5T單梁橋式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】
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摘 要起重機(jī)械是一種循環(huán)、間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。常用于物品的裝卸。經(jīng)過這些年得發(fā)展,橋式起重機(jī)在現(xiàn)代生產(chǎn)活動(dòng)中已一個(gè)不可取代的地位。隨著時(shí)代的進(jìn)步,起重機(jī)的自動(dòng)化程度也逐步提高,從原始的用人和牲畜控制到了現(xiàn)代的機(jī)器控制。因此工廠對(duì)起重機(jī)的要求也是逐漸提高。起重機(jī)正面臨著一場(chǎng)改革變化。起重機(jī)一般指既有起升機(jī)構(gòu)又有水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的起重設(shè)施,這些機(jī)構(gòu)均是起重機(jī)基本的機(jī)械結(jié)構(gòu)。我們一般根據(jù)其不同的水平運(yùn)動(dòng)形式,將起重機(jī)分為橋式起重機(jī)和臂架式旋轉(zhuǎn)起重機(jī)。本次設(shè)計(jì)中我選用的是橋式起重機(jī)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,本次設(shè)計(jì)主要是一個(gè)滿足5T承載量的鋼體結(jié)構(gòu),主要設(shè)計(jì)計(jì)算端梁、主梁的尺寸,并對(duì)其進(jìn)行校核,端梁與主梁之間采用法蘭式螺栓連接,并對(duì)緩沖器進(jìn)行了選擇和校核。文章后面還對(duì)焊接工藝進(jìn)行了選擇和分析。最終完善CAD工程圖以及三維圖,使其在實(shí)際生產(chǎn)操作中能夠準(zhǔn)確穩(wěn)定的完成各項(xiàng)工作,提高生產(chǎn)效率,并成功投入到市場(chǎng)。關(guān)鍵詞:?jiǎn)瘟簶蚴狡鹬貦C(jī);主梁;端梁;法蘭連接IVABSTRACTLifting machinery is a circulating, intermittent movement of machinery. Commonly used in the loading and unloading of items. After these years of development, bridge cranes have an irreplaceable position in modern production activities. With the progress in these years, the degree of automation of the crane has been gradually improved, from the original employment and livestock control to the modern machine control. So the factory requirements for the crane is gradually increased. The crane is facing a reform and change.Cranes generally refer to hoisting facilities with both lifting and horizontal movements, which are the basic mechanical structures of the crane. We generally divide cranes into bridge cranes and boom-type rotary cranes according to their different levels of movement. According to the design requirement, This design mainly for a steel structure satisfy 5T load, and determine the size of crane girder and main beam. The size also need to be check and calculate. Bolt connection is used between girder and main beam. And I also choose the buffer, calculate and check whether it meet the design requirements. Finally, the welding process is designed and analyzed. CAD drawing and the graphic being finished, make it accurate and stable in actual production operations to complete the work, improve productivity, and finally being successfully brought on to the market.Keywords: Single bridge crane;main beam; end beam; flanged coupling目 錄摘 要IABSTRACTII1 緒論12 箱形結(jié)構(gòu)主梁和端梁的設(shè)計(jì)32.1 箱形梁式橋架的主要尺寸確定32.2 主梁主要尺寸的確定52.3 端梁截面尺寸的確定63 主梁和端梁的校核73.1 主梁強(qiáng)度計(jì)算73.2 主梁強(qiáng)度的校驗(yàn)103.3 剛度計(jì)算123.4 主梁的穩(wěn)定性計(jì)算123.5 端梁強(qiáng)度計(jì)算133.6 端梁強(qiáng)度校核144 主要焊縫的計(jì)算174.1 主梁翼緣焊縫計(jì)算174.2 主梁上蓋板焊縫174.3 端梁的焊縫計(jì)算174.3 主梁、端梁連接焊縫計(jì)算184.4 角焊縫強(qiáng)度計(jì)算185 主梁與端梁連接計(jì)算195.1 法蘭板連接焊縫計(jì)算205.2 法蘭連接螺栓的計(jì)算216 起重機(jī)的機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩選擇236.1 機(jī)構(gòu)利用等級(jí)、236.2 機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)236.3 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別236.4 鋼絲繩的選用236.5 鋼絲繩直徑的計(jì)算237 起重機(jī)小車的設(shè)計(jì)257.1 起重小車軌道的選擇257.2 起重機(jī)小車軌道的尺寸校核258 焊接工藝設(shè)計(jì)288.1 焊接289 緩沖器32結(jié) 論35參考文獻(xiàn)36附錄1:外文翻譯37附錄2:外文原文45致謝55565T單梁橋式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 緒論 橋式起重機(jī)是一種重要的物料搬運(yùn)機(jī)械。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行,起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行,構(gòu)成一矩形的工作范圍,就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料,不受地面設(shè)備的阻礙。橋式起重機(jī)可分為普通橋式起重機(jī)簡(jiǎn)易梁橋式起重機(jī)和冶金專用橋式起重機(jī)3種1 。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我國(guó)橋式起重機(jī)行業(yè)已經(jīng)形成了一定的規(guī)模,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越發(fā)激烈。橋式起重機(jī)行業(yè)在國(guó)內(nèi)需求旺盛和出口快速增長(zhǎng)的帶動(dòng)下,依然保持高速發(fā)展,產(chǎn)品幾近供不應(yīng)求4。盡管我國(guó)起重機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速,但是國(guó)內(nèi)起重機(jī)仍缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。從技術(shù)實(shí)力看,與歐美日等發(fā)達(dá)地區(qū)相比,中國(guó)的技術(shù)實(shí)力還有一定差距。目前,過內(nèi)大型起重機(jī)尚不具備大量生產(chǎn)能力。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看,由于技術(shù)能力所限,中國(guó)起重機(jī)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上也不完善,難以同國(guó)外匹敵5。生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大及自動(dòng)化程度的提高,橋式起重機(jī)應(yīng)用越來越廣泛,所起的作用也愈來愈大,這樣對(duì)橋式起重機(jī)的要求也越來越高,安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。而目前CAD技術(shù)在起重機(jī)行業(yè)應(yīng)用水平參差不齊,很多企業(yè)CAD技術(shù)的應(yīng)用僅僅停留在繪圖層面上,力學(xué)性能分析還是手工計(jì)算,費(fèi)時(shí)費(fèi)力。面對(duì)橋式起重機(jī)輕型化智能化發(fā)展大趨勢(shì),橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式。起重機(jī)作為物料搬運(yùn)、裝卸或用于安裝的機(jī)械設(shè)備可以減輕或代替人們的體力勞動(dòng)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。它被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域之中。隨著時(shí)代的發(fā)展制造工廠和裝卸作業(yè)場(chǎng)所開始轉(zhuǎn)向室內(nèi)使橋式起重機(jī)占據(jù)了主導(dǎo)地位。橋式起重機(jī)主要應(yīng)用于大型加工企業(yè)如鋼鐵、冶金和建材等行業(yè)完成生產(chǎn)過程中的起重和吊裝等工作。在系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)中采用傳統(tǒng)布局的典型結(jié)構(gòu),橋式起重機(jī)是一種提高勞動(dòng)生產(chǎn)率重要物品搬運(yùn)設(shè)備,主要適應(yīng)車間物品搬運(yùn)、設(shè)備的安裝與檢修等用途。5t橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)是將電動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒、制動(dòng)器和運(yùn)行小車等緊湊地合為一體的起重機(jī)械,由于它輕巧、靈活、成本較低,且安全可靠,零部件通用程度大,互換性強(qiáng),單重起重能力高,維護(hù)方便等特點(diǎn),是目前用途廣泛,深受歡迎的輕型起重設(shè)備。5t橋式起重機(jī)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)可以式固定的也可以通過小車和橋梁組成電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)、簡(jiǎn)單雙梁橋式起重機(jī)和簡(jiǎn)單龍門式起重機(jī)等,稍加改動(dòng),還可作卷揚(yáng)作用。橋式起重機(jī),有時(shí)稱為天車,是一種具有可移動(dòng)橋梁的起重機(jī),該橋梁起重機(jī)懸掛在高架梁上。這樣的懸空允許負(fù)載在三個(gè)軸上移動(dòng)到起重機(jī)操作空間中的任何點(diǎn)。 除了主梁之外,橋式起重機(jī)系統(tǒng)還包括可以在整個(gè)主梁橫向運(yùn)行的運(yùn)行小車,以及起升機(jī)構(gòu)。小車由操作室來操控。除此之外,還包括大車及其運(yùn)行軌道主梁可以在該軌道上前后運(yùn)行。而起重小車則可以從主梁的一端移到另一端,該運(yùn)動(dòng)和大車的運(yùn)動(dòng)相互垂直。而起升機(jī)構(gòu)可以從地面升起和下降以使負(fù)載在不同的高度定位。運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要是由聯(lián)軸器、減速器、制動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)組成。隨著時(shí)代的進(jìn)步,起重機(jī)發(fā)展越來越快,國(guó)外起重機(jī)走向智能化多元化,環(huán)保等發(fā)展,結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù),工作效率大幅提升,而在國(guó)內(nèi)起重機(jī)設(shè)計(jì)較為落后 ,起重機(jī)的使用方式也是車間的簡(jiǎn)單使用,我們需要不斷的開發(fā)和設(shè)計(jì),才能創(chuàng)造更好的產(chǎn)品。2 箱形結(jié)構(gòu)主梁和端梁的設(shè)計(jì)2.1 箱形梁式橋架的主要尺寸確定箱型結(jié)構(gòu)橋架制造簡(jiǎn)單,工藝性好,節(jié)省人力,適用于大批量生產(chǎn)。而這些條件的對(duì)于尺寸規(guī)格較多如橋式起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品來說是有利的,更多的是,常規(guī)的箱梁橋是最典型的橋梁。所以此次設(shè)計(jì)中采用箱形結(jié)構(gòu)。并采用電動(dòng)葫蘆作為小車。箱形結(jié)構(gòu)橋架所采用的是兩根箱形的結(jié)構(gòu)。主梁的主要是由上下翼緣板、和兩塊腹板所組成。小車鋼軌布置在截面中心上1。其中箱形主梁截面的幾何尺寸主要在下列范圍內(nèi)選擇:主梁的高度可以首先確定。在它的跨度中部的高度可以設(shè)為H,根據(jù)起重機(jī)手冊(cè),主梁與端梁跨度之比為(HL14L18),可以設(shè)H=L17。主梁與端梁在此條件下法蘭式螺栓連接,在法蘭板處也就是連接處的高度取H0=0.40.6H為了使起重機(jī)的橋架水平剛度足夠,保持其平穩(wěn)性,我們所選擇的主梁兩腹板內(nèi)壁間距不能過小,通常范圍如下:b23H bL50 因此取b=400 ,腹板的厚度均取6mm。根據(jù)該厚度可以對(duì)上下蓋板取值,其值1=8mm 該厚度適用于此箱形結(jié)構(gòu)。再根據(jù)b,可以進(jìn)行下一步計(jì)算,確定主梁上下蓋板之間的寬度B=b+2(+20)當(dāng)h/70時(shí),主梁腹板內(nèi)部在該條件下,需要一些大加勁板,其勁板在水平面橫向放置。這樣腹板的局部穩(wěn)定性得到了充分的保證。在跨中處的兩塊勁板的距離a=(1.520)h,且a2.2m。因此取a=2m 接近端梁處加勁板ah取1m。為了防止懸臂重量過大而使主梁腹板發(fā)生局部撓曲變形,大加勁板的位置應(yīng)該合理選擇,應(yīng)與傳動(dòng)軸的軸承部分位置、走臺(tái)上運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)以及減速器相配合,。為了增加腹板的局部穩(wěn)定性,并將小車的壓力傳到腹板上去,從而使小車平穩(wěn)運(yùn)行,一些垂直的小加勁板可以添加到大加勁板之間腹被壓縮的位置處,其高度約為/3,取320mm??梢愿鶕?jù)上蓋板的局部應(yīng)力為兩個(gè)板的間距取值。 圖2.1 箱形主梁簡(jiǎn)圖 1上方蓋板 2下部蓋板 3主梁腹板 4大的加勁板 5小的加勁板6水平的加勁角鋼圖2.2a 主梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖2.2b 主梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖2.2c 主梁渲染圖2.2 主梁主要尺寸的確定根據(jù)任務(wù)說明書,已知數(shù)據(jù):表2.1 已知數(shù)據(jù)主梁高度 H=L17=16.517=0.97 (2.1) 端梁的高度H0=0.40.6H=0.3880.582 (2.2)取H0=0.4mC=11015L=1101516.5=1.653.3 (2.3)其中,C為端部體型的高度取C=2.6m主梁計(jì)算高度H=0.97可以確定腹板高度h=0.954確定主梁截面尺寸主梁截面應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,由剛度、強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)等條件選擇1根據(jù)其中及手冊(cè)表格26-5可知腹板厚=6mm,上下蓋板厚1=8mm根據(jù)下列關(guān)系式: bH3.5 bL50=1650050=330mm (2.4)兩塊腹板間的距離可以確定。取b=400mm 蓋板寬度: B=b+2+40=452mm取整 B=450mm能夠求出梁的實(shí)際高度: H=h+21=954+28=970mm (2.5)以及輪距:K=1815L=2.0633.3 (2.6)取 K=2.6同樣可知,腹板高度可以取h0=500mmH0=h+21=516mm (2.7)2.3 端梁截面尺寸的確定箱形結(jié)構(gòu)制造工藝簡(jiǎn)單,因此橋架的端梁同樣也采用箱形的截面根據(jù)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)布置,大車軌道面和下蓋板不能接觸,應(yīng)保持一定距離(大于50mm);車輪的輪緣要低于端梁頭部上蓋板的下面 (不小于20mm);上下蓋板間的距離為500mm。為了方便能夠拆卸車輪,該結(jié)構(gòu)內(nèi)部要安裝千斤頂,即螺旋千斤頂。所以起重機(jī)的設(shè)計(jì)需要考慮到千斤頂?shù)穆菽肝恢茫⒁獠荒芘c軌道產(chǎn)生摩擦。同時(shí)要有軌道排障板。該板安在其兩個(gè)端面的位置上。 下圖為端梁典型構(gòu)造圖圖2.3a 端梁結(jié)構(gòu)三維裝配圖圖2.3b端梁三維渲染圖由起重機(jī)課程設(shè)計(jì)手冊(cè),該起重機(jī)端梁的各個(gè)板的尺寸能夠得到確定:上蓋板08mm,下蓋板18mm,頭部下蓋板212mm,腹板=6mm,輪距K(1858)L2.0633.3m端梁高度H0450500mm,高度可以取500mm(因?yàn)槁菽敢惭b在端頭)。由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)表194500的尺寸,我們應(yīng)首先確定好支撐輪截面,保證車輪與端梁之間不發(fā)生摩擦,之后可以進(jìn)行下一步。確定端梁截面尺寸。支撐處兩板內(nèi)邊與車輪的兩側(cè)面的距離確定為10mm。同時(shí),端梁上蓋板長(zhǎng)度可確定為3330m。端梁內(nèi)部放置隔穩(wěn)固作用。每個(gè)隔板間相距40mm。法蘭板放置在腹板上。其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示:圖2.4 端梁截面圖3 主梁和端梁的校核3.1 主梁強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)1得半個(gè)橋架的自重, Gq/2=4tf (3.1) 因?yàn)闃蚣苡幸欢ǖ淖灾?,因此在這個(gè)條件下主梁所產(chǎn)生的中部載荷:ql=Gq2L=16.54=0.24tf/m (3.2)查手冊(cè)表11-5得主梁集中載荷為(根據(jù)起重機(jī)結(jié)構(gòu)可知,該載荷是因?yàn)榧序?qū)動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生):GD=0.7tf (3.3)因此可得主梁的總均布載荷:q=q1+qy=0.24+0.062=0.302tf/m根據(jù)已知系數(shù)主梁總均布載荷: k=kq=11.302=1.302tf/m (3.4)式中 表示沖擊系數(shù),由表中查得。圖3.1 主梁三維受均布載荷示意圖小車的自重會(huì)對(duì)主梁產(chǎn)生向下的力,及輪壓力。其大小為p1=2100kgf p2=1800kgf圖3.2 受力分析簡(jiǎn)支圖動(dòng)力系數(shù)考慮進(jìn)去:p1=p1=1.062100=2226kgf (3.5)p2=p2=1.061800=1908kgf (3.6)在校核強(qiáng)度時(shí),可從主梁的垂直彎矩和水平彎矩分別校核??紤]到自重引起的均布載荷,因此在均布載荷的作用下梁最大垂直彎矩應(yīng)該在梁的中部Mmax(G-P)=p1+p2L-BxcL+ql+kGd224(p1+p2L+q2)=2.92106kgf.cm (3.7)同樣,根據(jù)公式還需確定主梁水平最大彎矩(該最大值在跨中位置)Mg=PgL41-L2r+qgL224(3-2Lr) (3.8)r=L+8c33K2Iy1Iy2=1700 (3.9)圖3.3 主梁的受力簡(jiǎn)圖圖3.4 彎矩圖根據(jù)前面的數(shù)據(jù)可以確定在水平方向上起重機(jī)主梁集中慣性載荷為;Pg=p1+p210=390kgf (3.10)根據(jù)這些數(shù)據(jù)并可以得出均布慣性載荷為(該載荷作用在主梁上);qg=q10=0.30210=0.0302tf/m (3.11)根據(jù)比值Iy1Iy2=2 (3.12)可取系數(shù)r為2。C=(K-Lxc)2=75cm (3.13)其中,K=265cm Lxc=150Mgmax=390165041-165021700+0.3021650224(3-216501700)=8.437104kgf.cm3.2 主梁強(qiáng)度的校驗(yàn)根據(jù)對(duì)主梁的力學(xué)分析可知,主梁中間截面的彎曲最大,該處彎曲應(yīng)力根據(jù)公式(3.14)計(jì)算=G+P+g=Mmax(G-P)Wx+MgmaxWy (3.14)其中,Wx表示主梁的中間截面對(duì)于主梁的水平重心軸線x-x其相對(duì)應(yīng)的抗彎截面模數(shù)。Wx=h3+B1h=95.40.63+450.895.4=5255cm2 (3.15)其中,Wy表示主梁的中間截面對(duì)于主梁的另一重心軸線y-y的抗彎截面模數(shù),能夠求出Wy=B13+hb=450.83+95.40.640=2769.6cm3 (3.16)=6.61065255+2.5341052769.6=586.121kgf/cm2 (3.17)查表可知鋼材許用應(yīng)力為:=1600kgf/cm2 (3.18)可得:因此許用應(yīng)力合格剪切應(yīng)力圖3.5a p1、p2作用下剪力受力圖圖3.5b 均布載荷作用下的簡(jiǎn)力受力圖由圖可知,主梁最大剪力在左端截面處。根據(jù)公式(3.19),進(jìn)一步計(jì)算其支撐截面的最大剪力:Qmax(G+P)=P1+P2L-BXCL+qL+kGd2=6848.3kgf (3.19)根據(jù)上式求得主梁截面最大剪力Qmax(G+P) 3.19式中Ix0Wx0H02=h03+B1h0H02=59340cm4 (3.20)該值表示主梁支撐面對(duì)其截面的水平的重心軸線x-x的所求出的慣性矩式中S=2h02h04+B1h02+12=1289.4cm3 (3.21)因此根據(jù)3.20可得:max=124kgf/cm2 (3.22)由材料力學(xué)手冊(cè)132頁查得鋼的許用剪應(yīng)力為=950kgf/cm2 (3.23)max故其剪切應(yīng)力也滿足條件。3.3 剛度計(jì)算垂直靜鋼度即也是垂直的撓度撓度,是指梁軸線在垂直軸線方向線位移。不能超過一定范圍 f=P1L31+a+(1-62+42)48EIx (3.24)式中 ,P表示靜載荷,L是跨度,E衡量材料彈性,采用3號(hào)鋼。E=2.1103103kgcm2=BxcL=1101650=0.07IxWxH2=2.55105可知許用撓度 f= cm (3.25) f=5500165034.82.1106111545=210cm (3.26)ff所以撓度滿足要求水平靜剛度計(jì)算 fg=PgL348EJY=0.56cmfg=L2000=0.825cm (3.27)式中,fg為水平撓度,Pg為水平慣性力,Jy為水平慣性矩,值為21849cm4根據(jù)上式可知,水平剛度滿足要求。 3.4 主梁的穩(wěn)定性計(jì)算主梁整體穩(wěn)定性根據(jù)下面的關(guān)系驗(yàn)算 h/b=950/350=2.714 3 (3.28)主梁的整體穩(wěn)定性合格其在垂直方向的自振周期: T=2T 0.3s (3.29)式中,T為其自振周期,M代表的是是起重機(jī)與葫蘆的轉(zhuǎn)換重量重量 M=0.5qlk+G=1.75kgf*s2/cm (3.30)其中,g為重力加速度,L為跨度,q為上面所求的的主梁均布載荷,G為電動(dòng)葫蘆重量。所以:M=(0.51.261650500)=1.75Kgscm K=5006kgcm (3.31)T=0.1112sTT=0.3s其穩(wěn)定性合格3.5 端梁強(qiáng)度計(jì)算3.51 輪距的確定 k=()L (3.32) =() 16.5 =2.3573.3m取 k=2.5m3.52 計(jì)算載荷的確定首先假設(shè)兩根主梁對(duì)端梁的作用力 是相互等價(jià)的,因此我們可以知道,端梁的最大支反力RA=QmaxG+P(Lxc-2a2)K (3.33)式中 K=250cm;Lxc=150cm;a2為主梁中心線與傳動(dòng)策輪軸線間的距離取 a2=110cm,因此 可得:RA=8406.2kgf 3.53 端梁垂直彎距主梁產(chǎn)生的最大彎距主要是因?yàn)橹髁褐Х戳Φ淖饔茫ㄊ┘佑诙肆?)因此在中間截面處,彎矩可以求得Mzmax=RAa1=8446.2*90=760161.3kgf*cm (3.34)式中a1表示導(dǎo)電車輪軸線至起重機(jī)主梁中心線之間的距離,a1=90cm;3.54 端梁水平彎距端梁中間截面彎距由公式計(jì)算得(該彎矩是由于車輪側(cè)向載荷所引起的):MPmax=Sa1 (3.35)式中 S車輪側(cè)向載荷,根據(jù)計(jì)算可得S=p; 側(cè)壓系數(shù),由起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得,=0.08P車輪輪壓, P=RA因此 Mpmax=RAa1=0,088406.290=60812.64kgf*cm (3.36)Mpmax2=pxg(Lxc+2a2)Ka1 (3.37)式中 Pxg表示電動(dòng)葫蘆慣性載荷,根據(jù)由公式得:Pxg=p17=318kgf (3.38)所以, Mpmax2=318(150+2110)26590=35298kgf.cm (3.39) 根據(jù)Mpmax進(jìn)行強(qiáng)度校核3.6 端梁強(qiáng)度校核中間截面對(duì)水平中心線x-x 這個(gè)軸線的截面模數(shù)根據(jù)式子可以求得wx=h3+B1h=1750.2cm4 (3.40)對(duì)水平重心線 xx 慣性距:Ix=wxH2=1750.2502=26880cm4 (3.41)對(duì)y-y截面模數(shù) wy=B13+hb=1051cm4 (3.42) 端梁中間截面對(duì)水平重心線xx的半面積矩:sx=2h2h4+B1h+12=867.1cm3 (3.43)中間截面最大彎曲應(yīng)力為:max=MzmaxWx+MpmaxWy=RAa1WX+Sa1WY=546.7kgf/cm2 (3.44)其端梁中間截面剪硬力:=Qmax(G+P)SxIx2=240.7kgf/cm2 (3.45)端梁支撐截面的截面模數(shù),以及對(duì)水平重心線xx的慣性矩,還有面積矩計(jì)算如下:上蓋板中線與水平中心線的距離:c1=2180.60.518+0.5+2111.20.5+18+0.6350.8+2180.62111.2 (3.46) =10.24cm腹板中心線與水平重心線之間的距離: c28.96-0.5-0.518-0.66cm (3.47)下蓋板中線與水平中心線之間的距離: c3(18+0.5+0.6)-8.9610.36cm (3.48)端梁支撐截面對(duì)水平重心線xx這個(gè)軸所產(chǎn)生的的慣性距: Ix0=112351+3510.3610.36+212180.8+291.29+0.2 111.44+2111.210.3610.36=5064.2cm4 (3.49)對(duì)x-x水平重心線慣性矩:wx0=Ix01c3+22=553.6 (3.50)水平重心線xx軸處有的半面積矩(在端梁支撐面處): Sx0=2111.211.1+11.1-0.80.611.5-0.62 (3.51) =301.4cm3端梁支撐截面的彎矩:MzRAd8446.214118246.8 kgf*cm (3.52)該面彎曲應(yīng)力計(jì)算:1=MzWx0=213.2kgf/cm2 (3.53)端梁支撐截面的剪應(yīng)力:=RASX01nIx0=560kgf/cm2 (3.54)合成應(yīng)力計(jì)算得:=12+32=847kgf/cm2 (3.55)根據(jù)材料力學(xué)手冊(cè),可以查得端梁材料得許用應(yīng)力:d(0.800.85) d1280013600N/cm2 d=(0.800.85) =76008070N/cm2在上述中強(qiáng)度所有計(jì)計(jì)算應(yīng)力均小于材料的許用應(yīng)力,所以強(qiáng)度合格,滿足端梁強(qiáng)度要求。4 主要焊縫的計(jì)算4.1 主梁翼緣焊縫計(jì)算常用焊接方法有三種,手工弧焊、埋焊和氣保焊。主梁焊縫主要采用CO2氣體保護(hù)電弧焊,焊縫中氫的含量較小,金屬力學(xué)性能好11,因此采用此種方法。焊腳尺寸為6mmhmax=FQmax2IX0=124kgfcm2 (4.1)hmax=max=586120kgf/cm2 (4.2)h=0.8=468.9kgf/cm2 (4.3)h=12h=3316kfg/cm2 (4.4)hmaxh (4.5) hmaxh (4.6)因此焊縫強(qiáng)度滿足要求4.2 主梁上蓋板焊縫主梁上蓋板因?yàn)橹髁涸谥翁幩艿降刈畲蠹羟辛Φ淖饔?,因而受焊縫剪應(yīng)力如下式:QmaxG+PS20.7hfI0 (4.7)式中,S是主梁上蓋板對(duì)主梁的截面的水平中心線的慣性矩 S=45*0.8*25.4=914.4cm3 (4.8)=6848.3914.420.70.659340=125kgf/cm2 (4.9)可查焊縫許用應(yīng)力=9500N/cm3,因此該焊縫合格,滿足設(shè)計(jì)要求4.3 端梁的焊縫計(jì)算端梁上蓋板焊縫的剪切應(yīng)力根據(jù)下式可得:=RAS1n1IX00.7hf=237.5kgf/cm2 (4.10)n1為上蓋板翼緣焊縫數(shù)同理,下蓋板的翼緣焊縫的剪切力根據(jù)該式可得: 2=RAS2n1IX00.7hf2=256cm3 (4.11)可查焊縫許用應(yīng)力=9500N/cm3因此該焊縫合格,滿足設(shè)計(jì)要求4.3 主梁、端梁連接焊縫計(jì)算QmaxG+P0.7n3hfI0=170kgf/cm2 (4.12)h0為連接處焊縫的高度,為0.9h,即46cm該式可求得主梁與腹板連接處焊縫的剪切應(yīng)力可查焊縫許用應(yīng)力=9500N/cm3因此該焊縫合格,滿足設(shè)計(jì)要求4.4 角焊縫強(qiáng)度計(jì)算端梁上蓋板角鋼和腹板的鋼采用角焊縫該角焊縫主要承受剪切應(yīng)力,其計(jì)算公式如下:=N2lh (4.13)式中 h表示焊縫計(jì)算厚度 l表示焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度(對(duì)不采用引弧板的焊縫,實(shí)際長(zhǎng)度減少10mm) 表示焊縫許用剪應(yīng)力焊縫1、焊縫2的剪應(yīng)力為:1=N1l1h (4.14)2=N2l2h (4.15)根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查:=17000N/cm2其中 1=15900N/cm2 2=11506Ncm2 1 2所以焊縫滿足要求。5 主梁與端梁連接計(jì)算主梁與端梁有兩種連接方式:一種為主梁與端梁焊接,另一種則是主梁與端梁用螺栓連接該連接采用可拆的凸緣法蘭連接。主梁和端梁之間的連接通過可拆卸的凸緣法蘭連接。忽略主梁的軸向力,法蘭受到主梁的支撐力,垂直彎矩和水平彎矩。 梁由法蘭的高強(qiáng)度螺栓固定。 法16x450x490mm和20x450x490mm兩個(gè)鋼板,左上寬度為4mm,承載臺(tái)階和法蘭(高度為10mm),法蘭和螺栓布置如下圖所示,法蘭連接可承受主梁支撐力,和水平彎矩垂直彎曲力矩。主梁支撐力FE=1(12FqL+pL-C1L) (5.1)式中 表示動(dòng)力載荷系數(shù),為1.18圖5.1a 主梁受力簡(jiǎn)圖 圖5.1b 主梁端梁連接簡(jiǎn)圖圖5.1c 主梁連接處與凸緣法蘭的焊縫結(jié)構(gòu)圖5.1d 法蘭板垂直撓度:Mx=FEb1=120856157=16898N (5.2)水平撓度:My=psB0+12r1FHL26+PEc11-c1L=39278 (5.3)式中PS=8580.6N,表示近側(cè)端梁的側(cè)向力,F(xiàn)H=192N,表示主梁的慣性力PH=3938N ,表示集中載荷慣性力 5.1 法蘭板連接焊縫計(jì)算計(jì)算法蘭板連接焊縫的時(shí)候,通過采用周邊貼角焊縫連接對(duì)法蘭板以及端梁周邊焊縫連接,其中焊縫的厚度為hf =8mm ,焊縫截面的簡(jiǎn)化力矩為:Ihx=20.7hf12l3+20.7hfbf0.5h+0.35hf2 =20.78123603+20.710500202.8 =2.3108mm4Ihy=20.7hf12b3+20.7hfbf0.5b+0.35hf2 =1.7108mm4在此次設(shè)計(jì)中,我們可以假設(shè)數(shù)值焊縫來承受主梁的支撐力FE,因此可知焊縫處切應(yīng)力大小F=FE20.7hflf=25.4MPa在豎縫下端切應(yīng)力為(根據(jù)彎矩計(jì)算)Mx=MxyIhx=10.8MPa (5.4)wy=MyxIhx=35.8MPa (5.5)M=Mx+My=46.6MPa (5.6)hk=F2+M2=51.3MPa (5.7)hkh=0.82=99MPa (5.8)水平焊縫端點(diǎn)切應(yīng)力:Mx=MXyIhx=12.5MPa (5.9)Wx=MyxIhy=46.5MPa (5.10)hm=Mx+Wx=59MPa (5.11)hmh=99MPa (5.12)故滿足要求同理,法蘭板與主梁連接根據(jù)此計(jì)算滿足要求。.5.2 法蘭連接螺栓的計(jì)算根據(jù)常規(guī)的法蘭式連接,該法蘭板螺栓可以分成兩列,每列5個(gè)螺栓。它們的距離, x1=500mm其中一邊的螺栓距其較近的凸緣距離為y1=420mm,由下列公式我們能求出每一個(gè)螺栓至各邊緣距離的平方和:yi2=2602+1502+2402+3602+4502=831600mm2 (5.13)下邊角螺栓最大拉力:pl1=2Mxy1yi2+Mynx1=74205N (5.14)其中,n=5該連接共采用10個(gè)螺栓16-M30mm,螺紋小徑d0=26.3mm,孔徑32mm,其螺栓為高強(qiáng)度螺栓。單個(gè)螺栓的許用拉力:ll=0.8=140MPa (5.15)pll=d024ll=26.326.34140=7560N (5.16)pl1pll,所以合格。主梁軸向力的計(jì)算可以忽略,凸緣端面切應(yīng)力,壓應(yīng)力和都較小,省略計(jì)算。.6 起重機(jī)的機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩選擇上面的計(jì)算已經(jīng)得出起重機(jī)載荷的狀態(tài),我們可以根據(jù)機(jī)構(gòu)的利用等級(jí)來確定本設(shè)計(jì)的工作級(jí)別。基本參數(shù)為:提升高度:12m,提升速度:12m/min,提升重量:5t。6.1 機(jī)構(gòu)利用等級(jí)、 機(jī)構(gòu)利用等級(jí)按機(jī)構(gòu)總設(shè)計(jì)壽命分為十級(jí)12,總設(shè)計(jì)壽命定義為機(jī)構(gòu)承擔(dān)運(yùn)轉(zhuǎn)在年數(shù)之內(nèi)的總時(shí)數(shù)。 只是零部件的設(shè)計(jì)依據(jù),不能視為保修期。 電動(dòng)葫蘆通常處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。 根據(jù)GB / T3811-1983,機(jī)構(gòu)利用等級(jí)為: 機(jī)構(gòu)利用等級(jí) T4,總設(shè)計(jì)壽命/h 32006.2 機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)負(fù)載狀態(tài)是指機(jī)構(gòu)受到最大負(fù)載和負(fù)載變化的影響。 電動(dòng)葫蘆通常工作在額定負(fù)載以下,并不是經(jīng)常使用的。 根據(jù)GB / T3811-1983的規(guī)定,電動(dòng)葫蘆經(jīng)常在中等載荷下運(yùn)行,并不承受最大負(fù)載,所以機(jī)械負(fù)載狀態(tài)選擇為L(zhǎng)2-中。6.3 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別根據(jù)機(jī)構(gòu)利用等級(jí)和使用情況,根據(jù)GB / T3811-1983,工作級(jí)別選為M36.4 鋼絲繩的選用鋼絲繩對(duì)于起重機(jī)來說是十分重要不可或缺的,但容易損壞。使用時(shí)應(yīng)該注意使用的合理性以及其損壞程度的檢查。對(duì)其妥善維護(hù)。從而提高其使用壽命,減少事故。6.5 鋼絲繩直徑的計(jì)算根據(jù)鋼絲繩最大工作靜壓力可以得出合適的鋼絲繩直徑 d=cs (6.1)式中,d表示鋼絲繩的最小的直徑,s是鋼絲繩的最大工作靜壓力,c是選擇系數(shù)。鋼絲繩最大靜壓力:在提升機(jī)構(gòu)中,起升載荷可以決定鋼絲繩最大工作靜壓力,并且要考慮到滑輪組和軸承分支等因素,提升載荷是提升質(zhì)量的重力。 提升高度小于50m的升降高度可忽略不計(jì)。因此可得S=(5t1000kg/t9.8N/kg)/2=24500N (6.2)系數(shù)c的選擇我們可以從機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別中選取適當(dāng)?shù)南禂?shù)c,可以根據(jù)據(jù)GB/T38111983,選擇c=0.093.我們可以根據(jù)鋼絲繩選擇系數(shù)c以及最大靜拉力s得到: d=0.09324500=14.557mm 15mm (6.3) 7 起重機(jī)小車的設(shè)計(jì)7.1 起重小車軌道的選擇可以根據(jù)起重機(jī)手冊(cè),在常見的中小型起重機(jī)的小車當(dāng)中,普遍均常采用P型鐵路鋼軌。設(shè)計(jì)如圖。圖7.1 軌道三維圖根據(jù)基本尺寸初定軌道型號(hào)為P38表6.1 軌道基本尺寸Cb1bb2dR0.41312.2150.8517.57.2 起重機(jī)小車軌道的尺寸校核小車軌道彎曲強(qiáng)度計(jì)算圖7.2工字鋼下翼輪壓局部根據(jù)已知量計(jì)算輪壓作用點(diǎn)位置,并求出系數(shù)i=a+c-e式中:i表示小車輪壓作用點(diǎn)和最近腹板表面之間相隔的距離; c-小車輪緣與鋼邊緣中間相貼合時(shí)所產(chǎn)生的間隙,取c=0.4 cm; a=(12.2-0.85) 2=5.675cm (7.1) e=0.164R(cm)因?yàn)樵撥壍肋x取的是普型工字鋼,所以根據(jù)手冊(cè)其翼緣表面斜度為.R在式中表示為小車定輪的踏面曲率半徑,我們可以根據(jù)手冊(cè)可以知道R=17.5 cme=0.16417.5=2.87 cm所以:i=5.6750.4-2.87=3.205 =3.2055.675=0.57 (7.2)因此:i=3.205 =0 .57軌道工字鋼下翼緣部分可以進(jìn)行局部曲應(yīng)力的計(jì)算:在上圖中,橫向L點(diǎn)局部彎曲應(yīng)力可以根據(jù)該公式計(jì)算: x=a1k1P輪t02 (7.3)式中:a1在式中是結(jié)構(gòu)形成系數(shù),取0.9,k1為局部彎曲系數(shù),我們由下圖取1.9圖7.4 局部彎曲系數(shù) t02=(1.37+1)=2.37=5.61 cm (7.5)1=(0.91.919005.61)=579kg/cm (7.6)如圖所示,點(diǎn)L縱向(這里只在yz平面內(nèi))其局部彎曲應(yīng)力為2,并可以根據(jù)下式得出:2=0.90.619005.61=183kg/cm2 (7.7)式中:k2由圖得:k2=0.6圖中1點(diǎn)縱向(這里只yz平面內(nèi))其局部彎曲應(yīng)力為3,并可根據(jù)公式得出:3=a2k3p輪t02 (7.8)式中: K3-局部彎曲系數(shù),根據(jù)上面的圖得:K3=0.4 a2-翼緣結(jié)構(gòu)形式系數(shù),a2=1.5(貼板補(bǔ)強(qiáng)時(shí)選用)因此可以求得最終3=1.50.419005.61=203kg/cm2其中主梁的跨中斷面可以進(jìn)一步進(jìn)行當(dāng)量應(yīng)力的計(jì)算當(dāng)=12+(2+x)2=1077kgcm2=1800kg/cm2 (7.9)因此該鋼字型軌道符合要求8 焊接工藝設(shè)計(jì)8.1 焊接為保證焊接質(zhì)量,焊接工藝是極為重要的。我們應(yīng)遵守焊接工藝準(zhǔn)則,不能隨意焊接,產(chǎn)品的工作效率與經(jīng)濟(jì)效率可以得到保證,質(zhì)量得到了提高,并且降低了返修概率。電焊和氣焊兩種焊接常用于當(dāng)今各類起重機(jī)結(jié)構(gòu)。電焊主要包括電阻焊(常見于薄板焊接),電渣焊,電弧焊等。其中使用最廣泛的電弧焊接。 手工電弧焊是電弧焊的常用方式。焊接結(jié)構(gòu),焊接部件的厚度不宜過大,除了在一些特殊情況之外。3號(hào)鋼焊接構(gòu)件厚度不應(yīng)大于40mm,16鋼錳鋼焊接厚度不能大于30mm。該設(shè)計(jì)應(yīng)采用薄焊縫,焊縫應(yīng)盡可能布置成重心的對(duì)稱方式。焊縫立體交叉應(yīng)盡量避免,同時(shí)不能出現(xiàn)某一處大量集中焊縫。8.1.1 對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫的計(jì)算厚度h取等于被焊構(gòu)件中較薄構(gòu)件的厚度。為了使力流平滑傳遞,對(duì)較厚的構(gòu)件和較寬的構(gòu)件,應(yīng)作為坡度不大于1/4的斜角1。8.1.2 角焊縫對(duì)于角焊縫的側(cè)面和末端,角焊縫直角一般的尺寸比例a:b = 1:1; 在圓角焊縫的末端承受低溫結(jié)構(gòu)(-40左右)的動(dòng)態(tài)載荷a:b = 1:1.5,則較大的直角邊緣b應(yīng)沿著焊縫的受力方向。 搭接長(zhǎng)度應(yīng)等于或大于焊接部件最小厚度的5倍。角焊縫布置圖如下:圖9-1 角焊縫布置圖角焊縫存在最小厚度。該最小厚度就是較小的直角邊,其為a0.3max+1式中的max表示的是焊接件中相對(duì)來說比較大的厚度,但是同時(shí)也要保證其厚度不能過小,最小應(yīng)是4mm。因?yàn)楫?dāng)厚度的值比4mm小時(shí),焊縫焊件具有一樣的厚度,不宜應(yīng)用。角焊縫的厚度(也就是較小的直角邊尺寸)也不能過大。不應(yīng)超過其薄焊件厚度的1.2倍,即a0.12max在計(jì)算強(qiáng)度時(shí),可以根據(jù)h=ka,來求出角焊縫強(qiáng)度。其中k可以按下表選取。表8.1 角焊縫參數(shù)注:在表中,表面平滑的焊縫所用的數(shù)為分子,而對(duì)于凹面焊縫來說,采用的應(yīng)是分母數(shù)值。 計(jì)算長(zhǎng)度時(shí),首先應(yīng)確定的是,側(cè)面與端面焊縫要比4a還要小。但不宜過小,不能小于40mm。 能夠得到的邊角長(zhǎng)度不可以過長(zhǎng),要在焊縫厚度的40倍這個(gè)數(shù)值之內(nèi)。 在大于40a時(shí),在計(jì)算中不考慮超額。 在內(nèi)力按著全長(zhǎng)進(jìn)行分布時(shí),角焊縫的長(zhǎng)度不需要再考慮上面的因素。梁在承重載荷下,蓋板受壓應(yīng)力,下蓋受拉應(yīng)力,腹板處受力非常小。 對(duì)于上蓋和下蓋板,由于端梁的長(zhǎng)度為3330mm,整個(gè)鋼板可以不用拼接使用。可以根據(jù)焊件厚度,尺寸和形狀結(jié)構(gòu)等因素采用手工電弧焊為焊接方法。焊接方式如下表: 表8.2 各焊縫焊接方法焊縫的名稱焊接的接頭型式主要方法焊接所用焊條蓋板腹板焊縫手弧焊E5015隔板焊縫手弧焊E5015彎板焊縫手弧焊E5015加強(qiáng)筋焊縫手弧焊E5015小腹板焊縫手弧焊E5015角鋼焊縫手弧焊E5015固定板焊縫手弧焊E5015主要工藝過程是:表8.3 主要焊接工藝主要工藝下料拼板焊接上蓋板和隔板焊接腹板焊接下蓋板焊接彎板裝配筋板焊接筋板焊接固定板9 緩沖器緩沖器在起重機(jī)中是不可或缺的裝置。為防止小車與起重機(jī)終端發(fā)生越軌現(xiàn)象,在小車軌道終端位置裝有擋鐵。但小車與擋鐵相撞仍會(huì)產(chǎn)生動(dòng)能,容易發(fā)生設(shè)備損壞等故障。為了避免設(shè)備出現(xiàn)故障,故為起重機(jī)安裝緩沖器(一般當(dāng)運(yùn)行速度超過20m/min時(shí)安5T單梁橋式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總計(jì):畢業(yè)論文 表 格 插 圖 本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告論 文 題 目: 5T單梁橋式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué) 院:專 業(yè) 、班 級(jí):學(xué) 生 姓 名:指導(dǎo)教師(職稱): 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告要求開題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié),又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化,特制定本要求。一、選題依據(jù)1.論文(設(shè)計(jì))題目及研究領(lǐng)域;2.論文(設(shè)計(jì))工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值;3.目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)。二、論文(設(shè)計(jì))研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題;2.擬開展研究的幾個(gè)主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路);3.本論文(設(shè)計(jì))預(yù)期取得的成果。三、論文(設(shè)計(jì))工作安排1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù));2.論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度計(jì)劃。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料,并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合,形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開題報(bào)告的一部分附在后面,要求思路清晰,文理通順,較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。五、其他要求1.開題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))工作開始后的前四周內(nèi)完成;2.開題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過;3.開題報(bào)告不合格或沒有做開題報(bào)告的學(xué)生,須重做或補(bǔ)做合格后,方能繼續(xù)論文(設(shè)計(jì))工作,否則不允許參加答辯;4.開題報(bào)告通過后,原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師;5.開題報(bào)告的內(nèi)容,要求打印并裝訂成冊(cè)(部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上,但封面需按統(tǒng)一格式打印)。一、選題依據(jù)1論文(設(shè)計(jì))題目 5T單梁橋式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2 研究領(lǐng)域 起重機(jī)械設(shè)計(jì)3 論文(設(shè)計(jì))工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值理論意義:橋式起重機(jī)是一種廣泛在車間、廠房、倉庫等從事搬運(yùn)、裝卸物料的一種運(yùn)輸工具。其鋼結(jié)構(gòu)是主要的受力元件。它是承擔(dān)小車重量和外載荷及保持橋架穩(wěn)定的重要構(gòu)件。由于,起重機(jī)的跨度不同、承載的外部載荷的范圍不同等因素的影響,主梁容易發(fā)生下?lián)?。因此需要設(shè)計(jì)在不同條件下的主梁和端梁,以及緩沖期以滿足特定條件下的起重機(jī)的裝卸需要。應(yīng)用價(jià)值:起重機(jī)作為物料搬運(yùn)、裝卸或用于安裝的機(jī)械設(shè)備可以減輕或代替人們的體力勞動(dòng)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。它被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域之中。在冶金行業(yè)、機(jī)械制造工業(yè)、電力工業(yè)、煤炭工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、建筑工業(yè)、建材工業(yè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱行業(yè)中起重運(yùn)輸機(jī)械都扮演著重要的角色。隨著時(shí)代的發(fā)展制造工廠和裝卸作業(yè)場(chǎng)所開始轉(zhuǎn)向室內(nèi)使橋式起重機(jī)占據(jù)了主導(dǎo)地位。橋式起重機(jī)主要應(yīng)用于大型加工企業(yè)如鋼鐵、冶金和建材等行業(yè)完成生產(chǎn)過程中的起重和吊裝等工作。其中用于生產(chǎn)車間的橋式起重機(jī)是起重機(jī)的一個(gè)主要類型,由于起重機(jī)行駛在高空,作業(yè)范圍能掃過整個(gè)廠房的建筑面積,具有非常重要的不可替代的作用。因而深受用戶歡迎,得到了極大發(fā)展。4目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)從50年代開始著手研制門吊,由于受各方面條件的限制,與國(guó)外同類產(chǎn)品相比,國(guó)產(chǎn)軌道吊還存在不少差距,如技術(shù)性能、質(zhì)量水平、作業(yè)效率等相對(duì)較低,尤其是海港堆場(chǎng)使用的現(xiàn)代化軌道吊,國(guó)內(nèi)尚屬空白,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)均被進(jìn)口產(chǎn)品所占領(lǐng)。在設(shè)計(jì)技術(shù)上極限應(yīng)力設(shè)計(jì)法有很大局限性應(yīng)加強(qiáng)向塑性應(yīng)力設(shè)計(jì)法的理論研究工作。大型起重機(jī)設(shè)備的可靠性研究還有待進(jìn)一步完善提高、大車高速運(yùn)行狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)變形問題嚴(yán)重。大車高速運(yùn)行狀態(tài)下的輸配電問題,大車高速運(yùn)行對(duì)整機(jī)的輸配電系統(tǒng)提出了較高要求,采用電纜卷筒供電,高速運(yùn)行時(shí)大車與電纜卷筒須有較好的同步性。傳統(tǒng)的磁滯式電纜卷筒不能滿足這一要求,因此需采用由專門控制的電纜卷筒。目前電纜卷筒需從國(guó)外進(jìn)口。大車高速運(yùn)行狀態(tài)下的電氣控制問題,因?yàn)椴捎昧烁咚傩凶叩拇筌嚕瑑蓷l軌道上的大車電機(jī)運(yùn)行必須高度同步,否則很容易發(fā)生大車跑偏以至啃 軌的現(xiàn)象。集裝箱橋吊的遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)通訊系統(tǒng)未解決,遠(yuǎn)程控制的電氣控制問題亟待解決。隨著時(shí)代的發(fā)展制造工廠和裝卸作業(yè)場(chǎng)所開始轉(zhuǎn)向室內(nèi)使橋式起重機(jī)占據(jù)了主導(dǎo)地位。橋式起重機(jī)主要應(yīng)用于大型加工企業(yè)如鋼鐵、冶金和建材等行業(yè)完成生產(chǎn)過程中的起重和吊裝等工作。其中用于生產(chǎn)車間的橋式起重機(jī)是起重機(jī)的一個(gè)主要類型,由于起重機(jī)行駛在高空,作業(yè)范圍能掃過整個(gè)廠房的建筑面積,具有非常重要的不可替代的作用。因而深受用戶歡迎,得到了極大發(fā)展。二、論文(設(shè)計(jì))研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題 1.箱式結(jié)構(gòu)的主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核2.箱式結(jié)構(gòu)的端梁設(shè)計(jì)計(jì)算與校核3.主梁與端梁的法蘭連接焊縫的設(shè)計(jì)計(jì)算、法蘭鏈接螺栓的設(shè)計(jì)計(jì)算。4.主梁和端梁的焊接工藝設(shè)計(jì)5.運(yùn)用三維軟件對(duì)所設(shè)計(jì)進(jìn)行三維建模,并作仿真分析,繪制仿真結(jié)果圖。2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路)(1)5T單梁橋式起重機(jī)傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)(2)5T單梁橋式起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù)(3)5T單梁橋式起重機(jī)主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(4)5T單梁橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算(5) 鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝設(shè)計(jì)(6) 起重機(jī)小車設(shè)計(jì)3.本論文(設(shè)計(jì))預(yù)期取得的成果設(shè)計(jì)一個(gè)滿足5T承載量的鋼體結(jié)構(gòu),主要設(shè)計(jì)計(jì)算端梁、橫梁的尺寸,并對(duì)其進(jìn)行校核,對(duì)小車的運(yùn)行結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。完善CAD工程圖以及三維圖,使其在實(shí)際生產(chǎn)操作中能夠準(zhǔn)確穩(wěn)定的完成各項(xiàng)工作,提高生產(chǎn)效率,并成功投入到市場(chǎng)。三、論文(設(shè)計(jì))工作安排1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù));技術(shù)路線:(1)查閱文獻(xiàn)資料,詳細(xì)研究橋式起重機(jī)起升裝置,了解橋式起重機(jī)起升裝置的結(jié)構(gòu)。(2)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)選取橋式起重機(jī)主梁和端梁的選擇。(3)制定緩沖器機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案分析。(4)利用solidworks等軟件畫出三維立體圖,并進(jìn)行力學(xué)分析。設(shè)計(jì)參數(shù): 已知起重機(jī)的起重量為Q=5噸,橋架跨度L=16.5m,大車運(yùn)行速度Vdc=6m/min,電動(dòng)葫蘆運(yùn)行速度V=8m/min,起重速度V=12m/min,起重高度為12m,操作方式為地面。橋架采用箱式結(jié)構(gòu)。2.論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度計(jì)劃第1周:了解題目研究的主要內(nèi)容和技術(shù)路線,查閱有關(guān)文獻(xiàn)。第2周:查閱文獻(xiàn)、閱讀文獻(xiàn)第3周:閱讀文獻(xiàn)并完成外文文獻(xiàn)翻譯第4周:撰寫文獻(xiàn)綜述并完成開題報(bào)告第5周:?jiǎn)瘟簶蚴狡鹬貦C(jī)鋼結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì),繪制二維總裝配圖草圖第6周:.箱式結(jié)構(gòu)的主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核第7周:箱式結(jié)構(gòu)的端梁設(shè)計(jì)計(jì)算與校核第8周:主梁與端梁的法蘭連接焊縫的設(shè)計(jì)計(jì)算、法蘭鏈接螺栓的設(shè)計(jì)計(jì)算。第9周:主梁和端梁的焊接工藝設(shè)計(jì)第10周:緩沖器的選擇及校核第11周:修改并完成二維總裝配圖。第12周:修改并完成二維部件圖及主要零件圖第13周:繪制主梁和端梁法蘭連接部分的的三維裝配圖,并做仿真分析繪制仿真結(jié)果圖。第14周:撰寫設(shè)計(jì)說明書第15周:提交論文、圖紙、查重報(bào)告四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)1張質(zhì)文.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版(上下卷),北京:中國(guó)鐵道出版社,20132范利格. 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machining, J.2014.416 Ken P Chong,Daniel C Davis, ENGINEERING MECHANICS AND MATERIALS RESEARCH IN THE INFORMATION TECHNOLOGY AGEJ.1999.1217 P. F. Liu L. J. Xing Y. L. Liu J. Y. Zheng,Strength Analysis and Optimal Design for Main Girder of Double-Trolley Overhead Traveling Crane Using Finite Element MethodJ.2013.818 Gang Shi, Fangxin Hu, and Yongjiu Shi, Recent Research Advances of High Strength Steel Structures and Codification of Design Specification in ChinaJ.2014.1附:文獻(xiàn)綜述或報(bào)告文獻(xiàn)綜述前言橋式起重機(jī)是一種重要的物料搬運(yùn)機(jī)械。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行,起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行,構(gòu)成一矩形的工作范圍,就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料,不受地面設(shè)備的阻礙。橋式起重機(jī)可分為普通橋式起重機(jī)簡(jiǎn)易梁橋式起重機(jī)和冶金專用橋式起重機(jī)3種1 。 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1 。起重機(jī)正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革。大型化和專業(yè)化、模塊化和組合化、輕型化和多元化、自動(dòng)化和智能化、成套化和系統(tǒng)化以及新型化和實(shí)用化是這場(chǎng)變革得主題1 。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我國(guó)橋式起重機(jī)行業(yè)已經(jīng)形成了一定的規(guī)模,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越發(fā)激烈。橋式起重機(jī)行業(yè)在國(guó)內(nèi)需求旺盛和出口快速增長(zhǎng)的帶動(dòng)下,依然保持高速發(fā)展,產(chǎn)品幾近供不應(yīng)求4。盡管我國(guó)起重機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速,但是國(guó)內(nèi)起重機(jī)仍缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。從技術(shù)實(shí)力看,與歐美日等發(fā)達(dá)地區(qū)相比,中國(guó)的技術(shù)實(shí)力還有一定差距。目前,過內(nèi)大型起重機(jī)尚不具備大量生產(chǎn)能力。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看,由于技術(shù)能力所限,中國(guó)起重機(jī)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上也不完善,難以同國(guó)外匹敵5。 隨生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大及自動(dòng)化程度的提高,橋式起重機(jī)應(yīng)用越來越廣泛,所起的作用也愈來愈大,這樣對(duì)橋式起重機(jī)的要求也越來越高,安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。而目前CAD技術(shù)在起重機(jī)行業(yè)應(yīng)用水平參差不齊,很多企業(yè)CAD技術(shù)的應(yīng)用僅僅停留在繪圖層面上,力學(xué)性能分析還是手工計(jì)算,費(fèi)時(shí)費(fèi)力。面對(duì)橋式起重機(jī)輕型化智能化發(fā)展大趨勢(shì),橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式4。1、橋式起重機(jī)分類 1.通用橋式起重機(jī)1)抓斗橋式起重機(jī)抓斗橋式起重機(jī)的裝置為抓斗,以鋼絲繩分別聯(lián)系抓斗起升、起升機(jī)構(gòu)、開閉機(jī)構(gòu)。主要用于散貨、廢舊鋼鐵、木材等的裝卸、吊運(yùn)作業(yè)。這種起重機(jī)除了起升閉合機(jī)構(gòu)以外,其結(jié)構(gòu)部件等與通用吊鉤橋式起重機(jī)相同。2)電磁橋式起重機(jī)電磁橋式起重機(jī)的基本構(gòu)造與吊鉤橋式起重機(jī)相同,不同的是吊鉤上掛1個(gè)直流起重電磁鐵(又稱為電磁吸盤),用來吊運(yùn)具有導(dǎo)磁性的黑色金屬及其制品。通常是經(jīng)過設(shè)在橋架走臺(tái)上電動(dòng)發(fā)電機(jī)組或裝在司機(jī)室內(nèi)的可控硅直流箱將交流電源變?yōu)橹绷麟娫?,然后再通過設(shè)在小車架上的專用電纜卷筒,將直流電源用撓性電纜送到起重電磁鐵上。3)通用吊鉤橋式起重機(jī)通用吊鉤橋式起重機(jī)由金屬結(jié)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)及司機(jī)室組成。取物裝置為吊鉤。額定起重量為10t以下的多為1個(gè)起升機(jī)構(gòu);16t以上的則多為主、副兩個(gè)起升機(jī)構(gòu)。這類起重機(jī)能在多種作業(yè)環(huán)境中裝卸和搬運(yùn)物料及設(shè)備。4)兩用橋式起重機(jī)兩用橋式起重機(jī)有3種類型:抓斗吊鉤橋式起重機(jī)、電磁吊鉤橋式起重機(jī)和抓斗電磁橋式起重機(jī)。其特點(diǎn)是在一臺(tái)小車上設(shè)有兩套各處獨(dú)立的起升機(jī)構(gòu),一套為抓斗用,一套為吊鉤用(或一套為電磁吸盤用一套為吊鉤用,或一套為抓斗用一套為電磁吸盤用)。5)三用橋式起重機(jī)三用橋式起重機(jī)是一種多用的起重機(jī)。其基本構(gòu)造與電磁橋式起重機(jī)相同。根據(jù)需要可以用吊鉤吊運(yùn)重物,也可以在吊鉤上掛一個(gè)馬達(dá)抓斗裝卸物料,還可以把抓斗卸下來再掛上電磁盤吊運(yùn)黑色金屬,故稱為三用橋式(可換)起重機(jī)。這種起重機(jī)適用于經(jīng)常變換取物裝置的物料場(chǎng)所。6)雙小車橋式起重機(jī)這種起重機(jī)與吊鉤橋式起重機(jī)基本相同,只是橋架上裝有兩臺(tái)起重量相同的小車。這種機(jī)型用于吊運(yùn)與裝卸長(zhǎng)形物件。2.電動(dòng)葫蘆型橋式起重機(jī)其特點(diǎn)是橋式起重機(jī)的起重小車用自行式電動(dòng)葫蘆代替,或者用固定式電動(dòng)葫蘆作起重小車的起升機(jī)構(gòu),小車運(yùn)行、大車運(yùn)行等機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置也盡量與電動(dòng)葫蘆部件通用化。因此,與上述通用橋式起重機(jī)相比,電動(dòng)葫蘆型橋式起重機(jī)雖然一般起重量較小、工作速度較慢、工作級(jí)別較低,但其自重輕、能耗較小、易采用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品電動(dòng)葫蘆配套,對(duì)廠房建筑壓力負(fù)載較小,建筑和使用經(jīng)濟(jì)性都較好。因此在中小起重量范圍的一般使用場(chǎng)合使用越來越廣泛,甚至有替代某些通用橋式起重機(jī)的趨勢(shì)。1)電動(dòng)梁式起重機(jī)其特點(diǎn)是用自行式電動(dòng)葫蘆替代通用橋式起重機(jī)的起重小車,用電動(dòng)葫蘆的運(yùn)行小車在單根主梁的工字鋼下翼緣上運(yùn)行??缍刃r(shí)直接用工字鋼作主梁,跨度大時(shí)可在主梁工字鋼的上面再作水平加強(qiáng),形成組合斷面主梁。其主梁可以是單根主梁(電動(dòng)單梁式起重機(jī)),也可以是兩根主梁(電動(dòng)雙梁式起重機(jī)),其橋架可以是像通用橋式起重機(jī)那樣通過運(yùn)行裝置直接支撐在高架軌道上,也可以通過運(yùn)行裝置懸掛在房頂下面的架空軌道上(懸掛式)10。2)電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)其特點(diǎn)是固定式電動(dòng)葫蘆裝在小車上作起升機(jī)構(gòu),小車運(yùn)采用行機(jī)構(gòu)也多采用電動(dòng)葫蘆零部件作成簡(jiǎn)單的構(gòu)造形式,小車也極為簡(jiǎn)便輕巧,其整體高度小,小車及橋架自重輕、重心低、有很廣泛的使用適應(yīng)性10。 箱形雙梁橋式起重機(jī)是由一個(gè)有兩根箱形主梁和兩根橫向端梁構(gòu)成的雙梁橋架,在橋架上運(yùn)行起重小車,可起吊和水平搬運(yùn)各類物體, 它適用于機(jī)械加工和裝配車間料場(chǎng)等場(chǎng)合。橋架的結(jié)構(gòu)主要有箱形結(jié)構(gòu),空腹桁架式結(jié)構(gòu),偏軌空腹箱形結(jié)構(gòu)及箱形單主梁結(jié)構(gòu)等,5-80 噸中小起重量系列起重機(jī)一般采用箱形結(jié)構(gòu),且為保證起重機(jī)穩(wěn)定,選擇箱形雙梁結(jié)構(gòu)作為橋架結(jié)構(gòu)。為了操縱和維護(hù)的需要,在傳動(dòng)側(cè)走臺(tái)的下面裝有司機(jī)室。司機(jī)室有敞開式和封閉式兩種,一般工作環(huán)境的室內(nèi)采用敞開式的司機(jī)室,在露天或高溫等惡劣環(huán)境中使用封閉式的司機(jī)室。箱形雙梁橋架具有加工零件少,工藝性好,通用性好等優(yōu)點(diǎn)。橋架結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其工作類型和使用環(huán)境溫度等條件,按照有關(guān)規(guī)定來選用鋼材。橋式起重機(jī)一般由裝有大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的橋架、裝有起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的起重小車、電氣設(shè)備、司機(jī)室等幾個(gè)大部分組成。外形像一個(gè)兩端支撐在平行的兩條架空軌道上平移運(yùn)行的單跨平板橋。起升機(jī)構(gòu)用來垂直升降物品,起重小車用來帶著載荷作橫向運(yùn)動(dòng);橋架和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)用來將起重小車和物品作縱向移動(dòng),以達(dá)到在跨度內(nèi)和規(guī)定高度內(nèi)組成三維空間里作搬運(yùn)和裝卸貨物用6。橋式起重機(jī)是使用最廣泛、擁有量最大的一種軌道運(yùn)行式起重機(jī),其額定起重量從幾噸到幾百噸。最基本形式是通用吊鉤橋式起重機(jī),其他形式的橋式起重機(jī)基本上都是在通用吊鉤橋式的基礎(chǔ)上派生發(fā)展出來的。2.起重機(jī)的工作原理 起重機(jī)(Crane)屬于起重機(jī)械的一種,是一種作循環(huán)、間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)包括:取物裝置從取物地把物品提起,然后水平移動(dòng)到指定地點(diǎn)降下物品,接著進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng),使取物裝置返回原位,以便進(jìn)行下一次循環(huán)。門式起重機(jī)整體運(yùn)行在一定長(zhǎng)度的軌道上,由操縱室控制,由大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行,可控制起重機(jī)整體的橫向前后移動(dòng)。小車是運(yùn)行在橫梁上的,由操縱室控制,可以實(shí)現(xiàn)小車在主梁上的縱向移動(dòng)。在主梁的小車上,電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)與減速器的高速軸相連。機(jī)構(gòu)工作時(shí),減速器的低速軸帶動(dòng)卷筒,將鋼絲繩卷入或放出,經(jīng)過滑輪系統(tǒng),使吊鉤實(shí)現(xiàn)上升或下降。機(jī)構(gòu)停止工作時(shí),制動(dòng)器使吊鉤連同貨物懸吊在空中,吊鉤的升降靠電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向來達(dá)到11。3.起重機(jī)的主要結(jié)構(gòu) 起重機(jī)主要包括起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、金屬機(jī)構(gòu)等,起升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒和滑輪組。電動(dòng)機(jī)通過減速器,帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng),使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下,以升降重物。小車架是支托和安裝起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等部件的機(jī)架,通常為焊接結(jié)構(gòu)1。運(yùn)行機(jī)構(gòu)一般是由電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、車輪、聯(lián)軸器等組成1。起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式可分為兩大類:一類為集中驅(qū)動(dòng),即用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)長(zhǎng)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)車輪;另一類為分別驅(qū)動(dòng)、即兩邊的主動(dòng)車輪各用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。中、小型 橋式起重機(jī)較多采用制動(dòng)器、減速器和電動(dòng)機(jī)組合成一體的“三 合一”驅(qū)動(dòng)方式,大起重量的普通龍門起重機(jī)為便于安裝和調(diào)整,驅(qū)動(dòng)裝置常采用萬向聯(lián)軸器。 4.國(guó)外起重機(jī)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)(1)重點(diǎn)產(chǎn)品大型化,高速化和專用化。 由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(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。目前世界上最大的履帶起重機(jī)起重量 3000t ,最大的橋式起重機(jī)1200t,集裝箱岸連裝卸橋小車的最大運(yùn)行速度已達(dá)350m/min,堆垛起重機(jī)級(jí)最大運(yùn)行速度 240m/min,垃圾處理用起重機(jī)的起升速度達(dá)100m/min17。(2)系列產(chǎn)品模塊化、組合化和標(biāo)準(zhǔn)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)8 。 (3)通用產(chǎn)品小型化、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,也可命名整個(gè)建筑物高度下降,建筑結(jié)構(gòu)輕型化,降低造價(jià)13。(4)產(chǎn)品性能自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化 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)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)。(5)產(chǎn)品組合成套化、集成化和柔性化 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。(6)產(chǎn)品構(gòu)造新型化、美觀化和實(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。采用各種啟強(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13。目前,橋式起重機(jī)被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域,產(chǎn)品已經(jīng) 形成多個(gè)系列,設(shè)計(jì)生產(chǎn)技術(shù)不斷增強(qiáng),發(fā)展前景廣闊。從國(guó)內(nèi)看,激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下,降低成本,快速響應(yīng)用戶需求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)于提高企業(yè)效益和增強(qiáng) 企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有重要的意義,然而目前機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的主流設(shè)計(jì)手段還停留在以AutoCAD為代表的二維圖形數(shù)字化軟件設(shè)計(jì)階段,工作量大、重復(fù)性工作多,設(shè)計(jì)過程不直觀、設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤也不容易發(fā)現(xiàn)8 。5.存在問題 我國(guó)從50年代開始著手研制門吊,由于受各方面條件的限制,與國(guó)外同類產(chǎn)品相比,國(guó)產(chǎn)軌道吊還存在不少差距,如技術(shù)性能、質(zhì)量水平、作業(yè)效率等相對(duì)較低,尤其是海港堆場(chǎng)使用的現(xiàn)代化軌道吊,國(guó)內(nèi)尚屬空白,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)均被進(jìn)口產(chǎn)品所占領(lǐng)。在設(shè)計(jì)技術(shù)上極限應(yīng)力設(shè)計(jì)法有很大局限性應(yīng)加強(qiáng)向塑性應(yīng)力設(shè)計(jì)法的理論研究工作。大型起重機(jī)設(shè)備的可靠性研究還有待進(jìn)一步完善提高、大車高速運(yùn)行狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)變形問題嚴(yán)重。大車高速運(yùn)行狀態(tài)下的輸配電問題,大車高速運(yùn)行對(duì)整機(jī)的輸配電系統(tǒng)提出了較高要求,采用電纜卷筒供電,高速運(yùn)行時(shí)大車與電纜卷筒須有較好的同步性。傳統(tǒng)的磁滯式電纜卷筒不能滿足這一要求,因此需采用由專門控制的電纜卷筒。目前電纜卷筒需從國(guó)外進(jìn)口。大車高速運(yùn)行狀態(tài)下的電氣控制問題,因?yàn)椴捎昧烁咚傩凶叩拇筌?,兩條軌道上的大車電機(jī)運(yùn)行必須高度同步,否則很容易發(fā)生大車跑偏以至啃 軌的現(xiàn)象。集裝箱橋吊的遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)通訊系統(tǒng)未解決,遠(yuǎn)程控制的電氣控制問題亟待解決。 總結(jié)隨著科學(xué)的進(jìn)步和工業(yè)發(fā)展的需要,現(xiàn)代起重機(jī)械發(fā)展迅速,人們已制造出種類繁多的起重機(jī)械和設(shè)備,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門起著重要作用。實(shí)踐證明:在某些關(guān)鍵崗位上增加一兩臺(tái)起重設(shè)備,勞動(dòng)生存率就會(huì)成倍的增長(zhǎng),世界個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視物料吊裝搬運(yùn)系統(tǒng)的投資,生產(chǎn)規(guī)模越大,物料吊裝搬運(yùn)的重要性就月顯著,良好的物料吊裝搬運(yùn)系統(tǒng),可以充分發(fā)揮生產(chǎn)能力,同時(shí)也能保證生產(chǎn)的安全14。
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