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1、各位老师、同学们,大家好！,题 目：20吨吊钩桥式起重机 学位申请人：代海朋 学 号：0920070501010013 指 导老 师：李文星 职 称: 教 授,毕业设计,设计主要内容,（1）吊钩的选择计算。根据起重量，工艺条件等选择确定吊钩的材料、形式、尺寸，对拉板、吊钩横梁进行设计，并对强度进行校核。 （2）滑轮组的设计。确定滑轮结构形式及相关尺寸，选择滑轮轴、滑轮轴承。 （3）钢丝绳的选择计算。 （4）卷筒的设计计算。确定卷筒的类型、尺寸，并对卷筒的强度、抗压稳定性验算。 （5）钢丝绳在卷筒上的固定。 （6）大车运行机构的设计。依据大车运行机构的设计的基本原则和基本要求，确定传动机构方案。
2、选择合理的车轮直径和轨道，并校验其强度，选择合理的电动机、联轴器、制动器、减速器,设计主要思路,本设计参照大量起重机专业有关资料，对桥式起重机起升机构、运行机构进行设计计算。参考设计手册选用标准部件，对20吨吊钩桥式起重机吊钩组、滑轮组、钢丝绳、卷筒、大车运行机构进行设计，采用许用应力法和极限状态法对起重机的强度、疲劳强度、稳定性、刚度等进行校核计算。在完成设计说明书后根据吊钩组、滑轮组、钢丝绳、卷筒、大车运行机构的设计过程绘制出装配图和关键部件零件图。,设计背景和意义,起重机械是用来对物料进行起重、运输、装卸或安装等作业的机械装置，在国民经济各部门都有广泛应用。我们在工厂、码头，总能见到各式
3、各样的起重机械的身影，它们起着减轻体力劳动、节省人力、提高劳动生产率和促进生产过程机械化的重要作用。 目前，国内专业生产大型起重机的厂家很多，起重机市场广阔。 吊钩起重机应用广泛，具有较强的工程应用。,起重机概述,起重机四大机构：起升机构、运行机构、回转机构、变幅机构。 起升机构主要有驱动装置、传动装置、卷绕装置、取物装置与制动装置等组成。 运行机构主要有运行支承装置和运行驱动装置两部分组成。运行支承装置机械部分，对于有轨起重机主要是车轮和轨道，对于无轨式主要是轮胎和履带装置。运行驱动装置为电动机或内燃机、减速器与制动器等。,设计计算过程,概述：设计计算是在给定了设计参数，并将布置方案确定后进
4、行的，通过计算选用机构中所需要的标准零部件，对非标准零部件作进一步的强度与刚度等计算。 需给出的设计参数：起重机的额定起升载荷，起升速度，起升高度，工作级别及JC值等。,计算内容,抗倾覆稳定性计算以及零部件和结构件的承载能力计算。 承载能力计算包括寿命（疲劳、磨损和发热计算、抗塑性破坏)计算和局部稳定性计算。 承载计算方法有许用应力法和极限状态法。,计算方法概述,许用应力法：使设计应力小于或等于零部件和结构件的许用应力。 设计应力：起重机系统，当受到第k种组合载荷作用时，起重机系统中的零部件和结构件便产生相应的内力；起重机的某一零部件和结构件，当它受到内力作用时，根据受载的类型及构件断面特征，
5、确定断面应力，若零部件和结构件还有附加应力，将这两种应力叠加得到设计应力。,计算方法概述,许用应力等于材料的强度除以安全系数 安全系数大小与载荷估算的准确程度及对起重机的安全要求有关。安全系数用两个系数相乘， 与载荷的估算有关， 与起重机要求的安全程度有关。,计算方法概述,区别：许用应力法在许用应力中引进一个系数 以考虑计算载荷的估算误差，极限状态法则是分别对各个载荷 乘以不同的系数 ，考虑不同载荷的计算误差 。,主要内容,1.概述 2.设计任务及技术参数 2.1主要技术参数 2.2起重机工作机构的级别 3.吊钩的选择计算 3.1原始参数及概述 3.2设计步骤 4.滑轮组的设计计算 4.1滑轮
6、概述及相关尺寸的确定 4.2滑轮直径的确定 4.3吊钩组上滑轮轴的计算 4.4滑轮轴承的选择计算 5.钢丝绳的选择 5.1钢丝绳概述 5.2钢丝绳的最大静拉力 5.3主钢丝绳的选择 5.4钢丝绳的标记,6.卷筒的设计计算 6.1卷筒概述及初步选择 6.2卷筒的设计 6.3卷筒强度的校核及抗压稳定性验 7.丝绳在卷筒上的固定计算 7.1固定方法的选择 7.2压板计算 8.大车运行机构计算 8.1设计的基本要求及传动机构方案的确定 8.2选择车轮与轨道，并验算其强度 8.3电动机、减速器、制动器、联轴器的选择 8.4运行速度和实际所需功率、起动时间、运行打滑的验算,主要技术指标,最大起重量： 20
7、吨 梁跨度： 31m 起升速度: 8 25m/min 起升高度: 16mm 起重机运行速度: 90 120m/min 起升机构运行速度: 40 50m/min,机构工作级别: , 采用双联滑轮组,倍率: 起升质量: 20吨，起升载荷: ； 起升速度: ，初取 吊钩是起重机中应用最广泛的取物装置。根据制造方法的不同，吊钩分为锻造吊钩和片式吊钩，根据形状的不同又可分为单购和双钩。单钩制造与使用比较方便，用于较小的起重量。,吊钩原始参数及概述,吊钩设计步骤,(1)吊钩形式选择 (2)吊钩结构及制造方法的确定 (3)吊钩主要尺寸的确定 (4)钩身强度计算,(5)吊钩尾部螺纹直径的确定 (6)确定吊钩螺
8、母尺寸 (7)吊钩横梁的计算 (8)吊钩拉板强度验算,吊钩图,吊钩危险断面图,钩身校核,吊钩装置简图,吊钩横梁受力图、弯矩图,吊钩横梁计算,集中载荷 最大弯矩 最大弯曲应力 许用强度 因为 ,夹板,夹板计算,受力拉伸应力 许用拉伸力 轴孔表面挤压力 极限应力,滑轮概述,滑轮按其作用分为定滑轮和动滑轮。滑轮材料可分为铸铁、铸钢、铝合金和塑料。铸铁滑轮对钢丝绳的的寿命有利，但是其强度较低，脆性较大，在工作级别较高时，宜采用铸钢滑轮。近来，冲压成型的滑轮已能批量化生产，其特点是自重轻、加工量少、成本低。综合考虑，采用铸钢滑轮，其强度和冲击韧性好，材料选：ZG230450。,滑轮,滑轮选择计算,4.2
9、滑轮直径的确定： (1) 普通滑轮直径的选择； (2) 平衡轮直径的选择； 4.3吊钩组上滑轮轴的计算； 4.4滑轮轴承的选择计算；,滑轮轴受力图、弯矩图,滑轮轴计算,BC点弯矩 弯曲应力 ,钢丝绳概述,钢丝绳是起重机的重要零件之一，在起升机构和变幅机构中用作承载绳，在运行机构和回转机构中作牵引绳。钢丝绳强度高。自重轻。柔性好、极少骤然断裂等优点，广泛应用于机械、造船、采矿、冶金、林业等方面。起重钢丝绳多采用双绕绳，即先由钢丝绕成股，再由股以绳芯为中心绕成绳。绳芯材料有三种：石棉芯、金属芯、和有机物芯。有机物芯的钢绳具有较大的挠性和弹性，润滑性好，但不耐高温，承受横向压力能力较差；金属芯钢绳强
10、度高，能承受高温和横向压力，但润滑性较差：石棉芯的钢绳能抗高温，具有较大的挠性和弹性，润滑性好。 根据丝绕股和股绕绳的相互方向可分为：顺绕绳、交绕绳、混绕绳。根据钢绳中丝与丝间的接触状态分为：点接触绳、线接触绳、面接触绳。,卷筒概述及初步选择,卷筒是起重机的重要零件之一，它用以收放和储存钢丝绳，把驱动装置提供的驱动力传递给钢丝绳，并将驱动装置的回转运动转换成直线运动。 按照卷筒的外形，可分为圆柱形和圆锥形。按照钢丝绳在卷筒上卷绕层数，分为单层绕卷筒和多层绕卷筒。单层绕卷筒表面通常切有螺旋形绳槽，绳槽能增加了钢丝绳与卷筒的接触面积，防止相邻钢丝绳间相互摩擦，从而提高钢丝绳的使用寿命。多层绕卷筒绳
11、容量大，多层卷绕的钢丝绳所受的挤压力大，相互摩擦力大，使钢丝绳寿命降低。卷筒按制造方式，可分为铸造的和焊接的两种。铸造卷筒，一般采用不低于HT150的灰铸铁；焊接卷筒用钢板焊接而成，可大大减轻重量。由于起升高度比较高，根据滑轮倍率和起升速度，采用双联卷筒，标准槽形，外形为圆柱形，单层卷绕，用铸造方式制造，材料为灰铸铁。,卷筒的设计 （1）直径确定 （2）卷筒的槽形的选择 （3）卷筒上有螺旋槽部分长 （4）双联卷筒长度 （5）卷筒壁厚确定,卷筒设计与校核,卷筒的强度校核及抗压稳定性验算 （1）压应力的计算 (2) 弯曲应力的计算 （3）卷筒的抗压稳定性验算,卷筒计算及校核,正应力 弯曲应力 抗压
12、稳定性验算,固定方法的选择,钢丝绳在卷筒上的固定装置应保证工作可靠、便于检查、方便更换钢丝绳、避免钢丝绳在固定处过于弯曲。现有的固定装置都是利用摩擦力来固定的。在进行计算时，应考虑由于附加圈数与卷筒的摩擦力，而使进去固定装置中的钢丝绳的作用力减小。钢丝绳在卷筒上的固定可以用压板或锲块固定。用如图7所示的压板固定绳尾是最常见的方法。其优点是构造简单，装拆方便，安全可靠，便于观察和检查。缺点所占空间较大并且不能用于多层卷绕。锲块固定的方式是将钢丝绳引入卷筒里面，再用压板固定，可以使卷筒紧凑，并适用于多层卷绕，缺点是卷筒构造复杂。本设计采用压板固定。,压板固定方式,压板计算,（1）绳尾固定处拉力计算
13、 （2）螺栓拉力计算 （3）螺栓强度验算 （4）每个压板的支持力 （5）压板数的确定 （6）压板的选取,计算公式,绳尾固定处拉力计算 螺栓拉力计算 螺栓强度验算 每个压板的支持力 压板数的确定,设计的基本要求,大车运行机构的设计通常应和桥架的设计交叉进行，一般的设计步骤：（1）确定桥架的结构的形式和大车运行机构的传送方式；（2）布置桥架的结构尺寸；(3)安排运行机构的具体位置和尺寸；（4）综合考虑两者的关系并完成各部分的设计。 对大车运行机构设计的基本要求： （1）机构要紧凑，质量要轻； （2）和桥架要配合。这样，桥架容易设计，机构好布置； （3）尽量减轻主梁的扭转载荷，不影响桥架的刚度； （
14、4）维护检修方便，机构布置合理，便于司机从驾驶室上、下走台，便于装拆零件及操作。,确定传动机构方案,大车运行机构传动方案，基本上分为两类，即分别传动和集中传动。在桥式起重机常用跨度内，均可用分别传动的方案 在具体布置大车运行机构的零部件时应注意一下几点： （1）因为大车运行机构要安装在桥架上，桥架的运行速度很高，而且受载后向下挠曲，机构零部件在桥架上的安装不可能十分准确，所以若单从保持机构的运动性能和补偿安装的不准确性着眼，凡是靠近电动机，减速器和车轮的轴，最好都用浮动轴。 （2）为了减少主梁的扭转载荷，应使机构零部件尽量远离走台栏杆；尽量靠近端梁，使端梁能直接支撑一部分零部件的重量。 （3）制动器要靠近电动机，使浮动轴可以在运行机构制动时能发挥吸收冲击动能的作用。,选择车轮与轨道，并验算其强度,(1)轮压计算 (2)车轮和轨道的选择 (3) 强度校验,电动机、减速器、制动器、联轴器的选择,(1)运行阻力计算 (2)满载运行时电动机静功率计算 (3) 初选电动机 (4)电动机发热验算 （5）选择减速器 （6）选择制动器 （7）选择联轴器,运行速度和实际所需功率、起动时间、运行打滑的验算,（1）验算运行速度和实际所需功率 （2）起动时间的验算 （3）运行打滑验算,
