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1、 橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)目 錄摘要4ABSTRACT 50引言 71起重機(jī)介紹 71.1起重機(jī)的定義71.2起重機(jī)工作原理 81.3起重機(jī)的類型及特點(diǎn) 101.4起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r111.4.1國(guó)內(nèi)起重機(jī)機(jī)械發(fā)展?fàn)顩r111.5發(fā)展趨勢(shì)131.5.1模塊化和組合化131.5.2大型化和專業(yè)化141.5.3自動(dòng)化和智能化151.5.4成套化和系統(tǒng)化161.5.5輕型化和多樣化171.5.6新型化和實(shí)用化182橋式起重機(jī)的介紹192.1橋式起重機(jī)的分類192.1.1通用橋式起重機(jī) 192.1.2專用橋式起重機(jī) 202.1.3電動(dòng)葫蘆型橋式起重機(jī) 212.2橋式起重機(jī)的組成和特點(diǎn) 222.2.1橋式
2、起重機(jī)小車 232.2.2橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu) 282.3 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)中的內(nèi)容 282.3.1橋式起重機(jī)的主要參數(shù) 282.3.2這次設(shè)計(jì)中的橋式起重機(jī)的用途和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 293小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 313.1起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 313.1.1計(jì)算條件 313.1.2運(yùn)行阻力的計(jì)算 323.1.3電動(dòng)機(jī)的選擇 333.1.4打滑驗(yàn)算 363.1.5減速器計(jì)算 373.1.6制動(dòng)器的選擇 383.1.6.1制動(dòng)慣性力矩Ma383.1.6.2最小靜阻力矩Mjmin393.1.7聯(lián)軸器的選擇 393.1.7.1聯(lián)軸器傳遞扭矩的確定 393.1.8緩沖器的選擇 403.2減速器的設(shè)計(jì) 413.
3、2.1減速器各軸的傳遞功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 413.2.2高速級(jí)齒輪的計(jì)算 423.2.3中速級(jí)齒輪的計(jì)算 473.2.4低速級(jí)齒輪的計(jì)算 523.2.5齒輪的結(jié)構(gòu)形式 573.2.6減速器箱體及附件 573.2.6.1減速器箱體的設(shè)計(jì) 573.2.6.2減速器附件設(shè)計(jì) 584結(jié)論595設(shè)計(jì)總結(jié)606參考文獻(xiàn)617英文資料628譯文729原文說明85摘 要起重機(jī)的出現(xiàn)大大提高了人們的勞動(dòng)效率，以前需要許多人花長(zhǎng)時(shí)間才能搬動(dòng)的大型物件現(xiàn)在用起重機(jī)就能輕易達(dá)到效果，尤其是在小范圍的搬動(dòng)過程中起重機(jī)的作用是相當(dāng)明顯的。在工廠的廠房?jī)?nèi)搬運(yùn)大型零件或重型裝置橋式起重機(jī)是不可獲缺的。橋式起重機(jī)小車主要包括起升
4、機(jī)構(gòu)、小車架、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、吊具等部分。其中的小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要由減速器、主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組、傳動(dòng)軸和一些連接件組成。此次設(shè)計(jì)的橋式起重機(jī)是水電站橋式起重機(jī)，安裝于豐滿水電站擴(kuò)建工程廠房?jī)?nèi)，用于水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備的安裝和檢修工作。水電站內(nèi)設(shè)備一般都是大中型設(shè)備，對(duì)橋式起重機(jī)的載荷要求較高，所以對(duì)減速器性能要求較高。關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，減速器，Design of the bridge type hoist crane Car movement organizationABSTRACTThe invention of crane has greatly increased peo
5、ples work efficiency.People can use crane to handle with huge articles,which used to be taken a long time to do, especially in a small area.The bridge type hoist crane is required to handle with huge accessory or huge device.The bridge type hoist crane car consists of protmoted organization，the car
6、frame，the car movement organization，hoisting mechanisms and so on. Its operation structure is composed of reducer，the driving wheel group，the driven wheel group，the transmission shaft and some connect fitting. The core of this structure is the design of the reducer.This bridge type hoist crane is be
7、 used to the hydroelectric power station. It is installed in the expanded workshop of Fengman water and electricity station.It is used to installing,examining and repairing the water-turbine generator set and its accessorial equipments.the equipments in the water and electricity station are large or
8、 medium-size. These equipments have a high request on the load of bridge type hoist crane , so they also have a high request on the capability of the reducer.Key words: bridge type hoist,the reducer橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)詹培紅 Y041010 引言 物料搬運(yùn)成了人類生產(chǎn)活動(dòng)的重要組成部分，距今已有五千多年的發(fā)展歷史。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，自動(dòng)化程度的提高，作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過
9、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。起重機(jī)正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革。起重機(jī)械是用來對(duì)物料作起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備。它的出現(xiàn)改變了人類幾千年來以手工來搬動(dòng)重物的狀況，現(xiàn)在幾個(gè)按鈕就能完成以前做不到或很難做到的搬運(yùn)工作，人得到了休息，效率也提高了。起重機(jī)械發(fā)展歷史悠久，種類日益繁多，應(yīng)用極為廣泛。當(dāng)今國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，如冶金、機(jī)械、交通運(yùn)輸、電力、建筑、采礦、化工、造船、港口、鐵路、農(nóng)場(chǎng)、林區(qū)和國(guó)防等都離不開起重機(jī)械。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，日益顯現(xiàn)出起重機(jī)械作為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動(dòng)化、減輕體力勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的特種設(shè)備的突出地位?，F(xiàn)代
10、起重機(jī)械結(jié)構(gòu)已向大型、精密、高效、多功能、宜人化的機(jī)電一體化方向發(fā)展。1 起重機(jī)介紹1.1 起重機(jī)的定義起重機(jī)械是一種以間歇作業(yè)方式對(duì)物料進(jìn)行起升、下降和水平移動(dòng)的搬運(yùn)機(jī)械。起重機(jī)械的作業(yè)通常帶有重復(fù)循環(huán)的性質(zhì)，一個(gè)完整的作業(yè)循環(huán)一般包括取物、起升、平移、下降、卸載等環(huán)節(jié)。經(jīng)常起動(dòng)、制動(dòng)、正反向運(yùn)動(dòng)是起重機(jī)械的基本特點(diǎn)。1.2 起重機(jī)的工作原理起重機(jī)械的主要任務(wù)是起重，而直接承擔(dān)起重任務(wù)的是起升機(jī)構(gòu)，其他機(jī)構(gòu)都是為了擴(kuò)大起重機(jī)的使用范圍。最簡(jiǎn)單的起重機(jī)實(shí)際上也就僅有一個(gè)起升機(jī)構(gòu)。現(xiàn)代的絕大多數(shù)起重機(jī)，不論他們的型式和用途如何，都是根據(jù)同一個(gè)工作原理構(gòu)成的。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，起重量和起升速度不斷提
11、高，因而機(jī)構(gòu)演變?nèi)遮呁晟?。圖1.1起重機(jī)工作原理圖1.1a是起重機(jī)的原始形式轆轤的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。它有圓柱形卷筒和裝有手柄的軸組成。卷筒上纏有懸掛物品的繩索，繩索的張力在這種情況下就等于物品重量。張力在卷筒軸上產(chǎn)生的載荷力矩為。在全部工作過程中，如不計(jì)摩擦阻力，則載荷力矩應(yīng)該為手柄的驅(qū)動(dòng)力矩所平衡，即 或 故 從上式可以看出，欲增加起重量必須加大或，或減小。但手柄作用力受到人體力限制，一般不超過30公斤；受到手臂長(zhǎng)度限制，一般約為300-400毫米；而為了保證鋼絲繩不致產(chǎn)生過大的彎曲，卷筒直徑又不能任意減小，因此，對(duì)于這種原始起重機(jī)，起重量不能很大。為了提高起重量，采取了下面三個(gè)步驟：（1）軸和手柄
12、分開，中間裝一個(gè)傳動(dòng)比為的傳動(dòng)裝置，即圖1.1b中減速器。如和都與圖1.1 a所示的相同，則傳到卷筒軸上的驅(qū)動(dòng)力矩為。根據(jù)力矩平衡原理，所得的載荷力矩為：即 可得：即加裝傳動(dòng)比的傳動(dòng)裝置后，起重量可以提高倍。并且可以隨增大而提高。但是，傳動(dòng)裝置是機(jī)構(gòu)中最復(fù)雜和成本最高的部分，而且傳動(dòng)裝置的外廓尺寸、自重和成本又直接取決于傳動(dòng)比的大小，所以，僅靠提高傳動(dòng)比來提高起重量是不經(jīng)濟(jì)的。（2）除采用了一定傳動(dòng)比的傳動(dòng)裝置外，同時(shí)還可以采用滑輪組。如圖1.1c中所的滑輪組由一個(gè)定滑輪和二個(gè)動(dòng)滑輪所組成。繩索一端固定在卷筒上，另一端由卷筒繞下，依次經(jīng)過動(dòng)滑輪和定滑輪，最后固定在機(jī)架上。被起升的重物由四根繩索
13、分支所支承，并隨動(dòng)滑輪一起升降。若不計(jì)阻力，則由卷筒繞下的繩索分支的張力或。如果均維持不變，這時(shí)等于圖1-1b中，亦即。即：由此可見，如裝四支分滑輪組后，起重量又提高了4倍，而且將隨滑輪組繩索分支數(shù)的增加而增大。但與此同時(shí)繩索的長(zhǎng)度相應(yīng)地加長(zhǎng)，使機(jī)構(gòu)更為復(fù)雜和繩索的磨損加劇。所以也不能無(wú)限制地靠增加滑輪組繩索分支來提高重量。通常在起重量一定的情況下，可以利用滑輪組繩索分支數(shù)的增加來減小傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比。但選擇分支數(shù)的原則必須是減小傳動(dòng)比的所得完全抵償增加分支數(shù)的所失才行。（3）目前除少數(shù)的幾種起重機(jī)中仍保留人力驅(qū)動(dòng)外，大多數(shù)起重機(jī)都采用能發(fā)出較大力矩的電動(dòng)機(jī)來代替手柄（圖1.1c中虛線所示），
14、以增大驅(qū)動(dòng)力矩，于是起重量又可以獲得進(jìn)一步提高。但在這種情況下，所采用的傳動(dòng)裝置和滑輪組不僅如上面所分析的那樣提高起重量，而且也將很高的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變?yōu)閷?shí)際需要的卷筒轉(zhuǎn)速，從而得到合理的物品升降速度。圖1.1c所示是現(xiàn)代各種起重機(jī)中較為完善的起升機(jī)構(gòu)原理圖。它包括下列幾個(gè)組成部分：（1）取物裝置；（2）繩索滑輪和卷筒；（3）傳動(dòng)裝置；（4）驅(qū)動(dòng)裝置；（5）制動(dòng)裝置。其中制動(dòng)裝置在圖中沒表示出來，它是用來使被提升的物品可靠的停駐在空中的裝置，對(duì)于起重機(jī)的安全操作是不可缺少的重要部件2。1.3 起重機(jī)的類型及特點(diǎn)根據(jù)起重機(jī)械所搬運(yùn)的物品的特征、動(dòng)作的復(fù)雜程度以及工作場(chǎng)所或者生產(chǎn)工藝要求等條件的不同，
15、可以將起重機(jī)械簡(jiǎn)單的分為三大類：（1）簡(jiǎn)單起重機(jī)械：一般只作升降運(yùn)動(dòng)，而且大多數(shù)是手動(dòng)的。如各種千斤頂、絞車和滑車等。（2）通用起重機(jī)械：除使物品升降運(yùn)動(dòng)外，還能使物品作水平運(yùn)動(dòng)。如橋式起重機(jī)和汽車起重機(jī)等。（3）特種起重機(jī)械：只適合于某些專業(yè)性的工作，其構(gòu)造往往比上述兩者更為復(fù)雜。如各種冶金用起重機(jī)、建筑用起重機(jī)和港口用起重機(jī)等。1.4 起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r1.4.1 國(guó)內(nèi)起重機(jī)械發(fā)展?fàn)顩r在中國(guó)將起重機(jī)械總體劃分為12大類型，即輕小型起重設(shè)備、旋臂式起重機(jī)、橋式起重機(jī)、門式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、流動(dòng)式起重機(jī)、鐵路起重機(jī)、門座起重機(jī)、桅桿起重機(jī)、纜索起重機(jī)、升降機(jī)和機(jī)械式停車設(shè)備。進(jìn)一步可劃分為近百
16、種型式(品種)和數(shù)百種型號(hào)。面對(duì)品種繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大小不一，使用工況千差萬(wàn)別的這些涉及人們生命安全和財(cái)產(chǎn)安全的起重機(jī)械，為了安全，中國(guó)政府將其納入特種設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制管理，在制度上建立了一整套法律、法規(guī)、規(guī)章、安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系，在體制上建立了遍布全國(guó)31個(gè)行政區(qū)的安全監(jiān)察網(wǎng)絡(luò)，從起重機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造、重大維修、使用、檢驗(yàn)檢測(cè)和監(jiān)督管理重要環(huán)節(jié)上進(jìn)行有效監(jiān)管，在此，我重點(diǎn)介紹中國(guó)的起重機(jī)械制造許可制度。 起重機(jī)械制造企業(yè)的分布、數(shù)量、產(chǎn)量和現(xiàn)狀中國(guó)起重機(jī)械整機(jī)制造企業(yè)，截止到2005年9月底統(tǒng)計(jì)有1615家。這些制造企業(yè)主要集中分布在江蘇(347家)、山東(203家)、河南(18
17、0家)、浙江(111家)、遼寧(105家)、廣東(100家)、上海(83家)、福建(80家)等地。中國(guó)起重機(jī)械使用總量，據(jù)2003年底普查統(tǒng)計(jì)在用起重設(shè)備為556萬(wàn)臺(tái)。設(shè)備的使用也主要集中分布在沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，如廣東、福建、浙江、上海、江蘇、山東、遼寧等地。中國(guó)的起重機(jī)械從50年代初創(chuàng)建至今，已經(jīng)形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模、具備了一定的技術(shù)水平、也基本形成了比較完整的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售體系，能基本滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)該設(shè)備的需求。目前國(guó)家繼續(xù)實(shí)施的財(cái)政政策，拉動(dòng)著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展，而起重設(shè)備作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)備廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各行各業(yè)，如冶金、煤炭、化工、電力、交通和制造等產(chǎn)業(yè)。隨著現(xiàn)代科
18、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，作用也愈來愈大，對(duì)起重機(jī)的要求也越來越高。起重機(jī)械正朝著大型化、高速度、人性化、環(huán)保性、通用產(chǎn)品小型化、零部件的模塊化和多樣化及安全監(jiān)察制度化與規(guī)范性方向發(fā)展。由于中國(guó)勞動(dòng)力相對(duì)便宜，制造成本較低，發(fā)展?jié)摿θ院芫薮?。同時(shí)，我們也應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)起重機(jī)械制造狀況有以下幾個(gè)因素令人擔(dān)憂。（1）整體技術(shù)含量偏低，突出表現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)件制作材料和電氣控制系統(tǒng)水平較低；（2）規(guī)?；l(fā)展不夠，突出表現(xiàn)在低水平重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重，造成資源浪費(fèi)，專業(yè)化發(fā)展嚴(yán)重滯后；（3）國(guó)際知名品牌寥寥無(wú)幾，除振華港機(jī)外
19、，能夠打入國(guó)際市場(chǎng)并享有一定聲譽(yù)的知名品牌幾乎沒有；（4）惡性競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重，合理利潤(rùn)難保，并造成安全措施投入極少，事故率居高不下。因此，我們應(yīng)該有清醒認(rèn)識(shí)，并高度關(guān)注中國(guó)起重機(jī)械的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和不失時(shí)機(jī)的加快科技創(chuàng)新能力。1.5 發(fā)展趨勢(shì)1.5.1 模塊化和組合化 用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，將起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過不同模塊的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機(jī)。對(duì)起重機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，只需針對(duì)某幾個(gè)模塊。設(shè)計(jì)新型起重機(jī)，只需選用不同模塊重新進(jìn)行組合。可使單件小批量生產(chǎn)的起重機(jī)改換成具有相當(dāng)批量的模塊生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高效率的專業(yè)化生產(chǎn)，
20、企業(yè)的生產(chǎn)組織也可由產(chǎn)品管理變?yōu)槟K管理。達(dá)到改善整機(jī)性能，降低制造成本，提高通用化程度，用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產(chǎn)品，充分滿足用戶需求。目前，德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、美國(guó)和日本的著名起重機(jī)公司都已采用起重機(jī)模塊化設(shè)計(jì)，并取得了顯著的效益。德國(guó)德馬格公司的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列改用模塊化設(shè)計(jì)后，比單件設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)費(fèi)用下降12%，生產(chǎn)成本下降45%，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。德國(guó)德馬格公司還開發(fā)了一種KBK柔性組合式懸掛起重機(jī)，起重機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)由冷軋型軌組合而成，起重機(jī)運(yùn)行線路可沿生產(chǎn)工藝流程任意布置，可有叉道、轉(zhuǎn)彎、過跨、變軌距。所有部件都可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，再根據(jù)用戶的不同需求和具體物料搬運(yùn)路線在短
21、時(shí)間內(nèi)將各種部件組合搭配即成。這種起重機(jī)組合性非常好，操作方便，能充分利用空間，運(yùn)行成本低。有手動(dòng)、自動(dòng)多種形式，還能組成懸掛系統(tǒng)、單梁懸掛起重機(jī)、雙梁懸掛起重機(jī)、懸臂起重機(jī)、輕型門式起重機(jī)及手動(dòng)堆垛起重機(jī)，甚至能組成大型自動(dòng)化物料搬運(yùn)系統(tǒng)。1.5.2 大型化和專用化 由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長(zhǎng)。起重量越來越大，工作速度越來越高，并對(duì)能耗和可靠性提出更高的要求。起重機(jī)已成為自動(dòng)化生產(chǎn)流程中的重要環(huán)節(jié)。起重機(jī)不但要容易操作，容易維護(hù)，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有優(yōu)異的耐久性、無(wú)故障
22、性、維修性和使用經(jīng)濟(jì)性。目前世界上最大的浮游起重機(jī)起重量達(dá)6500t，最大的履帶起重機(jī)起重量達(dá)3000t，最大的橋式起重機(jī)起重量為1200t，集裝箱岸邊裝卸橋小車的最大運(yùn)行速度已達(dá)350m/min，堆垛起重機(jī)最大運(yùn)行速度是240m/min，垃圾處理用起重機(jī)的起升速度達(dá)100m/min。工業(yè)生產(chǎn)方式和用戶需求的多樣性，使專用起重機(jī)的市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，品種也不斷更新，以特有的功能滿足特殊的需要，發(fā)揮出最佳的效用。例如冶金、核電、造紙、垃圾處理的專用起重機(jī)，防爆、防腐、絕緣起重機(jī)和鐵路、船舶、集裝箱專用起重機(jī)的功能不斷增加，性能不斷提高，適應(yīng)性比以往更強(qiáng)。德國(guó)德馬格公司研制出一種飛機(jī)維修保養(yǎng)的專用起重機(jī)
23、，在國(guó)際市場(chǎng)打開了銷路。這種起重機(jī)安裝在房屋結(jié)構(gòu)上，跨度大、起升高度大、可過跨、停車精度高。在起重小車下面安裝有多節(jié)伸縮導(dǎo)管，與飛機(jī)維修平臺(tái)相連，并可作360度旋轉(zhuǎn)。通過大車和小車的位移、導(dǎo)管的升降與旋轉(zhuǎn)可使維修平臺(tái)到達(dá)飛機(jī)的任一部位，進(jìn)行飛機(jī)的維護(hù)和修理，極為快捷方便。1.5.3 自動(dòng)化和智能化 起重機(jī)的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與控制的改進(jìn)。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。大型高效起重機(jī)的新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。主要由全數(shù)字化
24、控制驅(qū)動(dòng)裝置、可編程序控制器、故障診斷及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化操縱給定檢測(cè)等設(shè)備組成。變壓變頻調(diào)速、射頻數(shù)據(jù)通訊、故障自診監(jiān)控、吊具防搖的模糊控制、激光查找起吊物重心、近場(chǎng)感應(yīng)防碰撞技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線、載波通訊及控制、無(wú)接觸供電及三維條形碼技術(shù)等將廣泛得到應(yīng)用。使起重機(jī)具有更高的柔性，以適合多批次少批量的柔性生產(chǎn)模式，提高單機(jī)綜合自動(dòng)化水平。重點(diǎn)開發(fā)以微處理機(jī)為核心的高性能電氣傳動(dòng)裝置，使起重機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速和靜動(dòng)特性，可進(jìn)行操作的自動(dòng)控制、自動(dòng)顯示與記錄，起重機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)保護(hù)與自動(dòng)檢測(cè)，特殊場(chǎng)合的遠(yuǎn)距離遙控等，以適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。 例如采用激光裝置查找起吊物的重心位置，在取物裝置上裝有超聲波傳
25、感器引導(dǎo)取物裝置自動(dòng)抓取貨物。吊具自動(dòng)防搖系統(tǒng)能在運(yùn)行速度200mmin、加速度0.5m2s的情況下很快使起吊物搖擺振幅減至幾個(gè)毫米。起重機(jī)可通過磁場(chǎng)變換器或激光達(dá)到高精度定位。起重機(jī)上安裝近場(chǎng)感應(yīng)系統(tǒng)，可避免起重機(jī)之間的互相碰撞。起重機(jī)上還安裝了微機(jī)自診斷監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能提供大部分常規(guī)維護(hù)檢查內(nèi)容，如齒輪箱油溫、油位，車輪軸承溫度，起重機(jī)的載荷、應(yīng)力和振動(dòng)情況，制動(dòng)器摩擦襯片的壽命及溫度狀況等。1.5.4 成套化和系統(tǒng)化 在起重機(jī)單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)把各種起重運(yùn)輸機(jī)械組成一個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)，通過中央控制室的控制，與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。這類起重機(jī)自動(dòng)化程度高，具
26、有信息處理功能，可將傳感器檢測(cè)出來的各種信息實(shí)施存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯判斷、變換等處理加工，進(jìn)而向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。這類起重機(jī)還具有較好的信息輸入、輸出接口，實(shí)現(xiàn)信息全部、準(zhǔn)確、可靠地在整個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)中的傳輸。起重機(jī)通過系統(tǒng)集成，能形成不同機(jī)種的最佳匹配和組合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，發(fā)揮最佳效用。目前重點(diǎn)發(fā)展的有工廠生產(chǎn)搬運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)，柔性加工制造系統(tǒng)，商業(yè)貨物配送集散系統(tǒng)，集裝箱裝卸搬運(yùn)系統(tǒng)，交通運(yùn)輸和郵電部門行包貨物的自動(dòng)分揀與搬運(yùn)系統(tǒng)等。例如生產(chǎn)工程機(jī)械的美國(guó)卡特皮勒公司金屬結(jié)構(gòu)廠購(gòu)置了一條以橋式起重機(jī)為主的物料自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)，用于鋼板的噴丸處理、切割和入庫(kù)的自動(dòng)裝卸搬運(yùn)作業(yè)，比原先采用單機(jī)操作工
27、作效率提高了65%。日本東芝浜川崎工廠用全自動(dòng)橋式起重機(jī)組成的物料輸送系統(tǒng)來搬運(yùn)柔性加工線上的夾具和工件，為機(jī)床運(yùn)送毛坯或?qū)⒓庸ず玫牧慵偷较乱还ば蚧騻}(cāng)庫(kù)。這些在空間移動(dòng)的起重機(jī)搬運(yùn)系統(tǒng)代替了過去通常使用的自動(dòng)導(dǎo)向搬運(yùn)車，使車間的地面面積得到充分利用。1.5.5 輕型化和多樣化 有相當(dāng)批量的起重機(jī)是在通用的場(chǎng)合使用，工作并不很繁重。這類起重機(jī)批量大、用途廣，考慮綜合效益，要求起重機(jī)盡量降低外形高度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，也可使整個(gè)建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價(jià)。因此電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)和梁式起重機(jī)會(huì)有更快的發(fā)展，并將大部分取代中小噸位的一般用途橋式起重機(jī)。德國(guó)德馬格公司經(jīng)過幾十年的
28、開發(fā)和創(chuàng)新，已形成了一個(gè)輕型組合式的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列。起重量為1-63噸，工作級(jí)別為A1-A7，整個(gè)系列由工字形和箱型單梁、懸掛箱形單梁、角形小車箱形單梁和箱形雙梁等多個(gè)品種組成。主梁與端梁相接以及起重小車的布置有多種型式，可適合不同建筑物及不同起吊高度的要求。根據(jù)用戶需要每種規(guī)格起重機(jī)都有三種單速及三種雙速供任意選擇，還可以選用變頻調(diào)速。操縱方式有地面手電門自行移動(dòng)、手電門隨小車移動(dòng)、手電門固定、無(wú)線遙控、司機(jī)室固定、司機(jī)室隨小車移動(dòng)、司機(jī)室自行移動(dòng)等七種選擇。大車及小車的供電有電纜小車導(dǎo)電、DVS系統(tǒng)兩種方式。如此多的選擇項(xiàng)，通過不同的組合，可搭配成百上千種起重機(jī)，充分滿足用戶不同的需求。這
29、種起重機(jī)的另一最大優(yōu)點(diǎn)是輕型化，自重輕、輪壓輕、外形尺寸高度小，可大大降低廠房建筑物的建造成本，同時(shí)也可減小起重機(jī)的運(yùn)行功率和運(yùn)行成本。與通用產(chǎn)品相比較，起重量為10t，跨度22.5m，通用雙梁橋式起重機(jī)自重是24t，起重機(jī)軌面以上高度1876mm，起重機(jī)寬度5980mm；德馬格起重機(jī)的自重只有8.7t，重量輕了176%，起重機(jī)軌面以上高度為920mm，降低了104%，起重機(jī)寬度為2980mm，外形尺寸減少了100%。1.5.6 新型化和實(shí)用化 結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。采用各種高強(qiáng)度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力條件，減輕自重和增加外形美觀。橋
30、式起重機(jī)的橋架結(jié)構(gòu)型式大多采用箱形四梁結(jié)構(gòu)，主梁與端梁采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接，便于運(yùn)輸與安裝。 在機(jī)構(gòu)方面進(jìn)一步開發(fā)新型傳動(dòng)零部件，簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)?！叭弦弧边\(yùn)行機(jī)構(gòu)是當(dāng)今世界輕、中級(jí)起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主流，將電動(dòng)機(jī)、減速器和制動(dòng)器合為一體，具有結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧美觀、拆裝方便、調(diào)整簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)、配套范圍大等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)外已廣泛應(yīng)用到各種起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)上。為使中小噸位的起重小車結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)化，同時(shí)降低起重機(jī)的尺寸高度，減小輪壓，國(guó)外已大量采用電動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)。為了減輕自重，提高承載能力，改善加工制造條件，增加產(chǎn)品成品率，零部件盡量采用以焊代鑄，如減速器殼體、卷簡(jiǎn)、滑輪等都用焊接結(jié)構(gòu)。減速器齒輪都采用硬齒面，以
31、減輕自重、減小體積、提高承載能力、增加使用壽命。液壓推桿盤式制動(dòng)器的應(yīng)用范圍也越來越大。此外，各機(jī)構(gòu)采用的電動(dòng)機(jī)都向高轉(zhuǎn)速發(fā)展，從而減小電機(jī)基座號(hào)，減輕重量與減小外形尺寸，并可配用制動(dòng)力矩小的制動(dòng)器。 在電控方面開發(fā)性能好、成本低、可靠性高的調(diào)速系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，發(fā)展半自動(dòng)和全自動(dòng)操縱。采用機(jī)電儀液一體化技術(shù)，提高使用性能和可靠性，增加起重機(jī)的功能。今后會(huì)更加注重起重機(jī)的安全性，研制新型安全保護(hù)裝置。重視司機(jī)的工作條件，應(yīng)用人體工程學(xué)設(shè)計(jì)司機(jī)室，降低司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度。德國(guó)近年為解決起重機(jī)吊鉤的防擺控制，開發(fā)了模糊邏輯電路的控制技術(shù)，用神經(jīng)信息和模糊技術(shù)來尋找開始加速的最佳時(shí)刻，將有經(jīng)驗(yàn)司機(jī)防擺實(shí)際操作的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。模糊控制方式能確定實(shí)施自動(dòng)工作的控制指令，將人們主觀上的模糊量通過模糊集合進(jìn)行數(shù)字化定量，再利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)像熟練司機(jī)一樣的自如操作，取得了更高的效率和安全性。模糊控制作為新的控制方法已引人注目19
橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
