越來(lái)越廣,需求量不斷增加,對(duì)起重機(jī)的要求也越來(lái)越高,科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造能力的提高,激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越依賴于技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng),這些都促使國(guó)內(nèi)外各種起重機(jī)制造企業(yè)在生產(chǎn)中更多的采用各種先進(jìn)幾聲以縮短生產(chǎn)和設(shè)計(jì)周期,增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此,通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí),我學(xué)到了許許多多課本上學(xué)不到的知識(shí),尤其在工廠里,我看到了國(guó)產(chǎn)、進(jìn)口的諸多先進(jìn)的設(shè)備,諸多設(shè)備所采用的原理和機(jī)構(gòu),我們?cè)谡n本上都從沒(méi)接觸過(guò),讓我打開(kāi)眼界,拓展了我的知識(shí)面。并不是否定了課本上的知識(shí),我們還是應(yīng)該注重專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí),只有學(xué)好了基礎(chǔ)知識(shí)才有可能進(jìn)一步的去接受新的先進(jìn)的理論和方法,通過(guò)理論,來(lái)聯(lián)系實(shí)際,設(shè)計(jì)出更好更新的工業(yè)產(chǎn)品。新世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在他的全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造等。一種機(jī)器設(shè)備的設(shè)計(jì)生產(chǎn)已經(jīng)不是單一的實(shí)驗(yàn)?zāi)骋环N功能,而是要兼顧他的各方面效益與特性,當(dāng)然這就更要要求我們?cè)鷮?shí)地學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí),提升自己,武裝自己,還要時(shí)刻更新自己的思想,與時(shí)俱進(jìn),努力地使自己跟上世界先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的步伐。另外,通過(guò)這次實(shí)習(xí),我看到了我國(guó)機(jī)械加工水平與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。在車間里,我看到的大多數(shù)先進(jìn)設(shè)備都是從外國(guó)進(jìn)口的,而且去多還是在西方國(guó)家?guī)缀跆蕴募夹g(shù)。由此說(shuō)明我國(guó)機(jī)械加工對(duì)西方國(guó)家的依賴性太高。所以我們要學(xué)好專業(yè)知識(shí),同時(shí)參與一些生產(chǎn)實(shí)習(xí),理論結(jié)合實(shí)際,設(shè)計(jì)出更具創(chuàng)新意義的機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品。
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